section 2 : voies de conduction aérienne

Les voies de conduction aérienne.

La zone de conduction est formée de conduits rigides échelonnés des narines jusqu’aux bronchioles. En plus du rôle de convexion de l’air, cette zone prépare l’air inspiré avant son contact avec les zones d’échange en assurant

1. sa purification (ablation des particules inertes ou vivantes en suspension)
2. son humidification (humidité de la zone d’échange : 70 %)
3. son réchauffement (température de la zone d’échange : 36,6°)

Lors de chaque mouvement respiratoire (inspiration puis expiration), les mouvements aériens décrivent un va et vient qui permet de renouveler une partie de l’air contenu dans les voies aériennes, en fin d’expiration, l’ensemble du système respiratoire conserve une partie d’air. On divise les voies aériennes en voies aériennes

• Supérieures ou extrathoraciques (fosses nasales, pharynx, larynx et trachée cervicale)
• Inférieures ou intrathoraciques
  1. Extra pulmonaires : trachée thoracique et bronches souches
  2. Intrapulmonaires : bronches lobaires, segmentaires, bronchioles

Pyramide nasale et fosses nasales.

Les voies respiratoires débutent au niveau de la face par deux conduits parallèles au niveau de la pyramide nasale. Les deux narines donnent accès aux vestibules où sont implantés les vibrisses (poils) dont l’enchevêtrement réalise un filtrage grossier de l’air inspiré. La pyramide nasale est formée des os propres du nez et de pièces cartilagineuses où s’insèrent des muscles faciaux susceptibles d’augmenter le diamètre des orifices narinaires (figure 7-6).

Les conduits droit et gauche sont séparés par une cloison médiane, antérieurement cartilagineuse puis osseuse et se réunissent postérieurement au niveau du nasopharynx, au delà des choanes (voir chapitre 4 ostéologie de la face).

La morphologie des fosses nasales est définie par ses constituants osseux :

• Orifice antérieur (os maxillaire et frontal)
• Orifice postérieur (os sphénoïde, palatins)
• Plancher les séparant de la cavité buccale (os maxillaire et palatins)
• Plafond les séparant de la boîte crânienne (os fontal, ethnmoïde et sphénoïde)
• Parois latérales les séparant des orbites (os frontal, lacrymaux, ethmoïde et cornet inférieur)
• Cloison médiane (os ethmoïde et vomer)

Les parois osseuses sont tapissées d’une muqueuse (= revêtement tapissant une cavité du corps humain en contact avec l’extérieur et formée d’un épithélium reposant sur son chorion) appelée muqueuse respiratoire dont l’épithélium, monostratifié (= une couche de cellules) comporte:

• des cellules ciliées
• des cellules sécrétant du mucus

Le chorion est richement vascularisé et il existe des cycles de congestion/décongestion par vasoconstriction ou vasodilatation de ces vaisseaux sous muqueux. Cette muqueuse respiratoire tapisse les cavités sinusales qui communiquent avec les fosses nasales via les méats dessinés par les cornets osseux des parois latérales :

• Le méat supérieur reçoit les sinus ethmoïdaux postérieurs et sphénoïdaux
• Le méat moyen reçoit les sinus ethmoïdaux antérieurs, frontaux et maxillaires

Le canal lacrymal aboutit dans le méat inférieur. Le plafond des fosses nasales abrite les récepteurs olfactifs connectés aux bulbes olfactifs au travers de la lame criblée de l’ethmoïde (figure 7-7).

Cette constitution explique les propriétés des fosses nasales :

• La complexité du relief (cornets) augmente la surface de contact entre l’air et les parois richement vascularisées assurant le réchauffement et l’humidification de l’air inspiré
• Les turbulences du flux aériens favorisées par ce relief favorisent le dépôt des particules sur les parois (la vitesse du flux est ralentie au niveau de la paroi), ces particules sont captées par le film muqueux qui est mobilisé vers le pharynx par le mouvement des cils de l’épithélium pour y être dégluti (ascenseur ou tapis muco-ciliaire)
• Le plafond des fosses nasales est responsable de l’olfaction.
• La présence des cavités aérées que sont les sinus permet une caisse de résonnance intervenant dans la phonation.

Le pharynx.

Le pharynx est un conduit fibro-musculaire en forme de gouttière verticale (hémi-cylindre) s’étendant devant les corps vertébraux cervicaux, de la base du crâne jusqu’au niveau de la 6^ème vertèbre cervicale. Situé en arrière des fosses nasales et de la cavité orale, il réalise la connexion avec le larynx en avant et en bas et l’oesophage en arrière et en bas. Long de treize centimètres, il est divisé en nasopharynx, oropharynx, et laryngopharynx. Sa face antérieure correspond de haut en bas :

• aux choanes communication avec les fosses nasales
• au gosier communication avec la cavité buccale
• à l’orifice laryngé fermé par la glotte

Ce conduit fait de membranes et de muscles striés est recouvert d’une muqueuse variable en fonction du niveau considéré du pharynx : muqueuse respiratoire au niveau du nasopharynx et plus résistante (épithélium pluristratifié de type épidermoïde) au niveau de l’oro- et du laryngopharynx. Les muscles du pharynx sont des muscles striés plats (constricteurs supérieurs, moyens et inférieurs) ou en bandes verticales (palato-pharyngiens, stylo-pharyngiens et salpyngo-pharyngien) (figure 7-8).

Le pharynx a trois fonctions essentielles :

1. Le contrôle du carrefour aéro-digestif : les flux aériens et alimentaires se croisent pour aboutir à des voies distinctes : larynx et œsophage respectivement.
2. La prévention de l’intrusion d’agents biologiques (virus, bactéries…) au sein des zones d’échanges alimentaire et respiratoire dont il constitue la porte d’entrée.
3. Equibration des pressions de part et d’autre des tympans (oreille moyenne)

Par contractions de ses muscles constricteurs (figure 7-9), le pharynx dirige vers l’œsophage les aliments propulsés en arrière de la cavité buccale par le muscle lingual tout en évitant le reflux alimentaire vers le naso pharynx et les fosses nasales (rôle du palais mou) ou leur pénétration dans le larynx (rôle de l’épiglotte).

Ce contrôle des flux aérien et digestif est à la fois volontaire et réflexe, il nécessite une intégrité neurologique et est essentiel à la préservation des voies respiratoires inférieures (figure 7-10).

Au sein de la muqueuse pharyngienne s’accumulent des cellules du système de défense de l’organisme. Ces amas ovoïdes de cellules déforment la muqueuse en dessinant des reliefs en forme d’amande (tonsilla en latin) ou tonsilles

1. Palatines ou amygdales
2. Pharyngiennes ou adénoïdes
3. Tubaires
4. Linguales

Disposés en cercle à l’entrée commune des voies respiratoire et digestive, ces tonsilles forment l’anneau de Waldeyer (figure 7-11).

Médialement, la cavité de l’oreille moyenne, au sein du rocher (voir chapitre 5), communique avec le nasopharynx par un conduit fibro-cartilagineux, la trompe d’Eustache. Latéralement, l’oreille moyenne est en continuité avec le conduit auditif externe provenant du pavillon de l’oreille, la communication avec ce dernier est fermée par une membrane, le tympan. La trompe d’Eustache est un conduit collabé sur lequel s’insèrent les muscles qui élèvent et tendent le palais mou. Lors du mouvement de déglutition, les muscles pharyngiens se contractent et le palais mou se relève fermant la communication entre le nasopharynx et l’oropharynx. Lors de ce mouvement, les muscles tenseurs et élévateurs du palais exercent une traction sur la paroi des trompes d’Eustache qui ouvre ces conduits. L’oreille moyenne est mise en continuité avec le nasopharynx permettant l’équilibre des pressions de l’oreille moyenne avec celle du milieu extérieur, ce phénomène explique le bruit audit dans l’oreille lors de la déglutition et évite une tension douloureuse sur le tympan sensible (figure 7-12).

Le larynx.

Le larynx est un conduit purement respiratoire, cylindrique dont l’ouverture supérieure dessine une ellipse regardant en haut et en arrière vers la portion inféro-antérieure du pharynx. Long de 5 cm il s’étend depuis la concavité de l’os hyoïde du niveau vertébral C4 au niveau C6. Il se compose d’un squelette cartilagineux

La musculature laryngée extrinsèque mobilise en bloc le larynx permettant ses mouvements verticaux au niveau de la partie antérieure du cou.

Recouvert antérieurement par la peau du cou et des muscles plats et fins, il est perceptible au niveau de la face cervicale antérieure (le cartilage thyroïde dessine la « pomme d’Adam » (figure 7-13).

Neuf cartilages composent le larynx :

• l’épiglotte : cartilage élastique en forme de cuillère.
• le cartilage thyroïde : forme le relief de la face antérieure du cou, appelé la pomme d’Adam. Il se développe de façon plus importante chez l’homme à la puberté, rendant compte des modifications de la tonalité vocale
• le cartilage cricoïde forme d’une bague, surmontée postérieurement des cartilages aryténoïdes et corniculés, qui servent de point d’attache postérieur aux cordes vocales
• les 2 cartilages cunéiformes situés dans les membranes fibreuses habillant le squelette cartilagineux.

La paroi interne comporte des plis latéraux : les fausses et les vraies cordes vocales. Les cordes vocales (muscle vocal et portion élastique) se prolongent latéralement par le cône élastique, ainsi la communication avec la trachée se fait uniquement par l’espace situé entre les deux cordes vocales : la fente glottique ou glotte. Les pièces cartilagineuses sont réunies par des ligaments et une musculature dite intrinsèque. L’ensemble du conduit laryngé est mu par une musculature extrinsèque qui le relie à l’os hyoïde et au sternum.

Fonctionnellement, le larynx

1. Réalise un sphincter à l’entrée des voies respiratoires inférieure, au niveau des vraies cordes vocales : la glotte, permettant la manœuvre de Valsalva. Une fois l’air inspiré, la glotte se referme emprisonnant l’air dans les poumons. La contraction du diaphragme et des muscles abdominaux trouve ainsi un support pour pouvoir augmenter la pression intra abdominale facilitant la vidange du rectum ou de la vessie. Lors de ce phénomène, l’augmentation de pression intra abdominale compromet le retour veineux au niveau cardiaque (compression de la veine cave inférieure) et provoque une congestion veineuse périphérique. Cette situation est utilisée à titre diagnostique lors de l’examen clinique (recherche de reflux veineux, recherche de hernie, … etc.).
2. Produit le son primitif par la vibration expiratoire des cordes vocales dont la tension et l’écartement dépendent de la musculature intrinsèque.
3. Protège l’entrée des voies respiratoires par l’abaissement de l’épiglotte lors de l’ascension du larynx liée à la déglutition (action de la musculature extrinsèque) : les aliments sont dirigés vers l’entrée de l’œsophage.

Proche de la thyroïde (voir chapitre endocrinologie) le larynx partage avec elle son irrigation et son innervation dépend de nerfs en relation topographique avec elle. Les pathologies thyroïdiennes et leurs traitements peuvent ainsi compromettre le fonctionnement de la musculature laryngée (troubles de la voix).

La trachée.

La trachée (figure 7-16) forme un conduit vertical de 10 à 12 cm et de de 2,5 cm de diamètre, situé dans un plan sagittal débutant sous le larynx (C6) pour se terminer au niveau T4, soit dans le plan horizontal passant par le sommet de l’angle de Louis (angle ouvert en arrière, dessiné par le manubrium en haut et le corps du sternum en bas) à la frontière entre médiastin supérieur et inférieur. C’est un conduit cervical et médiastinal qui descend en oblique d’avant en arrière pour se terminer par sa subdivision en bronches souches droite et gauche. Faite de l’empilement d’anneaux cartilagineux incomplets ouverts en arrière (16 à 20) et complétée par du muscle lisse et du tissu fibreux, elle possède à la fois une certaine souplesse et une rigidité suffisante pour s’adapter aux mouvements du cou tout en évitant de se collaber lors des mouvements rapides d’inspiration forcée.

Au niveau cervical, latéralement à la trachée, se retrouvent les gros vaisseaux du cou (artère carotide commune et veine jugulaire interne), la face antérieure des premiers anneaux trachéaux répond à l’isthme thyroïdien tandis que les faces latérales de ces anneaux sont en contact avec les lobes thyroïdiens. La face postérieure de la trachée répond à l’œsophage cervical puis thoracique.

Le revêtement interne de la trachée se compose d’une muqueuse et d’une sous muqueuse avec un épithélium respiratoire, riche en cellules caliciformes et ciliées et en récepteurs sensitifs susceptibles de provoquer le réflexe de toux lors de l’irritation. Le dernier anneau trachéal est un peu plus élargi, il comporte un éperon interne la carina qui marque la subdivision entre bronches souches droite et gauche (vu de l’intérieur, la division en bronches souches donne l’impression d’être face à la carène d’un navire).

Les bronches.

Les bronches correspondent aux branches de subdivision de la trachée. La première subdivision au niveau de la carina donne la naissance à deux bronches dites souches ou principales, l’une droite, l’autre gauche. Ces bronches se dirigent latéralement et vers le bas pour pénétrer progressivement dans le tissu pulmonaire, tout en se subdivisant secondairement.

1. La bronche souche droite plus courte que la gauche, a un diamètre supérieur à celui de la gauche (le poumon droit est plus volumineux que le gauche, le cœur occupant le médiastin inférieur et une partie de l’hémithorax gauche), elle est dirigée plus verticalement dans la prolongation de la trachée. Ceci explique que les corps étrangers inhalés iront s’y loger beaucoup plus facilement.
2. La bronche souche gauche se dirige plus directement latéralement en dessinant une courbure à concavité supérieure dans laquelle passent les vaisseaux qui la croisent : la crosse aortique et l’artère pulmonaire gauche.

Les bronches souches en pénètrant dans le poumon par le hile pulmonaire donnent les conduits aériens destinés aux divisions pulmonaires : bronches lobaires (secondaires) puis bronches segmentaires (tertiaires). Les divisions dichotomiques ultérieures aboutissent aux bonchioles, conduits de moins de 1 mm de diamètre, puis aux bronchioles terminales. L’ensemble de ces subdivisions constitue l’arbre respiratoire où l’on individualise 23 ordres de subdivision. L’arbre respiratoire est suivi en parallèle par les subdivisions des artères pulmonaires droite et gauche, et par le réseau veineux pulmonaire qui aboutira au hile en veines pulmonaires droites (2) et gauches (2) (voir description du poumon, section 3 de ce chapitre).

La structure des conduits bronchiques au fur et à mesure de leur subdivision se modifie : le cartilage présent sous forme d’anneaux irréguliers forment progressivement des plaques non annulaires et disparaît (au niveau des bronchioles) progressivement tandisque la composition en fibres musculaires lisses augmente vers la périphérie. L’épithélium qui recouvre la face interne des bronches s’amincit des bronches principales jusqu’aux bronches terminales.