Le surfactant pulmonaire de la structure à la pathologie Flashcards
Définition du surfactant ?
Composition : lipides ? protéines ?
- Surfactant est un tensio-actif, un agent de surface (surfactif) une molécule amphiphilique qui abaisse la tension de surface. Molécule en forme de « fil » qui s’étale à la surface de l’air avec partie hydrique (hypophase) et partir en contact avec l’air.
- Complexe lipoprotéique composé de 90% lipides et 10% de protéines spécifiques (SP-A, SP-B, SP-C, SP-D, dans l’ordre de leur découverte).
Quelles cellules sécrètent le surfactant ?
Seuls les pneumocytes de type II sont capables de synthétiser la totalité du surfactant. Les cellules club produisent certains composants protéiques du surfactant (SP-A, SP-D).
Pneumocytes II : caractéristiques :
Morphologie ?
% de cellules ? % de surface ?
Fonction ? (2)
- Cellule cuboïdale
- 50% des cellules épithéliales alévolaires mais 5% de la surfacealvéolaire
- Source surfactant (inclusions lamellaires où est stocké le surfactant)
- Cellules souches pour le renouvellement et réparation épithélium
Pneumocyte I :
Morphologie ?
% cellules ? % surface ?
Fonctions ? (2)
- Cellules très aplatie, étendue
- 50% des C épithéliales, 95% surface
- Echanges gazeux
- Transport ions/eau
- Différenciation terminale, incapable de se diviser.
Quel est le principal lipide ? propriétée ?
Quels sont les autres lipides ? (4)
- La dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), est le constituant majeur du surfactant. C’est une molécule amphipathique avec une partie hydrophile polarisée (partie choline) et une partie d’acide gras hydrophobe. La longueur des acides gras et leur caractère saturé ou insaturé sont importants.
Le caractère amphipathique de la DPPC rend compte de sa disposition dans le film de surfactant. - Les phospholipides anioniques hydroxylés interagissent spécifiquement avec les protéines hydrophobes cationiques comme la SP-B.
- Le phosphatidylglycérol (PG) et phosphatidylinositol. Le PG est un phospholipide présent uniquement dans le poumon (dernier constituant à apparaître dans la composition du surfactant, il s’agit d’un bon marqueur de maturation pulmonaire).
- Les lipides neutres : principalement cholestérol et cholestérides. Ils fluidifient la DPPC, solide à 37°C.
Quelle protéine est spécifique du poumon ?
Spécificité d’expression temporelle ?
Quelles sont les protéines hydrophiles et hydrophobes ?
- Spécificité d’expression tissulaire SP-A, -B, -D : ces molécules ne sont pas spécifiques du surfactant : elles sont présentes dans des tissus d’interface qui sécrètent un matériel “surfactant-like. Seule la SP-C est spécifique de l’épithélium pulmonaire
- Spécificité d’expression temporelle (poumon) : Initialement, apparition dans tout l’épithélium indifférencié, puis restriction au poumon distal
- La SP-A et SP-D sont hydrophiles, elles n’ont pas de fonction dans la survie, interviennent dans la défense immunitaire du poumon
- La SP-C et la SP-B sont hydrophobes et abaissent la tension de surface (la SP-C est la molécule la plus hydrophobe de l’organisme). SP-B est amphipathique. L’absence de SP-B est incompatible avec la vie.
Quelles protéines sont dans les inclusions lamellaires ?
La SP-B et SP-C sont contenues dans les inclusions lamellaires et co-sécrétées avec les phospholipides (SP-A et SP-D sont sécrétées indépendamment des inclusions lamellaires).
La SP-A et SP-D sécrètent de la collectine. Elles sont constituées d’une région collagène et CRB.
SP-A=6% du surfactant.
SP-D=0,5% du surfactant (Produit de traduction=monomère - Protéine mature = dodécamère).
Deux « nouvelles protéines » (découvertes il y a 10 ans) SP-G et SP-H découvertes en séquençant le génome humain mais non retrouvées in vivo.
Les protéines sont issues du glycogène. Certaines enzymes vont réguler la formation de phosphatidylcholine (CTP et la LPCAT).
ABCA3 :
Type de protéine ?
ABCA3 provient de la famille ABC (ATP Binding Cassette), c’est une protéine transmembranaire qui hydrolyse l’ATP ce qui permet d’avoir de l’énergie pour le transport de substrats au travers la bicouche lipidique cellulaire. Ses principaux substrats sont les lipides. Il s’agit d’un hémi-transporteurs (6 domaines), possède 2 sites de liaisons aux nucléotides.
- 1 gène localisé sur le chromosome 16 (ABCA3)
- découverte initialement dans la thyroïde
- exprimée essentiellement dans le poumon mais aussi dans d’autres tissus (cerveau, coeur, rein, plaquettes)
L’ABCA3 est localisée à la membrane des corps lamellaires renfermant le surfactant, régulée de la même façon que les constituants du surfactant (temporellement et dans sa régulation par les corticoïdes). ABCA3 est donc liée à la physiologie du surfactant
Par quelle cellule est sécrétée le surfactant ?
Quels sont les 2 modes de contrôle ?
Quel est le principal stimulus de la sécrétion ?
- Sécrétion par le pneumocyte II, produit par le reticulum endoplasmique, stockés dans les inclusions lamellaires sécrétées dans l’hypophase. Processus d’exocytose.
Deux modes de contrôle :
1. ß-agonistes et récepteurs ß-adrénergiques
2. purines et récepteurs purinergiques (A2 et P2alpha.)
Leur mise en jeu active diverses protéines kinases.
La phosphorylation des protéines du cytosquelette induit l’exocytose des inclusions lamellaires.
- Le principal stimulus de la sécrétion est la distension mécanique
Quelles transformation dans l’hypophase ?
Recyclage par quelle cellule ?
Dégradation par quelle cellule ?
- Transformations morphologiques dans l’hypophase
- Formation de mono ou multicouches à la surface de l’alvéole
- Recyclage par le pneumocytes II (réabsorption 90% chez le nouveau-né / 20% chez l’adulte)
- Dégradation par le macrophage, recyclage dans la circulation
Apparition des inclusions lammellaires dans l’embryogenèse ?
Comment évolue la production de surfactant dans l’embryogenèse ?
A combien de SA existe-t-il un risque de maladie des membranes hyalinens ?
Espèce humaine : - terme 40 semaines - ébauche pulmonaire à 7 semaines - inclusions lamellaires à partir de 19-20 semaines
- Les protéines du surfactant (en très faibles quantités) sont des marqueurs précoces de l’épithélium pulmonaire encore indifférencié.
- Aspect quantitatif : le matériel s’accumule progressivement, sa biosynthèse est lente
- Aspect qualitatif : la composition du surfactant change et ses propriétés fonctionnelles apparaissent progressivement.
Entre 24 et 36 semaines, il existe un risque de Maladie des Membranes Hyalines (détresse respiratoire idiopathique) par déficit en surfactant (risque très élevé entre 24 et 30 SA).
Régulation paracrine de la maturation pulmonaire ?
- FGF (FGF7)
- EGF
- Leptine
- TGFbêta
Quelles régulations hormonales ? (3)
- Glucocorticoïdes
- Hormones thyroïdiennes
- Hormones sexuelles
Glucocorticoïdes et maturation pulmonaire :
GC accélère la maturation de quelles cellules ?
Chez souris : quelles conséquences Corticotropin-releasing hormone CRH-/- ?
Idem avec gène récepteur GC : GR -/- ?
- Les GC accélèrent la maturation des pneumocytes II in vivo et in vitro
- L’invalidation du gène de la corticotropin-releasing hormone (souris CRH-/-)
=> atrophie de la surrénale => dysplasie pulmonaire, aspect immature, déficit en surfactant et mort par détresse respiratoire à la naissance si les deux parents sont CRH-/-.
* Pas de conséquences respiratoires si la mère est CRH+/- (GC maternels suffisants), - L’invalidation du gène du récepteur aux glucocorticostéroïdes (souris GR-/-)
=> arrêt développement pulmonaire au stade pseudo-glandulaire,
=> mort par détresse respiratoire à la naissance.
Hormonoes thyroïdiennes:
Effets T4 ou TRH exogènes ?
Effets thyroïdectomie in utero ?
T4 ou TRH exogènes augmentent la synthèse des phospholipides du surfactant
La thyroïdectomie in utero retarde le développement, provoque un épaississement des septa et une diminution du nombre d’inclusions lamellaires.
