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Dr. KERFAH S.
Médecin résidente en pneumo-
phtisiologie EHUOran
Plan de la question
I. Définitions:
II. Epidémiologie:
A) Prévalence :
B) Morbidité :
C) Mortalité :
D) Impact socio-économique :
III. Facteurs de risque:
A) Facteurs exogènes :
1- Tabac :
2- Polluants professionnels :
3- Pollution domestique :
4- Pollution urbaine :
5- Infections respiratoires :
6- Conditions économiques défavorables :
B) Facteurs endogènes :
1- Déficit en alpha-1 antitrypsine :
2- Hyperréactivité bronchique (HRB) :
3- Prématurité :
4- Age et sexe :
5- RGO :
V. Physiopathologie et étiopathogénie :
A) Mécanismes d’apparition et d’évolution :
1- Rôle central de l’inflammation pulmonaire :
2- Remodelage des voies aériennes distales :
3- Rôle du stress oxydatif :
4- De l’inflammation pulmonaire à
l’inflammation systémique :
B) Conséquences physiologiques :
1- Dyspnée :
2- Altérations des échanges gazeux:
3- HTAP
Epidémiologie et étiopathogénie des BPCO
Objectifs pédagogiques :
a) Connaitre l'ampleur de la BPCO
dans le monde, au Maghreb et en
Algérie (estimation de la prévalence).
b) Savoir dépister la BPCO.
c) Connaitre l'impact de la BPCO sur la
morbidité.
d) Connaitre la mortalité attribuable
aux BPCO.
e) Connaitre les facteurs de risque des
BPCO (tabagisme, facteurs génétiques,
professionnels, et atmosphériques).
I. Définitions :
 La bronchite chronique: a une définition clinique : toux chronique productive, au moins 3 mois par an
depuis au moins 2 années consécutives, sans individualisation d’autre(s) cause(s) de toux chronique.
 L’emphysème: est défini par des anomalies anatomiques : élargissement permanent par destruction des
espaces aériens distaux au-delà des bronchioles terminales, sans fibrose. 2 types principaux d’emphysème
ont été distingués, peuvent s’associer :
L’emphysème centro-lobulaire: se caractérise par une inflammation induite par la fumée de tabac qui
entraîne la dilatation et la destruction des bronchioles situées au centre du lobule ; ce type d’emphysème
associé à la BPCO prédomine dans les sommets pulmonaires.
L’emphysème pan-lobulaire: correspond à une dilatation et une destruction plus distales des espaces
aériens (typique du déficit en alpha-1 antitrypsine prédominant au niveau des bases pulmonaires).
II. Épidémiologie :
A) Prévalence :
 La prévalence de la BPCO  avec le tabagisme et l’âge. C’est une pathologie fréquente, souvent ignorée.
 Études basées sur les cas déclarés par les médecins : 6% (⇒ sous-estimation +++).
 Programme BOLD (Burden of Obstructive Lung Diseases): méthodologie standardisée (clinique +
spirométrie pré- et post-bronchodilatation), étude chez les plus de 40 ans :
 11,8% chez les hommes, 8,5% chez les femmes.
 3 à 11% chez les non fumeurs.
 384 M de malades dans le monde en 2010, 3 M de morts annuels (4,5 millions estimés pour 2030).
 La bronchite chronique touche 1 homme sur 5 de plus de 40 ans ; dans 10 à 20 % des cas, cette bronchite
chronique évoluera vers une BPCO.
 En Algérie, une estimation a été faite en 2003 montrant qu'il y aurait environ 200 000 BPCO pour une
population de 31 millions d'habitants. Il est très probable que cette prévalence soit sous estimée compte
tenu de la prévalence du tabagisme dans notre pays qui est de plus de 30% dans la population générale et
de près de 50% dans la population masculine.
 Cette prévalence est généralement plus élevée chez les hommes que chez les femmes (1F/ 5 H).
B) Morbidité :
 Importante+++ : visites médicales, visites aux urgences, et hospitalisations.
 Diminution notable de la qualité de vie, même chez ceux qui ne perçoivent pas de dyspnée d'effort en
France : 5% des hospitalisations et c’est la 2ème cause d'invalidité.
 La morbidité semble augmentée avec l'âge et les comorbidités (cardiovasculaires, atteintes musculo-
squelettiques, diabète).
C) Mortalité :
 La BPCO est la 4ème cause de mortalité dans le monde.
 Au niveau mondial, on estime que la mortalité par BPCO devrait doubler en 2020 par rapport à ce qu’elle
était en 1990, passant du 6e au 3e rang des causes de décès par maladie (après les cardiopathies ischémiques
et les maladies cérébro-vasculaires), en raison de l’augmentation du tabagisme.
 Le risque de décès des fumeurs par rapport aux non-fumeurs est x12 chez l'homme et x13 chez la
femme, et le risque de mortalité par BPCO est 3à 4 fois plus élevé chez la femme que chez l'homme.
 La BPCO est une maladie fréquente qu’il est possible de prévenir et de guérir, caractérisée par la
persistance de symptômes respiratoires et une gène à l’écoulement de l’air secondaires à des anomalies des
voies aériennes et/ou des alvéoles résultant d’une exposition importante à des particules ou des gaz nocifs.
 La gène chronique à l’écoulement de l’air caractéristique de la BPCO est due à un mélange de pathologies
affectant les petites voies aériennes (par ex., une bronchiolite obstructive) et de destruction du parenchyme
(emphysème), dont la part relative varie d’un sujet à l’autre.
Selon le GOLD :
D) Impact socio-économique de la BPCO :
 Le coût augmente avec la sévérité de la maladie.
 La majorité est représentée par les coûts d'hospitalisation des exacerbations.
 Pays en voie de développement : les coûts médicaux directs pourraient être moins importants que l'impact
économique sur le travail et la productivité.
 8e cause de DALYs (Disability-Adjusted Life Years = années perdues (mort, handicape), ajustées à la
sévérité du handicape) perdus en 2005, 5e en 2013 dans le monde et la 2e cause aux USA.
III. Facteurs de risque :
A) Facteurs exogènes :
1- Tabac :
 C’est le principal FDR. Le lien statistique de nature causale entre tabagisme et BPCO est formel.
 Les fumeurs développent une BPCO en fonction de la date de début de l’intoxication, sa durée, son
intensité, de l’interaction avec d’autres facteurs environnementaux, et de la susceptibilité génétique.
 Les risques sont un peu moins élevés avec la pipe et le cigare.
 Augmente la prévalence des symptômes respiratoires et d'altération de la fonction respiratoire.
 Accélère le déclin du VEMS.
 Augmente le risque de mortalité liée à la BPCO.
 Le tabagisme passif contribue à l’apparition de symptômes respiratoires récidivants chez l’enfant.
2- Polluants professionnels :
 La BPCO peut être consécutive à :
 Une exposition minérale : charbon, fer, ciment, granit.
 Une exposition chimique : combustion de plastique, échappement diesel, fumées, vapeurs métalliques.
 Une exposition organique : coton, lin, chanvre, céréales et assez souvent l’exposition est mixte.
3- Pollution domestique:
 Elle est fonction de l’intensité des émissions, du taux de renouvellement de l’air, de l’humidité, et de la
température.
 Elle est donc variable selon le contexte géographique et social.
 Les sources polluantes sont classées en 2 catégories :
Sources à émissions continues : composés organiques volatils.
Sources à émissions discontinues : cuisinières, chauffages, aérosols, détachants et solvants organiques...
 On y adjoint la richesse variable de l’environnement biologique organique : acariens, moisissures,
phanères, blattes...
4- Pollution urbaine :
 Gaz et poussières fines se retrouvent au sein de la pollution acido-particulaire et la pollution photo-
oxydante.
5- Infections respiratoires :
 Leur place est encore insuffisamment documentée dans la genèse des BPCO.
 Infections respiratoires sévères durant l'enfance ⇒ réduction de fonction respiratoire, augmentation des
symptômes respiratoires à l'âge adulte.
 Susceptibilité aux infections ⇒ rôle dans les exacerbations.
 VIH ⇒ accélère l'apparition d'un emphysème lié au tabac et d'une BPCO.
 Tuberculose ⇒ FDR de BPCO ; en plus d'être un diagnostic différentiel et une comorbidité.
6- Conditions économiques défavorables :
 Le risque de voir apparaître une BPCO est inversement proportionnel au niveau socio-économique.
 La malnutrition joue un rôle associé.
 Un état de maigreur (index de masse corporelle IMC < 21) est un facteur de risque de décès.
B) Facteurs endogènes :
1- Déficit en alpha-1 antitrypsine :
 Moins de 1 % des BPCO est en relation avec un facteur génétique identifié.
 Le déficit en alpha-1-antitrypsine est le seul déficit génétique identifié associé à un risque augmenté de
survenue d’un emphysème (explique moins de 1 % des emphysèmes).
2- Hyperréactivité bronchique (HRB) :
 L’HRB spécifique ou non spécifique peut coexister avec une BPCO et peut en être à l’origine.
 Selon les données de Lung Health Study de 1992, l’HRB se rencontre plus fréquemment chez la femme.
 On note une détérioration plus rapide de la fonction respiratoire lorsqu’il préexiste une HRB.
3- Prématurité :
 La prématurité accompagne l’association d’une toux, de râles sibilants et d’une gêne respiratoire avec un
risque relatif de 1,8 (enquête de Kelly).
4- Age et sexe :
 Il existe une prédominance masculine historique, mais la fréquence des BPCO augmente chez la femme
depuis 15 ans, avec un taux de mortalité plus élevé que chez l’homme.
 La BPCO atteint les adultes de plus de 40 ans et augmente de fréquence avec l’âge.
5- Reflux gastro-œsophagien : Il est susceptible de favoriser l’émergence de certaines BPCO.
IV. Physiopathologie et étiopathogénie :
A) Mécanismes d’apparition et d’évolution de la BPCO :
1- Rôle central de l’inflammation pulmonaire:
a/ Immunité innée et adaptative dans l’initiation et la persistance de l’inflammation :
 L’inhalation de gaz et de particules nocives au contact de l’épithélium bronchique et alvéolaire provoque
l’activation des mécanismes de l’immunité innée pulmonaire et aussi adaptative. Les cellules épithéliales des
voies aériennes de conduction et les macrophages alvéolaires activés vont alors synthétisés des médiateurs
de l’inflammation tels que le leucotriène B4 (LTB4) et des chimiokines dont l’interleukine 8 (IL-8). Ces 2
puissants médiateurs chimiotactiques vont ainsi provoquer le recrutement dans les voies aériennes et le tissu
pulmonaire de cellules inflammatoires dont les principales retrouvées chez les patients atteints de BPCO
sont les macrophages, les PNN (immunité innée) et les LT en particulier CD8+.
b/ Inflammation différente de celle de l’asthme :
 Ces deux maladies ont en commun une inflammation chronique pulmonaire mais le profil de la réaction
inflammatoire est différent :
2- Remodelage des voies aériennes distales :
 II désigne l'ensemble des modifications bronchiques ou bronchiolaires qui ne sont pas directement
consécutives à une inflammation active, mais qui résultent des conséquences à long terme de cette
inflammation.
 L’inflammation des voies aériennes est responsable de modifications structurales de tous les
compartiments pulmonaires chez les patients atteints de BPCO : les bronches, les bronchioles, le
parenchyme pulmonaire et la vascularisation pulmonaire. Mais le siège principal de l’obstruction bronchique
se situe au niveau des bronchioles de diamètre inférieur à 2 mm jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
 Le rétrécissement du calibre de ces bronchioles, du principalement à l’épaississement de leur paroi et à la
présence de bouchons de mucus dans la lumière bronchiolaire, explique la majeure partie de l’obstruction
bronchique mesurée par les EFR chez les patients atteints de BPCO. La perte des attaches alvéolaires de ces
bronchioles, due à la destruction des territoires alvéolaires (emphysème), provoque la fermeture prématurée
de celles-ci lors de l’expiration forcée et contribue en partie à l’obstruction bronchiolaire.
a/ Atteinte des bronchioles :
i. Augmentation de l’épaisseur de la paroi bronchiolaire :
 L’ de l’épaisseur de la paroi bronchiolaire concerne les différentes sous-couches de la muqueuse dont
l’épithélium et le chorion et le muscle lisse de la sous-muqueuse.
 L’épaisseur épithéliale est augmentée en particulier chez les patients ayant une obstruction sévère. Les
cellules ciliées sont de moins en moins nombreuses et remplacées par des cellules à mucus (hyperplasie des
cellules caliciformes).
 La fibrose péri-bronchiolaire est caractérisée par le dépôt de matrice extracellulaire péri-bronchiolaire (au
niveau de la partie externe de la paroi) constitué de fibres épaisses de collagène. Les mécanismes conduisant
à la fibrose péri-bronchiolaire restent mal identifiés. Deux hypothèses sont suggérées :
L’hypothèse d’une cicatrisation anormale en réponse à la réaction inflammatoire.
L’hypothèse d’une augmentation de la synthèse de facteurs de croissance pro-fibrotiques tels que le
transforming growth factor (TGF-β) et le connective tissue growth factor (CTGF).
ii. Augmentation du tonus des muscles lisses :
 La couche musculaire lisse est épaissie par une hypertrophie des cellules musculaires, sans augmentation
de leur nombre. Cette hypertrophie joue un rôle modéré dans la fermeture des bronchioles contrairement à la
maladie asthmatique où les anomalies du muscle lisse bronchique sont plus marquées.
iii. Hypersécrétion de mucus : bouchons de mucus :
 L’hypersécrétion de mucus survient à la fois dans les voies aériennes proximales et dans les voies
aériennes distales. Elle a des conséquences différentes selon la localisation des lésions anatomiques.
 La sécrétion de mucus dans les voies aériennes proximales est associée à la toux et l’expectoration,
indépendante de l’obstruction bronchique (elle peut survenir chez des patients ayant ou non une BPCO).
 Dans les bronchioles de ≤ 2mm, la présence de bouchons de mucus contribue à l’obstruction bronchique.
 La présence de bouchon de mucus n’est pas corrélée avec l’existence d’une bronchite chronique.
 De nombreux stimulus présents chez les patients atteints de BPCO responsables d’une hypersécrétion des
mucines: les médiateurs inflammatoires, les protéases (l’élastase), les oxydants…
iv. Perte des attaches alvéolaires :
 La perte des structures élastiques alvéolaires est bien connue dans l’emphysème et participe à l’obstruction
bronchique via la diminution des forces de rétraction élastique qui s’exercent sur les bronchioles qui ont
alors une tendance à se fermer anormalement.
b/ Atteinte du parenchyme : mécanisme de l’emphysème :
 Les lésions du parenchyme sont essentiellement des lésions d’emphysème. Elles sont caractérisées par un
élargissement des espaces aériens (au-delà des bronchioles terminales) avec destruction des parois
alvéolaires sans fibrose alvéolaire.
 Il existe 2 principaux types d’emphysèmes qui se distinguent par les zones du tissu pulmonaire détruites :
 Emphysème centrolobulaire : la destruction concerne uniquement le centre du lobule, provoquant
une hypoxémie précoce par effet « shunt » conséquence caractéristique de la présence de zones perfusées
mais non ou mal ventilées. Il s’observe plus volontiers chez le tabagique et/ou bronchitique chronique.
 Emphysème panlobulaire : l’ensemble des structures du lobule est touché (bronchiole respiratoire et
alvéoles). Il est observé notamment au cours du déficit héréditaire en alpha1-antitrypsine. Les conséquences
ventilatoires sont caractérisées par une hypoxémie précoce à l’exercice mais tardive au repos et une
hypercapnie plus tardive que dans l’emphysème centrolobulaire.
 Les deux types d’emphysème peuvent coexister au cours de la BPCO.
 Les mécanismes de destruction des parois alvéolaires sont incomplètement élucidés et semblent dépendre
de plusieurs facteurs. Mais 2 hypothèses dominantes semblent expliquer les lésions parenchymateuses dans
la BPCO :
 Le déséquilibre de la balance protéases/anti-protéases : lié à une  des enzymes protéolytiques
produites par les cellules inflammatoires (PNN et macrophages) et/ou à un déficit en anti-protéases comme
l’exemple de l’alpha1-antitrypsine.
 Des anomalies au niveau des programmes de survie des cellules épithéliales alvéolaires et/ou des
cellules endothéliales. Un déséquilibre entre la prolifération et la mort cellulaire pourrait rendre compte de la
pathogénie de l’emphysème. Des phénomènes d’augmentation de l’apoptose et des mécanismes d’auto-
immunité (anti-élastine et anti-cellules épithéliales) ont été suggérés pour expliquer ce déséquilibre.
c/ Atteinte vasculaire :
 Il existe une inflammation et une infiltration vasculaire par des lymphocytes CD8+ et des macrophages qui
participent au remodelage vasculaire. Certains facteurs endothéliaux favorisent l’hyperplasie des fibres
musculaires lisses et la fibrose des vaisseaux pulmonaires. La destruction du lit vasculaire pulmonaire
contribuerait à l’augmentation de la pression dans la circulation pulmonaire.
d/ Différences histopathologiques avec l’asthme :
3- Rôle du stress oxydatif :
 Le stress oxydant, qui se définit comme le déséquilibre de la balance entre agents oxydants et antioxydants,
tient une place importante dans la physio pathogenèse de la BPCO.
 Les oxydants, espèces oxygénées et azotées hautement réactives, exercent des effets délétères du fait de
l’oxydation de protéines, des lipides, et de l’acide désoxyribonucléique. Ses sources sont multiples, à la fois
environnementales (tabagisme, ozone, oxydes d’azote, particules diesel), locales (macrophages alvéolaires et
neutrophiles activés) et intracellulaires (métabolisme aérobie contrôlé par la respiration mitochondriale).
 L’inflammation joue un rôle important dans la genèse du stress oxydatif pulmonaire. Pour s’opposer aux
oxydants, un système d’antioxydants est présent dans l’organisme, y compris dans le poumon : mucines,
acide urique, vitamine C, albumine et glutathion réduit. Mais ce système antioxydant semble dépassé chez
les patients atteints de BPCO, encore plus pendant les exacerbations.
 L’intensité et la persistance sur le long terme du stress oxydatif peuvent être responsables de plusieurs
actions néfastes sur les poumons et sembleraient être impliquées dans le phénomène de corticorésistance
rencontré dans la BPCO :
 Actions directes : Les oxydants sont impliqués dans l’hypersécrétion de mucus, l’altération de la
clairance muco-ciliaire (avec des risques infectieux augmentés), la destruction de la matrice extracellulaire,
l’altération de la production d’élastine (emphysème) et l’apoptose des cellules endothéliales.
 Actions indirectes : Il joue un rôle dans l’initiation et l’aggravation des phénomènes inflammatoires, et
il participe au déséquilibre protéase/antiprotéase.
4- De l’inflammation pulmonaire à l’inflammation systémique :
 Certaines études et de méta analyses ont montré que les patients atteints de BPCO à l’état stable
présentaient des niveaux élevés de leucocytes circulants, CRP, IL- 6, IL-8, fibrinogène, et TNF-α . Dès lors,
une relation de causalité entre les sites de l’inflammation peut être envisagée dans les deux sens : soit les
manifestations respiratoires de la BPCO résultent de la localisation pulmonaire d’une inflammation
systémique, soit l’inflammation systémique est la conséquence d’une dissémination de l’inflammation
pulmonaire de la BPCO. La corrélation entre la gravité de l’une et de l’autre ne permet pas de trancher mais
la présence de marqueurs spécifiques de l’inflammation pulmonaire dans la circulation, comme la protéine D
du surfactant, plaide en faveur de la seconde hypothèse. En revanche, d’autres études ont conclu que la fuite
plasmatique des médiateurs de l’inflammation produits au niveau pulmonaires n’explique pas l’existence de
l’inflammation systémique chez les patients atteints de BPCO.
 D’autres origines sont proposées comme :
Le passage direct des gaz ou particules toxiques dans la circulation lors de leur inhalation.
L’augmentation du travail respiratoire entrainant une production accrue de cytokines par le diaphragme,
capables d’activer et de recruter les cellules mononuclées.
De même, l’hypoxie tissulaire peut entrainer le développement d’un processus inflammatoire.
B) Conséquences physiologiques :
1- Dyspnée :
 Le trouble ventilatoire obstructif caractéristique de la BPCO est défini par une limitation des débits aériens
expiratoires liée à l’augmentation des résistances des débits aériens au travers de l’arbre bronchique et à une
diminution de l’élastance pulmonaire.
 Les bronchioles ont tendances à se fermer anormalement lors de l’expiration. Celle-ci va être responsable
d’une distension pulmonaire permettant de compenser la réduction des débits expiratoires mais au prix
d’une  de charge des muscles inspiratoires en particulier du diaphragme.
 La distension implique qu’à la fin d’une expiration le système respiratoire n’est pas revenu à son volume
dit de relaxation. La pression alvéolaire devient supérieure à la pression atmosphérique et on parle alors de
pression positive de fin d’expiration (PEEP). Les muscles inspiratoires doivent surmonter cette PEEP en
début d’inspiration avant que leur contraction ne permette l’entrée d’un volume d’air. Cette charge
inspiratoire supplémentaire ainsi que la réduction des capacités mécaniques fonctionnelles du diaphragme
vont être responsables de dyspnée et d’une limitation de la capacité d’exercice.
2- Altérations des échanges gazeux :
 Les lésions bronchiolaires et l’emphysème entrainent d’une part une désynchronisation entre la ventilation
et la perfusion des alvéoles avec notamment l’apparition de zones perfusées, mal ventilées avec diminution
des rapports ventilation/perfusion (effet shunt) et d’autre par une diminution de la surface d’échanges
alvéolo-apillaires. Ceux-ci vont entrainer une hypoxémie.
 Lorsque l’hypoxémie devient sévère et permanente on parle d’insuffisance chronique respiratoire et une
hypercapnie peut se manifester. Des mécanismes d’adaptation tels qu’une vasoconstriction des vaisseaux
pulmonaires et une augmentation de la viscosité sanguine (polyglobulie) se mettent en place pour compenser
l’hypoxie alvéolaire.
3- HTAP :
 Lorsque l’hypoxémie devient chronique, la vasoconstriction hypoxémique, l’inflammation vasculaire et la
destruction emphysémateuse du lit vasculaire pulmonaire vont entrainer une augmentation de la résistance
vasculaire pulmonaire et être à l’origine d’une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Celle-ci va
augmenter le travail du cœur droit et peut conduire par la suite à une hypertrophie ventriculaire droite
appelée « cœur pulmonaire chronique » puis à une insuffisance ventriculaire droite.

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Epidémiologie et étiopathogénie de la BPCO

  • 1. Dr. KERFAH S. Médecin résidente en pneumo- phtisiologie EHUOran Plan de la question I. Définitions: II. Epidémiologie: A) Prévalence : B) Morbidité : C) Mortalité : D) Impact socio-économique : III. Facteurs de risque: A) Facteurs exogènes : 1- Tabac : 2- Polluants professionnels : 3- Pollution domestique : 4- Pollution urbaine : 5- Infections respiratoires : 6- Conditions économiques défavorables : B) Facteurs endogènes : 1- Déficit en alpha-1 antitrypsine : 2- Hyperréactivité bronchique (HRB) : 3- Prématurité : 4- Age et sexe : 5- RGO : V. Physiopathologie et étiopathogénie : A) Mécanismes d’apparition et d’évolution : 1- Rôle central de l’inflammation pulmonaire : 2- Remodelage des voies aériennes distales : 3- Rôle du stress oxydatif : 4- De l’inflammation pulmonaire à l’inflammation systémique : B) Conséquences physiologiques : 1- Dyspnée : 2- Altérations des échanges gazeux: 3- HTAP Epidémiologie et étiopathogénie des BPCO Objectifs pédagogiques : a) Connaitre l'ampleur de la BPCO dans le monde, au Maghreb et en Algérie (estimation de la prévalence). b) Savoir dépister la BPCO. c) Connaitre l'impact de la BPCO sur la morbidité. d) Connaitre la mortalité attribuable aux BPCO. e) Connaitre les facteurs de risque des BPCO (tabagisme, facteurs génétiques, professionnels, et atmosphériques).
  • 2. I. Définitions :  La bronchite chronique: a une définition clinique : toux chronique productive, au moins 3 mois par an depuis au moins 2 années consécutives, sans individualisation d’autre(s) cause(s) de toux chronique.  L’emphysème: est défini par des anomalies anatomiques : élargissement permanent par destruction des espaces aériens distaux au-delà des bronchioles terminales, sans fibrose. 2 types principaux d’emphysème ont été distingués, peuvent s’associer : L’emphysème centro-lobulaire: se caractérise par une inflammation induite par la fumée de tabac qui entraîne la dilatation et la destruction des bronchioles situées au centre du lobule ; ce type d’emphysème associé à la BPCO prédomine dans les sommets pulmonaires. L’emphysème pan-lobulaire: correspond à une dilatation et une destruction plus distales des espaces aériens (typique du déficit en alpha-1 antitrypsine prédominant au niveau des bases pulmonaires). II. Épidémiologie : A) Prévalence :  La prévalence de la BPCO  avec le tabagisme et l’âge. C’est une pathologie fréquente, souvent ignorée.  Études basées sur les cas déclarés par les médecins : 6% (⇒ sous-estimation +++).  Programme BOLD (Burden of Obstructive Lung Diseases): méthodologie standardisée (clinique + spirométrie pré- et post-bronchodilatation), étude chez les plus de 40 ans :  11,8% chez les hommes, 8,5% chez les femmes.  3 à 11% chez les non fumeurs.  384 M de malades dans le monde en 2010, 3 M de morts annuels (4,5 millions estimés pour 2030).  La bronchite chronique touche 1 homme sur 5 de plus de 40 ans ; dans 10 à 20 % des cas, cette bronchite chronique évoluera vers une BPCO.  En Algérie, une estimation a été faite en 2003 montrant qu'il y aurait environ 200 000 BPCO pour une population de 31 millions d'habitants. Il est très probable que cette prévalence soit sous estimée compte tenu de la prévalence du tabagisme dans notre pays qui est de plus de 30% dans la population générale et de près de 50% dans la population masculine.  Cette prévalence est généralement plus élevée chez les hommes que chez les femmes (1F/ 5 H). B) Morbidité :  Importante+++ : visites médicales, visites aux urgences, et hospitalisations.  Diminution notable de la qualité de vie, même chez ceux qui ne perçoivent pas de dyspnée d'effort en France : 5% des hospitalisations et c’est la 2ème cause d'invalidité.  La morbidité semble augmentée avec l'âge et les comorbidités (cardiovasculaires, atteintes musculo- squelettiques, diabète). C) Mortalité :  La BPCO est la 4ème cause de mortalité dans le monde.  Au niveau mondial, on estime que la mortalité par BPCO devrait doubler en 2020 par rapport à ce qu’elle était en 1990, passant du 6e au 3e rang des causes de décès par maladie (après les cardiopathies ischémiques et les maladies cérébro-vasculaires), en raison de l’augmentation du tabagisme.  Le risque de décès des fumeurs par rapport aux non-fumeurs est x12 chez l'homme et x13 chez la femme, et le risque de mortalité par BPCO est 3à 4 fois plus élevé chez la femme que chez l'homme.  La BPCO est une maladie fréquente qu’il est possible de prévenir et de guérir, caractérisée par la persistance de symptômes respiratoires et une gène à l’écoulement de l’air secondaires à des anomalies des voies aériennes et/ou des alvéoles résultant d’une exposition importante à des particules ou des gaz nocifs.  La gène chronique à l’écoulement de l’air caractéristique de la BPCO est due à un mélange de pathologies affectant les petites voies aériennes (par ex., une bronchiolite obstructive) et de destruction du parenchyme (emphysème), dont la part relative varie d’un sujet à l’autre. Selon le GOLD :
  • 3. D) Impact socio-économique de la BPCO :  Le coût augmente avec la sévérité de la maladie.  La majorité est représentée par les coûts d'hospitalisation des exacerbations.  Pays en voie de développement : les coûts médicaux directs pourraient être moins importants que l'impact économique sur le travail et la productivité.  8e cause de DALYs (Disability-Adjusted Life Years = années perdues (mort, handicape), ajustées à la sévérité du handicape) perdus en 2005, 5e en 2013 dans le monde et la 2e cause aux USA. III. Facteurs de risque : A) Facteurs exogènes : 1- Tabac :  C’est le principal FDR. Le lien statistique de nature causale entre tabagisme et BPCO est formel.  Les fumeurs développent une BPCO en fonction de la date de début de l’intoxication, sa durée, son intensité, de l’interaction avec d’autres facteurs environnementaux, et de la susceptibilité génétique.  Les risques sont un peu moins élevés avec la pipe et le cigare.  Augmente la prévalence des symptômes respiratoires et d'altération de la fonction respiratoire.  Accélère le déclin du VEMS.  Augmente le risque de mortalité liée à la BPCO.  Le tabagisme passif contribue à l’apparition de symptômes respiratoires récidivants chez l’enfant. 2- Polluants professionnels :  La BPCO peut être consécutive à :  Une exposition minérale : charbon, fer, ciment, granit.  Une exposition chimique : combustion de plastique, échappement diesel, fumées, vapeurs métalliques.  Une exposition organique : coton, lin, chanvre, céréales et assez souvent l’exposition est mixte. 3- Pollution domestique:  Elle est fonction de l’intensité des émissions, du taux de renouvellement de l’air, de l’humidité, et de la température.  Elle est donc variable selon le contexte géographique et social.  Les sources polluantes sont classées en 2 catégories : Sources à émissions continues : composés organiques volatils. Sources à émissions discontinues : cuisinières, chauffages, aérosols, détachants et solvants organiques...  On y adjoint la richesse variable de l’environnement biologique organique : acariens, moisissures, phanères, blattes... 4- Pollution urbaine :  Gaz et poussières fines se retrouvent au sein de la pollution acido-particulaire et la pollution photo- oxydante. 5- Infections respiratoires :  Leur place est encore insuffisamment documentée dans la genèse des BPCO.  Infections respiratoires sévères durant l'enfance ⇒ réduction de fonction respiratoire, augmentation des symptômes respiratoires à l'âge adulte.  Susceptibilité aux infections ⇒ rôle dans les exacerbations.  VIH ⇒ accélère l'apparition d'un emphysème lié au tabac et d'une BPCO.  Tuberculose ⇒ FDR de BPCO ; en plus d'être un diagnostic différentiel et une comorbidité. 6- Conditions économiques défavorables :  Le risque de voir apparaître une BPCO est inversement proportionnel au niveau socio-économique.  La malnutrition joue un rôle associé.  Un état de maigreur (index de masse corporelle IMC < 21) est un facteur de risque de décès.
  • 4. B) Facteurs endogènes : 1- Déficit en alpha-1 antitrypsine :  Moins de 1 % des BPCO est en relation avec un facteur génétique identifié.  Le déficit en alpha-1-antitrypsine est le seul déficit génétique identifié associé à un risque augmenté de survenue d’un emphysème (explique moins de 1 % des emphysèmes). 2- Hyperréactivité bronchique (HRB) :  L’HRB spécifique ou non spécifique peut coexister avec une BPCO et peut en être à l’origine.  Selon les données de Lung Health Study de 1992, l’HRB se rencontre plus fréquemment chez la femme.  On note une détérioration plus rapide de la fonction respiratoire lorsqu’il préexiste une HRB. 3- Prématurité :  La prématurité accompagne l’association d’une toux, de râles sibilants et d’une gêne respiratoire avec un risque relatif de 1,8 (enquête de Kelly). 4- Age et sexe :  Il existe une prédominance masculine historique, mais la fréquence des BPCO augmente chez la femme depuis 15 ans, avec un taux de mortalité plus élevé que chez l’homme.  La BPCO atteint les adultes de plus de 40 ans et augmente de fréquence avec l’âge. 5- Reflux gastro-œsophagien : Il est susceptible de favoriser l’émergence de certaines BPCO. IV. Physiopathologie et étiopathogénie :
  • 5. A) Mécanismes d’apparition et d’évolution de la BPCO : 1- Rôle central de l’inflammation pulmonaire: a/ Immunité innée et adaptative dans l’initiation et la persistance de l’inflammation :  L’inhalation de gaz et de particules nocives au contact de l’épithélium bronchique et alvéolaire provoque l’activation des mécanismes de l’immunité innée pulmonaire et aussi adaptative. Les cellules épithéliales des voies aériennes de conduction et les macrophages alvéolaires activés vont alors synthétisés des médiateurs de l’inflammation tels que le leucotriène B4 (LTB4) et des chimiokines dont l’interleukine 8 (IL-8). Ces 2 puissants médiateurs chimiotactiques vont ainsi provoquer le recrutement dans les voies aériennes et le tissu pulmonaire de cellules inflammatoires dont les principales retrouvées chez les patients atteints de BPCO sont les macrophages, les PNN (immunité innée) et les LT en particulier CD8+. b/ Inflammation différente de celle de l’asthme :  Ces deux maladies ont en commun une inflammation chronique pulmonaire mais le profil de la réaction inflammatoire est différent : 2- Remodelage des voies aériennes distales :  II désigne l'ensemble des modifications bronchiques ou bronchiolaires qui ne sont pas directement consécutives à une inflammation active, mais qui résultent des conséquences à long terme de cette inflammation.  L’inflammation des voies aériennes est responsable de modifications structurales de tous les compartiments pulmonaires chez les patients atteints de BPCO : les bronches, les bronchioles, le parenchyme pulmonaire et la vascularisation pulmonaire. Mais le siège principal de l’obstruction bronchique se situe au niveau des bronchioles de diamètre inférieur à 2 mm jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
  • 6.  Le rétrécissement du calibre de ces bronchioles, du principalement à l’épaississement de leur paroi et à la présence de bouchons de mucus dans la lumière bronchiolaire, explique la majeure partie de l’obstruction bronchique mesurée par les EFR chez les patients atteints de BPCO. La perte des attaches alvéolaires de ces bronchioles, due à la destruction des territoires alvéolaires (emphysème), provoque la fermeture prématurée de celles-ci lors de l’expiration forcée et contribue en partie à l’obstruction bronchiolaire. a/ Atteinte des bronchioles : i. Augmentation de l’épaisseur de la paroi bronchiolaire :  L’ de l’épaisseur de la paroi bronchiolaire concerne les différentes sous-couches de la muqueuse dont l’épithélium et le chorion et le muscle lisse de la sous-muqueuse.  L’épaisseur épithéliale est augmentée en particulier chez les patients ayant une obstruction sévère. Les cellules ciliées sont de moins en moins nombreuses et remplacées par des cellules à mucus (hyperplasie des cellules caliciformes).  La fibrose péri-bronchiolaire est caractérisée par le dépôt de matrice extracellulaire péri-bronchiolaire (au niveau de la partie externe de la paroi) constitué de fibres épaisses de collagène. Les mécanismes conduisant à la fibrose péri-bronchiolaire restent mal identifiés. Deux hypothèses sont suggérées : L’hypothèse d’une cicatrisation anormale en réponse à la réaction inflammatoire. L’hypothèse d’une augmentation de la synthèse de facteurs de croissance pro-fibrotiques tels que le transforming growth factor (TGF-β) et le connective tissue growth factor (CTGF). ii. Augmentation du tonus des muscles lisses :  La couche musculaire lisse est épaissie par une hypertrophie des cellules musculaires, sans augmentation de leur nombre. Cette hypertrophie joue un rôle modéré dans la fermeture des bronchioles contrairement à la maladie asthmatique où les anomalies du muscle lisse bronchique sont plus marquées. iii. Hypersécrétion de mucus : bouchons de mucus :  L’hypersécrétion de mucus survient à la fois dans les voies aériennes proximales et dans les voies aériennes distales. Elle a des conséquences différentes selon la localisation des lésions anatomiques.  La sécrétion de mucus dans les voies aériennes proximales est associée à la toux et l’expectoration, indépendante de l’obstruction bronchique (elle peut survenir chez des patients ayant ou non une BPCO).  Dans les bronchioles de ≤ 2mm, la présence de bouchons de mucus contribue à l’obstruction bronchique.  La présence de bouchon de mucus n’est pas corrélée avec l’existence d’une bronchite chronique.  De nombreux stimulus présents chez les patients atteints de BPCO responsables d’une hypersécrétion des mucines: les médiateurs inflammatoires, les protéases (l’élastase), les oxydants… iv. Perte des attaches alvéolaires :  La perte des structures élastiques alvéolaires est bien connue dans l’emphysème et participe à l’obstruction bronchique via la diminution des forces de rétraction élastique qui s’exercent sur les bronchioles qui ont alors une tendance à se fermer anormalement. b/ Atteinte du parenchyme : mécanisme de l’emphysème :  Les lésions du parenchyme sont essentiellement des lésions d’emphysème. Elles sont caractérisées par un élargissement des espaces aériens (au-delà des bronchioles terminales) avec destruction des parois alvéolaires sans fibrose alvéolaire.  Il existe 2 principaux types d’emphysèmes qui se distinguent par les zones du tissu pulmonaire détruites :  Emphysème centrolobulaire : la destruction concerne uniquement le centre du lobule, provoquant une hypoxémie précoce par effet « shunt » conséquence caractéristique de la présence de zones perfusées mais non ou mal ventilées. Il s’observe plus volontiers chez le tabagique et/ou bronchitique chronique.
  • 7.  Emphysème panlobulaire : l’ensemble des structures du lobule est touché (bronchiole respiratoire et alvéoles). Il est observé notamment au cours du déficit héréditaire en alpha1-antitrypsine. Les conséquences ventilatoires sont caractérisées par une hypoxémie précoce à l’exercice mais tardive au repos et une hypercapnie plus tardive que dans l’emphysème centrolobulaire.  Les deux types d’emphysème peuvent coexister au cours de la BPCO.  Les mécanismes de destruction des parois alvéolaires sont incomplètement élucidés et semblent dépendre de plusieurs facteurs. Mais 2 hypothèses dominantes semblent expliquer les lésions parenchymateuses dans la BPCO :  Le déséquilibre de la balance protéases/anti-protéases : lié à une  des enzymes protéolytiques produites par les cellules inflammatoires (PNN et macrophages) et/ou à un déficit en anti-protéases comme l’exemple de l’alpha1-antitrypsine.  Des anomalies au niveau des programmes de survie des cellules épithéliales alvéolaires et/ou des cellules endothéliales. Un déséquilibre entre la prolifération et la mort cellulaire pourrait rendre compte de la pathogénie de l’emphysème. Des phénomènes d’augmentation de l’apoptose et des mécanismes d’auto- immunité (anti-élastine et anti-cellules épithéliales) ont été suggérés pour expliquer ce déséquilibre. c/ Atteinte vasculaire :  Il existe une inflammation et une infiltration vasculaire par des lymphocytes CD8+ et des macrophages qui participent au remodelage vasculaire. Certains facteurs endothéliaux favorisent l’hyperplasie des fibres musculaires lisses et la fibrose des vaisseaux pulmonaires. La destruction du lit vasculaire pulmonaire contribuerait à l’augmentation de la pression dans la circulation pulmonaire. d/ Différences histopathologiques avec l’asthme :
  • 8. 3- Rôle du stress oxydatif :  Le stress oxydant, qui se définit comme le déséquilibre de la balance entre agents oxydants et antioxydants, tient une place importante dans la physio pathogenèse de la BPCO.  Les oxydants, espèces oxygénées et azotées hautement réactives, exercent des effets délétères du fait de l’oxydation de protéines, des lipides, et de l’acide désoxyribonucléique. Ses sources sont multiples, à la fois environnementales (tabagisme, ozone, oxydes d’azote, particules diesel), locales (macrophages alvéolaires et neutrophiles activés) et intracellulaires (métabolisme aérobie contrôlé par la respiration mitochondriale).  L’inflammation joue un rôle important dans la genèse du stress oxydatif pulmonaire. Pour s’opposer aux oxydants, un système d’antioxydants est présent dans l’organisme, y compris dans le poumon : mucines, acide urique, vitamine C, albumine et glutathion réduit. Mais ce système antioxydant semble dépassé chez les patients atteints de BPCO, encore plus pendant les exacerbations.  L’intensité et la persistance sur le long terme du stress oxydatif peuvent être responsables de plusieurs actions néfastes sur les poumons et sembleraient être impliquées dans le phénomène de corticorésistance rencontré dans la BPCO :  Actions directes : Les oxydants sont impliqués dans l’hypersécrétion de mucus, l’altération de la clairance muco-ciliaire (avec des risques infectieux augmentés), la destruction de la matrice extracellulaire, l’altération de la production d’élastine (emphysème) et l’apoptose des cellules endothéliales.  Actions indirectes : Il joue un rôle dans l’initiation et l’aggravation des phénomènes inflammatoires, et il participe au déséquilibre protéase/antiprotéase. 4- De l’inflammation pulmonaire à l’inflammation systémique :  Certaines études et de méta analyses ont montré que les patients atteints de BPCO à l’état stable présentaient des niveaux élevés de leucocytes circulants, CRP, IL- 6, IL-8, fibrinogène, et TNF-α . Dès lors, une relation de causalité entre les sites de l’inflammation peut être envisagée dans les deux sens : soit les manifestations respiratoires de la BPCO résultent de la localisation pulmonaire d’une inflammation systémique, soit l’inflammation systémique est la conséquence d’une dissémination de l’inflammation pulmonaire de la BPCO. La corrélation entre la gravité de l’une et de l’autre ne permet pas de trancher mais la présence de marqueurs spécifiques de l’inflammation pulmonaire dans la circulation, comme la protéine D du surfactant, plaide en faveur de la seconde hypothèse. En revanche, d’autres études ont conclu que la fuite plasmatique des médiateurs de l’inflammation produits au niveau pulmonaires n’explique pas l’existence de l’inflammation systémique chez les patients atteints de BPCO.  D’autres origines sont proposées comme : Le passage direct des gaz ou particules toxiques dans la circulation lors de leur inhalation. L’augmentation du travail respiratoire entrainant une production accrue de cytokines par le diaphragme, capables d’activer et de recruter les cellules mononuclées. De même, l’hypoxie tissulaire peut entrainer le développement d’un processus inflammatoire.
  • 9. B) Conséquences physiologiques : 1- Dyspnée :  Le trouble ventilatoire obstructif caractéristique de la BPCO est défini par une limitation des débits aériens expiratoires liée à l’augmentation des résistances des débits aériens au travers de l’arbre bronchique et à une diminution de l’élastance pulmonaire.  Les bronchioles ont tendances à se fermer anormalement lors de l’expiration. Celle-ci va être responsable d’une distension pulmonaire permettant de compenser la réduction des débits expiratoires mais au prix d’une  de charge des muscles inspiratoires en particulier du diaphragme.  La distension implique qu’à la fin d’une expiration le système respiratoire n’est pas revenu à son volume dit de relaxation. La pression alvéolaire devient supérieure à la pression atmosphérique et on parle alors de pression positive de fin d’expiration (PEEP). Les muscles inspiratoires doivent surmonter cette PEEP en début d’inspiration avant que leur contraction ne permette l’entrée d’un volume d’air. Cette charge inspiratoire supplémentaire ainsi que la réduction des capacités mécaniques fonctionnelles du diaphragme vont être responsables de dyspnée et d’une limitation de la capacité d’exercice. 2- Altérations des échanges gazeux :  Les lésions bronchiolaires et l’emphysème entrainent d’une part une désynchronisation entre la ventilation et la perfusion des alvéoles avec notamment l’apparition de zones perfusées, mal ventilées avec diminution des rapports ventilation/perfusion (effet shunt) et d’autre par une diminution de la surface d’échanges alvéolo-apillaires. Ceux-ci vont entrainer une hypoxémie.  Lorsque l’hypoxémie devient sévère et permanente on parle d’insuffisance chronique respiratoire et une hypercapnie peut se manifester. Des mécanismes d’adaptation tels qu’une vasoconstriction des vaisseaux pulmonaires et une augmentation de la viscosité sanguine (polyglobulie) se mettent en place pour compenser l’hypoxie alvéolaire. 3- HTAP :  Lorsque l’hypoxémie devient chronique, la vasoconstriction hypoxémique, l’inflammation vasculaire et la destruction emphysémateuse du lit vasculaire pulmonaire vont entrainer une augmentation de la résistance vasculaire pulmonaire et être à l’origine d’une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). Celle-ci va augmenter le travail du cœur droit et peut conduire par la suite à une hypertrophie ventriculaire droite appelée « cœur pulmonaire chronique » puis à une insuffisance ventriculaire droite.