Histologie

                            L’APPAREIL RESPIRATOIRE

I) la cage thoracique 

1) le squelette

Constitué par la colonne vertébrale, les côtes et le sternum. En arrière 12 vertèbres et 12 disques intervertébraux s’articulent avec 12 paires d’arcs costaux. En avant les côtes s’articulent avec le sternum (os spongieux riche en moelle osseuse rouge) par l’intermédiaire d’un cartilage costal. Les paires 7 à 10 sont reliées au sternum par le même cartilage costal("fausses côtes"). Les paires 11 et 12 sont nommées "côtes flottantes" car elles ne rejoignent pas le sternum. Selon les individus ces côte sont de longueur variable (version courte ou longue).

La mobilité de la cage thoracique lors des mouvements repiratoires est rendue possible par  les articulations costaux-vertébrales et par la souplesse des cartilages costaux.  Cette capacité de mobilité de la cage thoracique est à la base du système de ventilation. La cage thoracique exerce aussi un rôle de protection vis-à-vis des poumons mais également, partiellement, vis-à-vis d’organes sous-diaphragmatiques tel que rein, rate et foie.

Les déformations du squelette tels que les scolioses sévères entraînent des insuffisances respiratoires par défaut d’expansion du poumon.

2) Les muscles

a) Muscles inspiratoires

Le diaphragme assure la majorité du travail inspiratoire. Il est fixé à la colonne vertébrale en arrière, sur les six derniers axes costaux et à l’appendice xyphoïde (extrémité du sternum). Il sépare le thorax de l’abdomen. Il à une forme de double coupole et est présente 3 orifices permettant le passage de l’œsophage de l’aorte et de la veine cave inférieure.

Chaque coupole diaphragmatique est innervée par un nerf phrénique dont la stimulation induit la contraction et l’abaissement du diaphragme. (exemples de maladies musculaires ou neurologiques induisant une anomalie de contraction du diaphragme : lésion traumatique de la moelle épinière,  myasthénie, sclérose latéral amyotrophique).   

S'ajoutent au muscle diaphragmatique, les muscles scalènes, fixés sur les vertèbres cervicales et qui tirent comme un levier sur les deux premières cotes.

Enfin, les muscles sterno-cléïdo-mastoïdiens et les muscles intercostaux sont des muscles inspiratoires accessoires qui ne  sont mis en jeu qu’en cas d’insuffisance respiratoire.

2) Muscles expiratoires

    L’expiration est un phénomène passif en situation physiologique. L’expiration forcée fait intervenir certains muscles de l’abdomen tel que le muscle transverse de l’abdomen et le grand droit de l’abdomen. L’expiration nécessite la mise en jeu de ces muscles dans une situation pathologique : l'asthme.   

II) Les plèvres

Ce sont des tuniques séreuses enveloppant les poumons. (séreuse = équivalent pour une organe plein du tissu de revêtement d’un organe creux i.e. muqueuse ; Les séreuses sont formées d’un épithélium simple nommé mésothélium et reposent sur un tissu conjonctif plus ou moins épais. Séreuses pulmonaires, péritonales, cardiaques).. Chaque plèvre est formée d’un  double feuillet. Le feuillet pariétal (plèvre pariétale) est accolé à la cage thoracique alors que le feuillet viscéral (plèvre viscérale) est accolé au poumon. Les deux feuillets comprennent une couche de tissu conjonctif et un mésothélium. Les mésothéliums des 2 feuillets se font face et sont séparés par un espace  virtuel où règne une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique.

     Lors des mouvements inspiratoires, les glissements de la couche viscérale sur la couche pariétale sont facilités par la présence d’une fine couche liquidienne, le liquide pleural. Lors de la dilatation thoracique, la plèvre pariétale suit le mouvement de la cage thoracique et c’est le vide pleural qui permet  la transmission du mouvement aux poumons. La répartition homogène de la traction exercée sur le poumon est assuré par le feuillet viscéral qui s’insinue au niveau des espaces interlobulaires des poumons. L’entré d’air dans les poumons est secondaire à la modification de volume pulmonaire induite par le mouvement de la cage thoracique.

Pathologies pleurales :

i) épanchement pleural : épanchement liquidien entre les 2 feuillets de la plèvre. disparition du cul-de-sac pleural en radiographie. On réalise le plus souvent une, ponction pleurale exploratrice, parfois évacuatrice, suivie d'une cytopathologique. Il paut s'agir d'une métastase pleurale d’un cancer pulmonaire ou d'un cancer primitif non pulmonaire. Plus rarement, il s'agit d'un cancer primitif de la plèvre : le mésothéliome (ou mésothélioma) pleural est lié à une intoxication par l'amiante.

ii) le pneumothorax : épanchement d’air entre les deux feuillets de la plèvre; il entraîne une vive douleur en coup de poignard sur le coté du thorax, une gêne respiratoire allant parfois jusqu'à la suffocation; le pneumothorax peut être idiopathique (origine inconnue), dû à une lésion traumatique de la cage thoracique, ou lié à certaines pathologies pulmonaires (par exemple l'emphysème pulmonaire). On pratique une évacuation de l'air par voie intercostale.

III) Les poumons

1) généralités

Les deux poumons sont séparés par le médiastin qui est la partie médiane du thorax. (Rappel sur les organes présents dans le médiastin : le thymus, le cœur, les veines pulmonaires, les veines caves inférieure et supérieure, la crosse aortique, l’artère pulmonaire, l’œsophage, les nerfs phréniques le nerf pneumogastrique, des ganglions lymphatiques).

     Chaque poumon ressemble à un cône dont le sommet est en rapport avec les premières côtes et la base repose sur le diaphragme.

     Le tissu pulmonaire est rose, très élastique et brillant. Chaque poumon présente une face convexe externe qui s’applique sur la paroi de la cage thoracique et il présente une face concave (creuse) médiastinale ou se localise le hile pulmonaire : c’est le   point d'arrivée de la bronche souche, de l'artère pulmonaire et d'autres vaisseaux. Il  est formé de tissu conjonctif élastique et entre en continuité avec la plèvre viscérale. Chaque poumon est constitué de segments pulmonaires réunis au sein de 3 lobes à droite et 2 lobes à gauche. Les lobes et les segments sont séparés par des fines cloisons de fibres conjonctives élastiques. Les segments sont divisés en sous segments puis en division plus petite que l’on appelle des lobules pulmonaires. 

2) Les lobules pulmonaires

  Les lobules pulmonaires ont la forme d’une petite pyramide et keur juxtaposition donne son aspect  macroscopiquement quadrillé au parenchyme pulmonaire

     Chaque lobule est desservi par une bronchiole lobulaire et par une artériole lobulaire qui pénètrent par son sommet. Chaque bronchiole se subdivise à l’intérieur du lobule une dizaine de fois. Chaque division débouche sur un acinus qui contient une centaine d’alvéoles pulmonaires. L’acinus pulmonaire est l’unité morpho-fonctionnelle élémentaire du poumon.

     Les artérioles lobulaires sont des branches de division de l’artère pulmonaire. Elles se subdivisent autant de fois que les bronchioles puis se ramifient à la surface alvéolaire en de nombreux capillaires. Ces capillaires artériels contiennent du sang chargé en gaz carbonique et s’anastomosent à des capillaires veineux qui sont chargés d’oxygène. 

3) L’alvéole pulmonaire

  Les alvéoles pulmonaires sont de petits sacs terminant les divisions bronchiolaires.

Leurs parois sont constituées d’une monocouche de cellules jointives nommées  pneumocytes de type I. Le cytoplasme et le noyau de ces cellules sont aplatis, ce qui les rend similaires à de cellules endothéliales. La paroi externe de l’alvéole est couverte de capillaires et la paroi interne est en contact avec l’air.

A l’intérieur de l’alvéole, se localisent 2 autres types cellulaires :

i) Les pneumocytes de type II : ce sont des cellules plus hautse que larges et non jointives. Elles ne sont présentes qu’à partir du 7ème mois de grossesse et sont responsable de la synthèse de surfactant. Il s’agit d’une lipoprotéine aux propriétés tensio-actives et qui permet de maintenir l’alvéole ouverte.

ii) Les macrophages alvéolaires qui sont les macrophages résidents du poumon. Macrophages « mangeurs de poussière ». La plupart des poussières et micro-organismes a été arrêté au niveau des voies aériennes supérieures. Toutefois, certaines bactéries ou de fines particules telles que le carbone peuvent atteindre les alvéoles. Elles sont alors phagocytées par les macrophages.

4) barrière alvéolo-capillaire et vascularisation pulmonaire :

a) barrière alvéolocapillaire :

Elle a une épaisseur de 0,35 microns et  constitue l'interface ou barrière pulmonaire air/sang. Elle est exclusivement composée de quatre éléments :

- le surfactant

- un voile cytoplasmique de pneumocyte type I

- une membrane basale résultant de la fusion de la membrane basale d’un pneumocyte I et de la membrane basale d’une cellule endothéliale située en vis-à-vis

- un voile cytoplasmique de cellule endothéliale

Les échanges gazeux air/sang (l’hématose) au travers de cette barrière s’effectuent de manière passive par diffusion de l’oxygène et du gaz carbonique. En bref, l’oxygène diffuse depuis une zone à forte concentration (l’alvéole) vers une zone à faible concentration (la terminaison capillaire artérielle de l’artère pulmonaire). Le CO2 diffuse depuis une zone à forte concentration (capillaire artériel de l’artère pulmonaire) vers une zone à faible concentration (alvéole).

b) vascularisation pulmonaire :

Le poumon possède une vascularisation spéciale car il a deux arrivées artérielles qui ont deux fonctions différentes :une circulation nourricière et une circulation fonctionnelle. 

i) circulation fonctionnelle

     Les artères pulmonaires constituent la circulation fonctionnelle. Elles pénètrent le poumon au niveau du hile et donnent des branches de division qui  cheminent le long des bronches et ne se ramifient qu’au niveau des alvéoles. (petite circulation : ventricule droit, artère pulmonaire, veine pulmonaire, oreillette gauche)

ii) circulation nourricière

Les artères bronchiques pénètrent au niveau du hile, et se ramifient tout de suite  à la surface des bronches en pénétrant dans l’espace fibro-conjonctif qui les accompagne.