Microsoft PowerPoint - Plong\351e enfant poumon
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Fonction pulmonaire de l’enfant Dr A BOUCHEZ-BUVRY Paris XIII DU –DIU 2012-2013 Développement pulmonaire Division bronchique cartilage Croissance en taille Cell musc lisse D’après P Jeffery, Am J Respir Crit Care Med, 1998, 157 : S174-80 Développement pulmonaire • Division bronchique – – – – Interaction épithélium/ mésenchyme Centripète Division à peu près dichotomique Extension par multiplication des cellules terminales • Prématurité – Pas de modification de cette division • Pas de mastocytes chez le foetus Facteurs de division bronchique et développement parenchymateux • Facteurs de contrôle différents entre la formation laryngotrachéale à partir de l’œsophage primitif, la division bronchique et l’induction du parenchyme pulmonaire – (souris KO pour différents facteurs de croissance) (VACTERL syndrom, Pallister-Hall syndrom) • Division bronchique – EGF, FGF, BMP, TGF-β, VEGF, WNT and SHH • Différenciation du parenchyme – FGF10, BMP4 – Heparan sulfate et chondroïtine sulfate sont requis pour la divisin et induise la liason FGF10 à l’épithélium – La restriction temporospatiale du FGF10 par le SHH semble essentiel à l’initiation et au maintien de la division bronchique Croissance bronchique Fgf10 et pousse du bourgeon D Warburton et al, Ped Res, 2005, 57 (5) Pt2 :26R-37R Formation des bronches Balance pousse/arrêt du bourgeon Longueur de la division (SPRY2) Formation espace interbronchique D Warburton et al, Ped Res, 2005, 57 (5) Pt2 :26R-37R Développement pulmonaire • Division bronchique – – – – Interaction épithélium/ mésenchyme Centripète Division à peu près dichotomique Extension par multiplication des cellules terminales • Prématurité – Pas de modification de cette division • Pas de mastocytes chez le foetus Développement alvéolaire • Septation des saccules alvéolaires – Derniers mois de gestation et période postnatale – Fin : quelques mois après naissance – Diminution de l’épaisseur inter-alvéolaire (dépôt d’élastine) • Apoptose cellules alvéolaires, remodelage vasculaire, fin septation • Rétinoïdes, élastine (molécule cible) • Nouveaux alvéoles post-septation essentiellement à partir des zones périphériques sous pleurales – Concentration de cellules contenant des rétinoïdes Septation Septation des saccules alvéolaires Derniers mois de gestation et période postnatale Fin : quelques mois après naissance Diminution de l’épaisseur interalvéolaire (dépôt d’élastine) Septation des saccules alvéolaires Développement alvéolaire • Septation des saccules alvéolaires – Derniers mois de gestation et période postnatale – Fin : quelques mois après naissance – Diminution de l’épaisseur inter-alvéolaire • Apoptose cellules alvéolaires, remodelage vasculaire, fin septation • Rétinoïdes, élastine (molécule cible) • Nouveaux alvéoles post-septation essentiellement à partir des zones périphériques sous pleurales – Concentration de cellules contenant des rétinoïdes Évolution avec la croissance • Naissance • Croissance pulmonaire • « The call for oxygen » – Relation surface alvéolaire/VO2 – Degré élevé de divisions alvéolaires – Travail respiratoire le plus faible Développement pulmonaire • Muscle lisse – 6e-8e semaine de gestation – A la naissance • Mature, innervé, réactif • Augmentation très rapide immédiatement après la naissance puis proportionnelle à la croissance des voies aériennes – Rapport muscle/diamètre voies aériennes • ↑ muscle lisse >>> ↑taille bronche pendant vie fœtale et immédiatement après la naissance • 3% pour bronches (enfant ≡ adulte) • Bronchioles : enfant<adulte (10% vs 20%) ( ⇒ TVO) Développement pulmonaire • Artères pulmonaires – Média ↓ ↓ ↓ pendant les 10 premiers jours de vie puis ↓ plus lent jusqu’à 3 mois Haworth SG, Am J Cardiol, 1983 – Réduction du diamètre moyen des cellules musculaires lisses vasculaires – Cellules musculaires lisses ont plus activité de synthèse que contractile – ↑ post natale éléments contractiles, collagène – RVP élevées = f (forme et arrangement des cellules) > f (activité contractile) Allen K, Lab Invest, 1988, Développement pulmonaire • Tissu conjonctif – Fibres élastiques et développement pulmonaire (BDP chez babouin) • Pas d’hypertrophie compensatoire après guérison d’une maladie pulmonaire chronique • Déposition anormale de collagène et élastine • Hypertrophie MLB • Alvéoles de petite taille et en faible quantité – Cartilage • 4ème semaine de gestation (trachée) jusqu’à 2mois après naissance (périphérique) • Puis augmentation en masse pendant enfance Développement pulmonaire • Innervation – Mise en place dès la 4ème semaine de gestation – Naissance : distribution et nombre des nerfs Σ et ΡΣ identiques à ceux de l’adulte – Fibres à neuropeptides B/D diminuent après 3 ans Hislop et al, Am J Respir Cell Mol Biol, 1990 – ↓récepteurs muscariniques (B/C) et ↑β2 récepteurs et VIP-R (B/D) dans la 1ère année Tepper, AJP, 1987 Développement pulmonaire • De la naissance à 18 mois – Augmentation de volume « sur proportionné » (stade alvéolaire) • De quelques mois à 2-3 ans – Stade de maturation microvasculaire • Après 18 mois et jusqu’à l’âge adulte – Augmentation de tous les composants pulmonaires proportionnelle à la croissance somatique Développement pulmonaire • • • • De la naissance à 18 mois De quelques mois à 2-3 ans Après 18 mois et jusqu’à l’âge adulte Au total de la naissance à l’âge adulte : – tissu parenchymateux x 15, – volume alvéolaire et surface d’échange x 20à25 – DLO2 rapportée à la masse corporelle x 1,5 • « Surdéveloppement » du secteur capillaire Facteurs de développement • Croissance – Facteurs physiques • Volume cage thoracique, liquide amniotique • Volume du fluide intra bronchique (sténose de la trachée) • Mouvements respiratoires du foetus – Facteurs endocriniens • GH, balance IGF1/TGFβ Facteurs de développement • Maturation – Physique • Facteurs physiques : – hypoplasie – défaut de maturation – hyperplasie – maturation – respiration fœtale • Facteurs chimiques = contrôle endocrinien – Corticoïdes, thyroïde, rétinoïdes • Apport calorique Adaptation à la respiration à l’air • Cellules neuroendocrines (corps neuroépithéliaux) • Intraépithéliales • Neuropeptides – Sérotonine, CGRP, Bombésine,calcitonine, .. – Adaptation à la respiration à la naissance (MSIN) – Rôle dans le développement pulmonaire – Rôle dans la réponse à l’hypoxie Physio respiratoire du bébé • Grande compliance thoracique • Faible ∆P transpulmonaire – Fermeture des petites voies aériennes en fin d’expiration • Voies aériennes de petit calibre à paroi très compliante (cartilage ↓, muscle lisse ↑, peu d’attaches alvéolaires) – TVO, limitation des débits Physio respiratoire du bébé • • • • • • Inégalités des rapports VA/Q >>> Hypoxémie ↑ W ventilatoire HRB – Variable en fonction de l’âge et du calibre des bronches J Stocks, Arch Monaldi Res Dis, 1999, 54(4): 358-64 Compliance pulmonaire • Augmentation de la compliance dynamique au cours de la croissance • Qualité du parenchyme et asynchronisme ventilatoire • Valeur adulte = 0,1l x cmH2O-1 D’après Cl Gaultier et al, Rev Mal Respir, 1975, 3, 827 Résistances pulmonaires totales • 6 fois plus élevées chez le nourrisson que chez l’adulte • Valeur de l’adulte entre 1m50 et 1m70 D’après Cl Gaultier et al, Rev Mal Respir, 1975, 3, 827 Volume de fermeture • Méthode à l’azote • Fermeture des petites voies aériennes en fin d’expiration Capacité de fermeture Cl Gaultier et al, INSERM, vol 51, 365-372 Capacité de fermeture Volumes en immersion Appareil et ventilation immersion NER Zone de fermeture des voies aériennes D’après A Duvallet D’après A Duvallet Effets inverses de l’immersion et de l’appareil respiratoire Effet délétère du VF : à démontrer Gaz du sang D’après Gaultier et al, Bull Eur Physiop Respir,1978, 14, 287-97 Contrôle central de la ventilation : P0-1 Maintien de la ventilation alvéolaire en adéquation avec le métabolisme de base D’après Gaultier et al, Respir Physiol, 1981, 46 : 71-80 Contrôle chimique de la ventilation • Réponse ventilatoire à l’hypercapnie (HCVR/VT) – Corrélé au métabolisme (Pds, CV, surface corporelle) – Corrigé pour le Pds, ↓ avec âge, enfant > adulte • Réponse ventilatoire à l’hypoxie (HOVR/VT) – Corrigé pour le Pds, ↓ avec âge, enfant > adulte D’après Marcus et al, J Appl Physiol, 1994, 76(1) : 314-320 Contrôle chimique de la ventilation •Réponse ventilatoire à l’hyperoxie –Augmentation de la réponse à l’hyperoxie lors d’un exercice en hypoxie chez l’enfant –Atténuation de la fonction des chémorécepteurs périphériques au cours de la croissance Springer et al, Respir Physiol, 1988, 74(1) : 55-64 Hyperoxie et développement alvéolaire • Diminue le nombre d’alvéoles – Conservation du rapport offre/demande en O2? – Effet toxique direct des radicaux libres? – Effet toxique systémique de l’hyperoxie? • Toxicité de l’O2 (rat) – – – – Hyperplasie fibroblastique « Uprégulation » des facteurs de croissance (IGF1) Diminue la septation HRB Hyperoxie et développement alvéolaire • Chez enfants (LBA) – BDP ventilés avec des PIO2 élevées • ↑ élastase, ↑ activité élastolytique • Fibrose pulmonaire • In vitro – Déformation mécanique des fibroblastes en culture • ↑fibrose • ↑activité autocrine de croissance Bishop JE, 1993, Am J Respir Cell Mol Biol, 9:126-33 Hyperoxie, barotrauma et développement alvéolaire – Hyperbarie, hyperoxie • ↓ CLDYN, ↑R • LBA : ↑cellules et activité élastase, albumine et protéines • Histologie : atélectasies, exsudat fibrine, œdème et inflammation – Hyperbarie, normoxie – ↓ CLDYN, ↑R – Mêmes lésions cellulaires biochimiques et histologiques mais à un moindre degré Hyperbarie, normoxie < Hyperoxie, normobarie < Hyperbarie, hyperoxie D’après Davis et al, Pediatr Pulmonol, 1991, 10 : 157-163 Enfant et plongée • • • • • CONTRE Résistances et HRB Hypoxémie Compliance Environnement ++++ Matériel +++ POUR • Si l’on s’appuie sur les connaissances en physiologie respiratoire aucun enfant de moins de 15 ans et/ou d’1m50 ne devrait plonger!
