22.7 Développement embryonnaire du système respiratoire
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez en mesure de :
- Établir une chronologie des phases du développement respiratoire chez le fœtus
- Proposer des raisons aux mouvements respiratoires fœtaux
- Expliquer comment les poumons se gonflent après la naissance
Le développement du système respiratoire commence tôt chez le fœtus. C'est un processus complexe qui implique de nombreuses structures, dont la plupart proviennent de l'endoderme. Vers la fin du développement, on peut observer le fœtus effectuer des mouvements respiratoires. Jusqu'à la naissance, cependant, la personne enceinte fournit tout l'oxygène au fœtus et élimine tout le dioxyde de carbone fœtal via le placenta.
Chronologie
Le développement du système respiratoire commence vers la 4e semaine de gestation. Dès la 28e semaine, suffisamment d'alvéoles ont mûri pour qu'un bébé né prématurément à ce stade puisse généralement respirer seul. Le système respiratoire, cependant, n'est pas complètement développé avant la petite enfance, lorsqu'un complément complet d'alvéoles matures est présent.
Semaines 4–7
Le développement respiratoire chez l'embryon commence vers la 4e semaine. Le tissu ectodermique de la région antérieure de la tête s'invagine postérieurement pour former des fossettes olfactives, qui fusionnent avec le tissu endodermique du pharynx en développement. Une fossette olfactive est l'une des deux structures qui s'agrandiront pour devenir la cavité nasale. À peu près au même moment, le bourgeon pulmonaire se forme. Le bourgeon pulmonaire est une structure en forme de dôme composée de tissu qui fait saillie de l'intestin antérieur. L'intestin antérieur est l'endoderme juste inférieur aux poches pharyngiennes. Le bourgeon laryngotrachéal est une structure qui se forme à partir de l'extension longitudinale du bourgeon pulmonaire à mesure que le développement progresse. La partie de cette structure la plus proche du pharynx devient la trachée, tandis que l'extrémité distale devient plus bulbeuse, formant des bourgeons bronchiques. Un bourgeon bronchique est l'une des deux structures qui deviendront finalement les bronches et toutes les autres structures respiratoires inférieures (Figure 22.29).
Semaines 7–16
Les bourgeons bronchiques continuent de se ramifier à mesure que le développement progresse jusqu'à ce que toutes les bronches segmentaires soient formées. Vers la 13e semaine, la lumière des bronches commence à s'élargir en diamètre. Dès la 16e semaine, les bronchioles respiratoires se forment. Le fœtus possède désormais toutes les principales structures pulmonaires impliquées dans les voies respiratoires.
Semaines 16–24
Une fois les bronchioles respiratoires formées, le développement ultérieur comprend une vascularisation étendue, c'est-à-dire le développement des vaisseaux sanguins, ainsi que la formation des canaux alvéolaires et des précurseurs alvéolaires. Vers la 19e semaine, les bronchioles respiratoires sont formées. De plus, les cellules tapissant les structures respiratoires commencent à se différencier pour former des pneumocytes de type I et de type II. Une fois que les cellules de type II se sont différenciées, elles commencent à sécréter de petites quantités de surfactant pulmonaire. Vers la 20e semaine, les mouvements respiratoires fœtaux peuvent commencer.
Semaines 24–Terme
Une croissance et une maturation importantes du système respiratoire ont lieu de la 24e semaine jusqu'au terme. Davantage de précurseurs alvéolaires se développent, et de plus grandes quantités de surfactant pulmonaire sont produites. Les niveaux de surfactant ne sont généralement pas suffisants pour créer une compliance pulmonaire efficace avant environ le huitième mois de grossesse. Le système respiratoire continue de se développer, et les surfaces qui formeront la membrane respiratoire se développent davantage. À ce stade, les capillaires pulmonaires se sont formés et continuent de s'étendre, créant une grande surface pour les échanges gazeux. L'étape majeure du développement respiratoire se produit vers la 28e semaine, lorsque suffisamment de précurseurs alvéolaires ont mûri pour qu'un bébé né prématurément à ce moment-là puisse généralement respirer seul. Cependant, les alvéoles continuent de se développer et de mûrir jusqu'à l'enfance. Un complément complet d'alvéoles fonctionnelles n'apparaît qu'autour de l'âge de 8 ans.
« Respiration » fœtale
Bien que la fonction des mouvements respiratoires fœtaux ne soit pas entièrement claire, ils peuvent être observés à partir de 20-21 semaines de développement. Les mouvements respiratoires fœtaux impliquent des contractions musculaires qui provoquent l'inhalation de liquide amniotique et l'exhalation du même liquide, avec du surfactant pulmonaire et du mucus. Les mouvements respiratoires fœtaux ne sont pas continus et peuvent inclure des périodes de mouvements fréquents et des périodes sans mouvements. Des facteurs maternels peuvent influencer la fréquence des mouvements respiratoires. Par exemple, des taux élevés de glucose sanguin, appelés hyperglycémie, peuvent augmenter le nombre de mouvements respiratoires. Inversement, des taux faibles de glucose sanguin, appelés hypoglycémie, peuvent réduire le nombre de mouvements respiratoires fœtaux. L'usage du tabac est également connu pour diminuer les fréquences respiratoires fœtales. La respiration fœtale peut aider à tonifier les muscles en préparation aux mouvements respiratoires une fois le fœtus né. Elle peut également aider les alvéoles à se former et à mûrir. Les mouvements respiratoires fœtaux sont considérés comme un signe de bonne santé.
Naissance
Avant la naissance, les poumons sont remplis de liquide amniotique, de mucus et de surfactant. Lorsque le fœtus est comprimé à travers le canal de naissance, la cavité thoracique fœtale est comprimée, expulsant une grande partie de ce liquide. Cependant, une partie du liquide reste, mais est rapidement absorbée par le corps peu après la naissance. La première inhalation se produit dans les 10 secondes suivant la naissance et sert non seulement de première inspiration, mais agit également pour gonfler les poumons. Le surfactant pulmonaire est essentiel pour que le gonflement se produise, car il réduit la tension superficielle des alvéoles. Une naissance prématurée autour de 26 semaines entraîne fréquemment une détresse respiratoire sévère, bien qu'avec les avancées médicales actuelles, certains bébés puissent survivre. Avant 26 semaines, une quantité suffisante de surfactant pulmonaire n'est pas produite, et les surfaces pour les échanges gazeux ne se sont pas formées adéquatement ; par conséquent, le taux de survie est faible.
Troubles de...
Système respiratoire : Syndrome de détresse respiratoire
Le syndrome de détresse respiratoire survient principalement chez les nourrissons nés prématurément. Jusqu'à 50 % des nourrissons nés entre 26 et 28 semaines et moins de 30 % des nourrissons nés entre 30 et 31 semaines développent un SDR. Le SDR résulte d'une production insuffisante de surfactant pulmonaire, empêchant ainsi les poumons de se gonfler correctement à la naissance. Une petite quantité de surfactant pulmonaire est produite à partir d'environ 20 semaines ; cependant, cela n'est pas suffisant pour le gonflement des poumons. En conséquence, une dyspnée survient et les échanges gazeux ne peuvent pas être effectués correctement. Les niveaux d'oxygène sanguin sont faibles, tandis que les niveaux de dioxyde de carbone sanguin et le pH sont élevés.
La cause principale du SDR est la naissance prématurée, qui peut être due à diverses causes connues ou inconnues. D'autres facteurs de risque incluent le diabète gestationnel, l'accouchement par césarienne, les jumeaux de deuxième rang et les antécédents familiaux de SDR. La présence de SDR peut entraîner d'autres troubles graves, tels que la septicémie ou l'hémorragie pulmonaire. Il est donc important que le SDR soit immédiatement reconnu et traité pour prévenir le décès et réduire le risque de développer d'autres troubles.
Les avancées médicales ont permis d'améliorer la capacité à traiter le SDR et à soutenir le nourrisson jusqu'à ce que le développement pulmonaire adéquat puisse avoir lieu. Au moment de l'accouchement, le traitement peut inclure la réanimation et l'intubation si le nourrisson ne respire pas seul. Ces nourrissons devraient être placés sous ventilateur pour assister mécaniquement le processus respiratoire. Si une respiration spontanée se produit, l'application d'une pression positive continue nasale peut être nécessaire. De plus, du surfactant pulmonaire est généralement administré. Le décès dû au SDR a été réduit de 50 % grâce à l'introduction de la thérapie par surfactant pulmonaire. D'autres thérapies peuvent inclure les corticostéroïdes, l'oxygène supplémentaire et la ventilation assistée. Des thérapies de soutien, telles que la régulation de la température, le soutien nutritionnel et les antibiotiques, peuvent également être administrées au nourrisson prématuré.