Le globule rouge

Le globule rouge


Le globule rouge est une cellule
anucléée qui a la forme d’un disque
biconcave très flexible.
le rôle principal de GR est de délivrer l’
O2 des poumons aux tissus, et
transporter en sens inverse le CO2.
I- Contenu du globule rouge


Le globule rouge adulte ne renferme
aucun organite cytoplasmique du type
mitochondrie ou ribosome.
Il est incapable de synthétiser des
lipides ou de nouvelles protéines.
Cependant, tous les composants
nécessaires à ces fonctions et sa survie
sont présents.

Outre sa membrane, le globule rouge
est constitué principalement:
- eau,
- hémoglobine,
- enzymes,
- ions (potassium, sodium, chlorure et
magnésium).
I-1 Membrane érythrocytaire

La membrane du globule rouge est constituée de
lipides40%, glucides 8% et de protéines 52%.
1- Les lipides :
A- une double couche sous forme de phospholipides 54 % :
* sphingomyélines, phosphatidylcholines : sur la couche
externe plasmatique.
* phosphatidylethanolamines, phosphatidylserines : sur
la couche interne cytoplasmique.
B - Cholestérol non estérifié 43% : Sur les
deux couches.
C- Glycolipides 03% :
le principal est le globoside situé sur
la couche externe. Ces glycolipides
constituent le support de l’activité
antigénique des groupes sanguins.
2-Les glucides forment un film à la surface
externe de la membrane.
3-Les protéines
- Les protéines extrinsèques tapissent la face
interne de la bicouche lipidique. Elles forment
le squelette de la membrane érythrocytaire :
spectrine, actine, protéine 4.1.
- Protéines transmembranaires ou intégrales:
bande 3, glycophorines.
- Protéine d’ancrage : Ankyrine
- Autres protéines: protéine 4.2,
protéine Rh, l’adducine, dématine,
myosine, tropomyosine, tropomoduline.
I-2 Hémoglobine


Chromoprotéines porphyriniques de
coloration rouge renfermant du fer.
Des pigments de transport de l’oxygène
permettent de surmonter la limitation
imposée par la faible solubilité de
oxygène dans l’eau.
I-2-1 Structure d’hémoglobine
L’hémoglobine est composé:
-
d’une fraction protéique appelée
globine,
- d’un groupement prosthétique, l’hème,
constitué de protoporphyrine et de fer.
I-2-1 Structure de l’hème



Une ferro-protoporphyrine de type IX
(tétrapyrolique centré par un atome de
fer)
Quatre noyaux pyrroles unis par des
ponts méthényles.
De huit chaînes latérales : 4 méthylènes
(CH3); 2 Vinyles (CH=CH2), et 2
propionyles (CH2-CH2-COOH).
Structure de l’hème

L’atome de fer est sous forme
(Fe++) dans la désoxyHb, l’HbO2
et l’HbCO. En revanche il est sous
forme (Fe+++ ) dans la metHb et
les hémichromes
I-2-2 Structure de globine


Les différentes type de chaînes rencontrés
dans les hémoglobines humaines sont : les
chaînes alpha (α), les chaînes (β), les chaînes
gamma (γ), les chaînes delta(δ), les chaînes
epsilon(ε), et les chaînes zêta(ζ)
Les chaînes polypeptidiques de l’hémoglobine
diffèrent les unes des autres par leur
séquence d’acides aminés

L’hémoglobine est un dimère de protomères
αβ. Les deux protomères α1β1 et α2β2 de
l’hémoglobine sont reliés symétriquement par
un axe de rotation moléculaire.
I-2-3 Génétique et biosynthèse
A- Biosynthèse de l’hème
- La synthèse de l’hème s’effectue indépendamment
de celle de la globine.
- L’hème ne vient que secondairement s’accrocher
aux chaînes polypeptidiques néosynthétisées pour
réaliser la sous-unité d’hémoglobine.
- certaines étapes de sa synthèse sont localisées
dans les mitochondries, d’autres dans le cytosol.
B- Biosynthèse de globine
 Chez l’homme, les gènes de l’hémoglobine
se répartissent en 2 groupes distincts :
- Le groupe des gènes de type α
- Le groupe des gènes de type β
Le groupe des gènes de type α
- Elle située sur la partie terminale du bras court du chromosome 16.
- Elle comporte 3 gènes fonctionnels (ζ, α1, α2 ) et 3 pseudogènes
(Ψζ, Ψα1, Ψα2).
- Les gènes sont organisés de 5’ en 3’ selon leur ordre d’expression au
cours du développement :
Gène ζ embryonnaire
α1et α2 foetaux/adultes
Le groupe des gènes de type β
- Elle est à l’extrémité distale du bras court du
chromosome 11
- Elle comporte 5 gènes fonctionnels (ε, Gγ, Aγ,
β et δ) et un pseudogène (Ψβ).
I-2-4 Les différentes hémoglobines


Chez l’homme, plusieurs hémoglobines se
succèdent au cours de la vie et, à tout
moment. Ces hémoglobines se distinguent
par la nature des sous-unités qui les
constituent.
Ces modifications s’effectuent parallèlement
au changement du lieu d’érythropoïèse (sac
vitellin chez l’embryon, foie, rate et moelle
osseuse chez le fœtus, moelle osseuse chez
l’adulte normal).
Hémoglobines normales embryonnaires


Deux chaînes de la famille α coexistent : ζ,
qui apparaît la première, puis α. De même, il
existe deux chaînes de type β : ε et γ.
Ces diverses sous-unités permettent de
réaliser les trois hémoglobines de l’embryon,
- Hb Gower 1 (ζ2,ε2)
- Hb Gower 2 (α2- ε2)
- Hb Portland (ζ2, γ2)
- Hb fœtale (Hb F) (α2γ2). À partir du
37ème jour
Hémoglobines normales fœtales


L’Hb F (α2γ2) (90 %) est le constituant
hémoglobinique principal de la vie fœtale.
l’hémoglobine adulte ou Hb A (α2β2), est
également synthétisée, mais à un taux très
faible (5 à 10 %).
Hémoglobines normales adultes



L’Hb A (α2β2) : 95 %.
l’Hb A2 (α2δ2): 2,5 %.
L’Hb F: inférieure à 1 %.
II- Métabolisme énergétique de GR
Le GR a besoin d’énergie:
- maintenir le fer à l’état Fe2+,
- maintenir l’action de la pompe Na-K,
- maintenir l’état réduit des radicaux SH des
enzymes et protéines membranaires.

II-1 Métabolisme de glucose

Le glucose fourni par le plasma dans le GR
est catabolisé de deux façons :
- Par glycolyse anaérobie grâce au cycle
d’Embden Meyerhof (de 90 à 95 %).
- Par la voie des pentoses ou hexose
phosphates (de 5 à 10 %).
la voie d’Embden Meyerhof


le glucose est dégradé jusqu’ à l’acide
lactique par l’action : l’hexokinase, la
phosphofructokinase et la pyruvate kinase.
Le catabolisme du glucose par cette voie
fournit deux composés énergétiques:
- ATP (adénosine triphosphate),
- NADH (nicotinamide adénine dinucléotide
hydrogéne).


-

-
ATP
le fonctionnement des pompes à sodium grâce.
l’entrée du cholestérol, des phospholipides et des acides
gras provenant du plasma.
NADH
la réduction de la méthémoglobine en hémoglobine
fonctionnelle ( coenzyme d’une méthémoglobine
réductase).
2,3-diphosphosphoglycérate
fixé au niveau de la cavité centrale de l’hémoglobine, joue
un rôle important dans la distribution de l’oxygène aux
tissus.
II-2 Métabolisme du glutathion


Les agents oxydants entraine l’accumulation
des peroxydes au sein de GR.
Les peroxydes sont responsables de la
dénaturation des constituants de GR.

Le GR lutte contre les peroxydes grâce à
un système réducteur très efficace
comprenant:
- le glutathion réductase,
- la glutathion peroxydase,
- glucose 6 phosphate déshydrogénase.
III- Fonction de GR

Le GR assure deux fonctions importantes :
- Transport de l’oxygène des poumons aux
tissus
- Transport du Co2 des tissus aux poumons
III-1 Transport de l’oxygène


l’oxygène sanguin est combiné pour 98.5
% de sa totalité. La faible part restante
joue un rôle capital et assure la pO2.
Une molécule d’oxygène se fixe par
atome de fer et 1g d’Hb peut transporter
au max 1.34ml d’O2 lorsque la saturation
est totale.


La courbe de saturation de l’Hb en
fonction de la pO2 présente une allure
sigmoide
la pression de demi saturation (P50) :
pression partielle en O2 à la quelle
coexiste 50% de formes oxygénés et
50% de formes désoxgénées.


Pour une pO2 est voisine de 100 mmHg,
correspond à la pression de l’alvéole
pulmonaire, l’Hb est saturée presque
complètement (97.5%).
Par contre au niveau des tissus ou la pO2
est voisine 35 mm Hg l’Hb saturée à 30 %.
III-2 Transport du CO2
Le gaz carbonique produit par la respiration
cellulaire est transporté sous trois forme :
- A l’état dissous : 5%
- Sous forme de bicarbonate (70%) :
Le CO2 libéré par les tissus diffuse dans le
plasma et pénètre dans les GR :

CO2 + H2O
HCO3- + H+



Le bicarbonate formé est libéré dans le plasma
alors que les ions hydrogène sont retenus par
l’hémoglobine désoxygénée.
Sous forme de carbaminohémoglobine (25%) :
le CO2 se lie à L’Hb désoxygénée.
le CO2 se lie aux groupements aminés de
globine pour former la carbaminohémoglobine.
NH2
+
CO2
NHCOO- + H +
IV- Catabolisme de l’hémoglobine
- A l’âge de 120 jours, les GR sont phagocytés
par
les
cellules
du
système
réticulohistiocytaire
(macrophage,
monocytes…).
- A l’état normal, cette phagocytose à lieu dans
la rate, le foie et la moelle osseuse.
- La rate est l’emplacement principal de
l’érythrophagocytose des GR.
Hémolyse physiologique
Macrophage
Foie
Hémoglobine
Bilirubine non conjuguée
Globine
Fer
Hème
Biliverdine
Bili conjuguée
Voie
biliaire
Sang
Bilirubine
Bilirubine non conjuguée
+ albumine
Réabsorption
Intestin
Rein
Stercobilinogène
Urobiline
V- Méthodes d’étude de GR
V-1 NFS
La détermination de la NFS se fait :
- des méthodes automatisées,
- méthodes manuelles.
1- Taux de GR


Homme : 4,5- 5,5 1012/l.
Femme : 3,8- 5,0 1012/l.
2- Hémoglobine

Principe : réaction de DRABKIN
K3Fe(CN)6
Hb (Fe2+)
méthémoglobine (Fe3+)
KCN
Méthémoglobine
Cyanméthémoglobine
La Cyanméthémoglobine est dosée par
spectophotométrie à une longueur d’onde de
540 nm.




Valeurs de référence
Homme : 13- 18 g/dl.
Femme : 12- 16 g/dl.
Enfant : 11,5- 14 g/dl.
3- Hématocrite



Principe
Par méthode directe : par macro-méthode avec
des tubes de Wintrobe ou par micro-méthode
avec tubes capillaires.
Par méthode indirecte : calcul à partir du
volume moyen (VGM) et le chiffre de
numération des érythrocytes.



Valeurs de référence
Homme : 41 - 53 %
Femme : 36 - 46 %
4- Indices érythrocytaires
VGM: volume corpusculaire moyen
Le résultat est exprimé en μm3 ou en femtolitres (fl) (10-15L)
Valeurs de référence: 80- 97 fl
TCMH: teneur corpusculaire
moyenne en hémoglobine
-
Le résultat est exprimé en picogramme (pg) (10-12 g)..
-
Valeurs de référence: 26-34 pg.
CCMH: corpusculaire moyenne de
l’hémoglobine
-
Le résultat s’exprime en % ou en g/100ml
-
Valeurs de référence : 32-34
g/100ml
IDR: Indice de distribution érythrocytaire

Il est obtenu par calcul mathématique :
RDW= (Dérivation standard des GR/VGM) x 100.
-
IDR: 12-14.

IDR augmenté : anisocytose.
Valeurs pathologiques
- Hb
< 13 H
< 12 F
anémie.
anémie.
- VGM : > 97 fl
les GR sont macrocytaires.
< 80 fl
les GR sont microcytaires.
- TCMH < 26 pg
les GR sont hypochromes.
- CCMH < 32 g/100ml les GR sont hypochrome.
- IDR
> 14 anisocytose.
V-2 Frottis sanguin
-
-
-
Préparation d’un étalement mince d’une
goutte de sang sur une lame de verre;
coloration appropriée (May- GrünwaldGiemsa);
observation au microscope avec l’objectif
à immersion.
Aspect d’ GR normal:
- une cellule anucléée de diamètre compris
entre 7.2 et 7.5 µm;
- c’est
un disque biconcave de forme
arrondie avec une pâleur au centre
occupant 1/3 du diamètre de la cellule.
A- Anomalies de taille de GR
A-1 Microcytose : VGM diminué
Thalassémie
Anémie ferriprive
Anémie sidéroblastique
A-2 Macrocytose : VGM augmenté
Déficit en Vitamines:
Vit B12 et acide
folique
Syndrome
myélodysplasique
A-3 Anisocytose : IDR augmenté
Variation de la taille des GR
B- Anomalies de la forme du GR
B-1 Sphérocyte
Petits GR ne possédant pas de zone clair
- Nombreux dans la sphérocytose héréditaire.
- présente dans anémies hémolytiques autoimmune et dans l’absence d’antigène Rh.
B-2 Stomatocytes
Présence d’une dépression rectiligne au centre du GR
Stomatocytose héréditaire
B-3 Elliptocytes
GR elliptique
- Elliptocytose héréditaire taux sup à 20.
- Peu nombreux : thalassémie et anémie
ferriprive.
B-4 Dacryocytes
GR en larme ou en poire.
-
Fibrose médullaire
B-5 Drépanocytes
GR en forme de faucille
Drépanocytose
homozygote
B-6 Hématies en cibles: codocytes
GR avec un contre coloré entouré d’une zone
clair et dordée par une zone colorée
- Thalassémies.
- Hémoglobinose E.
- Hémoglobinose C.
B-7 Echinocytes
Echinocytes : GR avec des spicules courts et
réguliers.
-Déficit en enzymes de la glycolyse
(pyruvate kinase…),
B-8 acanthocytes
GR avec quelques spicules irréguilièrs.
- Abétalipoprotéinémie.
- Maladies neurodégénratives.
B-9 Schizocytes
GR fracturés.
Syndrome hémolytique et
urémique chez l’enfant.
-
- Prothèse valvulaire.
- Dialyse.
B-10 Hématies fantômes
Hématies dépourvues de leur contenu.
- Ghosts: GR dépourvu totalement de leur contenu.
- Semi-ghosts: GR partiellement
vidées.
-
- Déficit en G6PD.
- Hémoglobinopathies.
B- 11 Hématies mordues (bite cells)
GR amputés d’une portion semi-circulaire.
-
Déficit en G6PD.
- Hémoglobine instable.
B- 12 poïkylocytose
Présence de GR de formes variées.
- Syndrome myélodysplasique.
- Les thalssémies.
B-13 Kératocytes
GR avec deux pointes ou deux spicules: aspet
cornu ou une forme de casque.
- Anémies ferriprives.
- Coagulation
disséminée.
intra-vasculaire.
- Prothèse valvulaire cardiaque.
- Insuffisance rénale sévère.
C- Anomalies de la couleur de GR
C-1 Anisochromie: intensité variable de
coloration de GR.
C-2 Hypochromie : présence des GR
pâles.
C-3 Polychromatophilie: présence des GR
de teinte bleu-gris et un peu plus
grands que les GR (réticulocytes).
D- Inclusions érythrocytaires
D-1 Corps de Jolly
Des corpuscules sphérique coloré en rouge foncé
(reste de chromatine nucléaire).
- Splénectomie.
- Anémie mégaloblastique.
- SMD.
D- 2 Ponctuations basophiles
Granulation arrondies de coloration bleu.
- Intoxication au Pb.
- hémoglobines
instables.
- Anémie chronique
régénérative.
D-2 Cristaux d’hémoglobine C
Cristaux réfringents dus à la condensation d’Hb
C.
Hémoglobinose C
D-3 Cristaux de porphyrines
Des bâtonnets de taille variable +/- trapus et de
couleur rouge foncé.
- Déficit des enzymes
intervenant dans la
synthèse de hème.
D-6 Corps de Pappenheimer
Petits granules colorés en bleu violet par MGG
et bleu-vert par la coloration de Perls
contenant le fer.
- Anémies sidéroblastiques.
V-3 Taux de réticulocytes
Principe
Précipitation des ribosomes à l’aide de colorants
vitaux (Bleu de crésyl brillant) sous forme de
substance granulofilamenteuse
visible au
microscope.
Les valeurs de référence
- Normal de réticulocytes : 20 et 80 G/l
- Rétic >120 G/l
anémie régénérative.
- Rétic <120 G/l
anémie arégénérative.
V-4 Etude de l’hémoglobine
Electrophorèse d’hémoglobine
- la séparation et l’analyse qualitative des
hémoglobines normales (A et A2).
-
la détection des principales hémoglobines
anormales : S ou D et C ou E.
Placées dans un champ électrique, les
hémoglobines se déplacent en fonction:
- charge,
- la taille de la molécule,
- la force ionique, du pH, du tampon et
de la nature du support.
Electrophorèse sur milieu alcalin
Electrophorèse sur milieu acide
DOSAGE DE L’HEMOGLOBINE F : METHODE PAR DENATURATION AUX
ALCALINS
Principe
- Basée sur la propriété de résistance de
l’hémoglobine F à la dénaturation par une
solution alcaline.
- L’Hgb F est augmenté chez l’adulte:
 la ß-thalassémie majeure ( 70 à 90%),
 la persistance héréditaire de L’Hgb F.
DOSAGE DE L’HEMOGLOBINE A2
Par des méthodes microchromatographies
TEST DE FALCIFORMATION DES HEMATIES
-
-
La
métabisulfite de sodium provoque la
falciformation des hématies.
L’hémoglobine S et d’autres hémoglobines
comme L’hémoglobine C, ont une solubilité très
diminuée lorsqu’elles sont désoxygénées. Les
globules rouges qui les contiennent, changent
de forme et prennent l’aspect de faucilles.
V-5 Exploration du bilan martial
Fer sérique
Colorimétrie (manuelle ou automatisée) +++
En milieu acide, le fer sérique est libéré de la Tf puis sous l’action d’un agent
réducteur (acide ascorbique, hydroxylamine, hydrazine…) il est réduit en Fe2+
qui forme avec le chromogène (ferrozine) un complexe coloré puis lecture de
l’absorbance à 550nm.

Fe3+ lié à la TF
Fe3+
pH<5
réducteur
Fe2++ chromogène
Fe3+ + Tf
Fe2+
produit coloré



Les valeurs de référence :
H = 0.60-1.60 mg/l (x 17.9=µmol/l)
F = 0.37-1.45 mg/l
Dosage de la Tf
le dosage préconisé pour la Tf est un dosage
par immunoprécipitation en milieu liquide
(immuno-néphélémétrie, immunoturbidimétrie) => formation d’un précipité en
présence d’antisérum spécifique (Ac anti-TF)
la capacité totale de fixation de la Tf (CTF)
C’ est laquantité maximale de fer que la Tf peut
transporter


CTF (µmol/l) = Tf (g/l) x 25
CTF (mg/l) = Tf (g/l) x 1.4
Coefficient de saturation de la Tf (CS)
CS = Fer sérique x 100
CTF
 Les valeurs de référence :
- Tf = 2-3.6 g/l
- CTF= 1.7-5 mg/l
- CS : H= 20-40% / F=15-35%
Dosage de la ferritine sérique :
Techniques utilisées :
*méthodes immuno-enzymatiques ou fluoro-enzymoimmunométriques (MEIA)
*méthodes immunométriques chimiluminescentes en
phase hétérogène
*méthodes immuno-turbidimétriques.

Valeurs de référence :
- H=30-300 µg/l
- F=20-200 µg/l
V-6 Dosage des enzymes érythrocytaire
Dosage de l’activité enzymatique de G6PD
Par méthode spectrophotométrique, en suivant en
ultraviolet l’augmentation de la densité optique
qui s’accompagne la production de NADPH,H+ à
partir du NADP+.
Glucose 6P
NADP+
G6 phsphoglugonate
NADPH,H+
Pyruvate kinase


La pyruvate kinase catalyse la phosphorylation d’ADP en
ATP par le phosphoénolpyruvate.
Le pyruvate ainsi formé est tranformé en lactate par la
LDH qui oxyde en même temps le NADH en NAD.
PEP + ADP
Pyruvate + NADPH,H+
pyruvate + ATP
lactate + NADP+
V-7 Etude de la fragilité osmotique
- Etude de R des GR à des solutions de pression
osmotique décroissante.
- La valeurs normales :la concentration saline
donnant l’hémolyse initiale : 0,40 à 0,445.
- La fragilité osmotique des GR est augmentée
dans :
- shérocytose,
- elliptocytose,
- stomatocytse.

Elle est diminuée :
- splénectomie,
- thalassémie.