CAPILLAIRES SANGUINS LES CAPILLAIRES 07/10/12. Pr John DE VOS

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1 CAPILLAIRES SANGUINS Pr John DE VOS Unité de Thérapie Cellulaire, CHU de Montpellier IRB, Institut de recherche en biothérapie INSERM U1040, Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2 LES CAPILLAIRES 1

2 CAPILLAIRES SANGUINS 1 INTRODUCTION 2 DÉVELOPPEMENT 3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE STRUCTURE GÉNÉRALE TROIS TYPES DE CAPILLAIRES RÉSEAU CAPILLAIRE 4 HISTOPHYSIOLOGIE 5 HISTOPATHOLOGIE 3 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 m 2 environ de surface d échange! è favorise les échanges entre sang et compartiment interstitiel Capillaires alvéolaires 4 2

3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE GENERALE DES VAISSEAUX 3 tuniques : intima média composition variant selon le segment adventice Concerne tout l arbre vasculaire sauf les capillaires 5 STRUCTURE HISTOLOGIQUE DU CAPILLAIRE 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 Noyau Jonctions Endothélium vasculaire «déplié» 6 3

4 STRUCTURE HISTOLOGIQUE DU CAPILLAIRE 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 7 PÉRICYTES Péricyte = cellules doublant par endroit les cellules endothéliales Rôle : contraction (?) homéostasie et développement de la microcirculation (angiogenèse) (?) régénération ce certains tissus comme le muscle (?) Capillaire 8 4

5 Coupe histologique longitudinale et transversale d un capillaire (E = cellule endothéliale; P = péricyte). Notez les globules rouges dans la lumière du capillaire Weather, de Boeck 9 CAPILLAIRES SANGUINS 1 INTRODUCTION 2 DÉVELOPPEMENT 3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE STRUCTURE GÉNÉRALE TROIS TYPES DE CAPILLAIRES RÉSEAU CAPILLAIRE 4 HISTOPHYSIOLOGIE 5 HISTOPATHOLOGIE 10 5

6 TROIS TYPES DE CAPILLAIRES Trois types de capillaires : capillaires continus (typiques non fenêtrés) capillaires fenêtrés (typiques fenêtrés) capillaires sinusoïdes 11 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 Échanges gazeux pinocytose Jonction Capillaire continu LB Cellule endothéliale (CE) 12 6

7 CAPILLAIRES CONTINUS Coupe transversale d un capillaire continu (microscopie électronique à transmission) Weather, de Boeck 13 CAPILLAIRES FENÊTRÉS 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 Fenêtre sans diaphragme Filtration Fenêtre avec diaphragme Capillaire fenêtré CE LB 14 7

8 CAPILLAIRES FENÊTRÉS Microscopie électronique à transmission Weather, de Boeck 15 CAPILLAIRES FENÊTRÉS Microscopie électronique à transmission Weather, de Boeck 16 8

9 CAPILLAIRES SINUSOÏDES 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 17 CAPILLAIRES SINUSOÏDES Structure (suite) : lame basale discontinue (et absente dans le foie) passage facilité des cellules hématopoïétiques Globule rouge (rate et moelle osseuse) Orifice Capillaire sinusoïde LB discontinue Cellule endothéliale (CE) 18 9

10 Capillaires sinusoïdes de la rate et cordons de Billroth Capillaires sinusoïdes de la rate et cordons de Billroth 10

11 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 11

12 CAPILLAIRES SANGUINS 1 INTRODUCTION 2 DÉVELOPPEMENT 3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE STRUCTURE GÉNÉRALE TROIS TYPES DE CAPILLAIRES RÉSEAU CAPILLAIRE 4 HISTOPHYSIOLOGIE 5 HISTOPATHOLOGIE 1 LE RÉSEAU CAPILLAIRE 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 2 1

13 LE RÉSEAU CAPILLAIRE artériole et métartériole Artériole Métartériole 3 LE RÉSEAU CAPILLAIRE artériole et métartériole un capillaire principal ou capillaire de jonction le réseau capillaire proprement dit veinule post-capillaire et veinule Capillaire de jonction Veinule Réseau de capillaires Veinule postcapillaire 4 2

14 LE RÉSEAU CAPILLAIRE artériole et métartériole un capillaire principal ou capillaire de jonction le réseau capillaire proprement dit veinule post-capillaire et veinule une anastomose artérioveineuse Anastomose artérioveineuse 5 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 6 3

15 RÉGULATION DU FLUX CAPILLAIRE : SPHINCTERS PRÉCAPILLAIRES Nombreux sphincters précapillaires (cellules musculaires lisses) au départ des capillaires Régulation du débit capillaire : le système sympathique Sphincter précapillaire histamine nombreux autres vasodilatateurs Action : au niveau des artérioles et veinules au niveau des sphincters précapillaires 7 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 8 4

16 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 Capsule Vaisseaux glomiques et leurs cellules musculaires lisses Artériole glomique Veinule glomique 9 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 Réseau admirable Système porte &2.html 10 5

17 SYSTÈME PORTE À HAUTE PRESSION : LE REIN 11 SYSTÈME PORTE À BASSE PRESSION : LE FOIE Foie Tube digestif Veine porte

18 SYSTÈME PORTE À BASSE PRESSION : LE SYSTÈME HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE Artère hypophysaire supérieure Veine porte hypothalomo-hypophysaire 13 CAPILLAIRES SANGUINS 1 INTRODUCTION 2 DÉVELOPPEMENT 3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE STRUCTURE GÉNÉRALE TROIS TYPES DE CAPILLAIRES RÉSEAU CAPILLAIRE 4 HISTOPHYSIOLOGIE 5 HISTOPATHOLOGIE 14 7

19 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 15 ÉCHANGES Paroi endothéliale: Siège des échanges entre sang et compartiment interstitiel Diffusion des gaz O 2 et CO 2 Diffusion des molécules liposolubles Passage intercellulaire Pinocytose Transport actif Favorisé par Faible épaisseur du cytoplasme Pores pour les capillaires fenêtrés Les espacements entre cellules endothéliale Discontinuité de la membrane basale (capillaires sinusoïdes) LB Cellule endothéliale Échanges gazeux, substances liposolubles Passage à haut débit Pinocytose Transport actif 16 8

20 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 Pression hydrostatique Pression oncostatique Cellule endothéliale (CE) 17 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%) Capillaire Extrémité artérielle Extrémité veineuse Filtration Réabsorption 90% 10% Lymphatique 18 9

21 07/10/12 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) 1 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 Ivan Roitt, Immunologie, Elsevier

22 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 2

23 ANGIOGENÈSE Essentielle, y compris pendant la vie adulte: cicatrisation homéostasie de certains tissus (muqueuse utérine) 5 ANGIOGENÈSE Laurent Pelletier, Grenoble 6 3

24 EFFECTEURS 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 +++) VEGF - VEGF + 7 CAPILLAIRES SANGUINS 1 INTRODUCTION 2 DÉVELOPPEMENT 3 STRUCTURE HISTOLOGIQUE STRUCTURE GÉNÉRALE TROIS TYPES DE CAPILLAIRE RÉSEAU CAPILLAIRE 4 HISTOPHYSIOLOGIE 5 HISTOPATHOLOGIE 8 4

25 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 Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2 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 Faculté de Médecine de Montpellier/Nîmes - UM1 - DFGSM2 5

26 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) 11 ANGIOGENÈSE ET PATHOLOGIES VASCULAIRES OBSTRUCTIVES Compensation de certains états pathologiques (athérosclérose, infarctus du myocarde, etc.) par une circulation collatérale è Le VEGF pourrait-il avoir un rôle favorable? 12 6

27 ANGIOGENÈSE ET DMLA Dégénérescence de la macula lié à l âge (DMLA) Forme «humide» : angiogenèse pathologique de la rétine Traitement par anticorps anti- VEGF injecté intra-vitréenne 13 ANGIOGENÈSE ET CANCER 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 14 7

28 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