Soutenance mémoire
Les glandes séromuqueuses
Dans un premier temps, on trouve les glandes séromuqueuses. On décrit deux portions: la portion sécrétrice qui est constituée d’amas glandulaires séromuqueux et une portion excrétrice avec le canal qui va se déverser à la surface. La partie séreuse est éosinophile alors que la partie muqueuse de la sécrétion apparaît plus claire à l’HES. La partie séreuse est très riche en eau et permet ainsi d’humidifier l’air que l’on respire. En dehors du côté hydratant, on retrouve des enzymes lytiques, des lysozymes qui permettent la défense de l’arbre respiratoire vis à vis de potentiels agresseurs.
Une des pathologies concernant ces glandes est la mucoviscidose. C’est une anomalie au niveau du canal chlore qui va rendre le mucus très compact et collant. Ainsi le tapis muco-ciliaire fonctionnera moins bien et donc il y aura des infections respiratoires à répétitions. De plus la mucoviscidose ne touche pas seulement le niveau respiratoire mais aussi les autres sécrétions.
Le cartilage
Son rôle est de permettre une solidité et de garder les voies aériennes ouvertes.
Au niveau des bronches les plaques de cartilage sont discontinues. Mais au niveau de la trachée par exemple, le cartilage prend une forme de fer à cheval et n’est donc pas discontinu. Les grosses plaques n’existent que dans les premières bifurcations après la trachée.
Le Tissu Lymphoïde Associé à la muqueuse
Le Tissu lymphoïde Associé à la muqueuse (Mucosae Associated Lymphoïd Tissue MALT) est constitué de petits éléments lymphoïdes dans le tissu respiratoire qui vont être soit éparpillés soit former des petits nodules. On a aussi bien des lymphocytes B que des lymphocytes T, on trouve aussi desplasmocytes.
Seuls les lymphocytes se regroupent sous forme de nodules. Pour distinguer un lymphocyte B, d’un lymphocyte T il faut réaliser un immunomarquage.
Les cellules M : ce sont un type particulier de cellules. Elles sont aussi présentes au niveau du tube digestif. Elles sont très importantes car elles permettent aux Muscle lisse antigènes inhalés d’arriver à passer la barrière épithéliale afin d’être présentés aux lymphocytes. Ceci permet à la réaction immunitaire de se faire pour nous protéger contre ces éléments pathogènes. Elle n’a ni cils ni villosités mais est capable d’attraper les antigènes et de les faire traverser du pôle apical au pôle basal.
INNERVATION DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE
L’innervation des voies aériennes est relativement complexe ; elle fait intervenir des mécanismes cholinergiques et adrénergiques connus depuis de nombreuses années, mais un mécanisme non cholinergique non adrénergique (NANC) a été mis en évidence plus récemment chez l’homme.
Les neuromédiateurs des systèmes cholinergiques et adrénergiques sont bien connus [acétylcholine, adrénaline, noradrénaline]. En ce qui concerne le NANC, un grand nombre de peptides semblent entrer en ligne de compte, car trouvés au niveau des terminaisons nerveuses pulmonaires : le Vasoactive intestinal Peptide (VIP), la substance P (SP) et les tachykinines, le Calcitonine Gene Related Peptide (CGRP) et Neuropeptide Y (NPY).
SYSTEME CHOLINERGIQUE
C’est le plus important système de contrôle neurologique du tonus et des secrétions bronchiques. Les voies efférentes empruntent le nerf vague (Χ) jusqu’ aux relais ganglionnaires situés dans la paroi bronchique. Des fibres post ganglionnaires courtes rejoignent des cellules musculaires lisses ou les glandes à innerver. Lastimulation du nerf vague (Χ)entraine une broncho constriction s’étendant de la trachée aux bronchioles; cette réponse est potentialisée par les inhibiteurs de la cholinestérase et inhibée par l’atropine qui est un antagoniste des récepteurs muscariniques. Sur les bronches humaines, l’ACH stimule in vitrola sécrétion des glandes sous-muqueuses.
Les récepteurs du système cholinergique sont soit de type nicotiniques, situés au niveau ganglionnaire et dont l’activation est bloquée par l’hexamethomium soit de type muscariniques, trouvés sur le muscle lisse bronchique, les glandes sousmuqueuses et les cellules épithéliales bronchiques.
La libération de l’ACH au niveau ganglionnaire semble être régulée par les afférences adrénergiques mais aussi par la libération in situde neuropeptides; ainsi, il existerait une modulation du tonus cholinergique par les deux autres composantes de l’innervation des voies aériennes.
Le système cholinergique broncho constricteur joue probablement un rôle dans l’obstruction bronchique caractérisant l’asthme. Cette hypothèse est confirmée par le fait que de nombreux stimuli qui induisent un bronchospasme chez l’asthmatique stimulentle système cholinergique bronchique.
L’exagération de ces reflexes cholinergiques pourrait être responsable de la réponse anormale des asthmatiques connue sous le nom d’hyperréactivité bronchique (HRB) non spécifique soit du fait de l’augmentation de l’activité des récepteurs par la libération locale de médiateurs, soit par la desquamation de l’épithélium qui met directement en contact les terminaisons nerveuses avec les irritants potentiels. Enfin, par augmentation de la susceptibilité des cellules cibles à l’acétylcholine ou augmentation du nombre ou bien encore de l’affinité des récepteurs muscariniques.
L’augmentation de l’activité du système cholinergique peut contribuer à l’hyperréactivité bronchique des asthmatiques mais ce dysfonctionnement est loin d’être seul en cause.
SYSTEME ADRENERGIQUE
Les fibres nerveuses du système sympathique sont issues des six premiers segments de la moelle épinière thoracique. Elles font relais dans le ganglion stellaire avant de pénétrer dans le poumon par le hile pour se mêler aux rameaux parasympathiques. Chez l’homme, cette innervation existe essentiellement au niveau des glandes sous-muqueuses et des vaisseaux artériels bronchiques. Des études récentes et plus spécifiques ont montré la pauvreté de l’innervation adrénergique du muscle lisse bronchique chez l’homme.
L’effet bronchodilatateur de la stimulation adrénergique semble dépendre du tonus vagal de base et cela est d’autant plus vrai lorsque ce tonus est anormalement important. Bien que l’innervation sympathique du muscle lisse bronchique ne soit pas un facteur important de régulation du tonus bronchique, la stimulation des récepteurs adrénergiques du muscle lisse bronchique semble beaucoup plus concernée par ces phénomènes de régulation.
Les catécholamines circulantes semblent jouer un rôle dans la régulation du tonus des voies aériennes. L’adrénaline est un puissant bronchodilatateur chez l’homme sain et chez l’asthmatique; elle inhibe l’effet broncho constricteur de l’histamine. L’adrénaline agit comme une véritable hormone circulante et pourrait jouer un rôle protecteur contre les agents broncho constricteurs.
SYSTEME NON ADRENERGIQUE ET NON CHOLINERGIQUE
Ce système comprend une composante bronchodilatatrice et une composante broncho constrictrice. Burnstock proposa initialement par analogie avec le tube digestif, que les neurotransmetteurs fussent des purines (adénosine et adénosine triphosphate) ; mais ces purines laissent actuellement la place, en vertu d’arguments pharmacologiques, à de nombreux peptides dont le rôle commence à être mieux connu.
Système inhibiteur non adrénergique
C’est le seul système nerveux bronchodilatateur chez l’homme. Son existence fonctionnelle a été démontrée chez l’homme après stimulation in vivo, les systèmes adrénergiques et cholinergiques ayant été bloqués. Des réflexes d’origine laryngée peuvent entrainer sa mise en action chez l’animal et chez l’homme. Enfin le NANC inhibiteur interviendrait dans la régulation de la sécrétion du mucus.
Le Vasoactive Intestinal peptide (VIP) entraine une relaxation du muscle lisse bronchique in vitro. Cette broncho dilatation n’est pas modifiée par les substances antagonistes des systèmes adrénergiques et cholinergiques. Il a été localisé dans le poumon humain sur les terminaisons nerveuses adjacentes au muscle lisse bronchique, autour des glandes sous- muqueuses, sur les vaisseaux bronchiques et pulmonaires.
Le NANC inhibiteur exercerait une modulation de l’effet cholinergique plutôt qu’un effet bronchodilatateur direct.
Système broncho constricteur non cholinergique
Il existe chez le cobaye une part de broncho constriction électro provoquée non inhibée par l’atropine in vitro. Ce mécanisme est reproduit par la substance P (SP) et d’autres tachykinines, et est inhibé par leurs antagonistes. Sur des bronches humaines, ce phénomène est retrouvé de façon très inconstante. In vitro, la SP est broncho constrictrice par effet direct sur le muscle lisse bronchique. In vivo, la SP n’induit aucun effet sur le tonus de base des voies respiratoires.
PHYSIOLOGIE DE LA BRONCHOMOTRICITÉ
STRUCTURE DU MUSCLE LISSE
Le muscle lisse des voies aériennes est reparti tout au long de l’arbre trachéobronchique, depuis la trachée jusqu’aux bronchioles terminales. Au niveau de la trachée, il est organisé en faisceaux transversaux à la partie postérieure. Au fur et à mesure de la réduction du diamètre bronchique, le tissu musculaire prédomine et les faisceaux sont organisés en hélice.
Les cellules musculaires lisses des voies aériennes sont allongées, avec un noyau central. Elles contiennent un appareil de Golgi près du noyau et des lysosomes.
Les mitochondries sont aussi localisées près du noyau. Elles sont associées à des granules de glycogène et à des vésicules de pinocytose. Lesmitochondries sont présentes en faibles quantité. Leréticulum sarcoplasmique parait peu développé et représente seulement 2 à 5% du volume cellulaire total, bien qu’il ait un rôle fonctionnel important.
NEUROTRANSMETTEURS
L’innervation cholinergique constitue la commande broncho constrictrice principale. L’acétylcholine contracte le muscle bronchique par l’interaction avec des récepteurs muscariniques dont cinq sous types (M1-M5) ont été clonés.
C’est le sous type M3, présent sur la membrane des cellules musculaires lisses bronchiques humaines, qui est à l’origine de la contraction du muscle lisse induite par l’acétylcholine. Cependant, le sous-type M2 représente 80% des récepteurs muscariniques représentés à la surface des cellules musculaires lisseset pourrait avoir un rôle inhibiteur de la relaxation induite par les β 2 -adrénergiques.
L’innervation adrénergique directe du muscle bronchique est pauvre chez l’homme, ce qui contraste avec la densité de β-récepteurs présents dans le parenchyme. La membrane cellulaire du muscle bronchique humain présente exclusivement le récepteur β 2 , dont l’affinité pour la neurohormone adrénaline est plus grande que pour le neurotransmetteur noradrénaline. L’adrénaline circulant est donc le principal agoniste physiologique du récepteur β 2 -adrénergique bronchique.
HYPERREACTIVITE BRONCHIQUE NON SPECIFIQUE
Les stimuli susceptibles d’induire une hyperréactivité bronchique non spécifique peuvent être directs ou indirects. Les stimuli directs agissent sans intermédiaire sur l’effecteur principal de la réponse bronchique (le muscle lisse) par la stimulation d’un récepteur membranaire de la cellule musculaire lisse. Ainsi la métacholine et l’histamine activent respectivement les récepteurs de types M3 et H1. Les stimuli indirects impliquent quant à eux, une ou plusieurs voies intermédiaires aboutissant généralement à la libération de médiateurs broncho constricteurs par les cellules inflammatoires, tellesque les mastocytes.
HYPERREACTIVITE BRONCHIQUE SPECIFIQUE
L’hyperréactivité bronchique spécifique est induite par inhalation de l’allergène contre lequel le patient est spécifiquement sensibilisé. Sa mesure n’est réservée qu’aux essais cliniques ou à la recherche de pathologie professionnelle, car la stimulation spécifique par un allergène peut potentialiser l’hyperréactivité bronchique non spécifique et donc majorer la sévérité de la maladie. La réponse spécifique comporte deux phases l’une précoce, l’autre retardée.
La phase précoce survient dans les minutes suivant la stimulation allergénique et résulte de la dégranulation de l’immunoglobuline E (IgE) dépendante des mastocytes. Ceux ci libèrent les médiateurs broncho constricteurs tels que l’histamine, les prostaglandines ou les leucotriènes.
La phase tardive survient 3 à 8 heures après la stimulation allergénique chez environ 50% des patients, et semble plus liée à l’inflammation qu’au remodelage bronchique. En effet, une corrélation positive a été retrouvée entre la concentration des cellules inflammatoires (éosinophiles et mastocytes) dans le lavage broncho alvéolaire de patients asthmatiques et l’intensité de cette réponse obstructive bronchique tardive.
L’INFLAMMATION BRONCHIQUE
Elle se caractérise par une infiltration de l’ensemble de la paroi bronchique chez le patient asthmatique par différentes cellules inflammatoires, en particulier les mastocytes, les lymphocytes T et les polynucléaires éosinophiles. Sa mise en évidence est plus délicate et repose sur des examens comme la mesure du monoxyde d’azote (NO) exhalé, l’expectoration induite, voire la fibroscopie bronchique.
CELLULES DE L’INFLAMMATION
POLYNUCLEAIRES EOSINOPHILES
La très grande majorité des asthmatiques a une infiltration bronchique àpolynucléaires éosinophiles. Cependant, contrairement aux mastocytes et aux lymphocytes T, ces éosinophiles n’infiltrent pas la couche musculaire lisse. En effet, la tryptase mastocytaire empêche le recrutement des éosinophiles par la cellule musculaire lisse en clivant de manière sélective les chimiokines éotaxine et RANTES. L’essentiel de leur recrutement dans la muqueuse est dû à la production d’Interleukine 5 (IL-5) par les lymphocytes Th2 et les mastocytes.
L’IL-5 joue un rôle important dans la maturation, la différenciation et la survie des éosinophiles qui vont libérer en retour, de nombreuses cytokines comme l’IL-4 et l’IL-13 qui entretiennent la réponse inflammatoire Th2. Les éosinophiles libèrent également les médiateurs impliqués dans la contraction musculaire lisse, comme lesprostaglandines ou les leucotriènes, mais également dans l’hyperréactivité bronchique, comme la major basic protein (MBP). Ils produisent également du transforming growth factor béta (TGF-β) et de l’éosinophil cationic protein (ECP) et participent ainsi au remodelage bronchique.
MASTOCYTES
Des mastocytes infiltrent la muqueuse bronchique dans l’asthme. Cependant, outre leur présence au niveau de l’épithélium ou du chorion muqueux, que l’on trouve également dans d’autres maladies, les mastocytes infiltrent spécifiquement la couche musculaire lisse chez l’asthmatique. De plus, ils adhèrent aux cellules musculaires lisses via la matrice extracellulaire. Leur dégranulation, qui peut être dépendante ou indépendante des immunoglobines de type E, est également augmentée. Elle entraine la libération de nombreux médiateurs inflammatoires qui contractent le muscle lisse, majorent l’hyperréactivité bronchique, augmentent la masse musculaire lisse, mais stimulent également la production de mucus par les cellules épithéliales.
LYMPHOCYTES
Les lymphocytes muqueux sont peu nombreux chez le sujet témoin. Chez l’asthmatique, ils infiltrent de façon quasi constante la lamina propria et parfois l’épithélium et présentent, pour beaucoup, des marqueurs membranaires d’activation (CD25 ou récepteur à l’IL-2, HLA-DR). Le degré d’infiltration est, comme pour les éosinophiles, variable d’un asthmatique à l’autre et au sein d’une même biopsie. Il s’agit proportionnellement plus de lymphocytes Tauxiliaires (T-helper, CD4 positifs) souvent équivalents de la lignée TH2 de la souris. Ces cellules synthétisent, au moins in vitro, de l’IL-3, de l’IL-4, de l’IL-5, de l’IL-6 et du GMCSF mais pas d’interféron gamma (IFN-ɣ) ni d’IL-2.
Elles contrôlent ainsi à la fois la synthèse des immunoglobines E (IgE), le chimiotactisme, la prolifération et/ou la différenciation et/ou l’activation locale (et peut-être générale) des autres cellules impliquées dans l’asthme, à savoir les éosinophiles (IL-5, IL-3,GM-CSF…), les mastocytes et basophiles (IL-1, IL-3, IL-4, IL-5, GM-CFS…) et les monomacrophagiques (IL-4, IFN-ɣ…).
L’augmentation porte également sur les cellules exprimant les antigènes CD3 et CD8, les lymphocytes B étant, par contre, plus rares. Les lymphocytes du lavage alvéolaire et ceux du sang périphérique présentent les mêmes critèresd’activation.
MACROPHAGES
Les macrophages infiltrent la muqueuse bronchique de l’asthmatique et présentent les marqueurs membranaires de monocytes (donc fraichement dérivés du sang) et d’activation (HLA-DR). Ils se localisent sur la membrane basale, prenant parfois un aspect vacuolaire. Une corrélation étroite entre le nombre de cellules HLA-DR positives et le degré d’hyperréactivité bronchique a été trouvé.
Un large faisceau d’arguments plaide par ailleurs en faveur du rôle des macrophages alvéolaires dans l’amplification, la pérennisation de la crise d’asthme et le développement de la réaction retardée.
OBSTRUCTION BRONCHIQUE
L’obstruction bronchique est diffuse et variable, réversible spontanément ou sous l’effet du traitement. Dans l’obstruction nous avons une augmentation de l’épaisseur de la paroi bronchique, donc d’une part une réduction du calibre de ceux-ci due à l’hypertrophie du muscle lisse bronchique et des glandes à mucus, par son hypersécrétion. Mais également cette obstruction est due à un œdème qui est un dépôt vasculaire intéressant l’ensemble des voies aériennes; il peut se constituer et disparaitre rapidement. Il pourrait être responsable des variations rapides du calibre bronchique.
TRAITEMENT DE L’ASTHME
TRAITEMENT MEDICAMENTEUX
Le traitement de l’asthme a pour objectifs de lutter contre l’hyperréactivité, le spasme permanent ou paroxystique du muscle lisse bronchique et de diminuer l’inflammation bronchique lorsque cette dernière est avérée (asthme persistant).
S’il n’est pas traité au jour le jour les risques de crises sévères augmentent considérablement. Les médicaments de l’asthme sont nombreux et variés par leur rôle et leur mode d’action. De façon schématique les médicaments de l’asthme sont regroupés en 2 classes selon leur mode d’action principal : les bronchodilatateurs et les anti- inflammatoires. La majorité de ces médicaments est administrée par voies inhalée.
LES BRONCHODILATATEURS
Les bronchodilatateurs sont définis par leur aptitude à corriger rapidement l’obstruction bronchique. D’une façon générale ils sont capables de soulager la dyspnée, voire la toux, du malade en crise. En termes de mode d’action, il faut distinguer les bronchodilatateurs qui stimulent directement le mécanisme de relaxation du muscle lisse bronchique (agonistes β2, les bases xanthines) et ceux qui bloquent les effets constricteurs de certains médicaments (les anticholinergiques)
Les agonistes β2 ou sympathomimétiques
Les agonistes β2 sont les bronchodilatateurs de référence qui représentent, avec les anti-inflammatoires, les bases du traitement de l’asthme. Les agonistes β 2 stimulent les récepteurs β 2 présents, sur le muscle lisse bronchique, des grosses bronches jusqu’aux bronchioles. La stimulation de ces récepteurs déclenche la synthèse d’AMPc (adénosine monophosphate cyclique) dont l’augmentation provoque l’activation d’une cascade de réactions de phosphorylation desprotéines impliquées dans la régulation du tonus musculaire lisse.
Des récepteurs ont été localisés au niveau des glandes à mucus et des cellules épithéliales des bronches humaines. La fixation des agonistes sur ces récepteurs augmente la sécrétion de mucus et d’eau et le battement ciliaire, accroissant ainsi la clairance mucociliaire. Enfin, des récepteurs β 2 sont présents sur les cellules inflammatoires (mastocytes, éosinophiles, lymphocytes T). Les agonistes β 2 inhibent in vitrola libération des médiateurs de l’inflammation par ces cellules.
En clinique, on distingue les agonistes β2 de courte durée d’action (4 à 6h) et agonistes β 2 à longue durée d’action (12h et plus). Parmi ces derniers, les médicaments actifs par voie inhalée (formotérol, salmétérol) agissent en se liant de façon prolongée aux récepteurs. Les médicaments actifs par voie orale sont des agonistes β 2 à courte durée d’action qui sont libérés progressivement dans l’organisme (terbutaline LP) ou à partir d’un précurseur inactif (prodrogue), qui une fois dans l’organisme se transforme en molécule active (bambutérol métabolisé lentement par les cholinestérases plasmatiques en terbutaline).
|
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE
I – PHYSIOLOGIE DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE
I-1 ANATOMIE ETHISTO-CYTOLOGIE DES VOIES RESPIRATOIRES
I-1.1 ANATOMIE DES VOIES RESPIRATOIRES
I-1.1.1 VOIES RESPIRATOIRES SUPERIEURES
I-1.1.2 VOIES RESPIRATOIRES INFERIEURES
I-1.2 HISTO-CYTOLOGIE DES VOIES RESPIRATOIRES
I-2 INNERVATION DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE
I-2.1 SYSTEME CHOLINERGIQUE
I -2. 2 SYSTEME ADRENERGIQUE
I-2.3 SYSTEME NON ADRENERGIQUE ET NON CHOLINERGIQUE
I-3 PHYSIOLOGIE DE LA BRONCHOMOTRICITÉ
I-3.1 STRUCTURE DU MUSCLE LISSE
I-3.2 NEUROTRANSMETTEURS
II. LES DONNÉES DE L’ASTHME : PHYSIOPATHOLOGIE
II-1 HYPERREACTIVITE BRONCHIQUE
II-2 L’INFLAMMATION BRONCHIQUE
II-2.1 CELLULES DE L’INFLAMMATION
II-2.1.1 POLYNUCLEAIRES EOSINOPHILES
II-2.1.2 MASTOCYTES
II-2.1.3 LYMPHOCYTES
II-2.1.4 MACROPHAGES
II-2.2 MEDIATEURS DE L’INFLAMMATION
II-2.2.1 MEDIATEURES GRANULAIRES DES CELLULES MÉTACHROMATIQUES
II-2.2.2 MEDIATEURS PHOSPHOLIPIDIQUES
II-3 OBSTRUCTION BRONCHIQUE
III TRAITEMENT DE L’ASTHME
III-1 TRAITEMENT MEDICAMENTEUX
III-1.2 LES BRONCHODILATATEURS
III-1.2 LES ANTI-INFLAMMATOIRES
III-2 PHYTOTHERAPIE DE L’ASTHME
DEUXIEME PARTIE
V. OBJECTIFS
VI. CADRE D’ETUDE
VII. MATERIEL
VII-1. ANIMAUX
VII-1.1. CONDITIONS D’ELEVAGE
VII-1.2. CONDITIONS D’HEBERGEMENT
VII-1.3. MODE D’ALIMENTATION
VII-2. MATERIEL VEGETAL
VII-3. MATERIEL DE LABORATOIRE
VII-4. AGENTS PHARMACOLOGIQUES
VIII. METHODOLOGIES
VIII-1. PREPARATIONS DES EXTRAITS DE PLANTES ET SOLUTIONS PHARMACOLOGIQUES
VIII-2. REACTIVITE TRACHEALE
VIII.3. MODELE D’ASTHME MURIN
VIII-4. COMPTAGE ET DIFFERENTIATION DES CELLULES
VIII-5. CARACTERISATION DES EFFETS ANTI RADICALAIRES OU ANTI OXYDANTS
IX. RESULTATS
IX.1. REACTIVITE TRACHEALE A L’HISTAMINE
IX.2. COMPTAGE ET DIFFERENTIATION CELLULAIRES
IX-3. EFFETS ANTI-RADICALAIRES
X/ DISCUSSION
CONCLUSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
