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Distribution dans l'organisme
Barrières entre le sang et les tissus
Les substances sont transportées par le
sang dans les différents tissus de l'organisme. L'échange de subtances entre le
sang et les tissus se déroule principalement au niveau des capillaires. Cest en
effet dans le lit capillaire très ramifié
que la surface d'échange est la plus importante et la durée d'échange la plus
longue (faible vitesse du flux sanguin).
La paroi capillaire constitue également
une barrière entre le sang et les tissus.
Elle est formée d'une couche de cellules endothéliales entourée d'une
membrane basale (représentée par un
trait noir dans les schémas ci-contre).
Les cellules endothéliales sont fortement associées entre elles par des
jonctions cellulaires (zonula occludens
désignée par Z dans le cliché de microscopie électronique en haut à gauche)
de telle sorte qu'il n'existe aucun espace ni aucune lacune permettant un
passage des molécules du sang vers
l'espace interstitiel (E : coupe d'un érythrocyte).
Cette barrière entre le sang et les
tissus a une structure variable selon les
régions du corps et la perméabilité capillaire aux médicaments dépendra
donc des fonctions propres de chaque
cellule endothéliale.
Dans la majeure partie du réseau
capillaire, par exemple dans le
muscle cardiaque, les cellules endothéliales sont caractérisées par une
activité d'endocytose importante.
Ceci se manifeste par les nombreux
replis et les vacuoles visibles dans les
cellules endothéliales (indiqués par
les flèches dans le cliché de microscopie électronique en haut à droite).
Cette activité d'endocytose permet un
transport de liquide du sang vers l'espace interstitiel et en sens inverse.
Les molécules dissoutes et les médicaments peuvent ainsi franchir la barrière séparant le sang des tissus (AM :
actomyosine d'une cellule cardiaque).
Dans ce mode de transport, les propriétés physico-chimiques de la substance ne jouent pratiquement aucun
rôle.
À côté de cela, il existe d'autres
réseaux capillaires (par exemple dans le
pancréas) où les cellules endothéliales
présentent une série de fenêtres. Les
cellules en effet ne sont pas liées entre
elles de façon étroite mais comportent
des pores uniquement recouverts d'un
diaphragme (indiqué par les flèches
dans le cliché en bas à droite).
Diaphragme et membrane basale sont
aisément traversés par les substances de
faible masse moléculaire et en particulier par la majeure partie des médicaments. Ce passage est plus difficile
dans le cas des macromolécules telles
les protéines et il dépend alors de la
taille de la molécule et de sa charge. Les
endothéliums avec des fenestrations intracellulaires se trouvent par exemple
dans le réseau capillaire de l'intestin et
des glandes endocrines.
Dans le cerveau, la moelle épinière et le système nerveux central,
les cellules endothéliales ont une activité d'endocytose très faible et ne possèdent aucun pore. Pour franchir la
barrière hémato-encéphalique, le médicament doit alors traverser la cellule
endothéliale et donc franchir les membranes luminales et basales. Ce franchissement suppose que la molécule
possède des propriétés physicochimiques particulières (p. 26) ou un mécanisme de transport propre (voir le cas
delaL-DOPAp. 186).
Dans le foie, il n'existe aucun obstacle au passage des substances entre le
sang et l'espace interstitiel. Les cellules
endothéliales comportent au contact des
milieux extracellulaires des fenêtres de
grande taille (100 nm de diamètre, espace de Disse : D) où le passage des
molécules n'est gêné ni par un diaphragme ni par une membrane basale.
Des barrières de diffusion peuvent aussi
être situées de l'autre côté de la paroi
capillaire ; barrière placentaire constituée par la fusion des cellules du syncytiotrophoblaste, barrière entre le sang et
les testicules formée par les cellules de
Sertoli reliées les unes aux autres.
(Les traits verticaux dans les clichés de microscopie électronique correspondent à 1 (xm.)
Distribution dans l'organisme
Barrières entre le sang et les tissus
Les substances sont transportées par le
sang dans les différents tissus de l'organisme. L'échange de subtances entre le
sang et les tissus se déroule principalement au niveau des capillaires. Cest en
effet dans le lit capillaire très ramifié
que la surface d'échange est la plus importante et la durée d'échange la plus
longue (faible vitesse du flux sanguin).
La paroi capillaire constitue également
une barrière entre le sang et les tissus.
Elle est formée d'une couche de cellules endothéliales entourée d'une
membrane basale (représentée par un
trait noir dans les schémas ci-contre).
Les cellules endothéliales sont fortement associées entre elles par des
jonctions cellulaires (zonula occludens
désignée par Z dans le cliché de microscopie électronique en haut à gauche)
de telle sorte qu'il n'existe aucun espace ni aucune lacune permettant un
passage des molécules du sang vers
l'espace interstitiel (E : coupe d'un érythrocyte).
Cette barrière entre le sang et les
tissus a une structure variable selon les
régions du corps et la perméabilité capillaire aux médicaments dépendra
donc des fonctions propres de chaque
cellule endothéliale.
Dans la majeure partie du réseau
capillaire, par exemple dans le
muscle cardiaque, les cellules endothéliales sont caractérisées par une
activité d'endocytose importante.
Ceci se manifeste par les nombreux
replis et les vacuoles visibles dans les
cellules endothéliales (indiqués par
les flèches dans le cliché de microscopie électronique en haut à droite).
Cette activité d'endocytose permet un
transport de liquide du sang vers l'espace interstitiel et en sens inverse.
Les molécules dissoutes et les médicaments peuvent ainsi franchir la barrière séparant le sang des tissus (AM :
actomyosine d'une cellule cardiaque).
Dans ce mode de transport, les propriétés physico-chimiques de la substance ne jouent pratiquement aucun
rôle.
À côté de cela, il existe d'autres
réseaux capillaires (par exemple dans le
pancréas) où les cellules endothéliales
présentent une série de fenêtres. Les
cellules en effet ne sont pas liées entre
elles de façon étroite mais comportent
des pores uniquement recouverts d'un
diaphragme (indiqué par les flèches
dans le cliché en bas à droite).
Diaphragme et membrane basale sont
aisément traversés par les substances de
faible masse moléculaire et en particulier par la majeure partie des médicaments. Ce passage est plus difficile
dans le cas des macromolécules telles
les protéines et il dépend alors de la
taille de la molécule et de sa charge. Les
endothéliums avec des fenestrations intracellulaires se trouvent par exemple
dans le réseau capillaire de l'intestin et
des glandes endocrines.
Dans le cerveau, la moelle épinière et le système nerveux central,
les cellules endothéliales ont une activité d'endocytose très faible et ne possèdent aucun pore. Pour franchir la
barrière hémato-encéphalique, le médicament doit alors traverser la cellule
endothéliale et donc franchir les membranes luminales et basales. Ce franchissement suppose que la molécule
possède des propriétés physicochimiques particulières (p. 26) ou un mécanisme de transport propre (voir le cas
delaL-DOPAp. 186).
Dans le foie, il n'existe aucun obstacle au passage des substances entre le
sang et l'espace interstitiel. Les cellules
endothéliales comportent au contact des
milieux extracellulaires des fenêtres de
grande taille (100 nm de diamètre, espace de Disse : D) où le passage des
molécules n'est gêné ni par un diaphragme ni par une membrane basale.
Des barrières de diffusion peuvent aussi
être situées de l'autre côté de la paroi
capillaire ; barrière placentaire constituée par la fusion des cellules du syncytiotrophoblaste, barrière entre le sang et
les testicules formée par les cellules de
Sertoli reliées les unes aux autres.
(Les traits verticaux dans les clichés de microscopie électronique correspondent à 1 (xm.)