ANATOMIE DU SYSTEME RESPIRATOIRE DU CHIEN

ANATOMIE DU SYSTEME RESPIRATOIRE DU CHIEN

Clairance trachéo-bronchique

Les particules déposées dans la région trachéo-bronchique sont éliminées en majorité par l’escalator muco-ciliaire qui constitue un élément essentiel du système de défense pulmonaire. En effet, la surface des cellules tapissant l’arbre trachéo-bronchique est recouverte par une couche de mucus. Cet environnement aqueux favorise une dissolution partielle et éventuellement une absorption des particules hydrosolubles, notamment celles présentes sous forme de gouttelettes liquides.La phagocytose par les macrophages se produit également à ce niveau mais elle revêt une plus grande importance dans la région alvéolaire.Le système muco-ciliaire transporte continuellement les particules déposées et les macrophages chargés en particules vers l’entrée de l’appareil respiratoire grâce au déplacement de la couche de mucus par le battement des cils sous-jacents. La toux et l’éternuement augmentent de façon importante le mouvement du mucus. Au niveau de l’oropharynx, le mucus contenant les particules et les macrophages est soit expectoré, soit dégluti et passe dans l’appareil gastro-intestinal.La clairance muco-ciliaire est relativement rapide chez les organismes sains. Le taux de clairance est plus rapide dans les grands conduits aérifères que dans les petits (166).Autrement dit, la clairance des particules de petite taille déposées plus profondément dans les conduits aérifères est donc plus lente que celle concernant les particules de grande taille déposées plus proximalement dans les conduits aérifères.
La clairance est complète en 24 à 48 heures pour les particules déposées dans les conduits aérifères inférieurs.

Clairance alvéolaire

Les particules déposées au niveau des alvéoles, qui ne contiennent pas d’escalator muco-ciliaire, font appel à d’autres processus de clairance. Il existe trois mécanismes fondamentaux par lesquels des matériaux déposés sont éliminés de l’appareil respiratoire profond :
– Tout d’abord, les particules peuvent être éliminées des alvéoles par des processus physiques. Les particules déposées sur la couche de fluide de l’alvéole peuvent être aspirées par l’escalator muco-ciliaire de la région trachéo-bronchique. A partir de là, elles sont transportées jusqu’à la bouche et peuvent être dégluties. L’origine de cette fine couche de fluide dans l’alvéole est probablement un transsudat de lymphe et des sécrétions de lipides et d’autres composés par l’épithélium alvéolaire. Le fluide alvéolaire circule par un mécanisme inconnu jusqu’aux bronchioles terminales. Ce flux semble dépendre du flux lymphatique, de l’action des capillaires, des mouvements respiratoires des parois alvéolaires, de la nature cohésive de la couche de fluide du système respiratoire et du pouvoir propulsant des bronchioles ciliées.
– Secondairement, les particules peuvent être phagocytées au niveau des alvéoles. Il s’agit du mécanisme majeur de clairance au niveau du parenchyme pulmonaire. Les principales cellules responsables de la phagocytose des débris alvéolaires sont des phagocytes mononuclés : les macrophages. Ces cellules sont présentes en grand nombre dans des poumons normaux et contiennent de nombreuses particules phagocytées d’origine exogène et endogène. Quelques minutes après leur inhalation, les particules peuvent être retrouvées dans les macrophages alvéolaires.
Il est à noter que les particules phagocytées migrent vers l’épithélium cilié ou le système lymphatique à des taux variables allant de 2 à 6 semaines.
– Troisièmement, certaines particules peuvent pénétrer directement dans le sang ou le système lymphatique :
Pour les particules de petite taille, dont la dimension se rapproche de celle des molécules de gaz, la diffusion à travers l’épithélium alvéolaire est capable d’expliquer la pénétration dans le sang. En effet, tout comme les gaz, les aérosols liquides et les particules solubles peuvent être absorbées dans le sang après avoir franchi l’épithélium alvéolaire.
Il faut également noter que la solubilisation peut être un moyen par lequel une substance est éliminée des poumons (158). En effet, certaines particules pénétrant dans la région alvéolaire peuvent être éliminées par dissolution et transport vasculaire. Dans cette région, les cellules sont tapissées par un fin film de fluide. L’environnement aqueux fourni par ce liquide de surface favorise une dissolution partielle et éventuellement une absorption des particules hydrosolubles, notamment celles présentes sous forme de gouttelettes liquides.
Le taux de clairance au niveau des poumons peut donc être prédit par la solubilité du composé dans les fluides pulmonaires. Plus cette solubilité est faible, plus le taux d’élimination est petit .
Quant à la capture par les vaisseaux lymphatiques, elle se produit suite au passage des particules à travers l’épithélium alvéolaire par diffusion directe et à la migration vers le site des vaisseaux lymphatiques. Les cellules endothéliales tapissant les capillaires lymphatiques sont perméables aux particules. Le système lymphatique joue un rôle fondamental dans la collecte de la matière particulaire provenant de l’interstitium ou des espaces alvéolaires. La matière particulaire peut rester dans le tissu lymphatique pendant de longues périodes.

CAS DES ATMOSPHERES MIXTES

Dans l’environnement, le foyer ou sur le lieu de travail en ce qui concerne l’homme, l’inhalation concerne en général un mélange d’agents chimiques aériens qui inclut fréquemment à la fois des agents gazeux et particulaires. On parle d’atmosphère mixte.Dans ce cas, la matière particulaire sert de transporteur pour les gaz et vapeurs adsorbés à la surface des particules solides ou dissoutes à l’intérieur de particules liquides.Ceci augmente le temps de résidence de tels polluants dans des zones spécifiques des poumons et impose une tâche supplémentaire aux mécanismes de défense pulmonaire.Les gaz et vapeurs sont alors transportés par ces particules au niveau de sites potentiels de lésion dans les poumons. Le modèle et le site de dépôt des gaz ou vapeurs sont alors influencés par les règles qui régissent le dépôt des particules.Ainsi, dans des atmosphères mixtes, le type de dépôt des particules influence le site d’action ou le site d’absorption des gaz et des vapeurs adsorbés sur ces particules. De même, les effets des gaz et vapeurs sur les éléments parenchymateux influencent la réponse cellulaire aux particules.

Table des matières

TABLE DES ILLUSTRATIONS (TABLEAUX)
TABLE DES ILLUSTRATIONS (FIGURES)
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : PHYSIOPATHOLOGIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE DU CHIEN 
1. HISTORIQUE : MORBIDITE ET MORTALITE
2. ANATOMIE DU SYSTEME RESPIRATOIRE DU CHIEN
2.1. REGION NASO-PHARYNGEE
2.1.1. Le nez externe
2.1.2. Les cavités nasales
2.1.3. Les sinus paranasaux
2.1.4. Le larynx
2.2. REGION TRACHEO-BRONCHIQUE ET BRONCHIOLES
2.2.1. La trachée
2.2.2. Les bronches et bronchioles
2.3. REGION PULMONAIRE
3. HISTOLOGIE DU SYSTEME RESPIRATOIRE DU CHIEN
3.1. CONDUITS AERIFERES
3.2. PARENCHYME PULMONAIRE
4. ROLES DU SYSTEME RESPIRATOIRE
4.1. ROLES RESPIRATOIRES 
4.1.1. Portion conductrice
4.1.2. Echanges gazeux
4.2. ROLES DE PROTECTION CONTRE LES AGENTS TOXIQUES
4.2.1. Mécanismes de défense non spécifique
4.2.1.1. Au niveau de la région nasale
4.2.1.2. Au niveau de la région trachéo-bronchique
4.2.1.3. Au niveau de la région pulmonaire
4.2.1.4. Rôle des réponses réflexes
4.2.1.5. Métabolisation des xénobiotiques
4.2.2. Mécanismes de défense spécifique
4.3. AUTRES ROLES
4.3.1. Rôles olfactif et phonateur
4.3.2. Production et libération de médiateurs et d’agents pharmacologiques
5. PHYSIOLOGIE ET MECANIQUE RESPIRATOIRES
6. CLASSIFICATION ET DEVENIR DANS L’ORGANISME DES XENOBIOTIQUES INHALES
6.1. GAZ ET VAPEURS
6.1.1. Classification
6.1.1.1. Asphyxiants
6.1.1.2. Irritants
6.1.2. Devenir des gaz et vapeurs inhalés
6.1.2.1. Influence de la solubilité
6.1.2.1.1. Cas des gaz très hydrosolubles
6.1.2.1.2. Cas des gaz possédant une solubilité intermédiaire
6.1.2.1.3. Cas des gaz très insolubles
6.1.2.2. Influence du métabolisme par les tissus respiratoires
6.1.2.3. Influence des coefficients de partition
6.2. PARTICULES ET AEROSOLS
6.2.1. Influence de l’anatomie du système respiratoire sur le dépôt des particules
6.2.2. Influence du modèle respiratoire sur le dépôt des particules
6.2.3. Influence du mode de flux de l’air sur le dépôt des particules
6.2.4. Les caractéristiques des particules qui influencent leur dépôt
6.2.4.1. Solubilité et hygroscopie
6.2.4.2. Charge électrostatique
6.2.4.3. Forme
6.2.4.4. Taille ou diamètre
6.2.5. Les mécanismes de dépôt
6.2.5.1. L’interception
6.2.5.2. L’impaction inertielle
6.2.5.3. La sédimentation gravitationnelle
6.2.5.4. La diffusion de Brownian
6.2.5.5. La précipitation électrostatique
6.2.6. Bilan : lieu et mode de dépôt des particules en fonction de leur diamètre aérodynamique
6.2.7. Mesure du dépôt des particules dans le système respiratoire
6.2.7.1. Microscopique
6.2.7.2. Histochimique
6.2.7.3. Radioisotopique
6.2.8. Mécanismes de clairance des particules
6.2.8.1. Clairance naso-pharyngée
6.2.8.2. Clairance trachéo-bronchique
6.2.8.3. Clairance alvéolaire
6.3. CAS DES ATMOSPHERES MIXTES
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE DE LA TOXICITE PAR INHALATION : MODALITES
1. MECANISMES DE TOXICITE
1.1. TOXICITE DIRECTE
1.2. ACTIVATION METABOLIQUE
1.3. TOXICITE MEDIEE PAR LE SYSTEME IMMUNITAIRE
1.4. INTERACTIONS ENTRE LES XENOBIOTIQUES
2. LES DIFFERENTES METHODES D’EVALUATION DE LA TOXICITE DES XENOBIOTIQUES AERIENS AU NIVEAU DU SYSTEME RESPIRATOIRE
2.1. LES ETUDES EPIDEMIOLOGIQUES ET CLINIQUES CONTROLEES
2.2. LES ETUDES REALISEES EN EXPERIMENTATION ANIMALE
2.3. LES METHODES IN VITRO
3. DIFFERENTES ESPECES ANIMALES UTILISEES EN TOXICOLOGIE PAR INHALATION ET DOSE
3.1. LES ESPECES ANIMALES UTILISEES
3.1.1. Rongeurs
3.1.1.1. Rat
3.1.1.2. Hamster
3.1.1.3. Cobaye
3.1.2. Lagomorphes
3.1.3. Primates
3.1.4. Chiens
3.2. DOSE
3.2.1. Définition de la dose
3.2.1.1. Différences entre les termes concentration et dose
3.2.1.2. Dose interne et dose biologique effective
3.2.2. Détermination de la dose
3.2.3. La loi de Haber
3.2.3.1. Influence de la concentration et du temps d’exposition
3.2.3.2. Influence de la nature de l’agent toxique
3.2.4. Influence des paramètres respiratoires sur la dose
4. GENERATION ET ANALYSE DE L’ATMOSPHERE
4.1. GENERATION DE L’ATMOSPHERE
4.1.1. Production des atmosphères non particulaires : gaz et vapeurs
4.1.2. Production des atmosphères particulaires
4.1.2.1. Production des aérosols à partir des liquides
4.1.2.2. Production des aérosols à partir des solides
4.2. ANALYSE DE L’ATMOSPHERE
4.2.1.Analyse des atmosphères non particulaires
4.2.2. Analyse des atmosphères particulaires
5. INSTALLATIONS EXPERIMENTALES ET TYPES D’EXPOSITION
5.1. EXPOSITION DU CORPS ENTIER : ENCEINTE CONFINEE
5.1.1. Conception des chambres d’inhalation
5.1.2. Systèmes d’exposition statiques ou dynamiques
5.1.2.1. Systèmes statiques
5.1.2.2. Systèmes dynamiques
5.1.3. Inconvénients de l’exposition du corps entier
5.2. SYSTEMES D’EXPOSITION LIMITES AU NEZ OU A LA TETE
5.3. METHODES ALTERNATIVES
TROISIEME PARTIE : ESSAIS TOXICOLOGIQUES ET CONSEQUENCES
1. DETERMINATION DE LA TOXICITE AIGUE, A DOSES REPETEES (ETUDE SUR 14 OU 28 JOURS), SUBCHRONIQUE (ETUDE SUR 90 JOURS) ET CHRONIQUE PAR INHALATION
1.1. CONNAISSANCES REQUISES 
1.2. DEFINITIONS
1.3. PRINCIPE DE LA METHODE
1.4. MODE OPERATOIRE
1.4.1. Conditions d’hébergement et d’alimentation
1.4.2. Equipement
1.4.3. Conditions expérimentales
1.4.3.1. Concentration d’exposition
1.4.3.2. Durée d’exposition
1.4.3.3. Période d’observation
1.4.4. Mesures des propriétés physiques
1.4.5. Examens cliniques
1.4.6. Anatomo-pathologie
1.4.6.1. Autopsie générale
1.4.6.2. Histopathologie
1.5. RESULTATS ET RAPPORT
1.5.1. Traitement des résultats
1.5.2. Evaluation des résultats
1.5.3. Rapport
1.5.3.1. Conditions expérimentales
1.5.3.2. Données concernant l’exposition
1.5.3.3. Données concernant les animaux
1.6. SECURITE DU PERSONNEL AU COURS DES ESSAIS DE TOXICITE PAR INHALATION
2. LES REACTIONS DU SYSTEME RESPIRATOIRE SUITE A L’INHALATION D’AGENTS TOXIQUES
2.1. PHYSIOPATHOLOGIE DES REPONSES TOXICOLOGIQUES AU NIVEAU DU SYSTEME RESPIRATOIRE
2.1.1. Lésion, régénération et réparation
2.1.2. Réponse naso-pharyngée à la lésion
2.1.3. Réponse des conduits aérifères à la lésion
2.1.4. Réponse du parenchyme pulmonaire à la lésion
2.1.4.1. Lésion épithéliale
2.1.4.1.1. Simple réparation
2.1.4.1.2. Lésion compliquée et réparation
2.1.4.2. Lésion endothéliale
2.1.4.3. Lésion interstitielle
2.2. LES PRINCIPALES REPONSES LESIONNELLES AU NIVEAU DU SYSTEME RESPIRATOIRE
2.2.1. Inflammation pulmonaire
2.2.2. Irritation de l’appareil respiratoire
2.2.3. Oedème pulmonaire
2.2.4. Fibrose pulmonaire
2.2.5. Emphysème
2.2.6. Asphyxie et suffocation
2.2.7. Réponse allergique
2.2.8. Cancer pulmonaire
2.3. EFFETS DES TOXIQUES SUR LES DEFENSES PULMONAIRES 
2.3.1. Dysfonctionnement de la clairance muco-ciliaire
2.3.2. Effets sur les activités fonctionnelles et biochimiques des macrophages alvéolaires
2.3.3. Compétence immunologique et susceptibilité aux maladies infectieuses
3. LES METHODES D’EVALUATION DE LA TOXICITE UTILISEES LORS DES ETUDES PAR INHALATION 
3.1. ETUDE DE LA FONCTION PULMONAIRE
3.2. LAVAGE PULMONAIRE
4. ESTIMATION DU RISQUE A PARTIR DES ESSAIS TOXICOLOGIQUES
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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