Immunité de l’appareil respiratoire

L2 2012

Fonctions de l’appareil respiratoire

• Oxygénation tissulaire et élimination du CO2.

• Equilibre acido-basique • Fonctions métaboliques • Filtre circulatoire et réservoir sanguin • Thermorégulation et balance hydrique • Phonation • Défense de l’organisme Interface avec milieu extérieur +++

Mécanismes de défense

• Dispositif mécanique • Cellules Immunitaires/tissus lymphoïdes • Vaisseaux sanguins et lymphatiques

Mécanismes de défense

• Facteurs mécaniques : Poils/vibrisses (particules: Ø > 5 µ) Réflexe d’éternuement Réflexe de toux

•

Facteurs mécaniques

(assurée par la muqueuse respiratoire en contact avec le milieu extérieur) Barrière épithéliale - Cils vibratiles - Mucus

Muqueuse du tube digestif versus appareil respiratoire Tube digestif Epithélium Sous-muqeuse Musculeuse

Estomac Rectum Oropharynx Œsophage

Appareil respiratoire Fosses nasales Sinus NEZ Pavimenteux kératinisé pseudostratifié oropharynx Pavimenteux non kératinisé Larynx bronches tertiaires pseudostratifié

Cellules épithéliales

Autorenouvellement (cellules basales) Jonctions étroites (barrière physique) cylindrique cubique

cils

Epithélium de la muqueuse respiratoire

fosses nasales/ sinus/trachée/bronches

Glande séreuse Cellule Intraépithéliale Cellule Caliciforme Membrane basale

cils Epithélium de la muqueuse respiratoire

bronchioles/bronchioles respiratoires

Cellule Intraépithéliale Cellules De Clara Membrane basale

Muqueuse des Voies Aériennes Inférieuses Epithelium Cellules caliciformes Trachée Pseudostratifié Bronches



+++ ++ Absentes Cellules de Clara Muscularis mucosae Absente Absentes + Bronches tertiaires Cylindrique ++ Absentes ++ Glandes Muqueuses Cartilage Alvéole +++ +++ Absente ++ ++ Absente + + Absente Bronchioles



+ + +++ Absentes Absent Absente Bronchioles respiratoires Cubiques Absent + +++ Absentes Absent +

Alvéoles respiratoires

Escalateur mucociliaire

Action combinée du mucus et des cils Elimination des particules étrangères - Epuration broncho alvéolaire Humidifie et filtre l’air inspiré évite dessèchement de la muqeuse

Escalateur mucociliaire

•

Cils

(80% ç épithéliales = ciliées). 200 cils/cellule. 5 – 10 µ longueur battent à la fréquence 1000/1500/min transport du tapis muqueux à la vitesse: 0.5- 1 mm/min dans petites VA 5 20 mm/min dans bronches et trachée VA supérieures Sécrétions expectorées ou dégluties

•

Mucus

gel viscoélastique hétérogène sécrété par ç caliciformes et glandes sous-muqueuses constitué de mucines Glycoprotéines (sucres 80%, protéines 20%) -

- PH : 6.5 -7.8

Enzymes : lysozymes, lactoferrine, anti leucoprotéase transferrine… Peptides antimicrobiens : défensines, cadhélicidines, histatines -Immunoglobulines Couche superficielle

visqueuse capte les particules propulsée vers le pharynx

Couche profonde

fluide/aqueux permet battement des cils

Conditionnement de l’air inspiré et défense

•

Humidification de l’air:

fonctionnement optimal des cils ↑évacuation et ↓ multiplication des agents infectieux évite bouchons muqueux dans les petites VA

Flore normale

•

Muqueuse nasale et pharyngée

– flore résidente riche – bactéries non pathogènes (saprophyte) – en compétition avec agents potentiellement pathogènes (↓ colonisation). portage sain: nasal ou pharyngé •

En aval du larynx

flore bactérienne ↓ VAI et parenchyme pulmonaire = stériles

Tissus lymphoïdes associés aux muqueuses (MALT)

- Nasopharynx : NALT - Bronches : BALT - Tube digestif : GALT

Amygdales

Follicule primaire Zone préfolliculaire (T+++) B B CD B T

Structures voisines des ganglions

HEV (High Endothelial Venules) Vaisseau

cils Epithélium de la muqueuse respiratoire et cellules intraépithéliales Cellules Intraépithéliales Cellules Caliciformes Lymphocytes intraépithéliaux 20 pour 100 ç épithéliales T +++ CD8+/CD4= 1.5, TCR

ab, a

4

b

7 B, NK Mastocytes Membrane basale

NALT/BALT

T diffus Ç dendritiques M ø Mastocytes Facteurs de Domiciliation ? P-Selectin, ICAM-1 Follicule: ç dendritiques B++plasmocytes

Mucus

Immunoglobuline A Poly IgR

IgA TGF b ± IgM IgA

NALT/BALT

T diffus M ø Ç dendritiques Mastocytes

MM

Ganglion HEV Vx sanguin Canal lymphatique

Pneumocyte I Cellules immunitaires Intra alvéolaires

Collectines (SPA et SPD) lient parois bact + virus Neuralisation/Opsonisation Macrophages > 90% Lymphocytes ≤10% T CD4+ (majorité) PN < 2% Ig < 5% des protéines

Pneumocyte II Surfactant IL6

Vaisseaux sanguins afférents Ganglions lymphatiques Hile Vaisseaux sanguins efférents vaisseaux lymphatiques afférents - Lymphocytes - Monocytes/Macrophages - Cellules dendritiques - Ag solubles

Agression microbienne Toll-like receptors

Macrophage alvéolaire Cellule épithéliale Rôles des interactions PAMP/PRR

Germes et immunité innée

PAMP Peptidoglycanes bactériens (muramyl-dipeptides) Lipopeptides / Lipoprotéines NOD (intracellulaire) TLR2 PPR ADN double brin (virus) LPS bactériens Motifs oligo CpG ADN TLR3 (membrane) RIG1 (intracellulaire) TLR4 (+ CD14) TLR9

Récepteurs Toll-like (TLR) Immunologie

L.Chatenoud, J-F Bach

Agression microbienne Germe peu virulent, inoculum faible

Collectines (SPA et SPD)

Pneumocyte I Pneumocyte II Surfactant IL6

L’élimination est assurée en majeure partie par le macrophage avec peu d’inflammation !

Agression microbienne germe virulent, inoculum + important

Peptides anti-microbiens

TLR

cytokines

IL1

Macrophage alvéolaire

TNF-

a

IL6, IL8 chemokines

Cellule épithéliale

E et P selectine ICAM-1

Orientation de la réponse (Type de PN, de Ly : Th) dépend du germe (intra-ç, extra-ç…..), d’autres facteurs environnementaux, du fond génétique

Lymphocytes

Rappel: Coopération entre Lymphocytes T et Cellules Présentatrices d’Antigènes (CPA)

Ag CPA

CMH I/II CD4 CD8

TCR CD3 CD28 B7 1.2 (CD80/CD86) Lymphocyte T

Coopération T-CPA

CPA Fas CD40 SLAM CD70 OX40 LFA3 CD80/CD86 CD275 ICOSL TACI BAFF-R BCMA PDL1 CMH B7H4TNFR Fas FasL CD40L SLAM CD27 OX40L CD4/CD8 CD2 SAP TCR CD3 CD28 T + CTLA4 ICOS APRIL BAFF PD1 BTLA CD272 CD160 LIGHT Furine

Lymphocyte B

CD5

BCR

Fc

g

RIIb CD22 BTLA PIR

+

Régulation périphérique des fonctions effectrices des lymphocytes B et T

NK reg

Ç myéloïdes et mésenchymateuses suppressives

T régulateur

(Treg, Tr1/Th3) Cellule dendritique immature T effecteur (Th0, Th1, Th2) CD4 + CD25 ++, CD4+ CD25-LAP+ Foxp3 IL10, TGF

b

1 B reg CD5+ CD1d+ IL10+ B Th17 ROR

g

t

IL17, IL22, IL21 IL6, TGF b IL23

Régénération de l’épithélium respiratoire Rôle IL8, TIMP1, MMP1, MMP7

•

La nature, la sévérité et/ou la répétitivité des agressions (microbiennes ou non) peuvent laisser des séquelles irréversibles de minimes à très graves

Pathologies

•

Barrière:

Brûlures, Fumées ou Liquides toxiques, abrasion - Mucus: Mucoviscidose Asthme Suppurations bronchiques chroniques Maladie des cils immobiles Anomalie transitoire des cils (infections, autres agressions)

Infections

Virales, bactériennes, parasitaires, fungiques • VAS (rhinite, sinusite, pharyngite, angine, épiglottite, laryngite) ● VAI : trachéite, bronchite, bronchiolite,pneumopathie, pleuropneumopathie [expression et conséquences diverses]

•

Autoimmunité/vascularites:

- Good Pasture (Anticorps anti-Membrane basale): VAI,reins Wegener (VAS, VAI, reins…..) - Churg et Strauss Protéinose alvéolaire (autoanticorps anti-GM-CSF)

Hypersensibilité

• Asthme atopique (environnement, orientation Th2, Th17…) ( HS type I) • Alveolite allergique extrinsèque ( poumon de fermier, éleveur d’oiseaux ..

) (HS type III) Facteurs génétiques

TH1 TH2

Facteurs environnementaux Hygiène Pollution, Allergène

•

Granulomes

Infections: mycobactérie….

Corps étranger: silicose, berylliose….

- Vascularite: Wegener Certains déficits immunitaires - Neoplasie Sarcoïdose

Prolifération lymphoïde • Infiltration lymphocytaire diffuse (LIP: lymphocytic interstitial pneumonia) • Hyperplasie folliculaire • Lymphome primitif (MALT….)

• Eosinophiles: - asthme - Chrurg et Strauss - Helminthiase Carrington…….

• Histiocytose X • fibrose