Le nez et ses structures adjacentes

La principale entrée et sortie du système respiratoire se fait par le nez. Lorsque l'on discute du nez, il est utile de le diviser en deux sections principales : le nez externe, et la cavité nasale ou nez interne.

Le nez externe est constitué des structures de surface et squelettiques qui donnent l'apparence extérieure du nez et contribuent à ses nombreuses fonctions (Figure 22.3). La racine est la région du nez située entre les sourcils. Le pont est la partie du nez qui relie la racine au reste du nez. Le dos du nez est la longueur du nez. L'apex est l'extrémité du nez. De chaque côté de l'apex, les narines sont formées par les ailes (singulier = ala). Une aile est une structure cartilagineuse qui forme le côté latéral de chaque narine (pluriel = nares), ou orifice nasal. Le philtrum est la surface concave qui relie l'apex du nez à la lèvre supérieure.

Figure 22.3 Nez Cette illustration montre les caractéristiques du nez externe et les caractéristiques squelettiques du nez.

Sous la fine peau du nez se trouvent ses caractéristiques squelettiques (voir Figure 22.3, illustration inférieure). Alors que la racine et le pont du nez sont constitués d'os, la partie saillante du nez est composée de cartilage. Par conséquent, en regardant un crâne, le nez est absent. L'os nasal est l'un des deux os qui se trouvent sous la racine et le pont du nez. L'os nasal s'articule supérieurement avec l'os frontal et latéralement avec les os maxillaires. Le cartilage septal est un cartilage hyalin flexible relié à l'os nasal, formant le dos du nez. Le cartilage alaire constitue l'apex du nez ; il entoure la narine.

Les narines s'ouvrent dans la cavité nasale, qui est séparée en sections gauche et droite par le septum nasal (Figure 22.4). Le septum nasal est formé antérieurement par une partie du cartilage septal et postérieurement par la lame perpendiculaire de l'os ethmoïde (un os crânial situé juste en arrière des os nasaux) et les minces os vomers (dont le nom fait référence à sa forme de charrue). Chaque paroi latérale de la cavité nasale présente trois projections osseuses, appelées cornets nasaux supérieur, moyen et inférieur. Les cornets inférieurs sont des os distincts, tandis que les cornets supérieurs et moyens sont des parties de l'os ethmoïde. Les cornets servent à augmenter la surface de la cavité nasale et à perturber le flux d'air lorsqu'il pénètre dans le nez, ce qui fait rebondir l'air le long de l'épithélium, où il est nettoyé et réchauffé. Les cornets et les méats conservent également l'eau et préviennent la déshydratation de l'épithélium nasal en piégeant l'eau pendant l'expiration. Le plancher de la cavité nasale est composé du palais. Le palais dur, dans la région antérieure de la cavité nasale, est composé d'os. Le palais mou, dans la partie postérieure de la cavité nasale, est constitué de tissu musculaire. L'air quitte les cavités nasales par les narines internes et se déplace dans le pharynx.

Figure 22.4 Voies respiratoires supérieures

Plusieurs os qui contribuent à former les parois de la cavité nasale possèdent des espaces contenant de l'air appelés sinus paranasaux, qui servent à réchauffer et à humidifier l'air entrant. Les sinus sont tapissés d'une muqueuse. Chaque sinus paranasal est nommé d'après l'os auquel il est associé : sinus frontal, sinus maxillaire, sinus sphénoïdal et sinus ethmoïdal. Les sinus produisent du mucus et allègent le poids du crâne.

Les narines et la partie antérieure des cavités nasales sont tapissées de membranes muqueuses, contenant des glandes sébacées et des follicules pileux qui servent à empêcher le passage de gros débris, tels que la saleté, à travers la cavité nasale. Un épithélium olfactif utilisé pour détecter les odeurs se trouve plus profondément dans la cavité nasale.

Les cornets, les méats et les sinus paranasaux sont tapissés par un épithélium respiratoire composé d'un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié (Figure 22.5). L'épithélium contient des cellules caliciformes, l'une des cellules épithéliales cylindriques spécialisées qui produisent du mucus pour piéger les débris. Les cils de l'épithélium respiratoire aident à éliminer le mucus et les débris de la cavité nasale par un mouvement de battement constant, balayant les matériaux vers la gorge pour être avalés. Il est intéressant de noter que l'air froid ralentit le mouvement des cils, ce qui entraîne une accumulation de mucus qui peut à son tour provoquer un écoulement nasal par temps froid. Cet épithélium humide a pour fonction de réchauffer et d'humidifier l'air entrant. Les capillaires situés juste sous l'épithélium nasal réchauffent l'air par convection. Les cellules séreuses et productrices de mucus sécrètent également l'enzyme lysozyme et des protéines appelées défensines, qui ont des propriétés antibactériennes. Les cellules immunitaires qui patrouillent le tissu conjonctif profond de l'épithélium respiratoire offrent une protection supplémentaire.

Figure 22.5 Épithélium cylindrique pseudostratifié cilié L'épithélium respiratoire est un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié. Les glandes séromuqueuses fournissent un mucus lubrifiant. LM × 680. (Micrographie fournie par les régents de l'Université du Michigan Medical School © 2012)

Pharynx

Le pharynx est un tube formé par du muscle squelettique et tapissé d'une membrane muqueuse qui est continue avec celle des cavités nasales (voir Figure 22.4). Le pharynx est divisé en trois régions principales : le nasopharynx, l'oropharynx et le laryngopharynx (Figure 22.6).

Figure 22.6 Divisions du pharynx Le pharynx est divisé en trois régions : le nasopharynx, l'oropharynx et le laryngopharynx.

Le nasopharynx est flanqué par les cornets de la cavité nasale, et il ne sert que de voie aérienne. Au sommet du nasopharynx se trouvent les amygdales pharyngiennes. Une amygdale pharyngienne, également appelée végétations adénoïdes, est un agrégat de tissu réticulaire lymphoïde similaire à un ganglion lymphatique qui se trouve dans la partie supérieure du nasopharynx. La fonction de l'amygdale pharyngienne n'est pas bien comprise, mais elle contient une riche réserve de lymphocytes et est recouverte d'un épithélium cilié qui piège et détruit les agents pathogènes envahisseurs qui pénètrent pendant l'inhalation. Les amygdales pharyngiennes sont grandes chez les enfants, mais il est intéressant de noter qu'elles ont tendance à régresser avec l'âge et peuvent même disparaître. La luette est une petite structure bulbeuse en forme de goutte, située à l'apex du palais mou. La luette et le palais mou se déplacent comme un pendule pendant la déglutition, se balançant vers le haut pour fermer le nasopharynx afin d'empêcher les matériaux ingérés de pénétrer dans la cavité nasale. De plus, les trompes auditives qui se connectent à chaque cavité de l'oreille moyenne s'ouvrent dans le nasopharynx. Cette connexion explique pourquoi les rhumes entraînent souvent des otites.

L'oropharynx est un passage pour l'air et la nourriture. L'oropharynx est bordé supérieurement par le nasopharynx et antérieurement par la cavité orale. Les fauces sont l'ouverture à la jonction entre la cavité orale et l'oropharynx. Lorsque le nasopharynx devient l'oropharynx, l'épithélium passe d'un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié à un épithélium pavimenteux stratifié. L'oropharynx contient deux ensembles distincts d'amygdales, les amygdales palatines et linguales. Une amygdale palatine est l'une des deux structures situées latéralement dans l'oropharynx, dans la région des fauces. L'amygdale linguale est située à la base de la langue. Semblables à l'amygdale pharyngienne, les amygdales palatines et linguales sont composées de tissu lymphoïde, et piègent et détruisent les agents pathogènes pénétrant dans le corps par les cavités orale ou nasale.

Le laryngopharynx est inférieur à l'oropharynx et postérieur au larynx. Il continue la voie pour les matériaux ingérés et l'air jusqu'à son extrémité inférieure, où les systèmes digestif et respiratoire divergent. L'épithélium pavimenteux stratifié de l'oropharynx est continu avec le laryngopharynx. Antérieurement, le laryngopharynx s'ouvre dans le larynx, tandis que postérieurement, il débouche dans l'œsophage.

Larynx

Le larynx est une structure cartilagineuse inférieure au laryngopharynx qui relie le pharynx à la trachée et aide à réguler le volume d'air qui entre et sort des poumons (Figure 22.7). La structure du larynx est formée de plusieurs pièces de cartilage. Trois grandes pièces de cartilage — le cartilage thyroïde (antérieur), l'épiglotte (supérieure) et le cartilage cricoïde (inférieur) — forment la structure principale du larynx. Le cartilage thyroïde est la plus grande pièce de cartilage qui compose le larynx. Le cartilage thyroïde est constitué de la proéminence laryngée, ou « pomme d'Adam », qui a tendance à être plus proéminente chez les hommes. Le cartilage cricoïde épais forme un anneau, avec une région postérieure large et une région antérieure plus mince. Trois cartilages plus petits et appariés — les aryténoïdes, les corniculés et les cunéiformes — s'attachent à l'épiglotte et aux cordes vocales et aux muscles qui aident à déplacer les cordes vocales pour produire la parole.

Figure 22.7 Larynx Le larynx s'étend du laryngopharynx et de l'os hyoïde à la trachée.

L'épiglotte, attachée au cartilage thyroïde, est une pièce très flexible de cartilage élastique qui recouvre l'ouverture de la trachée (voir Figure 22.4). En position « fermée », l'extrémité non attachée de l'épiglotte repose sur la glotte. La glotte est composée des plis vestibulaires, des vraies cordes vocales et de l'espace entre ces plis (Figure 22.8). Un pli vestibulaire, ou fausse corde vocale, est l'une des deux sections repliées de la membrane muqueuse. Une vraie corde vocale est l'un des plis membraneux blancs attachés par des muscles aux cartilages thyroïde et aryténoïde du larynx sur leurs bords extérieurs. Les bords intérieurs des vraies cordes vocales sont libres, permettant l'oscillation pour produire du son. La taille des plis membraneux des vraies cordes vocales diffère d'un individu à l'autre, produisant des voix avec différentes tessitures. Les plis chez les hommes ont tendance à être plus grands que ceux chez les femmes, ce qui crée une voix plus grave. L'acte de déglutition provoque le soulèvement du pharynx et du larynx, permettant au pharynx de se dilater et à l'épiglotte du larynx de basculer vers le bas, fermant l'ouverture de la trachée. Ces mouvements produisent une zone plus grande pour le passage des aliments, tout en empêchant les aliments et les boissons de pénétrer dans la trachée.

Figure 22.8 Cordes vocales Les vraies cordes vocales et les plis vestibulaires du larynx sont vus inférieurement depuis le laryngopharynx.

En continuité avec le laryngopharynx, la partie supérieure du larynx est tapissée d'un épithélium pavimenteux stratifié, qui passe à un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié contenant des cellules caliciformes. Similaire à la cavité nasale et au nasopharynx, cet épithélium spécialisé produit du mucus pour piéger les débris et les agents pathogènes lorsqu'ils pénètrent dans la trachée. Les cils battent le mucus vers le haut en direction du laryngopharynx, où il peut être avalé dans l'œsophage.

Trachée

La trachée (conduit aérien) s'étend du larynx vers les poumons (Figure 22.9a). La trachée est formée de 16 à 20 pièces de cartilage hyalin empilées en forme de C, reliées par du tissu conjonctif dense. Le muscle trachéal et le tissu conjonctif élastique forment ensemble la membrane fibroélastique, une membrane flexible qui ferme la surface postérieure de la trachée, reliant les cartilages en forme de C. La membrane fibroélastique permet à la trachée de s'étirer et de se dilater légèrement pendant l'inspiration et l'expiration, tandis que les anneaux de cartilage fournissent un support structurel et empêchent la trachée de s'affaisser. De plus, le muscle trachéal peut être contracté pour forcer l'air à travers la trachée pendant l'expiration. La trachée est tapissée d'un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié, qui est continu avec le larynx. L'œsophage borde la trachée postérieurement.

Figure 22.9 Trachée (a) Le tube trachéal est formé de pièces de cartilage hyalin empilées en forme de C. (b) La couche visible dans cette coupe transversale du tissu de la paroi trachéale entre le cartilage hyalin et la lumière de la trachée est la muqueuse, qui est composée d'un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié contenant des cellules caliciformes. LM × 1220. (Micrographie fournie par les régents de l'Université du Michigan Medical School © 2012)

Arbre bronchique

La trachée se ramifie en bronches primaires droites et gauches au niveau de la carène. Ces bronches sont également tapissées d'un épithélium cylindrique pseudostratifié cilié contenant des cellules caliciformes productrices de mucus (Figure 22.9b). La carène est une structure surélevée qui contient du tissu nerveux spécialisé qui induit une toux violente si un corps étranger, tel que de la nourriture, est présent. Des anneaux de cartilage, similaires à ceux de la trachée, soutiennent la structure des bronches et empêchent leur effondrement. Les bronches primaires pénètrent dans les poumons au niveau du hile, une région concave où les vaisseaux sanguins, les vaisseaux lymphatiques et les nerfs pénètrent également dans les poumons. Les bronches continuent à se ramifier en un arbre bronchique. Un arbre bronchique est le terme collectif utilisé pour ces bronches à ramifications multiples. La fonction principale des bronches, comme d'autres structures de la zone de conduction, est de fournir un passage pour l'air entrant et sortant de chaque poumon. De plus, la membrane muqueuse piège les débris et les agents pathogènes.

Une bronchiole se ramifie à partir des bronches tertiaires. Les bronchioles, qui mesurent environ 1 mm de diamètre, se ramifient davantage jusqu'à devenir les minuscules bronchioles terminales, qui mènent aux structures d'échange gazeux. Il y a plus de 1000 bronchioles terminales dans chaque poumon. Les parois musculaires des bronchioles ne contiennent pas de cartilage comme celles des bronches. Cette paroi musculaire peut modifier la taille du tube pour augmenter ou diminuer le flux d'air à travers le tube.

Alvéoles

Un canal alvéolaire est un tube composé de muscle lisse et de tissu conjonctif, qui s'ouvre sur un amas d'alvéoles. Une alvéole est l'un des nombreux petits sacs en forme de raisin qui sont attachés aux canaux alvéolaires.

Un sac alvéolaire est un amas de nombreuses alvéoles individuelles responsables des échanges gazeux. Une alvéole mesure environ 200 μm de diamètre avec des parois élastiques qui permettent à l'alvéole de s'étirer pendant l'inspiration, ce qui augmente considérablement la surface disponible pour les échanges gazeux. Les alvéoles sont connectées à leurs voisines par des pores alvéolaires, qui aident à maintenir une pression d'air égale dans toutes les alvéoles et le poumon (Figure 22.11).

Figure 22.11 Structures de la zone respiratoire (a) L'alvéole est responsable des échanges gazeux. (b) Une micrographie montre les structures alvéolaires au sein du tissu pulmonaire. LM × 178. (Micrographie fournie par les régents de l'Université du Michigan Medical School © 2012)

La paroi alvéolaire est constituée de trois principaux types de cellules : les pneumocytes de type I, les pneumocytes de type II et les macrophages alvéolaires. Un pneumocyte de type I est une cellule épithéliale pavimenteuse des alvéoles, qui constitue jusqu'à 97 % de la surface alvéolaire. Ces cellules ont une épaisseur d'environ 25 nm et sont très perméables aux gaz. Un pneumocyte de type II est intercalé parmi les cellules de type I et sécrète du surfactant pulmonaire, une substance composée de phospholipides et de protéines qui réduit la tension superficielle des alvéoles. Errant autour de la paroi alvéolaire se trouve le macrophage alvéolaire, une cellule phagocytaire du système immunitaire qui élimine les débris et les agents pathogènes ayant atteint les alvéoles.

L'épithélium pavimenteux simple formé par les pneumocytes de type I est attaché à une fine membrane basale élastique. Cet épithélium est extrêmement mince et borde la membrane endothéliale des capillaires. Ensemble, les membranes alvéolaires et capillaires forment une membrane respiratoire d'environ 0,5 μm (micromètres) d'épaisseur. La membrane respiratoire permet aux gaz de traverser par simple diffusion, permettant à l'oxygène d'être capté par le sang pour le transport et au CO₂ d'être libéré dans l'air des alvéoles.

Troubles du...

Système respiratoire : Asthme

L'asthme est une affection courante qui touche les poumons chez les adultes et les enfants. Environ 8,2 % des adultes (18,7 millions) et 9,4 % des enfants (7 millions) aux États-Unis souffrent d'asthme. De plus, l'asthme est la cause la plus fréquente d'hospitalisation chez les enfants.

L'asthme est une maladie chronique caractérisée par une inflammation et un œdème des voies respiratoires, ainsi que des bronchospasmes (c'est-à-dire une constriction des bronchioles), qui peuvent empêcher l'air de pénétrer dans les poumons. De plus, une sécrétion excessive de mucus peut se produire, ce qui contribue davantage à l'occlusion des voies respiratoires (Figure 22.12). Des cellules du système immunitaire, telles que les éosinophiles et les cellules mononucléaires, peuvent également être impliquées dans l'infiltration des parois des bronches et des bronchioles.

Les bronchospasmes surviennent périodiquement et entraînent une « crise d'asthme ». Une crise peut être déclenchée par des facteurs environnementaux tels que la poussière, le pollen, les poils d'animaux ou les squames, les changements météorologiques, les moisissures, la fumée de tabac et les infections respiratoires, ou par l'exercice et le stress.

Figure 22.12 Tissus pulmonaires normaux et asthmatiques (a) Le tissu pulmonaire normal ne présente pas les caractéristiques du tissu pulmonaire lors (b) d'une crise d'asthme, qui incluent une muqueuse épaissie, une augmentation des cellules caliciformes productrices de mucus et des infiltrats d'éosinophiles.

Les symptômes d'une crise d'asthme comprennent la toux, l'essoufflement, la respiration sifflante et une sensation d'oppression thoracique. Les symptômes d'une crise d'asthme sévère nécessitant une attention médicale immédiate incluraient une difficulté respiratoire entraînant des lèvres ou un visage bleus, de la confusion, de la somnolence, un pouls rapide, des sueurs et une anxiété sévère. La gravité de l'affection, la fréquence des crises et les déclencheurs identifiés influencent le type de médicament qu'un individu peut nécessiter. Des traitements à plus long terme sont utilisés pour les personnes atteintes d'asthme plus sévère. Les médicaments à action rapide et à court terme utilisés pour traiter une crise d'asthme sont généralement administrés via un inhalateur. Pour les jeunes enfants ou les personnes ayant des difficultés à utiliser un inhalateur, les médicaments contre l'asthme peuvent être administrés via un nébuliseur.

Dans de nombreux cas, la cause sous-jacente de l'affection est inconnue. Cependant, des recherches récentes ont démontré que certains virus, tels que le rhinovirus humain C, et les bactéries Mycoplasma pneumoniae et Chlamydia pneumoniae contractés pendant la petite enfance ou la petite enfance, peuvent contribuer au développement de nombreux cas d'asthme.