Arc branchial

Définition

Chez les mammifères terrestres, les arcs branchiaux sont des arcs pharyngiens, des structures observées dans le développement embryonnaire des vertébrés qui sont des précurseurs reconnaissables pour de nombreuses structures. Chez les poissons et animaux aquatiques, les arcs branchiaux supportent les branchies.

Les arcs branchiaux d'un poisson :

Les arcs branchiaux sont une série de "boucles" osseuses présentes chez les poissons, qui soutiennent les branchies. Le terme arc est à comprendre comme une arche, et chez les poissons, un arc branchial pourrait être appelé une arche de soutien des branchies.

Explications

Un arc branchial forme la partie ventrale, dite viscérale, du squelette céphalique; cette partie viscérale sert de support à la région antérieure, ou pharyngienne, du tube digestif. Chez les poissons, il existe 5 paires d'arcs branchiaux situés en arrière de 2 paires d'arcs branchiaux modifiés; l'arc mandibulaire en avant, qui soutient la mâchoire, et l'arc hyoïde en arrière, qui suspend la mâchoire au crâne.

Développement embryologique

Les arcs branchiaux, ou arcs pharyngiens, sont des structures, principalement mésodermiques, comme des fentes, situées des deux côtés du pharynx, qui proviennent de l'embryogenèse, du développement embryonnaire des animaux du phylum des chordés (vertébrés).

Ils peuvent rester chez l'individu adulte, comme dans le cas des lamproies, ou seulement être pleinement fonctionnels à l'état embryonnaire, comme dans le cas humain, cependant, dans ce dernier il y a des réminiscences, comme la trompe d'Eustache et d'autres parties de l'oreille, qui composent le canal auditif.

Chez l'embryon, chaque arc apparaît sous forme d'une baguette de cartilage qui se fragmente ensuite en points de chondrification, puis d'ossification distincts. Il existe normalement 4 éléments par arc branchial. Les 2 arcs de la même paire s'articulent ventralement sur une baguette longitudinale impaire qui forme le plancher de la cavité pharyngienne. Deux arcs branchiaux sont séparés l'un de l'autre par une fente branchiale.

Selon de nombreux auteurs, spécifiquement les arcs pharyngiens forment une structure en général, et peuvent être appelés arcs branchiaux seulement lorsqu'ils remplissent une fonction respiratoire aquatique. Par exemple, chez les poissons, ils sont appelés arcs branchiaux, mais pas chez les mammifères terrestres (on les appellerait arcs pharyngiens).

Ils sont situés de manière ventrolatérale à l'animal. Leur nombre, généralement de six paires, et leur disposition clairement sérielle, permettent une nomenclature qui les dénomme, de la partie la plus céphalique à la plus caudale, d'après les chiffres romains : I, II, III, etc.

Le premier arc pharyngien est le premier à apparaître : le stomodeum est séparé du péricarde. Les six paires d'arcs subséquents proviennent ensuite de la croissance différentielle du pharynx.

Simplement, l'arc branchial est un élément cartilagineux ou osseux en forme de "U" qui supporte les filaments des branchies dits filaments branchiaux.

Voir aussi les termes et expressions suivantes concernant une fente, un filament, une branche, une lamelle, une membrane : fente branchiale, filament branchial, branche parabranchiale, lamelle branchiale, membrane branchiale, organe suprabranchial, basi-branchial et épibranchial.

En anatomie chez les vertébrés, la copule est une pièce cartilagineuse impaire qui réunit les hypo-branchiaux droit et gauche de chaque arc branchial. Elle est un cartilage basi-branchial. Dans certains cas, la copule ou copula est une éminence hypo-branchiale, une partie de la langue durant l'embryogenèse.

Animaux aquatiques

En zoologie et ichtyologie, l'arc branchial est connu sous le nom de chacune des structures anatomiques des boucles ou des conduits fortement irriguées qui sous-tendent les branchies des poissons et d'autres taxons zoologiques.

Les vertébrés les plus primitifs avaient des branchies avec des arcs branchiaux. En tant que réminiscence de l'évolution, tous les vertébrés actuels les possèdent également à un certain stade de leur croissance embryonnaire. Ces organes ne persistent que dans la vie adulte de certains taxons, alors que dans la majorité d'entre-eux, ils proviennent d'organes avec des fonctions anatomiques et des structures très différentes.

Chez les poissons gnathostomisés, le premier arc branchial embryonnaire donne naissance aux mâchoires et le second au complexe hyomandibulaire (mandibules), tandis que le reste donne naissance à la structure principale des branchies adultes. Dans le développement des reptiles et de la grande majorité des amphibiens, tous ou presque tous les éléments branchiaux sont perdus, y compris les arcs branchiaux complets. Chez les oiseaux et les mammifères post-embryonnaires, l'arc hyoïde (os hyoïde) reste encore plus simplifié.

Chez les espèces dans lesquelles l'appareil branchial persiste dans les stades post-embryonnaires, il est généralement utilisé pour les fonctions respiratoires et/ou alimentaires (y compris pour les filtreurs), selon les taxons. De nombreux poissons ont modifié les arcs branchiaux antérieurs dans les mâchoires du pharynx, souvent équipés de dents pharyngées spécialisées qu'ils utilisent pour conserver leur nourriture. Ce sont des dents longues et pointues chez des espèces telles que les murènes, qui sont carnivores, contrairement aux dents pharyngiennes larges et aplaties d'espèces rustiques telles que la carpe noire Mylopharyngodon piceus.

Chez les amphibiens et les reptiles, l'arc hyoïde est modifié pour avoir des fonctions similaires. Il est souvent utilisé dans la ventilation respiratoire quand il est entraîné par la bouche et non par les poumons. Il joue également un rôle dans la protrusion de la langue pour la capture de proies. Chez les espèces très spécialisées, capables de projeter la langue pour capturer leurs proies, comme les caméléons ou certaines salamandres pleistodonisées, l'appareil hyoïde est intensément modifié à cet effet. Chez d'autres espèces, telles que celles qui se nourrissent en suçant, une hypertrophie intervient. Lorsque la langue n'a que des fonctions sensorielles, comme c'est le cas avec les serpents, l'appareil hyoïde est généralement réduit (résidu branchial).

Les Amniotes n'ont pas de branchies. Les arcs branchiaux se forment comme des arcs pharyngiens au cours de l'embryogenèse et constituent la base des structures essentielles telles que les mâchoires, la glande thyroïde, le larynx, la columelle (correspondant à l'étrier chez les mammifères) et chez les mammifères le marteau et l'enclume (osselets de l'oreille).

Embryologie mammifères

L'opinion erronée que le splanchnocranium se développe à partir de l'endoderme, tel que le système digestif, a conduit à son nom de crâne viscéral, un terme regrettable. Embryologiquement, le splanchnocranium provient des cellules des crêtes neurales, et non des plaques latérales du mésoderme, comme cela arrive avec la musculature digestive.

Chez les prochordés, les bâtonnets pharyngés, formés par le tissu conjonctif fibreux mais jamais par l'os, proviennent du mésoderme et forment un panier branchial non articulé, le prédécesseur phylogénétique de l'épine vertébrée. Chez les vertébrés, les cellules des crêtes neurales partent des parois du tube neural et pénètrent dans les parois du pharynx, entre les fentes branchiales successives, pour se différencier dans les arcs pharyngiens respectifs.

En général, les arcs pharyngiens des vertébrés aquatiques (poissons et mammifères marins) sont associés au système des branchies respiratoires et, en raison de cette association, sont connus sous le nom d'arcs branchiaux.

Pathologies humaines

Le développement anormal des arcs branchiaux produit habituellement des troubles congénitaux, tels que des fistules et des kystes. Certaines malformations fréquentes comprennent :

1. Premier arc branchial : fente palatine et fente labiale, contour anormal de l'oreille et malformations des osselets de l'oreille moyenne. Les kystes branchiaux sont rares et se trouvent derrière ou devant le lobe de l'oreille. Lorsque les ouvertures apparaissent vers l'extérieur, elles interviennent près de la mâchoire et certaines s'ouvrent vers le conduit auditif externe.
2. Deuxième arc branchial : Les ouvertures de la fistule ouvrent le tiers inférieur et le tiers moyen du muscle sterno- cléido-mastoïdien dans le cou, le muscle épais qui apparaît lorsque le cou est tourné vers le côté. L'extrémité opposée peut se terminer par un trou dans le nasopharynx au niveau de la fosse amygdalienne.
3. Troisième et quatrième arc branchial : les fistules sont très rares et difficiles à identifier. Les kystes du thymus apparaissent sur un côté du cou, principalement sur le côté gauche. Les kystes parathyroïdiens peuvent apparaître près de la thyroïde ou de la glande médiastinale.

D'autres pathologies similaires, telles que le kyste thyréoglosse, n'ont pas d'origine réelle dans les arcs branchiaux. D'un autre côté, les fentes branchiales qui séparent un arc branchial et un autre peuvent être le site de troubles congénitaux. Ainsi, lorsque la première fente branchiale ne se développe pas correctement, des déformations de l'oreille apparaissent, y compris l'occlusion du conduit auditif.

Terminologie

Un organe basi-branchial est directement synonyme de copule. Ce qui est basibranchial est de, ou se rapporte à, ou est un os ou un cartilage médian au point ventrale d'un arc branchial. Le terme branchial a souvent à voir avec les branchies, et ce qui est basibranchial est relatif à la base osseuse des branchies, ou aux parties correspondantes des vertébrés ayant perdus leurs branchies au cours de leur évolution.

Chez les poissons, basi-branchial relève du cartilage central médian ou élément osseux dans un arc branchial, derrière la langue. Les dents sur l'os basibranchial, derrière la langue et entre les branchies sont souvent incorrectement appelées dents hyoïdes.

Il existe d'autres structures en rapport avec les branchies ou le pharynx avec des organes (ou parties) : épibranchiaux, hypobranchiaux, cératobranchiaux et pharyngobranchiaux.

Est épibranchial ce qui en relation avec l'un des os de l'arc branchial ou pharyngien et donc le pharynx. Il peut y avoir des arcs branchiaux composés jusqu'à quatre (parfois moins) parties : os hypobranchial, os cératobranchial, os épibranchial et os pharyngobranchial.

En rapport avec "arc branchial"

• basibranchial

  

  Un organe basibranchial (basi-branchial) est directement synonyme de copule.

• branche parabranchiale

  

  La branche parabranchiale est une branche antéro-supérieure qui renseigne la branche dorsale de l'urohyal en anatomie.

• fente branchiale

  

  Chez les animaux aquatiques, la fente branchiale est une formation, généralement latérale, qui met en communication la cavité pharyngienne avec l'extérieur...

• filament branchial

  

  Un filament branchial est une structure fine, délicate et en forme de frange, faisant partie de chaque branchie, permettant aux animaux aquatiques de respirer...