Généralités sur le sang et les organes hématopoïétiques Le sang Le
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Le sang Un transport en flux tendu • Transport Généralités sur le sang et les organes hématopoïétiques Cours du 25/01/2011 Pr Eric Delabesse Laboratoire d’Hématologie CHU Purpan – Cellules spécialisées – Eléments dissous • Protéines, hormones, vitamines, minéraux, déchets (catabolites), médicaments... • Transport assuré correctement si – Pompe de bonne qualité – Volume sanguin circulant suffisant – Absence obstacle • Vasoconstriction excessive et permanente (spasme prolongé) • Thrombus (caillots) – Absence de gêne à l'écoulement • Augmentation de la viscosité sanguine dans les vaisseaux • Anomalie de déformabilité cellulaire dans la circulation capillaire DCEM1 SEMIOLOGIE HEMATOLOGIQUE PROGRAMME Année 2010-2011 • Mardi 25 janvier 2011 10h–11h – – – – • – – – Physiologie de l’hémostase primaire et principaux tests d’exploration (polycopié hémostase pages 2 à 11) JP. CAMBUS Cours en 1 seul groupe – – – – • – – – – Physiologie de la coagulation et principaux tests d’exploration Anomalies du bilan d’hémostase (polycopié hémostase pages 12 à 27) JP. CAMBUS Cours en 1 seul groupe • Cellules sanguines, Hémogramme. Séméiologie des modifications de l’hémogramme (hors anémies) (polycopié cytologie pages 7 à 50, hors anémies) P. LAHARRAGUE J. CORRE Cours en 2 groupes Mardi 15 février 2011 10h–12h – – – – – Mardi 1er février 2011 10h–12h – Mardi 8 février 2011 10h-12h – – Mardi 25 janvier 2011 11h–12h – • • Rappel sur la physiologie du sang et des organes hématopoïétiques (polycopié cytologie pages 1 à 6) E. DELABESSE Cours en 1 seul groupe Anémies (polycopié cytologie pages 15 à 25) P. LAHARRAGUE J. CORRE Cours en 2 groupes Mardi 22 février 2011 10h–12h – – – – Adénopathies, splénomégalies (polycopié cytologie p 53 à 61) G. LAURENT Cours en 1 seul groupe Le sang • Tissu liquide à l'intérieur d'un système vasculaire clos • Deux parties Sang normal Leucémie – Le plasma Plasma • Eau (90 %) • Protéines – Albumine, globulines • • • • Glucides Lipides Sels minéraux. Sorti du système vasculaire, le plasma coagule Leucocytes – = sérum – Des cellules spécialisées Globules rouges Sang Plasma • Pression oncotique Le sang – Maintien du plasma dans le système vasculaire – Protéines en général, albumine en particulier – Diminution de l'albumine • œdèmes par fuite hydrique extra vasculaire • Hémostase – Protéines et lipides de la coagulation • Immunité – Immunoglobulines... • Transport – Transferrine (Fer), transcobalamines,... • Echange d’informations – Hormones, cytokines,… 1 Sang Cellules Hématies (2) • • • Hématies – Erythrocytes – Globules rouges Cellules déformables Traversée de capillaires très étroits – En particulier : rate, foie et moelle osseuse – D’où forme en disque biconcave – Indispensable à la survie de la cellule (cytosquelette) • • • Leucocytes – Globules blancs A terme, cellules vieillies rigides Cellules phagocytées par les macrophages – Hémolyse physiologique • Plaquettes – Fragments cytoplasmiques Glycolyse (1) • Energie limitée dans le temps (épuisement du stock d'enzymes) • Glycolyse intraérythrocytaire Le sang – Bilan global Les hématies « L’oxygénation » • 2 pyruvate • 2 ATP • 2 NADH Sébastien Vigier, d’après Biologie moléculaire de la cellule. Glycolyse (2) ATP et NADH Hématies (1) • • • • • Moelle osseuse siège de l'érythropoïèse Production en 5 à 7 jours de nouvelles hématies Rôle central de l'érythropoïétine (EPO) Cellule anucléée Durée de vie d'environ 120 jours Pyruvate kinase 16 cellules 1 cellule Multiplication et maturation Maturation 2 Glycolyse (3) NADPH Hémoglobine Cinétique d’expression Hémoglobine 2,3-DPG G6PD Transport O2 et CO2 34% du poids du globule, 300 millions par cellule Deux dimères : 1 chaîne type α et 1 chaîne type β Chaque chaîne de globine fixe un groupe prosthétique, l'hème, centré sur un atome de fer (fixation O2) • Conversion – 1,3diphosphoglycérate en – 2,3diphosphoglycérate (2,3-DPG) • Compétition entre O2 et le 2-3 DPG pour l’hémoglobine • Influence dissociation O2 de l'hémoglobine Hémoglobine Organisation génomique Type α Type β Hémoglobine Courbe d’affinités Saturation de l’hémoglobine (%) • • • • Haute affinité pour O2 •pH ↑ •CO2 ↓ •Température ↓ •2,3-DPG ↓ Faible affinité pour O2 •pH ↓ •CO2 ↑ •Température ↑ •2,3-DPG ↑ pO2 (mmHg) 3 Plaquettes • Fragments cytoplasmiques de mégacaryocytes – 10.000 plaquettes par mégacaryocytes • Durée de vie : 1 semaine • Rôle essentiel dans l'hémostase • Colmatage d’une brèche vasculaire Fer • 4 g de fer dans l’organisme – – • Réserves – – • Moitié dans Hb 1 L de sang = 0,5 g de fer Apport – Alimentation – Transfusion • • • Le sang Homme : 1 g Femme : 0,5 g 1-2 mg/jour 10% apport alimentaire (10-25 mg) Les leucocytes « La défense » Pertes – – – – – 1-2 mg/jour Pas de système d’excrétion physiologique Desquamation Menstruation Autres pertes (hémorragies...) NEJM, 1999;341:1986 Leucocytes (globules blancs) • • – Défense anti infectieuse – Polynucléaires neutrophiles (bactéries, champignons) – Polynucléaires éosinophiles (parasites) – Polynucléaires basophiles (allergènes) Le sang Les plaquettes « L’hémostase » Eléments essentiels de l’immunité Polynucléaires • Durée de vie 10 h (sang) Jours (tissus) Lymphocytes – Lymphocytes B • Immunité « humorale » : anticorps Semaines à années – Lymphocytes T • Immunité « cellulaire » • • Monocytes Macrophages Jours 4 Lymphocytes Polynucléaires neutrophiles • • • • Polynucléaires mais un seul noyau… Granulopoïèse neutrophile médullaire Influence de cytokines (G- et GM-CSF) Deux phases de durée équivalente (5 à 7 jours) – Multiplication et maturation • • • • – – – – • Myéloblaste, promyélocyte et myélocyte – Maturation sans division • Métamyélocyte et PNN • Deux compartiments en équilibre permanent – Pool circulant, seul accessible au comptage après prélèvement sanguin – Pool marginé : PNN adhérant aux parois des veinules et des capillaires. • Issues de la moelle osseuse Lymphocytes B : synthèse des anticorps (« humorale ») Lymphocytes T : régulation de l’immunité (« cellulaire ») Maturation initiale (organes lymphoïdes primaires) Réarrangement des segments VDJ germinaux Sélections négative (auto-réactivité) et positive Lymphocytes B : moelle osseuse Lymphocytes T : thymus • Maturation finale (organes lymphoïdes secondaires) – Contact avec les antigènes – Lymphocytes B : augmentation de l’efficacité des anticorps Défense anti-bactérienne non spécifique – Chimiotactisme – Phagocytose – Bactéricidie • Hypermutation somatique, commutation isotypique – Lymphocytes T : régulation de la réponse immunitaire Polynucléaires éosinophiles Polynucléaires basophiles • Diffèrent des PNN par leurs granulations spécifiques • Fonctions – Basophiles : hypersensibilité immédiate – Eosinophiles : lutte anti-parasitaire Moyens d'étude du sang Interrogatoire et examen clinique • Signes physiques • – ce que l'on voit • Pâleur – ce que l'on palpe • Splénomégalie • Signes fonctionnels – ce que ressent le malade, ses plaintes Plusieurs signes cliniques et symptômes peuvent être regroupés : syndrome – – – – – Syndrome anémique Syndrome infectieux Syndrome hémorragique Syndrome polyglobulique Syndrome hémolytique • Douleurs, céphalées, vertiges • Signes généraux – ce qui accompagne une affection sur le plan général • Fièvre, sueurs, amaigrissement... Moyens d'étude du sang Biologie Monocytes • Phagocytes sanguins • • Migration tissulaire – – – – Moelle osseuse Rate Ganglions Autres (tissus conjonctifs, tissus sous-cutanés, poumons, séreuses) • Evolution en histiocytes, macrophages et cellules dendritiques – Cellules dendritiques : rôle dans l’immunité acquise Numération globulaire – – – – – – Immunité innée Nombre de leucocytes Nombre de plaquettes Nombre d’hématies Dosage de l'hémoglobine (Hb) Calcul de paramètres érythrocytaires • Volume globulaire moyen (VGM, fL) • Concentration corpusculaire moyenne en Hb (CCMH, g/dL) • Hématocrite (%) • Formule leucocytaire – Identification des différents types de leucocytes – Pourcentage mais interpréter seulement la valeur absolue +++ – Ex. 10% de PNN de 4.000 GB = 400 PNN • • Hémogramme = "numération globulaire" + "formule leucocytaire" Analyse morphologique des cellules sanguines • Numération de réticulocytes – Examen microscopique du sang – Hématies jeunes (de moins de 2 jours). 5 Vitesse de sédimentation (VS) • • Mesure de la hauteur du plasma surnageant dans une colonne de sang après sédimentation des hématies pendant une heure Valeurs normales chez l'adulte varient selon le sexe • Facteurs influençant la VS – < 10 mm chez l'homme – < 20 mm chez la femme Moelle osseuse • • • – – – – – Cellulaires • Nombre d’hématies – Excès de GR (polyglobulie) – Absence (anémie) – Plasmatiques • Tous les facteurs favorisant la formation de rouleaux ou d'agglutinats d'hématies – – – – • Tissu spécialisé dans l'hématopoïèse Extension centripète de la moelle osseuse en fonction de l'âge Production des différentes lignées du sang • • Hyperfibrinémie (syndromes infectieux ou inflammatoires) Hyper α2 globulinémie (syndromes infectieux ou inflammatoires) Augmentation des immunoglobulines Présence d'agglutinines froides Hématies Leucocytes Plaquettes Différenciation, multiplication et maturation à partir de cellules souches hématopoïétiques Cellules souches Progéniteurs Cellules différenciées Siège principal de destruction physiologique des hématies Adaptation de la production en fonction des besoins Marqueur traditionnel d’inflammation – Autres marqueurs : CRP,… La « niche » hématopoïétique Chimiokines Matrice extra-cellulaire: fibronectine, collagène Cytokines Les organes hématopoïétiques Protéoglycanes CSH Macrophages Endothélium Adipocytes Ostéoblastes Fibroblastes Organes hématopoïétiques Myofibroblastes Cytokines • Facteurs de prolifération et différenciation • Non spécifiques de lignée Début de la circulation sanguine Sac Vitellin – Interleukine-3 (IL-3) • Spécifiques de lignée Hématopoïèse Intravasculaire: – Lignée granulo-macrophagique AGM • GM-CSF, G-CSF, M-CSF Colonisation du Foie par les précurseurs CD34+ – Lignée éosinophile • Interleukine-5 (IL-5) Foie – Lignée érythroïde • Erythropoïétine (EPO) Thymus – Lignée mégacaryocytaire • Thrombopoïétine (TPO) Moelle Osseuse – Lignée lymphocytaire Semaines de gestation 3 5 7 9 11 • IL-2, IL-4, IL-7, IL-6 6 Myélogramme • • Organes lymphoïdes Exploration morphologique Ponction et aspiration de moelle • Primaires – Production des lymphocytes – Moelle osseuse – Thymus – Sternum – Crête iliaque • postérieure ou antérieure • Etude cytologique – – – – • • Secondaires Richesse Différenciation des GR et GB Présence de mégacaryocytes Présence de cellules anormales – Interaction avec les antigènes et les autres cellules du système immunitaire – Ganglions lymphatiques – Rate – MALT (Mucosal-associated lymphoid tissue) Délai de réponse rapide (journée) Biopsie ostéo-médullaire (BOM) • • • Développement lymphoïde précoce Exploration histologique Fragment ostéo-médullaire ("carotte") sous anesthésie locale avec un trocart de Jamshidi Etude histologique détaillée – Richesse cellulaire – Répartition du tissu hématopoïétique – Architecture du tissu de soutien et ses modifications pathologiques (fibrose, sclérose) – Présence de cellules anormales (métastases...) • ? Délai de réponse plus long – 3 à 5 jours – Décalcification nécessaire ? Manipulation cellules souches hématopoïétiques (CSH) Organes lymphoïdes primaires Thymus • Site de maturation des lymphocytes T – Fonctions effectrices • Cytotoxicité • Hypersensibilité retardée Moelle osseuse Sang de cordon ombilical – Fonctions régulatrices Cytaphérèse Cellules mononucléées • Amplification de la réponse immunitaire • Suppression de la réponse immunitaire • Involution thymique avec l’âge Purification des cellules CD34+ Greffe 7 Organes lymphoïdes secondaires Ganglion lymphatique • Filtres de l’organisme – De quelques mm à 1-2 cm – Environ 500 • • Capsule fibreuse Cortex – Cortex nodulaire • Lymphocytes B – Paracortex • Lymphocytes T • Medulla • Circulation constante des lymphocytes B et T dans le ganglion Lieu de rencontre avec l’antigène – Lymphocytes B et T • Organes lymphoïdes secondaires • Rate • – Organe lymphoïde richement vascularisé – 150 grammes environ chez l'adulte – Partie supérieure gauche de l'abdomen recouverte par le gril costal – Fonction de filtration • Elimination des cellules vieillies ou lésées • Filtrage de particules comme des bactéries – Fonction de réservoir MALT – Mucosa-associated lymphoid tissue – Système diffus de tissus lymphoïde – Principalement lymphocytes T mais aussi B • • • • • • • Tractus gastrointestinal Thyroïde Sein Poumons Glandes salivaires Œil Peau • Plaquettes surtout – Fonctions immunologiques • Site le plus efficace de phagocytose • Production d'anticorps 8
