UE4 – Appareil Respiratoire

PELLUARD

Date : 12/09/2017 Plage horaire : 14h-16h

Promo : 2017/2018 Enseignant : Mme Pelluard

Ronéistes :

Vasseur Noémie Akhoun Nahema

Histologie de l’appareil respiratoire(1)

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. Pathologies associées à l’alvéole

IV. La vascularisation au niveau pulmonaire

V. La plèvre

VI. Les pathologies broncho-pulmonaires

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 non détaillés)

• Mécanique respiratoire

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. À apprendre :

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 foncé, épithélium de type malpighien non kératinisé épais et résistant au niveau des muqueuses

digestives (en contact avec les aliments) (vestibule, cavité buccale, oropharynx, larynx, œsophage).

En rose pâle, épithélium de type respiratoire qu’il soit cubique ou cylindrique (sinus et fosses nasales,

rhinopharynx, trachée, bronches, bronchioles).

En vert, épithélium alvéolaire.

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 sans air ni liquide (pas totalement il y a un

petit peu de liquide lubrifiant), sinon c’est pathologique (exemple du pneumothorax).

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.

I. Portions conductrices de l’appareil respiratoire

1. Structure générale

La structure générale est applicable quel que soit le niveau où l’on se trouve.

Les portions conductrices vont conduire l’air jusqu’à nos alvéoles. La structure générale (à connaitre) est

composée de différents éléments de l’intérieur vers l’extérieur :

• Épithélium de type respiratoire (donc en contact avec l’air).

• Chorion (sur lequel repose l’épithélium pour former une muqueuse).

• Glandes séro-muqueuses. (Rôle dans le tapis muco-ciliaire)

• Muscle lisse (en quantité variable en fonction du niveau auquel on se trouve et

impliqué dans l’asthme).

• Cartilage (énormément au niveau de la trachée et plus on descend dans

l’arborisation moins il y’en a. Permet aux voies aériennes supérieures de rester

ouvertes contrairement à un tissu mou ou fibreux).

• Tissu lymphoïde associé aux muqueuses

(Ne pas retenir les diamètres mais retenir que

telle structure est plus grosse qu’une autre).

L’arbre trachéo-bronchique est composé

d’une partie extra-pulmonaire (trachée et

bronches souches) et d’une partie intra-

pulmonaire. Il est caractérisé par une série de

divisions dichotomiques (≠symétriques) à

l’intérieur du parenchyme pulmonaire, qui

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.

(Pour les lobules (en dessous du millimètre) histologiques on utilisera un MO)

Le nombre de bronches, bronchioles et surface ne sont pas à apprendre

vx et nerfs retrouvés

systématiquement dans tous les organes.

Question : les vx et les nerfs sont-ils dans le cartilage ? Non, la vascularisation et l’innervation se trouvent

dans le chorion.

A) L’épithélium respiratoire : à bien retenir

C’est un épithélium cylindrique (haut), pseudo-stratifié (plusieurs assises de cellules, toutes rattachées à

la lame basale), cilié, muco-sécrétant.

On y retrouve 4 types de cellules (même s’il y en a d’autres) :

• Ciliées (cylindrique).

• A mucus (caliciforme (retenir muco-sécrétant pour les QCM), 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 passer 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 HES ou en PAS. Il

faudra utiliser des techniques d’immunohistochimie avec des marqueurs spécifiques de prolifération pour les

cellules basales et des marqueurs endocriniens pour les cellules endocrines.

QCM :

- Pas de piège si c’est une coloration en HES, il pourra s’agir d’une cellule basale ou endocrine.

- Les cellules ciliées sont bien visibles en HES

- Pour les cellules à mucus le PAS ou Bleu Alcian est idéal, mais elles sont visibles en HES

(vacuoles grisâtres)

a) Les cellules ciliées Ne pas retenir le nombre de cils, la taille et

de battements par minutes

La cellule ciliée est la plus abondante. Ces

cils sont vibratiles.

Elle va avoir un rôle important qui est celui

de tapis muco-ciliaire (toutes les cellules

ciliées vont avoir des battements qui vont

aller tous dans le même sens, du bas vers le

haut de l’arbre trachéo-bronchique). Celui-ci

ne peut fonctionner que si les cellules ciliées

sont fonctionnelles.

Elles sont pourvues de nombreuses

mitochondries car elles nécessitent beaucoup d’énergie pour faire battre les cils de manière synchrone (si

les mitochondries sont non fonctionnelles, il y a développement d’une pathologie). Elles possèdent

également des microvillosités entre les cils vibratiles qui servent à augmenter la surface de contact et

d’échange (pour faire tourner l’air, trier poussières…comme un filtre).

Image en bas à droite de la diapo : frottis cellulaire (lame de cytologie)

Cellules ciliées + cellules basales + hématies (présentes car « agression » du chorion vascularisé lors du

frottis). Intérêt du frottis: cellules vivantes, non colorées (il faut faire attention à la coloration utilisée pour

ne pas tuer les cellules), non fixées et observées au microscope pour vérifier la motilité des cils, leur

fonctionnalité.

Importance dans la pathologie du cil. Avantage : examen non invasif ! C’est un examen d’anatomo-

pathologie traité en urgence.

Si cils non fonctionnels : vérification au microscope électronique pour aller voir la composition du cil.

Ne pas retenir la composition du cil

Les pathologies du cil : à connaitre

Cliniquement il y aura des encombrements et des infections à répétition.

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.

Syndrome de Kartagener : Anomalie du battement des

Cils (dyskinésie ciliaire primitive) + situs inversus (

inversion des organes)

Il n’y a pas de traitement pour guérir mais on peut prescrire

de la kiné-respiratoire et antibiotiques au long court.

Ne pas retenir le taux de transmission, mais que c’est une maladie rare à transmission génétique.

b) Les cellules muco-sécrétantes :

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) ou bleu alcian.

Les cellules mucosécrétantes sont plus abondantes dans la partie supérieure de l’arbre trachéo-

bronchique 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 :

Le tapis muco-ciliaire repose sur les cils. Il est biphasique avec une phase séreuse dans les cils (en bleu sur

le schéma) et une phase muqueuse.

La phase séreuse va être fabriquée par les glandes séreuses, est composée de petites protéines et est

énormément hydrique. (Colorable à l’HES)

La phase muqueuse est fabriquée par les glandes muqueuses, elle est lipophile (grasse) et se trouve au-

dessus de la phase hydrique.

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 « nage». La répétition de ce

mouvement va permettre à la phase gélatineuse d’avancer.

Le mucus contient des éléments antibactériens, anti-infectieux que sont par exemple des IgA ( les IgA

n’arrivent pas des glandes séro-muqueuses) et du lysozyme(qui est une enzyme anti-infectieuse).

Le tapis a un rôle mécanique qui est de faire remonter de la profondeur des poumons cette phase

muqueuse au niveau de l’Oropharynx, puis il y a deux possibilités soit la déglutition vers l’estomac, soit

le crachat vers l’extérieur. Il a aussi un rôle biologique avec les IgA et le lysozyme qui va lutter

localement et va avoir un rôle anti-infectieux.

Les perturbations du tapis muco-ciliaire :

Il y a des perturbations fonctionnelles qui vont entrainer l’accumulation de mucus (un encombrement) et les

surinfections des voies respiratoires.

• Syndrome de Kartagener : absence de battement des cils + situs inversus complet

• Tabagisme : paralysie des cils entrainant une accumulation du mucus.

• Infections (bronchite) : perturbation du tapis muco-ciliaire par hypersécrétion de mucus lors d’infections.

• Mucoviscidose : maladie génétique (fréquente), ce n’est une maladie du cil et mais du mucus. Il s’agit

fabrication d’un mucus anormal qui devient plus visqueux, du coup les cils n’arrivant pas à faire avancer 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 dues à une

stagnation du tapis muco-ciliaire. Très souvent on donne, en prévention des antibiotiques et des séances de

kinésithérapies pour les aider à expectorer ce tapis. Le seul moyen de les soigner est de les transplanter de

nouveaux poumons.

d. Les cellules endocrines et les cellules de réserves basales :

Elles se distinguent grâce à des techniques d’immunohistochimie, et se retrouvent généralement au niveau

de la membrane basale. Ce sont des cellules isolées, éparses, elles peuvent parfois se retrouver en petits

amas.

Des proliférations tumorales vont pouvoir se développer à partir des cellules endocrines. Dans le poumon,

différents types de tumeurs se développent.

S’il s’agit d’une tumeur à partir des cellules épithéliales ce sera un adénocarcinome du poumon. S’il s’agit

d’un carcinome à petites cellules, ça va être une tumeur développée à partir des cellules endocrines du

poumon. Si ces cellules endocrines sont peu différenciées on appellera cette tumeur carcinome à petite

cellule. Alors que si elles sont bien différenciées (par exemple si elles fabriquent bien de la sérotonine) on

parlera de carcinoïde.

Il peut y avoir des métaplasies : en cas de tabagisme par exemple l’épithélium sera agressé et donc il va se

transformer en épithélium pluristratifié malpighien plus résistant. A partir de là comme c’est un épithélium

Ne pas apprendre ce

que produisent les

cellules

normal mais qui se trouve dans un organe dans lequel il ne devrait pas être ça devient un épithélium

métaphasique qui est fragile qui peut donner un cancer.

B. Le Chorion.

Le chorion a des vaisseaux qui amènent l’oxygène à toutes les cellules du chorion et de l’épithélium. Il

possède des fibres élastiques et des cellules inflammatoires, qui seront toujours présentes car le 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 (il ne faut

pas savoir faire la différence). 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, notamment des enzymes qui vont avoir un rôle anti-bactérien, apparait en violet

foncée. Tandis que le mucus, composé d’acides gras, prend moins la coloration, alors la partie muqueuse est

plus claire. Ce sont des glandes exocrines (attention qcm), donc elles présenteront toujours un canal

excréteur qui permettra au produit de se déverser sur l’épithélium.

Le produit de ces glandes séro-muqueuses est le tapis muco-ciliaire.

D. Le cartilage

.

Le cartilage (anneaux cartilagineux) est quasiment entier (en forme de fer à cheval) au niveau de la trachée

puis il se fragmente. Au niveau des bronches, il sera complètement fragmenté. Il est réellement présent dans

l’arbre bronchique que dans sa proximité et disparait totalement en partie distale. 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, il est inversement

proportionnel au cartilage.

Au niveau de la trachée et des bronches, on a juste quelques fragments de muscle lisse.

Au niveau des bronches plus en profondeur, c’est un épithélium en étoile, les fibres musculaires lisse font

quasiment tout le tour de la petite bronche, ce qui explique que dans la crise d’asthme aigue si toutes les

fibres musculaires lisses se contractent d’un coup, la lumière va rétrécir cartilage va disparaître

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.

F. Eléments lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT). ( pas insisté en cours)

Les amas lymphoïdes se mettent en follicules (en rond). Normalement au niveau de la trachée il y a

beaucoup de zones où se trouvent ces follicules. Il y en a plein sous l’épithélium, certains se trouvent même

dans l’épithélium en transit (lymphocytes intra-épithéliaux).

Pour qcm retenir qu’il y’a des éléments lymphoïdes qui sont associés aux muqueuses

La cellule M se trouve calée entre deux cellules ciliées et va avoir un rôle dans l’immunité. Quand

l’organisme est en contact d’agents pathogènes, la cellule M est capable par endocytose d’aller capter des

antigènes pour les faire passer de l’autre côté de la lame basale et de les présenter à des cellules qui vont

ensuite les transmettre au niveau des ganglions (ex ganglions lymphoïdes) pour permettre aux lymphocytes

de se différencier en plasmocytes et fabriquer des anticorps spécifiques aux pathogènes sous forme d’ IgA.

Une fois que les plasmocytes sont prêts à fabriquer les anticorps contre le pathogène le plasmocyte revient

au niveau respiratoire et va pouvoir faire passer les anticorps de l’autre côté pour nous protéger sans même

infection préalables.

La cellule M va donc permettre le passage d’antigènes des voies aériennes vers l’organisme pour la synthèse

spécifique d’anticorps

ATTENTION : Épithélium

respiratoire = 4 types de

cellules (pour les QCM) MAIS

dans la vraie vie il y a aussi des

cellules M.

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 ( se trouvent au niveau de la cavité nasale et ils permettent le

réchauffement de l’air)

• 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

fairen les échanges.

Schéma : juste pour

comprendre comment

ça fonctionne MAIS à

ne pas apprendre !

2. Description segmentaire

A. Fosses nasales et sinus.

A noter que le vestibule (et les oreilles) contient des poils particuliers avec une histologie différentes de ceux

des bras et des jambes. Ces poils sont relativement rigides, ils font partis du filtre.

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,

ce n’est pas un épithélium respiratoire, servant à sentir, reconnaître les odeurs. Il va passer au travers de la

lame criblée, et des axones vont venir se brancher au niveau du bulbe olfactif dans le cerveau ? Qcm : Est-ce

que dans les sinus c’est un épithélium respiratoire ? OUI

La cavité nasale n’est pas complètement lisse, il y a des cornets (des sortes de replis) qui vont faire

tourbillonner l’air à l’intérieur.

De plus au niveau de la face il y a plusieurs sinus, ils n’apparaissent pas tous en même temps, leur formation

se fait progressivement avec l’âge.

Les cornets permettent de former des tourbillons d’air, ainsi l’air ne pas aller directement dans la trachée. Il

y a des sinus qui sont dans l’os (sinus maxillaire et éthmoïdaux à proximité de l’orbite).

Les turbulences favorisent au maximum le contact entre l’air et la muqueuse. Cela a deux fonctions :

d’inspirer un grand volume d’air et le faire tournoyer pour permettre aux molécules odorantes d’aller taper

sur l’épithélium olfactif d’une part, et d’une autre part derrière les cornets il y a des sinus veineux, de

grosses veines dilatées qui amènent du sang à 37° donc l’épithélium de surface est lui aussi très chaud, ainsi

quand l’air va se frotter sur la muqueuse il va se réchauffer.

Dans le chorion, il y a énormément de glandes (violettes foncées) qui fabriquent uniquement un produit

séreux, donc un produit hydrique ce qui permet l’hydratation de l’air. Au niveau du nez il n’y a pas de

mucus, ça va être essentiellement hydratation et réchauffement.

Exemple de pathologie : la rhinite aigue, inflammation de la cavité nasale. Il y a un œdème qui se crée,

l’endothélium n’est plus perméable et laisse passer de l’eau à l’extérieur donc dans le tissu conjonctif (la

muqueuse devient congestive) et donc le nez se trouve obstruer. Quand on est enrhumé notre nez libère

beaucoup d’eau car les glandes séreuses sont sur-stimulée

La rhinite peut s’accompagner de saignements car l’épithélium à ce niveau est fin et l’on retrouve beaucoup

de vaisseaux dans le chorion. Il peut aussi s’agir de saignements faciles (il y a une zone de grande fragilité

dans notre cavité nasale qui est l’anastomose de différents vaisseaux, qui est une tâche dite vasculaire et qui

peut chez certains avoir tendance à saigner spontanément).

B. Le pharynx.

Au fond des fosses nasales on tombe sur la végétation adénoïde, et juste derrière les amygdales.

Les amygdales : Au niveau des amygdales on aura plutôt un épithélium de type malpighien si elles au

niveau de l’oropharyx, 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 cas-

là on les retire (on les retire aussi en cas d’angines à répétition) Les amygdales possèdent parfois des

renfoncements et donc à l’intérieur il peut y avoir présence de bactéries.

Pathologie : l’angine est une inflammation des amygdales.

Il y a des amygdales un peu partout (linguales, palatines, tubaires au niveau de la trompe d’Eustache, et les

végétations adénoïdes)

Retenir : il y a du tissu lymphoïde dans l’oropharynx

.Annale 2016/2017

12. Quelles sont les structures bordées par un épithélium respiratoire ?

A. Le vestibule

B. Les sinus

C. L’oropharynx

D. Le rhinopharynx

E. La trachée

13. Quelles sont les structures histologiques que l’on peut rencontrer dans les portions conductrices de

l’appareil respiratoire ?

A. Un épithélium de type Malpighien

B. Des glandes séro-muqueuses

C. Des follicules lymphoïdes

D. Du cartilage

E. Des capillaires

14. Quelles sont les fonctions des voies aériennes conductrices ?

A. Une fonction de purification de l’air

B. Une fonction de réchauffement de l’air

C. Une fonction d’assèchement de l’air

D. Une fonction d’accélération de l’air

E. Une fonction de brumisation de l’air

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