Branchie

Une branchie est un organe d’échange entre un animal aquatique et l’eau. Chez les poissons, elle associe un support squelettique, des filaments vascularisés et de nombreuses lamelles minces où circulent l’eau et le sang. Elle assure l’essentiel des échanges d’oxygène et de dioxyde de carbone, mais participe aussi à l’équilibre ionique et acido-basique ainsi qu’à l’excrétion de déchets azotés.

Organisation anatomique

Chez de nombreux téléostéens, plusieurs paires d’arcs branchiaux bordent le pharynx. Chaque arc respiratoire porte généralement deux rangées de filaments branchiaux. Des lamelles secondaires sont disposées sur les faces de ces filaments ; leur épithélium très mince sépare l’eau du sang et réduit la distance de diffusion.

Les branchiospines, situées vers la face interne de l’arc, ne sont pas des surfaces respiratoires. Elles interviennent dans le guidage ou la rétention des aliments et protègent les filaments contre certaines particules grossières. Une branchie complète porte deux séries de filaments, tandis qu’une hémibranchie n’en porte qu’une.

Échanges gazeux

La ventilation fait circuler l’eau sur les lamelles, tandis que le cœur perfuse leurs capillaires. Chez de nombreux poissons, l’eau et le sang se déplacent globalement en sens opposés, ce qui maintient un gradient favorable au transfert d’oxygène le long de la lamelle. Cette organisation ne signifie pas que la branchie extrait tout l’oxygène disponible : l’efficacité dépend du débit, de la surface fonctionnelle, de la température, de l’activité et de l’espèce.

La respiration ne se confond pas avec la ventilation. Des mouvements operculaires rapides indiquent une modification du débit d’eau, mais ne prouvent pas à eux seuls une bonne oxygénation du sang. Une obstruction, un œdème, une hyperplasie ou une lésion des lamelles peut réduire les échanges malgré une ventilation intense.

Équilibres ionique et acido-basique

L’épithélium branchial contient plusieurs types cellulaires, notamment des ionocytes riches en mitochondries. Leurs transporteurs déplacent sodium, chlorure, calcium et autres ions selon le milieu et l’état physiologique. Les branchies constituent ainsi un site majeur de l’osmorégulation, en coordination avec l’intestin et le rein.

Les échanges de protons, de bicarbonate et de dioxyde de carbone contribuent à la régulation acido-basique. L’ammoniac issu du métabolisme azoté est également excrété en grande partie à travers l’épithélium branchial chez de nombreux poissons. Ces fonctions sont couplées : une altération de la qualité de l’eau peut perturber simultanément respiration, équilibre ionique et élimination des déchets.

Variabilité et examen

Le nombre d’arcs fonctionnels, la forme des filaments, la densité des lamelles et les mécanismes de ventilation varient entre lignées et stades de développement. Certains poissons utilisent en complément la peau, l’intestin, une vessie gazeuse ou un organe respiratoire aérien. Les branchies externes de larves d’amphibiens et les branchies d’invertébrés remplissent une fonction comparable, mais ne partagent pas nécessairement la même organisation ni la même origine évolutive.

En clinique ou lors d’une autopsie, la couleur, le mucus, l’intégrité des filaments et l’aspect microscopique prennent leur sens avec les données de qualité de l’eau et l’histoire de l’animal. Une branchie pâle, foncée ou chargée de mucus n’identifie pas à elle seule une cause.