L’APPAREIL RESPIRATOIRE
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Les poumons sont contenus dans la cage throracique limitée sur sa face inférieure par le diaphragme; ils peuvent être comparés à deux sacs spongieux mobiles appendus et fixés au niveau du hile pulmonaire*.
* le hile pulmonaire est le point d'arrivée de la bronche souche, de l'artère pulmonaire et d'autres vaisseaux; il est formé de tissu conjonctivo-élastique assurant avec la plèvre et les formations conjonctivo-élastiques intrapulmonaires un système de tension permettant les variations de volume du poumon adaptées aux mouvements respiratoires
Les poumons, entourés par la plèvre, sont constitués de trois lobes pour le poumon droit : lobe supérieur, lobe moyen, lobe inférieur, et de deux lobes pour le poumon gauche : lobe supérieur et lobe inférieur; ces lobes sont délimités par des cloisons conjonctivo-élastiques, expansions internes de la plèvre viscérale.
La plèvre est formée de deux feuillets, un feuillet externe ou pariétal, adhérant aux parois de la cage thoracique, qui se réfléchit au niveau du hile du poumon en un feuillet interne ou viscéral; la plèvre est une séreuse, tout comme le péricarde ou le péritoine, caractérisée par l'abondance de fibres élastiques*; les deux plèvres plaquées l'une contre l'autre par une tension superficielle sont limitées par le mésothélium qui borde un espace ou cavité quasiment virtuelle, la cavité pleurale; cette cavité contient un film liquidien lubrifiant (le liquide pleural) permettant le glissement des deux feuillets l'un par rapport à l'autre pendant la respiration.
* l'élasticité de la plèvre permet le changement de volume des poumons parallèlement à la contraction et au relâchement des muscles respiratoires (pectoraux, diaphragmatiques et abdominaux); l'adhérence des deux feuillets de la plèvre permet la transmission des mouvements respiratoires aux poumons
La pleurésie est une infection aigüe ou chronique de la plèvre; elle se traduit par une gêne respiratoire, une toux sèche, une douleur d'un coté du thorax, et de la fièvre si elle est d'origine bactérienne; la plèvre est souvent atteinte de métastases des carcinomes du poumon ou du sein; les cancers primitifs de la plèvre appelés mésothéliomes sont d'un grand intérèt clinique car ils relèvent le plus souvent d'une exposition (même brève ou ancienne) aux poussières d'amiante.
Le pneumothorax est une pénétration d'air entre les deux feuillets de la plèvre; il entraine 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 blessure de la cage thoracique, lié à certaines pathologies pulmonaires, par exemple l'emphysème (formation de bulles dans le parenchyme pulmonaire qui s'ouvrent dans la lumière pleurale); on pratique une aspiration de l'air par voie intercostale ou, dans les cas de récidives, une symphyse pleurale (accolement définitif des deux plèvres) par chirurgie classique ou par pleuroscopie.
2 - Organisation morphologique
Le schéma n°6 montre les deux poumons enveloppés par les deux feuillets de la plèvre et entourés par les côtes et le diaphragme; ils sont organisés en territoires de plus en plus petits :
- les lobes définis précédemment
- les segments pulmonaires délimités par des plans fibreux (véritables plans de clivage permettant l'ablation de segments pathologiques); le poumon droit en contient 10 avec 3 segments dans le lobe supérieur, 2 dans le lobe moyen et 5 dans le lobe inférieur; le poumon gauche en comporte 9 avec 5 segments dans le lobe supérieur et 4 dans le lobe inférieur
- les lobules individualisés par de fines cloisons conjonctivo-élastiques ou septa lobulaires; ils sont en forme de pyramides tronquées de 2 à 2,5 cm; la lobulation très nette chez le foetus l'est moins chez l'adulte où les cloisons sont souvent incomplètes
- les acinus sont des unités morphofonctionnelles qui seront étudiées avec le parenchyme respiratoire.
Les poumons comportent deux types d'éléments :
- les voies aérophores intrapulmonaires
- le parenchyme respiratoire
La diapositive n°6 ( fg ) montre une portion de poumon; on distingue des formations appartenant aux voies aérophores intrapulmonaires : trois coupes transversales de bronches (BR) accompagnées de leur artère pulmonaire (A)*, deux bronchioles (br) de taille moyenne, deux bronchioles terminales au sein du parenchyme respiratoire (formations alvéolaires) visibles sur la diapositive zoomée.
* l'artère pulmonaire est caractérisée par une paroi mince essentiellement conjonctivo-élastique, avec des fibres musculaires peu nombreuses : sa structure, très comparable à celle d'une veine, explique en partie la faible pression sanguine artérielle intrapulmonaire; l'artère pulmonaire bifurque en autant de branches que la bronche qu'elle accompagne : on emploie le terme d'artère satellite ou d'artère homologue.
a) Les voies aérophores intrapulmonaires
Les voies aérophores intrapulmonaires constituent l'arbre bronchique dont le "tronc" est la bronche souche (1,5cm de diamètre) et les "branches" sont de multiples ramifications (25 à 30) de plus en plus étroites de diamètre avec, comme derniers "rameaux", les bronchioles terminales (0,5mm de diamètre); le schéma n°7 est la reproduction d'un cliché radiographique (rayons X) montrant les voies aérophores intrapulmonaires en grisé en "inspiration bloquée" et en noir en fin d'expiration.
La trachée se divise en deux bronches souches ou bronches primaires (schéma n°8) , la droite et la gauche, qui pénètrent dans chaque poumon au niveau du hile; des bronches souches naissent immédiatement les bronches lobaires ou bronches secondaires se rendant dans chaque lobe du poumon (de la bronche souche droite 3 bronches lobaires et de la bronche souche gauche seulement 2); la bronche lobaire se ramifie ensuite en un certain nombre de bronches segmentaires ou tertiaires; les bronches tertiaires donnent naissance à des bronches de moins en moins grosses jusqu'aux bronches sus-lobulaires; là se termine l'arbre bronchique au sens strict; dès sa pénétration dans le lobule, la bronche sus-lobulaire perd sa charpente cartilagineuse et devient la bronchiole intralobulaire; le schéma n°9 montre deux lobules pulmonaires avec les ramifications de la bronchiole intralobulaire aboutissant aux bronchioles terminales qui, comme leur nom l'indique, marquent la fin des voies aérophores; parallèlement l'artériole intralobulaire se divise (elle donnera naissance au réseau de capillaires pulmonaires); issues du réseau capillaire, les veinules se forment dans les cloisons interlobulaires.
Le schéma n°10 représente une coupe transversale d'une bronche et d'une bronchiole
les bronches souches extrapulmonaires sont identiques à la trachée, composées d'arceaux cartilagineux incomplets reliés par un muscle lisse postérieur
les bronches souches intrapulmonaires en diffèrent par la présence de plaques cartilagineuses irrégulières et d'un muscle spiralé circonférentiel
les bronches ont une structure de base identique :
- la lumière est étoilée
- la muqueuse est composée d'un épithélium de type trachéal mais d'un chorion dépourvu de glandes très riche en fibres et lames élastiques responsables des plis de la muqueuse; le chorion bien vascularisé comporte en outre du tissu lymphoïde diffus ou organisé en petits follicules; ces éléments sont d'autant plus nombreux que l'individu est exposé à un milieu aérien empoussiéré ou victime d'une infection bactérienne ou virale
- la musculeuse, couche circulaire discontinue, est formée de fibres musculaires lisses disposées en spirale, le muscle de Reissessen, permettant le raccourcissement et la contraction des bronches pendant l'expiration et leur relâchement pendant l'inspiration
- la sous-muqueuse contient des glandes tubulo-acineuses mixtes (séromuqueuses) s'ouvrant dans la lumière bronchique par de fins canaux excréteurs
- la charpente cartilagineuse est faite d'un empilement de plaques irrégulières circonférentielles de cartilage hyalin reliées entre elles par un tissu conjonctivo-élastique qui contient parfois des glandes à prédominance séreuse
- la péribronche ou gaine péribronchovasculaire, fusion des adventices de la bronche et de l'artère pulmonaire homologue, renferme les artère et veine bronchiques*, des vaisseaux lymphatiques, des plexus nerveux et fibres amyéliniques d'origine sympathique et vagale; on y retrouve comme ailleurs des formations lymphoïdes.
* les artères bronchiques issues de l'aorte thoracique transportent du sang oxygéné et riche en nutriments aux poumons; les artères bronchiques irriguent les bronches et les cloisons conjonctives extralobulaires; elles ne pénètrent pas dans les lobules; les veines bronchiques n'existent qu'au niveau des grosses bronches, elles aboutissent à la veine cave; il existe donc deux types de circulation sanguine dans les poumons, la circulation fonctionnelle (artères et veines pulmonaires) qui assure l'hématose et la circulation systémique (artères et veines bronchiques) qui remplit son rôle trophique
au fur et à mesure de leurs ramifications, les bronches ont une lumière de plus en plus festonnée (plis plus nombreux et plus marqués); l'épithélium devient moins haut et s'appauvrit en cellules caliciformes, le chorion s'amincit, la charpente cartilagineuse se réduit à quelques plages; le muscle spiralé de Reissessen* forme une couche circulaire à peine ouverte pour laisser passer les quelques canaux excréteurs, la sous-muqueuse contient encore quelques glandes et se confond avec l'adventice puis avec le parenchyme pulmonaire avoisinant
* cette couche devient proportionnellement de plus en plus épaisse par rapport aux autres couches de la paroi quand on se rapproche des ramifications distales de l'arbre bronchique
la diapositive n°7 ( fg ) montre deux bronches (BR) en coupe transversale, accompagnées d'un rameau de l'artère pulmonaire (AP), une bronchiole (br) et une veine pulmonaire (V)
la diapositive n°7bis ( fg ) permet de retrouver les éléments de la diapositive n°7 avec une autre coloration : une bronche (BR) et son artère pulmonaire satellite (AP), une bronchiole (br); on note l'aspect variable du parenchyme respiratoire (PR) avec des zones alvéolaires dilatées (au bas de la diapo) et des zones peu fonctionnelles plus denses
la diapositive n°8 ( mg ) permet de mieux observer la lumière étoilée (LU), la paroi bronchique épaisse caractérisée par ses pièces cartilagineuses (C), la paroi mince d'une branche de l'artère pulmonaire (AP); la coloration de technique courante ne permet pas de mettre en évidence la nature élastique des artères pulmonaires
la diapositive n°9 ( mg = plus élevé ) illustre les différentes couches de la paroi bronchique avec la muqueuse (Muq) plissée et dépourvue de glandes, le muscle de Reissessen (mR) formé de fibres musculaires lisses essentiellement circulaires, la sous-muqueuse (SM) contenant des glandes tubulo-acineuses (gl), la charpente cartilagineuse formée de plaques de cartilage hyalin (PC) et la péribronche (PE) fibreuse dans laquelle on aperçoit un fragment d'artère bronchique (au bas de la diapositive)
la diapositive n°10 montre les mêmes structures que la diapositive n°9 avec une visualisation très nette du cartilage hyalin
la diapositive n°11 ( FG ) représente la muqueuse d'une grosse bronche formée d'un épithélium (EP) haut comprenant des cellules ciliées (Cci), des cellules caliciformes (Cca) et des cellules basales (Cb), et d'un chorion (CH) sous-jacent
la bronchite est une infection virale fréquente favorisée par le tabagisme et la pollution atmosphérique; la bronchite aigüe guérit en deux semaines environ; il peut y avoir une surinfection bactérienne nécessitant un traitement antibiotique; elle se manifeste par une toux et une sécrétion excessive de mucus; la bronchite chronique se définit cliniquement par la durée des signes cliniques pendant au moins trois mois et depuis deux années consécutives; la bronchite chronique évolue vers l'emphysème et l'insuffisance respiratoire; le traitement consiste en l'arrêt du tabagisme, la surveillance et le traitement antibiotique précoce et systématique de chaque infection bronchique, la kinésithérapie respiratoire, l'administration de médicaments bronchodilatateurs et fluidifiants; dans les formes les plus sérieuses, un apport d'oxygène peut être prescrit à domicile
par définition, les bronchioles sont les bronches qui ont pénétré dans les lobules; elles diffèrent des petites bronches par :
- l'épithélium cylindrique simple dépourvu de cellules caliciformes, les cellules ciliées moins hautes et peu nombreuses; on voit apparaître un nouveau type cellulaire, les cellules de Clara ou cellules en dôme avec un pôle apical faisant saillie dans la lumière bronchiolaire caractérisé par la présence de quelques microvillosités irrégulières et de grains de sécrétion*
- le chorion très mince réduit à une fine lame élastique
- le muscle de Reissessen spiralé formant une couche circulaire fermée**
- la disparition du cartilage
- la sous-muqueuse sans glandes se confondant avec l'adventice et le parenchyme pulmonaire.
* les cellules de Clara sécrètent par exocytose une substance tensio-active analogue au surfactant (cf parenchyme respiratoire) se répandant à la surface bronchiolaire
** la surface totale des sections de toutes les bronchioles est beaucoup plus importante que celle du reste des voies aérophores intrapulmonaires de sorte que le tonus des muscles lisses bronchiolaires contrôle de façon effective la résistance intrapulmonaire à l'air inspiré; ce rôle est d'autant plus important qu'il n'y a plus de cartilage
la diapositive n°12 ( FG ) montre la structure d'une bronchiole avec la muqueuse (Muq) formée d'un épithélium plus bas et d'un chorion très mince, la couche continue du muscle de Reissessen (mR); l'adventice est sans limite nette avec le parenchyme respiratoire (PR) avoisinant
les bronchioles terminales (0,5mm de diamètre) sont les derniers conduits aérophores; elles ont une lumière arrondie, un épithélium cubique comportant de rares cellules ciliées éparpillées entre les cellules de Clara; elles donnent naissance aux bronchioles respiratoires qui représentent les premiers éléments du parenchyme respiratoire
la diapositive n°12bis ( FG ) illustre une bronchiole terminale (BT) avec son manchon musculaire coloré en vert, accompagnée d'une artériole pulmonaire (ap)
la diapositive n°13 ( FG ) est une réplique de la précédente; le manchon musculaire se différencie plus par sa forme que par sa couleur
l'instabilité du muscle lisse des parois bronchiolaires provoque un spasme (contraction continue) obstruant les bronchioles; elle est responsable de l'asthme caractérisé par des épisodes de bronchoconstriction paroxystique; cliniquement la respiration est difficile (sensation d'étouffement), sifflante et accompagnée de toux; les facteurs étiologiques et déclenchants de l'asthme sont les réactions allergiques, les infections virales ou bactériennes, les changements brusques de température
la bronchiolite est l'inflammation aigüe des bronchioles d'origine virale (essentiellement le Virus Respiratoire Syncytial = VRS), chez le nourrisson (de la naissance à l'âge de 2 ans); la bronchiolite se manifeste par une difficulté respiratoire impressionnante chez le bébé, associée à une fièvre modérée; elle est généralement bénigne et traitée par kinésithérapie pour dégager les voies respiratoires; cependant chez les enfants à risques (prématurité, faible poids à la naissance, agé de moins de 2 mois) la surveillance hospitalière s'impose et permet d'assurer, si nécessaire, une respiration assistée; on note une augmentation des épidémies de bronchiolite 4 à 5 jours après les pics de pollution urbaine; les récidives de bronchiolite sont traitées par des corticoïdes inhalés à petites doses, dans le but d'éviter les complications asthmatiques à plus ou moins long terme.
