Le Sang
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Université Dr. Moulay Tahar de SAIDA Biochimie appliquée II- Biochimie des substances d’origine animale (1) Préparé par: Mr. HALLA Noureddine Constituants des liquides biologiques : Le Sang Constituants des liquides biologiques : Le Sang Introduction Liquide biologique Un liquide biologique désigne de manière générale un liquide produit par un organisme vivant. Liquide au sein d'un circuit ou d'une cavité fermés Liquide circulant le sang la lymphe Liquide dans un circuit ouvert Liquide non circulant Liquide avec un système spécifique Liquide sans système spécifique le liquide cérébrospinal le liquide pleural le liquide péritonéal le liquide péricardique l'humeur aqueuse le liquide amniotique l'urine la salive la bile le suc pancréatique le sperme le lait le suc gastrique la sueur les expectorations le mucus Constituants des liquides biologiques : Le Sang Introduction Les liquides corporels Le liquide intracellulaire LIC Le liquide extracellulaire LEC le milieu intérieur Sang liquide interstitiel plasma Lymphe Constituants des liquides biologiques : Le Sang Introduction Constituants des liquides biologiques : Le Sang Définition Définition du sang Le sang est un tissu conjonctif fluide vital qui circule continuellement dans les vaisseaux sanguins et le cœur. En moyenne, le corps humain contient de cinq à six litres de sang. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Propriétés physiques du sang Le sang est un liquide visqueux faiblement alcalin et de saveur salée. Il est opaque et sa couleur varie en fonction de son oxygénation, son volume représente 8 % du poids du corps, le volume sanguin chez un homme est de 5-6 L et de 4-5 L chez une femme. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang Le corps humain 92% 8% Sang 55% Autres liquides et tissus Plasma Éléments figurés 45% 8,5% Eau Solutés Globules rouges Globules blancs 91,5% Protéines Autres solutés 7% 1,5% Basophiles Neutrophiles Éosinophiles Lymphocytes Monocytes Plaquettes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les éléments figurés constituent 45 % du sang entier Éléments figurés Érythrocytes hématies globules rouges Leucocytes globules blancs les granulocytes ou polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles) ; les lymphocytes ; les monocytes. Thrombocytes plaquettes sanguines ou plaquettes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés cellule souche hématopoïétique (CSH) Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les érythrocytes Le globule rouge, encore appelé hématie ou érythrocyte est la cellule sanguine la plus abondante. Sans noyau. Ne peuvent se reproduire Contient l ’hémoglobine (Hb) fait avec du fer Transporte O2 et CO2 dans le sang Formation : dans moelle rouge des os du milieu du corps (2 millions / seconde) Durée de vie : Max 120 jours 5 000 000 / mm³ Couleur: Rouge avec O2 Bleu avec CO2 Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Aspect d'un globule rouge mammalien normal Le globule rouge normal se présente de profil comme un disque biconcave Le diamètre normal des globules rouges de face varie de 6,7 à 7,7 micromètres. Les érythrocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les érythrocytes Composition Sa structure se décompose schématiquement en trois éléments: La membrane L'hémoglobine Les enzymes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les érythrocytes La membrane la membrane cytoplasmique le cytosquelette membranaire Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les enzymes pyruvate kinase glucose 6-phosphate déshydrogénase (G6PD) Pyrimidine 5′ Nucléotidase (cN-III) Cytochrome b5 Réductase Les érythrocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés L'hémoglobine L'hémoglobine est une protéine de structure quaternaire la principale fonction est le transport du dioxygène dans l'organisme humain et chez les autres vertébrés. L'hémoglobine se trouve essentiellement à l'intérieur des globules rouges du sang ce qui leur confère leur couleur rouge. Les érythrocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les érythrocytes L'hémoglobine Chacune de ces chaînes est associée à un groupement prosthétique : l' hème. Une molécule d'hème est constituée d'un ion fer complexé par une porphyrine. L'hémoglobine humaine est constituée de quatre chaînes identiques deux à deux : deux chaînes α de 141 acides aminés chacune et de deux chaînes β de 146 acides aminés chacune. hème Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes ou globules blancs sont des cellules du système immunitaire. Ils sont produits dans la moelle osseuse et présents dans le sang, la lymphe, les organes lymphoïdes et de nombreux tissus conjonctifs de l'organisme. Les adultes en bonne santé possèdent, normalement, entre 4,5 milliards et 13,5 milliards de globules blancs par litre de sang. Le nombre de leucocytes circulant augmente en cas d'infection ou de réaction inflammatoire. Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les leucocytes Les éléments figurés Il existe trois types de globules blancs : Les leucocytes Granulocytes (ou polynucléaires) Lymphocytes Neutrophiles Lymphocytes B Éosinophiles Lymphocytes T Basophiles Les monocytes ou Macrophage Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Neutrophiles Le qualificatif de « neutrophile » vient aussi d'une caractéristique visible en microscopie optique : après ajout des colorants vitaux usuels, ces cellules restent neutres Ils ont un diamètre de 12 à 15 µm. Vous pouvez les reconnaître car leur noyau est divisé de 2 à 5 lobes Les neutrophiles représentent à eux seuls environ 65 % de l'ensemble des leucocytes du sang, et 99 % des granulocytes. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Neutrophiles Les neutrophiles ont un rôle primordial de phagocytose lorsqu'ils rencontrent une cellule étrangère ou infectée. Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Éosinophiles ces cellules se colorent en rouge (leurs inclusions cytoplasmiques fixent l'éosine, ils sont acidophiles). Leur rôle essentiel est de s'attaquer aux parasites de l'organisme, sans les phagocyter : ils se fixent dessus, déversent leurs granules qui contiennent des enzymes destinées à les détruire. Les vacuoles contenues dans leur cytoplasme contiennent des substances toxiques (histamine entre autres) pour les parasites (mais aussi contre l'organisme hôte). Ils jouent aussi un rôle (mineur) dans l'allergie, et dans l'inflammation. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Éosinophiles ils possèdent dans leur granules de l'histaminase, une enzyme qui agit sur l'histamine et la neutralise. les polynucléaires éosinophiles ont la capacité de phagocyter les complexes Antigène-IgE, responsables de la libération de l'histamine par les polynucléaires basophiles et les mastocytes par fixation sur des récepteurs à immunoglobuline E Ils représentent de 2,5 à 5% des leucocytes circulants Leur taille varie de 12 à 14µm. Ils présentent un noyau bilobé Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Éosinophiles On distingue 1 Produits de synthèse Protéines cytotoxiques Radicaux oxygénés Médiateurs lipidiques 2 Récepteurs membranaires Les récepteurs pour les hématopoïétines Les récepteurs pour les chémokines Cytokines Récepteurs pour les Ig et le complément Chémokines Autres molécules membranaires (CMH, molécules costimulatoires) Facteurs de croissance Enzymes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Éosinophiles Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Basophiles Les granulocytes basophiles se colorent en bleu (leurs grandes inclusions cytoplasmiques fixent les colorants bleus). Les basophiles sont les plus rares (0,5 à 1 %, et même 0 % chez certaines personnes) des granulocytes. L'histamine et l'héparine servent à empêcher la coagulation dans les vaisseaux sanguins, mais aussi à augmenter la perméabilité des capillaires sanguins. Les inclusions cytoplasmiques contiennent de nombreuses molécules chimiques, et en particulier histamine et héparine (À la différence des mastocytes, ils ne contiennent pas de sérotonine). Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Basophiles ECFA (Eosinophils Chemotactic Factor of Anaphylaxis) histamine Basophiles activation réaction inflammatoire intervention réactions allergiques et notamment dans les hypersensibilités de Type I attraction polynucléaires éosinophiles Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Basophiles Récepteurs membranaires des récepteurs pour le Fc des IgE (de 6000 à 600.000 selon les basophiles). le CD18 : molécule d’adhésion à l’endothélium vasculaire, favorisant ainsi la pénétration tissulaire Récepteurs pour les anaphylatoxines (C5a et C3a) et pour le C3b. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Lymphocytes B Les lymphocytes B représentent environ 5 à 15% des lymphocytes circulants et sont définis par la présence d’immunoglobulines (Ig) de surface. Ils sont responsables de la réponse immunitaire humorale spécifique grâce aux anticorps qu’ils produisent et qui serviront à la reconnaissance spécifique et à la destruction de l’agent pathogène. Il y a deux types de cellules B : Les plasmocytes qui sécrètent les anticorps. Les cellules B à mémoire sont formées spécifiquement contre les antigènes rencontrés lors de la réponse immunitaire primaire. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Lymphocytes B Les protéines membranaires des lymphocytes B régulent la différenciation et l'activation des cellules B. Parmi elles, les plus importantes sont celles du récepteur des cellules B ou BcR (B cell antigen Receptor). Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Lymphocytes T Les lymphocytes T repèrent et détruisent des agents pathogènes provenant de l’extérieur de l’organisme comme les bactéries ou les virus, mais également des cellules de l’organisme ayant subi des transformations anormales comme les cellules cancéreuses. La structure globale des lymphocytes T est identiques, ils se distinguent par leurs TCR toujours accompagné du cluster de différenciation CD3 Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Lymphocytes T Il existe plusieurs types de cellules T : Les lymphocytes T cytotoxiques (CD8) La structure globale des lymphocytes T est identiques, ils se distinguent par leurs TCR Les lymphocytes T auxiliaires (Th) Les lymphocytes T régulateurs (Treg) Les lymphocytes NKT Le TCR Les TCR sont des récepteurs membranaires caractéristiques des lymphocytes T. Ils procurent aux LT la propriété de reconnaitre des fragments peptidiques antigéniques associés aux molécules du CMH et ceci de manière spécifique. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Lymphocytes T Le récepteur TCR des lymphocytes T Les leucocytes Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Monocytes Les monocytes sont des leucocytes de la famille des agranulocytes qui évoluent en macrophages ou cellules dendritiques. Ce sont les plus grandes cellules circulant dans le sang. elles mesurent entre 15 et 25 micromètres et atteignent jusqu'à 40 micromètres de diamètre. Leur durée de vie, s'étalant de quelques jours à quelques mois. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les leucocytes Monocytes Myéloperoxydase identique à celle contenue dans la lignée granuleuse neutrophile. Estérases non spécifiques Lysozyme phosphatase acide, béta-glycuronidase Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 1 Les éléments figurés Les thrombocytes Les thrombocytes (plaquettes sanguines) Leur fonction est l’obturation des lésions au niveau des vaisseaux sanguins Granulation: azurophile, sont des Vésicules contenant des facteurs de coagulation. De plus, les thrombocytes contiennent une granulation lysosomale, qui ne sont pas visibles au microscope optique. Taille 1-3 μm normal Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Le plasma sanguin est le composant liquide du sang Son rôle est de transporter les éléments nécessaires à tout l'organisme. Il permet aussi de véhiculer les déchets de l'organisme pour être éliminés. Il constitue 55 % du volume total du sang. C'est un liquide jaunâtre composé à 90% d'eau. le plasma contient sels minéraux déchets du métabolisme hormone nutriments substances protéiques Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Constituants concentration dans le plasma g/L Na + 3.2 K+ 0.2 Ca++ 0.1 SO4-- 0.02 HPO4-/H2PO4- 0.04 HCO3- 1.6 Cl- 3.6 Acides aminés 0.1 Protéines 60-80 Urée 0.3 Glucose 0.9 Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma le plasma Eau Protéines 91,5% 7% Différents autres solutés 1,5% Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Coagulation et fibrinolyse Le système complément Le système immunitaire Enzymes Inhibiteurs Lipoprtéines Hormones Cytokines et facteurs de croissance Transport et stockage Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Les protéines Le plasma Albumine Globuline Fibrinogène Autre Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Albumine elle joue un rôle très important dans le maintien de l'équilibre hydrique (quantité d'eau dans le sang) et par le fait même de la viscosité du sang. foie albumine Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Albumine les albumines sont des protéines solubles dans l'eau pure. elles sont composées d'environ 580 acides aminés et ne contiennent pas de glucides. Fonctions de l'albumine Maintien de la pression oncotique Transport des hormones thyroïdiennes Transport des acides gras libres Transport des hormones liposolubles Lie de manière compétitive les ions calcium (Ca2+) Transport des médicaments Transport de la bilirubine nonconjuguée Tampon pH Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Globuline Globulines fabriquées par les cellules du foie α− globuline β− globuline sont surtout impliquées dans le transport de substances liposolubles dans le sang. γ − globuline sont appelées anticorps et ont un rôle majeur dans les processus de défense de notre organisme. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Les protéines Le plasma Globuline α1− globuline α1 -antitrypsine α1 antichymotrypsine lipoprotéine (HDL) α2− globuline β − globuline Céruloplasmine Antithrombine III haptoglobine Choline-estérase plasminogène α2− macroglobuline Lipoprotéine (LDL) transferrine fibrinogène globuline liant les stéroïdes sexuels transcolbalamine γ − globuline IgG IgM IgD IgE IgA Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Globuline α1 -antitrypsine macroglobuline haptoglobine Elle présente une action Elle possède un: rôle anti-protéasique antiprotéasique elle s’oppose avec des endopeptidases bactériennes à l’action des protéases qui et leucocytaires et avec d’autres -Combinaison l’hémoglobine : sont desàenzymes protéases circulantes Leprotéolytiques. complexe Hb/Hpcomme la plasmine, la pepsine, la trypsine, la (hémoglobine/haptoglobine) chymotrypsine, la cathépsine. - Protéine la réaction inflammatoire Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Globuline α1 -antitrypsine macroglobuline haptoglobine lipoprotéines transferrine Orosomucoïde IgG La fonction de la transferrine est le transport du fer de l'intestin vers les réserves hépatiques et vers acide les alpha-1-glycoprotéine réticulocytes Sa fonction est de servir de transporteur de composés lipophiles basiques ou neutres Constituants des liquides biologiques : Le Sang Composition du sang 2 Le plasma Les protéines Fibrinogène fibrinogène ou "facteur I" (FI : facteur un) de la coagulation Le fibrinogène représente 2 à 3% des protéines plasmatiques Le fibrinogène soluble, une fois transformé en fibrine, est insoluble dans l'eau. Son taux augmente dans les états inflammatoires. Constituants des liquides biologiques : Le Sang Fonctions des constituants du sang Une fonction de transport Défense de l’organisme échanges intra organisme, ou échanges avec le milieu extérieur oxygène dioxyde de carbone nutriments nécessaires thermorégulation les déchets (urée) autorégulation du pH Constituants des liquides biologiques : Le Sang Isolement et valorisation Exploration des protéines plasmatiques Le dosage des protéines normales permet de voir s’il s’agit d’une anomalie quantitative. Les techniques de séparation et identification des protéines permettent de faire une analyse quantitative et qualitative. On peut aussi doser une protéine en particulier. Il existe plusieurs techniques, mais les plus utilisées sont l’immunoturbidimétrie et l’immunonéphélémétrie Constituants des liquides biologiques : Le Sang Isolement et valorisation Exemples : Lors de l’inflammation aiguë il existe une augmentation des alpha-globulines Lors d’une inflammation chronique on observe une augmentation des alpha globulines ainsi que de la gamma-globuline, mais une diminution de l’albumine Lors d’une insuffisance hépatocellulaire il y un déficit de protéines plasmatiques Chez un grand brûlé, il existe une fuite massive des protéines et un syndrome inflammatoire caractérisé par une augmentation de l’alpha 2-globuline Le déficit en alpha 1-antitrypsine est un problème congénital Constituants des liquides biologiques : Le Sang Les groupes sanguins Constituants des liquides biologiques : Le Sang Conclusion Le sang est composé de plasma dans lequel on retrouve les hématies, les leucocytes, et les plaquettes. Le sang assure un rôle transporteur. Il transporte les gaz de la respiration (dioxygène et gaz carbonique), les produits de la digestion (glucose, graisses, acides aminés), et divers biocatalyseurs d'origine externe (vitamines) ou d'origine interne (enzymes, hormones, etc.). Les principales propriétés physiques du sang portent sur la coagulation et sur la viscosité.
