Adaptation à la vie extra-utérine

1. Adaptation à la vie extra-utérine Dangers de la prématurité

2. Naissance

3. In utero • L’enfant est dépendant de sa mère, via le placenta pour : • La régulation thermique • La nutrition • L’excrétion • Les échanges gazeux

4. A la naissance • Passage de la vie aquatique à la vie aérienne • Le nouveau-né doit assurer sa respiration, sa circulation, sa thermorégulation, son métabolisme et excrétion • Mise en place du système de défense contre les infections

5. Adaptation respiratoire

6. Développement pulmonaire pré et post-natal • Phase embryonnaire : 3 à 8 SA • Phase pseudo-glandulaire : 8 à 16 SA • Phase canaliculaire 16 à 24 SA • Phase sacculaire : de 24 SA au terme • Phase alvéolaire : post-natale

7. Phase embryonnaire • Bourgeonnement endo-mésodermique • Diverticule ventral du plancher de l’intestin antérieur primitif • Bifurcation de 2 tubes dans un manchon de mésenchyme dense • Dichotomie et bourgeonnement • Mésoderme : réseau lâche de cellules indifférenciées et quelques capillaires

8. Phase pseudo-glandulaire • Dichotomie : 15 à 25 générations • Début de différenciation cellulaire • Cellules ciliées 7 SA • Cellules de Clara (2) • Corps neuro-épithéliaux (grains sérotonine)

9. Phase canaliculaire • Aplatissement cellulaire • Multiplication capillaire(3) • Différenciation cellulaire • PI 8% des cellules (1) • PII 20 Sa 16% des cellules, inclusions osmophiles(2)

10. Phase sacculaire • Maturation fonctionnelle • Réseau capillaire • PI et PII très différenciés • Surfactant

11. Phase alvéolaire • Remodelage • Septa • Dans espace septal : développement progressif • Du réseau capillaire • Interconnexion des cellules (endothéliales et PI) • Fibroblastes • PN, macrophages et plasmocytes

12. Au stade alvéolaire, les alvéoles se forment à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires et leur diamètre s'accroît progressivement. Au stade alvéolaire après la naissance, ils se forment de plus en plus d'alvéoles à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires. Avec le temps leur diamètre s'accroît et ils seront délimités par de septa secondaires

14. Relation épithélio-mésenchymateuse • Influence réciproque des cellules épithéliales et mésenchymateuses : échanges par prolongement cytoplasmique • Mésenchyme nécessaire à la ramification des bronches (stimule les cellules endodermiques) • Des facteurs de croissance (EGF) et des mitogènes spécifiques agissent sur les cellules épithéliales et les fibroblastes • Le cartilage ne se différencie qu’en présence d’épithélium bronchique

15. Epithélium et hormonesLes corticostéroïdes 1 • Chez l’animal • L’inactivation de l’axe adréno-corticotrope du fœtus entraîne un retard de maturation pulmonaire • L’inactivation du gène codant pour récepteurs glucocorticoïdes induit un retard • L’administration de gluco-cortocoïdes à une femelle gestante restaure la maturation normale • Seuls les dérivés fluorés en 9β et DXM résistent à la 11 β OH stéroïde désOHase placentaire

16. Epithélium et hormonesLes corticostéroïdes 2 • Rôle • Accélération de la maturation architecturale et morphologique • Induit l’enzyme de construction des phospholipides dans PII • Augmente le taux de protéine bcd (facteur de transcription) • Prépare l’ épithélium à ses fonctions de résorption de liquide pulmonaire (aquaporines, sous-unités à canal sodium) • Accélère la fabrication des anti-oxydants

17. Epithélium et hormones • Les catécholamines agissent surtout sur la libération du surfactant • Les androgènes inhibent la maturation pulmonaire, et favorisent la MMH • Les hormones thyroïdiennes potentialisent l’action des corticoïdes • Pas de rôle direct de l’insuline

18. Facteurs locaux et environnementaux • Nécessité d’un espace intra-thoracique et utérin adapté (volume d’expansion) • Anasarque ou hernie diaphragmatique : hypoplasie • Agénésie rénale : oligo-amnios : hypoplasie • Mouvements respiratoires fœtaux : section du nerf phrénique chez l’animal : hypoplasie • Rôle des médicaments, toxiques, hypoxie • Equilibre des pressions-volumes dans les futurs espaces aériens • Ligature de la trachée : distension pulmonaire et hyperplasie

19. Le liquide alvéolaire 1 • Formation à la phase canaliculaire : transfert d’eau et d ’électrolytes à travers l’épithélium des espaces aériens terminaux et de l’endothélium capillaire • Composition différente du plasma et du LA (transport actif à double sens pour Cl, passif pour Na) • Important pour le dévlpt du poumon • Nécessaire pour humidification post-natale et clairance muco-ciliaire • Formation permanente (>5ml/kg/h à terme)

20. Le liquide alvéolaire 2 • Circulation : éliminé par la trachée, en partie dégluti par le fœtus ou libéré dans le LA • Rôle • Pendant 2ème moitié de la vie fœtale : ? • Pression hydrostatique dans l’arbre aérien : rôle sur la taille des saccules et des alvéoles, et amincissement des parois alvéolaires • À la naissance, ouverture d’un poumon rempli de liquide plus facile que si collabé : facilitation de l’aération du poumon lors de la première inspiration • Mais qq j avant naissance : ↘ production (25ml à 18 ml/kg) : meilleure adaptation VEU

21. A la naissance • Elimination du liquide pulmonaire : • Passive : pression thoracique et évaporation • Réabsorption épithéliale : selon la loi de Starling avec transport actif de Na et eau • Active : par pompes à Na (blocage par amiloride ou ouabaïne) • Switch entre sécrétion de chlore et réabsorption du sodium

23. Facteurs diminuant la clairance • Absence de diminution de sécrétion anténatale (prématurité, césarienne) • Production accrue de liquide (↗ pression capillaire, ↗ perméabilité vasculaire) • Anomalies des PII • Immaturité des pompes ↘ activité des canaux Na ↘ activité de la Na/K ATPase

24. Rôle fondamental dans adaptation à la vie extra- utérine • Si œdème lésionnel • Rétention de liquide alvéolaire • Destruction ou désorientation du surfactant → détresse respiratoire

25. Le surfactant • Assemblage multimoléculaire synthétisé par une cellule différenciée de l’épithélium respiratoire distal : le pneumocyte de type II • Constitué de phospholipides (90%) à haut pouvoir tensio-actif (lécithine et phosphatidyl-glycérol) • Et de protéines spécifiques SP-A, B, C, D (étalement, orientation, anti-infectieux) • Turn-over et recyclage +++ chez NNT (90% contre 50% chez adulte) • Synthèse de novo très lente (30 h chez préma)

29. Synthèse du surfactant • Après 35 SA : synthèse par lécithine-synthétase , enzyme stable et résistante • Entre 22 et 35 SA, synthèse assurée par méthyl transférase : + fragile • Inhibée par hypothermie, asphyxie, hypoperfusion pulmonaire, et œdème pulmonaire

30. Rôle du surfactant(1) • Contribue à la stabilité mécanique des voies aériennes périphériques, et empêche l’affaissement des alvéoles au cours de l’expiration • Lors de l’aération pulmonaire à la naissance, se crée une interface air-liquide avec dvlpt de forces de tension superficielles (TS) à l’origine d’une force P dirigée vers l’intérieur de la sphère loi de Laplace P=2TS/R P d’autant plus grande que le rayon est petit TS variable en fonction de la qualité des constituants des surfaces En grande partie compensée par surfactant

31. Rôle du surfactant • Diminue la tension superficielle, maintient la CRF à un niveau optimal et évite la présence de liquide d’œdème dans les alvéoles • Fait varier la TS % rayon alvéolaire • Permet la coexistence d’alvéoles de taille différente • Réduit la part du travail ventilatoire qui dépend des forces de surfaces en ↗ la compliance aux petits volumes pulmonaires • ↘ pression d’ouverture alvéolaire • Abaisse la pression sanguine précapillaire

32. Contrôles des mouvements respiratoires • Présents durant la vie fœtale • Intermittents, au cours du repos et du sommeil Signification? Régulation? • Après la naissance, deviennent continus (origine de cette modification?) • ↗ PO2 et compression du cordon peuvent déclencher une respiration continue in utero chez l’animal • Substance placentaire inhibitrice?

33. La circulation pulmonaire foetale • Présence de vaisseaux pulmonaires à lumière étroite et paroi épaisse • Variations de pression et résistance au cours de la vie fœtale en relation avec ↗ du nombre des vaisseaux (plus que diamètre ou volume global du poumon) • Résistances vasculaires très hautes à mi-grossesse, ↘ progressive vers le terme

34. Régulation de la circulation pulmonaire foetale • Le système nerveux autonome n’a aucun effet • Hypoxie et acidose aggravent la VC pulm fœtale, surtout aux alentours du terme • La PGE1 ↘ les résistances pulmonaires • Les anti-PG exagèrent la réponse à l’hypoxie

35. A la naissance • Qualité et rapidité de l’aération pulmonaire conditionnent la perfection de l’adaptation cardio-respiratoire • L’établissement de la 1ère respiration dépend de nombreux stimuli sensoriels et biochimiques • Modifications très rapides du système aérien, de la circulation pulmonaire et de la circulation systémique

36. Courbes pression-volume lors des deux premiers mouvements ventilatoires

37. Adaptation respiratoire • Élimination rapide du liquide des voies aériennes (constitution de la CRF et échanges gazeux alvéolo-capillaires) • par réabsorption au niveau de l’épithélium alvéolaire (inhibition sécrétion de Cl et stimulation réabsorption Na) • Rôle probablement négligeable de la compression thoracique • Stimulation β adrénergique : sécrétion massive de surfactant par PII: stabilisation de la CRF

38. Circulation vasculaire pulmonaire • 1er cycle respiratoire aérien : addition des effets concourant à une VD • Chute immédiate des résistances vasculaires pulmonaires et ↗ du débit sanguin pulmonaire • Chute des pressions systolique et diastolique dans artère pulmonaire • Stimulation : • Mécanique : ventilation du poumon • Gazométrique : O2 et alcalose • Chimique : • monoxyde d’azote NO • Prostacycline PGI2

39. La quantité de sang qui traverse les poumons est beaucoup plus grande quand les alvéoles sont pleins d’air à pression égale

40. Le NO Fabriqué dans les cellules endothéliales à partir de la L-arginine grâce à la NO synthétase GMPC membranaire et protéine kinase→ VD Inflation et O2 déclenchent la sécrétion de NO

42. Prostacycline • Fabriquée à partir de l’acide arachidonique grâce à la cyclo-oxygénase

44. Prostacycline PGI2 • Elle augmente beaucoup en fin de gestation • La régulation est la même que pour le No • Elle protège de la vasoconstriction hypoxique

45. Chute des résistances pulmonaires AGII :angiotensine II EDRF : endothelial-relaxing factor PG : prostaglandine QP : débit pulmonaire

46. Facteurs vaso-constricteurs pulmonaires • Mécaniques • Hypoxie • Chimiques : • Endothéline • Métabolites arachidoniques via lipo-oxygénase (thromboxane, leucotriènes) qui inhibent la cyclo-oxygénase et la sécrétion de NO • PAF

48. VRI : volume de réserve inspiratoire ;  VC : volume courant ;  VRE : volume de réserve expiratoire ;  VR : volume résiduel. CV (capacité vitale) = VRI + VC + VRE CI (capacité inspiratoire) = VC + VRI CRF : capacité résiduelle fonctionnelle CRF = VRE + VR

50. Adaptation circulatoire