Généralités sur le sang et les organes hématopoïétiques. Le sang. Le sang. Le sang. Un transport en flux tendu. Sang Plasma

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1 Généralités sur le sang et les organes hématopoïétiques Cours du 25/01/2011 Pr Eric Delabesse Laboratoire d Hématologie CHU Purpan Un transport en flux tendu Transport 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 Mardi 25 janvier h 11h Rappel sur la physiologie du sang et des organes hématopoïétiques (polycopié cytologie pages 1 à 6) E. DELABESSE Cours en 1 seul groupe Mardi 25 janvier h 12h Physiologie de l hémostase primaire et principaux tests d exploration (polycopié hémostase pages 2 à 11) JP. CAMBUS Cours en 1 seul groupe Mardi 1 er février h 12h 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 Mardi 8 février h-12h 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 h 12h Anémies (polycopié cytologie pages 15 à 25) P. LAHARRAGUE J. CORRE Cours en 2 groupes Mardi 22 février h 12h Adénopathies, splénomégalies (polycopié cytologie p 53 à 61) G. LAURENT Cours en 1 seul groupe Tissu liquide à l'intérieur d'un système vasculaire clos Deux parties Le plasma Eau (90 %) Protéines Albumine, globulines Glucides Lipides Sels minéraux. Sorti du système vasculaire, le plasma coagule = sérum Des cellules spécialisées Sang normal Leucémie Plasma Leucocytes Globules rouges Sang Plasma Pression oncotique 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

2 Hématies Erythrocytes Globules rouges Leucocytes Globules blancs Plaquettes Fragments cytoplasmiques Sang Cellules Hématies (2) 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) A terme, cellules vieillies rigides Cellules phagocytées par les macrophages Hémolyse physiologique Glycolyse (1) Les hématies «L oxygénation» Energie limitée dans le temps (épuisement du stock d'enzymes) Glycolyse intraérythrocytaire Bilan global 2 pyruvate 2 ATP 2 NADH Sébastien Vigier, d après Biologie moléculaire de la cellule. 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 Glycolyse (2) ATP et NADH Pyruvate kinase 1 cellule 16 cellules Multiplication et maturation Maturation 2

3 Glycolyse (3) NADPH Hémoglobine Cinétique d expression G6PD Hémoglobine Transport O 2 et CO 2 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 O 2 ) Conversion 1,3- diphosphoglycérate en 2,3- diphosphoglycérate (2,3-DPG) Compétition entre O 2 et le 2-3 DPG pour l hémoglobine Influence dissociation O 2 de l'hémoglobine 2,3-DPG Hémoglobine Organisation génomique Type α Type β Saturation de l hémoglobine (%) Hémoglobine Courbe d affinités Haute affinité pour O2 ph CO2 Température 2,3-DPG Faible affinité pour O2 ph CO2 Température 2,3-DPG po2 (mmhg) 3

4 Plaquettes Fragments cytoplasmiques de mégacaryocytes 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 Moitié dans Hb 1 L de sang = 0,5 g de fer Réserves Homme : 1 g Femme : 0,5 g Apport Alimentation 1-2 mg/jour 10% apport alimentaire (10-25 mg) Transfusion Pertes 1-2 mg/jour Pas de système d excrétion physiologique Desquamation Menstruation Autres pertes (hémorragies...) Les leucocytes «La défense» NEJM, 1999;341:1986 Leucocytes (globules blancs) Les plaquettes «L hémostase» Eléments essentiels de l immunité Polynucléaires Défense anti infectieuse Polynucléaires neutrophiles (bactéries, champignons) Polynucléaires éosinophiles (parasites) Polynucléaires basophiles (allergènes) Lymphocytes Lymphocytes B Immunité «humorale» : anticorps Lymphocytes T Immunité «cellulaire» Monocytes Macrophages Durée de vie 10 h (sang) Jours (tissus) Semaines à années Jours 4

5 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. Défense anti-bactérienne non spécifique Chimiotactisme Phagocytose Bactéricidie Lymphocytes 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 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 Douleurs, céphalées, vertiges Signes généraux ce qui accompagne une affection sur le plan général Fièvre, sueurs, amaigrissement... Plusieurs signes cliniques et symptômes peuvent être regroupés : syndrome Syndrome anémique Syndrome infectieux Syndrome hémorragique Syndrome polyglobulique Syndrome hémolytique Monocytes Phagocytes sanguins Immunité innée 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 Moyens d'étude du sang Biologie Numération globulaire 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 GB = 400 PNN Hémogramme = "numération globulaire" + "formule leucocytaire" Analyse morphologique des cellules sanguines Examen microscopique du sang Numération de réticulocytes Hématies jeunes (de moins de 2 jours). 5

6 Vitesse de sédimentation (VS) Moelle osseuse 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 < 10 mm chez l'homme < 20 mm chez la femme Facteurs influençant la VS Cellulaires Nombre d hématies Excès de GR (polyglobulie) Absence (anémie) Plasmatiques Tous les facteurs favorisant la formation de rouleaux ou d'agglutinats d'hématies Hyperfibrinémie (syndromes infectieux ou inflammatoires) Hyper α2 globulinémie (syndromes infectieux ou inflammatoires) Augmentation des immunoglobulines Présence d'agglutinines froides Marqueur traditionnel d inflammation Autres marqueurs : CRP, Tissu spécialisé dans l'hématopoïèse Extension centripète de la moelle osseuse en fonction de l'âge Production des différentes lignées du sang Hématies Leucocytes Plaquettes Différenciation, multiplication et maturation à partir de cellules souches hématopoïétiques Siège principal de destruction physiologique des hématies Adaptation de la production en fonction des besoins Cellules souches Progéniteurs Cellules différenciées La «niche» hématopoïétique Les organes hématopoïétiques Cytokines Protéoglycanes Chimiokines Matrice extra-cellulaire: fibronectine, collagène CSH Endothélium Macrophages Ostéoblastes Adipocytes Fibroblastes Myofibroblastes Sac Vitellin Hématopoïèse Intravasculaire: AGM Foie Organes hématopoïétiques Thymus Moelle Osseuse Semaines de gestation Début de la circulation sanguine Colonisation du Foie par les précurseurs CD Cytokines Facteurs de prolifération et différenciation Non spécifiques de lignée Interleukine-3 (IL-3) Spécifiques de lignée Lignée granulo-macrophagique GM-CSF, G-CSF, M-CSF Lignée éosinophile Interleukine-5 (IL-5) Lignée érythroïde Erythropoïétine (EPO) Lignée mégacaryocytaire Thrombopoïétine (TPO) Lignée lymphocytaire IL-2, IL-4, IL-7, IL-6 6

7 Exploration morphologique Ponction et aspiration de moelle Sternum Crête iliaque postérieure ou antérieure Etude cytologique Richesse Différenciation des GR et GB Présence de mégacaryocytes Présence de cellules anormales Délai de réponse rapide (journée) Myélogramme Organes lymphoïdes Primaires Production des lymphocytes Moelle osseuse Thymus Secondaires Interaction avec les antigènes et les autres cellules du système immunitaire Ganglions lymphatiques Rate MALT (Mucosal-associated lymphoid tissue) 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) Moelle osseuse Sang de cordon ombilical Cellules mononucléées Cytaphérèse Organes lymphoïdes primaires Thymus Site de maturation des lymphocytes T Fonctions effectrices Cytotoxicité Hypersensibilité retardée Fonctions régulatrices Amplification de la réponse immunitaire Suppression de la réponse immunitaire Involution thymique avec l âge Purification des cellules CD34+ Greffe 7

8 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 Lymphocytes B et T Circulation constante des lymphocytes B et T dans le ganglion Lieu de rencontre avec l antigène 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 Plaquettes surtout Fonctions immunologiques Site le plus efficace de phagocytose Production d'anticorps 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 8