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07/10/12
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CAPILLAIRES SANGUINS
Pr John DE VOS Unité de Thérapie Cellulaire, CHU de Montpellier IRB, Institut de recherche en biothérapie INSERM U1040, [email protected]
Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2
LES CAPILLAIRES
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� 1 – INTRODUCTION � 2 – DÉVELOPPEMENT � 3 – STRUCTURE HISTOLOGIQUE ○ STRUCTURE GÉNÉRALE ○ TROIS TYPES DE CAPILLAIRES ○ RÉSEAU CAPILLAIRE
� 4 – HISTOPHYSIOLOGIE � 5 – HISTOPATHOLOGIE
CAPILLAIRES SANGUINS
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LES CAPILLAIRES
� du latin capillus, cheveux
� les vx les plus fins de l’organisme : ○ 5 à 10 µ de diamètre
○ NB : Globule rouge : 7 µ : la
déformabilité du GR est indispensable
○ 0,5 à 2 µ d’épaisseur
� petite taille mais grand nombre : ○ 700 m2 environ de surface d’échange!
� è favorise les échanges entre sang
et compartiment interstitiel
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Capillaires alvéolaires
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STRUCTURE HISTOLOGIQUE GENERALE DES VAISSEAUX
� 3 tuniques : ○ intima
○ média
� composition variant selon le segment
○ adventice
� Concerne tout l’arbre vasculaire … sauf les capillaires
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� Le capillaire est tapissé de cellules endothéliales qui reposent sur une lame basale = endothélium � = Epithélium simple pavimenteux
○ 0,5 à 2 µ d’épaisseur ○ noyau bombe dans la lumière ○ jonction intercellulaire jointives :
� zonula occludens � zonula et macula adherens � jonction de type gap
STRUCTURE HISTOLOGIQUE DU CAPILLAIRE
Jonctions Noyau
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Endothélium vasculaire « déplié »
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� Lame basale : ○ forte proportion de collagène IV, de protéoglycanes, de laminine, d’entactine, fibronectine
� Relié au tissu environnant par des fibres de collagène � Le capillaire baigne dans le liquide interstitiel
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STRUCTURE HISTOLOGIQUE DU CAPILLAIRE
� Péricyte = cellules doublant par endroit les cellules endothéliales � Rôle :
○ contraction (?) ○ homéostasie et développement de la microcirculation (angiogenèse) (?) ○ régénération ce certains tissus comme le muscle (?)
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PÉRICYTES
Capillaire
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Weather, de Boeck Coupe histologique longitudinale et transversale d’un capillaire (E = cellule endothéliale; P = péricyte). Notez les globules rouges dans la lumière du capillaire
� 1 – INTRODUCTION � 2 – DÉVELOPPEMENT � 3 – STRUCTURE HISTOLOGIQUE ○ STRUCTURE GÉNÉRALE ○ TROIS TYPES DE CAPILLAIRES ○ RÉSEAU CAPILLAIRE
� 4 – HISTOPHYSIOLOGIE � 5 – HISTOPATHOLOGIE
CAPILLAIRES SANGUINS
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TROIS TYPES DE CAPILLAIRES
� Trois types de capillaires : ○ capillaires continus (typiques non fenêtrés)
○ capillaires fenêtrés (typiques fenêtrés)
○ capillaires sinusoïdes
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CAPILLAIRES CONTINUS � Présents presque partout dans l’organisme � Structure :
○ endothélium continu (jonctions serrée et/ou adhérentes, gap) ○ lame basale continue
� une telle structure ne facilite pas les échanges (hormis les échanges gazeux)! è pinocytose
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Jonction LB
Cellule endothéliale (CE)
Échanges gazeux
pinocytose
Capillaire continu
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CAPILLAIRES CONTINUS
Weather, de Boeck Coupe transversale d’un capillaire continu (microscopie électronique à transmission)
� Dans les organes où les échanges sont intenses: ○ glomérule rénal, villosité intestinale, glandes endocrines, etc.
� Structure: ○ des pores (ou « hublots ») dans l’épaisseur de la cellule endothéliale, avec ou sans diaphragme ○ lame base continue
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CAPILLAIRES FENÊTRÉS
Fenêtre avec diaphragme
Fenêtre sans diaphragme
Filtration
LB CE Capillaire fenêtré
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CAPILLAIRES FENÊTRÉS
Weather, de Boeck Microscopie électronique à transmission
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CAPILLAIRES FENÊTRÉS
Microscopie électronique à transmission
Wea
ther
, de
Boe
ck
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� Dans les trois organes hébergeant l’hématopoïèse au cours du développement ou au stade adulte : moelle osseuse, rate, foie � Structure: ○ diamètre beaucoup plus important que les autres capillaires ○ cellules endothéliales disjointes, mobiles ○ rôle des fibroblastes et macrophages dans la régulation des espaces libres entre cellules endothéliales
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CAPILLAIRES SINUSOÏDES
� Structure (suite) : ○ lame basale discontinue (et absente dans le foie) ○ passage facilité des cellules hématopoïétiques
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CAPILLAIRES SINUSOÏDES
Globule rouge (rate et moelle osseuse)
LB discontinue
Cellule endothéliale (CE)
Orifice
Capillaire sinusoïde
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� Capillaires sinusoïdes de la rate et cordons de Billroth
� Capillaires sinusoïdes de la rate et cordons de Billroth
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VEINULE POST-CAPILLAIRE
� veinule post-capillaire ○ structure est proche de celle du capillaire de jonction ○ diamètre de 10 à 25 µ ○ nombreux péricytes ○ principale particularité : les cellules endothéliales
� peu jointives � peuvent prendre un aspect cubique (processus inflammatoires) � avec disparition des dispositifs de jonction � permettant l’échange de cellules du sang vers les tissus � principal point d’échange de lymphocytes entre le sang et les organes lymphoïdes
○ les veinules collectrices (20 - 50 µ de diamètre) font suite aux veinules post-capillaires. Elles contiennent une couche continue de péricytes, ébauche de réapparition d’une média, ainsi que des fibres collagènes ○ veinules musculaires : les péricytes sont remplacés par des fibres musculaires lisses classiques
Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2
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� 1 – INTRODUCTION � 2 – DÉVELOPPEMENT � 3 – STRUCTURE HISTOLOGIQUE ○ STRUCTURE GÉNÉRALE ○ TROIS TYPES DE CAPILLAIRES ○ RÉSEAU CAPILLAIRE
� 4 – HISTOPHYSIOLOGIE � 5 – HISTOPATHOLOGIE
CAPILLAIRES SANGUINS
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� Tout l’organisme est traversé de
capillaires � Pas de capillaire dans la cornée, cristallin, cartilage, presque pas dans les tendons � Les capillaires sont organisées en réseau
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LE RÉSEAU CAPILLAIRE
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LE RÉSEAU CAPILLAIRE
� artériole et métartériole
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Artériole
Métartériole
LE RÉSEAU CAPILLAIRE
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� artériole et métartériole � un capillaire principal ou capillaire de jonction � le réseau capillaire proprement dit � veinule post-capillaire et veinule
Réseau de capillaires
Capillaire de jonction
Veinule post-capillaire
Veinule
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LE RÉSEAU CAPILLAIRE
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� artériole et métartériole � un capillaire principal ou capillaire de jonction � le réseau capillaire proprement dit � veinule post-capillaire et veinule � une anastomose artério-veineuse
Anastomose artério-veineuse
LE RÉSEAU CAPILLAIRE
� Capillaire principal ou capillaire de jonction
� Capillaires vrais : diamètre inférieur à 10 µ
� Anastomosés: formation d’un réseau
� La circulation du sang dans le réseau capillaire ne se fait pas à sens
unique, mais varie selon le régime des pressions
� Une augmentation de la pression locale vide les capillaires. Exemple :
un érythème s’efface à la vitropression
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RÉGULATION DU FLUX CAPILLAIRE : SPHINCTERS PRÉCAPILLAIRES
� Nombreux sphincters
précapillaires (cellules musculaires
lisses) au départ des capillaires
� Régulation du débit capillaire : ○ le système sympathique
○ histamine
○ nombreux autres vasodilatateurs
� Action : ○ au niveau des artérioles et veinules
○ au niveau des sphincters
précapillaires
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Sphincter pré-capillaire
RÉGULATION DU FLUX CAPILLAIRE : ANASTOMOSE ARTÉRIO-VEINEUSE
� Anastomose ou shunts artério-veineux : communication directe entre une artériole et une veinule � Artériole particulièrement riche en fibres musculaires lisses è contrôle du débit : plus celui-ci sera important, plus faible sera la quantité de sang passant dans le réseau capillaire � Particulièrement abondants dans la peau : participent à la thermorégulation : glomus neuro-vasculaires
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GLOMUS NEURO-VASCULAIRE
� Lit unguéal, paume et plante, oreilles, nez � Structure
� le shunt prend un aspect enroulé � les fibres musculaires lisses très abondantes � structure enfermée dans un sac fibreux inextensible et richement innervé
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Artériole glomique Veinule glomique
Capsule
Vaisseaux glomiques et leurs cellules musculaires lisses
http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.2.3.1.2.&3.html
RÉSEAUX PARTICULIER
� Cas général : un réseau capillaire relie deux vaisseaux de nature différente : artériole et veinule � Cas particulier : un réseau admirable : deux réseaux capillaires en série � è un des réseaux capillaires est situé entre deux vaisseaux de même nature (réseau admirable) � Le vaisseau (artère ou veine) compris entre deux réseaux capillaires constitue un système porte
○ système porte à haute pression : le rein ○ systèmes portes à basse pression : foie et système hypothalomo-hypophysaire
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http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.2.3.1.2.&2.html
Réseau admirable
Système porte
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SYSTÈME PORTE À HAUTE PRESSION : LE REIN
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SYSTÈME PORTE À BASSE PRESSION : LE FOIE
Foie
Tube digestif
Veine porte
http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.2.3.1.2.&2.html
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SYSTÈME PORTE À BASSE PRESSION : LE SYSTÈME HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE
Veine porte hypothalomo-hypophysaire
http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/POLY.Chp.2.3.1.2.&2.html
Artère hypophysaire supérieure
� 1 – INTRODUCTION � 2 – DÉVELOPPEMENT � 3 – STRUCTURE HISTOLOGIQUE ○ STRUCTURE GÉNÉRALE ○ TROIS TYPES DE CAPILLAIRES ○ RÉSEAU CAPILLAIRE
� 4 – HISTOPHYSIOLOGIE � 5 – HISTOPATHOLOGIE
CAPILLAIRES SANGUINS
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BARRIÈRE
� Barrière entre le compartiment sanguin et les tissus � Dans certains tissus, cette effet de barrière est renforcé:
○ thymus : doublement par des cellules thymo-épithéliales ○ cerveau : barrière hémato-encéphalique
� jonction entre les cellules endothéliales de type zonula occludens � doublement par les astrocytes
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ÉCHANGES � Paroi endothéliale:
○ Siège des échanges entre sang et compartiment interstitiel ○ Diffusion des gaz O2 et CO2
○ Diffusion des molécules liposolubles ○ Passage intercellulaire ○ Pinocytose ○ Transport actif
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Échanges gazeux, substances liposolubles
� Favorisé par ○ Faible épaisseur du cytoplasme ○ Pores pour les capillaires fenêtrés ○ Les espacements entre cellules endothéliale ○ Discontinuité de la membrane basale (capillaires sinusoïdes)
Passage à haut débit
Pinocytose
Transport actif
LB
Cellule endothéliale
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FLUX LIQUIDIENS
� Les flux de liquide à travers la paroi capillaire sont sous le contrôle de: ○ pression hydrostatique : différentiel pression capillaire / pression du tissu ( varie selon l’extrémité artérielle ou veineuse du réseau capillaire) ○ pression oncostatique ○ perméabilité capillaire
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Cellule endothéliale (CE)
Pression hydrostatique Pression
oncostatique
FLUX LIQUIDIENS
� Au niveau de la partie artérielle des capillaires: l’eau, des électrolytes et certaines protéines plasmatiques sont transportés du capillaire vers les tissus interstitiels = filtration � Au niveau de la partie veineuse, direction inverse : réabsorption � Filtration > réabsorption � La différence est drainé par le réseau lymphatique (~10%)
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Lymphatique
Extrémité artérielle
Extrémité veineuse
Filtration Réabsorption
Capillaire
10%
90%
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RÔLE ANTITHROMBOTIQUE
� Surface des cellules endothéliales : glycocalyx ○ très riche en protéoglycanes électronégatifs ○ è repousse les plaquettes électronégatives
� Sécrétion d’antiagrégants plaquettaires (prostacycline, etc.) et d’inhibiteur de la coagulation (thrombomoduline)
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HISTOPHYSIOLOGIE
� Les leucocytes (polynucléaires,
lymphocytes et monocytes) peuvent
quitter les vaisseaux à travers les
cellules endothéliales : via la
diapédèse.
� Médiateurs chimiotactiques è
chimiotactisme
� Particulièrement au niveau de la
veinule post-capillaire
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Ivan Roitt, Immunologie, Elsevier 2007
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AUTRES FONCTION DES CELLULES ENDOTHÉLIALES
� Régulation du tonus de la paroi vasculaire ○ surtout vasodilatateurs : monoxyde d’azote (NO), facteur hyperpolarisant (EDHF), prostacycline, … ○ dégradation des amines vasopressives ○ mais aussi vasoconstricteur : endothéline
Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2
VASOCONSTRICTION ET VASODILATATION
� Artères, artérioles et veines � Vasoconstriction : ○ noradrénaline et adrénaline
� système nerveux sympathique � médullo-surrénale � vasoconstriction sur la plupart des vx via les récepteurs alpha adrénergiques
○ Vasodilatation ○ noradrénaline et adrénaline
� vasodilatation des vaisseaux du muscle cardiaque (et squelettiques et pulmonaires) via récepteurs beta adrénergiques
○ NO (nitroglycérine), prostacycline, histamine, etc.
Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2
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� Essentielle, y compris pendant la vie adulte: ○ cicatrisation ○ homéostasie de certains tissus (muqueuse utérine)
ANGIOGENÈSE
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ANGIOGENÈSE
Laurent Pelletier, Grenoble
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� Effecteurs du développement vasculaire: ○ Facteurs de croissance:
� Vascular endothelial growth factor : VEGF (VEGF-A, VEGF-B, etc.) � Angiopoïétines � bFGF, PDGF, etc.
○ circulation sanguine (pression, forces de cisaillement +++)
EFFECTEURS
VEGF
VEGF
-
+
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� 1 – INTRODUCTION � 2 – DÉVELOPPEMENT � 3 – STRUCTURE HISTOLOGIQUE ○ STRUCTURE GÉNÉRALE ○ TROIS TYPES DE CAPILLAIRE ○ RÉSEAU CAPILLAIRE
� 4 – HISTOPHYSIOLOGIE � 5 – HISTOPATHOLOGIE
CAPILLAIRES SANGUINS
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L’ATHÉROME
� Athérome : remaniement de l’intima des artères de gros et moyen calibre � Mécanisme:
○ dépôts lipidiques, notamment de cholestérol via les LDL ○ puis prolifération fibroblastique et fml, et synthèse de collagène è athérosclérose ○ puis calcification ○ puis risque de sténose par
thrombus
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TROUBLES DU RETOUR VEINEUX
� Lorsque le retour veineux est difficile ○ ì pression veineuse ○ déformation de la veine (paroi fine!) ○ = varices
� Causes: ○ grossesse : varices membres inférieurs ○ hypertension portale : varices oesophagiennes ○ hémorroïdes ○ lorsque les valvules des veines infra-cardiaques deviennent incontinentes : varices des membres inférieurs ○ contribuent à l’insuffisance veineuse des membres inférieurs è ulcères variqueux
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HISTOPATHOLOGIE
� Œdème : augmentation locale du liquide interstitiel � Mécanismes :
○ Augmentation de la pression capillaire � insuffisance cardiaque, insuffisance veineuse des membres inférieurs, etc.
○ Diminution de la pression oncotique � grand brûlés, malnutrition, syndrome néphrotique etc.
○ Diminution de la perméabilité des capillaires � brûlures, trauma, inflammation, etc.
○ Diminution du drainage lymphatique � curage ganglionnaire, parasites (filarioses)
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� Compensation de certains états pathologiques (athérosclérose, infarctus du myocarde, etc.) par une circulation collatérale � è Le VEGF pourrait-il avoir un rôle favorable?
ANGIOGENÈSE ET PATHOLOGIES VASCULAIRES OBSTRUCTIVES
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� Dégénérescence de la macula lié à l’âge (DMLA) � Forme « humide » : angiogenèse pathologique de la rétine � Traitement par anticorps anti-VEGF injecté intra-vitréenne
ANGIOGENÈSE ET DMLA
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� Rôle important en cancérologie (travail de Judah Folkman) ○ le développement d’une tumeur est dépendant d’une vascularisation abondante, donc d’une angiogenèse
� Bloquer l’angiogenèse pour bloquer la croissance tumorale : ○ Anticorps anti-VEGF : bevacizumab (Avastin)
� Effets secondaires: � perforations : cloison nasale, tube digestif � saignements � hypertension artérielle
ANGIOGENÈSE ET CANCER
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Conclusion
� Capillaires : vaisseaux d’échange, de la taille d’un globule rouge � Endothélium + lame basale (+/- péricytes) � Trois types de capillaires:
○ continus ○ fenêtrés ○ sinusoïdes
� Hautement régulé au niveau des artérioles et métartérioles et des sphincter pré capillaires � Réseaux admirables/systèmes portes
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