TISSU SANGUIN - Physiopathologie de la lignée érythrocytaire et hémolyse

Quelle est la composition du sang ?

Des éléments figurés (globules rouges, leucocytes, plaquettes) et un plasma (eau, sels minéraux…). Les globules rouges assurent le transport de l'oxygène entre les poumons et les tissus, les globules blancs luttent contre les pathogènes. Les cellules ont une durée de vie limitée et sont renouvelées en permanence : 120 jours pour les GR (~200 milliards produits par jour), durée courte pour les PNN (~50 milliards par jour) et 7 à 10 jours pour les plaquettes.

Rappelez l'hématopoïèse.

Production des cellules sanguines par la myélopoïèse et la lymphopoïèse. Cascade : une cellule souche hématopoïétique (CSH) capable de se différencier en toutes les lignées donne des cellules souches lymphoïde et myéloïde, puis des progéniteurs, des précurseurs et enfin des cellules matures. La voie myéloïde passe par la CFU-GEMM qui donne les lignées granuleuse, monocytaire, mégacaryocytaire et érythrocytaire (BFU-E puis CFU-E) ; la voie lymphoïde donne les lymphocytes T, B et NK. Le tout est régulé par des facteurs de croissance.

Rappelez le myélogramme.

Permet d'étudier les précurseurs hématopoïétiques. Ponction-aspiration de moelle au niveau du sternum à la seringue (prélèvement non dilué), étalée sur lame pour former un frottis ; un second prélèvement, dilué, sert aux examens complémentaires. À l'interprétation, la moelle est normale (régulière, bien répartie) ou anormale (trop ou pas assez de cellules). L'érythropoïèse n'a d'intérêt que si l'on en comprend la physiopathologie, c'est-à-dire l'anémie. Un trouble de l'érythropoïèse donne surtout des anémies ; les polyglobulies sont rares, alors que l'anémie est le syndrome le plus fréquent au monde.

Où et comment se déroule l'érythropoïèse ?

Débute très tôt dans le sac vitellin de l'embryon d'un mois, puis dans le foie et la rate fœtaux jusqu'au 8e mois de grossesse, puis dans la moelle osseuse. Une hématopoïèse résiduelle peut persister dans le foie et la rate mais se normalise. Très régulée par les facteurs de croissance, dont le principal est l'érythropoïétine (EPO), synthétisée essentiellement par le rein (une EPO hépatique, découverte par une équipe nantaise, existe mais reste marginale).

Donnez un exemple de régulation de l'EPO.

Lors d'un séjour en altitude, l'hypoxie stimule la synthèse d'EPO qui agit directement sur les précurseurs : on se sent mieux environ une semaine plus tard, ce qui correspond au délai de l'érythropoïèse.

Quelles sont les étapes de maturation érythrocytaire ?

Proérythroblaste → érythroblastes basophiles I et II → érythroblaste polychromatophile → érythroblaste acidophile (expulse son noyau) → réticulocyte → hématie. Ces étapes durent 7 jours du proérythroblaste au réticulocyte.

Quelles sont les caractéristiques de coloration des érythrocytes (et précurseurs) ?

Toutes ces cellules sont médullaires, mais le réticulocyte passe très vite dans la circulation comme l'hématie. Elles se colorent au MGG ; les réticulocytes se détectent avec le bleu de crésyl (colore l'ARN). Au fil de la maturation, la taille des cellules diminue et le cytoplasme, d'abord riche en ARN (bleu, basophile), se remplit progressivement d'hémoglobine (rose, acidophile). L'érythropoïèse se localise autour des macrophages (îlots érythroblastiques) qui distribuent le fer aux précurseurs.

Qu'est-ce qu'un réticulocyte ?

Une hématie qui contient encore de l'ARN mais n'a plus de noyau. Il quitte la moelle et reste 24 à 48 h dans la circulation, le temps que les RNases dégradent l'ARN, avant de devenir une hématie. Les réticulocytes ne se voient pas sur un frottis standard : il faut une coloration supplémentaire (bleu de crésyl, peu utilisée) ou un analyseur automatisé (cytométrie en flux, mesure de l'ARN). Le réticulocyte est le paramètre pivot pour dire si une anémie est d'origine centrale ou périphérique.

Combien de GR un proérythroblaste donne-t-il ?

32 GR en 5 à 7 jours après 5 divisions.

Qu'est-ce qui arrête les mitoses dans l'érythropoïèse ?

C'est la CCMH qui arrête les mitoses (et déclenche l'expulsion du noyau de l'érythroblaste acidophile), ce qui explique le type d'anémie.

Pourquoi une carence en fer donne-t-elle une anémie microcytaire ?

Si le fer manque, les précurseurs n'ont pas assez d'Hb : ils font des mitoses supplémentaires, leurs cellules sont plus petites et l'anémie est microcytaire (carence martiale).

Pourquoi une carence en B9/B12 donne-t-elle une anémie macrocytaire ?

La vitamine B9 (folates) et la B12 sont nécessaires à la synthèse de l'ADN (bases puriques et pyrimidiques) et donc à la division cellulaire : en cas de carence, il y a moins de mitoses, les cellules restent grandes et l'anémie est macrocytaire. La différence entre macro et microcytaire est à savoir +++.

Quelles sont les caractéristiques de l'hématie ?

Cellule anucléée, biconcave, de 7 à 8 µm de diamètre (une plaquette mesure 2 à 3 µm), déformable, volume de 80 à 100 fL (1 fL = 10^–15 L), durée de vie de 120 jours. Valeurs normales : 4,5 à 5,7 T/L chez l'homme, 4,2 à 5,2 T/L chez la femme (valeurs demandées par la prof à apprendre).

Quelles sont les fonctions des hématies ?

Transport de l'O2 des poumons vers les tissus grâce à l'Hb et évacuation du CO2 en sens inverse. Maintien de la pression osmotique (pompe Na+/K+), lutte contre les phénomènes oxydatifs (voie des pentoses phosphates, altérée dans certaines pathologies), régulation de l'affinité de l'Hb (2,3-DPG), maintien du pH plasmatique. Elles représentent 84% de nos cellules mais seulement 2,5% de la masse corporelle.

Décrivez la membrane érythrocytaire.

Enveloppe souple, déformable mais non élastique. Sous la double couche phospholipidique, un réseau de spectrine et d'actine (réseau dense) assure la déformabilité. Des protéines sont enchâssées dans la bicouche : bande 3, glycophorines, enzymes membranaires (ATPases Mg2+/Ca2+ et Na+/K+), transporteurs d'ions et de gaz, molécules d'adhésion. Les antigènes des groupes sanguins (groupements carbohydrates) sont en surface. Une anomalie de la membrane diminue la durée de vie de l'hématie dans la circulation et provoque une hémolyse.

Décrivez l'hémoglobine.

Constituant principal du GR (33%), protégée de l'oxydation ; une hématie en contient 280 millions de molécules. Rôle : transport de l'oxygène. Structure en tétraèdre : 4 molécules d'hème (partie porphyrique contenant le fer) et 4 chaînes de globine (partie protéique), identiques 2 à 2 (2 alpha et 2 bêta). C'est le meilleur marqueur biologique de l'érythropoïèse : l'anémie se définit par une baisse du taux d'Hb. Pour le médecin, le nombre d'hématies n'a pas d'intérêt ; il faut sortir en sachant qu'une anémie est une baisse de l'hémoglobine (notion obligatoire).

Que retenir sur la synthèse de l'hème ?

Synthèse cytoplasmique et mitochondriale : le fer est intégré à une molécule issue des porphyrines. Les enzymes ne sont pas à apprendre. Certains médicaments (ALA synthétase) et le plomb (saturnisme, intoxication au plomb qui interfère avec la ferrochélatase) peuvent entraîner une anémie. Exemple cité : le saturnisme a fait l'objet d'un suivi (plombémies) des ouvriers et artisans lors de l'incendie puis de la rénovation de Notre-Dame.

Comment évoluent les chaînes de globine avec l'âge ?

Codées sur les chromosomes 16 (ζ, α) et 11 (δ, β), qui sont des autosomes. L'embryon synthétise des chaînes ζ, γ et ε ; le fœtus des chaînes α et γ ; l'adulte des chaînes α, β et δ. L'hémoglobine est un tétramère de 4 chaînes identiques 2 à 2.

Quelles sont les différentes hémoglobines ?

Hémoglobine A1 = A > 97% (α2β2). Hémoglobine F < 1% (α2γ2). Hémoglobine A2 1-3% (α2δ2).

Pourquoi la drépanocytose n'est-elle pas symptomatique dans les premiers mois ?

Les chaînes β n'apparaissent qu'après environ 6 mois de vie (taux normal vers 30 semaines de vie, valeurs de l'adulte vers 1 an). La drépanocytose (mutation de la chaîne β, chromosome 11, maladie génétique la plus fréquente au monde) n'est donc pas symptomatique dans les premiers mois, ce qui n'empêche pas un dépistage néonatal. Dépistage OBLIGATOIRE.

Quelles sont les formes de l'hémoglobine ?

L'hémoglobine oxygénée a une structure « relâchée », la forme désoxygénée une structure « tendue », stabilisée par le 2,3-DPG. Une hausse du 2,3-DPG ou du pH, ou une baisse de la [O2], favorise la forme désoxygénée, c'est-à-dire le déchargement de l'O2.

Pourquoi le GR a-t-il besoin d'enzymes ?

Le GR n'a ni noyau ni organites : il ne synthétise aucune enzyme, son pool initial est crucial. Il doit produire de l'énergie pour maintenir l'intégrité de sa membrane, l'équilibre ionique (pompe Na+/K+) et l'Hb sous sa forme active réduite (Fe2+), ce qui passe par la glycolyse. L'ATP permet de maintenir la forme biconcave, de faire fonctionner la pompe à sodium et de renouveler les lipides de membrane ; le NADH,H+ est coenzyme de la méthémoglobine réductase (fer maintenu à l'état ferreux) ; le NADPH,H+ est coenzyme de la glutathion réductase (protection contre l'oxydation). Ces systèmes s'épuisent avec le temps : quand ils ne fonctionnent plus, le GR est capté par la rate, ce qui explique la durée de vie de 120 jours.

Quelles sont les voies métaboliques du GR ?

Voie directe (glycolyse anaérobie) : 90% du glucose, produit de l'ATP grâce à la pyruvate kinase → déficit en PK. Shunt des pentoses (aérobie) : 10%, G6PD → déficit en G6PD. Cycle de Rapoport-Luebering : greffe sur la voie anaérobie, produit le 2,3-DPG (affinité de l'Hb pour l'O2).

Que provoquent les déficits enzymatiques chez les GR ?

Le déficit en PK provoque une anémie hémolytique. Le déficit en G6PD est l'anémie hémolytique enzymatique la plus fréquente : les GR ne résistent pas aux agents oxydants (médicaments, infection ou fièvre, fèves), ce qui provoque une hémolyse avec une perte d'Hb pouvant atteindre 1 g/jour au début. Diagnostic possible à tout âge, pas lié à une ethnie ; les hématies ont un aspect « fantôme » (ghost cells). Le dosage de ces enzymes (G6PD, PK) n'est pas réalisé dans tous les CHU : il existe des centres d'expertise.

Que retenir sur les anomalies du GR ?

Toute anomalie de la membrane, des enzymes ou de l'hémoglobine entraîne une baisse de la durée de vie des hématies, une anémie et une augmentation du catabolisme de l'Hb, d'où une hyperbilirubinémie.

Qu'est-ce que l'anémie ?

Le syndrome le plus fréquent au monde : une baisse du taux d'hémoglobine (inférieur aux valeurs normales pour l'âge et le sexe). On distingue trois degrés : légère, modérée, sévère.

Quelle est l'épidémiologie de l'anémie ?

La prévalence mondiale a baissé de 1990 à 2010 ; en 2019, environ 1,8 à 1,9 milliard de personnes étaient anémiques. Touche surtout les âges extrêmes de la vie, plus fréquente chez la femme que chez l'homme à l'âge adulte (menstruations, maternité). Beaucoup plus fréquente dans la zone intertropicale (Afrique, Inde, Asie) à cause des parasites (paludisme, dont les zones endémiques coïncident) et de la dénutrition. Par cause, la carence en fer (anémie ferriprive) est la plus fréquente au monde ; parmi les parasites, l'ankylostome est le plus fréquent, la schistosomiase est aussi en cause, et le paludisme ne représente qu'une plus petite proportion (24,7% en Afrique de l'Ouest). Chez la femme s'ajoutent des causes maternelles et gynécologiques. En Europe de l'Ouest : surtout des anomalies de l'Hb quantitatives (thalassémies) ou qualitatives (drépanocytose), et le déficit en G6PD.

Quels sont les signes cliniques de l'anémie ?

Asthénie et pâleur cutanéo-muqueuse, signes cardiovasculaires (tachycardie réactionnelle, souffle), respiratoires (polypnée d'effort puis de repos), musculaires (fatigabilité à l'effort puis au repos), neurosensoriels (asthénie intellectuelle, céphalées, vertiges, lipothymies, sueurs, soif). L'intensité dépend de la gravité et du mode d'installation : une hémorragie aiguë n'a pas le même retentissement qu'une carence martiale tolérée au départ ; la tolérance est meilleure si l'installation est lente.

Quels signes orientent vers quelles étiologies d'anémies ?

Ictère, splénomégalie → anémie hémolytique. Troubles des phanères, perlèche → carence martiale. Ascite, circulation veineuse collatérale abdominale, hépatosplénomégalie → cirrhose. Glossite, troubles neurologiques → carence en vitamine B12. Syndrome hémorragique cutanéo-muqueux → insuffisance médullaire (thrombopénie centrale associée). Adénopathies, splénomégalie → hémopathie maligne. Ne pas conclure trop vite : des examens complémentaires sont nécessaires pour confirmer.

Que donne l'hémogramme ?

L'Hb et trois constantes qui permettent d'interpréter l'anémie.

Comment savoir si la moelle est capable de produire des hématies ?

En comptant les réticulocytes (v.n. 20 à 80 G/L), avec un seuil de régénération à 120 G/L. Au-dessus de 120 G/L : anémie régénérative, origine périphérique (hémorragie, hémolyse). En dessous : anémie arégénérative, origine centrale (moelle). Les réticulocytes se comptent pour 1000 hématies (%) et non en pourcentage ; comme les hématies sont exprimées en T/L, on obtient des G/L. Ils se mesurent par coloration (bleu de crésyl) ou par cytométrie en flux (ARN).

Pourquoi le frottis est-il obligatoire ?

Il est lu quotidiennement par les biologistes, internes et techniciens, qui observent la taille, la forme, la couleur et les inclusions des hématies, notamment les trophozoïtes de Plasmodium (paludisme). Exemple : le paludisme est saisonnier, on le voit surtout au retour des vacances scolaires d'été, chez des personnes qui n'ont pas pris de prophylaxie car elles se croient protégées par une immunité acquise dans leur pays d'origine, et qui reviennent très symptomatiques.

Quels examens complémentaires demande-t-on ?

Ionogramme, ferritine, vitamines B12 et folates, CRP, créatinine et urée (insuffisance rénale), TSH. Il faut aussi éliminer les causes artéfactuelles d'anémie : éthylisme, grossesse, chimiothérapie antifolique…

Qu'est-ce que l'hémolyse physiologique ?

La destruction des GR sénescents : il n'y a plus d'enzymes, plus d'ATP, plus d'énergie. Elle se fait surtout dans les tissus, principalement la rate (macrophages, hémolyse extravasculaire), et pour une petite part dans les vaisseaux (lyse osmotique ou fragmentation). Plusieurs hypothèses l'expliquent, sachant qu'il n'y a pas de synthèse (la prof insiste) faute de noyau : l'activité des enzymes baisse progressivement, ce qui altère la membrane et l'affinité de l'Hb pour l'O2 ; les flux ioniques membranaires se modifient, ce qui diminue la déformabilité ; la charge négative de la membrane diminue, ce qui favorise la phagocytose par les macrophages.

Que devient l'hémoglobine recyclée ?

6 à 8 g d'Hb sont recyclés par jour. La globine est dégradée en 16 acides aminés, réutilisés pour la synthèse protéique. Le fer est stocké sur la ferritine ou dans l'hémodisérine des macrophages, puis redistribué aux érythroblastes. L'hème est transformé en biliverdine, puis en bilirubine libre (non conjuguée, indirecte), puis en bilirubine conjuguée (directe), excrétée dans la bile puis l'intestin, où elle donne sa couleur aux selles.

Quelles sont les valeurs normales de bilirubine ?

< 10 mg/L (17 μmol/L) pour la bilirubine libre et < 3 mg/L (5 μmol/L) pour la conjuguée. Dans l'hémolyse, la bilirubine libre augmente ; dans les pathologies hépatiques, la libre et la conjuguée augmentent.

Qu'est-ce que la maladie hémolytique du nouveau-né ?

Due à une incompatibilité Rhésus : mère Rh- et enfant Rh+ (père Rh+). Une grossesse antérieure (premier né, fausse couche, avortement) a immunisé la mère contre les hématies Rh+. Les IgG anti-Rh traversent alors le placenta et détruisent les hématies du fœtus. La prévention repose sur l'administration d'anticorps anti-Rh+ qui éliminent les hématies fœtales.

Quels sont les deux mécanismes d'hémolyse pathologique ?

Extravasculaire (dans les tissus : rate surtout, moelle, foie) : pathologie corpusculaire (hématie elle-même, intrinsèque), souvent congénitale ; marqueur : ↑ bilirubine. Intravasculaire (dans les vaisseaux) : pathologie extracorpusculaire (causes externes : mécanique, toxique, immuno-allergique, infectieuse) ; l'Hb libre est captée par l'haptoglobine, phagocytée → haptoglobine effondrée ; ↑ LDH.

Donnez des exemples de mécanismes d'hémolyse pathologiques.

Valve cardiaque (casse les GR dans les vaisseaux), paludisme (le parasite fait éclater les GR, avec aussi une capture), auto-anticorps, toxiques.

Qu'est-ce que l'hémolyse corpusculaire ?

Congénitale. Peut toucher la membrane (sphérocytose héréditaire ou maladie de Minkowski-Chauffard, la plus fréquente), les enzymes (déficit en G6PD) ou l'hémoglobine. Dans ce dernier cas, l'anomalie est quantitative pour les thalassémies (déficit en chaîne α ou β) et qualitative pour la drépanocytose (mutation de la chaîne β, HbS), à connaître.

Qu'est-ce que l'hémolyse extracorpusculaire ?

Acquise : toxique (venin, toxine bactérienne), mécanique (valve cardiaque), immunologique (auto-anticorps anti-hématies), parasitaire (paludisme) ou liée à un hypersplénisme.

Quels sont les signes biologiques d'hémolyse ?

Premièrement, une anémie hémolytique est toujours régénérative (augmentation des réticulocytes). Deuxièmement, les produits de catabolisme de l'Hb augmentent : bilirubine libre ↑, haptoglobine effondrée, fer sérique ↑ et LDH ↑ (enzyme contenue dans les hématies). Enfin, le frottis sanguin apporte des indices morphologiques pour orienter vers la cause.

Décrivez une hématie normale.

Un disque biconcave de 7 µm, au contenu rosé, avec un centre clair. On décrit des anomalies de taille (anisocytose : microcytose, macrocytose), de forme (poïkilocytose : schizocytes, drépanocytes, sphérocytes, acanthocytes) et de coloration (anisochromie : hypochromie, polychromatophilie), ainsi que des inclusions intra-érythrocytaires (corps de Jolly, anneaux de Cabot, granulations basophiles, inclusions paludiques).

Qu'est-ce qu'un schizocyte ?

Une hématie coupée par des filaments de fibrine (ou par une valve) : on passe du schizocyte au sphéro-schizocyte. Ils témoignent d'une hémolyse extracorpusculaire d'origine mécanique, donc acquise et non congénitale (valve cardiaque, CEC, SHU, PTT/MAT, CIVD).

Qu'est-ce que le SHU ?

Le syndrome hémolytique et urémique associe une insuffisance rénale grave (dialyse parfois nécessaire) et des schizocytes au frottis ; il est dû à la vérotoxine produite par Escherichia coli O157:H7, souvent lors d'une contamination alimentaire (pizzas, steaks, cantines scolaires). Maladie à déclaration obligatoire, avec enquête épidémiologique ; le frottis est obligatoire car l'hémolyse est forte et l'Hb très basse.

Qu'est-ce qu'un sphérocyte ?

L'hématie normale a un centre clair et un disque biconcave un peu incurvé. Le sphérocyte est complètement sphérique, sans centre clair : c'est une anomalie de membrane (sphérocytose héréditaire, maladie de Minkowski-Chauffard), congénitale, dont le diagnostic est facile.

Qu'est-ce qu'un drépanocyte ?

Une hématie en faucille : l'HbS polymérise et déforme totalement la membrane, à différents stades. Le diagnostic se pose au frottis ; l'anomalie est congénitale.