Fiche de révision : Histologie des voies respiratoires

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale des parois respiratoires
2. Cavités nasales et muqueuse pituitaire
3. Nasopharynx, trompe d’Eustache et sinus
4. Muqueuse et épiglotte du larynx
5. Ramifications et simplification des voies aériennes
6. Trachée et bronches intrapulmonaires
7. Double vascularisation pulmonaire
8. Cellules spécialisées de l’épithélium respiratoire
9. Épithélium et structures bronchiolaires
10. Dernières ramifications intrapulmonaires
11. Cellules de la paroi alvéolaire
12. Barrières et échanges alvéolaires
13. Organisation du parenchyme pulmonaire
14. Plèvre et drainage pleural
15. Circulations et innervation pulmonaires
16. Défense et fonctions respiratoires
17. Pathologies des échanges gazeux

📖 1. Organisation générale des parois respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Muqueuse : La muqueuse est la tunique tournée vers la lumière de l’organe, formée d’un épithélium de surface et d’un tissu conjonctif lâche sous-jacent appelé chorion.

★ À maîtriser

• Le chorion respiratoire est un tissu conjonctif lâche souvent riche en fibres élastiques, ce qui permet aux structures respiratoires de se déformer et de changer de volume.

📌 La tunique fibro-musculo-cartilagineuse associe du tissu relativement dense riche en collagène de type I, du muscle lisse et principalement du cartilage hyalin, tandis que le cartilage élastique est minoritaire.

Compléments

• Le chorion peut contenir des glandes exocrines dont les sécrétions humidifient les surfaces et contribuent à empêcher des particules nocives d’atteindre les régions profondes du poumon.

• Le chorion peut aussi contenir des amas lymphocytaires qui participent à la défense de l’appareil respiratoire.

• L’adventice relie l’organe aux structures voisines et permet notamment l’arrivée des gros vaisseaux et des nerfs par l’extérieur de l’organe.

💡 Astuce mémo

Fibres élastiques abondantes → déformation et variation de volume

📖 2. Cavités nasales et muqueuse pituitaire

★ À maîtriser

• Les cavités nasales comprennent trois régions principales :

  • le vestibule à l’entrée
  • la région des cornets qui forme la majeure partie des parois
  • la zone olfactive située dans leur partie supérieure

• Le vestibule nasal est recouvert de peau fine dont l’épiderme est un épithélium pavimenteux stratifié kératinisé et dont le derme, ou chorion, contient les annexes cutanées.

• La muqueuse pituitaire des cornets comporte un épithélium cylindrique pseudostratifié respiratoire, où des cellules à mucus associées peuvent former des glandes intra-épithéliales.

• Dans le chorion des cornets, des artères se ramifient vers la surface en un plexus capillaire sous la lame basale, puis le sang rejoint le retour veineux comprenant des lacs veineux munis de sphincters.

• Les nerfs adrénergiques provoquent une vasoconstriction, tandis que les nerfs cholinergiques provoquent une vasodilatation et stimulent les sécrétions glandulaires nasales.

Compléments

• La surface interne du vestibule porte des vibrisses sensorielles associées à des glandes sébacées et contient aussi des glandes sudorales apocrines.

• La surface externe du vestibule porte des poils, des glandes sébacées et des glandes sudorales eccrines, et certaines glandes sébacées ne sont pas associées à des poils.

• Lorsqu’un canal excréteur sébacé est obstrué par une sécrétion trop épaisse ou un défaut de desquamation, le sébum s’accumule et forme un comédon.

• L’axe de l’aile du nez comprend du cartilage hyalin prolongé par du muscle strié squelettique, qui permet la mobilisation volontaire des ailes du nez.

• Les anastomoses artérioveineuses de la muqueuse nasale permettent au sang de contourner la circulation superficielle et contribuent à limiter son refroidissement lorsque l’air inspiré est très froid.

• Une biopsie de la muqueuse nasale observée vivante par vidéomicroscopie permet d’étudier le battement des cils et de détecter des dysfonctionnements liés aux ciliopathies.

📖 3. Nasopharynx, trompe d’Eustache et sinus

🔑 Notions clés & Définitions

• Trompe d’Eustache : Canal qui relie le nasopharynx à l’oreille moyenne.

★ À maîtriser

📌 Le nasopharynx, situé derrière les cavités nasales, possède une muqueuse respiratoire, tandis que l’oropharynx, situé derrière la cavité buccale, possède une muqueuse semblable à celle de la bouche.

• Lors d’un rhume, la congestion peut obstruer la trompe d’Eustache, gêner l’égalisation des pressions entre l’oreille moyenne et l’air extérieur et provoquer une sensation d’oreille bouchée avec diminution de l’audition.

Compléments

• Le chorion du nasopharynx comporte de nombreux organes lymphoïdes, notamment l’amygdale pharyngée, et ne contient pas les vaisseaux à sphincters caractéristiques des cornets.

• La muqueuse des sinus et de la trompe d’Eustache est de type respiratoire, mais comporte moins de glandes et produit moins de sécrétions que la muqueuse des cavités nasales.

• Le chorion des sinus et de la trompe d’Eustache est presque absent, car l’espace entre la paroi osseuse et la lumière est très réduit.

• La communication par la trompe d’Eustache permet aux infections nasales et pharyngées de se propager vers l’oreille moyenne.

💡 Astuce mémo

Congestion de la trompe → pression mal équilibrée → oreille bouchée

📖 4. Muqueuse et épiglotte du larynx

★ À maîtriser

📌 Le larynx associe un épithélium pavimenteux stratifié non kératinisé dans les régions soumises à de fortes sollicitations mécaniques et un épithélium respiratoire dans les autres régions.

• Au niveau des cordes vocales, le chorion épaissi contient des fibres élastiques et du muscle strié squelettique, qui contribuent respectivement aux propriétés mécaniques et au contrôle volontaire de la voix.

📌 Un œdème de la glotte lié à une réaction impliquant les mastocytes peut obstruer les voies respiratoires et constitue une urgence médicale engageant rapidement le pronostic vital.

Compléments

• À l’entrée du larynx, le chorion contient de nombreuses glandes qui contribuent à humidifier l’air avant son passage vers des structures plus fragiles.

• La tunique fibro-cartilagineuse du larynx est constituée de cartilage hyalin relié par du tissu conjonctif dense et participe au maintien de sa structure et de sa rigidité.

• Les deux tiers de l’épiglotte proches de son bord libre sont recouverts d’un épithélium pavimenteux stratifié non kératinisé et son chorion contient des glandes mixtes.

• Le squelette de l’épiglotte est constitué de cartilage élastique perforé d’orifices permettant le passage des canaux excréteurs des glandes situées dans l’adventice.

📖 5. Ramifications et simplification des voies aériennes

★ À maîtriser

• La trachée se divise en deux bronches souches, qui donnent deux bronches lobaires à gauche et trois à droite.

• La voie de conduction se ramifie des bronches lobaires aux bronches segmentaires, puis aux bronchioles, aux bronchioles terminales et aux bronchioles respiratoires avant les canaux et sacs alvéolaires.

📌 Les bronchioles respiratoires sont des voies mixtes : leur partie bronchiolaire conduit l’air, tandis que les alvéoles de leur paroi assurent les échanges gazeux.

• Au fil des ramifications, l’épithélium respiratoire haut devient cylindrique simple dans les bronchioles, puis cubique simple dans les bronchioles respiratoires.

Compléments

• Les bronchioles se ramifient sur environ douze générations et les bronchioles respiratoires présentent trois générations de ramifications.

• Dans les bronchioles, les glandes et les amas lymphocytaires du chorion ont disparu, et le cartilage a disparu alors que le muscle lisse persiste.

• Une hyperréactivité du muscle lisse bronchiolaire peut provoquer une contraction importante, réduire le calibre des bronchioles et rendre la respiration difficile, comme dans l’asthme.

• Au niveau des alvéoles, les tuniques musculaire et adventice disparaissent afin de minimiser la distance entre l’air alvéolaire et les vaisseaux sanguins.

💡 Astuce mémo

Pseudostratifié → cylindrique simple → cubique simple

📖 6. Trachée et bronches intrapulmonaires

★ À maîtriser

• La muqueuse de la trachée et des bronches souches comprend un épithélium respiratoire haut reposant sur un chorion contenant des glandes simples ramifiées et mixtes, des fibres élastiques, des vaisseaux sanguins et des vaisseaux lymphatiques.

• Dans la trachée et les bronches souches, le cartilage hyalin forme un anneau en fer à cheval ouvert vers l’œsophage.

📌 Dans la trachée, les faisceaux musculaires internes sont transversaux et les faisceaux externes longitudinaux, tandis que dans les bronches intrapulmonaires les faisceaux musculaires ont une disposition macroscopique spiroïde.

Compléments

• Les extrémités de l’anneau cartilagineux trachéal sont reliées par du tissu fibreux et du muscle lisse, laissant à l’œsophage situé en arrière un espace pour le passage d’un élément volumineux.

• Dans les bronches intrapulmonaires, les anneaux cartilagineux sont remplacés par des plaques de cartilage hyalin progressivement plus minces et fragmentées.

• L’adventice de la trachée contient des artères, des veines, des vaisseaux lymphatiques et des nerfs assurant la vascularisation et la régulation de l’organe.

💡 Astuce mémo

Anneau trachéal ouvert vers l’œsophage, plaques bronchiques fragmentées

📖 7. Double vascularisation pulmonaire

★ À maîtriser

📌 La circulation pulmonaire est la circulation fonctionnelle qui oxygène le sang destiné à l’organisme, tandis que la circulation bronchique est la circulation nutritive du poumon issue de l’aorte ou de ses branches.

📌 L’artère pulmonaire transporte du sang pauvre en oxygène du cœur vers le poumon, tandis que les veines pulmonaires ramènent au cœur du sang riche en oxygène.

• Autour des bronches intrapulmonaires cheminent les artères et les veines bronchiques ainsi que les artères pulmonaires, tandis que les veines pulmonaires sont à distance des voies aériennes.

Compléments

• Les artères bronchiques transportent un sang riche en oxygène destiné à nourrir le poumon, tandis que les veines bronchiques ramènent le sang après consommation d’une partie de cet oxygène par les tissus.

• Des anastomoses peuvent relier les circulations bronchique et pulmonaire ; certaines sont physiologiques, tandis que des communications excessives peuvent provoquer un passage de sang difficile à contrôler entre les deux circulations.

💡 Astuce mémo

Artère pulmonaire bleue vers le poumon, veine pulmonaire oxygénée vers le cœur

📖 8. Cellules spécialisées de l’épithélium respiratoire

★ À maîtriser

• Les ionocytes participent au transport des ions et de l’eau vers la surface de l’épithélium respiratoire.

• Les ionocytes expriment notamment le canal chlorure CFTR et sont directement concernés dans la mucoviscidose, maladie liée à des mutations du gène codant pour CFTR.

• Les cellules en brosse possèdent de nombreuses microvillosités apicales longues et leur pôle basal est en contact avec une terminaison nerveuse afférente, ce qui suggère une fonction sensorielle.

• Les cellules en brosse détectent notamment :

  • la pression partielle en oxygène
  • le pH
  • l’humidité

• Une fibre nerveuse efférente en contact avec le pôle basal des cellules neuroendocrines peut commander la libération de leurs granules, dont les molécules actives agissent sur les cellules et structures environnantes.

Compléments

• Le pôle apical des ionocytes présente de larges expansions cytoplasmiques qui ne correspondent pas véritablement à des microvillosités.

• Les microvillosités des cellules en brosse plongent dans le mucus produit notamment par les cellules caliciformes et humidifié par des mécanismes de transport auxquels participent notamment les ionocytes.

📌 Les cellules neuroendocrines sont petites et n’atteignent pas la surface épithéliale, contrairement aux cellules ciliées et aux cellules caliciformes.

📖 9. Épithélium et structures bronchiolaires

★ À maîtriser

• L’épithélium bronchiolaire s’amincit progressivement : il devient d’abord cylindrique simple, puis cubique simple dans les dernières ramifications.

• L’épithélium bronchiolaire conserve des cellules ciliées et comporte des cellules à dôme, aussi appelées club cells.

• Un corps neuroépithélial comprend un groupe central de cellules sensorielles et neuroendocrines, entouré de deux rangées de cellules à dôme, puis d’un épithélium bronchiolaire associant cellules ciliées et cellules à dôme.

• Les cellules centrales des corps neuroépithéliaux reçoivent des informations par une terminaison nerveuse afférente, notamment sur la vitesse du flux aérien et la pression partielle en oxygène, et peuvent libérer des molécules agissant sur les structures voisines.

Compléments

• Dans les bronchioles, le muscle lisse organisé en disposition spiroïde forme une couche continue.

• Les granules apicaux des cellules à dôme contiennent des sécrétoglobulines qui participent à la défense du poumon.

• Dans les premières générations bronchiolaires, des corps neuroépithéliaux se trouvent aux bifurcations, à cheval sur celles-ci.

• Les molécules libérées par les cellules centrales d’un corps neuroépithélial peuvent relâcher le muscle lisse des vaisseaux, augmenter le débit sanguin et ainsi accroître les capacités d’échange gazeux.

📖 10. Dernières ramifications intrapulmonaires

★ À maîtriser

• La dernière des environ douze générations de ramifications bronchiolaires est la bronchiole terminale.

📌 La bronchiole respiratoire présente une muqueuse bronchiolaire discontinue et des portions de paroi de type alvéolaire, ce qui en fait la première structure assurant à la fois la conduction de l’air et les échanges gazeux.

• Les bronchioles respiratoires se ramifient en canaux alvéolaires, qui se ramifient ensuite en sacs alvéolaires.

• La contraction des cellules musculaires lisses des pieds alvéolaires rétrécit sans les fermer complètement les orifices alvéolaires, réduisant l’accès de l’air à certaines alvéoles; leur relâchement augmente cet accès et la surface ventilée, notamment lors d’un effort.

Compléments

📌 Les canaux alvéolaires comportent de nombreuses alvéoles mais conservent entre elles des portions de paroi bronchiolaire appelées pieds alvéolaires, tandis que les sacs alvéolaires ont une paroi uniquement de type alvéolaire.

• Les pieds alvéolaires comportent un épithélium cubique simple de type bronchiolaire et des cellules musculaires lisses autour des orifices alvéolaires.

💡 Astuce mémo

Bronchiole terminale → respiratoire → canal alvéolaire → sac alvéolaire

📖 11. Cellules de la paroi alvéolaire

★ À maîtriser

• Les pneumocytes de type I représentent environ 10 % des cellules de l’épithélium alvéolaire, mais recouvrent approximativement 98 % de la surface alvéolaire.

• Les pneumocytes de type II peuvent se diviser et renouveler les populations de pneumocytes de type I et de type II, contribuant ainsi à la réparation de l’épithélium alvéolaire.

• Les pneumocytes de type II produisent des corps lamellaires contenant le surfactant pulmonaire.

• Le surfactant diminue les forces qui maintiennent les parois alvéolaires accolées et facilite la réouverture des alvéoles lors de l’inspiration.

Compléments

• Le pneumocyte de type I est une cellule extrêmement aplatie dont le cytoplasme est presque invisible en microscopie optique et dont le noyau est allongé le long de la paroi alvéolaire.

• Les pneumocytes de type I sont post-mitotiques et ne peuvent pas assurer seuls la réparation d’un épithélium alvéolaire lésé.

• La matrice extracellulaire produite par les fibroblastes comprend : des fibres élastiques, du collagène de type I, du collagène de type III, également appelé réticuline

💡 Astuce mémo

Type I : voile aplati d’échange ; type II : cellule arrondie de sécrétion et de renouvellement

📖 12. Barrières et échanges alvéolaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Pores alvéolaires : De petits orifices qui mettent en communication deux alvéoles voisines.

★ À maîtriser

• 🔄 La barrière alvéolo-capillaire comprend successivement : le cytoplasme du pneumocyte de type I, au contact de l’air alvéolaire, la lame basale du pneumocyte de type I, la lame basale du capillaire, le cytoplasme de la cellule endothéliale capillaire, au contact du sang

• Dans les régions les plus minces, les parties externes des lames basales alvéolaire et capillaire fusionnent, réduisant l’épaisseur de la barrière et facilitant la diffusion des gaz.

• Lorsque la barrière alvéolo-capillaire s’épaissit parce que les lames basales ne fusionnent plus correctement et que des éléments s’interposent, les échanges gazeux sont perturbés.

• Les pores de Kohn permettent une ventilation collatérale lorsqu’une voie d’entrée habituelle est partiellement limitée, mais peuvent aussi faciliter la propagation de germes, notamment de la tuberculose.

• Les macrophages alvéolaires se déplacent à la surface des alvéoles, phagocytent des éléments anormaux et peuvent stimuler la production et l’exocytose du surfactant ainsi que la division des pneumocytes de type II.

Compléments

• La réserve alvéolaire peut retarder les symptômes d’une atteinte des échanges gazeux, qui apparaissent souvent d’abord lors d’un effort important lorsque les besoins augmentent.

📌 Au niveau d’un pore alvéolaire, les lames basales des pneumocytes des deux alvéoles fusionnent directement, sans tissu conjonctif, chorion ni capillaire interposé.

💡 Astuce mémo

Air → pneumocyte I → lames basales → endothélium → sang

📖 13. Organisation du parenchyme pulmonaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Segment pulmonaire : Une portion de parenchyme desservie par une bronche segmentaire et délimitée par des travées conjonctives.
• Lobule pulmonaire : Une zone de parenchyme contenant des bronchioles et les territoires qui en dérivent, sans association directe à des bronches pulmonaires.

★ À maîtriser

📌 Les artères et les bronchioles circulent au centre des lobules pulmonaires, tandis que les veines cheminent en périphérie dans les cloisons interlobulaires conjonctives.

Compléments

• L’individualisation du pédicule vasculaire d’un segment pulmonaire permet de retirer ce segment sans perturber le reste du parenchyme et fournit un repère pour localiser une pathologie en radiologie.

• Un acinus pulmonaire correspond aux ramifications d’une bronchiole terminale et mesure 5 à 10 mm chez l’adulte.

📖 14. Plèvre et drainage pleural

🔑 Notions clés & Définitions

• Plèvre : Un organe constitué d’un feuillet viscéral accolé au poumon et d’un feuillet pariétal situé contre la cage thoracique, séparés par une cavité virtuelle contenant du liquide pleural.

★ À maîtriser

• La plèvre associe un mésothélium, épithélium simple pavimenteux de surface, et un chorion de tissu conjonctif lâche.

Compléments

• Le liquide pleural permet aux feuillets pleuraux de rester accolés tout en glissant l’un sur l’autre, et les feuillets viscéral et pariétal sont continus au niveau du hile pulmonaire.

• Les lymphatiques qui drainent l’excès de liquide pleural prennent origine dans le chorion de la plèvre viscérale.

💡 Astuce mémo

Le feuillet viscéral touche le poumon ; le pariétal touche la cage thoracique

📖 15. Circulations et innervation pulmonaires

★ À maîtriser

• 🔄 Le sang systémique rejoint les poumons selon le trajet suivant :

  1. oreillette droite
  2. ventricule droit
  3. branches de l’artère pulmonaire
  4. poumons

• Les veines pulmonaires sont au nombre de quatre, deux droites et deux gauches, et s’abouchent dans l’oreillette gauche.

• L’innervation parasympathique pulmonaire est assurée par les nerfs vagues droit et gauche, tandis que l’innervation sympathique provient des deuxième, troisième et quatrième ganglions sympathiques thoraciques.

Compléments

• Les branches intralobulaires de l’artère pulmonaire accompagnent les bronchioles, tandis que les veines cheminent dans les cloisons interlobulaires après leur origine dans le chorion pleural.

• La circulation lymphatique pulmonaire comprend un réseau superficiel sous-pleural et un réseau profond accompagnant les voies aériennes et vasculaires de conduction; les deux réseaux se réunissent au hile pour rejoindre le canal lymphatique droit.

• Les fibres nerveuses se réunissent à l’entrée du hile pour former les plexus hilaires antérieurs et postérieurs, dont des filets accompagnent les bronches.

📖 16. Défense et fonctions respiratoires

★ À maîtriser

• Les vibrisses filtrent l’air à l’entrée des cavités nasales et arrêtent les grosses particules de taille supérieure à 10 µm grâce à leurs sécrétions collantes.

• Dans les cavités nasales, le mucus est orienté vers le nasopharynx; dans la trachée et les bronches, il remonte vers le pharynx, franchit la glotte, puis est avalé et dégradé par l’estomac.

• Les lymphocytes du chorion muqueux produisent des immunoglobulines A exportées dans la lumière pour éliminer les pathogènes de surface, contrairement aux immunoglobulines G et M qui circulent dans le sang.

• Le surfactant contient :

  • de la dipalmitoyl-phosphatidylcholine
  • du calcium
  • la protéine de surfactant SP-A
  • la protéine de surfactant SP-B
  • la protéine de surfactant SP-C
  • la protéine de surfactant SP-D

• Lors d’une crise d’asthme, la contraction excessive et involontaire du muscle lisse bronchique rétrécit la lumière et gêne la circulation de l’air.

Compléments

• La constriction des sphincters des lacs veineux bloque le sang et permet le réchauffement de l’air inspiré par contact thermique.

• Les glandes de la muqueuse pituitaire humidifient l’air inspiré.

• Le tapis mucociliaire déplace le mucus à une vitesse de 10 à 20 mm par minute.

• Les cellules à dôme des bronchioles produisent des sécrétoglobulines à rôle anti-inflammatoire.

• Au contact de l’air, les lipides du surfactant s’oxydent; le surfactant est donc constamment dégradé et recyclé par les macrophages alvéolaires.

• En cas de prématurité avant la maturité pulmonaire, le risque de détresse respiratoire augmente avec le degré de prématurité, et l’administration de surfactant exogène peut prévenir l’accolement des voies aériennes existantes.

• En cas de pré-éclampsie maternelle imposant une naissance précoce, un médicament peut être administré à la mère avant l’accouchement pour stimuler la production de surfactant alvéolaire chez le fœtus.

💡 Astuce mémo

Le surfactant réduit la tension de surface → les alvéoles restent ouvertes

📖 17. Pathologies des échanges gazeux

★ À maîtriser

• Le déficit génétique en α1-antitrypsine est une maladie autosomique récessive qui atteint une personne sur 2 500 et entraîne une destruction des parois alvéolaires pouvant provoquer un emphysème et une insuffisance respiratoire.

• La dysplasie alvéolo-capillaire associe un nombre insuffisant de capillaires, un épaississement de la barrière alvéolo-capillaire et des anomalies du retour veineux, ce qui gêne les échanges gazeux.

• Dans un lobule dysplasique, le défaut d’alignement des vaisseaux entraîne des anastomoses entre la circulation artérielle pulmonaire et le retour veineux, provoquant un mélange de sang oxygéné et désoxygéné.

Compléments

• Le traitement du déficit en α1-antitrypsine consiste à administrer de l’α1-antitrypsine afin de compenser le déficit.

• La dysplasie alvéolo-capillaire est une maladie autosomique dominante causée par une mutation de FOXF1, qui contrôle l’expression de gènes impliqués dans l’adhérence cellulaire, la migration et la différenciation des cellules mésenchymateuses.

📊 Tableaux de synthèse

Circulations pulmonaire et bronchique