Chapitre 2 Le milieu intérieur I. Milieu intérieur et sa compartimentation 1. Définition C est tous les milieux liquide que l on retrouve autour des cellules (ex : lymphe interstitielle, plasma, lymphe canalisée) C est là que qu elle trouve leurs nutriments et rejettent leur déchets (CO 2 ), elles sont constituent essentiellement d eau. 2. Représentation des milieux liquidiens Plasma (5%) Lymphe interstitielle (15%) Milieu extérieur Paroi du capillaire Membrane plasmique Milieu intracellulaire (50%) = cytoplasme Le milieu intérieur est égal au plasma + lymphe interstitielle. II. Le sang Le sang est composé de plasma et d éléments figurés. a) Les éléments figurés du sang On utilise du sang total (sang non coagulé), pour les séparer on centrifuge et on obtient : Plasma (55%) Hématies (43%) Leucocyte + thrombocytes (2 a 3%) 1
b) Les hématies a. La structure Sur un même frottis sanguin, les hématies doivent avoir la même forme, la même taille et la même coloration. Membrane cytoplasmique On trouve des protéines périphériques (spectrine,.) responsable de l élasticité de la membrane. Cytoplasme Il n y a pas de noyau ni d organite cytoplasmique mais il y a des substance, du glucose, des ions, des enzyme et l hémoglobine. TCMH : Taux corpusculaire moyen en Hb (varie entre 27 et 32 pg) Ceux sont des cellules qui ont une vie limité (elles ne peuvent pas faire de division, pas de synthèse des protéines).elles utilisent leurs stocke puis hémolyse physiologique (environ 120 j). b. L érythropoïèse Ceux sont les étapes de transformation des hématies Moelle osseuse rouge c) L hémoglobine C est une hétéroprotéine (ou chromoprotéine). Hétéroprotéines veut dire qu il y a une partie protidique (globine) et une partie non protidique, c est un groupement prostétique. Ici c est l Hème. Chromoprotéine veut dire que c est une protéine pigmentée. C est une protéine qui a un fort poids moléculaire (chez l homme, il y en a 140-180 g/l et chez la femme, 120 g/l). Si jamais le taux relevé est inférieur aux chiffres, la personne est en anémie a. La structure moléculaire C est une structure quaternaire, c'est-à-dire une association de plusieurs chaines peptidiques (c est la globine) L hémoglobine est composé de 2 chaines α et 2 chaines β. Elles sont reliées par des liaisons faibles ou secondaires. A l intérieur de chaque chaine, on retrouve 1 hème (donc on a 4hèmes pour l hémoglobine) 2
Les liaisons secondaires : Hydrogène Ionique Van Der Wall Hydrophobe A l intérieur de chaque Hème (ou protoporphysine), on a 1 Fe 2+ qui capte le dioxygène. b. Les fonctions de l hémoglobine Fixation et libération du dioxygène Le dioxygène se fixe sur Fe 2+, comme on a 4 hèmes donc 4 Fe 2+, l hémoglobine fixe 4 molécules de dioxygène. Hb + 4 O 2 Hb (O 2 ) 4 Désoxyhémoglobine Oxyhémoglobine Quand l hémoglobine fixe le dioxygène : c est l OXYGENATION mais pas une oxydation (les échanges d ions sont bloqués par les chaines peptidiques) Remarque L hémoglobine peut subir une oxydation Fe 2+ Fe 3+ + 1 e Fe3+ ne fixe plus le dioxygène, c est le méthémoglobine Exercice A. Déterminer le pourcentage de saturation en dioxygène de l hémoglobine au niveau des poumons puis au niveau des tissus. Le pourcentage de saturation de dioxygène est de 77% pour les tissus et de 94 % pour les poumons B. Calculer le pourcentage de dioxygène libéré au niveau des tissus 94%-77% = 26% C. Faire la même chose avec la myoglobine Le pourcentage de saturation de dioxygène en myoglobine est de 88-89% pour les tissus et de 96 % pour les poumons Le pourcentage libéré est de 7 % 3
D. Quelle protéine est le meilleur transporteur de dioxygène dans l organisme. Justifier C est l hémoglobine car elle libère plus de dioxygène au niveau des tissus. Les tissus sont mieux oxygénés Courbe de pourcentage d oxyhémoglobine formé en fonction du dioxygène Pour de faible pression de dioxygène. Il y a peu d oxyhémoglobine formé, dès que la pression augmente le taux d oxyhémoglobine augmente rapidement. Pour une pression en dioxygène d environ 10 KPa, l hémoglobine est saturée en dioxygène La fixation du dioxygène se fait dans des zones où la pression est élevée donc dans les poumons Dans les lieux où la pression est très faible, il y a diffusion de l air dans les tissus. Il y a un effet coopératif entre les 4 hèmes. Lorsque qu un hème a fixé du dioxygène, il y a accélération de la fixation sur les trois autres hèmes. C est le phénomène inverse pour la libération. Lorsque que le dioxygène se fixe sur un hème, les chaines se rapprochent pour faciliter la fixation du dioxygène. Pour faciliter l expulsion, elles s écartent. Transition allostérique (modification de sa structure pour faciliter sa fonction) Il y a aussi le 2-3 DPG (2-3 DiPhosphoGlycéraldhéhyde), il se fixe au centre de la molécule, il provient de la dégradation du glucose dans l organisme. Lorsque le 2-3 DPG se fixe, les chaines d écartent. Transporteur de CO 2 Elle se fait sur le groupement NH 2 Hb NH 2 + CO 2 Hb-HH-COOH Carbhémoglobine c. L hémoglobine et le ph Le ph est d environ 7.3, l oxyhémoglobine est sous forme d anion Au niveau des cellules, il y a beaucoup de dioxyde de carbone. CO 2 + H 2 O H 2 CO 2 H + + HCO 3 - L oxyhémoglobine libère le dioxygène et capte l ion H + (cela forme l hémoglobine acide), il régule le ph. Au niveau des poumons, elle libère l ion H + avec HCO 3 - (donc H 2 O et du CO 2 ). 4
Pour réaliser la fixation du dioxygène Une forte pression de dioxygène Un ph basique Peu de 2-3 DPG Peu de CO 2 Pour réaliser la libération du dioxygène Une faible pression de dioxygène Un ph acide Une forte pression CO 2 la présence de 2-3 DPG d) Les leucocytes (4x10 9 à 10x10 9 /L) On a un noyau entier : mononucléaire Monocytes Lymphocytes Ou un noyau polylobé : polynucléaire Granulocytes basophiles Granulocytes éosinophiles Granulocytes neutrophiles a) Polynucléaire neutrophiles On a 3 à 5 lobes reliés entre eux par de ponts de chromatine (la taille est d environ 15µm). On a 2 sortes de granulation : Granulation neutrophiles (spécifique) o Lysozyme o Peroxydases o Collagénases Granulation azurophiles (non spécifiques) o Peroxydase o Phosphatases o Acide o. On aboutit à la phagocytose des bactéries b) Polynucléaire éosinophile(15 µm) C est un noyau bilobé relié par un pont de chromatine. Il y a des granulations éosinophiles. A l intérieur, on les trouve sous forme de cristal (peroxydase ou histamine). On aboutit à la phagocytose des parasites 5
c) Polynucléaire basophile Il y a de très grosse granulation violet foncé avec un noyau lobé On aboutit a une intervention dans les réactions allergiques Il y a une réaction humorale, c'est-à-dire une production d anticorps (IgE). C est dernier viennent se fixer sur les polynucléaires basophiles. Les granulations perdent leur histamine. Cela provoque une réaction inflammatoire exagéré.(rougeur, gonflement, chauffe et douleur) Au cours de leurs vie, les polynucléaires basophiles passent dans les tissus et en transforme en Mastocytes. d) Lymphocytes C est un grand noyau entier (mononucléaire), de taille allant de 9 à 15 µm. Le cytoplasme est bleu (après la coloration), ceci est dut à la présence de l ARN (acide) Ils sont indispensables à la réaction immunitaire à un antigène donné. On trouve 2 sortes de lymphocytes Les lymphocytes B : maturation dans la moelle osseuse. Les lymphocytes T : maturation dans le Thymus (se trouve à la base de la trachée) o On a des familles (ou groupe), c'est-à-dire qu il possède à leurs surface des marqueurs spécifiques. Les LT 4 (marqueur à la surface CD 4 ) Les LT 8 (marqueur à la surface CD 8 ) Réaction immunitaire spécifique : présence de récepteurs spécifique à l antigène Phase de reconnaissance de l antigène LB Activation LT 4 LT 8 LB mémoire Interleukines LT Cytotoxiques = Détruire les cellules infectés pas des virus Synthèse des protéines 6
Les récepteurs des lymphocytes B sont appelés les récepteurs B Les récepteurs des lymphocytes T 4 sont appelés les récepteurs T e) Les monocytes (20 à 30 µm) Ceux sont des mononucléaires. Ils comportent des granulation azurophile(lysozyme, peroxydase) On aboutit à la phagocytose en générale Le noyau est en fer à cheval (encoche, excentré). Le contour de la membrane est irrégulier, déformation de la membrane. Les monocytes se transforment en macrophage (il y a une augmentation de la taille jusqu'à 80 µm et il y a plus de granulations) Remarque Ils sont constitués de 2 «pool» Pool Marginal (sont libéré en cas d infection) Pool Circulant e) Les thrombocytes Ceux sont des fragments cellulaires allant de 3 à 5 µm. On en trouve de deux types les chromomères et les hyalomères. Leur rôle c est de réaliser l hémostase. f) Le plasma Voir tableau des concentrations des différents constituants du plasma Le constituant essentiel, c est l eau. Le ph est d environ 7.3. Il y a trois grands types Les ions plasmatiques (régule la pression osmotique, régule l équilibre acide-base et intervient sur l eau) Les protéines Les substances non protidiques A l extérieur des cellules, les ions sodium (Na + ) sont plus importants que les ions K +. HCO 3 -, HPO 4 2-, H 2 PO 4 - interviennent pour alcaniser le milieu. Les protéines ont une forme qui varie en fonction du ph. 7
On a 3 sortes de protéines Les Fibrinogènes (responsable de l hémostase) Les albumines (sert de transporteur de pigment, d hormone et intervient sur la pression osmotique. Les globulines (il y en 4) : c est des enzymes, des transporteurs, des hormones. Les γ (anticorps) α 1 α 2 β Les albumines et les globulines peuvent se séparer par électrophorèse. 8
Les formes de transport des gaz respiratoires Pour le dioxygène : environ 2% sont transporté dissout dans l eau du sang environ 98 % se fixe sur l hémoglobine Hb + 4 O 2 Hb (O 2 ) 4 Pour le dioxyde de carbone : Formation de bicarbonate CO 2 + H 2 O H 2 CO 2 H + + HCO 3 - HCO 3 - est dans la cellule sous forme de KHCO 3 est hors de la cellule sous forme de NaHCO 3 - Enzyme qui accélère la première réaction s appelle l anhydrase carbonique. Composés carbonimés Hb NH 2 + CO 2 Hb-HH-COOH (Dans le plasma) R NH 2 + CO 2 R-HH-COOH Radicale des protéines Composés carbonimés III. L hémostase Le mécanisme de l hémostase permet de stopper tous saignement. Ils se subdivisent en trois étapes. Hémostase primaire = formation du clou plaquettaire ou thrombus blanc. Coagulation plasmatique : formation d un caillot de fibrine Fibrinolyse ou lyse du caillot 1) L hémostase primaire Ce phénomène se déclenche dès qu il y a une liaison dans la peau le long des vaisseaux sanguins. Vasoconstriction, limite le flux sanguin à l aide de la sérotonine. Les plaquettes vont se fixer sur la paroi du vaisseau sanguin par l intermédiaire du facteur de WillBran Les plaquettes fixées en premier sont activées, elles libèrent leurs substances de leurs granules (fibrinogène, Ca 2+, sérotonine, ADP, phospholipide (F3p). La thrombine (présent dans le plasma) provoque l agrégation définitive des plaquettes irréversible. 2) La coagulation plasmatique C est le caillot de fibrine. Les substances sont des facteurs de coagulation (pro enzyme inactifs). Réaction en cascade permettant d activer les facteurs de coagulation 9
a) Voie intrinsèque (voie plasmatique) C est un système de contact qui permet d activer le facteur STUART (X en Xa) La lésion : c est le contact du sang avec les fibres de collagène (active les facteurs XII et XI) Le produit de contact et activé avec les fibres de collagène. Les composants circulent dans le sang. b) Voie extrasèque (voie tissulaire) Les composants sont présents sur les tissus. Vocabulaire Facteur tissulaire : substance qui est présent sur la paroi et qui sont activés avec le contact avec le collagène. C est la voie la plus rapide car il y a moins de facteurs. 3) La fibriolyse. Le caillot se rétracte et on voit apparaitre du sérum. La lyse du caillot se fait grâce au plamogène qui une fois activé se transforme en plasmine (grâce aux kinases) La fibrine est dégradée en produit de dégradation de la fibrine (PDF). Remarques Le fibrinogène se transforme en fibrine. Les polypeptides (solubles) se transforment en polypeptides courts qui sont toujours soluble grâce à la thrombine. Les polypeptides se réunissent entre eux pour former des réseaux Devient soluble sous l action du Facteur XIIIa (facteur stabilisant de la fibrine) La thrombine active les facteurs XIII et V. Les facteurs sont fabriqués par les hépatocytes (cellules du foie) La synthèse de certains facteurs se fait en présence de vitamine K dépendante (IX, X II et VII) Dans l organisme il doit exister un équilibre entre le phénomène de coagulation et le sang qui doit rester fluide. Dans l organisme, il existe naturellement des inhibiteurs de la coagulation (l ATIII, qui bloque la thrombine) Les différents moyens de contrôler la coagulation. L antithrombine III (ATIII) peut capter la thrombine si elle est en excès (1) La thrombine empêche le contact entre la thrombine et les tissus (2) Il peut y avoir activation de protéine C et S qui peut inhiber les facteurs V et VIII 10
Causes possible de l hémophilie Problème au niveau des hépatocytes Manque de vitamine K Manque de Ca 2+ Manque de fibrinogène Origine génétique, cela touche le facteur VIII : on a donc une hémophilie de type A. il est contenu sur les chromosomes X, c est un gêne récessif. Il touche uniquement les garçons et il est transmis par la relation mère-fils. Traitement anticoagulant Supprimer Ca 2+, se fait in vitro quand on prélève du sang sur EDTA. L intérêt, c est que tous les acteurs de coagulation sont intacts. L héparine, neutralise tous les facteurs de la voie plasmique. Les antis vitamine K 11