Lésions et réparation tissulaires

Inflammation (inflammation) est la réponse initiale standard du corps aux lésions. Qu'il s'agisse de brûlures biologiques, chimiques, physiques ou radiques, toutes les lésions entraînent la même séquence d'événements physiologiques. L'inflammation limite l'étendue de la lésion, élimine partiellement ou totalement la cause de la lésion, et initie la réparation et la régénération des tissus endommagés. Nécrose (necrosis), ou mort cellulaire accidentelle, provoque l'inflammation. Apoptose (apoptosis) est la mort cellulaire programmée, un processus normal étape par étape qui détruit les cellules dont le corps n'a plus besoin. Par des mécanismes encore à l'étude, l'apoptose n'initie pas la réponse inflammatoire. L'inflammation aiguë se résout avec le temps par la guérison des tissus. Si l'inflammation persiste, elle devient chronique et conduit à des conditions pathologiques. L'arthrite et la tuberculose sont des exemples d'inflammation chronique. Le suffixe « -ite » désigne l'inflammation d'un organe ou d'un type spécifique, par exemple, la péritonite est l'inflammation du péritoine, et la méningite fait référence à l'inflammation des méninges, les membranes résistantes qui entourent le système nerveux central

Les quatre signes cardinaux de l'inflammation — rougeur, gonflement, douleur et chaleur locale — ont été enregistrés pour la première fois dans l'Antiquité. Cornelius Celsus est crédité d'avoir documenté ces signes à l'époque de l'Empire romain, dès le premier siècle de notre ère. Un cinquième signe, la perte de fonction, peut également accompagner l'inflammation.

Lors d'une lésion tissulaire, les cellules endommagées libèrent des signaux chimiques inflammatoires qui provoquent une vasodilatation (vasodilation) locale, l'élargissement des vaisseaux sanguins. L'augmentation du débit sanguin entraîne une rougeur et une chaleur apparentes. En réponse à la lésion, les mastocytes présents dans les tissus se dégranulent, libérant la puissante substance vasodilatatrice histamine (histamine). L'augmentation du débit sanguin et les médiateurs inflammatoires recrutent des globules blancs sur le site de l'inflammation. L'endothélium tapissant le vaisseau sanguin local devient « perméable » sous l'influence de l'histamine et d'autres médiateurs inflammatoires, permettant aux neutrophiles, aux macrophages et au liquide de passer du sang vers les espaces tissulaires interstitiels. L'excès de liquide dans les tissus provoque un gonflement, plus précisément appelé œdème. Les tissus gonflés comprimant les récepteurs de la douleur provoquent la sensation de douleur. Les prostaglandines libérées par les cellules lésées activent également les neurones de la douleur. Les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) réduisent la douleur car ils inhibent la synthèse des prostaglandines. Des niveaux élevés d'AINS réduisent l'inflammation. Les antihistaminiques diminuent les allergies en bloquant les récepteurs de l'histamine et, par conséquent, la réponse à l'histamine.

Après la contention d'une lésion, la phase de réparation tissulaire commence par l'élimination des toxines et des déchets. La coagulation (clotting) réduit la perte de sang des vaisseaux sanguins endommagés et forme un réseau de protéines de fibrine qui piègent les cellules sanguines et lient les bords de la plaie. Une croûte se forme lorsque le caillot sèche, réduisant le risque d'infection. Parfois, un mélange de leucocytes morts et de liquide appelé pus s'accumule dans la plaie. À mesure que la cicatrisation progresse, les fibroblastes des tissus conjonctifs environnants remplacent le collagène et le matériel extracellulaire perdus par la lésion. L'angiogenèse, la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, entraîne la vascularisation du nouveau tissu connu sous le nom de tissu de granulation. Le caillot se rétracte, rapprochant les bords de la plaie, et il se dissout lentement à mesure que le tissu est réparé. Lorsqu'une grande quantité de tissu de granulation se forme et que les capillaires disparaissent, une cicatrice pâle est souvent visible dans la zone guérie. Une union primaire (primary union) décrit la guérison d'une plaie dont les bords sont rapprochés. Lorsqu'il y a une plaie béante, il faut plus de temps pour remplir la zone avec des cellules et du collagène. Le processus appelé cicatrisation de seconde intention (secondary union) se produit lorsque les bords de la plaie sont rapprochés par ce que l'on appelle la contraction de la plaie (wound contraction). Lorsqu'une plaie a une profondeur de plus d'un quart de pouce, des sutures sont recommandées pour favoriser une union primaire et éviter la formation d'une cicatrice défigurante. La régénération est l'ajout de nouvelles cellules du même type que celles qui ont été lésées (Figure 4.21).

Figure 4.21 Cicatrisation tissulaire Pendant la réparation d'une plaie, des fibres de collagène sont déposées de manière aléatoire par des fibroblastes qui se déplacent pour réparer la zone.

Tissus et vieillissement

Selon le poète Ralph Waldo Emerson, « Le poison le plus sûr est le temps. » En fait, la biologie confirme que de nombreuses fonctions du corps déclinent avec l'âge. Toutes les cellules, tissus et organes sont affectés par la sénescence, avec une variabilité notable entre les individus en raison de différences génétiques et de modes de vie. Les signes extérieurs du vieillissement sont facilement reconnaissables. La peau et d'autres tissus deviennent plus minces et plus secs, réduisant leur élasticité, ce qui contribue aux rides et à l'hypertension artérielle. Les cheveux deviennent gris parce que les follicules produisent moins de mélanine, le pigment brun des cheveux et de l'iris de l'œil. Le visage semble flasque car les fibres élastiques et de collagène diminuent dans le tissu conjonctif et le tonus musculaire est perdu. Les lunettes et les aides auditives peuvent devenir des éléments de la vie à mesure que les sens se détériorent lentement, le tout en raison d'une élasticité réduite. La taille globale diminue à mesure que les os perdent du calcium et d'autres minéraux. Avec l'âge, le liquide diminue dans les disques de cartilage fibreux intercalés entre les vertèbres de la colonne vertébrale. Les articulations perdent du cartilage et se raidissent. De nombreux tissus, y compris ceux des muscles, perdent de la masse par un processus appelé atrophie (atrophy). Les bosses et la rigidité deviennent plus répandues. En conséquence, les passages, les vaisseaux sanguins et les voies respiratoires deviennent plus rigides. Le cerveau et la moelle épinière perdent de la masse. Les nerfs ne transmettent pas les impulsions avec la même vitesse et fréquence que par le passé. Une certaine perte de clarté de la pensée et de mémoire peut accompagner le vieillissement. Des problèmes plus graves ne sont pas nécessairement associés au processus de vieillissement et peuvent être des symptômes d'une maladie sous-jacente.

À mesure que les signes extérieurs du vieillissement augmentent, les signes intérieurs, moins perceptibles, augmentent également. L'incidence des maladies cardiaques, des syndromes respiratoires et du diabète de type 2 augmente avec l'âge, bien que ces effets ne soient pas nécessairement liés à l'âge. La cicatrisation des plaies est plus lente chez les personnes âgées, accompagnée d'une fréquence d'infection plus élevée à mesure que la capacité du système immunitaire à repousser les agents pathogènes diminue.

Le vieillissement est également apparent au niveau cellulaire car toutes les cellules subissent des changements avec l'âge. Les télomères, régions des chromosomes nécessaires à la division cellulaire, raccourcissent chaque fois que les cellules se divisent. Ce faisant, les cellules sont moins capables de se diviser et de se régénérer. En raison des altérations des membranes cellulaires, le transport de l'oxygène et des nutriments dans la cellule et l'élimination du dioxyde de carbone et des déchets de la cellule ne sont pas aussi efficaces chez les personnes âgées. Les cellules peuvent commencer à fonctionner anormalement, ce qui peut entraîner des maladies associées au vieillissement, notamment l'arthrite, des problèmes de mémoire et certains cancers.

L'impact progressif du vieillissement sur le corps varie considérablement d'un individu à l'autre, mais des études indiquent, cependant, que l'exercice et des choix de vie sains peuvent ralentir la détérioration du corps qui accompagne la vieillesse.

Déséquilibres homéostatiques

Tissus et cancer

Le cancer est un terme générique désignant de nombreuses maladies dans lesquelles les cellules échappent aux signaux régulateurs. Une croissance incontrôlée, l'invasion des tissus adjacents et la colonisation d'autres organes, si elles ne sont pas traitées suffisamment tôt, en sont les caractéristiques. La santé en souffre lorsque les tumeurs « volent » l'approvisionnement en sang des organes « normaux ».

Une mutation est définie comme un changement permanent dans l'ADN d'une cellule. Les modifications épigénétiques, des changements qui n'affectent pas le code de l'ADN mais altèrent la façon dont l'ADN est décodé, sont également connues pour générer des cellules anormales. Les altérations du matériel génétique peuvent être causées par des agents environnementaux, des agents infectieux ou des erreurs dans la réplication de l'ADN qui s'accumulent avec l'âge. De nombreuses mutations n'entraînent aucun changement notable dans les fonctions d'une cellule. Cependant, si la modification affecte des protéines clés qui ont un impact sur la capacité de la cellule à proliférer de manière ordonnée, la cellule commence à se diviser anormalement. À mesure que les changements s'accumulent dans les cellules, elles perdent leur capacité à former des tissus réguliers. Une tumeur, une masse de cellules présentant une architecture anormale, se forme dans le tissu. De nombreuses tumeurs sont bénignes, ce qui signifie qu'elles ne métastasent pas et ne causent pas de maladie. Une tumeur devient maligne, ou cancéreuse, lorsqu'elle franchit les limites de son tissu, favorise l'angiogenèse, attire la croissance des capillaires et métastase vers d'autres organes (Figure 4.22). Les noms spécifiques des cancers reflètent le tissu d'origine. Les cancers dérivés des cellules épithéliales sont appelés carcinomes. Le cancer du tissu myéloïde ou des cellules sanguines forme des myélomes. Les leucémies sont des cancers des globules blancs, tandis que les sarcomes dérivent du tissu conjonctif. Les cellules tumorales diffèrent à la fois par leur structure et leur fonction. Certaines cellules, appelées cellules souches cancéreuses, semblent être un sous-type de cellule responsable de la croissance incontrôlée. Des recherches récentes montrent que, contrairement à ce qui était précédemment supposé, les tumeurs ne sont pas des masses de cellules désorganisées, mais ont leurs propres structures.

Figure 4.22 Développement du cancer Notez le changement de taille des cellules, de taille du noyau et d'organisation dans le tissu.

Les traitements contre le cancer varient en fonction du type et du stade de la maladie. Les approches traditionnelles, y compris la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie et l'hormonothérapie, visent à éliminer ou à tuer les cellules cancéreuses à division rapide, mais ces stratégies ont leurs limites. Selon l'emplacement d'une tumeur, par exemple, les chirurgiens oncologues peuvent être incapables de l'enlever. La radiothérapie et la chimiothérapie sont difficiles, et il est souvent impossible de cibler uniquement les cellules cancéreuses. Les traitements détruisent inévitablement également les tissus sains. Pour y remédier, les chercheurs travaillent sur des produits pharmaceutiques capables de cibler des protéines spécifiques impliquées dans les voies moléculaires associées au cancer.