Cours d'Hématopoïèse: Formation des Cellules Sanguines

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Questions and Answers

Parmi les propositions suivantes concernant l'hématopoïèse, laquelle est la plus précise quant à sa définition ?

  • L'hématopoïèse est un ensemble de mécanismes qui régulent la production de cellules sanguines à partir d'une cellule souche totipotente. (correct)
  • L'hématopoïèse est le processus de remplacement continu des globules rouges uniquement.
  • L'hématopoïèse se limite à la production de cellules sanguines dans le foie et la rate.
  • L'hématopoïèse est la différenciation des cellules sanguines matures en différents types cellulaires.

Dans le développement embryonnaire, à quel stade l'hématopoïèse primitive se manifeste-t-elle, et quelles cellules sont principalement synthétisées durant cette phase ?

  • Stade hépatosplénique, avec synthèse prédominante de lymphocytes.
  • Stade médullaire, avec synthèse de cellules myéloïdes.
  • Stade définitif, avec synthèse de toutes les lignées cellulaires sanguines dans la moelle osseuse.
  • Stade primitif mésodermique, avec synthèse de cellules érythroïdes au niveau des îlots de Wolf et Pander. (correct)

Comment évolue la répartition topographique de l'hématopoïèse en fonction de l'âge, et quelle est la principale caractéristique de cette évolution chez l'adulte ?

  • Chez l'adulte, la moelle rouge est remplacée par de la moelle jaune adipeuse, se localisant principalement dans les os plats et courts. (correct)
  • Chez l'adulte, l'hématopoïèse se concentre exclusivement dans les os longs.
  • Chez l'adulte, la moelle rouge reste prédominante dans toutes les cavités osseuses comme chez l'enfant.
  • Chez l'adulte, la moelle rouge colonise progressivement toutes les cavités osseuses.

Parmi les constituants du microenvironnement médullaire, quel est le rôle précis de la barrière médullo-sanguine ?

<p>Faciliter les échanges entre le sang et les territoires hématopoïétiques au niveau de la paroi sinusoïdale. (B)</p>
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Quelle est la principale fonction des cellules stromales dans le stroma médullaire, et quel type cellulaire est impliqué dans l'échange de fer et la phagocytose des cellules ?

<p>Les histiocytes, qui participent à l'échange de fer et à la phagocytose des cellules. (A)</p>
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Comment les facteurs de croissance influencent-ils l'hématopoïèse, et quel est leur mode d'action principal dans le microenvironnement médullaire ?

<p>Ils agissent sur le mode paracrine, en modulant la différenciation par l'activation de récepteurs de surface spécifiques. (C)</p>
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Quelle est la principale caractéristique du myélogramme, et quel est le but de l'étude à faible grossissement ?

<p>Le myélogramme est une étude cytologique du frottis médullaire; l'étude à faible grossissement permet de compter les mégacaryocytes et rechercher les amas de cellules cancéreuses. (A)</p>
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Concernant l'érythropoïèse, quel est le rôle spécifique du compartiment des progéniteurs, et quelle est la séquence de développement des progéniteurs dans la lignée rouge ?

<p>Le compartiment des progéniteurs permet la restriction du potentiel de développement; la séquence est BFU-E (précoce) → CFU-E (tardif). (B)</p>
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Quelles sont les étapes de maturation des précurseurs érythroblastiques, et comment évolue le cytoplasme de ces cellules au cours de cette maturation ?

<p>Proérythroblaste (Cytoplasme bleu foncé) → Erythroblaste basophile (↓ ARN ribosomale) → Erythroblaste polychromatophile (↑ synthèse de l'Hb) → Erythroblaste acidophile (couleur d'une hématie). (B)</p>
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Quel est le rôle de l'érythropoïétine (EPO) dans la régulation de l'érythropoïèse, et sous quelles conditions sa synthèse est-elle stimulée ?

<p>L'EPO favorise la prolifération et la différenciation; elle est stimulée par l'hypoxie rénale. (A)</p>
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Comment se déroule l'hémolyse physiologique des érythrocytes, et quel est le devenir des composants de l'hème après la phagocytose ?

<p>Les érythrocytes deviennent porteurs d'anomalies structurelles, sont phagocytés, et l'hème est transformé en bilirubine. (B)</p>
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Quelle est l'importance du 2,3-biphosphoglycérate (BPG) dans la fonction de l'hémoglobine, et quel est son rôle précis dans le transport de l'oxygène ?

<p>Le BPG facilite la libération de l'oxygène en stabilisant la forme désoxyhémoglobine. (A)</p>
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Dans quelles conditions la formation d'oxyhémoglobine est-elle favorisée, et quels sont les facteurs qui influencent son affinité pour l'oxygène ?

<p>Augmentation du pH, diminution du pCO2 et diminution du BPG. (A)</p>
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Quel est le rôle de l'hepcidine dans la régulation systémique du métabolisme du fer, et comment exerce-t-elle son action principale ?

<p>L'hepcidine inhibe l'absorption intestinale du fer en dégradant la ferroportine et en inhibant l'exportation du fer. (B)</p>
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Quelle est l'importance de la vitamine B9 (folate) dans la synthèse de l'ADN, et quel rôle spécifique joue-t-elle dans ce processus ?

<p>La vitamine B9 intervient comme coenzyme dans la synthèse de novo des bases puriques et la synthèse du thymidine monophosphate (TMP). (A)</p>
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Quel est le mécanisme d'absorption de la vitamine B12, et quels organes sont impliqués dans ce processus ?

<p>L'absorption de la vitamine B12 nécessite la liaison au facteur intrinsèque dans l'estomac, suivie de l'absorption dans l'iléon. (B)</p>
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Comment la granulopoïèse est-elle régulée, et quels sont les compartiments impliqués dans ce processus ?

<p>La granulopoïèse est régulée par des facteurs de croissance et comprend un pool mitotique et un pool post-mitotique. (B)</p>
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Quel est le devenir des granulocytes neutrophiles (PNN) après leur libération dans la circulation, et comment leur cycle de vie est-il influencé par l'inflammation ?

<p>Les PNN circulent dans le sang puis migrent vers les tissus, où ils meurent par apoptose ou sont activés par l'inflammation. (A)</p>
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Comment les PNN (neutrophiles) contribuent-ils à l'inflammation et à la réponse immunitaire, et quels sont les mécanismes par lesquels ils atteignent le site inflammatoire et détruisent les pathogènes ?

<p>Les PNN migrent vers le foyer inflammatoire, phagocytent les pathogènes, et libèrent des substances chimiotactiques. (C)</p>
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Quelle est la séquence des événements impliqués dans la phagocytose par les monocytes et les macrophages, et quel rôle jouent les récepteurs TLR dans ce processus ?

<p>Chimiotactisme→adhésion →phagocytose → digestion, avec les TLR reconnaissant les motifs pathogènes. (B)</p>
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Quels sont les organes lymphoïdes primaires chez l'homme, et quelles fonctions spécifiques y sont réalisées ?

<p>La moelle osseuse et le thymus, où les lymphocytes B et T se différencient et maturent. (D)</p>
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Comment l'organisation structurelle des ganglions lymphatiques contribue-t-elle à leur fonction immunitaire, et quels sont les rôles respectifs du cortex et du para-cortex ?

<p>Le cortex contient les follicules lymphoïdes (lymphocytes B), tandis que le para-cortex contient les lymphocytes T et les cellules interdigitées. (D)</p>
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Flashcards

Hématopoïèse

Ensemble des mécanismes de remplacement continu et régulé des cellules sanguines à partir d'une cellule souche totipotente.

Système hématopoïétique

Système de production des cellules sanguines dans la moelle osseuse, régulé par des facteurs de croissance et inhibiteurs dans le microenvironnement médullaire.

Stade primitif mésodermique

Première étape de l'hématopoïèse, se déroulant dans le sac vitellin, avec synthèse des cellules érythroïdes.

Stade hépato-splénique

Phase de l'hématopoïèse survenant dans le foie et la rate, principalement avec la production de cellules érythroïdes.

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Stade médullaire

Dernière phase de l'hématopoïèse, se produisant dans la moelle osseuse, où les cellules souches se différencient en éléments myéloïdes.

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Arbre sinusoïdale

Unité structurale et fonctionnelle de la moelle hématopoïétique assurant la différenciation, multiplication et destruction des cellules sanguines.

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Barrière médullo-sanguine

Paroi sinusoïdale essentielle pour l'échange entre le sang et les territoires hématopoïétiques, composée de cellules endothéliales, basales, adventitielles et macrophages.

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Stroma médullaire

Histiocytes, fibroblastes, adipocytes, endoste et terminaisons nerveuses formant la matrice cellulaire de la moelle osseuse.

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Compartiments cellulaires de la moelle

Cellules souches totipotentes, progéniteurs, précurseurs et cellules matures.

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Cellules souches hématopoïétiques/totipotentes (CSH)

Cellules souches hématopoïétiques localisées dans la moelle osseuse, caractérisées par leur capacité d'auto-renouvellement élevée et de différenciation.

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Progéniteurs

Cellules engagées dans une ou plusieurs voies de différenciation avec une capacité d'autorenouvèlement réduite.

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Précurseurs

Cellules reconnaissables morphologiquement engagées dans une voie de différenciation, localisées dans la moelle osseuse et capables d'un nombre limité de mitoses.

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Facteurs de croissance

Glycoprotéines solubles d'origine cellulaire diverse agissant sur le mode paracrine pour l'autorenouvèlement et la différenciation des cellules.

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Rôle du microenvironnement

Sécrétion des facteurs de croissance par les cellules stromales et expression des ligands favorisant le retour des cellules sanguines aux organes hématopoïétiques.

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Myélogramme

Étude cytologique du frottis médullaire obtenu par ponction et aspiration de la moelle osseuse, permettant l'étude quantitative et qualitative des précurseurs.

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Biopsie médullaire

Prélèvement d'une carotte ostéo-médullaire pour étude histologique à la recherche d'anomalies spécifiques.

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Érythropoïèse

Formation des érythrocytes à partir d'une CSH, assurant le maintien d'un stock d'hémoglobine constant.

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Compartiment des Progéniteurs

Restriction du potentiel de développement des CSH vers la lignée rouge.

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Compartiment des Précurseurs

Maturation et multiplication avec spécialisation et différenciation des érythroblastes pour aboutir aux globules rouges.

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Érythropoïétine (EPO)

Hormone synthétisée par le rein, stimulée par l'hypoxie rénale, favorisant la prolifération et la différentiation des CFU-E et des érythroblastes.

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Hémogramme et numération des réticulocytes

Le taux des réticulocytes (20 - 100 G/L) renseigne sur la qualité de la production médullaire.

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Enzymes érythrocytaires

Apport d'énergie à partir du glucose par la voie anaérobie (glycolyse) et aérobie.

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Hémoglobine (Hb)

Protéine formée de 4 chaînes de globine et 4 molécules d'hème contenant un atome de fer fixant l'oxygène.

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Hémolyse physiologique

L'hématie perd de sa morphologie et est phagocytée.

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2,3-biphosphoglycérate (BPG)

Métabolite stabilisant la forme désoxyhémoglobine et régulant le transport de l'O2 dans le sang.

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Study Notes

Hématopoïèse

  • L'hématopoïèse est un ensemble de mécanismes qui remplacent et régulent continuellement les différentes cellules sanguines (GR, PN, Plaq...).
  • L'hématopoïèse débute à partir d'une cellule souche totipotente (CSH), avec une production d'environ 10^13 cellules par jour.
  • Le système hématopoïétique produit des cellules sanguines dans la moelle osseuse (MO), régulées par des facteurs de croissance et des inhibiteurs dans un microenvironnement médullaire adapté.

Ontogénie de l'Hématopoïèse

  • L'hématopoïèse passe par plusieurs stades chronologiques.
  • Au stade primitif mésodermique (hématopoïèse primitive), seules les cellules érythroïdes sont synthétisées au niveau des îlots de Wolf et Pander dans le sac vitellin (16 jours), puis le mésoblaste (22 jours). La production mésodermique diminue à partir du 2ème mois.
  • Au stade hépato-splénique (3-6 mois), les cellules CSH apparaissent dans le foie puis la rate, produisant essentiellement des cellules érythroïdes.
  • Au stade médullaire (plus de 4 mois), qui coïncide avec le développement des ébauches osseuses, les CSH se différencient en éléments myéloïdes. L'hématopoïèse médullaire devient prépondérante à partir du 6ème mois et exclusive dès la naissance.
  • La répartition topographique varie selon l'âge.
  • Chez les moins de 5 ans, seule la moelle rouge est présente dans toutes les cavités osseuses.
  • Chez l'adulte, une involution adipeuse progressive donne un aspect de moelle jaune, la moelle rouge se localisant seulement dans les os plats et courts.
  • La répartition quantitative des cellules sanguines est la suivante : cellules granuleuses 60%, érythroïdes 25%, lymphocytes 10%, plasmocytes 3%, et cellules mégacaryocytaires 0,5%.

Histologie du Microenvironnement Médullaire

  • Compartiment vasculaire :
    • L'arbre sinusoïdal est l'unité structurale et fonctionnelle de la moelle hématopoïétique, assurant la différenciation, la multiplication et la destruction des cellules sanguines.
    • La barrière médullo-sanguine est une paroi sinusoïdale essentielle pour les échanges entre le sang et les territoires hématopoïétiques, composée de cellules endothéliales, d'une basale, de cellules adventitielles et de macrophages.
  • Le stroma médullaire est constitué de :
    • Matrice cellulaire (cellules stromales): histiocytes (échange de fer et phagocytose des cellules), fibroblastes (synthèse des fibres), adipocytes (structure de remplissage), endoste (séparant la cavité médullaire des travées osseuses) et terminaisons nerveuses (nociceptives et vasomotrices).
    • Matrice extracellulaire = fibres constituées de protéines collagéniques (collagène type I et III) et de protéines non collagéniques comme la fibronectine et la thrombospondine.
  • Compartiment cellulaire :
    • Il comprend les cellules souches totipotentes, les progéniteurs, les précurseurs et les cellules matures.

Types de Cellules

  • Les cellules souches hématopoïétiques/totipotentes (CSH) sont localisées dans la moelle osseuse, peu nombreuses (0,01-0,05%), non reconnaissables morphologiquement, et possèdent une capacité d'auto-renouvellement élevée ainsi qu'une capacité de différenciation.
  • Les progéniteurs sont engagés dans une ou plusieurs voies de différenciation avec une capacité d'auto-renouvellement réduite et sont non reconnaissables morphologiquement.
  • Les précurseurs sont reconnaissables morphologiquement, engagés dans une voie de différenciation, localisés dans la moelle osseuse, sans capacité d'auto-renouvellement, et capables d'un nombre limité de mitoses.
  • Les cellules matures comprennent les lymphocytes, granulocytes, monocytes, hématies et plaquettes.

Régulation de l'Hématopoïèse

  • Facteurs de croissance : glycoprotéines solubles d'origine cellulaire diverse (cellules stromales, lymphocytes T, rein, foie) agissant en mode paracrine.
    • Ils régulent l'auto-renouvellement et la différenciation des cellules par l'activation de récepteurs de surface spécifiques et sont classifiés en facteurs de promotion, facteurs multipotents et facteurs restreints.
  • Rôle du microenvironnement :
    • Sécrétion des facteurs de croissance par les cellules stromales + expression des ligands pour les protéines de surface des cellules médullaires (matures et immatures), favorisant le "homing" (retour des cellules sanguines qui ont quitté la moelle osseuse vers les organes hématopoïétiques).

Exploration

  • Myélogramme :
    • Étude cytologique du frottis médullaire obtenu par ponction et aspiration de la moelle osseuse à l'aide du trocart de Mallarmé (frottis aspiré → étalé → séché → coloré au MGG), réalisée conjointement à l'hémogramme et aux frottis sanguins.
    • À faible grossissement, il permet de compter le nombre de mégacaryocytes et de rechercher les amas de cellules cancéreuses.
    • À fort grossissement, il permet une étude quantitative et qualitative des précurseurs (le comptage étant idéalement réalisé sur 500 cellules nucléées).
  • Biopsie médullaire :
    • Prélèvement d'une "carotte" ostéo-médullaire (os spongieux + corticale osseuse + moelle) au niveau de l'épine iliaque postéro-supérieure par trocart de Jamshidi (peut nécessiter une sédation) pour une étude histologique à la recherche d'anomalies spécifiques.

Résumé de l'Hématopoïèse

  • L'hématopoïèse est un processus continu, régulé et adaptatif, se déroulant exclusivement dans la moelle osseuse.
  • Le microenvironnement médullaire est favorable à l'auto-renouvellement, la différenciation et la multiplication cellulaire.
  • Le processus est sous le contrôle de facteurs de croissance et implique quatre compartiments cellulaires :
  • CSH : auto-renouvellement+++ et différenciation++.
  • Progéniteurs : auto-renouvellement+ et différenciation+++.
  • Précurseurs : différenciation+++ et multiplication+++.
  • Cellules matures : fonctionnelles

Érythropoïèse

  • Formation des érythrocytes à partir d'une CSH (200 milliards d'hématies), maintenant un stock d'hémoglobine constant.
  • Le processus comprend deux étapes : l'engagement (CSH → progéniteur) puis la maturation (progéniteur → GR).

Compartiments de l'Érythropoïèse

  • Compartiment des progéniteurs : restriction du potentiel de développement des CSH vers la lignée rouge → BFU-E (progéniteur précoce) → CFU-E (progéniteur tardif).
  • Compartiment des précurseurs (érythroblastes EB) :
    • Maturation et multiplication avec spécialisation et différenciation pour aboutir au GR.
    • Les stades de maturation comprennent proérythroblaste (cytoplasme bleu foncé) → érythroblaste basophile (diminution de l'ARN ribosomale) → érythroblaste polychromatophile (augmentation de la synthèse de l'Hb) → érythroblaste acidophile (couleur d'une hématie).
    • Dans la moelle osseuse, les érythroblastes sont regroupés en îlots érythroblastiques autour d'un macrophage avec échange de ferritine (rhophéocytose) dans les zones de contact.

Cinétique

  • L'érythroblaste acidophile, dans la moelle osseuse, expulse son noyau (phagocyté par les macrophages de la paroi des sinus médullaires) pour donner naissance au réticulocyte.
  • Le réticulocyte vit environ 24 heures dans la moelle osseuse, traverse ensuite les sinusoïdes médullaires et passe dans le sang.

Régulation

  • Érythropoïétine (EPO) : hormone synthétisée par le rein ; stimulée par l'hypoxie rénale ; favorise la prolifération et la différenciation des CFU-E et des érythroblastes.
  • Autres cytokines : Interleukine 3 (IL3), Stem Cell Factor (SCF), Interleukine 9 (IL9) ; Cytokines inhibitrices.
  • Autres facteurs : fer, folates, vitamine B12, androgènes, hormones thyroïdiennes et hypophysaires, œstrogènes (inhibiteur).

Exploration

  • Hémogramme et numération des réticulocytes : le taux des réticulocytes (20 - 100 G/L) indique la qualité de la production médullaire.
  • Myélogramme (et la biopsie ostéo-médullaire) : étude quantitative et qualitative (anomalies nucléaires et cytoplasmiques).
  • Culture in vitro des progéniteurs érythroblastiques.

Morphologie des Érythrocytes (GR)

  • Observation au microscope optique : coloration rose vif au MGG, anucleée, avec un centre clair, diamètre de 7 μm (toute variation = anomalie cellulaire).
  • Structure inframicroscopique : forme de lentille biconcave (surface > volume) favorisant une grande déformabilité.
  • Membrane : membrane cytoplasmique (protéines ABO et Rhésus...) + cytosquelette (spectrine), assurant les propriétés mécaniques du GR.
  • Enzymes érythrocytaires : apport d'énergie à partir du glucose.
    • Voie principale : glycolyse anaérobie (Embden-Meyerhof) : glucose → pyruvate + ATP + NADH (apport énergétique).
    • Voie accessoire : glycolyse aérobie → NADPH (lutte contre les agents oxydants).
  • Hémoglobine (Hb) : protéine (hétéro-tétramère) formée de 4 chaînes de globine (partie protéique) + 4 molécules d'hème, chaque molécule d'hème comportant un atome de Fe2+ fixant l'oxygène.

Étapes de la Vie des GR

  • Érythropoïèse : (voir résumé du cours précédent : Érythropoïèse).
  • Hémolyse physiologique : après 120 jours, les GR deviennent porteurs d'anomalies de structure et de morphologie → phagocytés en intra-tissulaire par les phagocytes mononucléés (50% dans la MO) → récupération des AA + Fer (stocké et réutilisé) et transformation de l'hème en bilirubine (éliminés dans les selles après conjugaison).

Composition de l'Hémoglobine

  • Hème : structure aromatique (porphyrine) + atome de Fe2+ (une valence fixe la globine, l'autre fixe l'oxygène en oxyhémoglobine).
  • Globine : partie protéique, 4 chaînes (2 α + 2 non-α).
    • Structure primaire : le nombre et le type des AA déterminent la chaîne (α, β, δ, γ). La nature des chaînes définit le nom de l'Hb (α+β = HbA, α+δ = HbA2, α+γ = HbF).
    • Structure secondaire : hélicoïdale.
    • Structure tertiaire : forme globulaire avec une cavité centrale (poche de l'hème).
    • Structure quaternaire : (HbA) 4 chaînes de globines identiques 2 à 2.
  • 2,3-biphosphoglycérate (BPG) : métabolite stabilisant la forme désoxyhémoglobine → régulation du transport de l'O2 dans le sang.

Évolution Chronologique de l'Hémoglobine

  • Vie embryonnaire : apparition de 2 chaînes α (zêta ζ puis alpha α) + 2 chaînes non-α (epsilon ε spécifique de cette période + gamma γ ou fœtale) → Hb Gower1 (ζ2 ε2) + Hb Gower2 (α2 ε2) + Hb Portland (ζ2 γ2).
  • Vie fœtale : Hb fœtale (HbF) détectable dès la 5ème semaine de vie intra-utérine → augmentation à 90% entre 8-10 semaines → avant la naissance : remplacement de γ par β de l'adulte.
  • Adulte : HbA (>95%) + HbA2 (<3%) + HbF (traces).

Différentes Formes de l'Hémoglobine

  • Oxyhémoglobine (=Hb oxygénée) : conformation R (relâchée) → forte affinité pour O2 ; favorisée par : ↑ pH + ↓ pCO2 + ↓ BPG → fixation de l'O2 lorsque le sang circule au niveau des alvéoles pulmonaires.
  • Désoxyhémoglobine (=Hb désoxygénée) : conformation T (tendue) → faible affinité pour O2 ; favorisée par : ↓ pH + ↑ CO2 + ↑ BPG → libération de l'O2 lorsque le sang circule à travers les tissus.

Fonctions de l'Hémoglobine

  • Transport de l'O2 ++.
  • Transport de CO (carboxyhémoglobine) : affinité du CO pour l'hème est x200-300 > O2.
  • Transport de CO2 : (carbaminohémoglobine) forme T de l'Hb.
  • Transport de NO : molécule vasodilatatrice (↑↑ affinité pour l'Hb).

Explorations

  • Prélèvement : sang total EDTA (5ml) conservé à +4°C et transmis dans les plus brefs délais (<48-72h).
  • Techniques biochimiques :
    • Électrophorèse en gel de polyacrylamide (si présence d'Hb C ou E → électrophorèse citrate agar).
    • Chromatographie liquide haute performance (CLHP) → quantification précise des fractions mineures de l'Hb.
    • Électrophorèse capillaire.
    • Isoélectrofocalisation (IEF).
  • Toute exploration de l'HB est accompagnée d'un hémogramme + bilan martial (+/- dosages de vitB12 et folates).

Métabolisme du Fer

  • Le fer est un élément essentiel pour l'hémoglobine et de nombreuses fonctions biologiques.

Sources et Besoins

  • Les sources de fer sont exclusivement alimentaires: le fer héminique (viandes + poissons) et le fer non héminique (céréales, fruits, légumes secs, produits laitiers).
  • Les apports conseillés varient selon l'âge et le sexe: hommes = 8mg/j; femme = 11mg/j (enceinte = 20mg/j); adolescent au pic de croissance pubertaire = 15mg/j; enfant = 10mg/j; nourrisson = 1mg/j (le fer total dans l'organisme est de 3g chez l'H et 2.5g chez la F).
  • Les pertes sont d'environ 1mg/j (x2 pour la femme non ménopausée), dues à la desquamation des cellules (digestives / cut / phanères) + menstruations + sueurs + urines.

Répartition dans l'Organisme

  • Le compartiment fonctionnel (70%) comprend le fer hémoglobinique (70% du fer), le fer de myoglobine (6%) et autres enzymes et cytochromes.
  • Le compartiment du transport (transferrine = 0,1%): le fer provenant des entérocytes (5%) et de l'hémolyse physiologique (95%) est pris en charge par la transferrine, qui distribue le fer vers les lieux d'utilisation (MO++) ou de stockage (foie++) par transport extracellulaire.
  • La transferrine (Tf) est une glycoprotéine synthétisée par l'hépatocyte; chaque molécule peut transporter 2 atomes de Fer3+.
  • Le récepteur de la transferrine (RTf) est une glycoprotéine qui fixe 2 molécules de transferrine (4 atomes de fer); l'affinité du RTf1 pour la Tf dépend de sa charge en fer (Tf diferrique >> Tf monofer).
  • Le compartiment du stockage (30%) comprend les réserves (30-40 mg/kg) dans le foie++ (hépatocytes + cellules de Kupfer) sous forme de ferritine.
  • La ferritine est une protéine capable de stocker jusqu'à 4500 atomes de fer; elle est hydrosoluble, ce qui permet une mobilisation facile du fer en cas de besoin.
  • L'hémosidérine est une forme dégradée de la ferritine, non hydrosoluble (fer peu mobilisable).

Étude Dynamique du Fer

  • L'absorption du fer est optimisée dans le duodénum.
  • Absorption : 10% du fer ingéré est absorbé dans le duodénum par les entérocytes de la bordure en brosse et dépend de sa forme chimique.
  • Fer non héminique :
    • Peu absorbé, sous forme de Fe3+ non biodisponible.
    • Peut être soit chélaté par les AA ou les sucres et éliminé, soit réduit en Fe2+ par la vitamine C, puis absorbé dans la membrane apicale via le DMT1.
  • Fer héminique : représente environ 2/3 du fer absorbé, mais 1/3 des apports. Les mécanismes d'absorption du fer héminique sont mal connus. Lors de la digestion : hème → CO + Fe2+ + bilirubine.
  • Devenir dans l'entérocyte : selon les besoins.
    • Une grande partie est transformée en ferritine → éliminée lors de la desquamation des cellules.
    • En cas de besoin, le fer est exporté dans la circulation sanguine par la ferroportine et oxydé en Fe3+ pour liaison à la transferrine.
  • Transport : Fe3+ lié à la Tf → fixation sur le RTf1 au niveau des cellules de consommation → complexe internalisé par invagination de la membrane cellulaire → Fe3+ réduit en Fe2+ pour assurer ses fonctions intracellulaires.
  • Érythrophagocytose : recyclage par les macrophages du fer issu de l'hémolyse physiologique : hème → CO + Fe2+ + bilirubine → stockage sous forme de ferritine ou exportation vers le plasma par la ferroportine.

Régulation du Fer

  • Facteurs alimentaires :
    • Régulation à court terme pendant le repas.
    • La vitamine C augmente l'absorption.
    • Le fructose inhibe l'absorption.
    • Le fer lui-même limite son absorption.
  • Facteurs systémiques :
    • L'hepcidine (synthétisée par le foie) contrôle négativement l'absorption intestinale du fer et sa réutilisation par les macrophages (par dégradation de la ferroportine et inhibition de l'exportation du fer).

Exploration du Métabolisme du Fer

  • Explorations hématologiques.

    • Hémogramme : si une carence martiale est présente, les anomalies de l'hémogramme apparaissent tardivement (anémie hypochrome microcytaire) ; une diminution des réticulocytes sanguins indique une insuffisance de production de l'érythropoïèse.
    • Coloration de Perls : un précipité bleu de ferricyanure sur un frottis de moelle osseuse (coloration bleu de Prusse) indique une accumulation anormale du fer dans les érythroblastes, qui sont alors appelés sidéroblastes.
  • Explorations biochimiques.

    • Dosage du fer sérique (sidérémie) : ce dosage est délicat car la moindre hémolyse perturbe considérablement les résultats. Les variations nycthémérales sont importantes.
  • Siderophiline (transferrine) :

    • CTF : capacité totale de fixation de la transferrine = concentration globale de la Tf dans le plasma (varie selon l'âge et le sexe).
    • CS : coefficient de saturation de la transferrine = sidérémie/CTF (normalement entre 15-40%).
    • Ferritinémie (examen de choix pour quantifier les réserves en fer) : dosage de la ferritine circulante qui ne contient pas de fer, mais dont le taux est parallèle à celui de la ferritine intracellulaire ; valeurs normales = 30-300μg/L (limite inférieure dépendant de l'âge, du sexe et de l'état inflammatoire).
    • Récepteur soluble de la transferrine : insensible à l'inflammation ; augmente en cas de carence en fer.
  • Exploration radiologique : IRM cardiaque ou hépatique pour évaluer une surcharge en fer par l'intensité du signal sur une séquence pondérée en T2* (diminution proportionnelle à la concentration de fer dans le tissu).

  • Explorations isotopiques :

  • Absorption intestinale du fer : étudiée par double marquage isotopique à l'aide du baryum133 et du fer59 (examen peu utilisé).

  • Cinétique du fer radioactif : examen long et coûteux, utilisé pour explorer des anémies de mécanisme complexe.

Folates et Cobalamines

  • Les folates et les cobalamines sont essentiels pour l'hématopoïèse.

Introduction

  • Régulation de l'hématopoïèse :
    • Facteurs limités à une lignée cellulaire : exemple, le fer pour l'érythropoïèse.
    • Facteurs pour l'ensemble de l'hématopoïèse : folates + cobalamines

Vitamine B9 (Folate)

  • Métabolisme :
    • Structure : acide ptéroyl-monoglutamique (monoglutamate) = forme biologiquement active et thérapeutique stable, avec deux formes in vivo : DHF (acide dihydrofolique) et THF (acide tétrahydrofolique) + dérivés.
    • Apports : d'origine alimentaire (légumes à feuilles vertes++, salades++, foie, fruits, graines, fromages, œufs) ; les folates étant très labiles.
    • Absorption : lumière intestinale (déconjugaison partielle des folates en monoglutamates) → jéjunum proximal (absorption par un système de transport actif et saturable) → cellules intestinales (conversion des monoglutamates en THF puis en N5-méthyl-THF = forme active). Transport : forme circulante : N5-méthyl-THF ; folates dans les hématies >> folates plasmatiques (libres + liés à l'albumine et à l'α2 macroglobuline pour le fœtus + petite quantité liée à des récepteurs pour internalisation du méthyl THF).
    • Devenir : excrétion biliaire + réabsorption partielle (cycle entéro-hépatique, représentant 1/4 des besoins) + filtration glomérulaire avec réabsorption (env. 1mg/j).
    • Réserves : faibles, ce qui explique les causes multiples de carence ou, si augmentation des besoins, nécessité d'une supplémentation.

Rôle Physiologique

  • Transport des unités monocarbonées aux réactions :
    • Conversion de l'homocystéine en méthionine : par la méthyl-cobalamine (cobalamine + méthyl transporté par le méthyl-THF).
    • Synthèse de l'ADN : le méthylène-THF contrôle la synthèse de TMP et le formyl-THF intervient dans la synthèse de novo des bases puriques.
  • Dosages Folates : sériques : 5-20ng/ml ; érythrocytaires++ 160-640ng/ml

Vitamine B12 (Cobalamine)

  • Métabolisme :
    • Structure : 4 parties : 3 communes + partie variable définissant la cobalamine (cyanocobalamine / hydroxycobalamine / méthyl-cobalamine / 5'-déoxy-adénosylcobalamine).
    • Apports : (100mg > besoins) = alimentaires (produits d'origine animale / absente des végétaux ⇒ carences chez les végétaliens stricts).
      • Absorption : estomac (libération des cobalamines alimentaires puis liaison aux R-Protéines salivaires) → duodénum (libération puis association au Facteur Intrinsèque FI) → entérocytes de l'iléon (fixation du complexe B12 – FI puis endocytose et dégradation).
      • Transport : dans la circulation portale : transport par transcobalamines : TC I et III (⇒ stockage dans le foie) + TC II (utilisation dans la MO).
      • Devenir : excrétion biliaire + cycle entéro-hépatique avec réabsorption (iléon) + élimination urinaire et digestive.
      • Réserves (couvrent 5-10 ans) : stockage hépatique (2mg) ; si besoins ⇒ pas de supplémentation / si carence ⇒ manifestations tardives.
Rôle Physiologique
  • Transport des unités monocarbonées aux réactions :
    • Synthèse de l'ADN : méthylcobalamine ⇒ conversion méthyl-THF ⇒ THF ⇒ synthèse des bases.
    • Conversion de l'homocystéine en méthionine : avec les dérivés THF.
  • Conversion du méthyl-malonyl-CoA en succinyl-CoA : (cycle Krebs) rôle de la 5'-déoxy-adénosyl-cobalamine.
  • Explorations :
    • Dosage vitB12++ (⇒ carence) ; technique radio-immunologique ; valeurs sériques normales = 200-500 pg/ml.
    • Test de Schilling : (⇒ absorption de vitB12) ; dosage sérique vitB12 → injection de vitB12 (pour saturer les TC) → injection de vitB12* → détection de la radioactivité dans les urines de 24h :
      • Normale > 10% par rapport à la radioactivité ingérée.
      • Carence < 3% ⇒ déficit en FI (gastrectomie - maladie de Biermer) ou déficit intestinal (résection - tumeur).
    • Myélogramme ⇒ mégaloblastose médullaire avec asynchronisme nucléocytoplasmique ; si anémie macrocytaire par carence en vitB9 ou vitB12 ⇒ mégaloblastose disparaît en 1-2 jours après le TRT.

Granulopoïèse

  • La granulopoïèse se déroule dans la moelle osseuse et aboutit à la production de polynucléaires neutrophiles, basophiles et éosinophiles.
  • Production :
    • Elle représente 70-75% de l'hématopoïèse médullaire, soit 1-1,5 x 10^11/jour.
  • Compartiments :
    • Pool mitotique (5 jours) : progéniteurs → précurseurs → myélocyte.
    • Pool post-mitotique (1-8 jours) : métamyélocyte → PN matures.
  • Progéniteurs :
    • Les progéniteurs se différencient en neutrophiles (CFU-GM, CFU-G), éosinophiles (CFU-Eo) et basophiles (CFU-Ba) sous l'influence de facteurs de croissance tels que le G-CSF. Précurseurs Neutrophiles :
    • Les précurseurs neutrophiles passent par différents stades de maturation :
      • Myéloblaste : taille de 20-25 μm, noyau avec un rapport N/C élevé, chromatine fine et 1-3 nucléoles.
      • Pro-myélocyte : taille de 20 μm, noyau excentré, chromatine fine, rares nucléoles, cytoplasme basophile avec région juxtanucléaire claire, nombreux granules azurophiles.
      • Myélocyte : taille de 15 μm, noyau ovalaire, chromatine mottée, absence de nucléoles, perte de la basophilie du cytoplasme, présence de granules spécifiques neutrophiles.
      • Métamyélocyte : taille similaire au PNN, noyau réniforme, chromatine mottée en blocs, absence de nucléoles, cytoplasme contenant des granules neutrophiles.

Précurseurs Éosinophiles et Basophiles

  • Stade Myélocyte : apparition des caractères distinctifs par la formation de granulations spécifiques. - Différenciation entre PNE / PNB par affinité tinctoriale au colorant MGG.

Cellules Matures (Granulocytes)

Type PNN PNE PNB
Taille 15 μm 12 - 17 μm 9 - 10 μ
Noyau Rapport N/C ↓↓ bilobé arrondie (forme de trèfle)
Cytoplasme riche en granul brunes granul sphér/volum de coulour orangée granul inégales / bleu violacé
Contenu des granulations Moléc bactéricides / MPO/enz/ méd de l'inflamm / cytokines prtotéines bactéricides / tox héparine / histamine
Action régulation des réponses immun / réparation tissulaire helminthes / cell tum / cell humaines inflamm / réctions allergiques

Cycle de Vie

  • Compartiment de stockage médullaire (12h) → parois vasc (12h) → tissus (1 - 3 jours pour PNN / 2 semaines pour PNE / durée indéterminée pour PNB).
  • Inflammation : migration puis action au niveau du foyer inflammatoire → mort.
  • Pas d'inflammation : mort (apoptose) et phagocytose par les macrophages résidents.

Fonctions

  • PNN (Polynucléaires Neutrophiles):
    • Passage des parois vasculaires vers le foyer inflammatoire par jonction interendothéliale (Dipédèse).
    • Reconnaissance de cible par les récepteurs TLR et NOD.
    • Phagocytose de l'agent pathogène, contact avec les granules → destruction.
    • Autres rôles : amplification de la réponse inflammatoire, stimulation de la bactéricidie/régulation de la migration et de l'apoptose.
  • PNE (Polynucléaires Éosinophiles):
    • Destruction du parasite : fixation de l'Ac lié à la membrane parasitaire au son récepteur sur le PNE entraîne sa destruction.
      • Hypersensibilité immédiate : attraction au site de l'allergène par des chimiokines → libération du contenu des granules → inhibition de la sécrétion de l'histamine et neutralisation de l'histamine libérée.
    • Inflammation : attraction au site par les exsudats → libération des actifs de plasmogène → transformation du plasmogène en plasmine → dégradation des exsudats et cicatrisation des lésions.
  • PNB (Polynucléaires Basophiles):
    • Hypersensibilité immédiate : dégranulation par réaction entre allergène + IgE à la surface de PNB.
    • Hypersensibilité retardée : role amplificateur (appel des cellules effectrices par effet vasodilat / chimiotactique) ; role modulateur (activ des lymphocytes supresseurs)
    • Hémostase : libération de mucopolysaccharide (action = héparine).

Exploration

  • Hémogramme :
  • PNN = 1500-7000/μL (multiplié par 2 en cas de non à jeun / stress / test de démargination); PNE = 100-400 μL; PNB = 0-100 μL.
    • Étude de la morphologie par frottis sanguin coloré au MGG.
  • Myélogramme : étude quantitative et qualitative des précurseurs + étude cytochimique en recherchant l'activité myélopéroxydase.
  • Biopsie médullaire : obtenir une carotte d'os sponge → étude histo.
  • Cytométrie de flux : absence / expression des Ag de surface / intracytop.
  • Culture in vitro des progéniteurs : étude quantitative/qualitative.

Phagocytes Monocluées

  • Système des phagocytes mononuclées = cellules qui naissent de monocytes et ayant comme rôle majeur la phagocytose (exclus : PN / cell endoth...).

Compartiments

Cellule Marqueurs
Production Pro-monocyte → Monocyte par M-GSF (M-CSF)
Transfert Le Monocyte migre dans le sang et la circulation grâce à la diapédèse
Morpho Le plus gr des leucocytes / rencontré sur les bords du frottis/ Ø ≈ 20 µm/rapport N/C ↓/noyau non nucléolé/chromatine fine nn condensée/cytopétendu, hétéro, violacé
Cinétique secteur marginé du sang périph (4x) → secteur circulant du sang périph(24h/quantifié par l'hémogramme)→ tissus (maturant)
Maturation Macrophage:MorphoØ = 30-60µm/rapport N/C↓/noyau excentré arrondi non nucléolé/chromatine condensée/cytop volumineux, clair, hétér., vacuolaire/nbrx lysosomesI(granul)+ lysosomesII
  • Types : histiocytes (tissu conj) / C Kupffer (foie) / macroph méd (MO) / C mésangiales intraglom (rein) / C de microglie (cerveau)

Fonctions des monocytes – macroph

  • Phagocytose :
    1. Chimiotactisme (attraction vers le site)
    2. Adhésion (reconnaissance des path par TLR)
    3. Phagocytose des particules (digestion et dégradation par enzymes ou formation de pept antigénique pour la réponse immuno-adaptative :fonction CPA) Fonction CPA: couplement des molécules antigéniques + molécules HLA II puis localisation à la membrane ext et présentés aux lymphT/B =>CPA
    • Sécrétion des cytokines: chimio-attractants/fcts de croissance de la myélopoiese/IL-6/Interférons/TGF alpha et bêta
    • Coagulation sanguine: production du fct tissulaire qui déclenche la 2ème phase de l'hémostase = coagulation

Organes Lymphoïdes

  • Les organes lymphoïdes sont des formations tissulaires où sont organisées les cellules lymphoïdes responsables de l'immunité spécifique.
  • Organes lymphoïdes primaires (centraux) : impliqués dans la différenciation des lymphocytes (lymphopoïèse).
  • Organes lymphoïdes secondaires (périphériques) : impliqués dans le développement de la réaction immune (immunopoïèse).

Organes Lymphoïdes Primaires

  • Bourse de Fabricius et moelle osseuse :
  • Chez les oiseaux : l'ablation de la bourse entraîne une absence de réactions immunitaires à médiation humorale.
    • Chez l'homme : la moelle osseuse est l'équivalent de la bourse de Fabricius. Les lymphocytes qui y sont produits sont dits B (comme Bourse) et possèdent des récepteurs d'Ig.
  • Thymus : situé en arrière du manubrium sternal, est formé de deux lobes. Il augmente progressivement de taille puis involue en un tissu conjonctivo-adipeux à partir de la puberté.
  • Structure :
  • Fine capsule délimitant des lobules.
  • Cortex : contient de nombreux lymphocytes (thymocytes), serrés, ainsi qu'une charpente de cellules épithéliales.
    • Médullaire : contient des cellules épithéliales (certaines se regroupent en amas kératinisés, formant les corpuscules de Hassal) et peu de thymocytes.
  • Rôle : différenciation et maturation des lymphocytes

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