The intra-pelvic innervation : anatomical and immuno-histochemical study with three-dimensional reconstruction

Introduction : L’utilisation des méthodes anatomiques classiques rend difficile la localisationprécise des micro-fibres nerveuses et ne permet pas de déterminer leur nature ni leur fonction.La chirurgie pelvienne est associée à des séquelles urinaires et sexuelles fréquentes causéespar lésion iatrogène des nerfs pelviens. La connaissance de l’anatomie et de la physiologie del’innervation intra-pelvienne est fondamentale pour tenter de réduire le taux de troublesfonctionnels postopératoires.Objectifs : i) étudier l’anatomie topographique et la nature de fibres nerveuses intrapelvienneen utilisant la reconstruction tridimensionnelle des coupes histologiques immunomarquéesii) standardiser la technique de Dissection Anatomique Assistée par Ordinateur(DAAO) et vérifier sa faisabilité sur des sujets adultes et iii) établir grâce à cette technique deDAAO des modèles pédagogiques tridimensionnels afin d’améliorer la compréhension desdysfonctions sphinctériennes et sexuelles survenant après la chirurgie (rectale et prostatique)et d’adapter éventuellement la technique opératoire.Matériel et méthodes : Des coupes histologiques sériées de pelvis ont été réalisées chez septfoetus masculins, sept foetus féminins et six cadavres adultes masculins. Les coupes ont ététraitées par des méthodes histologiques (Hématoxyline-Eosine et trichrome de Masson) etimmuno-histochimiques pour détecter les fibres nerveuses (anti-S100), les fibres somatiques(anti-PMP22), les fibres adrénergiques (anti-TH), cholinergiques (anti-VAChT), sensitives(anti-SP/CGRP) et nitrergiques (anti-nNOS) ainsi que l’actine lisse des sphincters. Les lamesont ensuite été numérisées par un scanner de haute résolution optique et les imagesbidimensionnelles ont été reconstruites en trois dimensions grâce au logiciel WinSurf.Résultats: La reconstruction tri-dimensionnelle des coupes histologiques immuno-marquéesa permis d'identifier l’anatomie topographique et structurelle de l’innervation intra-pelvienne.Les structures nerveuses afférentes du plexus hypogastrique inférieur (PHI) : nerfssplanchniques pelviens (NSP) et nerfs hypogastriques (NH) véhiculent de façon mixte l’influxsympathique et parasympathique pelvien.Les fibres nerveuses issues de la partie distale du PHI sont responsables de la continenceurinaire et de la fonction sexuelle. Elles sont regroupées et associées au pédicule vasculairepour former la bandelette neuro-vasculaire (BNV). Trois efférences principales sont issues decette BNV : i) des fibres antérieures destinées au sphincter urétral, ii) des fibres antérolatérales,par rapport à la prostate et au vagin, constituant le nerf caverneux destiné aux corpscaverneux du pénis/clitoris et iii) des fibres nerveuses postéro-latérales, par rapport à laprostate et au vagin, formant le « nerf spongieux » destiné aux corps spongieux/bulbesvestibulaires.Les communications autonomiques-somatiques entre le PHI supra-lévatorien et le nerfpudendal infra-lévatorien existent à trois niveaux ; proximal, intermédiaire et distal. Lacommunication distale caverno-pudendale est responsable de l’activité érectile segmentaireobservée au sein du nerf dorsal du pénis/clitoris.Conclusion: La DAAO est une méthode originale de recherche anatomique qui a étéprogressivement améliorée au sein de notre unité de recherche. Cette évolution illustre le faitque l'anatomie descriptive est encore une science dynamique. Notre étude a permis dedévelopper des modèles anatomo-physiologiques d’innervation pelvienne contribuant àaméliorer du point de vue morphologique, chirurgical et pédagogique la compréhension derégions anatomiques complexes comme le petit bassin.Introduction: Classic anatomical methods have limitations in micro determination of nervefibre location. Furthermore, the precise detection of the nerve fibres nature is not possible bymeans of dissection. Pelvic surgery is associated with urinary and sexual consequence causedby iatrogenic damage of the pelvic nerves. Anatomic and physiologic knowledge of the intrapelvicinnervation is essential to reduce the rate of postoperative functional complication.Objectives: i) to study the topographic anatomy and the nature of intra-pelvic nerve fibersusing three-dimensional reconstruction of histological immuno-labeled sections ii)standardize the technique of Computer-Assisted Anatomic Dissection (CAAD) and check itsfeasibility on adult subjects iii) reconstructe three dimensional teaching models to improveunderstanding of urinary and sexual dysfunction occurring after surgery (of rectal and ofprostate) to ameliorate the operative technique.Materials and methods: serial histological sections of pelvic portion were performed inseven male foetuses, seven female foetuses and six adult male cadavers. The sections weretraited by histological methods (Hematoxylin-Eosin and Masson's trichrome) and immunohistochemicalmarker of the nerve fibers (anti-S100), the somatic fibers (anti-PMP22), theadrenergic (anti-TH), cholinergic (anti-VAChT), sensory (anti-SP/CGRP) and nitrergic (antinNOS)fibers and the actin smooth muscles. The slides were then digitized by a scanner ofhigh optical resolution and two-dimensional images were reconstructed in three dimensionsusing WinSurf software.Results: The three dimensional reconstruction of histological immuno-labelled sectionsidentified structural and topographic anatomy of intra-pelvic innervation. The afferencenerves of the inferior hypogastric plexus (IHP): pelvic splanchnic nerves (PSN) andhypogastric nerves (HN) contain both sympathetic and parasympathetic fibers.The nerve fibers from the distal part of the IHP is responsible for urinary continence andsexual function. They are grouped and associated with the vascular pedicle to form theneurovascular bundles (NVB). Efferences of this NVB are distributed in three maindirections: i) anterior fibers the urethral sphincter, ii) anterolateral fibers, compared withprostate / vagina, which constitute the cavernous nerve for the corpora cavernosa of the penis/ clitoris and iii) " spongious nerve”, which is the continuity of posterior-lateral nerve fibers,compared with prostate / vagina, for the corpus spongiosum / vestibular bulbs.Autonomic-somatic communications between supra-lavator IHP and infra-levator pudendalnerve are present at three levels; proximal, intermediate and distal communications. Cavernopudendaldistal communication provides segmental erectile activity of the dorsal nerve of thepenis / clitoris.Conclusion: The CAAD is an original method in anatomical research which has beenprogressively improved. This illustrates the fact that descriptive anatomy is still a dynamicscience. Our study has developed anatomico-physiological models of intra-pelvic innervationcontributing to a better understanding of complex anatomica