La tension superficielle
C’est une force qui s’exerce sur une ligne imaginaire à la surface entre l’air et l’eau. Ces forces d’attraction et de cohésion d’eau permettent aux insectes de marcher sur l’eau. De même, on ne peut pas couper l’eau avec un couteau et laisser une plaie car les forces de cohésion rapprochent les molécules d’eau.
Si la surface est une sphère avec de l’air au centre et du liquide autour, les forces ont tendances à réduire cette sphère.
La loi de Laplace : la tension superficielle est inversement proportionnelle au rayon de la sphère.
Or, toutes les alvéoles sont en contact les unes avec les autres, donc les petites alvéoles auraient une tendance à se vider dans les plus grosses, et ce comportement physique est incompatible avec la vie de nos poumons.
La solution pour diminuer cette tension superficielle, c’est le surfactant.
Le surfactant
C’est un film qui tapisse la surface des alvéoles et abaisse fortement les forces de tension superficielles.
Exemple du trombone : si on le pose à la surface de l’eau, il flotte. Si on ajoute du liquide vaisselle (surfactant), on fait chuter les forces de tension superficielle des alvéoles et le trombone coule.
Par quels mécanismes le surfactant diminue les forces de tensions superficielles ?
Le surfactant est synthétiser par les pneumocytes de type II et il est composé en majorité de lipide. Quand ce surfactant est secrété le long de l’alvéole, les molécules de lipide vont s’organiser et former une couche hydrophobe du côté de l’air et une couche hydrophile du côté de la paroi alvéolaire. Cette organisation va créer des forces de répulsion entre les molécules de surfactant qui vont s’opposer aux forces d’attraction de la tension superficielle.
Plus alvéoles est petite, plus la tension superficielle est forte, et plus le surfactant y est concentré ce qui contrecarre davantage la tension superficielle. Donc au final, il y a une stabilité, un équilibre entre les alvéoles de tailles différentes.
Le surfactant permet donc d’éviter une atélectasie des alvéoles et une stabilité entre alvéoles de tailles différentes.
Le surfactant influence également la compliance pulmonaire
Si la tension superficielle et le surfactant sont supprimés, la compliance devient élevée. Donc, sans surfactant, il serait plus difficile d’ouvrir le poumon à l’inspiration car la compliance serait bien plus faible.
Le surfactant maintient les alvéoles au sec
Les tensions superficielles attirent de l’eau, les alvéoles ont donc tendance à se collaber et à se remplir de liquide. Grace au surfactant, ce phénomène d’attraction de l’eau est aboli et l’alvéole est maintenu au sec.
Le surfactant permet également de régénérer la barrière capilo-alvéolaire quand elle a été lésée, notamment par des polluants.
Le surfactant est produit chez le fœtus à partir de la 2ème partie de la grossesse (22e semaine)
La viabilité d’un bébé prématuré dépend fortement de la production de surfactant
Conséquences d’une perte de surfactant
Les poumons sont :
- atélectasie
- compliance basse (raide)
- remplis d’œdème
- sensibles aux polluants et infections
C’est ce qui se passe chez les bébés prématurés, avant que le surfactant ne soit fonctionnel. Chez l’adulte, on en voit les effets lors d’une embolie pulmonaire. Quand des caillot bloquent les artères pulmonaires, il se peut que les pneumocytes ne soient plus vascularisés et meurt, provoquant des zones d’atélectasie.
En conclusion : important vitale du surfactant
- réduction de la tension superficielle (maintient alvéoles ouvertes et stables)
- réduction de la compliance pulmonaire (facilite la mécanique respiratoire)
- maintien les alvéoles au sec (évite l’œdème)
- défense contre les polluants et les agents infectieux
Cet article est un récapitulatif de la vidéo “Le Surfactant Pulmonaire” de l’Université catholique de Louvain.