Rôle et constitution de la barrière placentaire

Rôle du placenta : filtre et barrière

• Le placenta est un organe composé de tissus maternels et fœtaux, faisant partie des annexes fœtales.
• Il facilite les échanges sélectifs entre la mère et le fœtus.
• Possède des capacités de transfert, de sécrétion et de sélection de substances.
• Assure la nutrition, l'oxygénation, l'épuration et la protection du fœtus.
• Joue un rôle dans l'activité endocrine, la synthèse de substances et la modification de l'organisme maternel pour le développement fœtal.

Transferts placentaires

• La barrière placentaire détermine le transfert de molécules entre les compartiments maternel et fœtal.
• Elle agit comme un filtre sélectif.

Constitution de la barrière placentaire

• La barrière placentaire est interposée entre les compartiments maternel et fœtal.
• Elle est constituée de :
  • Une couche trophoblastique (cytotrophoblaste et syncitiotrophoblaste).
  • Une couche de mésoderme.
  • La paroi des capillaires fœtaux.
• Le cytotrophoblaste villositaire disparaît à partir de la 16e semaine de gestation (18 SA).
• Au premier trimestre, la barrière mesure 50 μm, s'amincissant à 3 μm à terme pour favoriser les échanges.
• La surface de la barrière atteint 14m² à terme.
• Les échanges diminuent dans les dernières semaines en raison des dépôts fibrineux.
• La barrière empêche le passage direct de cellules, mais de petites quantités de cellules fœtales peuvent passer dans la circulation maternelle en cas de microtraumatismes.

Fonctionnement de la barrière placentaire

• Les échanges se font par des mécanismes classiques de transfert et dépendent du débit des circulations placentaire, maternelle et fœtale.

Diffusion simple

• La diffusion simple s'effectue sans consommation d'énergie, concerne les molécules de faible poids moléculaire.
• Le transfert s'effectue de la zone de concentration la plus élevée vers la zone la moins élevée, jusqu'à l'équilibre.
• Ce mécanisme est utilisé pour le transfert de l'eau, des gaz, de l'urée, de la créatinine, de l'acide urique, des hormones stéroïdes et de certains métaux.

Transfert facilité

• Le transfert facilité nécessite une molécule transporteuse pour déplacer les substances de la zone de haute concentration à celle de basse concentration.
• Il est utilisé pour le passage du glucose via la protéine GLUT.
• Chez les mères présentant une hyperglycémie répétée, la glycémie fœtale augmente, entraînant une production accrue d'insuline fœtale et une prise de poids excessive du fœtus.

Transport actif

• Le transport actif se produit contre un gradient de concentration avec consommation d'énergie.
• Il permet le transfert des acides aminés (avec 20 transporteurs spécifiques) et de certains ions comme le calcium.

Endocytose

• L'endocytose permet le transfert intracellulaire de macromolécules captées par des microvillosités.
• Le transfert des immunoglobulines G (IgG) se fait par endocytose via le récepteur FCγ.
  • L'IgG se lie au récepteur FCγ des microvillosités.
  • L'endocytose a lieu.
  • La vésicule d'endocytose est dirigée vers la membrane basale du capillaire fœtal.
  • L'IgG est sécrétée par exocytose dans le capillaire fœtal.
• L'endocytose facilite aussi le transfert du cholestérol via le récepteur aux LDL.

Échanges gazeux

• L'oxygène traverse le placenta de la circulation maternelle vers la circulation fœtale par diffusion simple ou facilitée.
• L'échange d'oxygène dépend de l'épaisseur et de la surface de la barrière placentaire, ainsi que de la différence de pression partielle d'O2 entre les deux circulations.
• L'oxygénation du sang fœtal est favorisée par sa forte teneur en hémoglobine et par l'affinité de l'hémoglobine fœtale pour l'oxygène.
• L'arrêt de l'oxygénation du fœtus pendant quelques minutes présente un danger vital immédiat.
• Le CO2 passe du sang fœtal à la circulation maternelle par simple diffusion.

Échanges métaboliques

• Le passage des nutriments de la circulation maternelle à la circulation fœtale est essentiel pour assurer les dépenses énergétiques et la croissance du fœtus.

Eau et électrolytes

• L'eau traverse le placenta par diffusion simple selon le gradient osmotique.
• Les échanges en eau entre la mère et le fœtus augmentent jusqu'à 3,5 litres/jour à 35 SA, puis diminuent à 1,5 litres/jour à terme.
• Les électrolytes suivent le mouvement de l'eau.
• Le fer et le calcium ne circulent que dans le sens mère → fœtus.

Glucides

• Le fœtus peut synthétiser des glucides et des acides aminés non essentiels, mais les nutriments essentiels (glucides, lactates, acides aminés) viennent du transfert placentaire.
• Le glucose est la principale source d'énergie du fœtus, utilisé pour la synthèse des graisses et transféré par diffusion facilitée.
• La glycémie fœtale est liée à la glycémie maternelle.
• Le placenta peut synthétiser et stocker du glycogène, et produire du glucose par glycogénolyse si nécessaire.

Acides aminés

• Les acides aminés sont indispensables à la synthèse des protéines fœtales et proviennent de la dégradation des protéines maternelles.
• Le transfert des acides aminés est influencé par les hormones (croissance, thyroïdiennes, insuline).
• Leur concentration est 2 à 3 fois plus élevée dans le fœtus que chez la mère.
• Le placenta peut synthétiser et transférer certains acides aminés non essentiels.

Lipides

• Les lipoprotéines ne traversent pas la barrière placentaire ; le placenta les dégrade libérant des acides gras.
• Les acides gras libres et le glycérol traversent selon un gradient de diffusion et sont utilisés par le fœtus pour la synthèse de lipides.
• Le cholestérol passe par endocytose via le récepteur LDL et est nécessaire à la fabrication des membranes du syncitiotrophoblaste.

Vitamines

• Les vitamines hydrosolubles traversent la barrière placentaire, contrairement aux liposolubles (A, D, E, K).
• Pour la vitamine K, une supplémentation est systématique à la naissance en raison de son rôle dans la prévention des hémorragies.

Déchets du métabolisme fœtal

• Les déchets (urée, créatinine, acide urique) passent dans la circulation maternelle via la barrière placentaire et sont éliminés par la mère.

Barrière sélective

• Le placenta sélectionne les molécules pour le passage de la barrière selon leur taille, leur configuration et leur charge électrique.

Passage des protéines maternelles et fœtales

• Les hormones peptidiques d'origine maternelle ou placentaire ne franchissent pas la barrière, sauf la TRH maternelle (régulation de la thyroïde), qui intervient aussi sur le fonctionnement thyroïdien du fœtus.

Immunoglobulines maternelles

• Seules les immunoglobulines G (IgG) maternelles traversent la barrière placentaire par endocytose de la mère vers le fœtus, surtout en fin de grossesse (à partir du 7ème mois).
• À la naissance, le fœtus possède des IgG d'origine maternelle, lui assurant une immunité passive transitoire contre des maladies infectieuses (ces anticorps persistent 6 mois).
• Les prématurés sont privés de cette immunité passive et sont plus sensibles aux infections.
• Les autres immunoglobulines ne traversent pas la barrière placentaire.

Incompatibilité sanguine fœto-maternelle

• Passage transplacentaire d'anticorps.
• Les érythrocytes fœtaux peuvent passer dans la circulation maternelle, entraînant une immunisation de la mère.
• L'iso-immunisation dans le système Rhésus concerne 5% des mères Rhésus négatif avec un conjoint Rhésus positif.
  • Lors d'une première grossesse avec un fœtus Rhésus positif, des globules rouges fœtaux peuvent passer dans la circulation maternelle, déclenchant la synthèse d'anticorps anti-D.
  • Lors d'une grossesse ultérieure, les IgG anti-D maternelles peuvent traverser le placenta et atteindre la circulation fœtale.
    • Si le fœtus est Rhésus négatif, il n'y a pas de réaction.
    • Si le fœtus est Rhésus positif, les IgG anti-D se fixent sur ses globules rouges, entraînant leur destruction (hémolyse), causant la maladie hémolytique du nouveau-né, caractérisée par une anémie sévère détectable in utero.

Protéines fœtales

• L'alpha-foeto-protéine (AFP) et l'acétylcholinestérase (ACE) d'origine fœtale passent la barrière placentaire et se retrouvent dans la circulation maternelle ; leur rôle reste inconnu.
• Une concentration élevée de ces protéines peut indiquer des malformations fœtales (anomalies de fermeture du tube neural ou de la paroi abdominale).

Passage des agents pathogènes

• Le placenta est une barrière contre de nombreux agents infectieux.
• Certains agents pathogènes peuvent franchir cette barrière et provoquer des embryofoetopathies.
• Les agents infectieux qui peuvent franchir la barrière sont :
  • Virus : herpès, CMV, rubéole, parvovirus B19.
  • Parasites : toxoplasme.
  • Bactéries : listéria.

Transmission materno-fœtale de la toxoplasmose

• Chez l'adulte, la toxoplasmose est une infection sans gravité, mais chez la femme enceinte, le toxoplasme peut traverser le placenta et provoquer une embryofœtopathie sévère.
• Le risque de passage du toxoplasme dépend du trimestre de la séroconversion :
  • 1er trimestre : 6% de passage, risque élevé d'embryofœtopathie sévère.
  • 2ème trimestre : 25% de passage, risque d'embryopathie sévère important.
  • 3ème trimestre : 50% de passage, mais risque d'embryopathie sévère moins important.
• La prise en charge de ces séroconversions comprend :
  • L'administration d'un antiparasitaire à la mère pour protéger le fœtus.
  • La recherche du génome du toxoplasme dans le liquide amniotique et une surveillance échographique renforcée.
• La sérologie du nouveau-né révèle des IgG anti-toxoplasme (transmises par la mère).
  • La disparition des IgG indique que l'enfant n'a pas été infecté.
  • L'apparition d'IgM et la persistance des IgG indiquent une infection, nécessitant un suivi pédiatrique prolongé.

Passage des agents pharmacologiques

• Le passage placentaire varie selon la molécule et dépend du poids moléculaire, de la biodisponibilité et de la concentration plasmatique maternelle.
• La concentration sérique fœtale atteint 10% de la concentration sérique maternelle en 1 heure.
• Le passage transplacentaire peut être utilisé à des fins thérapeutiques.
  • Pour traiter des troubles du rythme fœtaux avec des médicaments antiarythmiques.
  • Pour prévenir l'infection fœtale avec des antibiotiques comme la spiramycine contre la toxoplasmose.

Médicaments tératogènes

• Certains médicaments ont un effet tératogène et peuvent provoquer des malformations :
  • Roaccutane : malformations du système nerveux central, de la face et du cœur.
  • Thalidomide : malformations majeures des membres.
  • Antivitamines K : malformations du nez, des os et du cerveau.
  • Dépakine : défaut de fermeture du tube neural et anomalies cérébrales.

Médicaments entraînant des troubles néonataux

• Certains médicaments peuvent entrainer des troubles néonataux :
  • Bêta-bloquants : hypoglycémies néonatales.
  • Barbituriques : enfant peu réactif, difficultés alimentaires.
  • Anti-inflammatoires (2ème et 3ème trimestres) : insuffisance rénale fœtale et fermeture prématurée du canal artériel.

Passage des agents toxiques

• La barrière placentaire est efficace contre certains toxiques comme l'arsenic mais perméable à l'alcool, l'héroïne, les opiacés, la nicotine, le plomb et le mercure.

Alcool

• L'alcool traverse la barrière placentaire et se retrouve dans le liquide amniotique et le sang fœtal à concentration similaire, voire plus élevée que chez la mère.
• Ceci est dû à l'équipement enzymatique de détoxication (alcool déshydrogénase) réduit chez le fœtus.
• L'acétaldéhyde, produit de dégradation de l'éthanol, est plus toxique.
• Le syndrome d'alcoolisation fœtale est une intoxication alcoolique de l'embryon ou du fœtus causée par la consommation d'alcool de la mère pendant la grossesse.
• Il peut entraîner des malformations du système nerveux central, un faciès particulier, des troubles intellectuels ou du comportement ou une diminution du poids.
• L'alcool représente la cause la plus fréquente de retard mental tératogène en Occident.

Héroïne

• L'héroïne traverse la barrière placentaire, mais n'entraîne pas de malformations fœtales.
• Le fœtus souffre du syndrome de manque lorsque sa mère en souffre.
• Les épisodes de manque répétés peuvent entraîner une fausse-couche ou un accouchement prématuré.
• Le nouveau-né est en état de dépendance et nécessite un sevrage progressif.

Tabac

• Les constituants du tabac traversent la barrière placentaire et peuvent atteindre le fœtus.
• La cotinine, produit de dégradation de la nicotine, se retrouve chez le fœtus et dans le liquide amniotique.
• Le taux maternel de carboxyhémoglobine varie de 5 à 15 % pour 20 cigarettes par jour, celui du fœtus est 1,8 fois plus élevé.
• Les anomalies constatées en période anténatale incluent :
  • Retard de croissance intra-utérin.
  • Malformations fœtales (pour une consommation > 20 cigarettes/jour).
  • Mort fœtale in utero (MFIU) : 11% des MFIU tardives seraient imputables au tabac.

Rôle du placenta

• Le placenta permet au fœtus de recevoir les éléments essentiels à son développement, éliminer les déchets et être protégé des agents nocifs.
• La connaissance des limites de cette barrière est indispensable à la surveillance du fœtus.