Fiche de révision : Introduction à la physiologie sanguine

📋 Plan du Cours

1. Composition et fonctions générales du sang
2. Classification et caractéristiques des cellules sanguines
3. Érythropoïèse : étapes, régulation et compartiments cellulaires
4. Structure et propriétés du globule rouge mature
5. Métabolisme énergétique et protection antioxydante du globule rouge
6. Structure moléculaire, synthèse et fixation de l’oxygène par l’hémoglobine
7. Vieillissement, destruction des globules rouges et recyclage de l’hémoglobine
8. Granulopoïèse et réarrangement génétique des immunoglobulines
9. Fonctions des lymphocytes NK
10. Composition et séparation du plasma sanguin
11. Dosage du fer sérique, transferrine, ferritine et vitesse de sédimentation des hématies
12. Conclusion sur l’étude du sang et l’hémogramme

📖 1. Composition et fonctions générales du sang

🔑 Notions clés & Définitions

• Éléments figurés : Composants du sang constitués d’éléments anucléés et d’éléments nucléés.
• Système vasculaire sanguin : Réseau clos avec le cœur dans lequel circule le sang.
• Masse sanguine : Quantité de sang d’environ 250 g chez le nouveau-né et de 5 L chez l’adulte.

📝 Points essentiels

• Le sang porte aux cellules des tissus les éléments nutritifs et l’oxygène dont elles ont besoin.
• Le sang recueille et conduit aux organes éliminateurs, notamment la peau, le rein et les poumons, les produits dégradés de l’activité cellulaire, dont le dioxyde de carbone.
• Le sang transporte les messagers chimiques, notamment les hormones, et assure la défense de l’organisme.

💡 À retenir

Le sang est un tissu fluide circulant dans un système clos formé par le cœur et le système vasculaire sanguin. Il assure le transport des nutriments, de l’oxygène, des déchets et des hormones, tout en participant à la défense de l’organisme.

📖 2. Classification et caractéristiques des cellules sanguines

🔑 Notions clés & Définitions

• La dégranulation : Libération du contenu enzymatique des granulations des granulocytes, dont les enzymes lysosomiales.
• Globules rouges : Cellules anucléées et dépourvues d’organite qui ne quittent pas le système vasculaire.
• Polynucléaires : Sous-groupe de leucocytes comprenant les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles.
• Lymphocytes : Sous-groupe de leucocytes comprenant les lymphocytes B, T et NK, dont une partie circule dans le système lymphatique.
• Globule rouge : Cellule sanguine anucléée et dépourvue d’organite, appelée aussi hématie ou érythrocyte.

📝 Points essentiels

• Les éléments figurés du sang se divisent en éléments anucléés et éléments nucléés.
• Les globules rouges et les plaquettes sont des éléments anucléés qui ne quittent pas le système vasculaire.
• Les leucocytes sont des éléments nucléés qui circulent transitoirement dans le système vasculaire puis passent dans les tissus où ils exercent leurs activités.
• Une partie des lymphocytes circule dans un système vasculaire particulier appelé système lymphatique.

💡 À retenir

La classification essentielle des cellules sanguines repose sur la présence ou l’absence de noyau et sur leur mode de circulation. Les éléments anucléés restent dans le système vasculaire, alors que les leucocytes quittent transitoirement le sang pour agir dans les tissus.

📖 3. Érythropoïèse : étapes, régulation et compartiments cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Érythropoïèse : Processus qui conduit à la production des globules rouges à partir d’une cellule souche totipotente.

📝 Points essentiels

• Les progéniteurs érythroïdes les plus proches des cellules souches totipotentes sont le BFU-E, très proche de la CSH totipotente, et le CFU-E, progéniteur tardif plus proche du proérythroblaste.
• Les stades de maturation décrits sont le proérythroblaste, l’érythroblaste basophile, l’érythroblaste polychromatophile, l’érythroblaste acidophile et le réticulocyte.
• Une partie des réticulocytes migre dans le sang périphérique pour y achever sa maturation en 24 heures, tandis qu’une autre proportion demeure dans la moelle constituant un compartiment des réserves capables de répondre à l’accroissement des besoins.
• Les progéniteurs sont la CFU- GM (progéniteurs granulo-monocytaire), la CFU-G (progéniteur granulocytaire) et la CFU- M (progéniteur monocytaire).

💡 À retenir

L’érythropoïèse est une filière hiérarchisée qui part d’une cellule souche totipotente, passe par des progéniteurs et des stades de maturation successifs, puis libère des réticulocytes. Elle dure 5 à 7 jours et est stimulée par l’EPO.

📖 4. Structure et propriétés du globule rouge mature

🔑 Notions clés & Définitions

• Forme biconcave : Configuration morphologique qui confère au globule rouge une flexibilité maximale lui permettant de traverser aisément les vaisseaux les plus petits dont le diamètre intérieur ne dépasse pas 3 μm.
• Double couche lipidique : Composant membranaire externe essentiellement constitué de molécules de cholestérol insérées entre des molécules de phospholipides, qui confère un revêtement hydrophobe, une solidité membranaire et un certain degré de fluidité.
• Constitue la structure : La séquence linéaire des AA constitue la structure primaire des chaînes de globine.

📝 Points essentiels

• Le volume moyen du globule rouge chez l’Africain est compris entre 80 et 90 fL.
• La forme biconcave confère au globule rouge une flexibilité maximale pour traverser des vaisseaux dont le diamètre intérieur ne dépasse pas 3 μm.
• Le cytosquelette érythrocytaire comprend la spectrine, l’actine, la protéine 4-1, l’ankyrine et la bande-3.
• La double couche lipidique, essentiellement constituée de cholestérol inséré entre des phospholipides, assure un revêtement hydrophobe, une solidité membranaire et un certain degré de fluidité.
• La double couche lipidique, essentiellement constituée de molécules de cholestérol insérées entre des molécules de phospholipides, confère non seulement un revêtement hydrophobe à la cellule mais aussi une solidité de la membrane tout en lui conservant un certain degré de fluidité entre les deux couches.
• Le squelette protéique (spectrine, actine, protéine 4-1, ankyrine, bande-3) est responsable du maintien de la forme des hématies.

💡 À retenir

La forme biconcave confère au globule rouge une flexibilité maximale pour traverser des vaisseaux dont le diamètre intérieur ne dépasse pas 3 μm.

📖 5. Métabolisme énergétique et protection antioxydante du globule rouge

🔑 Notions clés & Définitions

• Voie des pentoses : voie accessoire aérobie de la glycolyse du globule rouge, représentant 10 % de sa source d’énergie, qui produit du NADH et du NADPH.
• Globule rouge : cellule qui doit lutter en permanence contre l’oxydation de ses constituants et contre l’hyperhydratation grâce aux pompes à Na+.
• Joue un rôle : participe de manière importante au processus de fixation ou de relargage de l’O2.
• Déplace vers : modifie la courbe de dissociation de l’O2 en l’orientant soit vers la gauche, soit vers la droite selon la concentration du 2,3-DPG.
• Affinité de l’Hb pour : degré avec lequel l’hémoglobine se lie à l’O2 ; elle augmente quand la courbe se déplace vers la gauche et diminue quand elle se déplace vers la droite.

📝 Points essentiels

• La glycolyse du globule rouge produit 2 molécules d’ATP, qui assurent le fonctionnement de la pompe à Na+ et la déformabilité des globules rouges.
• La glycolyse produit aussi le 2,3-diphosphoglycérate, qui diminue l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène.
• La voie des pentoses produit du NADH, qui maintient l’hémoglobine sous sa forme réduite.
• La voie des pentoses produit du NADPH, qui régénère le glutathion réduit.
• Le glutathion réduit protège la globine et diverses protéines structurales contre l’oxydation.

💡 À retenir

Le métabolisme du globule rouge sert à la fois à fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe à Na+ et à la déformabilité cellulaire. Il participe aussi à la défense antioxydante et à la modulation de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène.

📖 6. Structure moléculaire, synthèse et fixation de l’oxygène par l’hémoglobine

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaînes de globines : Formées par le fœtus : Hb F (α2 γ2).

📝 Points essentiels

• L’hème contient un ion ferreux lié aux quatre atomes d’azote au centre du noyau protoporphyrinique.
• L’O2 ne peut se lier au fer de l’hème que s’il est à l’état ferreux.
• Lorsque le fer est à l’état ferrique, la méthémoglobine ainsi produite est incapable de fixer l’O2.
• La structure quaternaire de l’hémoglobine permet l’existence de deux conformations, l’une à forte affinité pour l’O2 et l’autre à faible affinité pour l’O2.
• La molécule d’Hb normale chez l’adulte (Hb A = α2 ß2) contient principalement 2 chaînes α constituées par 141 acides aminés (AA) et 2 chaînes ß comportant 146 AA.

💡 À retenir

L’hémoglobine est une structure cyclique organique complexe formée d’un hème et d’une globine. Son état ferreux conditionne la fixation de l’O2, tandis que sa structure quaternaire autorise deux conformations d’affinité différente.

📖 7. Vieillissement, destruction des globules rouges et recyclage de l’hémoglobine

🔑 Notions clés & Définitions

• Destruction du corps étranger : Processus de destruction d’un corps étranger par le PNN, après phagocytose.

📝 Points essentiels

• L’hémoglobine catabolisée libère du fer, qui est en grande partie réutilisé.
• La protoporphyrine de l’hème est transformée en bilirubine, qui se lie à l’albumine dans le plasma.
• Les macrophages sont des cellules phagocytaires qui, contrairement aux neutrophiles, sont capables de survivre après la phagocytose.
• Deux fonctions principales leur sont attribuées : - Inactivation des médiateurs libérés par les mastocytes et les polynucléaires basophiles dans le but de moduler et de circonscrire les réactions induites par la dégranulation de ces cellules au cours des réactions d’hypersensibilité immédiate - Destruction des larves de certains parasites, particulièrement Schistosoma mansoni par le biais des anticorps et du complément recouvrant ces larves.

💡 À retenir

La fin de vie du globule rouge associe vieillissement, destruction par les macrophages médullaires et recyclage des produits de l’hémoglobine. Le fer est en grande partie réutilisé, tandis que l’hème est transformé en bilirubine liée à l’albumine.

📖 8. Granulopoïèse et réarrangement génétique des immunoglobulines

🔑 Notions clés & Définitions

• Granulopoïèse : Processus de production des polynucléaires, d’une durée de 10 à 14 jours.
• Dans les tissus : Milieu de localisation où les monocytes se transforment en macrophages après leur passage sanguin.
• Voire 64N (multiplication nucléaire sans : Valeur maximale mentionnée pour l’endomitose des mégacaryocytes, atteinte sans division cellulaire.

📝 Points essentiels

• La granulopoïèse dure de 10 à 14 jours.
• Les précurseurs granulocytaires décrits sont les myéloblastes, promyélocytes, myélocytes, métamyélocytes et polynucléaires neutrophiles.
• Le réarrangement des gènes des immunoglobulines repose sur la recombinaison VDJ.

💡 À retenir

La granulopoïèse dure de 10 à 14 jours.

📖 9. Fonctions des lymphocytes NK

🔑 Notions clés & Définitions

• Lymphocytes NK : Lymphocytes présents dans le sang périphérique, comprenant notamment les lymphocytes B à hauteur de 10% et les lymphocytes T à hauteur de 70 à 80%.

📝 Points essentiels

• Les lymphocytes NK représentent environ 10% des lymphocytes.
• L’action des lymphocytes NK est indépendante de l’antigène.
• Les lymphocytes NK se distinguent ainsi des lymphocytes T et B.
• Les lymphocytes T (70-80% des lymphocytes circulants) se différencient principalement en LT-CD4 qui donneront des LT helper (ou auxiliaires qui ont un rôle de régulation de la réponse immunitaire) et en LT-CD8 (rôle cytotoxique).
• 1-5- Les lymphocytes 1 -5- La lymphopoïèse La lymphopoïèse est caractérisée par des étapes de différenciation successive.

💡 À retenir

Les lymphocytes NK constituent environ 10% des lymphocytes et éliminent les cellules étrangères à l’organisme sans dépendre de l’antigène. Leur action ne nécessite pas d’activation préalable, ce qui les distingue des lymphocytes T et B.

📖 10. Composition et séparation du plasma sanguin

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasma : Liquide jaune ambré qui surnage lorsque les éléments figurés du sang sédimentent dans un tube contenant un anticoagulant; il constitue 55% du volume sanguin chez l’adulte, soit 43,5 mL/kg.

📝 Points essentiels

• Dans un sang prélevé dans un tube contenant un anticoagulant, les éléments figurés sédimentent et laissent surnager un liquide jaune ambré : le plasma.
• Les anticoagulants cités comprennent le citrate de Na+, l’oxalate de Na+, l’oxalate de K+ et l’EDTA.

💡 À retenir

Le plasma est le liquide jaune ambré obtenu après sédimentation des éléments figurés dans un sang anticoagulé. Il représente 55% du volume sanguin chez l’adulte, et sa séparation peut être accélérée par centrifugation.

📖 11. Dosage du fer sérique, transferrine, ferritine et vitesse de sédimentation des hématies

🔑 Notions clés & Définitions

• Α1-globulines : Fraction des protéines plasmatiques dont les principales protéines représentées sont l’α1-antitrypsine, l’orosomucoïde et l’α-foeto-protéine.
• Fer sérique : Élément indispensable de l’érythropoïèse, servant à la formation de l’hémoglobine.
• Transferrine : Protéine sanguine transporteuse du fer aux utilisateurs principaux, en particulier les érythroblastes; elle est aussi appelée sidérophiline.
• Ferritine : Protéine de stockage du fer dans l’organisme, principalement dans les hépatocytes, les macrophages et les érythroblastes.
• Vitesse de sédimentation des hématies : Test réalisé sur un échantillon de sang rendu incoagulable, prélevé dans un tube vertical, avec mesure de la hauteur du surnageant plasmatique à la première heure.

📝 Points essentiels

• Le fer est le principal facteur de l’érythropoïèse et sert à la formation de l’hémoglobine.
• La transferrine est la protéine sanguine transporteuse du fer vers les érythroblastes.
• Le dosage du fer sérique, de la transferrine et de la ferritine repose sur des techniques biochimiques ou immunologiques.
• La vitesse de sédimentation des hématies se mesure sur sang incoagulable dans un tube vertical, avec lecture de la hauteur du surnageant plasmatique à la première heure.
• 3- EXPLORATIONS L’étude du sang fait appel à l’hémogramme, le myélogramme, la biopsie ostéomédullaire et divers autres analyses courantes que sont l’électrophorèse et l’immunoélectrophorèse des protéines sériques, l’électrophorèse de l’hémoglobine, le dosage du fer sérique, de la transferrine et de la ferritine et la vitesse de sédimentation.
• La transferrine (ou sidérophiline) est au niveau sanguin, la protéine transporteuse du fer aux utilisateurs principaux, les érythroblastes.

💡 À retenir

La transferrine est la protéine sanguine transporteuse du fer vers les érythroblastes.

📖 12. Conclusion sur l’étude du sang et l’hémogramme

🔑 Notions clés & Définitions

• CONCLUSION L’étude du sang : Passage conclusif qui montre le rôle capital joué par les constituants cellulaires et non cellulaires du sang, le renouvellement assuré par une hématopoïèse normale et l’impact négatif de toute perturbation de cette hématopoïèse sur la fonction sanguine.
• Hémogramme : L’hémogramme constitue une des applications des connaissances issues de l’étude du sang ;

📝 Points essentiels

• Le renouvellement de ses cellules est assuré par une hématopoïèse normale.
• Une quelconque perturbation de l’hématopoïèse aura un impact négatif sur la fonction sanguine.

💡 À retenir

La conclusion retient que l’étude du sang met en évidence le rôle capital de ses constituants et le renouvellement assuré par une hématopoïèse normale. Elle conduit à l’hémogramme, outil d’exploration automatisé et largement utilisé en pratique médicale.

🧩 Compléments de couverture

1. Les protéines plasmatiques comprennent en particulier les protéines de la coagulation et les γ-globulines, qui correspondent aux anticorps.
2. Le fibrinogène est une protéine couramment dosée, avec un taux normal de 2 à 4 g/L chez l’adulte.
3. Les γ-globulines peuvent contenir des IgG, des IgA et des IgD, avec des concentrations respectives de 8-16 g/L, 1,2-4 g/L et 0,8-1,7 g/L.
4. Entre le proérythroblaste et l’érythroblaste acidophile, il se produit normalement 4 à 5 mitoses.
5. L’arrêt des divisions survient au stade d’érythroblaste acidophile, quand l’hémoglobine est suffisamment concentrée et que le noyau est expulsé.
6. La régulation de l’érythropoïèse repose sur l’érythropoïétine, produite à 90 % par le complexe péritubulaire du rein et à 10 % par le foie.
7. La production d’érythropoïétine est déclenchée par une hypoxie tissulaire.
8. Les facteurs exogènes nécessaires à l’érythropoïèse sont la vitamine B12, l’acide folique et le fer.
9. Le globule rouge mature mesure 7 à 8 μm de diamètre et environ 1,7 μm d’épaisseur.
10. Le volume moyen du globule rouge chez l’Africain est de 80 à 90 fL.
11. La membrane du globule rouge contient un réseau compressible de protéines spécifiques et une double couche lipidique externe.
12. La glycolyse du globule rouge produit 2 molécules d’ATP, qui assurent la pompe à Na+ et la déformabilité des hématies.
13. La voie des pentoses produit du NADH qui maintient l’hémoglobine sous sa forme réduite et du NADPH qui régénère le glutathion réduit.
14. Ainsi les γ-globulines peuvent être constituées par : 8-16 g/L d’IgG, 1,2-4 g/L d’IgA et 0,8-1,7 g/L d’IgD.
15. Deux groupes de protéines ont une importance particulière : - les protéines de la coagulation - les γ-globulines : elles correspondent aux anticorps Une autre protéine est couramment dosée ;.
16. • d’éléments figurés : les cellules sanguines La masse sanguine est d’environ 250 g chez le nouveau-né et de 5 L chez l’adulte.
17. Le PNN a 4 fonctions majeures : 11 - Une activité migratoire : le PNN est doué de mobilité grâce à l’émission de pseudopodes ; il peut ainsi passer du courant circulatoire dans les tissus.
18. 1-4- Les plaquettes 1-4-1 La thrombopoïèse Les plaquettes (ou thrombocytes) résultent de la fragmentation du cytoplasme du mégacaryocyte.

📊 Tableaux de Synthèse

Cellules sanguines

Érythropoïèse et granulopoïèse

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre globules rouges et leucocytes : les premiers sont anucléés, les seconds sont nucléés.
2. Oublier que les globules rouges et les plaquettes ne quittent pas le système vasculaire.
3. Confondre réticulocyte et globule rouge mature : le réticulocyte achève sa maturation en 24 heures dans le sang périphérique.
4. Associer la fixation de l’O2 à l’hème ferrique : seule la forme ferreuse permet la liaison de l’oxygène.
5. Prendre la méthémoglobine pour une forme fonctionnelle : elle est incapable de fixer l’O2.
6. Confondre les lymphocytes NK avec les lymphocytes T et B : leur action est indépendante de l’antigène.
7. Mélanger plasma et sérum : le plasma est obtenu dans un tube contenant un anticoagulant et surnage après sédimentation des éléments figurés.

✅ Checklist Examen

1. Définir le sang comme un tissu fluide circulant dans un système clos.
2. Citer les fonctions générales du sang : transport, élimination, messagers chimiques, défense.
3. Distinguer éléments anucléés et éléments nucléés du sang.
4. Décrire les grandes étapes de l’érythropoïèse et sa durée.
5. Connaître le rôle de l’EPO et son lien avec l’hypoxie tissulaire.
6. Identifier les caractéristiques du globule rouge mature : forme biconcave, flexibilité, membrane.
7. Relier glycolyse et voie des pentoses aux fonctions énergétiques et antioxydantes du globule rouge.
8. Expliquer la structure de l’hémoglobine et le rôle du fer ferreux.
9. Savoir ce que devient l’hémoglobine lors de la destruction des globules rouges.
10. Comparer granulopoïèse, lymphocytes NK et réarrangement VDJ des immunoglobulines.
11. Décrire la composition du plasma et son mode de séparation dans un tube anticoagulé.
12. Retenir les dosages cités : fer sérique, transferrine, ferritine et vitesse de sédimentation des hématies.