Programme I INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE II

Programme I. INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE II. LES BASES ANATOMO-FONCTIONNELLES III. LA CIRCULATION PULMONAIRE IV. LES ESPACES MORTS V. LA MÉCANIQUE VENTILATOIRE VI. LA BRONCHOMOTRICITÉ VII. LES ECHANGES GAZEUX AC VIII. TRANSPORT DES GAZS DANS LE SANG IX. CONTROL DE LA VENTILATION PULMONAIRE X. EPURATION ET FONCTION MÉTABOLIQUE

EPURATION PULMONAIRE ET FONCTIONS METABOLIQUES PULMONAIRES Pr Bazid Zakaria

Plan LES AUTRES FONCTIONS NON RESPIRATOIRES DU POUMON I. 1) 2) 3) Rôle de défense Rôle métabolique Rôle endocrine II. MECANISMES DE DEFENSE PULMONAIRE A. Epuration physique B. Les défenses immunologiques C. Défense biochimique et enzymatique III. CONCLUSION

I. LES AUTRES FONCTIONS NON RESPIRATOIRES DU POUMON La principale fonction du poumon est d’assurer : �la ventilation : les échanges gazeux entre l’organisme et le milieu ambiant. Vue la richesse variée des cellules pulmonaires, les poumons ont également plusieurs fonctions : �fonction de défense �fonction métabolique �fonction endocrine

1) rôle de défense : �Les poumons représentent un double filtre : �Placé entre la circulation aérienne et la circulation sanguine : ils constituent un filtre pour toutes les substances inhalées. �placé entre la circulation veineuse et artérielle systémique (piège et dissout les thrombi provenant des veines périphériques) �Les sécrétions bronchiques servent de filtre : mucus , antitrypsine, d’Ig, lysozymes et de lactoférrine)

2)rôle métabolique �Le poumon va intervenir dans le métabolisme de plusieurs substances grâce à l’équipement enzymatique des pneumocytes de type II et des cellules endothéliales.

3) Rôle endocrine �Les cellules du système endocrinien diffus vont fabriquer : �Des hormones polypeptidiques qui agissent a distance : GH, TSH, MSH, ACTH, PRL, ADH, calcitonine, sérotonine, insuline… �Des hormones à action locale : histamine, sérotonine, catécholamines, prostaglandines….

Plan LES AUTRES FONCTIONS NON RESPIRATOIRES DU POUMON I. 1) 2) 3) Rôle de défense Rôle métabolique Rôle endocrine II. MECANISMES DE DEFENSE PULMONAIRE A. Epuration physique B. Les défenses immunologiques C. Défense biochimique et enzymatique III. CONCLUSION

II. MECANISMES DE DEFENSE PULMONAIRE A. Epuration physique 1) L’arborisation bronchique �Elle augmente le risque d’impaction et de sédimentation des particules => préservation de la zone d’échange gazeux.

2) Épuration muco-ciliaire Elle va dépendre : �Des modalités de déposition des particules. �Des caractéristiques physicochimiques du mucus. �De la dynamique ciliaire.

a) Les modalités de déposition des particules : La diffusion des particules se fait en fonction de leur diamètre : �< 1 μm : les particules se déposent au niveau des alvéoles : diffusion �> 5 μm : les particules se déposent tout au long de l’arbre bronchique.

b)Les caractéristiques physico-chimiques du mucus : �Produit par les glandes sous-muqueuses +/- cellules caliciformes épithéliales �Forme un film continu de 5 à 10 mm d’épaisseur à la surface de l’épithélium respiratoire (voies aériennes supérieures aux bronchioles terminales) �Le mucus a une composition hétérogène : il y a une phase d’élasticité et de viscosité optimales pour le transfert muco-ciliaire. �Dans les bronchites chroniques le mucus est trop fluide.

Rôles du mucus �Piégeage et élimination des particules (escalator muco-ciliaire) �Protection contre la déshydratation de l’épithélium �Contient des molécules de défense (antilésionnelles et anti-microbiennes ): �antitrypsine, �Ig, � lysozymes, � lactoférrine…

c) La dynamique ciliaire : �Les mouvements des cils sont propulsifs toujours vers le carrefour aéro-digestif. �La vitesse de battement des cils est plus lente dans les toutes petites voies aériennes et plus rapide dans la trachée et les grandes voies. �Normalement, les particules sont éliminées par déglutition ou par la toux �La déglutition se fait après une remontée de 3 à 24 heures selon le site de dépôt de la particule et selon le sujet.

3) La toux �La toux est un moyen de défense des voies aériennes �C’est un mécanisme purement physiologique = reflexe défensif �La toux= expiration active brusque saccadée et bruyante (contre une glotte +/- fermée) qui fait suite à une inspiration profonde

Mécanisme : 2 phases �phase compressive : �inspiration profonde, �fermeture de la glotte (reflexe d’accolement des cordes vocales) �phase de compression gazeuse par la contraction violente des muscles intercostaux internes et abdominaux avec augmentation de la pression intra thoracique et intra abdominale �phase expulsive : �ouverture brusque et incomplète de la glotte qui libère le gaz sous pression et permet l’évacuation de la particule responsable de la toux : débits expiratoires très élevés jusqu’à 10 L/s, vitesse maximale de 10 m/s

La toux est un phénomène reflexe où interviennent les nerfs IX et un centre bulbaire de la toux. Ø Stimuli �physiques (mucus, corps étranger) �chimiques (variation d’osmolarité, de p. H, inflammation) Ø Récepteurs �dans les VA (larynx, trachée, éperons de division bronchiques) � au niveau de la plèvre Ø Signaux afférents cheminent essentiellement par le nerf vague Ø Intégration dans le bulbe (centre bulbaire de la toux) et le cortex cérébral Ø Signaux efférents véhiculés par des neurones à destination �des muscles respiratoires, �de la glotte �du muscle lisse trachéobronchique (broncho constriction) �des glandes sous-muqueuses (augmentation de la sécrétion).

Conséquences : �la toux est impossible sans fermeture préalable de la glotte (les trachéotomisés ne peuvent pas tousser) �la vitesse linéaire du gaz est importante, elle représente 80%de la vitesse du son. �Les quintes de toux successives collabent les bronches de + en + vers les alvéoles, ce qui permet de nettoyer l’arbre bronchique par segments successifs. �La toux est d’autant plus productive que le volume pulmonaire est petit (on tousse fléchi).

B. Les défenses immunologiques : 1) Les immunoglobulines : �Surtout les Ig A sécrétoires secrétées par les plasmocytes de la sous muqueuse qui ont un rôle important dans la défense anti infectieuse : �Elles agglutinent les bactéries et empêchent leur adhésion aux muqueuses. �Elles inhibent la croissance des bactéries et neutralisent leurs toxines et leurs enzymes. �Elles favorisent la phagocytose en se fixant sur les bactéries. �Les Ig M ont un rôle peu connu �Les Ig G sont de 2 types : secrétoire et de provenance plasmatique �Les Ig E (non sécrétoires) : rôle défensif de l’arbre bronchique

2) Le surfactant : Se trouve au niveau des alvéoles, secrété par les pneumocytes de type 2 : �Il enrobe les macrophages alvéolaires et prévient leur cytolyse �Il favorise leur mobilité �aide à leur effet bactéricide

3) Le polynucléaire neutrophile �Intervient dans les conditions pathologiques après action de facteurs chimiotactiques qui les attirent. �Les PNN et les macrophages agissent ensemble : le macrophage sert d’activateur au PNN, celui-ci favorise la défense phagocytaire

4) Les macrophages : �Rôle très important dans la défense �Cellules de 20 à 30 μm, agitées de mouvements pour capter les particules. Elles sont riches en organites intracellulaires. �Ces cellules proviennent de la lignée monocytaire de la moelle osseuse, elles arrivent par le sang dans le parenchyme pulmonaire où elles se multiplient et se différencient. �Les agressions => libération de facteurs chimiotactiques par le pneumocyte de type 2 qui les attire vers les alvéoles.

Rôles des macrophages alvéolaires : �Phagocytose des particules �Action bactéricide et fongicide �Interviennent dans l’information antigénique des lymphocytes locaux �Synthétisent et secrètent des substances bioactives : �Facteurs chimiotactiques pour les PNN, les fibroblastes et les plaquettes �Prostaglandines �Inhibiteurs des protéases (comme l’alpha 1 antitrypsine) �Fraction du complément (hémostase) �Lysozyme �Plusieurs enzymes : hydrolases, collagénases, élastase.

C. Défense biochimique et enzymatique : 1) La défense enzymatique �Elle est possible grâce à de très nombreuses enzymes produites par les pneumocytes II et les cellules endothéliales �Parmi ces enzymes, il y a : �Les protéases : digestion des particules phagocytées �Les antiprotéases : défense du tissu pulmonaire �Les enzymes de la biotransformation: Les monoamines oxydases = MAO +++

Les monoamines oxydases = MAO Vont oxydés et rendre plus polaires (et donc + solubles) un ensemble de substances pour être facilement éliminées(rôle de détoxication) : �les AA et les drogues (barbituriques, morphine et dérivés, sulfamides), �les polluants chimiques (herbicides, insecticides, colorants), �les hormones stéroïdes, les hydrocarbures polycycliques (fumée, tabac …) �les antibiotiques … �Les hydrocarbures polycycliques peuvent devenir des métabolites – cancérigènes. Cependant, il y a parfois formation de métabolites + toxiques et + cancérigènes.

2) Les mécanismes biochimiques : Parmi les fonctions biochimiques, il y a le stockage des substances exogènes et endogènes pour : �Protéger l’organisme contre des concentrations trop fortes �Permettre plus facilement la libération dans la circulation de certaines drogues (prolonger la durée d’action) �Les métaboliser. �Parmi ces drogues : les phénothiazines, les antihistamine H 1, les dérivés de l’imipramine, la morphine et analogues, les alpha et bêta bloquants, certaines substances toxiques d’origine végétale ou animales (venins)

III. Conclusion : En plus de son rôle respiratoire, le poumon a pour fonctions: �Rôle métabolique et endocrine �Défense propre de l’organisme, et détoxication �Intervient dans le mécanisme de la coagulation, dans les conditions normales ou pathologiques, grâce à l’héparine qui se trouve dans les mastocytes pulmonaires �Dans la capture et la libération de substances vasoactives : �Transformation de l’Ag I en Ag II grâce à l’ECA �Inactivation des PG et de la bradykinine �Capture de l’histamine et de la sérotonine �Libération locale au cours de l’hypoxie ou de l’anaphylaxie de substances vaso actives.