Rappels sur la physiologie de la bronchomotricité
Récepteurs et neurotransmetteurs impliqués dans la bronchomotricité
Récepteurs
Récepteurs muscariniques cholinergiques des voies aériennes
Dans le poumon humain, trois types de récepteurs muscariniques (par ordre d’importance : M3, M1 et M2) sont caractérisés pharmacologiquement [14, 57]. Deux types supplémentaires de récepteurs M4 et M5 sont exprimés dans le poumon de lapin mais n’ont pas pu être identifiés dans le poumon [50]. Les récepteurs M3 sont présents en grand nombre sur le muscle lisse des grosses bronches. Leur densité diminue dans les petites voies aériennes et ils sont presque absents dans les bronchioles terminales [16, 14, 50]. Les récepteurs M3 sont également identifiés sur l’épithélium bronchique, les glandes sousmuqueuses et les vaisseaux [44, 50]. Les récepteurs M1 sont présents sur les glandes sous-muqueuses et la paroi alvéolaire ainsi que les ganglions parasympathiques [62]. Les récepteurs M2 sont localisés sur le muscle lisse bronchique dans certaines espèces, mais leur proportion est faible [14, 50]. L’innervation parasympathique cholinergique constitue le plus important système nerveux bronchoconstricteur chez l’homme et l’animal [33, 52]. Son rôle dans l’obstruction bronchique est important et lié à des mécanismes multiples [14, 55]. De nombreuses études chez l’animal ont montré que la stimulation électrique du nerf vague induit une bronchoconstriction bloquée par l’atropine et augmentée par un inhibiteur de la cholinestérase. Ceci démontre la nature cholinergique de cette bronchoconstriction qui débute rapidement et est rapidement réversible, suggérant une contraction du muscle lisse bronchique plutôt qu’une obstruction bronchique par œdème de la muqueuse ou par du mucus [39]. Chez l’animal, la bronchoconstriction induite par les agonistes cholinergiques est observée de la trachée aux larges bronchioles et est médiée par des récepteurs M3 [14]. Chez l’homme, la contraction cholinergique du muscle lisse bronchique « In vitro » induite par stimulation électrique est plus important dans les bronches que dans les bronchioles [26, 59], ce qui est en accord avec la localisation des récepteurs.
Récepteurs adrénergiques
Les récepteurs béta-adrénergiques (RBA) sont divisés en deux sous-types selon leur seuil de réponse à la Noradrénaline et à l’adrénaline :
– RBA1
– RBA2
Le nombre relatif de RBA1 et RBA2 varie d’une espèce à l’autre, chez l’humain, 70% des récepteurs sont des RBA2 et 30% des RBA1 [12, 16]. Les RBA2 sont présents sur les cellules musculaires lisses respiratoires (de la trachée aux bronches terminales), les cellules épithéliales, les pneumocytes de types I et II, les mastocytes, ainsi que sur les cellules endothéliales et les cellules musculaires lisses vasculaires [19]. De plus, des études pharmacologiques suggèrent la présence de RBA2 au niveau des ganglions parasympathiques intramuraux et sur les fibres cholinergiques post ganglionnaires [13]. Les récepteurs alpha-adrénergiques sont classifiés en deux sous-types selon leurs propriétés pharmacologiques, les alpha1 et les alpha2. Il existe peu de récepteurs alpha-adrénergiques dans le poumon humain. Chez certains mammifères on trouve des récepteurs alpha-adrénergiques sur le muscle lisse des voies aériennes périphériques. Les récepteurs alpha1-adrénergiques sont localisés aux vaisseaux pulmonaires et bronchiques. Des études pharmacologiques suggèrent la présence de récepteurs alpha2 sur les glandes de la sous-muqueuse, sur les ganglions parasympathiques intramuraux, sur les fibres nerveuses cholinergiques et les fibres C sensitives [16, 14].
Récepteurs du système Non adrénergique Non cholinergique (NANC)
Récepteurs des tachykinines (substance P et neurokinine A) : Les récepteurs aux tachykinines sont des récepteurs couplés aux protéines G. Ils induisent l’activation de la phospholipase C conduisant à la formation d’Inositol triphosphate (IP3) et de diacylglycérol (DAG) par clivage du Phosphatidylinositol di phosphate (PIP2). On note que des récepteurs marqués par la substance P (SP) iodée sont présents en grand nombre sur le muscle lisse bronchique, de la trachée aux bronchioles, et sur l’endothélium vasculaire. Ils sont présents en moins grand nombre sur le muscle lisse vasculaire, l’épithélium bronchique et les glandes sous muqueuses [15]. Les récepteurs de la Neurokinine A (NKA) sont présents sur le muscle lisse bronchique. Les effets des tachykinines sont liés à l’activation par l’extrémité C-terminale des récepteurs spécifiques sur les cellules cibles : le récepteur NK-1 pour la SP et NK-2 pour la NKA [32]. De plus, la SP peut avoir des effets liés à son extrémité N-terminale activant un site membranaire différent du récepteur des tachykinines qui pourrait être une Protéine G [54]. Les métabolites de la substance P conservant l’extrémité N terminale et produits dans les voies aériennes sous l’action de peptidases peuvent ainsi exercer des effets physiologiques, en particulier sur les cellules inflammatoires [36].
Récepteurs du Peptide intestinal vasoactif (VIP) et du monoxyde d’azote Ils sont surtout localisés au niveau du muscle lisse bronchique entrainant, lorsqu’ils sont stimulés, une bronchodilatation.
Autres récepteurs
Plusieurs types de récepteurs des fibres nerveuses afférentes existent dans les voies aériennes. Les récepteurs à l’élongation sont des terminaisons nerveuses de fibres myélinisées situées sur le muscle lisse des voies aériennes de conduction et stimulées par des changements de tension dans la paroi des voies aériennes (mécanorécepteurs). Ils répondent aussi à des stimulations chimiques comme le dioxyde de carbone : CO2 et sont responsables du réflexe de HeringBreuer. Les récepteurs aux irritants, aussi appelés « récepteurs à adaptation rapide », sont des terminaisons nerveuses de fibres myélinisées situées entre et au-dessous des cellules épithéliales. Ils répondent aux stimuli chimiques, aux gaz nocifs et aux particules inhalées. Leur stimulation entraine une bronchoconstriction réflexe [51]. Il existe également des récepteurs extra pulmonaires et juxta capillaires (J) qui entrainent surtout des modifications du rythme et des volumes respiratoires.
Neurotransmetteurs
Neurotransmetteurs de l’innervation cholinergique
L’Acétylcholine est le transmetteur de toutes les fibres pré-ganglionnaires du système nerveux végétatif et des fibres post ganglionnaires parasympathiques. La libération d’acétylcholine se fait massivement à partir de vésicules de stockage situées dans les terminaisons nerveuses. L’influx nerveux donne naissance, en se fixant sur les récepteurs membranaires à une dépolarisation qui entraine des potentiels d’action par des mouvements ioniques. Ce phénomène nécessite la présence de Ca2+ . Au niveau de la cellule musculaire lisse, l’acétylcholine entraine la contraction des myofibrilles, en se fixant sur des récepteurs muscariniques. Cet effet est bloqué par l’atropine. Au niveau ganglionnaire, l’effet est nicotinique bloqué par l’Hexaméthonium.
Neurotransmetteurs de l’innervation adrénergique
Noradrénaline : Elle est formée à partir de la tyrosine puis stockée dans les, vésicules au niveau de la terminaison nerveuse. L’arrivée de l’influx nerveux libère la noradrénaline qui va pour partie, se fixer sur les récepteurs adrénergiques, pour partie passer dans la circulation sanguine et pour partie enfin être recaptée par les cellules nerveuses [36].
Neurotransmetteurs du Système Non Adrénergique Non Cholinergique (NANC)
Monoxyde d’azote (NO)
Il est produit dans les voies aériennes à partir de la L arginine et de l’oxygène moléculaire par les NO synthases (NOS). Il existe au moins trois isoformes de la NOS : deux NO synthases constitutives (NOSc): neuronale (NOSn ou NOS1) et endothéliale (NOSe ou NOS3) et une inductible (NOSi ou NOS2) macrophagique. Le NO est un gaz très diffusible, de ce fait, il est un médiateur de la communication intercellulaire dans les voies aériennes. Il est synthétisé par de nombreuses cellules pulmonaires telles que celles de l’épithélium bronchique et alvéolaire, de l’endothélium vasculaire, du muscle lisse bronchique, des terminaisons nerveuses. Mais sa synthèse a également été mise en évidence avec d’autres types cellulaires tels que les macrophages, les polynucléaires neutrophiles, les fibroblastes. Cependant, la synthèse dans les conditions physiologiques se fait en petite quantité et pendant une période brève. Le NO endogène est un médiateur de la voie inhibitrice du système NANC dans les voies aériennes. Il relaxe le muscle lisse bronchique grâce à l’augmentation de la concentration intracellulaire d’un second messager nucléotidique : le Guanosine Monophosphate cyclique (GMPc) après stimulation de la guanylate cyclase soluble. Le GMPc ainsi produit va induire l’ouverture des canaux potassiques de la membrane et provoquer un efflux de potassium responsable d’une hyperpolarisation de la membrane cellulaire. La résultante sera une diminution de la concentration cytosolique d’ions calcium aboutissant au relâchement du muscle lisse. L’action sur le muscle lisse bronchique peut également être indirecte par inhibition de la libération d’ACh par les terminaisons nerveuses cholinergiques. Lorsque le NO est produit en quantité beaucoup plus importante, il peut inhiber des enzymes de la chaine respiratoire mitochondriale pouvant ainsi être à l’origine d’une certaine cytotoxicité. La production de NO est très augmentée chez les asthmatiques probablement du fait d’une hyper expression de la NO synthase inductible (NOSi) par les cellules épithéliales des voies aériennes stimulées par différentes cytokines. Cependant, la NOSi est sensible aux corticoïdes. Ainsi, le monoxyde d’azote exhalé (NOe) pourrait être considéré comme un marqueur diagnostique et thérapeutique de l’asthme surtout allergique. En effet, ses valeurs sont augmentées avant l’apparition des signes cliniques d’asthme et se stabilisent voire diminuent si le traitement de fond à base de corticoïdes inhalés est bien suivi.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I : Rappels anatomo-histologiques
I. Aspects Macroscopiques
I.1. Anatomie de l’arbre aérien
I.1.1. Les voies aériennes supérieures
I.1.2. Voies aériennes inférieures
II. Aspects microscopiques
II.1. Adventice
II.2. La tunique fibro-musculo-cartilagineuse
II.3. La muqueuse
III. Le muscle lisse des voies aériennes
IV. Innervation de l’arbre bronchique
IV.1. Système cholinergique
IV.2. Système adrénergique
IV.3. Système non adrénergique non cholinergique (NANC)
IV.3.1. Système inhibiteur non adrénergique
IV.3.2. Système bronchoconstricteur non cholinergique
Chapitre II : Rappels sur la physiologie de la bronchomotricité
I. Récepteurs et neurotransmetteurs impliqués dans la bronchomotricité
I.1. Récepteurs
I.1.1. Récepteurs muscariniques cholinergiques des voies aériennes
I.1.2. Récepteurs adrénergiques
I.1.3. Récepteurs du système Non adrénergique Non cholinergique (NANC)
I.2. Neurotransmetteurs
I.2.1. Neurotransmetteurs de l’innervation cholinergique
I.2.2. Neurotransmetteurs de l’innervation adrénergique
I.2.3. Neurotransmetteurs du Système Non Adrénergique Non Cholinergique (NANC)
II. Mécanisme de la contraction du muscle lisse
II.1. Couplage électromécanique
II.2. Couplage pharmaco-mécanique
Chapitre III : Stratégies thérapeutiques à base d’extraits de plantes
Chapitre IV : Revue bibliographique sur Terminalia avicennioides
I. Classification scientifique
II. Etude botanique
II.1. Répartition géographique et habitat
II.2. Description de la plante
II.3. Composition chimique
III. Etude ethnopharmacologique et pharmacologique
III.1. Ethnopharmacologie
III.2. Pharmacologie
CONCLUSION
