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LE SYSTEME RESPIRATOIRE - Bienvenue à l'espace Dem@tice

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UNIVERSITE DU SUD ANNEE UNIVERSITAIRE<br />

FACULTE DE MEDECINE 2003-2004<br />

DE SFAX<br />

Laboratoire d'Histologie<br />

2 ème ANNEE MEDECINE<br />

HISTOLOGIE SPECIA<strong>LE</strong><br />

<strong>SYSTEME</strong> <strong>RESPIRATOIRE</strong><br />

Préparé par: Pr. Ag Keskes Leïla<br />

1


I. INTRODUCTION :<br />

Le système respiratoire est l’ensemble des organes qui assurent l’apport d’O2<br />

et l’élimination du gaz carbonique.<br />

On lui distingue une partie conductrice et une partie purement respiratoire, le<br />

parenchyme respiratoire contenant les alvéoles pulmonaires.<br />

La partie conductrice est une succession de tubes qui relient les alvéoles au<br />

milieu extérieur. Elle est subdivisée en voies aériennes extra et intra-pulmonaires:<br />

Les voies aériennes extra-pulmonaires comprennent des voies supérieures et<br />

des voies profondes (figure 1).<br />

- Les voies supérieures sont la cavité nasale (1), le pharynx, subdivisé en<br />

nasopharynx (2), oropharynx (3) et enfin en larynx (5).<br />

- Les voies profondes comportent : la trachée (6) et les deux bronches<br />

souches (7) qui pénètrent dans les poumons au niveau du hile.<br />

- Les voies intra-pulmonaires se divisent dans le poumon droit en trois<br />

bronches lobaires et dans le poumon gauche en deux bronches lobaires.<br />

Cavité nasale<br />

Naso-pharynx<br />

Oro-pharynx<br />

Oesophage<br />

Larynx<br />

Trachée<br />

Figure 1 : L’appareil respiratoire<br />

Bronche souche<br />

2


Les bronches lobaires se ramifient en bronches segmentaires au nombre de<br />

10 <strong>à</strong> droite et <strong>à</strong> gauche. Les bronches segmentaires se divisent ensuite en bronches<br />

de plus en plus petites, se terminant par des bronchioles terminales.<br />

Le parenchyme respiratoire débute par les bronchioles respiratoires qui se<br />

divisent en canaux et en sacs alvéolaires, composés de très nombreux alvéoles.<br />

Les échanges gazeux entre l’air et le sang se font uniquement au niveau des<br />

alvéoles. Le gaz carbonique du sang passe dans l’alvéole et l’O2 diffuse des<br />

alvéoles vers le sang des capillaires ; ce processus définit l’hématose.<br />

II. STRUCTURE DES VOIES AERIENNES EXTRAPULMONAIRES :<br />

A) La cavité nasale :<br />

Elle est formée par une partie antérieure dilatée, le vestibule (V), et deux<br />

cavités postérieures, les fosses nasales (FN) s’ouvrant en arrière dans le naso-<br />

pharynx (NP) (figure 2) .<br />

1) Le vestibule correspond aux narines dont la paroi est formée<br />

essentiellement de cartilage élastique. La face interne est tapissée par un épithélium<br />

pavimenteux stratifié non kératinisé qui se réfléchit au niveau des orifices narinaires<br />

pour se continuer par le revêtement externe du nez. Le chorion contient au niveau de<br />

la face interne des orifices narinaires des glandes sébacées et sudoripares et de<br />

nombreux poils, les vibrisses<br />

V<br />

FN<br />

CS<br />

CM<br />

CI<br />

Figure 2 : Schéma d’une coupe sagittale montrant la cavité nasale<br />

NP<br />

3


2) Les fosses nasales sont deux cavités creusées au dépend des os<br />

du crâne et séparées par une cloison osseuse, le septum nasal. A partir du septum<br />

naissent 3 projections osseuses, les cornets, supérieur (CS), moyen (CM) et inférieur<br />

(CI) (figure 2).<br />

La partie respiratoire comprend le reste de la cavité et les cornets moyen et<br />

inférieur. Elle communique avec les sinus creusés dans les os de la face (frontal et<br />

sphénoïdal). Elle est revêtue d'une muqueuse respiratoire formée d’un épithélium<br />

pseudo-stratifié (Ep) comportant des cellules prismatiques ciliées, des cellules<br />

caliciformes mucogènes et des cellules basales de remplacement (figure 3B).<br />

Le chorion conjonctif (Ch) sous-épithélial est riche en fibres élastiques et en<br />

tissu lymphoïde. Il renferme des glandes exocrines tubulo-acineuses, séro-<br />

muqueuses et un réseau vasculaire développé constitué essentiellement d’un large<br />

plexus veineux (figure 3A et B).<br />

Ep<br />

Ch<br />

Ep<br />

Ch<br />

A B<br />

Figure 3 : Structure de la muqueuse nasale<br />

La partie supérieure des fosses nasales ou région olfactive s’étend du cornet<br />

supérieur <strong>à</strong> la voûte. Elle est revêtue par l’épithélium olfactif qui comporte les cellules<br />

sensorielles de l’odorat (figure 4).<br />

L'épithélium olfactif est un neuro-épithélium responsable de l'olfaction. Il est<br />

formé par des cellules épithéliales vraies, appelées cellules de soutien prismatiques<br />

et des cellules olfactives (CO) qui sont des cellules nerveuses bipolaires ayant<br />

colonisé l'épithélium.<br />

4


Les cellules de soutien, les plus nombreuses, ont un pôle apical pourvu de<br />

microvillosités assez longues. Leur pôle basal est souvent effilé laissant place <strong>à</strong> des<br />

petites cellules basales de remplacement non différenciées. Elles contiennent dans<br />

leur cytoplasme des pigments de lipofuscine.<br />

Les cellules olfactives ont un corps cellulaire situé <strong>à</strong> des niveaux variables et<br />

sont responsables de l'aspect pseudostratifié de l'épithélium (figure 4). Elles sont<br />

unies aux cellules de soutien par des complexes de jonction. Leur expansion<br />

dentritique apicale se termine par la vésicule olfactive (VO) qui aboutit dans le mucus<br />

et se prolonge par une dizaine de cils immobiles, parallèles <strong>à</strong> la surface épithéliale.<br />

VO<br />

Figure 4 : Epithélium olfactif<br />

La dentrite et sa vésicule sont pourvues de cils immobiles et <strong>à</strong> orientation<br />

parallèle <strong>à</strong> la surface (figure5).<br />

Il existe sous l'épithélium de petites glandes acineuses mixtes, les glandes de<br />

Bowman. Leur richesse en lipofuscine, serait responsable de la couleur jaune de la<br />

région olfactive.<br />

Les axones des cellules olfactives sont enveloppés par des cellules de<br />

Schawann ; elles traversent la membrane basale épithéliale, et se réunissent dans le<br />

chorion pour former des faisceaux nerveux amyélinisés, les filets olfactifs qui se<br />

dirigent vers les pertuis de la lame criblée de l'éthmoïde.<br />

CO<br />

5


Cil<br />

Figure 5 : Schéma représentant la muqueuse olfactive<br />

B) <strong>LE</strong> PHARYNX :<br />

Vésicule olfactive<br />

Cellule olfactive<br />

C’est un organe musculo-tendineux de forme conique, aplati d'avant en arrière<br />

et constitue un carrefour aéro-digestif (figure 6).<br />

La partie supérieure constitue le naso-pharynx qui fait suite aux fosses<br />

nasales. Il est comme elle tapissé par un épithélium pseudostratifié de type<br />

respiratoire. Il renferme dans sa paroi dorsale supérieure et dans sa paroi latérale<br />

des formations lymphoïdes (les amygdales pharyngées et tubaires).<br />

L’oropharynx prolonge la cavité buccale et comme elle, est limitée par une<br />

muqueuse formée d’un épithélium pluristratifié épidermoïde et d’ un chorion dense et<br />

riche en fibres élastiques.<br />

Cette muqueuse est délimitée par une musculeuse faite de deux couches de<br />

muscle strié, une interne longitudinale et une externe circulaire ou oblique.<br />

6


C) <strong>LE</strong> LARYNX :<br />

Naso-pharynx<br />

Oro-pharynx<br />

Oesophage<br />

4 Larynx<br />

Figure 6 : Schéma représentant les deux parties respiratoires et<br />

digestives du pharynx<br />

C’est un conduit qui fait partie des voies respiratoires supérieures et il est<br />

l’organe de la phonation. Sa paroi est formée d’un squelette cartilagineux hyalin,<br />

composé d’anneaux superposés (les cartilages thyroïde, cricoïde et arythénoïdes).<br />

Ces anneaux cartilagineux (C) sont unis entre eux par des muscles striés (M) et par<br />

des ligaments (L) (figure 7).<br />

C<br />

M<br />

C<br />

L<br />

Figure 7 : Schéma montrant la structure du larynx<br />

L<br />

M<br />

7


La cavité laryngée est limitée par une muqueuse de type respiratoire.<br />

Le sommet du larynx est pourvu <strong>à</strong> la partie antérieure d’une expansion<br />

spatulée, l’épiglotte qui empêche la pénétration des aliments et des liquides dans les<br />

voies aériennes. Elle est constituée d’un cartilage élastique recouvert par un<br />

épithélium malpighien non kératinisé sur la face supérieure et de type respiratoire sur<br />

la majeure partie de la face laryngée.<br />

Au dessous de l’épiglotte, la muqueuse forme deux paires de replis latéraux<br />

qui s’étendent dans la lumière laryngée. La paire supérieure constitue les fosses<br />

cordes vocales et la paire inférieure, les vraies cordes vocales. Les deux paires sont<br />

séparées par une dilatation de la lumière laryngée (Ventricule de Morgani).<br />

Les fausses cordes vocales sont des saillies conjonctives recouvertes par une<br />

muqueuse de type respiratoire, renfermant des glandes exocrines séro-muqueuses,<br />

tubulo-acineuses (figure 8).<br />

Ventricule<br />

Saccule<br />

Fausse corde vocale<br />

Glande séro-muqueuse<br />

Vraie corde vocale<br />

Muscle vocal<br />

Ventricule<br />

Figure 8 : Structure des fausses et cordes vocales<br />

Les vraies cordes vocales sont recouvertes par un épithélium malpighien non<br />

kératinisé et délimitent une fente médiane, la glotte.<br />

Le chorion est dépourvu de glandes. Il renferme une large bande de tissu<br />

élastique, le ligament vocal, bordé par le muscle vocal ou thyro arythénoïdien.<br />

8


La contraction des muscles vocaux modifie la largeur de la fente intercordale,<br />

ce qui change la hauteur des sons au passage de l’air.<br />

D) VOIES AERIENNES PROFONDES EXTRA-PULMONAIRES<br />

1) La trachée (T)<br />

C’est un tube flexible de 11 cm de long et 2 cm de large, formé de 16 <strong>à</strong> 20<br />

anneaux cartilagineux incomplets et superposés. Elle descend verticalement dans le<br />

médiastin et se termine en donnant naissance aux deux bronches souches (BS)<br />

(figure 9).<br />

T<br />

BS<br />

Figure 9 : Voies aériennes profondes et poumons<br />

La paroi est constituée d’une muqueuse respiratoire, d’une tunique moyenne<br />

fibro-myo-cartilagineuse et d’une adventice (figure 10).<br />

Figure 10 : Coupe transversale<br />

de la trachée<br />

9


a) La muqueuse respiratoire (figure 11).<br />

L'épithélium de la muqueuse (Ep) est de type respiratoire, pseudostratifié et<br />

cilié avec des cellules caliciformes (Cca), de rares cellules basales et des cellules<br />

ciliées (Cci). On y observe également par les techniques histologiques spécialisées<br />

des cellules chromaffines et des cellules <strong>à</strong> brosse.<br />

Figure 11 : Epithélium respiratoire de la trachée<br />

* Les cellules ciliées, cylindriques, sont majoritaires. Leur noyau est situé<br />

dans la partie basale alors que l'appareil de Golgi, les mitochondries et les<br />

lysosomes occupent la zone supranucléaire.<br />

Dans la parie apicale de la cellule sont alignés les corpuscules basaux qui se<br />

prolongent par les cils vibratiles ; ceux-ci battent dans la lumière en direction du<br />

larynx. Les mouvements ciliaires participent <strong>à</strong> l'épuration pulmonaire en ramenant<br />

vers le haut tout ce qui est retenu dans le mucus, <strong>à</strong> la manière d'un tapis roulant :<br />

particules inhalées, sécrétoires.<br />

* Les cellules caliciformes sont dispersées dans l'épithélium. elles élaborent<br />

du mucigène riche en glycoproteines; Ce mucigène participe avec les sécrétions<br />

glandulaires du chorion <strong>à</strong> la formation du mucus.<br />

* Les cellules basales sont de forme ovalaire ou pyramidale et situées entre<br />

les pôles basaux des cellules ciliées; elles renferment peu d'organites.<br />

* Les cellules <strong>à</strong> brosse : ce sont des cellules prismatiques dont le pôle apical<br />

riche en courtes microvillosités atteint la lumière.<br />

10


Ces cellules ne sont identifiables qu'en microscope électronique. Elles<br />

correspondraient soit <strong>à</strong> des cellules caliciformes vidées de leur contenu, soit <strong>à</strong> des<br />

cellules en voie de différentiation, intermédiaires entre les cellules basales et les<br />

cellules prismatiques différenciées, ciliées ou caliciformes.<br />

* les cellules chromaffines ou argentaffines sont peu nombreuses. Elles<br />

contiennent des granulations sécrétoires regroupées au pôle basal en regard des<br />

vaisseaux sanguins du chorion et contenant des hormones polypeptidiques et des<br />

neuromédiateurs.<br />

Certaines cellules se groupent pour former des corps neuroépithéliaux qui<br />

sont des chémorecepteurs sensibles aux variations de teneur en O2 et en CO2 de<br />

l'air.<br />

Le chorion (Ch) de la muqueuse est très riche en tissu élastique ; il referme<br />

des vaisseaux sanguins et lymphatiques (ca) et des lymphocytes diffus ou associés<br />

en follicules (figure 12); ils sécrètent des IgA qui se fixent <strong>à</strong> la surface de l'épithélium.<br />

Ch<br />

Figure 12 : Le chorion de la muqueuse trachéale<br />

Il renferme également des glandes tubuloacineuses (GL), séromuqueuses<br />

localisées dans la partie postérieure de la trachée en avant du muscle trachéal ainsi<br />

que dans les espaces intercartilagineux.<br />

b) la tunique moyenne comporte des anneaux cartilagineux incomplets en<br />

forme de fer <strong>à</strong> cheval ouverts <strong>à</strong> l'arrière. Les extrémités dorsales sont réunies par<br />

des faisceaux de muscle lisse (figure 13).<br />

Les espaces compris entre les anneaux sont occupés par un tissu conjonctif dense.<br />

a<br />

11


Figure 13 : Coupe transversale schématique de la trachée montrant les trois couches<br />

de la paroi<br />

c) L'adventice trachéale est constituée d'un tissu conjonctivo-adipeux lâche<br />

contenant des vaisseaux et des nerfs.<br />

B) Les bronches souches<br />

Elles ont une structure identique <strong>à</strong> celle de la trachée ; leurs dimensions sont<br />

moindres et l'armature cartilagineuse comprend des anneaux entiers.<br />

III. POUMONS ET VOIES AERIENNES INTRAPULMONAIRES:<br />

A) ORGANISATION MORPHOLOGIQUE :<br />

Les poumons occupent les deux parties gauche et droite de la cage<br />

thoracique; Ils sont séparés par le coeur et le médiastin. Ils sont séparés de la paroi<br />

thoracique par la plèvre qui forme une cavité virtuelle; chaque poumon est formé de<br />

lobes et de segments (figure 14).<br />

A droite, il existe 3 lobes: le lobe supérieur (3 segments), le lobe moyen (2<br />

segments) et le lobe inférieur (5 segments)<br />

Le poumon gauche comporte 2 lobes: le lobe supérieur (5 segments) et le<br />

lobe inférieur (5 segments).<br />

12


Figure 14 : Organisation morphologique des poumons et des voies aériennes<br />

intrapulmonaires<br />

Les segments sont subdivisés en lobules qui sont séparés par de fines<br />

cloisons conjonctives élastiques ou septas lobulaires. Chaque lobule, en forme de<br />

pyramide mesure 2 <strong>à</strong> 2,5 cm de grand axe (figure 15).<br />

Figure 15: Structure schématique du lobule<br />

pulmonaire<br />

13


Les lobules sont formés par les acinis qui représentent les unités morpho-<br />

fonctionnelles des poumons.<br />

Les poumons reçoivent par le hile les bronches souches qui donnent les<br />

bronches lobaires puis les bronches segmentaires et les bronches sous<br />

segmentaires qui aboutissent après de nombreuses divisions successives aux<br />

bronches sus lobaires. Celles-ci se divisent dans les lobules pulmonaires en<br />

bronchioles de moins de 1 mm de diamètre. Ces bronchioles donnent après des<br />

divisions successives, les bronchioles terminales (diamètre < 0,5 mm) (figure 16).<br />

Figure 16 : Ramifications des bronches et des bronchioles pulmonaires<br />

Chaque bronchiole terminale se divise en bronchioles respiratoires qui<br />

représentent le premier segment de la portion respiratoire du poumon.<br />

Chaque bronchiole respiratoire s'ouvre dans un acinus pulmonaire composé<br />

des canaux et des sacs alvéolaires.<br />

B) STRUCTURE HISTOLOGIQUE :<br />

Au cours des divisions successives des bronches et des bronchioles, la<br />

structure de la paroi change :<br />

14


- l'épithélium se transforme progressivement en épithélium cylindrique<br />

simple puis cubique simple, dépourvu de cellules caliciformes et de<br />

cellules ciliées.<br />

- Le chorion s’amaincit et perd progressivement les glandes exocrines.<br />

- L’armature cartilagineuse se fragmente progressivement jusqu'<strong>à</strong> leur<br />

disparition totale dans les bronchioles.<br />

1) Les bronches<br />

Dans les bronches (BR), la paroi est formée de quatre couches : une<br />

muqueuse, une musculeuse, une sous-muqueuse et une périchondre (figures 17A et<br />

17B).<br />

AP: Artère Pulmonaire<br />

A B<br />

Figure 17 : Structure d’une bronche en coupe transversale<br />

La muqueuse comporte un épithélium de type respiratoire, dont les cellules<br />

caliciformes et ciliées se raréfient progressivement.<br />

Le chorion est riche en fibres élastiques et renferme des vaisseaux sanguins<br />

et lymphatiques ainsi que des cellules lymphoïdes isolées ou organisées en petits<br />

follicules. Il s’amincit graduellement pour être réduit dans les petites bronches <strong>à</strong> une<br />

simple lame élastique.<br />

15


La musculeuse est formée de fibres musculaires lisses qui forment une<br />

couche circonférentielle spiralée, le muscle de Reissessen (mR) (figure 18).<br />

La sous-muqueuse (SM) comporte des amas fragmentés de cartilages hyalins<br />

(PC) qui sont de plus en plus petits dans les petites bronches. Entre ces fragments<br />

de cartilage existe un tissu conjonctif dense renfermant des vaisseaux, des glandes<br />

séro-muqueuses (gl) et du tissu lymphoïde (figure 18).<br />

La gaine conjonctive péribronchique (PE) externe est une mince couche de tissu<br />

conjonctif dense contenant des vaisseaux sanguins et lymphatiques et des filets<br />

nerveux non myélinisés.<br />

Figure 18 : Structure des trois couches de la paroi bronchique<br />

2) Les bronchioles<br />

La paroi des bronchioles est mince et formée d’une muqueuse délimité par<br />

quelques fibres musculaires annulaires (mR) et par une couche péribronchiolaire<br />

(pb), fibroélastique mince (figure 19).<br />

La lumière (LU) est festonnée formant des replis liés <strong>à</strong> la présence de fibres<br />

élastiques dans le chorion.<br />

L'épithélium (Ep) est cylindrique simple puis devient cubique renfermant<br />

initialement des cellules ciliées qui laissent progressivement place aux cellules de<br />

Clara.<br />

16


Ep<br />

pb<br />

Figure 19 : Structure de la paroi bronchiolaire<br />

Les cellules de Clara (CC) sont pyramidales avec un pôle saillant garni de<br />

microvillosités irrégulières (Mv). Le cytoplasme est riche en organites cytoplasmiques<br />

(glycogène, réticulum granulaire et lisse, lysosomes et grains de sécrétion) (figure<br />

20). Ces cellules produisent des lipides et des protéines qui entrent dans la<br />

composition du surfactan qui tapisse la cavité alvéolaire.<br />

CC<br />

Figure 20 : Ultrastructure de la cellule de Clara<br />

Mv<br />

17


3) Structure de la portion respiratoire :<br />

Le parenchyme respiratoire constitue la majeure partie du tissu pulmonaire. Il<br />

est formé par des unités morphologiques fonctionnelles : les acini pulmonaires qui<br />

comportent les bronchioles respiratoires (BR), les canaux alvéolaires (CA) et les<br />

sacs alvéolaires (SA) constitués par les alvéoles juxtaposés (figure 21).<br />

Figure 21 : Représentation schématique de la portion respiratoire du poumon<br />

a) BRONCHIO<strong>LE</strong>S <strong>RESPIRATOIRE</strong>S :<br />

Elles font suite aux bronchioles terminales. Chez l’homme, il existe 3<br />

générations de bronchioles respiratoires. Elles comportent quelques alvéoles qui<br />

s’ouvrent dans leur lumière.<br />

La paroi comporte un épithélium cubique simple dépourvu de cellule ciliées et<br />

reposant sur un chorion contenant quelques cellules musculaires lisses (figure 22).<br />

18


A B<br />

Figure 22 : En A, transition entre bronchiole terminale (BT) et<br />

bronchiole respiratoire et (BR) ; en B, paroi de la BR comportant un alvéole<br />

b) CANAUX ALVEOLAIRES:<br />

Chaque bronchiole respiratoire se subdivise en une dizaine de canaux<br />

alvéolaires (CA) dont la paroi est formée par la juxtaposition d’alvéoles (A) séparés<br />

par des petites saillies, les bourrelets d’insertion alvéolaire (ba). Ces bourrelets<br />

comporte un axe conjonctivo-musculaire contenant des fibres de collagène et<br />

élastiques et de rares cellules musculaires lisses. Ils sont recouverts d’un épithélium<br />

pavimenteux ou cubique bas (figure 23).<br />

Figure 23 : Bronchiole respiratoire (BR) et canal alvéolaire (CA) avec les bourrelets<br />

alvéolaires (ba).<br />

19


c) ALVEO<strong>LE</strong>S:<br />

Après deux ou trois biffurcations, le canal alvéolaire final s’ouvre dans des<br />

sacs alvéolaires (SA). Chaque sac alvéolaire comporte des alvéoles (A) juxtaposés<br />

dépourvus de bourrelets alvéolaires (figure 24).<br />

leur nombre est estimé chez l’homme <strong>à</strong> 150 millions par poumon. La surface<br />

alvéolaire est évaluée <strong>à</strong> 100 m2.<br />

Figure 24 : Bronchiole terminale (BT) et sacs alvéolaires (SA)<br />

- Au microscope optique, les alvéoles (A) apparaissent comme des petites<br />

cavités arrondies ou polyédriques, de 100 <strong>à</strong> 300 µm de diamètre.<br />

Leur paroi ou septum inter-alvéolaire est mince et tapissée de part et d’autres d’un<br />

épithélium pavimenteux formé de deux types de cellules épithéliales, les<br />

pneumocytes I aplaties (P1) et les pneumocytes II (P2), de forme pyramidales (figure<br />

25).<br />

Cet épithélium repose sur une membrane basale continue qui le sépare de<br />

l’espace septal occupé par un tissu conjonctif riche en fibres conjonctives collagène<br />

et élastiques et en cellules conjonctives et des cellules de défense.<br />

20


P2<br />

Cp<br />

P<br />

P2<br />

Cp<br />

Figure 25 : Alvéole pulmonaire en microscopie optique<br />

L’espace septal renferme également un réseau capillaire (C) très développé.<br />

La cavité alvéolaire contient des cellules mobiles, les cellules <strong>à</strong> poussières<br />

(Cp) qui sont des macrophages originaires des monocytes sanguins. Elle est<br />

tapissée par le surfactant qui forme un film lipidique dont le rôle est la diminution de<br />

la tension superficielle. Par ses propriétés tensioactives il facilite la réexpansion des<br />

alvéoles au cours de l’inspiration.<br />

- La microscopie électronique, révèle les détails morphologiques de<br />

l’épithélium alvéolaire, du septum et de la cavité alvéolaire (A) (figure 26).<br />

• le pneumocyte I : a une structure similaire <strong>à</strong> la cellule<br />

endothéliale. Le cytoplasme comporte de nombreuses vésicules d’endocytose.<br />

• le penumocyte II est recouvert en partie par les extrémités des<br />

pneumocytes I. La membrane plasmique apicale possède des microvillosités<br />

courtes. Le cytoplasme est riche en organites et contient des grains de secrétion de<br />

structure lamellaire. Ils contiennent des phospholipides et des protéines entrant dans<br />

la composition du surfactant.<br />

C<br />

C<br />

P2<br />

C<br />

21


Figure 26 : Ultrastructure de l’alvéole pulmonaire<br />

C: capillaire<br />

alvéolaire<br />

Le surfactant forme <strong>à</strong> la surface de l’épithélium alvéolaire une couche épaisse<br />

lipoprotéique comportant des structures lamellaires (L) élaborées par les<br />

pneumocytes II. La couche superficielle est formée de phospholpides (PL) disposés<br />

en une couche monomoléculaire (figure 27).<br />

PL<br />

L<br />

Figure 27 : Représentation schématique de l’ultrastructure du surfactant<br />

22


Les vaisseaux sanguins contenus dans l’espace septal sont des capillaires et<br />

des veinules. La paroi des capillaires est formée d’un endothélium continu reposant<br />

sur une membrane basale (MB) continue. Cette paroi forme avec l’épithélium<br />

alvéolaire la barrière air-sang qui a une épaisseur de 3 µm et qui est formée par<br />

(figure 28):<br />

- les prolongements des pneumocytes I<br />

- une membrane basale épaisse résultant de la fusion des membranes des<br />

épithéliums alvéolaire et endothéliale<br />

- les prolongements cellulaires des cellules endothéliales.<br />

Hématies<br />

Figure 28 : Ultrastructure de la barrière air-sang<br />

C) VASCULARISATION PULMONAIRE<br />

1) LA CIRCULATION SANGUINE<br />

La circulation sanguine pulmonaire est constituée de deux systèmes<br />

circulatoires, d'origine différente mais communicants et d'importance très inégale: la<br />

circulation bronchique nutritive et la circulation pulmonaire fonctionnelle.<br />

23


a) La circulation pulmonaire<br />

Les artères pulmonaires apportent aux poumons plus de 90% de leur<br />

irrigation sous forme de sang de type veineux, peu oxygéné, perfusé sous basse<br />

pression (25/5 mmm de mercure).<br />

Les artères pulmonaires suivent étroitement l'arbre bronchique et ses<br />

ramifications, puis donnent des ramifications destinées <strong>à</strong> la portion respiratoire<br />

(figure 29 A et B).<br />

Les branches terminales de l'artère pulmonaire s'achèvent dans les sacs<br />

alvéolaires où se forment de vastes réseaux capillaires, siège principal de<br />

l'hémostase.<br />

Les réseaux capillaires alvéolaires se prolongent par des veinules et des<br />

veines qui confluent vers les veines pulmonaires.<br />

A B<br />

Figure 29 : Vascularisation pulmonaire<br />

La particularité topographique des veines pulmonaires est de cheminer dans<br />

les cloisons conjonctives périlobaires, <strong>à</strong> distance des artères; alors que les artères<br />

sont toujours centrolobulaires au contact de l'arbre bronchique.<br />

Histologiquement les artères pulmonaires sont d'abord des artères élastiques,<br />

avec une paroi relativement mince et une adventice épaisse, puis les vaisseaux de 1<br />

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mm de diamètre, sont des artères musculaires avec deux limitantes élastiques,<br />

interne et externe.<br />

La structure des veines est similaire mais la paroi ne comprend pas de<br />

limitantes et la couche musculaire est moins épaisse.<br />

Artères et veines pulmonaires sont séparées des alvéoles par une gaine<br />

conjonctive qui contient des cellules (mastocytes, lymphocytes) et sert de passage<br />

au résau lymphatique.<br />

b) La circulation bronchique<br />

Les artères bronchiques naissent de l'aorte ou des artères intercorsales, donc<br />

de la grande circulation. Elles conduisent du sang oxygéné et nutritif (10% du sang<br />

pénétrant dans les poumons), <strong>à</strong> haute pression (120/80mm de mercure).<br />

Histologiquement les artères bronchiques sont de type musculaire. Elles<br />

suivent les ramifications des bronches et se terminent au niveau des bronchioles<br />

respiratoires; elles émettent tout au long de leur trajet des branches pariétales<br />

formant les résaux capillaires du chorion bronchique et de la péribronche.<br />

A leur extrémité distale, elles forment des réseaux capillaires communiquant<br />

avec ceux qui sont issus des artères pulmonaires.<br />

Les capillaires bronchiques sont drainés par des veinules puis par des veines<br />

broncho-pulmonaires et enfin par des veines bronchiques autonomes qui vont<br />

rejoindre les veines azygos dans le médiastin.<br />

Il existe de nombreuses connexions entre circulation pulmonaire et<br />

bronchiques.<br />

2) LA CIRCULATION LYMPHATIQUE<br />

La circulation lymphatique pulmonaire est bien développée. Elle comprend<br />

deux réseaux indépendants: un superficiel destiné <strong>à</strong> la plèvre et un profond destiné<br />

au parenchyme pulmonaire. Les vaisseaux lymphatiques du poumon accompagnent<br />

les bronches et les vaisseaux sanguins pulmonaires et bronchiques.<br />

On les trouve dans les septums inter-lobulaires, en contact intime avec le tissu<br />

alvéolaire. Mais, il n' existe pas de vaisseaux lymphatiques dans <strong>l'espace</strong> septal<br />

alvéolaire.<br />

Dans le hile, le drainage lymphatique des deux réseaux se fait par les<br />

ganglions hilaires puis par le canal lymphatique droit.<br />

Le canal thoracique draine la lymphe provenant du lobe supérieur gauche.<br />

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VI. LA P<strong>LE</strong>VRE<br />

La plèvre est une séreuse, tout comme le péricarde ou le péritoine; elle est formée<br />

de deux feuillets: un feuillet externe ou pariétal, adhérant aux parois de la cage<br />

thoracique, qui se réfléchit au niveau du hile pulmonaire en un feuillet interne ou<br />

viscéral (figure 30).<br />

Figure 30 : Feuillet viscéral de la plèvre<br />

Feuillet viscéral de<br />

la plèvre<br />

Les deux feuillets plaqués l'un contre l'autre, sont limitées par le mésothélium<br />

qui borde une cavité virtuelle, la cavité pleurale; cette cavité contient un film liquidien<br />

lubrifiant (le liquide pleural) permettant le glissement des deux feuillets l'un par<br />

rapport <strong>à</strong> l'autre pendant la respiration.<br />

La paroi pleurale est caractérisée par l'abondance de fibres élastiques dont<br />

l'élasticité permet le changement de volume des poumons parallèlement <strong>à</strong> la<br />

contraction et au relâchement des muscles respiratoires (pectoraux,<br />

diaphragmatiques et abdominaux).<br />

Le feuillet viscéral est rattaché <strong>à</strong> la paroi des alvéoles superficiels par un tissu<br />

conjonctif sous-pleural.<br />

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IV. HISTOPYSIOLOGIE DU <strong>SYSTEME</strong> <strong>RESPIRATOIRE</strong><br />

A) RO<strong>LE</strong>S DES VOIES <strong>RESPIRATOIRE</strong>S<br />

1) Dans les fosses nasales, le système vasculaire fonctionne comme<br />

un radiateur de chaleur qui réchauffe l’air inspiré.<br />

La sécrétion séreuse des glandes humidifie l’air, préalablement purifié par le<br />

mucus et les cils. La plupart des particules polluantes sont retenues dans cette partie<br />

des voies respiratoires. Les cils vibratiles les déplacent vers le pharynx, <strong>à</strong> partir<br />

duquel elles sont dégluties.<br />

L'histophysiologie de l'épithélium olfactif est encore mal connue. On pense<br />

que la plupart des odeurs sont déterminées par la forme et la taille des molécules<br />

odorantes.<br />

Il existe sept odeurs primaires pour lesquelles il existerait des récepteurs<br />

spécifiques sur la membrane de l'extrémité dentrique de la cellule bipolaire.<br />

La liaison de la molécule avec sa cellule réceptrice engendre des potentiels<br />

d'action qui sont véhiculés par les axones vers le bulbe olfactif et de l<strong>à</strong> aux centres<br />

supériers du cerveau.<br />

2) L'arbre trachéo-bronchique permet le renouvellement de l'air<br />

alvéolaire lors des mouvements alternants d'inspiration et d'expiration.<br />

L'écoulement de l'air dépend du calibre des bronches qui lui même dépend du<br />

tonus des muscles lisses, du degré de distension du parenchyme pulmonaire et de<br />

l'importance des sécrétions.<br />

L'arbre trachéo-bronchique complète l'humidification de l'air inspiré. La<br />

muqueuse respiratoire contribue par son tapis muco-ciliaire <strong>à</strong> l'épuration des<br />

particules inhalées et participe par les immunoglobulines A produites par les<br />

lymphocytes de la paroi bronchique aux défenses immunologiques.<br />

On admet que les particules dont le diamètre est supérieur <strong>à</strong> 7 microns sont<br />

arrêtées au niveau des voies aériennes supérieures, les particules dont le diamètre<br />

est compris entre 2 et 7 microns sont arrêtées au niveau des bronches et les<br />

particules inférieures <strong>à</strong> 2 microns arrivent jusqu'aux alvéoles.<br />

Lorsque le mucus devient trop chargé par des particules, les battements<br />

ciliaires n'arrivent plus <strong>à</strong> les remonter aux voies aériennes supérieures et vont<br />

stagner puis s'infecter déterminant une bronchite.<br />

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Les arceaux cartilagineux, constitués de cartilage hyalin, empêchent le<br />

collapsus de la paroi trachéale pendant l'expiration forcée<br />

3) La portion respiratoire du poumon assure l'hématose qui est un<br />

phénomène passif et qui s'effectue <strong>à</strong> travers la barrière air-sang.<br />

La diffusion gazeuse est continue et nécessite la présence de gradients de<br />

pression appropriés de part et d'autre de la barrière air-sang. L'oxygène diffuse de la<br />

zone de forte pression (cavité alvéolaire) vers la zone de faible pression (plasma<br />

sanguin). Le CO2 diffuse dans le sens inverse.<br />

D'autres substances volatiles comme l'alcool, les gaz anesthésiques ou<br />

toxiques diffusent <strong>à</strong> travers la barrière air-sang.<br />

Ce processus est possible grâce <strong>à</strong> la faible pression sanguine<br />

intrapulmonaire, <strong>à</strong> la perfusion rapide et continue du sang de type veineux (chargé<br />

en gaz carbonique) véhiculé par les capillaires pulmonaires et au renouvellement<br />

régulier des gaz alvéolaires par les mécanismes de la respiration.<br />

Une augmentation de la pression dans les capillaires pulmonaires<br />

(insuffisance du coeur gauche, hypertension artérielle) peut être responsable d'un<br />

oedème pulmonaire aigu par innondation des alvéoles et de <strong>l'espace</strong> septal par du<br />

plasma non coagulé exsudé du sang circulant dans les capillaires alvéolaires.<br />

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