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PHYSIOPATHOLOGIE
DE L’ASTHME
Dr Mehdy WAYZANI
DES Pneumologie
Jeudi 17 Avril 2014
PRÉ-REQUIS
• SYSTEME IMMUNITAIRE
• PHYSIOPATHOLOGIE DE L’ ALLERGIE
• MÉCANIQUE VENTILATOIRE
OBJECTIFS
• Connaitre les modes de présentation de
l’asthme
• Connaître les différentes étapes de la
physiopathologie de l’asthme
• Connaitre les conséquences respiratoires
PLAN
I. GENERALITES
II. PHYSIOPATHOLOGIE
III. CONSEQUENCES RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES
IV. CAS PARTICULIERS
V. CONCLUSION
I. Généralités
1. Définition
• « asthma » = «respiration difficile»
• Définition consensuelle = définition de la
GINA: Global INitiative for Asthma
(Initiative globale pour l’asthme)
www.ginasthma.org/
 Inflammation chronique des voies aériennes impliquant de
multiples cellules, notamment les mastocytes, les éosinophiles, les
lymphocytes T.
 Chez les sujets prédisposés, cette inflammation provoque des
épisodes récidivants de sifflements, de gêne respiratoire,
d’oppression thoracique, de toux, particulièrement la nuit et/ou
au petit matin.
 Symptômes habituellement associés à une obstruction bronchique
étendue et d’intensité variable, partiellement / totalement
réversible soit spontanément, soit sous l’effet d’un traitement.
 Cette inflammation provoque également une augmentation de la
réactivité bronchique (HRB) en réponse à une variété de stimuli.
MALADIE ASTHMATIQUE
DEFINITIONS : GINA 2012
Définition
Physiopathologique
Définition
Clinique
 Inflammation chronique des voies aériennes impliquant de
multiples cellules, notamment les mastocytes, les éosinophiles, les
lymphocytes T.
 Chez les sujets prédisposés, cette inflammation provoque des
épisodes récidivants de sifflements, de gêne respiratoire,
d’oppression thoracique, de toux, particulièrement la nuit et/ou au
petit matin.
 Symptômes habituellement associés à une obstruction bronchique
étendue et d’intensité variable, partiellement / totalement
réversible soit spontanément, soit sous l’effet d’un traitement.
 Cette inflammation provoque également une augmentation de la
réactivité bronchique (HRB) en réponse à une variété de stimuli.
MALADIE ASTHMATIQUE
DEFINITION : GINA 2012
I. Généralités
Mode de présentation de l’asthme
• Asthme extrinsèque : atopique +++
–80% des asthmatiques âgés de 15 à 45 ans
–Allergènes les plus fréquents : pollens,
acariens, moisissures, squames d’animaux.
• Asthme intrinsèque : non atopique
–Survenue généralement plus tardive
–88% des asthmatiques de plus de 60 ans
I. Généralités
Mode de présentation de l’asthme
• Asthme professionnel
– Induit par une substance au lieu du travail
• Asthme à l’exercice
– Symptomatique lors d’effort physique
• Asthme à l’aspirine
• Toux chronique rebelle
I. Généralités
2. Intérêt
 Problème de santé publique
• Monde : 235 millions d’asthmatiques.
• Europe : 40 millions de personnes souffrent
d’asthme allergique
• Pas un problème de santé publique limité aux pays à
haut revenu. Il sévit dans tous les pays, quel que soit
leur niveau de développement.
Rapport sur l’asthme. OMS Novembre 2013
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs307/fr/
I. Généralités
2. Intérêt
 CONTEXTES PARTICULIERS EN AFRIQUE
SUBSAHARIENNE
– Prévalence exacte imparfaitement connue
– Statistiques fragmentaires, non actualisées voire
inexistantes dans beaucoup de pays africains.
– Manque d’implication des décideurs, perception
bénigne de cette pathologie
– Prévalence Afrique : 3,9 - 8,1%
(ISAAC, Lancet 1998)
I. Généralités
2. Intérêt
SENEGAL
• 1998 : 8,2% (Pneumologie, Fann, Dakar)
Revue des Maladies Respiratoires Vol 23, N° 4-C2 - Sept 2010 p. 125
• 2002 : 30 cas AAG (HPD)
Wade K.A., Ndiaye E.M. La maladie asthmatique : point de vue du réanimateur.
XIIe Journée HPD, Mai 2011
• 2013 : 9,1% (Pneumologie, Fann, Dakar)
• 62,1% reçus dans un tableau de crise d’asthme
Goudjinou G. Thèse médecine n°87
I. Généralités
2. Intérêt
Problème de santé publique
• Plus de 180 000 décès chaque année.
• Plus de 80% des décès dans les pays à revenu
faible ou intermédiaire.
I. Généralités
2. Intérêt
Diagnostique
• Asthme sous-diagnostiqué et insuffisamment
traité.
• Etudes ISAAC : seulement la moitié des
asthmatiques sont diagnostiqués.
I. Généralités
2. Intérêt
Retentissement social et coût
• Limite souvent l’activité du malade tout au
long de sa vie.
• Lourde charge pour les individus, les familles
et la société.
I. Généralités
2. Intérêt
Retentissement social et coût
L’asthme responsable de :
– 25 % de l’ensemble des absentéismes scolaire
et/ou professionnelle
– Coût économique élevé :
Coût Asthme > Tuberculose + VIH / Sida
L’asthme analysé par l’OMS. Octobre, 2012
I. Généralités
2. Intérêt
Retentissement social et coût
• USA, coûts (directs et indirects) annuels de l’asthme >
US $6 milliards.
• Soins aux asthmatiques et les journées perdues du fait
de la maladie coûtent à la Grande-Bretagne US $1,8
milliard.
L’asthme analysé par l’OMS. Octobre, 2012
Objectifs du programme OMS
• Surveillance pour déterminer l’ampleur du problème,
analyser ses déterminants et suivre les tendances
(populations pauvres +++)
• Prévention primaire pour réduire l’exposition aux facteurs de
risque courants, notamment fumée tabac et pollution de l’air
• Déterminer des interventions efficaces et peu coûteuses et
les rendre plus accessibles aux différents niveaux du système
de santé.
• Améliorer l’accès à des interventions d’un bon rapport
coût/efficacité, et notamment aux médicaments.
Asthme. Aide-mémoire N°307. Novembre 2013.
I. Généralités
2. Intérêt
Thérapeutique
• Bonne PEC =
– bonne compréhension des mécanismes
physiopathologiques, très complexes +++
– Implication thérapeutique efficace et efficiente pour
ralentir le remodelage.
– Education thérapeutique +++
I. Généralités
3. Historique
I. Généralités
3. Historique
• Projet GINA a été lancé en 1993, en collaboration avec l’OMS.
• Programme qui regroupe des personnels de soins de santé et
les pouvoirs public dans le but de :
– faire diminuer la prévalence, la morbidité et la mortalité
liées à l'Asthme.
– améliorer la vie des personnes atteintes aux quatre coins
de la planète.
1995
2002 2004 2006
2008
CONSENSUS GINA
2010
23
2012
I. Généralités
3. Historique
Journée mondiale
• de l’asthme : 06 Mai (1er Mardi de Mai)
• de la spirométrie
–14 Octobre 2010
–28 Juin 2012
–20 Novembre 2013
I. Généralités
4. Rappels
Anatomie
Histologie
bronchique
Broncho-
motricité
I. Généralités
4. Rappels
4.1. Anatomie
APPAREIL RESPIRATOIRE
Rôle
Couche cartilagineuse
• Rigidité de l’arbre
bronchique
• Évite l’occlusion
complète des lumières
bronchiques
I. Généralités
4. Rappel
4.2. Histologique de la bronche
I. Généralités
4. Rappel
4.2. Histologique de la bronche
I. Généralités
4. Rappel
4.2. Histologique
• bronche
• bronchiole
Cellule de
Clara
bronchiolaire
__
I. Généralités
4. Rappel
4.3. Broncho-motricité
Fibre B
Stimulation → BC reflexe
Mécanique
Chimique
Froid et air sec
Médullo
surrénale
/ Substance P ?
II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE
Inflammation bronchique
Hyper réactivité bronchique
Obstruction bronchique
II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE
Inflammation bronchique
Hyper réactivité bronchique
Obstruction bronchique
1. Inflammation bronchique
1.1. Différentes cellules impliquées
Lymph
ocytes
Cellules
dendriti
ques
Eosinophi
les
PNNCellules
épithéliales
des VA
Mastocyte
Basophile
Les cellules << conversent >>
Cell Cross Talk
 Cellules dendritiques
• Principales cellules présentatrices de l’antigène (CPA)
dans le poumon
• Présentes en grand nombre dans les VA
– épithélium +++
• Chez l’asthmatique ↗↗ des CD
• Leur densité augmente après l’exposition à un irritant
respiratoire
 Cellules dendritiques
• Assure un réseau de capture des antigènes
inhalés:
–la captation spécifique,
–l’internalisation,
–puis la présentation d’un peptide Ag aux
Lymphocytes T
 Cellules dendritiques
TH2
 Lymphocyte
• Rôle lymphocytes T CD4 le mieux connu +++
• Peu nombreux chez le sujet témoin
• Chez l’asthmatique, ils infiltrent de façon quasi
constante la muqueuse bronchique et le LBA
• Au cours des exacerbations aigues : activation
des lymphocytes TCD4+ circulants.
 Lymphocyte
• Profil TH1 / TH2
• LT CD4+ sont séparés en 2 classes
fonctionnelles TH1 et TH2
• en fonction de leur profil de sécrétion de
cytokines.
Profil TH1 / TH2
• Cytokines du profil TH2 contrôlent à la fois :
–La synthèse des IgE (IL-4, IL-13)
• Principal anticorps impliqué dans la réaction
allergique immédiate « type I »
IgE : origine
IL4
IL13
TH2
Réarrangement
Commutation isotypique
Switch IgE
IgE : récepteurs
 Forte affinité: FcεRI
 Faible affinité: FcεRII
FcεRI FcεRII
Mastocyte-basophile
Éosinophile
Macrophage
C dendritique
Lymphocyte B / Lymphocyte T
Mastocyte- Basophile
C langerhans
Macrophage
PNN
49
Profil TH1 / TH2
• Cytokines du profil TH2 contrôlent à la fois :
– La synthèse des IgE (IL-4, IL-13)
– Le chimiotactisme, prolifération, différentiation
et/ou activation des cellules impliquées dans
l’asthme à savoir :
• Les mastocytes / basophiles : IL-1, IL-3, IL-4, IL-
5, GM-CSF
• Les éosinophiles : IL-5, IL-3, GM-CSF
• Les cellules mono-macrophagiques : IL-4
• Profil TH1 / TH2
• Lymphocytes T reg
Nouvelles découvertes
• Profil TH1 / TH2
• Lymphocytes T reg
• Lymphocytes TH17,
par le biais de l'IL-17, favorisent le recrutement des
neutrophiles
Nouvelles découvertes
• Cellules TH-17 : formes d'asthme où les
neutrophiles plus que les éosinophiles
contribuent à l'inflammation.
• Identification dans l'asthme allergique de
TH17/TH2, capables de produire à la fois de
l'IL-4 et de l'IL-17
Nouvelles découvertes
• Ces données récentes remettent en lumière
l'importance des différents phénotypes de la maladie
asthmatique :
– les TH2 et les éosinophiles : rôle important dans la
pathogénie de l'asthme allergique,
– les TH17 et les neutrophiles impliqués dans les
• asthmes sévères ou cortico-résistants ;
• Asthmes non atopiques.
 Mastocytes
• Produits dans la moelle osseuse,
• Passent dans la circulation sanguine puis
• dans les tissus où ils subissent une maturation
en 2 phénotypes :
– Mastocyte muqueux (mastocytes pulmonaires)
– Mastocyte séreux (du tissu conjonctif)
 Mastocytes
• Présent aussi bien chez sujet normal que chez
l’asthmatique tout au long de l’arbre resp :
– Prédomine dans la sous muqueuse bronchique
– Sous la mb de l’épithélium et à proximité vaisseaux
• Chez l’asthmatique ils sont plus nombreux,
dégranulés et intra-épithéliaux libérant
davantage de médiateurs.
 Mastocytes
• Cellule starter de la réaction immédiate IgE
dépendante
• Participe à l’inflammation bronchique par la
synthèse de nombreuses cytokines.
PONTAGE
 Polynucléaires éosinophiles
• Rôle important dans physiopathologie de
l’asthme
• Corrélation entre sévérité de l’asthme et
l’éosinophilie sanguine et bronchique.
• Cytoplasme
• nombreuse granulations
• volumineuses (0,5 à 1,5μ)
• cristaux de Charcot-Leyden.
 Polynucléaires éosinophiles
• Infiltration de la muqueuse bronchique qu’il y ait
une composante allergique ou non.
• ± situés entre cellules épithéliales ou au contact
des vaisseaux
• IL5 : croissance, activation et survie des éosinophiles
 Éosinophile : Contenu
ECP:protéine cationique des éosinophiles
EDN:neurotoxine dérive de l’éosinophilie
MBP: major binding protein
Radicaux libre O2Les métabolites de l'acide arachidonique
Leucotrienes: LTC4,LTD4,LTE4
PAF acether
Broncho-constriction – Vasodilatation - ↑ Perméabilité VX
Cytokines
IL1,IL2,IL3,IL4,IL5,IL6
TNFα,
TGFα,TGFβ,GM-CSF
64
 Polynucléaires éosinophiles
Conséquence :
- Abrasion des cellules épithéliales
- œdème de la muqueuse
- Bronchoconstriction
- Recrutement d’autres cellules inflammatoires
65
 Macrophages
• Infiltrent la muqueuse bronchique et se localisent sous
la membrane basale.
• Rôle dans l’amplification, la pérennisation de la crise
d’asthme et le développement de la réaction retardée.
• Libèrent un certain nombre médiateur
– PGF2, LTB4, TXB2, PAF en réponse à un stimulus IgE
dépendant.
– TNF alpha
 Polynucléaires neutrophiles
– Rôle dans l’asthme sévère et l’AAG
– AAG mortel : infiltrat à neutrophiles
– NCP, LTB4 , Lymphocyte Th17 - IL 17
 Cellules épithéliales des VA
• Épithélium bronchique = Cible & Acteur
de la réaction inflammatoire dans l’asthme
 Cellules épithéliales des VA
• Cibles
• Epithélium des VA altéré au cours de la maladie
asthmatique
• Médiateur cytotoxique libéré → abrasion responsable :
– d’une HRB
– Perte de la sécrétion de facteurs relaxants (PGE2…)
– Perte de la fonction de barrière
72
 Cellules épithéliales des VA
• Cibles
- Perte de la fonction de barrière
- Rupture dans la continuité de l’épithélium
- Muqueuse bronchique plus exposée aux
allergenes présents dans lumière
- Facilite leur contact avec les mastocytes et les
terminaisons nerveuses à nue
73
Cellules épithéliales des VA
• Acteur :
• Cellules épithéliales lésées sécrètent de nombreux
médiateurs bronchoconstricteurs et pro-inflammatoires.
- GM-CSF→ chimioattractant des Eosinophiles
→ activation des Eo avec libération prot basique
- ICAM favorisant la migration des autres cellules
inflammatoires
74
1. Inflammation bronchique
1.2. Médiateurs de la réaction inflammatoire
des voies aériennes
1.2.1. Médiateurs granulaires
 Histamine
• Broncho-constricteur puissant par action sur cellule
musculaire lisse (récepteur H1) de courte durée.
• ↗ sécrétion de mucus
• Extravasation vasculaire → œdème
• ↗ perméabilité des cellules épithéliales favorisant
le passage des allergènes
• Récepteur H2 et H3 n’ont pas d’effet significatif.
 Tryptase
• Médiateur pré-formé libéré par les granules des
mastocytes.
• Libéré plus tardivement dans la réaction
allergique
• Inactive le fibrinogène et active les collagénases
• Favorise bronchoconstriction et ↗ HRB
1.2.2. Médiateurs lipidiques
• Médiateurs néoformés
• dérivent de l’acide arachidonique
• libéré des phospholipides membranaires lors
de l’activation cellulaire.
 PG et thromboxane
• PG broncho-constrictrices (PGD2 et PGF2)
• Thromboxane A2
→ puissants bronchoconstricteurs
→ développement œdème de la muqueuse.
 Leucotriènes
• Rôle dans la maladie asthmatique
• LT-B4 : puissant agent chimio-attractant pour
les PNN
• LT-C4, LT-D4, LT-E4 :
– Broncho-constricteurs
– Induisent une HRB
– ↗ perméabilité vasculaire
– Stimule sécrétion de mucus
 PAF
• Facteur d’activation plaquettaire
• Malgré ses propriétés (broncho-constrictrion,
augmentation perméabilité micro-vasculaire
et sécrétion de mucus)
• Probablement rôle mineur dans la
physiopathologie de l’asthme.
1.2.3. Médiateurs cytotoxiques
• Propriétés toxiques importantes
• Protéines granulaires des éosinophiles
– MBP, ECP, EDN
– MBP est quantitativement la plus importante,
(25% des protéines totales de l’éosinophile)
1.2.3. Médiateurs cytotoxiques
• Radicaux libres le l’O2
– désorganisation du tissu conjonctif de soutien ;
– amplification de la réaction inflammatoire par la
stimulation de la production
• de médiateurs lipidiques (PG, leucotriènes…),
• de cytokines (IL1, TNFα…).
1.2.4. Neuro-médiateurs du NANC
 Bradykinine
• Puissant broncho constricteur
• Stimule fibres C sensitives non myélinisées du
système nerveux NANC
• Induit vasodilatation, ↗ perméabilité
capillaire et œdème
• Participe au développement de la réaction
locale inflammatoire
 1.2.4. Neuro-médiateurs du NANC
Endothéline
• Action broncho-constrictrice
• Effet chimioattractant des fibroblastes
• Favorise synthèse de collagène
• Induit prolifération des CML des VA
→ molécule pro-fibrosante qui pourrait être
impliquée dans le remodelage bronchique
1.2.5. Cytokines
• Indispensables au
–recrutement,
–à la différenciation, à la maturation
–et à la survie des cellules inflammatoires
comme les éosinophiles, mastocytes,
lymphocytes et macrophages.
1.2.5. Cytokines
EFFETS BIOLOGIQUES
IL-3
IL-4
IL-5 + GM-CSF
IL-6
IL-8
IL-13
IFN- γ
Differentiation et prolifération des mastocytes
Prolifération Mastocytes, synthèse d’IgE, réponse Th2
Différenciation et activation des Eosinophiles
Immunorégulation, différenciation LB en plasmocytes
chimiotactisme des leucocytes
Expression CMH classe II
Prolifération granulocytaire , développement macrophages
87
1.2.5. Cytokines
• Cytokine cytoxique : TNF ,
– Produit par les mastoytes, éosinophiles,
macrophages, cellules épithéliales
– Stimule production de certaines cytokines et
l’expression d’ICAM1 par cellules épithéliales
bronchiques
– Induit une HRB et ↗ des PNN dans l’expectoration
1.2.5. Cytokines
• Cytokine chimio-attractante = chimiokine
• Médiateurs pro-inflammatoires secondaires
• attirent les monocytes, certains lymphocytes
et les éosinophiles
– MCP : Monocyte Chemotactic Proteins ;
– RANTES : Regulation Upon Activation, Normal T
Expressed and Secreted
– Eotaxines
• Si la description des cellules inflammatoires et
de leurs rôles se fait en individualisant chaque
type de cellule, la situation in vivo est
beaucoup plus complexe
• Cellules et médiateurs interagissent en
permanence aux différentes phases de la
réponse inflammatoire allergique
1. Inflammation bronchique
Synthèse
90
93
Physiopathologie cellulaire et humorale
de l’asthme
II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE
Inflammation bronchique
Hyper réactivité bronchique
Obstruction bronchique
2. Hyper réactivité bronchique
Définition
• Obstruction excessive des bronches de
certains individus en réponse à des stimuli
variés :
–Physique : froid, exercice
–Chimique : Ach, histamine, PG F2
2. HRB
Méthode d’évaluation de l’HRB
• Tests d’inhalation à la métacholine ou à
l’histamine
• Détection de la concentration PD20 de
métacholine ou d’histamine qui induit une chute
de 20% du VEMS
• Aide au dg positif d’asthme en cas de symptômes
atypiques : toux spasmodique, dyspnée sans
paroxysmes en cas d’EFR normale
2. HRB
• Caractéristique essentielle mais non
spécifique des asthmatiques.
• Peut être présente
– Rhinite allergique
– RGO
– Affection interstitielle diffuse
– …
2. HRB
2 hypothèses
– Anomalie au niveau du muscle lisse bronchique
– Anomalie du système nerveux autonome
2.1. Anomalie au niveau du muscle lisse
bronchique
• Contractilité anormale: aucune anomalie
biochimique n’est cependant connue
• Altération des récepteurs membranaires des CML
d’origine constitutionnelle ou induite par les
médiateurs de l’inflammation.
• Hypertrophie musculaire : pour un stimuli donné la
contraction induite entraine un rétrécissement plus
important
2.2. Anomalie du SN autonome
–Système cholinergique
–Système adrénergique
–Système NANC
2.2.1. Anomalie du système cholinergique
• Exagération des réflexes cholinergiques
– pourrait être responsable d’une réponse
anormale des bronches de l’asthmatique
Anomalies de l’épithélium contribuent à l’HRB par
• le relargage de médiateurs
• l’exposition des terminaisons nerveuses
• l’exposition antigénique des cellules de la sous-
muqueuse
↗ de la susceptibilité des
cellules musculaires à l’Ach
↗ du nombre et de l’affinité des
récepteurs muscariniques
Ralentissement de la
dégradation de l’Ach
↗ de la libération de l’Ach si
une modulation négative par
les autres SN n’intervient plus
2.2.2. Anomalie système adrénergique
• ↘ de la densité et de l’affinité des récepteurs
β-adrénergiques
• ↘ densité des récepteurs α-adrénergiques
inhibiteurs
• ↗ densité des récepteurs α-adrénergiques
excitateurs
2.2.3. Anomalie système NANC
• Déficience du système NANC inhibiteur
• Baisse d’affinité des récepteurs VIP
• ↗ de la sensibilité du muscle lisse aux
neurokines broncho-constrictives
2. Hyper réactivité bronchique
Synthèse
• Augmentation du système bronchoconstricteur
– Cholinergique
– α-adrénergique excitateur
– NANC excitateur
• Diminution du système broncho-dilatateur
– β-adrénergiques
– NANC inhibiteur
2. Hyper réactivité bronchique
Synthèse
• Mécanisme complexe avec :
– des inter-réactions entre différents composants
du système nerveux autonome
– Une interaction avec les médiateurs
– Variabilité des anomalies d’un asthmatique à
l’autre
II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE
Inflammation bronchique
Hyper réactivité bronchique
Obstruction bronchique
3. Obstruction bronchique
– Bronchospasme des muscles lisses
– Œdème de la muqueuse
– Sécrétions endobronchiques
– HRB secondaire anomalie épithélium
– Phénomène de remodelage
3. Obstruction bronchique
• Sécrétions endobronchiques
– Extravasation vasculaire et hypersécrétion des
glandes à mucus
– Sécrétions fluides plus ou moins épaisses
• Par déperdition d’eau
• Formation de véritables bouchons muqueux
pouvant obstruer les bronchioles
• Mucus
• Exsudat protéïque
• Infiltrat cellulaire (PNN + PNE)
• Cellules ciliées desquamées
4. Remodelage bronchique
4. Remodelage bronchique
4. Remodelage bronchique
• Réaction chronique : remodelage
• Grandes + petites VA présentent des
modifications structurelles alors que le
parenchyme est habituellement préservé.
4. Remodelage bronchique
• Ces anomalies sont à la fois
– Reconstructives : changement dans
composition, contenu et organisation des
composants cellulaires et moléculaires de la
paroi des VA.
– Lésionnelles : œdème, infiltration
éosinophilique et lymphocytaire,
desquamation épithéliale.
4. Remodelage bronchique
• Épithélium
• Membrane basale
• Glandes séro - muqueuses
• Vaisseaux
• Muscle lisse
4. Remodelage bronchique
• Epithélium
– Destruction
– Phénomène de réparation permettant de restaurer
un épithélium normal
– En cas de lésions récurrentes : métaplasie
• Soit avec prédominance de cellules squameuses
• Soit avec une hyperplasie de cellules caliciformes
4. Remodelage bronchique
• Membrane basale
– Épaississement de la membrane basale
– Dépôt de collagène III et V + fibronectine
• Glandes séromuqueuse
– Hypertrophie
Vaisseaux
4. Remodelage bronchique
• Musculature lisse
– Masse musculaire lisse X 4
– Mécanismes d’hypertrophie et d’hyperplasie
4. Remodelage bronchique
• Épithélium : Destruction / Hyperplasie
• Mb basale : Pseudo-épaississement
• Glandes séro - muqueuses : Hypertrophie
• Vaisseaux : Angiogenèse
• Muscle lisse : Augmentation de la masse
26/02/2015 Diagnostic de l'asthme 122
→→ asthme sévère réfractaire
ß₂ mimétique, corticoïde,
TVO permanant peu / pas réversible
Conséquences
– Epaississement des structures bronchiques
• Réduction de la lumière bronchique
• Réduction de la plasticité des bronches
– Fibrose : rôle de barrière ralentissant le passage
des médiateurs inflammatoires vers l’épithélium
– Vieillissement bronchique
• Déclin du VEMS f° de l’âge plus important chez
l’asthmatique que chez le sujet normal
• 70 ml / an contre 20 ml / an en moyenne
124
Physiopathologie cellulaire et humorale
de l’asthme
1. Mécanique ventilatoire
2. Echanges gazeux
3.Conséquences hémodynamiques
III. CONSEQUENCES
RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES
126
1. Mécanique ventilatoire
• Crise d’asthme est associée à ↓ calibre VA
avec collapsus de certaines bronches, en
particulier au cours de l’expiration.
127
Broncho constriction
Air inspiré > air
expiré
Expiration active
Muscles
respiratoires
inefficaces
Distension
thoracique
Conséquences physiopathologiques
26/02/2015 128
1. Mécanique ventilatoire
• Conséquences:
- Trouble ventilatoire obstructif (TVO)
- Ventilation à haut volume pulmonaire
- Pression intrathoracique modifiée
129
1.1. Trouble ventilatoire obstructif (TVO)
– ↓ du VEMS et du débit de pointe (peak-flow).
– ↑ des résistances des voies aériennes.
– ↑du volume résiduel (VR)
( par fermeture précoce des petites voies aériennes, de la CRF
et de la CPT).
• Il en résulte un freinage : ↑ du temps expiratoire ne
permettant cependant pas une vidange complète avant le
cycle suivant.
• Entre les crises, les paramètres fonctionnels sont
classiquement normaux.
1. Mécanique ventilatoire
 Toux sèche isolée ou productive.
 Oppression (au repos ++).
 Dyspnée expiratoire nocturne +++
récurrente
 Sifflements récidivants.
 Hypersécrétion bronchique.
 Intolérance aux variations
d’environnement, à l’exercice physique…
1.2. Ventilation à haut volume pulmonaire
Avantage
• mécanisme compensateur,
• objectif maintenir le plus grand nombre
possible de VA ouvertes et d’optimiser les
débits expiratoires.
• Assurée par ↑ du travail des Mx
inspiratoires, pour vaincre les résistances
bronchiques à l’écoulement aérien.
1. Mécanique ventilatoire
131
1.2. Ventilation à haut volume pulmonaire
Inconvénients :
 ↘ de l’efficacité contractile du diaphragme , étiré
• Au maximum, inversion de son action avec
rétrécissement paradoxal du calibre thoracique
• au niveau des dernières côtes : signe de Hoover.
Fatigue des muscles respiratoires → hypoventilation
alvéolaire
1. Mécanique ventilatoire
diamètre transversal ↘, les parois thoraciques se rapprochent au
lieu de s'écarter.
Excellent marqueur de gravité de l’obstruction des voies aériennes.
1.3. Pression intrathoracique modifiée
• Le travail important développé par les Mx
inspiratoires →
–↗ de la pression au niveau des alvéoles
–Fissuration alvéolaire
→→ Risque de pneumothorax +++++
Risque de pneumomédiastin
1. Mécanique ventilatoire
1. Mécanique ventilatoire
2. Echanges gazeux
3. Conséquences Hémodynamiques
III. CONSEQUENCES
RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES
134
• Hypoxémie : due à la diminution (effet
shunt) ou l’abolition (shunt) de la ventilation
dans des territoires correctement perfusés.
• Hypocapnie : habituellement observée au
cours des crises d’asthme non sévères résulte
d’une hyperventilation réflexe à l’hypoxémie.
2. Echanges gazeux
135
• Une normocapnie, voire une hypercapnie
(signes de gravité) peuvent apparaître si l’effet
shunt et le shunt intéressent un pourcentage
trop important des alvéoles
• L’hypercapnie (hypoventilation alvéolaire) →
la fatigue des muscles inspiratoires
En cas de crise d’asthme sévère/très sévère
2. Echanges gazeux
136
Obstruction des VA
Augmentation du W
ventilatoire
Anomalie de
V/Q
Hypoxémie
Baisse PaO₂
Mécanique
respiratoire altérée
Efficience musculaire
diminuée
↗ VCO₂
↗ PaCO₂
Chute pH
Défaillance
respiratoire
1. Mécanique ventilatoire
2. Echanges gazeux
3.Conséquences hémodynamiques
III. CONSEQUENCES
RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES
138
3.1. Circulation pulmonaire
Les crises d’asthme sévères sont associées:
- à des signes cliniques
- et/ou électriques d’insuffisance ventriculaire
droite
→ cœur pulmonaire aigu
3. Conséquences hémodynamiques
139
3.2. Circulation systémique
Le pouls paradoxal
« ↘ de plus de 10 mmHg de la PAS au cours de
l’inspiration »
• s’observe lors des crises sévères,
• Due à dépression intrathoracique inspiratoire
transmise aux vaisseaux intrathoraciques
3. Conséquences hémodynamiques
140
IV. Cas particuliers
1. Asthme non atopique (intrinsèque)
• Défini par l’absence de test cutané positif et
d’IgE sérique spécifique pour les allergènes
suspectés
• Représente: 1/3 des asthmes chez les adultes
IV. Cas particuliers
1. Asthme non atopique (intrinsèque)
• Contact avec
– Irritant nocif pour les poumons
– Infection thoracique ou grippe
– Exercice
– Changement soudain de température
– Air froid
IV. Cas particuliers
1. Asthme non atopique (intrinsèque)
• Résultat
– D’une seule exposition très élevée à un irritant
nocif (syndrome de Brooks)
– Contact répété avec des irritants à des
concentrations peu élevées
IV. Cas particuliers
1. Asthme non atopique (intrinsèque)
• Asthme non atopique présente profil clinique
différent de l’asthme atopique
• En revanche éléments physiopathologiques qui
conditionnent cette différence ne sont pas compris
actuellement
• Cependant pas de différence dans les principes du
traitement des crises ou de fond hormis l’éviction de
l’allergène.
IV. Cas particuliers
2. Asthme à l’exercice
• Asthme d’EFFORT, Air froid, sec
● 2 hypothèses physio-pathologiques
- Thermique
- osmotique
Hypothèse thermique
Hyperventilation en air froid
Refroidissement des bronches
Stimulation des récepteurs
bronchospasme
Réchauffement en fin d’exercice
Hyperhémie secondaire
œdème
Asthme thermo-induit 146
Hypothèse osmotique
Hyperventilation d’air sec
Humidification rapide
Deshydration muqueuse bronchique
hyperosmolarité
Extravasation plasmatique
Product° mucus ÉpaississemT muq Bronch
oedème
Libération médiateur
cellulaire
bronchospasme
Am.J.Respir.care Med. 2003;165
IV. Cas particuliers
3. Asthme à l’aspirine
Conclusion
• Mode de présentation de l’asthme diverse
→ DES ASTHMES
• Mécanisme physiopathologique complexe
– Un tableau est en train de se dessiner où ≠ sous-
populations de lymphocytes T sont actives dans
différentes phases de l'asthme bronchique
• Bonne connaissance de la physiopathologie = base
de toutes perspectives thérapeutiques.
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Physiopathologie de l’asthme

  • 1. PHYSIOPATHOLOGIE DE L’ASTHME Dr Mehdy WAYZANI DES Pneumologie Jeudi 17 Avril 2014
  • 2. PRÉ-REQUIS • SYSTEME IMMUNITAIRE • PHYSIOPATHOLOGIE DE L’ ALLERGIE • MÉCANIQUE VENTILATOIRE
  • 3. OBJECTIFS • Connaitre les modes de présentation de l’asthme • Connaître les différentes étapes de la physiopathologie de l’asthme • Connaitre les conséquences respiratoires
  • 4. PLAN I. GENERALITES II. PHYSIOPATHOLOGIE III. CONSEQUENCES RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES IV. CAS PARTICULIERS V. CONCLUSION
  • 5. I. Généralités 1. Définition • « asthma » = «respiration difficile» • Définition consensuelle = définition de la GINA: Global INitiative for Asthma (Initiative globale pour l’asthme) www.ginasthma.org/
  • 6.  Inflammation chronique des voies aériennes impliquant de multiples cellules, notamment les mastocytes, les éosinophiles, les lymphocytes T.  Chez les sujets prédisposés, cette inflammation provoque des épisodes récidivants de sifflements, de gêne respiratoire, d’oppression thoracique, de toux, particulièrement la nuit et/ou au petit matin.  Symptômes habituellement associés à une obstruction bronchique étendue et d’intensité variable, partiellement / totalement réversible soit spontanément, soit sous l’effet d’un traitement.  Cette inflammation provoque également une augmentation de la réactivité bronchique (HRB) en réponse à une variété de stimuli. MALADIE ASTHMATIQUE DEFINITIONS : GINA 2012 Définition Physiopathologique Définition Clinique
  • 7.  Inflammation chronique des voies aériennes impliquant de multiples cellules, notamment les mastocytes, les éosinophiles, les lymphocytes T.  Chez les sujets prédisposés, cette inflammation provoque des épisodes récidivants de sifflements, de gêne respiratoire, d’oppression thoracique, de toux, particulièrement la nuit et/ou au petit matin.  Symptômes habituellement associés à une obstruction bronchique étendue et d’intensité variable, partiellement / totalement réversible soit spontanément, soit sous l’effet d’un traitement.  Cette inflammation provoque également une augmentation de la réactivité bronchique (HRB) en réponse à une variété de stimuli. MALADIE ASTHMATIQUE DEFINITION : GINA 2012
  • 8. I. Généralités Mode de présentation de l’asthme • Asthme extrinsèque : atopique +++ –80% des asthmatiques âgés de 15 à 45 ans –Allergènes les plus fréquents : pollens, acariens, moisissures, squames d’animaux. • Asthme intrinsèque : non atopique –Survenue généralement plus tardive –88% des asthmatiques de plus de 60 ans
  • 9. I. Généralités Mode de présentation de l’asthme • Asthme professionnel – Induit par une substance au lieu du travail • Asthme à l’exercice – Symptomatique lors d’effort physique • Asthme à l’aspirine • Toux chronique rebelle
  • 10. I. Généralités 2. Intérêt  Problème de santé publique • Monde : 235 millions d’asthmatiques. • Europe : 40 millions de personnes souffrent d’asthme allergique • Pas un problème de santé publique limité aux pays à haut revenu. Il sévit dans tous les pays, quel que soit leur niveau de développement. Rapport sur l’asthme. OMS Novembre 2013 http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs307/fr/
  • 11.
  • 12. I. Généralités 2. Intérêt  CONTEXTES PARTICULIERS EN AFRIQUE SUBSAHARIENNE – Prévalence exacte imparfaitement connue – Statistiques fragmentaires, non actualisées voire inexistantes dans beaucoup de pays africains. – Manque d’implication des décideurs, perception bénigne de cette pathologie – Prévalence Afrique : 3,9 - 8,1% (ISAAC, Lancet 1998)
  • 13. I. Généralités 2. Intérêt SENEGAL • 1998 : 8,2% (Pneumologie, Fann, Dakar) Revue des Maladies Respiratoires Vol 23, N° 4-C2 - Sept 2010 p. 125 • 2002 : 30 cas AAG (HPD) Wade K.A., Ndiaye E.M. La maladie asthmatique : point de vue du réanimateur. XIIe Journée HPD, Mai 2011 • 2013 : 9,1% (Pneumologie, Fann, Dakar) • 62,1% reçus dans un tableau de crise d’asthme Goudjinou G. Thèse médecine n°87
  • 14. I. Généralités 2. Intérêt Problème de santé publique • Plus de 180 000 décès chaque année. • Plus de 80% des décès dans les pays à revenu faible ou intermédiaire.
  • 15. I. Généralités 2. Intérêt Diagnostique • Asthme sous-diagnostiqué et insuffisamment traité. • Etudes ISAAC : seulement la moitié des asthmatiques sont diagnostiqués.
  • 16. I. Généralités 2. Intérêt Retentissement social et coût • Limite souvent l’activité du malade tout au long de sa vie. • Lourde charge pour les individus, les familles et la société.
  • 17. I. Généralités 2. Intérêt Retentissement social et coût L’asthme responsable de : – 25 % de l’ensemble des absentéismes scolaire et/ou professionnelle – Coût économique élevé : Coût Asthme > Tuberculose + VIH / Sida L’asthme analysé par l’OMS. Octobre, 2012
  • 18. I. Généralités 2. Intérêt Retentissement social et coût • USA, coûts (directs et indirects) annuels de l’asthme > US $6 milliards. • Soins aux asthmatiques et les journées perdues du fait de la maladie coûtent à la Grande-Bretagne US $1,8 milliard. L’asthme analysé par l’OMS. Octobre, 2012
  • 19. Objectifs du programme OMS • Surveillance pour déterminer l’ampleur du problème, analyser ses déterminants et suivre les tendances (populations pauvres +++) • Prévention primaire pour réduire l’exposition aux facteurs de risque courants, notamment fumée tabac et pollution de l’air • Déterminer des interventions efficaces et peu coûteuses et les rendre plus accessibles aux différents niveaux du système de santé. • Améliorer l’accès à des interventions d’un bon rapport coût/efficacité, et notamment aux médicaments. Asthme. Aide-mémoire N°307. Novembre 2013.
  • 20. I. Généralités 2. Intérêt Thérapeutique • Bonne PEC = – bonne compréhension des mécanismes physiopathologiques, très complexes +++ – Implication thérapeutique efficace et efficiente pour ralentir le remodelage. – Education thérapeutique +++
  • 22. I. Généralités 3. Historique • Projet GINA a été lancé en 1993, en collaboration avec l’OMS. • Programme qui regroupe des personnels de soins de santé et les pouvoirs public dans le but de : – faire diminuer la prévalence, la morbidité et la mortalité liées à l'Asthme. – améliorer la vie des personnes atteintes aux quatre coins de la planète.
  • 24. I. Généralités 3. Historique Journée mondiale • de l’asthme : 06 Mai (1er Mardi de Mai) • de la spirométrie –14 Octobre 2010 –28 Juin 2012 –20 Novembre 2013
  • 27. APPAREIL RESPIRATOIRE Rôle Couche cartilagineuse • Rigidité de l’arbre bronchique • Évite l’occlusion complète des lumières bronchiques
  • 28. I. Généralités 4. Rappel 4.2. Histologique de la bronche
  • 29. I. Généralités 4. Rappel 4.2. Histologique de la bronche
  • 30. I. Généralités 4. Rappel 4.2. Histologique • bronche • bronchiole
  • 32. I. Généralités 4. Rappel 4.3. Broncho-motricité
  • 33. Fibre B Stimulation → BC reflexe Mécanique Chimique Froid et air sec
  • 35.
  • 36. II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE Inflammation bronchique Hyper réactivité bronchique Obstruction bronchique
  • 37. II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE Inflammation bronchique Hyper réactivité bronchique Obstruction bronchique
  • 38. 1. Inflammation bronchique 1.1. Différentes cellules impliquées Lymph ocytes Cellules dendriti ques Eosinophi les PNNCellules épithéliales des VA Mastocyte Basophile Les cellules << conversent >> Cell Cross Talk
  • 39.
  • 40.  Cellules dendritiques • Principales cellules présentatrices de l’antigène (CPA) dans le poumon • Présentes en grand nombre dans les VA – épithélium +++ • Chez l’asthmatique ↗↗ des CD • Leur densité augmente après l’exposition à un irritant respiratoire
  • 41.  Cellules dendritiques • Assure un réseau de capture des antigènes inhalés: –la captation spécifique, –l’internalisation, –puis la présentation d’un peptide Ag aux Lymphocytes T
  • 43.
  • 44.  Lymphocyte • Rôle lymphocytes T CD4 le mieux connu +++ • Peu nombreux chez le sujet témoin • Chez l’asthmatique, ils infiltrent de façon quasi constante la muqueuse bronchique et le LBA • Au cours des exacerbations aigues : activation des lymphocytes TCD4+ circulants.
  • 45.  Lymphocyte • Profil TH1 / TH2 • LT CD4+ sont séparés en 2 classes fonctionnelles TH1 et TH2 • en fonction de leur profil de sécrétion de cytokines.
  • 46.
  • 47. Profil TH1 / TH2 • Cytokines du profil TH2 contrôlent à la fois : –La synthèse des IgE (IL-4, IL-13) • Principal anticorps impliqué dans la réaction allergique immédiate « type I »
  • 49. IgE : récepteurs  Forte affinité: FcεRI  Faible affinité: FcεRII FcεRI FcεRII Mastocyte-basophile Éosinophile Macrophage C dendritique Lymphocyte B / Lymphocyte T Mastocyte- Basophile C langerhans Macrophage PNN 49
  • 50. Profil TH1 / TH2 • Cytokines du profil TH2 contrôlent à la fois : – La synthèse des IgE (IL-4, IL-13) – Le chimiotactisme, prolifération, différentiation et/ou activation des cellules impliquées dans l’asthme à savoir : • Les mastocytes / basophiles : IL-1, IL-3, IL-4, IL- 5, GM-CSF • Les éosinophiles : IL-5, IL-3, GM-CSF • Les cellules mono-macrophagiques : IL-4
  • 51. • Profil TH1 / TH2 • Lymphocytes T reg
  • 52. Nouvelles découvertes • Profil TH1 / TH2 • Lymphocytes T reg • Lymphocytes TH17, par le biais de l'IL-17, favorisent le recrutement des neutrophiles
  • 53. Nouvelles découvertes • Cellules TH-17 : formes d'asthme où les neutrophiles plus que les éosinophiles contribuent à l'inflammation. • Identification dans l'asthme allergique de TH17/TH2, capables de produire à la fois de l'IL-4 et de l'IL-17
  • 54. Nouvelles découvertes • Ces données récentes remettent en lumière l'importance des différents phénotypes de la maladie asthmatique : – les TH2 et les éosinophiles : rôle important dans la pathogénie de l'asthme allergique, – les TH17 et les neutrophiles impliqués dans les • asthmes sévères ou cortico-résistants ; • Asthmes non atopiques.
  • 55.
  • 56.
  • 57.  Mastocytes • Produits dans la moelle osseuse, • Passent dans la circulation sanguine puis • dans les tissus où ils subissent une maturation en 2 phénotypes : – Mastocyte muqueux (mastocytes pulmonaires) – Mastocyte séreux (du tissu conjonctif)
  • 58.  Mastocytes • Présent aussi bien chez sujet normal que chez l’asthmatique tout au long de l’arbre resp : – Prédomine dans la sous muqueuse bronchique – Sous la mb de l’épithélium et à proximité vaisseaux • Chez l’asthmatique ils sont plus nombreux, dégranulés et intra-épithéliaux libérant davantage de médiateurs.
  • 59.  Mastocytes • Cellule starter de la réaction immédiate IgE dépendante • Participe à l’inflammation bronchique par la synthèse de nombreuses cytokines.
  • 60.
  • 62.  Polynucléaires éosinophiles • Rôle important dans physiopathologie de l’asthme • Corrélation entre sévérité de l’asthme et l’éosinophilie sanguine et bronchique. • Cytoplasme • nombreuse granulations • volumineuses (0,5 à 1,5μ) • cristaux de Charcot-Leyden.
  • 63.  Polynucléaires éosinophiles • Infiltration de la muqueuse bronchique qu’il y ait une composante allergique ou non. • ± situés entre cellules épithéliales ou au contact des vaisseaux • IL5 : croissance, activation et survie des éosinophiles
  • 64.  Éosinophile : Contenu ECP:protéine cationique des éosinophiles EDN:neurotoxine dérive de l’éosinophilie MBP: major binding protein Radicaux libre O2Les métabolites de l'acide arachidonique Leucotrienes: LTC4,LTD4,LTE4 PAF acether Broncho-constriction – Vasodilatation - ↑ Perméabilité VX Cytokines IL1,IL2,IL3,IL4,IL5,IL6 TNFα, TGFα,TGFβ,GM-CSF 64
  • 65.  Polynucléaires éosinophiles Conséquence : - Abrasion des cellules épithéliales - œdème de la muqueuse - Bronchoconstriction - Recrutement d’autres cellules inflammatoires 65
  • 66.
  • 67.  Macrophages • Infiltrent la muqueuse bronchique et se localisent sous la membrane basale. • Rôle dans l’amplification, la pérennisation de la crise d’asthme et le développement de la réaction retardée. • Libèrent un certain nombre médiateur – PGF2, LTB4, TXB2, PAF en réponse à un stimulus IgE dépendant. – TNF alpha
  • 68.
  • 69.  Polynucléaires neutrophiles – Rôle dans l’asthme sévère et l’AAG – AAG mortel : infiltrat à neutrophiles – NCP, LTB4 , Lymphocyte Th17 - IL 17
  • 70.
  • 71.  Cellules épithéliales des VA • Épithélium bronchique = Cible & Acteur de la réaction inflammatoire dans l’asthme
  • 72.  Cellules épithéliales des VA • Cibles • Epithélium des VA altéré au cours de la maladie asthmatique • Médiateur cytotoxique libéré → abrasion responsable : – d’une HRB – Perte de la sécrétion de facteurs relaxants (PGE2…) – Perte de la fonction de barrière 72
  • 73.  Cellules épithéliales des VA • Cibles - Perte de la fonction de barrière - Rupture dans la continuité de l’épithélium - Muqueuse bronchique plus exposée aux allergenes présents dans lumière - Facilite leur contact avec les mastocytes et les terminaisons nerveuses à nue 73
  • 74. Cellules épithéliales des VA • Acteur : • Cellules épithéliales lésées sécrètent de nombreux médiateurs bronchoconstricteurs et pro-inflammatoires. - GM-CSF→ chimioattractant des Eosinophiles → activation des Eo avec libération prot basique - ICAM favorisant la migration des autres cellules inflammatoires 74
  • 75. 1. Inflammation bronchique 1.2. Médiateurs de la réaction inflammatoire des voies aériennes 1.2.1. Médiateurs granulaires
  • 76.  Histamine • Broncho-constricteur puissant par action sur cellule musculaire lisse (récepteur H1) de courte durée. • ↗ sécrétion de mucus • Extravasation vasculaire → œdème • ↗ perméabilité des cellules épithéliales favorisant le passage des allergènes • Récepteur H2 et H3 n’ont pas d’effet significatif.
  • 77.  Tryptase • Médiateur pré-formé libéré par les granules des mastocytes. • Libéré plus tardivement dans la réaction allergique • Inactive le fibrinogène et active les collagénases • Favorise bronchoconstriction et ↗ HRB
  • 78. 1.2.2. Médiateurs lipidiques • Médiateurs néoformés • dérivent de l’acide arachidonique • libéré des phospholipides membranaires lors de l’activation cellulaire.
  • 79.  PG et thromboxane • PG broncho-constrictrices (PGD2 et PGF2) • Thromboxane A2 → puissants bronchoconstricteurs → développement œdème de la muqueuse.
  • 80.  Leucotriènes • Rôle dans la maladie asthmatique • LT-B4 : puissant agent chimio-attractant pour les PNN • LT-C4, LT-D4, LT-E4 : – Broncho-constricteurs – Induisent une HRB – ↗ perméabilité vasculaire – Stimule sécrétion de mucus
  • 81.  PAF • Facteur d’activation plaquettaire • Malgré ses propriétés (broncho-constrictrion, augmentation perméabilité micro-vasculaire et sécrétion de mucus) • Probablement rôle mineur dans la physiopathologie de l’asthme.
  • 82. 1.2.3. Médiateurs cytotoxiques • Propriétés toxiques importantes • Protéines granulaires des éosinophiles – MBP, ECP, EDN – MBP est quantitativement la plus importante, (25% des protéines totales de l’éosinophile)
  • 83. 1.2.3. Médiateurs cytotoxiques • Radicaux libres le l’O2 – désorganisation du tissu conjonctif de soutien ; – amplification de la réaction inflammatoire par la stimulation de la production • de médiateurs lipidiques (PG, leucotriènes…), • de cytokines (IL1, TNFα…).
  • 84. 1.2.4. Neuro-médiateurs du NANC  Bradykinine • Puissant broncho constricteur • Stimule fibres C sensitives non myélinisées du système nerveux NANC • Induit vasodilatation, ↗ perméabilité capillaire et œdème • Participe au développement de la réaction locale inflammatoire
  • 85.  1.2.4. Neuro-médiateurs du NANC Endothéline • Action broncho-constrictrice • Effet chimioattractant des fibroblastes • Favorise synthèse de collagène • Induit prolifération des CML des VA → molécule pro-fibrosante qui pourrait être impliquée dans le remodelage bronchique
  • 86. 1.2.5. Cytokines • Indispensables au –recrutement, –à la différenciation, à la maturation –et à la survie des cellules inflammatoires comme les éosinophiles, mastocytes, lymphocytes et macrophages.
  • 87. 1.2.5. Cytokines EFFETS BIOLOGIQUES IL-3 IL-4 IL-5 + GM-CSF IL-6 IL-8 IL-13 IFN- γ Differentiation et prolifération des mastocytes Prolifération Mastocytes, synthèse d’IgE, réponse Th2 Différenciation et activation des Eosinophiles Immunorégulation, différenciation LB en plasmocytes chimiotactisme des leucocytes Expression CMH classe II Prolifération granulocytaire , développement macrophages 87
  • 88. 1.2.5. Cytokines • Cytokine cytoxique : TNF , – Produit par les mastoytes, éosinophiles, macrophages, cellules épithéliales – Stimule production de certaines cytokines et l’expression d’ICAM1 par cellules épithéliales bronchiques – Induit une HRB et ↗ des PNN dans l’expectoration
  • 89. 1.2.5. Cytokines • Cytokine chimio-attractante = chimiokine • Médiateurs pro-inflammatoires secondaires • attirent les monocytes, certains lymphocytes et les éosinophiles – MCP : Monocyte Chemotactic Proteins ; – RANTES : Regulation Upon Activation, Normal T Expressed and Secreted – Eotaxines
  • 90. • Si la description des cellules inflammatoires et de leurs rôles se fait en individualisant chaque type de cellule, la situation in vivo est beaucoup plus complexe • Cellules et médiateurs interagissent en permanence aux différentes phases de la réponse inflammatoire allergique 1. Inflammation bronchique Synthèse 90
  • 91.
  • 92.
  • 93. 93 Physiopathologie cellulaire et humorale de l’asthme
  • 94. II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE Inflammation bronchique Hyper réactivité bronchique Obstruction bronchique
  • 95. 2. Hyper réactivité bronchique Définition • Obstruction excessive des bronches de certains individus en réponse à des stimuli variés : –Physique : froid, exercice –Chimique : Ach, histamine, PG F2
  • 96. 2. HRB Méthode d’évaluation de l’HRB • Tests d’inhalation à la métacholine ou à l’histamine • Détection de la concentration PD20 de métacholine ou d’histamine qui induit une chute de 20% du VEMS • Aide au dg positif d’asthme en cas de symptômes atypiques : toux spasmodique, dyspnée sans paroxysmes en cas d’EFR normale
  • 97. 2. HRB • Caractéristique essentielle mais non spécifique des asthmatiques. • Peut être présente – Rhinite allergique – RGO – Affection interstitielle diffuse – …
  • 98. 2. HRB 2 hypothèses – Anomalie au niveau du muscle lisse bronchique – Anomalie du système nerveux autonome
  • 99. 2.1. Anomalie au niveau du muscle lisse bronchique • Contractilité anormale: aucune anomalie biochimique n’est cependant connue • Altération des récepteurs membranaires des CML d’origine constitutionnelle ou induite par les médiateurs de l’inflammation. • Hypertrophie musculaire : pour un stimuli donné la contraction induite entraine un rétrécissement plus important
  • 100. 2.2. Anomalie du SN autonome –Système cholinergique –Système adrénergique –Système NANC
  • 101. 2.2.1. Anomalie du système cholinergique • Exagération des réflexes cholinergiques – pourrait être responsable d’une réponse anormale des bronches de l’asthmatique
  • 102. Anomalies de l’épithélium contribuent à l’HRB par • le relargage de médiateurs • l’exposition des terminaisons nerveuses • l’exposition antigénique des cellules de la sous- muqueuse ↗ de la susceptibilité des cellules musculaires à l’Ach ↗ du nombre et de l’affinité des récepteurs muscariniques Ralentissement de la dégradation de l’Ach ↗ de la libération de l’Ach si une modulation négative par les autres SN n’intervient plus
  • 103. 2.2.2. Anomalie système adrénergique • ↘ de la densité et de l’affinité des récepteurs β-adrénergiques • ↘ densité des récepteurs α-adrénergiques inhibiteurs • ↗ densité des récepteurs α-adrénergiques excitateurs
  • 104. 2.2.3. Anomalie système NANC • Déficience du système NANC inhibiteur • Baisse d’affinité des récepteurs VIP • ↗ de la sensibilité du muscle lisse aux neurokines broncho-constrictives
  • 105. 2. Hyper réactivité bronchique Synthèse • Augmentation du système bronchoconstricteur – Cholinergique – α-adrénergique excitateur – NANC excitateur • Diminution du système broncho-dilatateur – β-adrénergiques – NANC inhibiteur
  • 106. 2. Hyper réactivité bronchique Synthèse • Mécanisme complexe avec : – des inter-réactions entre différents composants du système nerveux autonome – Une interaction avec les médiateurs – Variabilité des anomalies d’un asthmatique à l’autre
  • 107. II. PHYSIOPATHOLOGIE PROPREMENT DITE Inflammation bronchique Hyper réactivité bronchique Obstruction bronchique
  • 108. 3. Obstruction bronchique – Bronchospasme des muscles lisses – Œdème de la muqueuse – Sécrétions endobronchiques – HRB secondaire anomalie épithélium – Phénomène de remodelage
  • 109. 3. Obstruction bronchique • Sécrétions endobronchiques – Extravasation vasculaire et hypersécrétion des glandes à mucus – Sécrétions fluides plus ou moins épaisses • Par déperdition d’eau • Formation de véritables bouchons muqueux pouvant obstruer les bronchioles • Mucus • Exsudat protéïque • Infiltrat cellulaire (PNN + PNE) • Cellules ciliées desquamées
  • 110.
  • 113. 4. Remodelage bronchique • Réaction chronique : remodelage • Grandes + petites VA présentent des modifications structurelles alors que le parenchyme est habituellement préservé.
  • 114. 4. Remodelage bronchique • Ces anomalies sont à la fois – Reconstructives : changement dans composition, contenu et organisation des composants cellulaires et moléculaires de la paroi des VA. – Lésionnelles : œdème, infiltration éosinophilique et lymphocytaire, desquamation épithéliale.
  • 115. 4. Remodelage bronchique • Épithélium • Membrane basale • Glandes séro - muqueuses • Vaisseaux • Muscle lisse
  • 116. 4. Remodelage bronchique • Epithélium – Destruction – Phénomène de réparation permettant de restaurer un épithélium normal – En cas de lésions récurrentes : métaplasie • Soit avec prédominance de cellules squameuses • Soit avec une hyperplasie de cellules caliciformes
  • 117. 4. Remodelage bronchique • Membrane basale – Épaississement de la membrane basale – Dépôt de collagène III et V + fibronectine
  • 120. 4. Remodelage bronchique • Musculature lisse – Masse musculaire lisse X 4 – Mécanismes d’hypertrophie et d’hyperplasie
  • 121. 4. Remodelage bronchique • Épithélium : Destruction / Hyperplasie • Mb basale : Pseudo-épaississement • Glandes séro - muqueuses : Hypertrophie • Vaisseaux : Angiogenèse • Muscle lisse : Augmentation de la masse
  • 122. 26/02/2015 Diagnostic de l'asthme 122 →→ asthme sévère réfractaire ß₂ mimétique, corticoïde, TVO permanant peu / pas réversible
  • 123. Conséquences – Epaississement des structures bronchiques • Réduction de la lumière bronchique • Réduction de la plasticité des bronches – Fibrose : rôle de barrière ralentissant le passage des médiateurs inflammatoires vers l’épithélium – Vieillissement bronchique • Déclin du VEMS f° de l’âge plus important chez l’asthmatique que chez le sujet normal • 70 ml / an contre 20 ml / an en moyenne
  • 124. 124 Physiopathologie cellulaire et humorale de l’asthme
  • 125.
  • 126. 1. Mécanique ventilatoire 2. Echanges gazeux 3.Conséquences hémodynamiques III. CONSEQUENCES RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES 126
  • 127. 1. Mécanique ventilatoire • Crise d’asthme est associée à ↓ calibre VA avec collapsus de certaines bronches, en particulier au cours de l’expiration. 127
  • 128. Broncho constriction Air inspiré > air expiré Expiration active Muscles respiratoires inefficaces Distension thoracique Conséquences physiopathologiques 26/02/2015 128
  • 129. 1. Mécanique ventilatoire • Conséquences: - Trouble ventilatoire obstructif (TVO) - Ventilation à haut volume pulmonaire - Pression intrathoracique modifiée 129
  • 130. 1.1. Trouble ventilatoire obstructif (TVO) – ↓ du VEMS et du débit de pointe (peak-flow). – ↑ des résistances des voies aériennes. – ↑du volume résiduel (VR) ( par fermeture précoce des petites voies aériennes, de la CRF et de la CPT). • Il en résulte un freinage : ↑ du temps expiratoire ne permettant cependant pas une vidange complète avant le cycle suivant. • Entre les crises, les paramètres fonctionnels sont classiquement normaux. 1. Mécanique ventilatoire  Toux sèche isolée ou productive.  Oppression (au repos ++).  Dyspnée expiratoire nocturne +++ récurrente  Sifflements récidivants.  Hypersécrétion bronchique.  Intolérance aux variations d’environnement, à l’exercice physique…
  • 131. 1.2. Ventilation à haut volume pulmonaire Avantage • mécanisme compensateur, • objectif maintenir le plus grand nombre possible de VA ouvertes et d’optimiser les débits expiratoires. • Assurée par ↑ du travail des Mx inspiratoires, pour vaincre les résistances bronchiques à l’écoulement aérien. 1. Mécanique ventilatoire 131
  • 132. 1.2. Ventilation à haut volume pulmonaire Inconvénients :  ↘ de l’efficacité contractile du diaphragme , étiré • Au maximum, inversion de son action avec rétrécissement paradoxal du calibre thoracique • au niveau des dernières côtes : signe de Hoover. Fatigue des muscles respiratoires → hypoventilation alvéolaire 1. Mécanique ventilatoire diamètre transversal ↘, les parois thoraciques se rapprochent au lieu de s'écarter. Excellent marqueur de gravité de l’obstruction des voies aériennes.
  • 133. 1.3. Pression intrathoracique modifiée • Le travail important développé par les Mx inspiratoires → –↗ de la pression au niveau des alvéoles –Fissuration alvéolaire →→ Risque de pneumothorax +++++ Risque de pneumomédiastin 1. Mécanique ventilatoire
  • 134. 1. Mécanique ventilatoire 2. Echanges gazeux 3. Conséquences Hémodynamiques III. CONSEQUENCES RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES 134
  • 135. • Hypoxémie : due à la diminution (effet shunt) ou l’abolition (shunt) de la ventilation dans des territoires correctement perfusés. • Hypocapnie : habituellement observée au cours des crises d’asthme non sévères résulte d’une hyperventilation réflexe à l’hypoxémie. 2. Echanges gazeux 135
  • 136. • Une normocapnie, voire une hypercapnie (signes de gravité) peuvent apparaître si l’effet shunt et le shunt intéressent un pourcentage trop important des alvéoles • L’hypercapnie (hypoventilation alvéolaire) → la fatigue des muscles inspiratoires En cas de crise d’asthme sévère/très sévère 2. Echanges gazeux 136
  • 137. Obstruction des VA Augmentation du W ventilatoire Anomalie de V/Q Hypoxémie Baisse PaO₂ Mécanique respiratoire altérée Efficience musculaire diminuée ↗ VCO₂ ↗ PaCO₂ Chute pH Défaillance respiratoire
  • 138. 1. Mécanique ventilatoire 2. Echanges gazeux 3.Conséquences hémodynamiques III. CONSEQUENCES RESPIRATOIRES ET CIRCULATOIRES 138
  • 139. 3.1. Circulation pulmonaire Les crises d’asthme sévères sont associées: - à des signes cliniques - et/ou électriques d’insuffisance ventriculaire droite → cœur pulmonaire aigu 3. Conséquences hémodynamiques 139
  • 140. 3.2. Circulation systémique Le pouls paradoxal « ↘ de plus de 10 mmHg de la PAS au cours de l’inspiration » • s’observe lors des crises sévères, • Due à dépression intrathoracique inspiratoire transmise aux vaisseaux intrathoraciques 3. Conséquences hémodynamiques 140
  • 141. IV. Cas particuliers 1. Asthme non atopique (intrinsèque) • Défini par l’absence de test cutané positif et d’IgE sérique spécifique pour les allergènes suspectés • Représente: 1/3 des asthmes chez les adultes
  • 142. IV. Cas particuliers 1. Asthme non atopique (intrinsèque) • Contact avec – Irritant nocif pour les poumons – Infection thoracique ou grippe – Exercice – Changement soudain de température – Air froid
  • 143. IV. Cas particuliers 1. Asthme non atopique (intrinsèque) • Résultat – D’une seule exposition très élevée à un irritant nocif (syndrome de Brooks) – Contact répété avec des irritants à des concentrations peu élevées
  • 144. IV. Cas particuliers 1. Asthme non atopique (intrinsèque) • Asthme non atopique présente profil clinique différent de l’asthme atopique • En revanche éléments physiopathologiques qui conditionnent cette différence ne sont pas compris actuellement • Cependant pas de différence dans les principes du traitement des crises ou de fond hormis l’éviction de l’allergène.
  • 145. IV. Cas particuliers 2. Asthme à l’exercice • Asthme d’EFFORT, Air froid, sec ● 2 hypothèses physio-pathologiques - Thermique - osmotique
  • 146. Hypothèse thermique Hyperventilation en air froid Refroidissement des bronches Stimulation des récepteurs bronchospasme Réchauffement en fin d’exercice Hyperhémie secondaire œdème Asthme thermo-induit 146
  • 147. Hypothèse osmotique Hyperventilation d’air sec Humidification rapide Deshydration muqueuse bronchique hyperosmolarité Extravasation plasmatique Product° mucus ÉpaississemT muq Bronch oedème Libération médiateur cellulaire bronchospasme Am.J.Respir.care Med. 2003;165
  • 148. IV. Cas particuliers 3. Asthme à l’aspirine
  • 149. Conclusion • Mode de présentation de l’asthme diverse → DES ASTHMES • Mécanisme physiopathologique complexe – Un tableau est en train de se dessiner où ≠ sous- populations de lymphocytes T sont actives dans différentes phases de l'asthme bronchique • Bonne connaissance de la physiopathologie = base de toutes perspectives thérapeutiques.