Histologie et fonctions hépatiques et biliaires

Le foie est un organe abdominal vital, situé sous le diaphragme et masquant l’estomac. Il est entouré par une capsule conjonctive (la capsule de Glisson) et présente un aspect rouge brunâtre. Il est très richement vascularisé. De forme ovoïde, le foie est composé de deux parties appelées lobes : un lobe droit volumineux et un lobe gauche plus petit. Chez l’Homme, c’est la plus volumineuse glande de l'organisme qui assure nombreuses fonctions biologiques. Le foie possède de nombreuses fonctions de stockage, de synthèse, d’épuration, et des fonctions métaboliques indispensables à l’organisme :

- Le stockage des vitamines (A, D, K, E) et des éléments nutritifs jusqu'à leur sollicitation par l'organisme.

- La production de la bile qui aide à la digestion des graisses - La décomposition de l’insuline et d’autres hormones

- La formation de glucose à partir d’acides aminés et de glycogène - La synthèse des acides aminés, de cholestérol, et de triglycérides - La dégradation du cholestérol en acides biliaires

- La synthèse des protéines plasmatiques et des facteurs de coagulation

- La synthèse des nucléosides nécessaires aux synthèses d’acides nucléiques dans tous les tissus de l’organisme

- Les biotransformation et détoxification des xénobiotiques

Le foie possède une disposition vasculaire particulière. Pour assurer ses différentes fonctions, il dispose d’un double apport sanguin : artériel et veineux. Il reçoit par l’artère hépatique un important débit sanguin riche en oxygène. La veine porte apporte le sang veineux riche en nutriments provenant du tube digestif. Ces deux gros vaisseaux, en entrant dans le foie, se divisent en plusieurs branches pour en alimenter les différentes parties. On appelle «segment» chaque partie du foie qui est alimentée par une branche de la veine porte hépatique et une branche de l’artère hépatique. En outre, le sang quitte le foie par trois veines hépatiques principales qui se jettent dans la veine cave inférieure qui retourne au cœur.

Le foie est organisé en un très grand nombre d’unités structurales et fonctionnelles appelées lobules qui comportent différent types cellulaires (Figure 20). L’organisation du foie en lobules résulte du réseau vasculaire irrigant le foie. De forme polygonale, le lobule est centré

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sur une veine centrolobulaire et bordé par des « espaces portes interlobulaires » contenant les ramifications de la veine porte, de l’artère hépatique et des canaux biliaires. Chaque lobule est composé essentiellement de cellules appelées hépatocytes, mais il contient d’autre types cellulaires tels que les cellules endothéliales, qui constituent la paroi endothéliale des sinusoïdes, des capillaires sanguins hautement perméables, les cellules phagocytaires du système immunitaire ou cellules de Kupffer.

Les hépatocytes sont des cellules épithéliales disposées en travées séparées par les sinusoïdes. Leur noyau est volumineux, sphérique, et central, elles sont parfois binucléés. Ils sont très riches en organites intracellulaires tels les réticulums endoplasmiques lisse et granulaire, l’appareil de Golgi, les mitochondries et contiennent d’abondants grains de glycogène. Cette richesse en organites cytoplasmiques révèle une grande activité métabolique. Ce sont des cellules polarisées qui présentent un pôle vasculaire et un pôle biliaire. En effet, leur surface apicale n’est séparée du sang que par les cellules endothéliales des sinusoïdes. Alors que leur surface basale délimite et contribue à la formation des canalicules biliaires. Les cellules endothéliales constituent la paroi des capillaires sinusoïdes et forment un tapis discontinu. Elles présentent des caractéristiques morphologiques très spécifiques. Leur cytoplasme est fenêtré par des pores intracytoplasmiques. Elles reposent sur une lame basale discontinue. Ces cellules permettent les échanges de petites molécules entre le sang et les hépatocytes. Les cellules endothéliales et les hépatocytes sont séparés par un espace appelé « espace de Disse ». Cet espace est limité par les microvillosités des hépatocytes et la lame basale des cellules endothéliales. Il renferme des cellules stellaires anciennement appelées « cellules de Ito ».

Les cellules de Kupffer sont les macrophages spécifiques du foie. Ces sont des cellules étoilées situés dans la lumière des capillaires sinusoïdes. Elles possèdent des prolongements cytoplasmiques qui recouvrent le pôle apical des cellules endothéliales. Ces cellules détruisent les hématies âgées, l’hémoglobine, les microbes et des petites particules de matière étrangère au sang. Après activation, ces cellules sécrètent des quantités importantes de cytokines pro-inflammatoires.

Les cellules de Ito sont des cellules étoilées qui participent aux stockages des lipides et de vitamines A, ainsi qu’à la synthèse des molécules qui entrent dans la constitution de la matrice extracellulaire. En cas de lésions hépatiques, ces cellules produisent du collagène qui va être responsable de la fibrose, caractéristique des cirrhoses hépatiques.

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Figure 20: Unité structurelle et fonctionnelle du foie humain

La bile

La bile représente la sécrétion exocrine du foie. Elle est synthétisée par les hépatocytes. La bile est formée d’eau, de cholestérol, d’acides biliaires, de phospholipides, de bilirubine… Une fois synthétisée par les hépatocytes, la bile est évacuée par les canalicules biliaires formés par les hépatocytes voisins vers les canaux biliaires interlobulaires tapissés de cholangiocytes, ou cellules épithéliales biliaires, au niveau de l’espace porte. Elle est enrichie par l’eau et les bicarbonates dans les canaux biliaires. La bile sort du foie par le canal hépatique au niveau du hile. Elle est ensuite stockée dans la vésicule biliaire où elle subit un processus de concentration par une réabsorption de 90% son eau. La bile élimine les métabolites endogènes et exogènes toxiques pour l’organisme

Le rôle digestif de la bile est assuré par les acides biliaires qui sont synthétisés à partir du cholestérol. Au cours du cycle entéro-hépatique, le cholestérol et les acides biliaires sont réabsorbés par les entérocytes de l’intestin grêle, puis retournés au foie par la veine porte. Les acides biliaires augmentent l’absorption intestinale du cholestérol, jouent un rôle important dans son métabolisme, et facilitent la digestion des lipides au niveau de l’iléon.

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Les enzymes hépatiques

Les transaminases sont les enzymes majeurs du cytosol hépatique. Ils jouent un rôle très important dans le métabolisme des protéines. Ils transfèrent un groupe amine (NH2) d’un acide aminé à un autre lors des nombreux processus chimiques qui se déroulent dans le foie.Ils participent aussi à la néoglucogenèse. Il existe 2 transaminases :

- ALAT (Alanine Amino Transferase)

- ASAT (Aspartate Amino Transferase)

L’ALAT se retrouve principalement dans les cellules hépatiques, alors que l’ASAT n’est pas spécifiquement hépatique. On peut en effet retrouver l’ASAT dans les muscles cardiaques et squelettiques. L’ALAT représente un marqueur biologique spécifique du foie. Une augmentation importante de l’ASAT avec un taux normal de l’ALAT n’est pas en faveur d’une atteinte hépatique. Une cytolyse hépatique se traduit par une libération sanguine des transaminases. En fait, une augmentation de taux d’ALAT et d’ASAT dans le sang reflète une pathologie hépatique aigue ou chronique telle qu’une hépatite virale, infectieuse, ou médicamenteuse, un cancer hépatique ou une autre pathologie du foie.

Les phosphatases alcalines (PAL) sont des enzymes présentes dans la plupart de tissus, mais plus spécifiquement dans le foie et les tissus osseux. Au niveau hépatique, elles sont localisées dans les microvillosités des canalicules biliaires. Elles catalysent l’hydrolyse d’une liaison ester monophosphate en libérant un ion phosphate et un groupement hydroxyle libre. L’augmentation des taux sanguins de PAL témoigne d’anomalies hépatobiliaires, telles qu’une cholestase ou ralentissement de l’excrétion biliaire, un cancer de l’épithélium biliaire,… En outre, ces enzymes peuvent être élevées dans quelques situations physiologiques telles que la grossesse. Ces enzymes ne constituent pas un marqueur spécifique des anomalies biliaires, car elles augmentent aussi lors de pathologies osseuses. Lors d’une cholestase ou d’un cancer biliaire, une élévation de taux sanguins de PAL est souvent associée à une augmentation d’une autre enzyme, la « γ Glutamyl transferase ». La γ Glutamyl transferase (γ GT) est une glycoprotéine présente dans le foie et dans d’autres organes tels que le pancréas, les reins, et la rate. Dans le foie, elle est localisée dans les canaux biliaires, et les hépatocytes. Le taux sérique de γ GT est souvent d’origine hépatique. Une augmentation importante des taux de γ GT et de PAL témoigne d’une cholestase ou d’une anomalie biliaire, alors qu’une élévation de γ GT et des transaminases s’observe dans les hépatites et la cirrhose. Notons que la γ GT est notamment inductible par

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l’alcool et par de nombreux médicaments. Elle sert aussi comme marqueur de l’alcoolisme chronique.

La 5’ nucléotidase (5’NT) est une phosphatase alcaline localisée dans la membrane des canalicules biliaires, et d’autres organes tels que le rein et le cerveau. Elle n’est pas inductible comme la γ GT.