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UE4 – Appareil Respiratoire. PELLUARD Plage horaire : 8h30 – 12h45. Enseignant : Mme. Pelluard. Date : 14/09/2016 Promo : 2016/2017 Ronéistes : Nicolas Rousselot. Gauthier Vi-Fane. Clémence Robin. Lola Mangon. Histologie de l’Appareil Respiratoire. I. Introduction et généralités. II. Portions conductrices de l’appareil respiratoire. 1. Structure générale. 2. Description segmentaire. 3. Bronches et bronchioles. III. Les alvéoles. 1. Structure. 2. La barrière alvéolo-capillaire. 3. Les pathologies associées à l’alvéole. IV. Vascularisation au niveau pulmonaire. V. La plèvre. VI. Les pathologies broncho-pulmonaire. 1 I. Introduction et généralités. Les voies sont distinguées par rapport à leurs fonctions et seront décomposées en trois éléments : Voies aériennes conductrices : voies aéro-digestives supérieures + arbre trachéo-bronchique Conduction et préparation de l’air Voies aériennes respiratoires : alvéoles Hématose : échanges gazeux air-sang Plèvre, diaphragme, muscles intercostaux Mécanique respiratoire Intérêt de l’histologie de l’appareil respiratoire : comprendre la physiologie respiratoire, comprendre comment le poumon réalise les fonctions respiratoires (= échange entre oxygène et gaz carbonique, donc les échanges entre le sang et l’air). La fonction respiratoire est réalisée au niveau des alvéoles (structure terminale du poumon), grâce à la barrière alvéolo-capillaire suffisamment fine pour permettre les échanges. Les voies aériennes et digestives supérieures sont étroitement liées. Le bourgeon respiratoire naissant du tube digestif, ces deux voies présentent une portion commune : le larynx. L’arbre trachéo-bronchique présente un épithélium de type respiratoire (présent au niveau de la trachée). Cet épithélium se modifie tout au long de l’arbre, et nécessitera une description en fonction de si l’on est au niveau de la trachée, des bronches, des bronchioles ou des alvéoles. Schéma à apprendre : Schéma qui montre les différentes structures anatomiques qui composent l’arbre trachéo-bronchique d’une part, et les voies aéro-digestives supérieures d’autre part. Plusieurs couleurs au niveau des voies aéro-digestives et de l’arbre trachéo-bronchique qui sont fonction de l’épithélium qui va border ces structures. En rose pâle, épithélium de type respiratoire (sinus et fosses nasales, rhinopharynx, trachée, bronches, bronchioles), en vert, les alvéoles et les dernières bronchioles (c’est un épithélium respiratoire mais il ne ressemble pas à celui décrit classiquement), en rose foncé, épithélium de type malpighien non kératinisé (Vestibule, oropharynx, larynx, œsophage). En violet, la plèvre en 2 feuillets, un feuillet externe collé contre les côtes et un feuillet interne collé contre les poumons. L’espace entre les 2 feuillets est un espace virtuel, sinon c’est pathologique (exemple du pneumothorax). II. Portions conductrices de l’appareil respiratoire. 1. Structure générale. Les voies aériennes digestives supérieures vont intéresser le vestibule, sinus et fosses nasales, le rhinopharynx, l’oropharynx, le larynx (œsophage non détaillé), la cavité buccale. La préparation et le conditionnement de l’air est effectué par cette portion. L’arbre trachéo-bronchique est composé de la trachée, des bronches et des bronchioles. L’hématose aura lieu au niveau des alvéoles. Les portions conductrices vont conduire l’air jusqu’à nos alvéoles. La structure générale (à connaitre) est composée de différents éléments : Lumière (comblée par l’air). Épithélium de type respiratoire. Chorion (sur lequel repose l’épithélium pour former une muqueuse). Glandes séro-muqueuses. Muscle lisse (en quantité variable en fonction du niveau auquel on se trouve). Cartilage (palpable au niveau de la trachée). Tissu lymphoïde associé aux muqueuses (l’arbre respiratoire étant en contact avec l’extérieur, ce tissu va être une des barrières contre différentes bactéries, différents virus. Terme générique, MALT présent sur toutes les muqueuses, non spécifique à l’arbre respiratoire). L’arbre trachéo-bronchique est caractérisé par une série de divisions dichotomiques. La trachée, d’environ 2cm de diamètre, se divise en bronches souches droite et gauche. (Ne pas retenir les diamètres mais retenir que telle structure est plus grosse qu’une autre). Ces voies aériennes de conduction, avec leurs divisions dichotomiques, permettent d’avoir une surface d’échange importante au niveau des alvéoles. Elles permettent aussi de ralentir très nettement l’air qui sera inspiré (processus mécanique), et cela va permettre une arrivée lente de l’air dans les alvéoles, permettant ainsi les échanges entre air et sang. Attention : nombre de bronches et bronchioles sont à titre indicatif ! Sur la photo : coupe de trachée. Coloration violette foncée : cartilage arrière avant Les voies aériennes conductrices vont toutes avoir la même structure histologique. C’est la proportion des différents éléments qui va varier. Epithélium de type respiratoire. Chorion. (avec l’épithélium forme la muqueuse) Muscle lisse (fait le tour du chorion). Glandes séro-muqueuses (glandes mixtes, sécrétion séreuse protéinique enzymatique hydrique, sécrétion muqueuse d’aspect plus gluant, moins hydrique. Elles vont s’aboucher au niveau de la lumière). Tissu lymphoïde associé aux muqueuses – MALT (soit des follicules, soit des lymphocytes épars) Cartilage (plus ou moins continu). Vascularisation nourricière de l’organe (attention, pas celle qui va permettre les échanges pour la respiration = vascularisation fonctionnelle) + innervation. A. L’épithélium respiratoire. C’est un épithélium pseudostratifié (plusieurs assises de cellules, toutes rattachées à la lame basale, en MO), qui présente des cellules cylindriques hautes ciliées et des cellules qui fabriquent du mucus. Donc : épithélium pseudo-stratifié, cylindrique, cilié, mucosécrétant. On y retrouve 4 types de cellules : Ciliées (cylindriques haut). A mucus (caliciforme , rappel : à la naissance on n’a pas de cellules à mucus). Basales (pour le renouvellement). Endocrines (rôle dans le métabolisme : fabriquent différents types d’hormones. En ME , on voit des petites vésicules de sécrétions qui doivent passé dans le sang et comme le chorion est vascularisé et possède des capillaires et que l’épithélium lui, n’est pas vascularisé d’où ces vésicules se situent au pôle basal). Attention : les cellules basales et endocrines ne peuvent se distinguer en coloration HE. Donc mise en évidence non pas par le PAS (utilisé pour la mise en évidence du mucus), mais par les techniques d’immuno-histochimie, en utilisant des anticorps ciblés contre certaines hormones ou contre les cellules endocrines. a) Les cellules ciliées : Ne pas apprendre le nombre de cils ! Image en bas à droite de la diapo : frottis cellulaire. Cellules ciliées + cellules basales + hématies (présentes car « agression » du chorion vascularisé lors du frottis). Intérêt du frottis : cellules vivantes, non colorées, non fixées et observées au microscope pour vérifier la motilité des cils, leur fonctionnalité. Importance dans la pathologie du cil. Si cils non fonctionnels : infections à répétition. Avantage : examen non invasif ! Les cellules ciliées sont les plus abondantes de l’épithélium respiratoire. Ces cils sont vibratiles. Chaque cellule présente des centaines de cils. Les battements sont synchrones grâce à l’axonème, et toutes les cellules ciliées vont avoir des battements qui vont aller tous dans le même sens, du bas de l’arbre trachéobronchique vers le haut (importance dans la fonction du tapis muco-ciliaire). Ces cellules possèdent de nombreuses mitochondries afin de fournir l’énergie nécessaire aux battements des cils. Elles présentent en plus à leur surface des microvillosités, qui se trouvent entre les cils vibratiles, et qui vont permettre d’augmenter la surface d’échange avec l’air. Anomalies, atteintes des cils : dyskinésie ciliaire primitive (ou « syndrome des cils immobiles »). Rôle du cil : protection de l’organisme par son implication dans le fonctionnement du tapis mucociliaire. Si ce tapis n’est pas fonctionnel, cela va favoriser les infections à répétition. Syndrome de Kartagener : Anomalie du battement des cils + trouble de la latéralisation (= inversion des organes = situs inversus) b) Les cellules mucosécrétantes : Les cellules mucosécrétantes se développent après la naissance. Elles sont disséminées dans l’épithélium. Le contact avec des poussières accentue leur multiplication et leur prolifération (le tabagisme accentue la prolifération de ce type cellulaire) pour protéger l’épithélium. Le noyau est situé au pôle basal de la cellule, et on retrouve une vacuole de mucus (pôle apical) qui apparait transparente en coloration HE. Elles sont mises en évidence par une coloration au PAS (sécrétions apparaissent rouge) . Les cellules mucosécrétantes sont plus abondantes dans la partie supérieure de l’arbre trachéobronchique et sont nettement moins présentes dans la partie profonde de cet arbre. En effet, dans cette partie profonde on s’approche des alvéoles, donc pas de mucus sinon gêne à la respiration. Donc le mucus doit être localisé dans la partie supérieure de l’arbre trachéo-bronchique. c) Le tapis muco-ciliaire : Dans la structure générale de l’arbre trachéo-bronchique, on retrouve des cellules caliciformes et des glandes séro-muqueuses (très volumineuses au niveau de la trachée, plus précisément dans le chorion). La partie séreuse de ces glandes va fabriquer un produit très fluide, très liquide plutôt hydrique et qui comporte des enzymes d’où très colorable à l’HES, qui vient se poser sur les cils des cellules ciliées. La partie muqueuse va fabriquer un liquide plutôt lipidique, qui va se retrouver au-dessus de la première couche, la plus fluide. La tapis muco-ciliaire est donc composé de deux couches superposées, avec une phase hydrique au contact des cils, et une phase plus solide en haut. Les cils baignent dans le produit qui est liquide dans lequel ils peuvent bouger facilement. Description du mouvement : le cil se redresse et se « plante » dans la partie gélatineuse, solide du tapis muco-ciliaire. Il va ensuite se baisser pour faire son battement, et lorsqu’il se baisse, il va tirer sur le gel pour le faire avancer, et lorsqu’il se plie quasiment à l’horizontale, il quitte la partie gélatineuse, retourne dans la partie hydrique et il peut ensuite revenir à sa position initiale. Il « rame ». La répétition de ce mouvement va permettre à la phase gélatineuse d’avancer. Comme toutes les cellules battent en même temps, la phase de mucus va progresser grâce aux battements mécaniques et synchrones des cils. Le principe est de faire remonter de la profondeur des poumons cette phase muqueuse au niveau du croisement aéro-digestif. Deux possibilités : déglutition vers l’estomac ou crachat vers l’extérieur. Le tapis muco-ciliaire a une fonction de protection. Les particules que l’on respire « s’engluent » dans le gel et sont donc remontées au carrefour aéro-digestif grâce au tapis muco-ciliaire. Permet la protection de l’arbre respiratoire et empêche les petites poussières d’arriver au niveau des alvéoles où il y a un risque de passage dans l’organisme. Si dysfonctionnement du battement des cils, le tapis muco-ciliaire ne peut pas remonter, et les éléments qui sont respirés stagnent (si bactérie : foyer propice à leur multiplication et donc aux infections). Il existe d’autres mécanismes de protection. Le mucus contient des IgA( les IgA n’arrivent pas des glandes séro-muqueuses) et du lysozyme( arrive des glandes séro-muqueuses) qui sont des substances anti-bactériennes. Les perturbations du tapis muco-ciliaire vont favoriser les infections pulmonaires. Syndrome de Kartagener : absence de battement des cils + situs inversus complet, le mucus stagne (infections potentielles). Tabagisme : arrêt des battements ciliaires entrainant une accumulation du mucus. Infections (bronchite) : perturbation du tapis muco-ciliaire par hypersécrétion de mucus lors d’infections. Mucoviscidose : maladie génétique (fréquente), fabrication d’un mucus anormal, beaucoup moins fluide, du coup les cils n’arrivant pas remonter le tapis muco-ciliaire donc cela favorise les infections. Même si, les cils sont fonctionnels, perturbation du tapis muco-ciliaire entrainant des infections à répétition. Ces infections peuvent être également dû à une stagnation du tapis mucocilaire. Très souvent on donne, en prévention des anti-biotiques et des séances de kinésithérapies pour les aider à expectorer ce tapis. d. Les cellules endocrines et les cellules de réserves basales : Elles se distinguent grâce à des techniques d’immuno-histochimie, et se retrouvent généralement au niveau de la membrane basale. Ce sont des cellules isolées, éparses, elles peuvent parfois se retrouver en petits amas. Les cellules endocrines vont produire des hormones : bombésine, sérotonine, CGRP. Les cellules basales vont renouveler l’épithélium respiratoire. Elles sont en contact avec la membrane basale. Des proliférations tumorales vont pouvoir se développer à partir des cellules endocrines. Dans le poumon, différents types de tumeurs se développent. Le premier type de tumeurs est une tumeur carcinoïde. Ce sont des tumeurs bien différenciées à partir du système endocrine. Lorsqu’il s’agit de tumeurs pas bien différenciées mais qui se développent à partir des cellules endocrines, il s’agit d’un carcinome à petites cellules. En fonction des différents types, d’autres tumeurs peuvent se développer. B. Le Chorion. Il est vascularisé, possèdes des fibres élastiques et des cellules inflammatoires, qui seront toujours présentes car contact permanent avec le milieu extérieur, directement, et il faut donc un maximum de cellules inflammatoires pour nous protéger. Dans le chorion, on retrouve des cellules rondes, avec un cytoplasme non visible, qui sont les lymphocytes. On retrouve également des cellules allongées avec un noyau excentré, qui sont les plasmocytes. Ils auront un rôle important en fabriquant des anticorps à proximité de l’épithélium, afin de faire passer les immunoglobulines dans l’épithélium et assurer leur rôle de défense. C. Les glandes séro-muqueuses. Reconnaissance de la partie séreuse et de la partie muqueuse sur une coloration HES : la partie séreuse, qui fabrique des protéines, apparait avec une coloration foncée. Tandis que le mucus, composé d’acides gras, prend moins la coloration, alors la partie muqueuse est beaucoup plus claire. Ce sont des glandes exocrines, donc elles présenteront toujours un canal excréteur qui permettra au produit de se déverser sur l’épithélium. D. Le cartilage. Sur la trachée, on retrouve du cartilage formant les anneaux cartilagineux, qui ne sont pas fermés dans leur partie postérieure, prenant la forme d’un fer à cheval. Au niveau des bronches, on retrouve des fragments de cartilage. Le cartilage ne va être présent que dans l’arbre bronchique proximal, et il s’agit de cartilage hyalin. Son rôle est de maintenir la forme des voies aériennes proximales et de faciliter le passage de l’air. E. Muscle Lisse. On trouve aussi dans ces voies aériennes conductrices un tissu musculaire lisse. Au niveau des grosses bronches, on a juste quelques fragments de muscle lisse, parce qu’à ce niveau les voies aériennes vont être ouvertes par le cartilage. Au niveau des bronches plus distales, le cartilage va disparaître, et à ce moment-là le muscle va prendre la place du cartilage et va faire tout le tour de la bronche. Ce tissu musculaire lisse on va le retrouver tout au long de l’arbre trachéo-bronchique, mais sera + important dans la partie basse/distale, c.-à-d. au niveau des bronchioles. Ça va permettre la contraction de l’arbre respiratoire et le contrôle du passage de l’air. Il est important de connaître ce muscle lisse car une de ses grandes pathologies est l’asthme ! Asthme ! traitement = bronchodilatateurs. Leur principe : ils vont relâcher le muscle lisse qui, dans l’asthme, est contracté. Pourquoi on inhale les bronchodilatateurs ? Pour que ça diffuse +++ : on peut le donner en per os, mais le temps que ça soit digéré et que ça arrive dans les bronches le patient s’aggrave ; donc le principe c’est d’inhaler la molécule pour qu’elle aille directement au niveau de l’épithélium des bronchioles, passer cet épithélium, et atteindre le muscle lisse pour le décontracter. A partir du moment où il se décontracte, la crise d’asthme va s’arrêter. En quoi on reconnaît un patient asthmatique ? Ça siffle ! Le conduit se trouve rétréci, ce qui créé un sifflement. F. Eléments lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT). Ces éléments dépendent d’où on se trouve : dans les parties les + proximales, ils seront plus nombreux ; dans les parties distales, comme l’air a déjà été purifié, ces éléments sont de moins en moins présents. Dans les parties proximales, il y en a tellement qu’ils forment des amas lymphoïdes ; donc très souvent à côté du cartilage de gros amas lymphoïdes, voire des follicules lymphoïdes. Dans le chorion, on peut voir des lymphoïdes seuls, des plasmocytes (qui vont fabriquer des Ig), et on a des lymphocytes qui vont se retrouver carrément dans l’épithélium. Ces éléments lymphoïdes sont vraiment très nombreux au niveau de l’arbre respiratoire avec une réelle fonction immunitaire pour nous défendre contre les différents germes que l’on pourrait croiser. Cet épithélium respiratoire a donc un rôle de protection ; ainsi, les cellules de cet épithélium ne sont pas totalement jointives, avec d’autres éléments présents entre les cellules. ATTENTION : Épithélium respiratoire = 4 types de cellules (pour les QCM) MAIS dans la vraie vie il y a aussi des cellules M. On y trouve aussi des cellules M, qui se trouvent entre les cellules ciliées, et qui ont comme caractéristique d’être capables de prélever des antigènes du côté de la lumière, c.-à-d. que s’il y a des germes qui passent, ces cellules sont capables de prendre des antigènes de ces germes, et de les faire passer de l’autre côté de la barrière vers le chorion ; là, les cellules M vont amener les antigènes à des cellules présentatrices d’antigènes pour que ces dernières les présentent au système immunitaire, défense de notre organisme, afin qu’il puisse fabriquer des lymphocytes contre ces antigènes. Il va ensuite y avoir tout un mécanisme : les cellules qui auront reconnu l’antigène vont entraîner la fabrication de cellules capables de fabriquer des anticorps contre l’antigène présenté ; ce mécanisme peut se passer au niveau ganglionnaire, et de ce relais ganglionnaire ces cellules de l’immunité vont repartir au niveau respiratoire pour aller nous défendre contre le germe détecté au niveau initialement de l’arbre respiratoire. Ainsi, ce n’est pas juste parce que cet épithélium est une barrière jointive qu’il est une barrière défensive efficace, c’est aussi grâce à la présence de petites cellules qui pourront aller avertir le système immunitaire sous-jacent afin de fabriquer les lymphocytes appropriés, puis elles reviennent au niveau de l’épithélium accompagnées des anticorps afin de renforcer la barrière défensive et de protéger l’organisme (même fonctionnement au niveau du tube digestif). Schéma : juste pour comprendre comment ça fonctionne MAIS à ne pas apprendre ! Les plasmocytes ne peuvent pas traverser l’épithélium, et donc dans le gel respiratoire on ne va pas retrouver des plasmocytes en train de fabriquer des anticorps ! Ils vont donc s’arrêter dans le chorion, fabriquer des IgA (=anticorps), et grâce à des récepteur au niveau de la cellule épithéliale ces derniers sont eux capables de traverser la lame basale ; puis par un phénomène de transcytose ils passent du pôle basal de la cellule au pôle apical pour se retrouver dans le tapis muco-ciliaire. Donc dans l’ordre : IgA = dans le chorion endocytose dans la cellule épithéliale transcytose exocytose dans le tapis muco-ciliaire. Ce mécanisme fait intervenir une immunité à court terme (système lymphocytes B/anticorps), mais aussi une immunité à long terme avec la création de lymphocytes mémoire qui serviront au cas où on recroise le même germe une autre fois. G. Fonction des voies aériennes conductrices. (Très important) ➔ Maintenir le conduit aérien béant pour permettre le contrôle du passage de l’air. Qu’est-ce qui va le maintenir béant ? Le cartilage, le muscle, qui font que le conduit garde une certaine flexibilité malgré sa rigidité, notamment lorsque le muscle se contracte (ex : asthme). ➔ Préparation de l’air pour l’hématose : il y aura 3 phénomènes pour bien préparer l’air : La purification : rôle du tapis muco-ciliaire et du système MALT. Le réchauffement : rôle des sinus veineux (qui ne sont pas présents sur tout l’arbre trachéobronchique). L’humidification : rôle des glandes séreuses ; l’air non-humidifié ne permet pas une bonne hématose. ➔ Ralentissement de l’air : grâce à la division dichotomique bronchique sinon on n’a pas le temps de faire les échanges. 2. Description segmentaire. A. Fosses nasales et sinus. Epithélium respiratoire fosses nasales, sinus, larynx et rhinopharynx Epithélium malpighien (épithélium pluristratifiés, « dur ») oropharynx, vestibule du nez, cavité buccale Epithélium olfactif petit territoire, petite « tâche » en haut des fosses nasales ; épithélium très particulier, servant à sentir, reconnaître les odeurs. Il transmet l’information a une partie du cerveau, le bulbe olfactif. Les sinus : cavités que l’on retrouve dans les structures osseuses de notre massif facial du rhinopharynx. Sur les coupes transversales et coronales, on voit que ce sont des conduits qui ne sont pas droits ; ainsi, lorsqu’on respire, l’air ne passe pas tout droit dans la trachée : il va faire des tourbillons, ce qui va créer des turbulences. Quel est l’intérêt d’avoir des turbulences ? Ça va ralentir un peu l’air, mais surtout ce dernier va pouvoir toucher à un moment ou à un autre la paroi des sinus, dans lesquelles on retrouve les sinus veineux, qui vont permettre de réchauffer l’air grâce à l’augmentation donc du contact entre l’air et la muqueuse. On observe donc dans les sinus un épithélium respiratoire classique, cylindrique cilié pseudostratifié mucosécrétant ; en revanche dans le chorion les glandes sont essentiellement séreuses (quasiment pas de mucus), ce qui va permettre d’hydrater l’air inspiré. On y voit aussi des gros lacs veineux transportant du sang à 37°C ; grâce à la fine épaisseur, l’air va pouvoir être aussi réchauffé. Exemple de pathologie : la rhinite aigue (quand on est enrhumé notre nez libère beaucoup d’eau car les glandes séreuses sont sur-stimulées) et les saignements faciles (il y a une zone de grande fragilité dans notre nez). Petite parenthèse sur l’épithélium olfactif : Il y a 2 façons de sentir les odeurs : olfaction classique par le nez ou la rétro-olfaction qui sert dans le cadre de l’alimentation. En effet, quand on a une rhinite, tout est congestif, c.-à-d. qu’il y a plein d’œdèmes ; résultat : l’épithélium n’est plus en état de transmettre l’info : on n’a donc plus d’odeur et plus de saveur ! En gros le mécanisme d’olfaction : il y a des glandes dans l’épithélium qui fabriquent un produit qui va se mettre sur l’épithélium afin de diluer les molécules odorantes ; les molécules odorantes vont être captées par des neurones situés dans cet épithélium olfactif, qui vont traverser la lame criblée pour rejoindre un de nos 2 lobes olfactifs. Si ces neurones sont coupés (ex. : accident de voiture) on se retrouve avec une anosmie = perte de l’odorat. B. Le pharynx. Au fond des fosses nasales on tombe sur les végétations adénoïdes, et juste derrière les amygdales. Les amygdales : Au niveau des amygdales on aura plutôt un épithélium de type malpighien, et au niveau des végétations( amygdale qui se situe un peu plus haut) on aura plutôt on épithélium de type respiratoire. Le dessous de l’amygdale est un gros tissu lymphoïde avec de gros follicules lymphoïdes : les amygdales sont là pour nous défendre. Donc quand on enlevait les amygdales à un enfin parce qu’il faisait des angines (= inflammation des amygdales), il faisait des infections plus bas notamment au niveau des poumons. Quand elles sont trop stimulées par les bactéries qui passent, les amygdales gonflent et deviennent un obstacle pour manger, mais surtout à la respiration, ce qui peut causer des apnées du sommeil : dans ces caslà on les retire (on les retire aussi en cas d’angines à répétition). Anneau de Waldeyer : amygdales (il y en a plusieurs) + végétations (=système de MALT) ; composées d’un épithélium respiratoire ou malpighien selon où on se situe ; composées de cryptes ; on y trouve des follicules lymphoïdes. C. Le larynx. On va y trouver les cordes vocales, organes de la phonation, qui sont des sortes de « replis tissulaires ». Elles ont un épithélium malpighien pour pouvoir être protégées des contraintes mécaniques qui s’exercent (elles se touchent, se frottent), par ex. quand on force trop sur notre voix. Elles ne présentent pas de vaisseaux lymphatiques : donc un cancer des cordes vocales va être très localisé (tumeur à bon pronostic généralement). ATTENTION : donc tout le larynx est composé d’un épithélium respiratoire SAUF les cordes vocales ! Autre exception : le dessus de l’épiglotte (partie qui touche les aliments) = épithélium malpighien ; le dessous = épithélium respiratoire car au contact que de l’air ! D. La trachée. On y trouve cet anneau cartilagineux en fer à cheval, fermé derrière par du muscle lisse, nommé muscle trachéal postérieur. Sur une coupe, de l’intérieur vers l’extérieur : épithélium de type respiratoire, puis son chorion dans lequel on retrouve 2 éléments notables : les glandes séro-muqueuses et le tissu de MALT, puis le cartilage, et enfin l’adventice ; dans sa partie inférieure : muscle lisse. Cette trachée se divise ensuite de manière dichotomique, mais dans un 1er temps il n’y a pas d’anastomose : quand on s’y coince quelque chose, il n’y a pas d’air qui passe, et on s’étouffe. En revanche si ce quelque chose se coince au niveau d’une des bronches souches, on pourra toujours respirer grâce à l’autre côté, et ainsi de suite : plus on avance dans les divisions, plus il y a d’anastomoses, et ainsi de possibilité de respirer, et moins de tissu abimé. 3. Bronches et bronchioles. A. L’arborisation bronchique. B. Epithélium des bronches et bronchioles. L’épithélium des bronches est le même que celui de la trachée (épithélium cylindrique cilié avec des cellules cylindriques et des cellules caliciformes). Tableau récapitulatif à retenir. Plus on va vers la bronchiole, plus on va vers un épithélium qui est fin : ainsi on part d’un épithélium cylindrique pseudo-stratifié à un épithélium simple cylindrique (toujours avec cellules ciliées et caliciformes), puis à un épithélium cubique où l’on va perdre nos cellules caliciformes (il n’y aura plus que des cellules ciliées) et où va apparaître un autre type de cellule : les cellules de Clara . Au niveau des bronchioles respiratoires on aura donc un épithélium cubique simple, un peu aplatit, avec des cellules ciliées et des cellules de Clara. On a encore beaucoup de cartilage au niveau de la bronche, mais il est déjà segmenté : il n’est plus en forme de fer à cheval. Plus on va aller vers les bronchioles, plus le cartilage disparaît. Au niveau des bronchioles proximales et terminales, on aura tout autour un cercle de muscle lisse ; puis quand on arrive aux bronchioles respiratoires il n’y aura quasiment plus de muscle. Schéma important à retenir. L’épithélium de type respiratoire de la bronche qui était pseudo-stratifié va devenir cubique et va voir apparaître les cellules de Clara et disparaître les cellules mucosécrétantes. Le cartilage hyalin va complètement disparaître. Il se fragmente au niveau de la bronche par rapport à la trachée puis disparaît au niveau de la bronchiole. Le muscle lisse qui au départ est discontinu va devenir continu tout autour de la bronchiole. Et le système de MALT, qui est très développé au niveau des bronches souches et de la trachée, va devenir quasi inexistant ou sous forme de petits lymphocytes isolés au niveau de la bronchiole. Le système de glande séro-muqueuse ne va exister que dans la partie supérieure de votre arbre respiratoire car si on mettait du mucus dans la partie inférieure et dans les alvéoles, on ne pourrait plus respirer. Il n’y a plus de glandes séro-muqueuses du tout au niveau des bronchioles terminales. Ces 2 images peuvent potentiellement tomber à l’examen. Image de gauche : Le cartilage apparaît en bleu, on le voit fragmenté, on est sur une bronche. Le violet correspond aux muscles lisses. Puis le chorion sous-jacent et l’épithélium de votre bronche sous forme étoilé. En blanc on peut aussi voir des adipocytes. Il devrait y avoir des glandes séro-muqueuses et des MALT qu’on ne voit pas très bien. Image de droite : Sur la bronchiole vous avez toujours cet épithélium et cette lumière étoilé, on voit bien le tissu musculaire lisse qui fait le tour de la bronchiole. On voit qu’il n’y a plus de cartilage, ni de glandes séro-muqueuses. Ici l’épithélium n’est pas cubique simple car on est sur une grosse bronchiole, il est encore pseudo-stratifié. Les choses s’amenuisent progressivement. On ne passe pas directement d’un épithélium pseudo-stratifié à un épithélium cubique simple. On a progressivement une perte d’épaisseur et les choses vont s’aplatir. C. Lobule et vascularisation. Le lobule est l’unité histologique. C’est dans le lobule que vont avoir lieu les échanges respiratoires. Il y a deux types de vascularisations, la vascularisation fonctionnelle et la vascularisation nourricière. On va s’intéressé à la vascularisation fonctionnelle. Embryologiquement, on a le diverticule respiratoire qui né et qui va se diviser par division dichotomique. Autour du diverticule respiratoire il y a du mésoblaste. Ce mésoblaste c’est l’origine des vaisseaux. On a le système artériel pulmonaire qui va se développer au contact du diverticule respiratoire. Quand la bronche se divise en deux, l’artère se divise en deux aussi. Tout au long de l’arbre respiratoire, à chaque fois qu’une voir aérienne se met en place, embryologiquement il y a toujours l’artère qui est collée à la voie aérienne. Histologiquement, quand on va couper un poumon, dès qu’on verra une bronche ou une bronchiole, forcément à côté on verra une artère ou une artériole. C’est le couple bronchiolo-artériolaire ou artériolobronchiolaire. Si à la place d’une artère on a une veine (normalement à distance), on va avoir des hypertensions artérielles pulmonaires réfractaires à tout traitement car embryologiquement cela ne s’est pas mis en place convenablement et donc le système artériel qui doit se développer à côté de la voie aérienne ne s’étant pas mis en place, vous ne pourrez pas avoir d’échange aérienne de respiratoire correcte au niveau des alvéoles. Après les artères, les artérioles on va arriver aux capillaires. Les capillaires sont se retrouvés au niveau des alvéoles, là où il y aura les échanges. Ensuite le sang passe par le système veineux et va remonter au niveau du hile pulmonaire (là où les gros vaisseaux arrivent : artère et veine pulmonaire). Entre ces lobules, on a une cloison conjonctive qu’on appelle le septum inter-lobulaire. Dans ces cloisons, qu’on pourra mettre en évidence histologiquement, on va avoir des vaisseaux qui vont circuler, notamment des lymphatiques. D. Bronche proximale et distale. La bronche proximale c’est celle qui ressemble le plus à la trachée. L’épithélium est encore très haut, pseudo-stratifié. Dans le chorion, il y a du muscle lisse. Il y a beaucoup de glandes séro-muqueuses avec des canaux excréteurs, du cartilage. Le système de MALT est essentiellement représenté au niveau des bifurcations, c’est-à-dire qu’à chaque fois que ça va se diviser, dans l’angle de divisions, c’est là que l’on retrouve des follicules lymphoïdes en général. De plus loin, on va voir que le cartilage est fragmenté, qu’il y a pleins de glandes séro-muqueuses qui vont permettre la fabrication du tapis muco-ciliaire. On est dans les bronches qui sont justes après la trachée. Dans les bronches plus distales, on voit que ça ne ressemble pas à la même chose. La lumière n’est plus très arrondie, elle est beaucoup plus ovalaire, allongée. L’épithélium est simple, cilié, avec des cellules de Clara. Il y a également des fibres musculaires. Tout autour (en blanc) il y a les alvéoles et à l’intérieur on peut observer des macrophages (les points noirs). Sur la photo l’épithélium est simple mais en théorie dans les bronches distales il devrait être pseudostratifié ; on est à la limite entre la bronche distale et la bronchiole. Cela est du a un continuum qui n’est pas un changement brutal mais progressif de l’épithélium. E. Bronchioles. On a une disparition des cellules caliciformes et une apparition progressive des cellules de Clara. Dans le chorion, il y a des fibres élastiques pour que le tissu soit souple. On trouve aussi du muscle lisse qui fait le tour et il reste un peu de système de MALT. On note aussi la présence d’alvéoles tout autour. Au niveau des bronchioles , il n’y pas d’adipocytes qui se baladent. L’épithélium devient quasiment unistratifié. Il y a toujours des fibres musculaires et des fibres élastiques. Il y a aussi des fibres élastiques dans les artérioles pulmonaires. Et comme on a vu, à côté d’une bronchiole, il y a toujours une artériole. Et autour on retrouve les alvéoles remplis d’air. La bronchiole terminale s’ouvre toujours sur des alvéoles par l’intermédiaire d’un canal alvéolaire. L’épithélium est unistratifié. Il ne reste que quelques cellules ciliées et des cellules de Clara(non cilié, cellules sécrétrices exocrines). Il n’y a plus de cellules caliciformes. Ces 2 images peuvent potentiellement tombées à l’examen. Cette diapo n’est pas apparu dans le présentiel. Il y a plusieurs canaux alvéolaires pour une même bronchiole respiratoire. La bronchiole respiratoire on la reconnait car elle est bordée par un épithélium qui est tout plat. Il n’y a pas d’épithélium cubique, les cellules sont complètement aplaties au niveau de la cloison inter-alvéolaire. III. Les alvéoles. 1. Structure Les alvéoles sont le lieu même de la respiration. Il y a plusieurs centaines de millions d’alvéoles. La surface d’échange est comprise entre 100 et 200m². Il y a énormément d’air qui est filtré par jour et il y a aussi énormément de sang qui va passer au travers de ces capillaires. Le nombre important de capillaires et d’alvéoles fait que beaucoup d’échanges se font sur une journée. Les échanges vont se faire par l’intermédiaire de la cloison inter alvéolaire dans lesquels on retrouve les capillaires. Sur ce schéma on retrouve la bronchiole terminale avec son épithélium cubique simple, la bronchiole respiratoire et on arrive aux alvéoles. (schéma visible facilement reconnaissable susceptible de tomber). On remarque qu’il y a des passages possibles entre différents sacs alvéolaires, ce qui explique la libre circulation des macrophages. L ‘alvéole n’est pas bordé par un épithélium respiratoire, elle est bordée par un épithélium alvéolaire. Cet épithélium présente deux types de cellules, les pneumocytes 1 et 2. Le pneumocyte 1 est normalement tout aplati, on le voit quasiment pas. Le 2 est quant à lui cubique. Dans la cloison entre deux alvéoles, on retrouve des capillaires. On arrive à les montrer sur ce schéma là parce qu’ils sont dits « congestifs », c’est à dire gorgés d’hématies. Il y en a très probablement d’autres mais non congestifs donc non distinguables. Les alvéoles sont normalement libres mais on y retrouve des petits macrophages qui sont là pour prendre en charges des goudrons etc. Ils vont avoir un rôle pour nettoyer vos alvéoles si vous avez des déchets qui persistent. Ils vont pouvoir passer d’une alvéole à l’autre par des petits pores. Il est important de savoir qu’il y a des communications entre les alvéoles. La cloison n’est donc pas totalement hermétique. On retrouve forcément également une matrice extracellulaire faite d’élastine, de collagène 3 et d’une lame basale. S’il y a du collagène, il y a des fibroblastes qui sont capables de fabriquer du collagène et donc capables de fabriquer de la fibrose. On retrouvera donc des pathologies pulmonaires, des fibroses pulmonaires. C’est pour cela, qu’il est important de savoir que dans la cloison, on retrouve du collagène et présence de fibroblaste. Sans fibroblaste, pas de fibrose. Si il y a présence de fibrose, il n’y aura plus d’hématose possible. Or la fibrose est irréversible. Sur cette microscopie électronique, est représenté un pneumocyte 2 (cubique) et le pneumocyte 1 complètement aplati. Le pneumocyte 1 est pavimenteux, c’est au travers de sa paroi que vont se faire les échanges gazeux. Le pneumocyte 2 est cubique car il a des grains de sécrétion : c’est lui qui fabrique le surfactant. C’est la maturation de ce dernier qu’on attend chez les prématurés. Le surfactant se colle sur la cloison et permet d’éviter que les alvéoles se collabent quand on expire. Cela permet de maintenir l’alvéole ouverte. On remarque qu’il n’y a pas de tissu musculaire lisse à proprement parlé, on ne peut donc pas maintenir les alvéoles ouvertes sans surfactant. !!!Très important à retenir : cloison inter-alvéolaire et barrière alveolo-capillaire. !!!! La cloison inter-alvéolaire, décrite précédemment est celle où on peut trouver un fibroblaste, des capillaires, des fibres élastiques…c’est la cloison entre deux alvéoles. La barrière alvéolo-capilllaire quant à elle sépare les hématies de l’air. L’hématose a donc lieu au travers de la barrière alvéolo-capillaire et non pas au travers de la cloison inter alvéolaire. La cloison inter-alvéolaire est le mur qui sépare deux alvéoles. Les capillaires, très nombreux, en sont les constituants majoritaires. Ils sont continus et sont issus de l’artère pulmonaire. On parle de vascularisation fonctionnelle, c’est celle qui va permettre l’hématose. Ce sont des capillaires avec du sang qui au départ est non oxygéné. Il y a aussi une matrice extracellulaire ( lame basale pour l’endothélium et pour le pneumocyte, collagène, élastine ) et des fibroblastes. Donc on retrouve des capillaires avec des cellules endothéliales, différentes fibres (élastine et collagène), une lame basale et des fibroblastes. Ici, on retrouve une unique lame basale entre l’endothélium et le pneumocyte car il faut être le plus fin possible pour pouvoir permettre la diffusion. Le réseau capillaire représenté ici (ci-dessus) grâce à un immuno-marquage permet de voir qu’il est vraiment continu et qu’il fait partie complète de cette cloison inter-alvéolaire. On remarque qu’il y en a partout. 2. La Barrière alvéolo-capillaire La barrière alvéolo-capillaire : c’est le lieu de l’hématose (et non pas l’hémostase, piège qcm). On l’appelle également barrière respiratoire. Le pneumocyte 2 ne fait pas partie de cette barrière. Elle va comporter un endothélium ( l’oxygène et le CO2 vont être obligé de passer à travers cet endothélium), une lame basale (commune à l’endothélium et l’épithélium) et des pneumocytes 1 aplatis. Il faut aussi rajouter qu’il y a toujours un peu de surfactant, parce que le pneumocyte 2 même s’il n’appartient pas à la barrière, il a fabriqué du surfactant qui est venu s’étendre sur le pneumocyte 1. En dehors de tout ça, on a les fameux macrophages. Libres dans la cavité alvéolaire, ils ont pour rôle de phagocyter tout ce qui traine : les poussières, les germes… Ils peuvent se balader entre les alvéoles par les pores et peuvent aussi rejoindre les voies lymphatiques. Hématose : Le passage entre l’alvéole et le capillaire se fait par diffusion au travers de la barrière alvéolocapillaire, au travers du cytoplasme et non du noyau des différentes cellules que ce soit la cellule endothéliale et le pneumocyte 1. 3. Pathologies associées à l’alvéole - Maladie des membranes hyalines : pathologie avec absence de surfactant. Le pneumocytes 1 est fragile, il ne supporte pas l’oxygène qui arrive sur sa membrane cytoplasmique ce qui entraine la formation de dépôt hyalin. Cette maladie touche uniquement les grands prématurés c-à-d moins de 34/36 semaines d’aménorrhées. On rappelle qu’à partir de 34/36 semaines d’aménorrhées les pneumocytes 2 sont matures et fabriquent assez de surfactant. - Dommages alvéolaires diffus : l’épithélium alvéolaire est altéré. - Pathologie des capillaires : les Vascularites qui sont des inflammations des vaisseaux sanguins (capillaires) ; l’œdème aigu du poumon : les capillaires, au lieu de faire passer que les gaz par diffusion, laisseront passer aussi l’eau à cause de problème de pression ou autre. Cette maladie est traitée par des diurétiques pour éliminer toute l’eau. A l’auscultation on peut l’entendre très nettement. - Pathologies de la matrice extra-cellulaire : la fibrose dû au fibroblaste qui fabrique du collagène en excès ; l’emphysème correspond à une destruction de la matrice extra-cellulaire avec une dilatation des alvéoles et les cloisons qui deviennent fibreuses. Ces lésions sont irréversibles. IIII. Vascularisation. On a 2 artères pulmonaires : l’artère pulmonaire droite et l’artère pulmonaire gauche. En embryologie, quand la bronche va se diviser, l’artère va également se diviser. On a toujours en continuité une artère à côté d’une bronche. Les artères suivent la division dichotomique des bronches. La vascularisation fonctionnelle pour l’hématose : L’artère pulmonaire (qui transporte le sang non oxygéné), va suivre la division dichotomique des bronches et des bronchioles, pénètre dans les lobules et va donner les capillaires alvéolaires. Les échanges vont avoir lieu dans les capillaires qui ensuite vont être drainés en périphérie du lobule par des veines au niveau des septas. Dans ces septas on trouve aussi les capillaires lymphatiques. Le sang oxygéné rejoint les veines pulmonaires qui vont remonter dans l’oreillette du cœur. Cette vascularisation permet donc l’oxygénation du sang. La vascularisation nutritionnelle pour l’oxygénation des poumons : Les artères bronchiques (n’ont rien à voir avec les voies aériennes) vont se diviser en capillaires. On va retrouver ces capillaires dans le chorion de l’arbre trachéo-bronchique. Ces capillaires ne pénètrent jamais dans lobules. Dans les lobules, l’alvéoles est directement oxygénée par l’oxygène qui se trouve dans l’air. La vascularisation lymphatique qu’on retrouve au niveau du poumon (septums inter-lobulaires, plèvre) va se drainer au niveau de ganglions lymphatiques au niveau du médiastin (ganglions médiastinaux). Le cancer pulmonaire se développe généralement non pas dans la trachée mais dans une bronche. Donc avant qu’il soit parlant il faut qu’il soit volumineux voir même obstructif. Donc très souvent, avant d’arriver à ce stade, il a déjà croisé un ganglion lymphatique et donc il a très souvent disséminé. C’est aussi pour ça que les cancers du poumon sont dévastateurs car lorsqu’il est dépisté, le traitement local est loin d’être suffisant. V. La plèvre. La plèvre est composée de 2 feuillets ayant des surfaces lisses et qui sont accolés l’un à l’autre avec entre les 2 une toute petite quantité de liquide pleural (rôle lubrifiant). Lors de l’inspiration et de l’expiration, les 2 feuillets de la plèvre glissent l’un contre l’autre. La plèvre pariétale est le feuillet qui est sur le côté interne de la cavité thoracique, sur les cotes à l’intérieur. La plèvre viscérale est le feuillet collé sur la surface externe des poumons, qu’on ne peut pas désolidariser du poumon. Elle contient des vaisseaux (sanguin + lymphatique) et des nerfs. On peut voir en histologie du collagène en jaune ainsi que des fibres élastiques lors d’une coloration à l’orcéïne. La plèvre viscérale est bordée par un mésothélium (l’épithélium de la plèvre) qui est constitué de cellules aplaties. Pathologies des plèvre : - Mésothéliome (cancer primitif) qui peut se développer après avoir respiré des poussières d’amiante. - Les pleurésies qui sont des infections de la plèvre. On va retrouver du liquide pleural en grande quantité qui sera infecté. On peut prélever se liquide pour soulager le patient. - Pneumothorax : décollement des 2 feuillets avec de l’air entre les 2. Image de pneumothorax : les 2 feuillets se sont complètement séparés d’un côté. Le poumon s’est alors ratatiné. Le pneumothorax peut être spontané et touche les sujets jeunes, de préférence les garçons plutôt longilignes. Lorsque le pneumothorax est unilatéral, le patient ressent une douleur mais il peut aller jusqu’à l’hôpital et se faire soigner. Lorsque le pneumothorax est bilatéral il faut intervenir immédiatement. VI. Les pathologies. On peut voir les poumons noirs du fumeur et le poumon rose du non-fumeur. Les différentes pathologies : Tumorales (tumeurs bénignes ou malignes) : cancer du poumon. Infectieux : les broncho-pneumopathies, les abcès, etc Vasculaire et hémodynamique : œdème aigu du poumon (eau qui sort des capillaires) ; Vascularite (inflammation des capillaires) ; L’hypertension artérielle pulmonaire Pneumopathies interstitielles : Ne touche ni les bronches, ni les alvéoles mais touche les cloison inter-lobulaires où se trouve les fibroblastes. On peut avoir des anomalies de l’interstitium avec de la fibrose. Ces pneumopathies interstitielles peuvent être aiguës, chroniques ou sub-aiguës. Les maladies bronchiques obstructives : la dyskinésie ciliaire (les cils ne fonctionnent pas) ; la mucoviscidose (mucus trop gluant, anomalie génétique) ; l’asthme (fibre musculaire se contractent, implique un phénomène inflammatoire avec des traitements de corticoïde pour les asthmatiques chroniques en plus de la Ventoline) ; le syndrome de Kartagener. BONUS (à ne pas apprendre): Il existe différents sinus : - les sinus frontaux qu’on peut palper et qui sont au-dessus de nos sourcils. - les sinus de l’éthmoïde - les sinus maxillaires au-dessus de notre mâchoire En embryologie, les sinus apparaissent de façons progressives : les sinus ethmoïdaux sont présents à la naissance, les sinus maxillaires apparaissent plus tardivement et les sinus frontaux n’apparaissent que chez le jeune enfant. Donc un enfant de 4 mois ne peut pas avoir de sinusite frontale Au niveau du nasopharynx, il y a les choanes qui sont des communications des fosses nasales. Ces choanes ne sont pas toujours ouverts : il existe des imperforations qui peuvent être unilatérales (1 choane perméable et 1 choane bouché) ou bilatérales : on parle d’atrésie choanales (test chez tous les nouveaux nés pour s’assurer que les choanes sont perméables). Dans les fosses nasales, l’épithélium olfactif apparait jaune parce qu’il y a des pigments particuliers, on parle de tâche jaune. Il existe également une tâche vasculaire dans la partie antéro-inférieur de la cloison nasale qu’on appelle la tâche rouge. Cette tâche vasculaire correspond à un réseau anastomotique de vaisseaux. Certains enfants sont très gênés par ce réseau parce qu’il est très fragile et se mettent à saigner du nez fréquemment. Les saignements abondant du nez sont nommés épistaxis. Lorsque ces saignements sont trop gênants, on peut être amené à cautériser cette tâche. On a deux façons de respirer : l’olfaction classique lorsque les odeurs montent directement dans le nez et la rétro-olfaction qui vient de la bouche et qui remonte par le nasopharynx (utilisé pour le gout). Dans la dégustation du vin on utilise ces deux manières de respirer : on sent le vin et ensuite on le déguste. L’épithélium olfactif est constitué de cellules qui correspondent à des neurones qui ont des petits cils et qui vont ensuite rejoindre les bulbes olfactifs. Pour pouvoir attraper les molécules odorantes dans cet épithélium il y a des glandes sous cet épithélium qui vont fabriquer un produit qui esrt un petit peut gluant et qui va attraper les molécules odorantes, les diluer, pour pouvoir les présenter au niveau des neurones et pouvoir les amener au niveau du bulbes olfactifs. Cela passe par la lame criblée de l’ethmoïde, par des tout petits trou. Lors de traumatisme crânien, on peut très bien sectionner les petits axones qui passent par la lame criblée et donc se retrouvé en anoxie.
