Le sang - snowratm

PHYSIOLOGIE HUMAINE
11) Eléments figurés du sang 1
11) ELEMENTS FIGURES DU SANG
I. GÉNÉRALITÉS SUR LA COMPOSITION DU SANG
 Le sang est le seul tissu conjonctif liquide de l'organisme.
Il est constitué par :
 Le plasma qui est une matrice extracellulaire liquide :  55% du volume du sang total.
 Les éléments figurés qui sont des cellules vivantes en suspension dans le plasma :  45 % du sang total.
Remarque :
Le sérum sanguin est le liquide surnageant lorsqu'on laisse le sang coaguler dans un tube : dans ce cas, les facteurs de
coagulation s'associent aux cellules sanguines pour former un précipité solide ou caillot sanguin qui libère ainsi le sérum.
Sérum = plasma - facteurs coagulation.
Plasma = sérum + facteurs de coagulation = sang total - cellules sanguines (= éléments figurés).
 Les éléments figurés se répartissent en :
 Globules rouges (= hématies, érythrocytes) : 99% des éléments figurés (= environ 37 à 50% du sang total
correspondant à l'hématocrite).
 Globules blancs (= leucocytes) : moins de 1% des éléments figurés.
 Plaquettes (= thrombocytes) : moins de 1% des éléments figurés.
II. ÉLÉMENTS FIGURÉS
 Ce sont :
 les érythrocytes (= hématies ou globules rouges),
 les leucocytes (= globules blancs),
 les plaquettes (= thrombocytes).
 Leurs caractéristiques sont :
(1) 2 de ces types ne sont pas de véritables cellules :
 les érythrocytes n'ont pas de noyau et pratiquement pas d'organites,
 les plaquettes ne sont que des fragments de cellules.
Seuls les leucocytes sont des cellules complètes.
(2) La plupart des éléments figurés survivent dans la circulation sanguine pendant quelques jours seulement.
(3) La plupart des cellules sanguines ne se divisent pas :
Elles sont continuellement renouvelées par division cellulaire dans la moelle osseuse d'où elles proviennent.
 Chez l'adulte, la formation des éléments figurés du sang se produit au sein du tissu spongieux de certains os : dans
la moelle osseuse rouge du diploé des os plats du tronc (ex. : sternum) et des ceintures (ex. : bassin) et dans les
épiphyses proximales de l'humérus et du fémur.
 Définitions : Hématopoïèse = synthèse des éléments figurés du sang : des hématies ou érythropoïèse, des
leucocytes ou leucopoïèse et des plaquettes ou thrombocytopoïèse (= thrombopoïèse).
 Les cavités médullaires de l'os spongieux contiennent la moelle rouge qui est le tissu hématopoïétique.
 Chez le nouveau-né, la moelle rouge occupe le canal médullaire des os longs et les cavités de l'os spongieux.
Chez l'adulte, la moelle rouge du canal médullaire a été transformée en moelle jaune (= constituée de lipides)
et il reste peu de moelle rouge dans l'os spongieux des os longs sauf dans les têtes du fémur et de l'humérus.

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 La moelle osseuse produit environ 28 g de sang nouveau/ jour.
 Les différents types d'éléments figurés (= globules rouges, globules blancs et plaquettes) ont une origine commune :
 Ils naissent tous à partir d'une même cellule souche de la moelle rouge : l'hémocytoblaste.
 Cette cellule souche se divise par mitose pour donner les précurseurs des différents types de cellule sanguine.
 Ces précurseurs se différencient par la présence de récepteurs membranaires spécifiques : Ceux-ci réagissent
à certaines hormones ou à certains facteurs de croissance qui orientent la spécialisation ou la différenciation de
la cellule.

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A. ÉRYTHROCYTES
1. STRUCTURE
 Les globules rouges (= GR) ont une forme biconcave.
 Leurs dimensions sont :
◦ diamètre :  7,5 m,
◦ épaisseur : en périphérie :  2 m,
au centre :  1 m.
 Les GR matures sont anucléés (= sans noyau) et ne possèdent pratiquement pas d'organites.
 L'équipement enzymatique des GR leur permet une survie d'environ 120 jours.
 Cette limite dans la durée de vie s'explique par le fait que les synthèses de nouvelles protéines sont impossibles
dans ces cellules sans noyau (= pas de turn-over protéique possible).
 Les GR contiennent l'hémoglobine (= Hb) :
 L'Hb est une protéine qui se lie aux gaz respiratoires : O2 et en partie au CO2.
 C'est grâce à elle que les GR transportent ces gaz :
des poumons aux tissus pour l' O2,
des tissus aux poumons pour le CO2.
 Compte tenu de l'absence des mitochondries, le GR mature n'utilise pas l'O2 qu'il transporte par l'intermédiaire
de l'Hb : la production d'ATP se fait exclusivement grâce à la voie anaérobie (= glycolyse).
 Les GR ont la capacité de changer de forme :
 Ils peuvent se tordre, se plier et se creuser davantage lorsqu'ils sont transportés dans les capillaires sanguins
dont le diamètre est inférieur au leur.
 Puis, ils reprennent leur forme biconcave lorsqu'ils passent dans les vaisseaux de plus grand diamètre.
 Cette flexibilité des GR est due à la présence dans la membrane plasmique d'un ensemble de protéines
fibreuses dont la plus importante est la spectrine (= ces protéines fibreuses constituent un filet déformable).
 Le nombre de GR par litre de sang est :
 Chez la femme : 4 à 5 1012/L de sang.
 Chez l'homme : 4,5 à 5,5 1012/L de sang.
2. FONCTION
 Les fonctions des GR sont de :
 Transporter les gaz respiratoires : O2 et CO2.
C'est la fonction principale qui est réalisée grâce à l'Hb.
 Participer à la formation des ions bicarbonates plasmatiques qui constituent la réserve alcaline du sang et lui
permettent de maintenir son pH constant.
 Les GR contiennent en effet une enzyme appelée anhydrase carbonique (= AC) qui catalyse la formation des ions
bicarbonate HCO3- à partir de CO2 :
CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+
 Les ions bicarbonate ainsi synthétisés dans les GR passent ensuite dans le plasma.

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 L'Hb est constituée :
 d'une fraction protéique : la globine,
 d'une fraction non protéique : le groupement prosthétique.
 C'est un tétramère constitué de 4 sous-unités.
 Chaque sous-unité ou monomère est composée par :
◦ 1 chaîne protéique appartenant à la globine,
◦ 1 hème qui appartient au groupement prosthétique.
 Par conséquent :
 La globine correspond aux 4 chaînes protéiques des 4 monomères.
 Le groupement prosthétique correspond aux 4 hèmes des 4 monomères.
 Les chaînes protéiques de la globine peuvent être de plusieurs types : , , , .
 On a donc plusieurs hémoglobines qui se différencient par leurs monomères :
◦ Hb A1 = 22 : c'est la plus abondante (> 90%).
◦ Hb A2 = 22 : elle est minoritaire (< 1,5%).
◦ Hb F (= Hb fœtale) = 22 : elle est résiduelle chez l'adulte (< 0,8%).
◦ Hb glyquées (= associées au glucose) : Hb A1c (< 7%), Hb A1a2 (< 1%).
 Dans chacune des 4 sous-unités de l'Hb, un hème est associé à une chaîne protéique.
 L'hème est une protoporphyrine associée a 1 atome de Fer.
 Le Fer doit être sous forme Fe2+ (= fer ferreux Fe II) pour pouvoir se lier à une molécule d'O2.
 L'O2 est donc transporté dans le sang par l'intermédiaire des GR grâce à sa liaison avec chacun des hèmes de
l'Hb au niveau de l'atome Fe2+ présent au centre de ceux-ci.
 D'où la stœchiométrie suivante pour la fixation de l'oxygène :
◦ 1 hème/ 1 Fe2+/ 1 O2.
◦ 1 Hb/ 4 hèmes/ 4 O2 pour une molécule d'Hb saturée en oxygène.
 La fixation ou la libération de O2 dépend de la pression partielle en oxygène du milieu, donc de la concentration en O2
dissous.
 Combinaison de l'Hb avec le CO2 :
 Qui ne se fixe pas sur l'hème (= contrairement à l'O2), mais sur la chaîne latérale d'une lysine présente dans la
globine  obtention de la carbhémoglobine (= carbaminohémoglobine, carbHb) :
CO2 + Hb_NH2 Hb_NHCOO- + H+
(carbHb)
 Cette réaction peut avoir lieu comme la précédente à proximité des tissus et favorise aussi le départ de
l'oxygène de l'hémoglobine :
HbO2 + CO2 HbCOO- + O2 ( tissus)
(carbHb)
 Au niveau des poumons, un excès de O2 provoque le départ de CO2 ( alvéole pulmonaire) de la carbHb qui
est transformée ensuite en oxyHb.

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 La concentration de l'hémoglobine en g/L de sang est :
 Chez la femme : de 120 à 160 g/L,
 Chez l'homme : de 130 à 170 g/L,
 Chez l'enfant avant 4 ans : de 110 à 150 g/L (nouveau-né : de 140 à 180 g/L).
3. PRODUCTION DES ÉRYTHROCYTES
 L'érythropoïèse ou production des érythrocytes s'effectue en 3 phases (= 3 à 5 jours) :
 Phase 1 : Le GR immature se prépare à synthétiser l'Hb en produisant un grand nombre de ribosomes dans
l'érythroblaste basophile.
 Les ribosomes synthétisent les différentes chaînes de la globine : , , , .
 Phase 2 : L'Hb est synthétisée et s'accumule dans le cytoplasme de la cellule (= érythroblastes
polychromatophile et acidophile).
 Phase 3 : Le GR éjecte son noyau et la plupart des organites, lorsque l'érythroblaste acidophile présente une
teneur de 34 % environ en hémoglobine du poids de la cellule.
◦ C'est l'expulsion du noyau qui donne la forme biconcave à la cellule.
À cette étape, la cellule est devenue un réticulocyte contenant encore un réticulum endoplasmique rugueux
(= REG) et des ribosomes libres.
 C'est au stade réticulocyte que le GR est libéré dans la circulation sanguine :
 Dans les 2 jours qui suivent, les organites restants (= REG et ribosomes) sont détruits et le GR devient
érythrocyte (= GR mature).
(En analyse clinique, la numération des réticulocytes donne une information approximative de la vitesse de
l'érythropoïèse).
4. RÉGULATION ET CONDITIONS DE L'ÉRYTHROPOÏÈSE
 Une insuffisance d'érythrocytes provoque une hypoxémie (= insuffisance du transport de O2 aux cellules) alors qu'un
nombre excessif confère au sang une viscosité trop importante.
 Un bon équilibre entre la production et la destruction des GR permettant de maintenir la teneur en érythrocytes à
l'intérieur des limites de la normale dépend :
 D'une régulation hormonale.
 D'un apport adéquat de fer et de certaines vitamines du groupe B.
a) Régulation hormonale
 La modulation de la vitesse de l'érythropoïèse est sous le contrôle d'une hormone appelée érythropoïétine (= EPO).
 L'EPO est produite par les reins (= et un peu par le foie).
 Quand les cellules rénales deviennent hypoxiques (= insuffisance d'apport de O2)
 libération d'EPO.
(= l'hypoxémie n'active donc pas directement la moelle osseuse :
hypoxémie  stimulation des reins  production d'EPO  stimulation de la moelle osseuse  libération des GR
dans le sang).
 En cas de surabondance d'O2 ou de GR dans le sang   de la production d'EPO par les cellules rénales 
 de la libération des GR dans le sang.
 L'hypoxémie peut avoir plusieurs origines :
 Diminution du nombre de GR causée par une hémorragie ou par une hémolyse importante.
 Diminution de la teneur d'O2 dans le sang causée par l'altitude ou par des insuffisances respiratoire ou
cardiaque.
 Augmentation des besoins en O2 des tissus (= exercices d'endurance comme la course à pied sur de longues
distances).
 Le stimulus contrôlant la vitesse de l'érythropoïèse n'est pas directement la teneur des GR dans le sang, mais la
capacité de ceux-ci à transporter la quantité requise d'O2 aux tissus.