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13 décembre 2010 1 13 /12 /décembre /2010 11:44

13 Décembre 2010


Les deux entrées essentielles des nanoparticules dans le corps humain sont les voies aériennes et les voies digestives. L’entrée par la voie intradermique est théoriquement possible, bien que fortement contestée dans des conditions normales hors blessure. Nous nous intéressons ici à la voie aérienne.


L’air que nous respirons est « normalement » chargé de particules de toutes sortes. Chaque cm3 inspiré contient entre 10 000 et 100 000 particules dont la taille s’échelonne entre 1 nm et 100 µm, et dont la composition représente un échantillonnage à peu près complet de ce que notre civilisation est capable de produire, sans oublier les particules naturelles bien entendu.


Les voies aériennes bronchiques sont tapissées de muqueuses et de cils vibratiles qui participent à l’élimination de l’essentiel des particules grâce au mécanisme de clairance pulmonaire. Les déchets restants sont expectorés et le reste est éliminé par les macrophages.


La structure fractale de l’arbre bronchique est semblable à celle d’un filtre à particules, mais à l‘envers. Les fibres sont ici remplacées par des tubes recouverts de muqueuse qui « piège » les particules par les mêmes mécanismes d’impact, de gravité et de diffusion, que dans un filtre.  Des mécanismes électrostatiques ne sont pas exclus.


Seule une très petite fraction des  nanoparticules réussissent à se faufiler dans les alvéoles pulmonaires.


Notons qu’il a été signalé une possibilité d’entrée des nanoparticules par l’appareil olfactif, directement en liaison avec le cerveau par le nerf olfactif. Ceci sera évoqué ultérieurement.


Les échanges gazeux se font à travers la membrane alvéolaire, dont la surface totale est comparable à celle d’un cours de tennis.


Le lobule alvéolaire est enrobé de vaisseaux capillaires sanguins en sorte que la distance entre l’intérieur des alvéoles et l’intérieur des capillaires sanguins n’excède pas 200 nanomètres.


Les polluants du monde extérieur ne sont donc séparés de l’intérieur de l’organisme que par une mince et fragile barrière physiologique de 200 nanomètres ! De plus cette barrière est ouverte à de nombreux échanges comme nous allons le voir ci-après.


En toute rigueur l’intérieur de l’organisme commence lors du franchissement de la membrane apicale phospholipidique des cellules épithéliales alvéolaires (pneumocytes de type 1 ) . La barrière serait donc réellement de 7 nm au lieu de 200 !


Une fois franchie cette « barrière » de 7 nm, la particule possède une chance sur deux d’être éjectée de la membrane basale par exocytose et de se retrouver dans la circulation lymphatique. Ou pire encore, si la nanoparticule possède quelque affinité avec une protéine transmembranaire, ou si elle est très petite ( quelques nm ), elle peut passer tranquillement la barrière épithéliale sans avoir à montrer patte blanche.


Un peu comme les molécules de certains gaz ( alcool, anesthésiants, toxiques ) utilisent le même chemin que O2 et CO2 , même si les mécanismes ne sont pas exactement les mêmes ( Diffusion simple à travers la membrane phospholipidique dans un cas , protéines transmembranaires dans l’autre ).


Lorsqu’une particule se dépose sur la paroi d’une alvéole, il peut lui arriver plusieurs choses:


Dans la très grande majorité des cas , elle a affaire aux macrophages. Ce sont des cellules spécialisées dans l’élimination des déchets, il y en a toujours quelques-unes dans chaque alvéole. Le macrophage se déplace en glissant sur la paroi de l’alvéole grâce à des pseudopodes, un peu comme un poulpe. Il absorbe la particule et, selon sa composition, la digère ou la conserve dans son cytoplasme.


Un macrophage peut « s’occuper » de plusieurs parasites ( particules, bactéries, …) avant de mourir. Il est alors lui-même évacué , soit vers l’extérieur, soit à travers la membrane alvéolaire dans l’intersticium, d’où ses composantes rejoignent le réseau lymphatique et les ganglions.


La protection apportée par les macrophages est « saturable ». Au-delà d’un certain seuil de pollution le système est dépassé .


Les particules qui échappent aux macrophages peuvent soit se dissoudre dans le surfactant, soit traverser la barrière alvéolo-capillaire, soit s’amasser dans l’alvéole.


La membrane des cellules épithéliales alvéolaire peut être franchie selon plusieurs procédés selon les dimensions de la particule, sa composition, son état de surface, sa polarité, sa réactivité chimique, sa souplesse, sa surface active, son degré d‘opsonisation. Les voies de passage peuvent être la diffusion simple, la diffusion facilitée, les canaux ioniques, les mécanismes d’endocytose, les clathrines, les cavéoles.


Il apparaît ainsi que le mécanisme de filtrage pulmonaire ne possède pas une efficacité parfaite, et que la barrière alvéolo-capillaire n’est pas une protection infranchissable.


Bien entendu, en cas de lésion pulmonaire, le passage des particules est grandement facilité.


Il est donc inévitable de retrouver dans l’organisme une partie des particules inhalées.


Le problème n’est donc plus de savoir si les nanoparticules entrent dans l’organisme, mais plutôt de savoir ce qu’elles deviennent  dans cet organisme quand elles y sont entrées.



(Ceci est une version réduite , la seule compatible avec Internet Explorer 9 version Béta. Y manquent notamment les liens et les figures.)



 


 

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