Introduction
L'appareil respiratoire a un rôle essentiel dans l'hématose* : il apporte l'oxygène au sang qui le distribue dans tout l'organisme et rejette le gaz carbonique; il existe deux systèmes circulatoires sanguins (schéma n°1) : la grande circulation ou circulation générale où le sang oxygéné part du ventricule gauche du coeur par l'aorte et irrigue tous les tissus de l'organisme dont il revient, chargé de gaz carbonique, par la veine cave jusqu'à l'oreillette droite; la petite circulation ou circulation pulmonaire où le sang chargé de gaz carbonique part du ventricule droit par l'artère pulmonaire, se libère du gaz carbonique et s'enrichit en oxygène dans le parenchyme pulmonaire, et retourne à l'oreillette gauche par la veine respiratoire.
* l'hématose, au sens large du terme, caractérise l'ensemble des mécanismes qui assurent le maintien de la composition normale des liquides de l'organisme (sang, lymphe, liquide interstitiel); les organes les plus impliqués sont le tube digestif, le foie, les reins et les poumons.
L'appareil respiratoire remplit deux autres fonctions essentielles :
- il participe à la défense de l'organisme par la présence de follicules et de tissu lymphoïde diffus disséminés dans ses muqueuses => il appartient au Tissu Lymphoïde Associé aux Muqueuses ( MALT )
- il contient des cellules endocrines sécrétant des amines et des polypeptides ayant une activité hormonale ou de neurotransmetteur (sérotonine, bombésine, calcitonine, enképhaline); il fait partie du Système Endocrinien Diffus ( SED ) au même titre que le tractus gastro-intestinal et le tractus génito-urinaire
L'appareil respiratoire comprend - schéma n°2 :
- les voies aérophores extrapulmonaires transportant l'air des narines au hile du poumon; ce sont successivement les fosses nasales, le nasopharynx, le larynx, la trachée et le début des deux bronches souches
- les voies aérophores intrapulmonaires transportant l'air dans le parenchyme pulmonaire depuis les bronches souches jusqu'aux bronchioles terminales
- le parenchyme respiratoire, assurant l'hématose, débutant par les bronchioles respiratoires et s'achevant au niveau de millions d'alvéoles pulmonaires.
I - Les voies aérophores extrapulmonaires
L'air pénètre dans les fosses nasales par les narines tapissées de peau comportant des poils courts et épais appelés vibrisses* et un épithélium malpighien non kératinisé; les fosses nasales sont des cavités maintenues béantes par la charpente osseuse de la face et par des plaques de cartilage hyalin; elles sont recouvertes en majorité d'une muqueuse caractéristique des voies aérophores, la muqueuse respiratoire** sauf au niveau du plafond des fosses nasales où la muqueuse est de type olfactif : l'épithélium pseudostratifié contient des neurones sensoriels responsables de la sensibilité olfactive.
* les vibrisses retiennent les particules inhalées les plus grosses
** la muqueuse respiratoire (décrite et illustrée avec la trachée) comprend un épithélium pseudostratifié cilié riche en cellules caliciformes et un chorion contenant des glandes séromuqueuses, des formations lymphoïdes plus ou moins développées en fonction de la qualité de l'air inspiré, elle est très vascularisée et innervée.
Le pharynx est le carrefour aérodigestif; il a la forme d'une cavité cônique aplatie d'avant en arrière, divisée en deux parties par le voile du palais; la partie supérieure est le naso ou rhinopharynx (où circule l'air) revêtu d'une muqueuse de type respiratoire; la partie inférieure est l'oropharynx (où circulent l'air et le bol alimentaire) revêtu d'une muqueuse de type digestif; le pharynx comprend de nombreuses formations lymphoïdes dessinant l'anneau de Waldeyer avec l'amygdale linguale située à la base postérieure de la langue, les amygdales pharyngées dans la partie supérieure du nasopharynx (arrière fond des fosses nasales), les amygdales palatines (les plus volumineuses et les plus importantes) de part et d'autre de la luette, les amygdales tubaires autour des orifices de la trompe d'Eustache; les amygdales jouent un rôle de barrière de protection, parfois insuffisante, des voies aériennes sous-jacentes.
La rhinopharyngite est l'inflammation de la partie supérieure du pharynx, souvent d'origine virale; elle affecte particulièrement le jeune enfant de 6 mois à 4 ans et peut se compliquer d'otite, de laryngite, de bronchite; des récidives trop fréquentes de rhinopharyngite sont une indication d'adénoïdectomie c.à.d.de l'ablation des végétations (végétations adénoïdes) <= hypertrophie ou inflammation chronique des amygdales pharyngées.
La pharyngite aigüe ou angine est une infection virale ou bactérienne de l'oropharynx; les germes mis en cause sont le streptocoque, le staphylocoque ou l'haemophilus; l'ablation des amygdales palatines ou amygdalectomie est pratiquée dans les cas d'angines à répétition ou d'hypertrophie gênant la respiration.
Certains auteurs distinguent les voies aériennes supérieures (nez, sinus et nasopharynx) qui filtrent, humidifient et règlent la température de l'air inspiré et les voies aériennes inférieures (larynx, trachée et bronches) qui poursuivent ces fonctions, plus particulièrement l'épuration de l'air.
Le larynx situé en avant de l'oesophage contient l'épiglotte, sorte de valve empêchant la pénétration des aliments dans la trachée; le larynx possède un squelette cartilagineux complexe et est tapissé par une muqueuse respiratoire, sauf au niveau des cordes vocales inférieures ou cordes vocales vraies; ces dernières comportent un épithélium épidermoïde, des fibres élastiques et des fibres musculaires striées (le muscle vocal) et constituent l'organe de la phonation.
La laryngite chronique est une maladie fréquente de l'adulte; elle est souvent associée à des tumeurs bénignes (polypes, kystes, nodules des cordes vocales) ou malignes : la cigarette et la consommation d'alcool augmentent considérablement le risque de développement d'un cancer du larynx.
4) La trachée - schéma n°3 - coupe transversale au niveau d'un arceau cartilagineux
La trachée est un conduit tubulaire rigide de 10 à 12 cm de long sur 2 cm de diamètre qui chemine à la face antérieure du cou avant de s'enfoncer dans la partie supérieure du médiastin où elle se divise en deux branches, les bronches souches.
La paroi trachéale est formée de trois couches, une muqueuse, une tunique fibrocartilagineuse et une adventice :
. la muqueuse, de type respiratoire, comporte un épithélium pseudostratifié avec des cellules ciliées, des cellules caliciformes sécrétant du mucus, des cellules basales de remplacement et des cellules endocrines (mises en évidence par des techniques d'immunocytochimie); le chorion est conjonctivo-élastique, riche en glandes mixtes à prédominance muqueuse (plus nombreuses dans la région postérieure) et en tissu lymphoïde diffus ou nodulaire; la vascularisation y est abondante
. la tunique fibrocartilagineuse est caractérisée par la présence de 15 à 20 anneaux incomplets en fer à cheval, les arceaux cartilagineux*, dont les extrémités postérieures sont reliées par des faisceaux de fibres musculaires lisses formant le muscle trachéal entouré de tissu conjonctif dense riche en fibres élastiques; entre les arceaux cartilagineux, la tunique moyenne est faite de tissu conjonctif fibro-élastique
. l'adventice est classique, conjonctivo-adipeuse, riche en vaisseaux et en nerfs**
* les arceaux cartilagineux, constitués de cartilage hyalin, empêchent le collapsus de la paroi trachéale pendant l'expiration forcée
** les fibres nerveuses traversent toute la paroi; elles proviennent essentiellement du système nerveux végétatif : les fibres parasympathiques (pneumogastrique = nerf vague) stimulent la sécrétion glandulaire et la contraction musculaire, à l'inverse des fibres sympathiques qui provoquent le relâchement musculaire
la diapositive n°1 ( fg ) est une coupe transversale d'un arceau cartilagineux (AC); on observe la lumière trachéale arrondie (LU), le tissu lymphoïde diffus (TLD) près de quelques acinus glandulaires mal identifiables à ce grossissement, l'adventice (Ad)
le schéma n°4 montre l'aspect en technique courante de la muqueuse trachéale au microscope optique et l'ultrastructure des cellules épithéliales, schéma valable pour toute la muqueuse respiratoire des voies aérophores extrapulmonaires
la diapositive n°2 ( FG ) représente la muqueuse trachéale : l'épithélium (EP) pseudostratifié, les cellules ciliées au noyau ovalaire, les nombreuses cellules caliciformes (CC) au mucus à peine teinté et au noyau basal triangulaire, les cellules basales (CB) au noyau petit et plus ou moins arrondi, le chorion (CH) avec les noyaux des fibrocytes et les fibres de collagène; un capillaire (CA) coupé longitudinalement contient des hématies; les cellules endocrines ne sont pas identifiables en technique courante
la diapositive n°3 ( FG ) met en évidence les cellules caliciformes (CC) par leur mucus PAS+ ; on note la présence de glandes séromuqueuses (GL) et de deux capillaires (CA) dans le chorion
la diapositive n°4 ( g = 9800 ) montre l'aspect ultrastructural des cellules ciliées (CC) avec à leur pôle apical des cils coupés sous diverses incidences, des boules de mucus (M) contenues dans les cellules caliciformes, ou en voie d'excrétion, ou excrétées dans la lumière trachéale
la diapositive n°5 ( g = 5600 ) illustre les mêmes structures en microscopie électronique à balayage avec les touffes de cils, les grosses boules de mucus excrétées (M) et les pôles apicaux (m) des cellules caliciformes dans lesquelles il n'y a pas eu encore confluence des granules muqueux sécrétés*
* pour certains auteurs, il s'agirait de microvillosités apicales d'un type cellulaire non identifié en microscopie optique
La muqueuse trachéale réchauffe (rôle des vaisseaux sanguins), humidifie (sécrétion aqueuse des glandes séreuses) et épure l'air inspiré des poussières, bactéries et virus; cette épuration met en jeu trois mécanismes : le 1er est la capture et le rejet des particules piégées par le film mucociliaire recouvrant l'épithélium et fonctionnant comme un tapis roulant, à la vitesse de l'ordre de 1cm/minute, en direction du pharynx où elles sont expectorées ou le plus souvent avalées (dans les conditions normales); le 2ème mécanisme est la production de lysozyme (enzyme bactéricide) par les cellules séreuses des glandes mixtes du chorion; le 3ème mécanisme de défense est la sécrétion d'anticorps, spécialement des IgA par les lymphocytes B et les plasmocytes des structures lymphoïdes contenues dans le chorion, en quantité plus ou moins grande selon la qualité de l'air inspiré.
La trachéite est une inflammation de la muqueuse trachéale; la forme la plus couramment rencontrée est la trachéite aigüe virale très souvent associée à une rhinopharyngite ou à une laryngite; les quintes de toux sont sèches et accompagnées d'une douleur thoracique; quand l'infection gagne les muqueuses bronchiques, on parle de trachéobronchite qui se manifeste par de la fièvre, une toux quinteuse grasse accompagnée d'expectorations (crachats), dues à l'hypersécrétion de mucus; l'évolution est soit la guérison spontanée en moins de deux semaines, soit une surinfection bactérienne nécessitant un traitement antibiotique.