bases anat et physio des composants du sang 2012

BASES ANATOMIQUES ET PHYSIOLOGIQUES
DES COMPOSANTS DU SANG
Dr Anny Appert Flory
Laboratoire d’Hématologie – CHU Nice
COMPOSANTS DU SANG
•
Seul tissu liquide de l’organisme.
•
Tissu conjonctif spécialisé où des cellules vivantes
(éléments figurés) sont en suspension dans une matrice
extracellulaire liquide inerte (plasma).
•
La centrifugation permet la séparation des composants :
–
–
–
Culot erythrocytaire (globules rouges)
Buffy coat (leucocytes et plaquettes)
Surnageant (plasma)
CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET VOLUME
•
Liquide visqueux et opaque.
•
Ecarlate quand riche en oxygène, rouge sombre quand pauvre en oxygène.
•
Plus dense que l’eau et environ 5 fois plus visqueux (éléments figurés).
•
Légèrement alcalin : pH entre 7.35 et 7.45.
•
Température plus élevée que le corps : 38°C.
•
Représente environ 8% de la masse corporelle.
•
Volume moyen de 5 à 6 L chez l’homme et 4 à 5 L chez la femme.
FONCTIONS
• Fonctions de transport :
–
–
–
Apport à toutes les cellules d’oxygène (venu des poumons) et de nutriments (venus du
système digestif).
Transport des déchets du métabolisme cellulaire vers les sites d’élimination : poumons
pour le CO2 et reins pour les déchets azotés.
Transport des hormones, des glandes endocrines vers leurs organes cibles.
• Fonctions de régulation :
–
–
–
Maintien d’une température corporelle appropriée.
Maintien d’un pH normal dans les tissus, et rôle de réserve de bicarbonates.
Maintien d ’ un volume de liquide adapté dans le système circulatoire, permettant
l’irrigation de tous les territoires (NaCl et albumine).
• Fonctions de protection :
–
–
Prévention de l’hémorragie : hémostase.
Prévention de l’infection (anticorps, protéines du complément et leucocytes)
LE PLASMA
•
Liquide visqueux de couleur jaunâtre composé à 90% d’eau.
•
Les protéines plasmatiques :
–
–
–
–
•
Les solutés utilisés par les cellules à des fins énergétiques ou métaboliques :
–
•
représentent 8% du volume,
sont pour la plupart synthétisées par le foie (sauf les hormones et les gammaglobulines)
ne sont pas utilisées par les cellules à des fins énergétiques ou métaboliques
l’albumine constitue 60% des protéines plasmatiques.
Glucose, acides gras, oxygène
La composition du plasma varie continuellement en fonction des échanges, mais reste
relativement constante chez un sujet sain (homéostasie).
COMPOSITION DU PLASMA
Composants
Description et importance
Eau
90% du vol plasmatique / milieu de dissolution et dispersion / absorbe la chaleur
Protéines
* 8% du vol plasmatique
* Albumine : 60 % des protéines / produite par le foie / préserve l’équilibre hydrique entre
plasma et liquide interstitiel.
* globulines : 36 % des protéines
a et b : protéines de transport produites par le foie (lipides, métaux, vitamines liposolubles)
g : anticorps libérés pendant la réaction immunitaire.
* Facteurs de coagulation : 4 % des protéines
Divers
* Substances azotées non protéiques : produits du métabolisme des cellules (urée, acide
urique, créatinine, sels d’ammonium)
* Nutriments : absorbés par le tube digestif et transportés dans tout l’organisme (glucides
simples, acides aminés, acides gras, triglycérides, cholestérol, vitamines).
* Electrolytes : maintien de la pression osmotique et du pH / cations (Na, K, Ca, Fe, Mn) /
anions (chlorure, sulfate, phosphate, bicarbonate).
* Gaz respiratoires : O2 (lié à hémoglobine des GR) et CO2 (lié à hémoglobine des GR et
dissous sous forme d’ion bicarbonate).
LES ELEMENTS FIGURES
•
Regroupent :
–
–
–
•
Globules rouges ou erythrocytes ou hématies
Globules blancs ou leucocytes (polynucléaires,
lymphocytes, monocytes)
Plaquettes ou thrombocytes
La plupart des cellules sanguines ne se divisent pas,
mais sont renouvelées continuellement par division
de précurseurs dans la moelle osseuse rouge =
hématopoïèse.
ERYTHROCYTES – STRUCTURE et FONCTIONS
•
•
•
Cellules anucléées en forme de disques biconcaves - 7 à 8 m de diamètre.
4 à 6 x 1012 GR /L de sang
Principal support de la viscosité du sang.
•
Principaux composants cytoplasmiques :
•
Fonction = transport des gaz
– Structure de l’Hb :
Hémoglobine (Hb) : transport des gaz, 97% du contenu des GR.
Cytosquelette (spectrine) : déformabilité des GR.
•
•
–
–
4 groupements prosthétiques = Hème + 1 protéine = globine (2 chaînes a et 2 chaînes b).
Chaque hème contient 1 atome de fer, qui peut lier de façon réversible une molécule d’oxygène
Transport de l’O2 :
• Chargement en O2 au niveau du poumon
= oxyhémoglobine
• Libération de l’O2 au niveau des tissus
= désoxyhémoglobine
Transport du CO2 :
• Liaison à l’Hb au niveau d’un AA (lysine)
au niveau des tissus = carbhémoglobine
• Libération au niveau des poumons
ERYTHROPOIESE
•
Les différentes étapes :
–
–
–
–
–
–
–
Cellule souche hématopoiétique (commune à toutes les lignées)
Proérythroblaste = précurseur
Erythroblaste basophile (synthèse des ribosomes)
Erythroblaste polychromatophile
Différenciation cellulaire
Accumulation d’Hb
Erythroblaste acidophile
Réticulocyte
Expulsion du noyau
Hématie = Globule rouge
–
Durée : 3 à 7 jours
Cellule souche
hématopoïétique
Précurseur
sang
Maturation
Synthèse des
ribosomes
Proérythroblaste
Moelle
osseuse
Erythroblaste
basophile
Accumulation d’Hb
Erythroblaste
polychromatophile
Expulsion du noyau
Erythroblaste
acidophile
Reticulocyte
Hématie
ERYTHROPOIESE
La régulation :
* But = maintien d’un nombre de GR circulant constant, pour maintenir une
oxygénation suffisante, sans viscosité excessive.
* Production de 200 milliards de GR / jour.
* Régulation de type hormonal par l’érythropoïétine (EPO) : libération par les
cellules rénales en cas d’hypoxie, stimulation des précurseurs, production de GR.
Les nutriments nécessaires :
* Protéines, lipides, glucides
* Fer
* Vitamine B12 et acide folique
ERYTHROCYTES – DESTINEE ET DESTRUCTION
•
En l’absence de noyau et d’organites : pas de synthèse de protéines, ni croissance, ni
division.
•
Vieillissement :
–
membrane rigide et fragile, dénaturation de l’Hb
•
Durée de vie utile : 100 à 120 jours.
•
En fin de vie, capture dans les petits vaisseaux (rate ++, foie et moëlle osseuse) et
destruction par les macrophages.
–
–
–
Récupération du fer de l’Hb (transport par la ferritine ou l’hémosidérine)
Transformation de l’Hème en bilirubine, sécrétée dans la bile (urobilinogène) et éliminée dans les
selles (stercobiline).
Dégradation de la globine en acides aminés, libérés dans la circulation.
LEUCOCYTES – STRUCTURE ET FONCTION
•
•
Seules cellules nucléées du sang.
4.8 à 10.8 x 109 GB / L de sang - moins de 1% du volume sanguin.
•
Protection de l ’ organisme contre les bactéries, virus, parasites, toxines et cellules
tumorales, par phagocytose et destruction.
•
Capacité à sortir des vaisseaux au niveau des capillaires par diapédèse, à se déplacer par
mouvements amiboïdes dans le liquide interstitiel, à rejoindre leur cible par chimiotactisme
actif.
•
Les différents types de globules blancs :
–
–
–
Polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles, basophiles.
Lymphocytes
Monocytes
POLYNUCLEAIRES NEUTROPHILES (PNN)
•
50 à 70 % des GB.
•
Pool circulant (50 % des PNN) + pool marginé (50 % des PNN, adhérant à la paroi des
vaisseaux)
•
•
Noyau polylobé.
2 types de granulations cytoplasmiques, contenant soit des enzymes hydrolytiques
(lysozyme) soit un mélange de protéines à caractères antibiotique (défensines).
•
Chimiotactisme actif pour les sites inflammatoires.
•
Cibles préférentielles : les bactéries, certaines levures et les virus enveloppés.
•
Destruction par phagocytose, libération des enzymes et formation de puissants germicides
oxydants (H2O2, O2-, ClO-).
•
La mobilisation des PNN entraîne une augmentation de leur production : leur nombre peut
doubler en quelques heures.
•
L’hyperleucocytose est une réponse homéostasique normale à une infection.
POLYNUCLEAIRES EOSINOPHILES (PNE)
•
2 à 4 % des GB.
•
Noyau bilobé.
•
Volumineuses
particulière.
•
Cibles :
granulations
orangées
=
lysosomes,
contenant
une enzyme
digestive
–
Vers parasites (ténias, douves, oxyures,…) :
Chimiotactisme actif pour se placer au contact des vers, et libérer le contenu des granulations 
digestion.
–
Protéines étrangères et complexes immuns circulants : phagocytose  atténuation de la réaction
allergique.
Médiateurs libérés lors de la réaction allergique : inactivation  atténuation de la réaction allergique.
–
POLYNUCLEAIRES BASOPHILES (PNB)
•
0.5 à 1 % des GB.
•
Noyau lobé, en trèfle.
•
Grosses granulations basophiles dans le cytoplasme, contenant de l’histamine
(médiateur de la réaction inflammatoire entraînant une vasodilatation, une augmentation de la perméabilité
des capillaires, et l’attraction des autres GB au niveau du site inflammatoire).
La libération de l’histamine survient après liaison d’un AC de type IgE.
LYMPHOCYTES
•
Environ 25 % des GB dans le sang, mais la plupart des lymphocytes sont dans les tissus
lymphoïdes.
•
Petits lymphocytes (5 à 8 m) ou grands lymphocytes (14 à 17 m).
•
Fonction : réaction immunitaire.
•
Plusieurs types :
–
Lymphocytes T : immunité cellulaire, par destruction des cellules infectées par un virus, et des
cellules tumorales.
80% des lymphocytes circulants.
–
Lymphocytes B : transformation en plasmocytes et production d’anticorps (immunoglobulines) libérées
dans le sang.
5 % des lymphocytes circulants.
–
Lymphocytes NK (natural killer) : destruction non spécifique des cellules cancéreuses et des cellules
infectées par un virus.
15 % des lymphocytes circulants.
MONOCYTES
•
3 à 8 % des GB.
•
Le plus gros des leucocytes (18 m). Noyau ± irrégulier, cytoplasme abondant, poussière de
granulations.
•
Capacité à quitter la circulation par diapédèse  macrophages.
•
Fonctions :
–
–
Phagocytose
Cibles préférentielles :
(tuberculose).
virus, parasites bactériens intra cellulaires, infections chroniques
Aide à l’engagement des lymphocytes dans la réaction immunitaire (présentation de l’antigène).
PRODUCTION DES LEUCOCYTES = MYELOPOIESE
•
Repose sur une stimulation hormonale.
•
Les facteurs de croissance hématopoïétique sont issus :
–
–
•
Des cellules stromales médullaires (fibroblastes, cell endothéliales, macrophages) et extra
médullaires.
Des monocytes / macrophages et des lymphocytes T au niveau des foyers inflammatoires.
2 familles de facteurs hématopoiétiques :
–
–
Interleukines : IL-3, IL-6, IL-5
Facteurs de croissance : GM-CSF, G-CSF, M-CSF.
responsables de la division et la différenciation des précurseurs des différentes lignées.
•
La moelle osseuse stocke les granuleux matures (10 à 20 fois plus que dans le sang).
•
La moelle osseuse produit 50 milliards de leucocytes / jour.
DIFFERENCIATION
DES LEUCOCYTES
DUREE DE VIE DES LEUCOCYTES
PNN
Quelques heures à quelques jours
PNE
8 à 12 jours
PNB
Quelques heures à quelques jours
Lymphocytes
Quelques heures à quelques années
Monocytes
Plusieurs mois
LES PLAQUETTES
STRUCTURE ET FONCTION
•
Structure :
–
–
–
Fragments cytoplasmiques issus de cellules géantes = mégacaryocytes.
Eléments anucléés discoïdes, de 2 à 4 m de diamètre.
Le cytoplasme contient deux types de granules : denses et alpha
remplis d’un grand nombre de substances chimiques actives dans le processus de l’hémostase
(sérotonine, ADP, calcium, enzymes de la coagulation, facteurs de croissance).
•
Fonction :
–
–
•
Rôle essentiel dans l’hémostase primaire et la coagulation.
Pool circulant (2/3) et pool splénique (1/3)
Durée de vie et devenir :
–
–
–
Vieillissement rapide (absence de noyau).
En l’absence d’activation de l’hémostase, circulation libre sous forme inactive pendant 5
à 10 jours.
Destruction au niveau de la rate.
LES PLAQUETTES - MÉGACARYOPOÏÉSE
•
•
•
Précurseur = mégacaryoblaste
Divisions répétées du noyau (= endomitoses), sans division cellulaire : mégacaryocytes
(cellules géante : énorme noyau plurilobé et grande masse cytoplasmique)
Contact avec un sinusoïde de la moelle osseuse, émission de prolongements cytoplasmiques
dans la circulation sanguine, et libération de fragments de cytoplasme = plaquettes.
•
1 mégacaryocyte peut former de 2000 à 5000 plaquettes.
•
Formation de 100 milliards de plaquettes par jour.
Cellule souche
hématopoïétique
Différentiation
Mégacaryoblaste
Promégacaryocyte
Mégacaryocyte
Plaquettes
REGULATION de la MÉGACARYOPOÏÉSE
* La régulation par la thrombopoïétine (TPO) permet de maintenir un taux sanguin de
150 à 400 x 109/L
* Le TPO est produit de façon constitutive au niveau du foie,
* Régulation de l’effet sur les Mégacaryocytes par fixation du TPO sur son
récepteur plaquettaire :
thrombocytose  diminution de la forme libre, active sur les mégacaryocytes.
thrombopénie  augmentation de la forme libre active.
LES ELEMENTS FIGURES – PRINCIPALES CARACTERISTIQUES
Cellule
Description
Nombre/ L de sang
Globules
rouges
Disques biconcaves anucléés – 7 à
8 m de diamètre
4 à 6 x 10
Globules blancs
Cellules sphériques nucléées
4.8 à 10.8 x 10
Polynucléaires
neutrophiles
(PNN)
Noyau polylobé – granulations
cytoplasmiques – 10 à 12 m de
diamètre
3 à 7 x 10
Polynucléaires
éosinophiles (PNE)
Noyau bilobé - granulations
cytoplasmiques rouges – 10 à 14 m
de diamètre
0.1 à 0.4 x 10
Polynucléaires
basophiles (PNB)
Noyau lobé – grosses granulations
cytoplasmiques bleu violet – 8 à 10
m de diamètre
0.02 à 0.05 x 10
Lymphocytes
Noyau sphérique ± régulier –
cytoplasme bleuté - 5 à 17 m de
diamètre
1.5 à 3 x 10
Monocytes
Noyau en haricot – cytoplasme
gris bleu - 14 à 24 m de diamètre
0.1 à 0.7 x 10
Plaquettes
Fragments cytoplasmiques
discoïdes – granulations violettes 2 à 4 m de diamètre
12
9
/L
9
9
/L
9
/L
/L
9
150 à 400 x 10
Fonction
D:5à7j
V : 100 à 120 j
Transport O2 et CO2
D:6à9j
V : 6 heures à qq jours
Phagocytose des
bactéries
D:6à9j
V : 8 à 12 j
Destruction des vers
parasites et des
complexes Ag-AC
D:3à7j
V : qq heures à qq jours
Libération d’histamine et
autres médiateurs
chimiques de la réaction
inflammatoire
D : qq jours à qq semaines
V : qq heures à qq années
Défense de l’organisme
D:2à3j
V : plusieurs mois
Phagocytose
D:4à5j
V : 5 à 10 j
Réparation des petites
plaies des vaisseaux
sanguins - hémostase
/L
/L
9
Durée développement
(D) et vie (V)
/L
9
/L
LA NUMERATION FORMULE SANGUINE (NFS)
•
•
Examen de première intention pour l’étude des
éléments figurés du sang.
Réalisé sur un échantillon de sang veineux
prélevé sur anticoagulant (EDTA).
•
Numération des éléments figurés réalisée sur
des automates = compteurs cellulaires.
•
Formule leucocytaire et étude qualitative des
éléments figurés , réalisée soit par un automate
(compteur cellulaire), soit par étude en
microscopie optique d’un frottis sanguin.
PARAMETRES de la NUMERATION
•
Leucocytes (Globules blancs)
•
Lignée érythrocytaire :
–
–
–
–
–
Hématies (Globules rouges)
Variation en fonction de l’âge et du sexe
Hémoglobine (Hb)
Hématocrite (Ht)
Volume Globulaire Moyen (VGM) = rapport Ht / GR
Concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine (CCMH) = rapport Hb / Ht
•
–
Teneur corpusculaire moyenne en Hb (TCMH) = rapport Hb / GR
•
–
•
Concentration moyenne en Hb par hématie
Poids moyen d’Hb dans une hématie
Réticulocytes = hématies jeunes
Plaquettes
FORMULE LEUCOCYTAIRE
•
Formule leucocytaire : répartition des différentes populations leucocytaires (% et valeurs
absolues)
–
•
–
Cellules normalement présentes : PNN, PNE, PNB, lymphocytes, monocytes (variations en fonction de
l’âge).
Cellules normalement absentes : métamyélocytes, myélocytes, promyélocytes, plasmocytes
–
Cellules pathologiques : blastes, cellules lymphomateuses, …
Etude morphologique des GR :
–
–
•
Taille et forme de GR
Présence d’organites ou de parasites intra cellulaires
Etudes morphologique des plaquettes :
–
–
Taille, forme, contenu cytoplasmique
Présence d’amas plaquettaires
VALEURS DE REFERENCE ET SEUILS PATHOLOGIQUES
Cellules
Valeurs de référence
Pathologies
Leucocytes
4.8 à 10.8 x 10
Leucopénie
Hyperleucocytose
PNN
3 à 7 x 10
Neutropénie
Neutrophilie
PNE
0.1 à 0.4 x 10
PNB
0.02 à 0.05 x 10
Lymphocytes
1.5 à 3 x 10
Monocytes
0.1 à 0.7 x 10
Plaquettes
9
9
/L
/ L **
9
9
Hyperéosinophilie
/L
9
/ L **
9
150 à 400 x 10
/L
9
Basocytose
/L
/L
Lymphopénie
Hyperlymphocytose
Monocytopénie
Monocytose
Thrombopénie
Thrombocytose
** Variations en fonction de l’âge : hyperlymphocytose chez l’enfant
** Variations en fonction de la race : neutropénie chez les sujets de race noire.
VALEURS DE REFERENCE ET SEUILS PATHOLOGIQUES
Paramètres
Valeurs de référence
Hématies (GR) **
F : 4 – 5.2 x 10 12 / L
H : 4.5 – 5.8 x 10 12 / L
Hémoglobine (Hb)
F : 12.5 – 15.5 g / dL
H : 13 – 17 g / dL
Hématocrite (Ht)
**
F : 37 – 47 %
H : 40 – 50 %
VGM
80 – 97 fl
Microcytose
Macrocytose (> 100 fl)
TCMH
27 – 32 pg
Hypochromie
Hyperchromie
CCMH
32 – 36 g / dL
Hypochromie
Réticulocytes
20 – 100 x 10
**
** Variations en fonction de l’âge.
Pathologies
Polycythémie
Anémie
Polyglobulie
Polyglobulie
9
/L
Anémie arégénérative :
< 150 x 10 9 / L
Anémie régénérative :
> 150 x 10 9 / L