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HISTOLOGIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE. Rôle essentiel dans l’hématose +++ Rôle essentiel dans l’hématose +++ 3 parties 3 parties – Voies aériennes : conduction.

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1 HISTOLOGIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE

2 Rôle essentiel dans l’hématose +++ Rôle essentiel dans l’hématose parties 3 parties – Voies aériennes : conduction de l’air – Alvéoles pulmonaires : Vaste surface d’échange entre l’air et le sang – Séreuse pleurale I - Introduction

3 HISTOLOGIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE I – Introduction II - Systématisation de l’appareil respiratoire III - La muqueuse respiratoire IV – Les voies aériennes supérieures V – Les voies aériennes profondes VI – Le lobule pulmonaire VII – La vascularisation pulmonaire VIII – Histophysiologie IX – La plèvre

4 II - Systématisation de l’appareil respiratoire Voies Aériennes Supérieures -Fosses nasales (1, 2, 3) -Pharynx (13, 14) -Larynx (6) Voies aériennes extra-pulmonaires profondes: -Trachée (7) -Bronches souches (8) A - Voies aériennes extra-pulmonaires B - Voies aériennes intra-pulmonaires : -Bronches cartilagineuses (9) -Bronchioles intra-lobulaires (11) C – Parenchyme pulmonaire : -canal alvéolaire (10) -alvéoles (12) D – Séreuse pleurale -Feuillet viscéral (16) -Feuillet pariétal (15)

5 II - Systématisation de l’appareil respiratoire - Epithélium de type respiratoire : cylindrique pseudostratifié (Fosses nasales  plus petites bronches cartilagineuses) -Epithélium malpighien non kératinisé (voile du palais, oropharynx, épiglotte et cordes vocales)

6 III - La muqueuse respiratoire Epithélium cylindrique pseudo-stratifié Membrane basale Chorion Glandes séro-muqueuses ++ Formations lymphoïdes Vaisseaux ++ Nerfs ++ Fosses nasales Pseudo-stratifié Bronche sus- lobulaire Ep A – Structure histologique

7 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 4 types de cellules épithéliales A – Structure histologique

8 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 1. 1 – cellules ciliées Les plus nombreuses Cils au pôle apical A – Structure histologique

9 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 1. 1 – cellules ciliées 200 à 300 cils par cellule 4 à 5 µm de haut Mouvements synchrones : 15 à 20 batt/s En direction du pharynx A – Structure histologique

10 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 1. 2 – cellules caliciformes 1 cell caliciforme pour 4 à 5 cellules ciliées Mucus visqueux, gluant (Glycoprot, GAG) PAS + et Bleu Alcian + A – Structure histologique

11 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 1. 3 – cellules neuroendocrines (SED) Rares, entoblastiques MET : granules denses aux e-, neurosécrétoires (amines* et polypeptides) Identifiables par des colorations spéciales aux sels d’Ag et par immunohistochimie Régulation locale des FML A – Structure histologique ? ? Ac anti-chromogranine A *Chromogranines*Synaptophysine

12 III - La muqueuse respiratoire 1 – Epithélium respiratoire 1. 4 – cellules de remplacement Indifférenciées Renouvellement des cellules ciliées, mucosécrétantes et neuroendocrines A – Structure histologique

13 III - La muqueuse respiratoire 2 – Chorion A – Structure histologique -Tissu conjonctif (F él ++ disposition long // à l’axe de conduction = réseau continu) -Formations lymphoïdes (BALT : amas de lymphocytes) -Glandes séro-muqueuses tubulo-acineuses

14 Acinus muqueux Acinus séreux Acinus séro-muqueux Matériel protéique fluide Mucus gluant (GAG)

15 Cellules muqueuses positives au Bleu alcian

16 III - La muqueuse respiratoire B – Fonctions 1 - Epuration de l’air inspiré : rôle du tapis roulant muco-ciliaire (  pharynx, 20 mm/min): -Phase profonde fluide occupant la hauteur des cils -Phase superficielle épaisse gluante Dyskinésies ciliaires primitives (cils immobiles) Infections naso-sinusiennes précoces et bronchiques conduisant à une dilatation des bronches 2 – Humidification et réchauffement de l’air inspiré 3 - Défense immunitaire (BALT)

17 III - La muqueuse respiratoire C – Métaplasie malpighienne Ex : tabagisme -  cell ciliées et  cell caliciformes : bronchite chronique (expectoration et toux) -Remplacement de l’épithélium respiratoire (A) par un épithélium de revêtement, malpighien(B) : Métaplasie malpighienne Winterhalder R C et al. Ann Oncol 2004;15:

18 Sur cet épithélium en métaplasie malpighienne peuvent se développer des lésions pré-cancéreuses : dysplasies de sévérité croissante(C, D,E) puis des lésions cancéreuses : carcinomes malpighiens (F) Winterhalder R C et al. Ann Oncol 2004;15:

19 IV – Les voies aériennes supérieures Voies Aériennes Supérieures -Fosses nasales (1, 2, 3) -Pharynx (13, 14) -Larynx (6)

20 IV – Les voies aériennes supérieures A – Les fosses nasales Orifice narinaire vestibule Cornets sup, moyen et inf =  de la surf Ecoulement tourbillonaire de l’air Armature ostéocartilagineuse Coexistence de 3 types de muqueuse : respiratoire, olfactive et vestibulaire

21 IV – Les voies aériennes supérieures A – Les fosses nasales 1 – La muqueuse vestibulaire Epithélium pavimenteux pluristratifié non kératinisé Le chorion renferme des follicules pileux Orifice narinaire vestibule

22 IV – Les voies aériennes supérieures A – Les fosses nasales 2 – Particularités de la muqueuse respiratoire De l’épithélium : - richesse en cellules ciliées Du chorion : - chorion très riche en glandes séro-muqueuses (séreuses ++) - Hypervascularisé : lacs sanguins - Riche en lymphocytes et polynucléaires éosinophiles Rhinite allergique Lacs sanguins++ Cornet moyen

23 IV – Les voies aériennes supérieures A – Les fosses nasales 3 – La muqueuse olfactive Caractères généraux -Toit des FN : face nasale de la lame criblée de l’ethmoïde, déborde légèrement sur la cloison nasale et les parois latérales des FN -Epithélium neurosensoriel responsable de l’olfaction et de la perception des composantes subtiles du goût -Epithélium olfactif repose sur un chorion richement vascularisé et innervé renfermant des glandes de Bowman tubulo-acineuses simples à sécrétion séreuse

24 IV – Les voies aériennes supérieures A – Les fosses nasales 3 – La muqueuse olfactive L’épithélium olfactif Epithélium cylindrique pseudo-stratifié Trois types de cellules : - cellules basales - cellules sus-tentaculaires - cellules olfactives réceptrices : neurones bipolaires

25 Epithélium olfactif Chorion : Glandes de Bowman

26 (d’après Histologie Humaine, Stevens and Lowe) Régénération Produit de sécrétion des Gl de Bowman + mucus = gel Contact étroit et prolongé entre substances olfactives et cils Cellule sustentaculaire Cyl à PB étroit Ny 1/3 sup Microvill ++ Pig cyto jaune-brun Cellule basale Cellule olfactive Filets nerveux olfactifs Connexions dans le bulbe olfactif Glandes de Bowman Tubulo-acineuse séreuse Soutien

27 IV – Les voies aériennes supérieures B – Le pharynx -Nasopharynx : muqueuse en contact qu’avec l’air  épithélium respiratoire -Oropharynx : muqueuse en contact avec l’air et le bol alimentaire  épithélium malpighien non kératinisé  épithélium malpighien non kératinisé Carrefour aéro-digestif :

28 IV – Les voies aériennes supérieures B – Le pharynx Nombreuses formations lymphoïdes situées dans le chorion : -Amygdale linguale (1) -Amygdales palatines (2) -Amygdales pharyngées (3) -Amygdales tubaires (4) (1) (2) (3) (4)

29 IV – Les voies aériennes supérieures B – Le pharynx Végétations adénoïdes Amygdale palatine Epithélium respiratoire MB Chorion : Lympho +++ Epithélium malpighien non kératinisé cryptes Lymphocytes

30 IV – Les voies aériennes supérieures C – Le larynx Muqueuse de type respiratoire SAUF : - face sup de l’épiglotte (axe digestif) - Vraies cordes vocales  Épithélium malpighien non kératinisé Phonation Armature fibro-myo-cartilagineuse E FC VC Ventricule de Morgagni

31 IV – Les voies aériennes supérieures C – Le larynx Vraie corde vocale (épithélium malpighien) Fausse corde vocale (épithélium respiratoire) (épithélium respiratoire) Muscle vocal Avec l’âge apparition d’îlots de métaplasie malpighienne Fragilité de la muqueuse des CV (++ terrain prédisposé) Endoscopie devant enrouement persistant plus de 7 j à partir de 30 ans

32 A – Trachée et bronches souches 1 – caractères généraux Trachée : cm de long 1,5 – 2 cm de Ø 15 à 20 arceaux cartilagineux incomplets V – Les voies aériennes profondes

33 A – Trachée et bronches souches 2 – structure histologique Coupe transversale de trachée Av Arr 1 : muqueuse respiratoire 2 : glandes séro-muqueuses 3 : anneau incomplet de cartilage hyalin 4 : adventice 5 : muscle lisse trachéal V – Les voies aériennes profondes 5

34 Coupe transversale de trachée Epithélium respiratoire Membrane basale Chorion FE++ // Glandes séreuses, muqueuses, séro- muqueuses Couche fibromyocartilagineuse Adventice

35 B – Systématisation de l’appareil respiratoire D G V – Les voies aériennes profondes Carène Épithélium malpighien T BSG BSD BLS BLM BLI BLS BLI Division dichotomique 23 div Division de l’AP

36 V – Les voies aériennes profondes Segmentation anatomique pulmonaire -Si obstruction bronchique : atélectasie du territoire ventilé en aval -Possibilité de résections chirurgicales segmentaires, lobaires B – Systématisation de l’appareil respiratoire

37 V – Les voies aériennes profondes A la dernière division bronchique extra-lobulaire est appendue un petit territoire de parenchyme pulmonaire appelé lobule 1 à 2 cm Cloison fibreuse inter- lobulaire Bronchioles Acini pulmonaires B – Systématisation de l’appareil respiratoire

38 C – Bronches cartilagineuses V – Les voies aériennes profondes -Intra-pulmonaires (br lobaires  br sus-lobulaires) -Diam variable (cm  mm) -Structure identique : muqueuse respiratoire reposant sur une couche fibro-myo-cartilagineuse 1 – caractères généraux

39 C – Bronches cartilagineuses V – Les voies aériennes profondes 2 – structure histologique Coupe transversale d’une bronche cartilagineuse L’épithélium renferme les 4 types de cell Îlots discontinus de cartilage hyalin Gl séro- muqueuses Faisceaux de FML orientation oblique bidirectionnelle

40 Coupe transversale d’une bronche cartilagineuse Faisceaux de FML orientation oblique bidirectionnelle Art pulm Gl séro- muqueuses Îlots discontinus de cartilage hyalin

41 C – Bronches cartilagineuses V – Les voies aériennes profondes 2 – structure histologique A mesure que l’on avance dans la division bronchique : -Diminution prog de l’épaisseur de l’épithélium : pseudo-stratifié  cylindrique simple -Raréfaction du chorion en : glandes séro-muqeuses îlots lymphoïdes cartilage hyalin

42 VI – Le lobule pulmonaire Territoire de parenchyme pulmonaire de 1-2 cm, non disséquable, appendu à une bronche sus-lobulaire Bronchiole intra-lobulaire 6 à 7 div Bronche sus-lobulaire Acini pulmonaires Bronchiole terminale

43 VI – Le lobule pulmonaire 1 - Squelette conjonctif Bronchiole intra-lobulaire 6 à 7 div Bronche sus-lobulaire Acini pulmonaires Bronchiole terminale Cloisons conjonctives péri-lobulaires F coll et él Plus épaisses chez l’enfant Paquet broncho-artériel (hile lobulaire)

44

45 VI – Le lobule pulmonaire 2 – Bronchioles intra-lobulaires Bronchiole intra- lobulaire 6 à 7 div Bronche sus-lobulaire Acini pulmonaires Bronchiole terminale -Diamètre de 1 à 1/10 mm -Division bronchiolaire accompagnée d’une division d’une branche de l’Art pulm -Disparition des îlots cartilagineux et des glandes séro-muqueuses -Epithélium cubique simple

46 VI – Le lobule pulmonaire 2 – Bronchioles intra-lobulaires Coupe transversale d’une bronchiole intra-lobulaire Epithélium cubique simple : -Cellules ciliées (6) -Cellules de Clara (5) -Cellules de remplacement -Cellules neuroendocrines Faisceaux de FML à disposition Circulaire = Muscle de Reissessen -Muqueuse -Musculeuse -Adventice Chorion très mince -Fx de F él, élts lymphoïdes -Absence de gl séro-muqueuses -Absence de cartilage hyalin Muqueuse bronchiolaire

47 VI – Le lobule pulmonaire 2 – Bronchioles intra-lobulaires Coupe transversale d’une bronchiole intra-lobulaire Epithélium cubique simple : -Cellules ciliées (6) -Cellules de Clara (5) -Cellules de remplacement -Cellules neuroendocrines Muscle de Reissessen Br de div AP Lumière festonnée (muq soulevée par des fx de FE) Epithélium cubique simple (4 types de cell)

48 VI – Le lobule pulmonaire 2 – Bronchioles intra-lobulaires Cellules de Clara Cell ni ciliée ni mucosécrétante PA bombé en dôme 3 cell ciliées/2 cell de Clara Nbses mitoch, granules de séc° Oxydases, antiprotéases Rôles -Participe à la production d’un film protecteur de l’épithélium bronchiolaire et alvéolaire +++ -Protection contre les toxines et carcinogènes inhalés (oxydases) -Protection contre l’emphysème (antiprotéases)

49 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Bronchiole intra- lobulaire 6 à 7 div Bronche sus-lobulaire Acini pulmonaires Bronchiole terminale Chaque BRONCHIOLE TERMINALE se divise en 2 à 3 BRONCHIOLES RESPIRATOIRES = zone de transition entre voies aériennes et surface d’échange alvéolaire L’ACINUS correspond à tout le territoire dilaté alvéolisé tributaire d’une bronchiole respiratoire

50 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Chaque BRONCHIOLE TERMINALE * se divise en 2 à 3 BRONCHIOLES RESPIRATOIRES * = zone de transition entre voies aériennes et surface d’échange alvéolaire L’ACINUS correspond à tout le territoire dilaté alvéolisé tributaire d’une bronchiole respiratoire * *

51 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Chaque BRONCHIOLE TERMINALE * se divise en 2 à 3 BRONCHIOLES RESPIRATOIRES * = zone de transition entre voies aériennes et surface d’échange alvéolaire L’ACINUS correspond à tout le territoire dilaté alvéolisé tributaire d’une bronchiole respiratoire * *

52 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Chaque bronchiole terminale (1) se divise en 2 à 3 bronchioles respiratoires (2) L’acinus comprend : -Un CANAL ALVÉOLAIRE CENTRAL (6) ou atrium dont la paroi de type bronchiolaire est interrompue par l’abouchement -Des ALVÉOLES (3) = zone de l’hématose riche en capillaires sanguins (5) (4) BOURRELET RESPIRATOIRE = zone de muqueuse bronchiolaire entre les abouchements des alvéoles a – éléments constitutifs

53 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Caractères généraux 300 millions d’alvéoles, surface alvéolaire de 100 m µm de diam à 10 ans Evaginations en forme de sacs à paroi extrèmement fine Réseau de fibres élastiques (extensibilité) et de fibres réticulées (évite une surdistension) image du filet de basket contenant un ballon de baudruche que l’on gonfle b – Les alvéoles

54 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire 5 à 15 µm d’épaisseur b – Les alvéoles Réseau conjonctif interstitiel Capillaires sanguins Epithélium pavimenteux Pores de KOHN 1 à 12 µm Ø Macrophages alvéolaires

55 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles Le réseau conjonctif interstitiel (tissu septal): Peu abondant Réseau de fibres élastiques et fibres de réticuline (entourant les capillaires) Histiocytes  macrophages alvéolaires HE Imprégnation argentique macrophages

56 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles Les capillaires alvéolaires : Très nombreux Réseau très dense (95 m 2 ) 8 à 15 µm de Ø De type continu Se fond avec la MB de l’épithélium alvéolaire

57 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles L’épithélium alvéolaire : 2 types de cellules : - pneumocytes de type I ou membraneux - pneumocytes de type II ou globuleux Pneumocyte de type I Cellule endothéliale Fibroblaste septal Pneumocyte de type II

58 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles L’épithélium alvéolaire : - pneumocytes de type I ou membraneux cellule très étalée, très aplatie (90 % de la surf alv) desmosomes et jcts serrées entre I et II échanges gazeux ++ Pneumocyte de type I Cellule endothéliale Fibroblaste septal Pneumocyte de type II

59 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles L’épithélium alvéolaire : - pneumocytes de type II ou globuleux 3 P II pour 1 P I, se divisent  P II et se différencient en PI Pneumocyte de type I Cellule endothéliale Fibroblaste septal Pneumocyte de type II MET

60 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles L’épithélium alvéolaire : - pneumocytes de type II ou globuleux 3 P II pour 1 P I, se divisent  P II et se différencient en PI Granules de sécrétion d’aspect lamellaire* excrétés au PA Surfactant pulmonaire Cytokines Pneumocyte de type I Cellule endothéliale Fibroblaste septal Pneumocyte de type II MET *

61 Enroulements sphériques PL ++

62 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire b – Les alvéoles Le film liquidien alvéolaire En continuité avec le film bronchique et bronchiolaire 25 nm d’épaisseur 2 phases : - profonde (20 nm) : sécrétion des cellules de CLARA et transsudat - superficielle (5 nm ): surfactant pulmonaire sécrété par les pneumocytes de type II (PL, apoprotéines et des aquaporines) Rôle :  des forces de tension superficielles (favorise l’expansion à l’ In et empêche l’accolement des cloisons à l’Ex)

63 VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire Structure histologique de la cloison inter-alvéolaire b – Les alvéoles Le film liquidien alvéolaire Apparition des pneumocytes II à 28 SA Entre 28 SA et le terme, la quantité de surfactant peut être insuffisante →risque de collapsus alvéolaire qui endommage les pneumocytes I →Maladie des membranes hyalines

64 Les macrophages alvéolaires : Libres dans la lumière des alvéoles Elimination de particules, de bactéries, d’excès de surfactant Cytoplasme chargés de pigments VI – Le lobule pulmonaire 3 – Acinus et canal alvéolaire = unité respiratoire b – Les alvéoles Ex : hémosidérine

65 VII – Vascularisation 1 – Vascularisation fonctionnelle Branches de division de l’Artère pulmonaire (enrichi en CO2) suivent les divisions bronchiques = axe broncho-artériel Acinus = capillaires alvéolaires 90 % PA faible : lumière de l’AP large et paroi peu épaisse 2 – Vascularisation nutritionnelle Branches de division de l’Aorte (A. lobaires, segmentaires..) Suit l’axe broncho-artériel et donne des Vx nourriciers Lobule = anastomose avec circ pulmonaire 10 %

66 VIII – Histophysiologie 1 – Barrière alvéolo-capillaire -100 m 2 de surface alvéolaire et 95 m 2 de surface capillaire - Epaisseur très mince 0,1 à 1,5 µm - Constituée de : -Surfactant - Pneumocyte I - MB fusionnées - Cellule endothéliale

67 VIII – Histophysiologie 2 – Elasticité pulmonaire - Etirement du parenchyme à l’In et retour à l’état antérieur à l’Ex - Réseau continu de fibres élastiques (voies aériennes, cloisons inter-lobulaires, plèvre) - Propriétés du surfactant qui forme le film alvéolaire

68 VIII – Histophysiologie 3 – Fonction non respiratoire du poumon - Rôle d’épuration, de détoxication par les capillaires sanguins → élimination de l’alcool (alcootest)

69 VIII – Histophysiologie 4 – Exs de pathologies a – Fibrose pulmonaire Remplacement de Fél par des F coll → dim de l’élasticité b – Emphysème Fragmentation de F él → fusion d’alvéoles = « bulles » fct de ventilation normale compromise Alvéole normal Bulle d’emphysème

70 VIII – Histophysiologie 4 – Exs de pathologies c – Maladie des membranes hyalines Tableau de détresse respiratoire chez nn prématuré secondaire à un déficit en surfactant Rétraction des alvéoles = atélectasie Administration de corticoïdes : synthèse de surfactant

71 VIII – Histophysiologie 4 – Exs de pathologies d – Embolie pulmonaire Arrêt de la vascularisation d’un territoire pulmonaire secondaire à l’obstruction d’une br de l’artère pulm par un thrombus. Apparition des signes cliniques après 15 h (durée de vie du surfactant) liés à une atélectasie qui sera alors radio-visible (∆)

72 IX – La plèvre Séreuse d’origine mésoblastique Deux feuillets : -Pariétal (15) - viscéral (16)

73 IX – La plèvre 1 – Structure histologique Cavité pleurale Mésothélium Membrane basale Couche conjonctive riche en fibres élastiques Couche sous-pleurale (Vx lymphatiques++) Cloisons inter-lobulaires

74 IX – La plèvre 2 – Histophysiologie Cavité pleurale virtuelle : -Film liquidien pleural de 20 µm riche en polysacch -Pression inférieure à la Patm = vide pleural En l’absence de vide : rétraction du poumon

75 IX – La plèvre 3 – Exs de pathologies - Pleurésie : frottement pleural Douleur aux mvts insp et toux - Epanchements pleuraux : Liquidiens : infl, tumoral, vasculaire Ponction à l’aiguille → métastases pleurales Aériens : pneumothorax Traumatique : fracture de côte Spontanée : rupture d’une bulle d’emphysème sous-pleurale Historique thérapeutique : tuberculose


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