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L'épithélium des voies respiratoires

Des fosses nasales aux bronchioles, la surface interne du conduit respiratoire est revêtue d'un épithélium partout cilié et recouvert de mucus.

Cette double notion explique que son rôle essentiel soit un rôle de protection, notamment antibactérienne. De plus, il assure à l'air inspiré l'humidité convenable, nécessaire à une fonction ciliaire et à une ventilation correctes.

Structure

L'épithélium fait partie intégrante de la muqueuse dont il forme la couche superficielle ; cette notion est importante du point de vue physiopathologique, la muqueuse étant en effet un tout.

La structure de l'épithélium est assez univoque du haut en bas des voies respiratoires ; il n'existe selon les points considérés que des différences de détail souvent liées à une particularité physiologique. On s'intéressera surtout ici à l'épithélium trachéo-bronchique, qui comprend les éléments suivants : cellules ciliées et cellules caliciformes à la surface ; cellules intermédiaires au-dessous ; cellules basales, les plus profondes, contre la couche vitrée de la muqueuse.

Les cellules ciliées sont des cellules cylindriques hautes de 0,04 à 0,06 mm dans les grosses bronches, un peu plus basses dans les petites bronches. Leur pôle superficiel porte un mince plateau cuticulaire que surmontent les cils et qui est intimement soudé au plateau des cellules voisines, en sorte que l'ensemble forme une cuticule générale assurant une liaison solide entre les cellules qui, lorsqu'elles desquament, le font par paquets. Entre les cellules ciliées, au contraire, il n'y a pas de soudure intime, mais des espaces virtuels. Sous la cuticule, les espaces intercellulaires sont fermés par un système de bandelettes obturantes. Au-dessus de la cuticule se dressent les cils vibratiles (cf.cellule - Les mouvements) ; ils ont de 5 à 7 μm de hauteur ; ce ne sont pas des formations fragiles ; ils peuvent persister même dans des bronches remplies de pus. Sous le plateau, à l'origine de chaque cil, existent des corpuscules basaux. Le noyau des cellules ciliées siège plus près de leur base que de leur surface. L'extrémité inférieure des cellules ciliées s'insère sur la membrane basale ou s'effile en pointe entre les cellules intermédiaires, atteignant peut-être également la basale, selon que l'épithélium est uni- ou pluristratifié.

Entre les cellules ciliées se trouvent des cellules caliciformes dont le pôle superficiel contient de nombreuses vacuoles de mucus épais, visqueux, se colorant de façon caractéristique et donnant à la cellule un aspect sphérique. La microscopie électronique a montré l'existence de mitochondries dans le cytoplasme ; il existe aussi de gros grains homogènes et de petites granulations éosinophiles de 3 à 4 nm qui pourraient représenter des résidus protéiques de la glyco-protéine qui forme le constituant essentiel du mucus.

Lorsque l'épithélium est pluristratifié, des cellules intermédiaires polyédriques, indifférenciées, s'interposent entre les cellules ciliées ou caliciformes de surface et les cellules basales profondes. Lorsque l'épithélium est unistratifié, les cellules intermédiaires placées entre les cellules ciliées peuvent avoir accès à la surface épithéliale ; dans ce cas, leur pôle superficiel est pourvu d'une cuticule analogue à celle des cellules ciliées, mais sans cils.

Les cellules basales forment une assise régulière sous les cellules précédentes ; ces cellules sont des éléments germinatifs.

La membrane basale, ou vitrée, limite l'épithélium en profondeur ; elle est épaisse de 10 μm au niveau de la trachée, plus fine au niveau des bronches et bronchioles. C'est une formation hyaline contenant des fibres réticulées et, au niveau de la trachée, des fibres collagènes. Elle dérive du tissu conjonctif, ou chorion, sous-jacent à l'épithélium.

Fonction protectrice

La protection est la fonction essentielle de l'épithélium ; plusieurs facteurs y participent : le mouvement ciliaire, le revêtement liquide, le conditionnement de l'air, auxquels on peut ajouter le rôle mécanique de barrière joué par la cuticule dont nous avons dit la solidité.

Le mouvement ciliaire est le plus anciennement étudié des moyens de protection des voies respiratoires. Son fonctionnement est lié à celui du système sécrétoire. Les travaux sur le mouvement ciliaire ont plus souvent porté sur les voies aériennes supérieures que sur l'arbre trachéo-bronchique ; mais les résultats sont valables pour ces deux étages des voies respiratoires, au sens du mouvement près.

Dans les fosses nasales, le mouvement ciliaire dirige les sécrétions d'avant en arrière vers le pharynx ; dans l'arbre trachéo-bronchique, il se fait de bas en haut des bronchioles vers le larynx et le pharynx, conduisant le mucus non pas en ligne droite suivant les génératrices des tubes bronchiques, mais en spirale dans le sens des aiguilles d'une montre.

Les cils émergeant de la cuticule sont rangés en séries parfaitement régulières et plongent dans un revêtement liquide formé de deux couches, l'une fluide, profonde, où battent les cils, l'autre superficielle, muqueuse, visqueuse, que déplace le mouvement ciliaire. Celui-ci consiste en un aplatissement suivi d'un brusque redressement vers la position verticale, qui permet le déplacement du mucus du revêtement liquide. Le mouvement des cils est remarquablement coordonné pour une même cellule, mais aussi pour l'ensemble du tapis ciliaire animé de grandes ondes de contraction. Cette coordination dépend de plusieurs facteurs, notamment de la continuité du support cytoplasmique sur lequel s'insèrent les cils ; une incision de ce support entraîne la perte de coordination du tapis ciliaire de part et d'autre de l'incision. Le mécanisme intime du mouvement ciliaire fait intervenir, bien entendu, la qualité propre du cil, mais les autres constituants cellulaires en influenceraient le rythme, l'intensité, la coordination.

On admet généralement que le mouvement ciliaire ne dépend pas directement du système nerveux : il n'est pas modifié par la section des nerfs ; il se poursuit plusieurs heures après la mort et aussi en culture de tissu, ne cessant qu'à la dégénérescence totale de la cellule. Toutefois, le système nerveux a une influence indirecte sur le mouvement ciliaire ; il peut en effet intervenir dans la constitution du revêtement liquide de l'épithélium ; or la constitution normale de ce revêtement liquide est d'une grande importance pour un fonctionnement ciliaire normal.

La fréquence des battements ciliaires a été évaluée chez l'homme au niveau des fosses nasales où elle serait de 3 à 10 par seconde ; chez le rat, au niveau de la trachée, elle serait de 30 à 35 par seconde.

L'activité ciliaire semble être continue, mais avec un ralentissement pendant le sommeil. La force exercée par le mouvement ciliaire n'est pas négligeable ; dans les bronches et la trachée, le déplacement du mucus se fait chez l'homme de bas en haut en position verticale contre la pesanteur ; [...]

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Poumons : face médiastinale

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Artère pulmonaire et bronches

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Poumon droit : segmentation

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Écrit par :

  • : professeur à la faculté de médecine de Paris
  • : professeur de pathologie médicale, médecin des hôpitaux de Paris, chef de service
  • : membre de l'Institut, de l'Académie de médecine, professeur honoraire à la faculté de médecine de Lyon

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Pour citer l’article

Claude GILLOT, René PIÉRON, Albert POLICARD, « RESPIRATOIRE (APPAREIL) - Anatomie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/respiratoire-appareil-anatomie/