Concept d’Alvéole
Le terme Alvéole désigne un petit sac à paroi fine, rempli d’air et entouré par les vaisseaux sanguins, que l’on trouve dans les poumons des vertébrés. C’est à ce niveau que s’effectue l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre l’air et le sang au cours de la respiration.
Les alvéoles sont situés dans les bronchioles et constituent les portions terminales de l’arbre bronchique. Ils forment des petits sacs dont l’ouverture est dans la continuité de la lumière des voies aériennes. Le nombre d’alvéoles augmente tout au long du conduit alvéolaire. Ils forment, dans la portion terminale, des amas compacts constitués uniquement par des alvéoles.
La paroi de l’alvéole se compose d’une fine couche de cellules épithéliales qui s’appuie sur un tissu conjonctif lâche dans lequel il y a un vaste réseau de capillaires sanguins. Deux alvéoles adjacents sont séparés par une unique paroi alvéolaire, appelée septum interalvéolaire. Le septum interalvéolaire est bordé par des cellules de deux types:
– Les pneumocytes de type I: Cellules aplaties disposées en deux couches, séparées par du tissu conjonctif, qui permettent l’échange de gaz et qui recouvrent plus de 95% de la surface alvéolaire. Les pneumocytes de type I se lient les uns aux autres par l’intermédiaire de desmosomes et forment des jonctions serrées, créant ainsi une barrière qui empêche l’entrée du liquide extracellulaire à l’intérieur des alvéoles ;
– Les pneumocytes de type II: Cellules cuboïdes qui sont situées entre les pneumocytes de type I et qui représentent seulement 5 % de la surface alvéolaire. Ces cellules produisent une substance tensioactive riche en phospholipides, appelée surfactant pulmonaire, qui revêt toute la superficie alvéolaire et dont la fonction principale consiste à réduire la tension de surface permettant une facile dilatation de l’alvéole, il n’est donc pas nécessaire d’exercer une force excessive pendant l’inspiration.
Chez le fœtus humain, la production de surfactant débute vers la 24e semaine de grossesse et est proportionnelle au temps de gestation. Elle atteint son maximum vers la 37e semaine. Les nouveau-nés prématurés, qui ont des poumons immatures déficient en surfactant (à la fois en termes de quantité qu’en termes de composition), développent souvent le syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né (SDR), une pathologie potentiellement mortelle.
La couche de surfactant est renouvelée en permanence, en étant réabsorbée par pinocytose par les deux types de pneumocytes et par les macrophages alvéolaires.
Les macrophages alvéolaires, également appelées cellules à poussière, sont présents dans la lumière des alvéoles. Ils garantissent non seulement la phagocytose du surfactant, permettant ainsi son renouvellement constant, mais aussi celle des particules et des micro-organismes qui pénètrent dans les alvéoles avec l’air inhalé. Les macrophages, remplis de matériaux phagocytés, abandonnent les poumons en passant par les vaisseaux lymphatiques ou en migrant vers l’arbre bronchique pour être expulsés avec le mucus pendant la déglutition ou l’expectoration.
La présence de pores dans certaines parois alvéolaires permet une circulation de l’air d’un alvéole à l’autre. Cette caractéristique est très importante car elle permet qu’en cas d’obstruction d’une bronchiole ou d’un alvéole (due à une maladie par exemple) l’air puisse circuler entre les alvéoles adjacentes.
L’échange entre l’oxygène (O2) présent dans l’air des alvéoles et le dioxyde de carbone (CO2) des capillaires alvéolaires se fait par diffusion à travers une barrière très mince (d’environ 1,5 µm d’épaisseur), la barrière hémato -aérienne, et composée par le surfactant, par le pneumocyte de type I, par la lamelle basale du pneumocyte de type I et celle du capillaire (qui forment généralement une structure unique appelée membrane basale) et par l’endothélium capillaire.
On estime que les deux poumons contiennent environ 300 millions d’alvéoles, chacun ayant une superficie d’environ 0,002 mm2, offrant ainsi une superficie totale consacrée à l’échange de gaz d’environ 140 m2.
Autres types d’alvéoles
En biologie, le terme alvéole désigne également d’autres structures. Par exemple, chacune des cellules hexagonales qui composent les ruches d’abeilles. Des structures construites avec la cire sécrétée par les glandes cirières des ouvrières; La cavité dans laquelle se loge la racine de la dent, ou encore, la portion terminale du canal de certaines glandes exocrines.
References:
- Alberts, B. (2008). Molecular biology of the cell. 5th ed. New York : Garland Science Taylor & Francis, pp.1434-1445.
- Gartner, L., Hiatt, J., Nascimento, A., Costa, A., Souza, B., Barroso, C., Santos, C., Barroso, D., Pereira, D., Bezerra, F., Mendonça, L., Porto, L., Valença, S., Amadeu, T. and Narciso, M. (2007). Tratado de histologia em cores. 1st ed. Rio de Janeiro: Elsevier, pp.226-228.
- Junqueiro, L. and Carneiro, J. (2004). Histologia Básica. 10th ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. pp348-357.
- Vander, A., Sherman, J. and Luciano, D. (2001). Human physiology. 9th ed. Boston: McGraw-Hill, p.468-483.
