L’ÉLIMINATION DES POUSSIÈRES DANS LES POUMONS

Le risque de piégeage de la poussière dans les grandes voies aériennes a été discuté. Le résultat de ce mécanisme de défense des voies aériennes supérieures est que la majorité des particules de poussière de plus de 3 mm de diamètre n’atteignent jamais les surfaces alvéolaires.8 Gross et Detreville ont projeté les mécanismes de défense de la fonction pulmonaire à un niveau d’efficacité de 98-99%. L’inefficacité de 1 à 2 % explique le développement de la pneumoconiose (maladies dues à la poussière) qui en résulte. Les mécanismes de défense du poumon sont répartis entre les différents niveaux de divisions anatomiques.

Les voies respiratoires conductrices sont recouvertes d’une couche de mucus collante. Les cellules de la colonne qui constituent une partie de la surface des grandes voies aériennes conductrices ont des extensions spécialisées en forme de cheveux à leur surface, appelées cils. Il y en a plusieurs centaines par cellule et leur rôle est d’accélérer le mouvement de la couche de mucus et des particules piégées du niveau de dépôt vers les niveaux supérieurs suivants, vers le pharynx, pour leur élimination en tant que composant de la pupe. Les cils battent environ 1000 fois/min dans un schéma coordonné pour assurer un mouvement rapide vers le haut de la couche de surface et de toutes les matières piégées.

La combinaison du mucus et des cils forme un mécanisme d’élimination critique à partir du poumon souvent appelé l’escalator mucocilaire. Le dernier niveau des voies respiratoires est constitué par les alvéoles qui constituent la majorité du parenchyme pulmonaire. Ces sacs aériens d’apparence fragile sont constitués de structures à paroi mince formées par l’apposition rapprochée d’une extension cytoplasmique d’une cellule épithéliale du côté des voies respiratoires, d’une zone de membrane basale et de la paroi mince du plus petit vaisseau sanguin circulant dans le corps – le capillaire. La paroi extrêmement fine de cette région lui donne un aspect de “toile d’araignée” par sections lorsqu’elle est observée au microscope optique. Elle est spécifiquement conçue anatomiquement pour permettre l’échange facile des gaz des compartiments air-sang-air. L’aspect morphologique de la nature délicate de la paroi de cette unité structurelle au niveau de la microscopie optique a conduit certains à la considérer initialement comme acellulaire. En réalité, les composants des deux types de cellules qui peuplent la barrière air-sang forment une épaisseur totale allant de 0,2 à 0,5 mm, soit jusqu’à 20 fois plus fine qu’une feuille de papier de poste aérienne.

Pour qu’un échange gazeux correct ait lieu, ces sacs doivent rester ouverts, avec un encombrement minimal, et la structure normale de la paroi est maintenue pour assurer la flexibilité nécessaire à la contraction et à la dilatation. Les surfaces des alvéoles normales sont protégées des matières étrangères par les filtrations de défense décrites précédemment qui se produisent dans les voies aériennes conductrices. Les surfaces alvéolaires sont idéalement maintenues dans un état stérile. Dans les tissus normaux, la glycolipoprotéine sécrétée (surfactant) par les cellules alvéolaires de type II contribue à assurer une faible tension superficielle à la surface des alvéoles et à empêcher leur effondrement en cas de faible volume pulmonaire.

Les particules qui atteignent ce niveau le plus bas du système respiratoire représentent une population des plus petites structures dans les poussières inhalées. Celles-ci ont réussi à contourner les mécanismes de défense du niveau supérieur et à atteindre un niveau respiratoire où la clairance est moins efficace. La principale réponse aux particules de poussière qui atteignent les alvéoles est un “appel” des macrophages. Ces cellules de défense migrent de l’interstitium vers la surface des alvéoles. Les cellules se convertissent en une forme capable de fonctionner dans un environnement aérobie et présentent des caractéristiques de chimiotaxie qui leur permettent de se déplacer le long de la surface alvéolaire pour déposer des particules. Les macrophages sont les principaux mécanismes de défense des voies respiratoires inférieures et fonctionnent en essayant de débarrasser les alvéoles des particules infectieuses, toxiques et allergiques qui ont échappé aux défenses mécaniques des voies nasales, de la glotte et du système de transport mucociliaire. Les macrophages pulmonaires tentent d’ingérer et d’isoler les particules étrangères et contiennent des paquets chimiques internes qui travaillent à dénaturer ou “digérer” certains micro-organismes ingérés. On a attribué aux macrophages une espérance de vie de plusieurs semaines ou de plusieurs mois. Une population de macrophages est également capable, selon des mécanismes qui restent à comprendre, de se déplacer à la surface des niveaux les plus proches des voies respiratoires où l’élimination plus rapide des macrophages et de leurs particules de poussière phagocytées se fait par l’intermédiaire de l’escalator mucociliaire. Camner et al ont étudié l’efficacité de l’élimination des macrophages pour des particules de différentes tailles et a constaté que plus les particules étaient inhalées profondément, plus le temps nécessaire pour les éliminer des poumons était long.

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