indice distribution globule rouge

Erythrocyte normal :
Morphologie, structure, composition chimique, métabolisme érythrocytaire
Décrit pour la première fois en 1674 sous le terme de globule rouge par l'hollandais
Leeuwenhoek, l'érythrocyte ou hématie est une cellule mature formée dans la moelle osseuse
lors du processus de l'érythropoïèse. Le nombre de globules rouges est extrêmement constant
(4 à 5.1012 /l chez l'adulte).
La fonction essentielle du globule rouge est de véhiculer l'oxygène dans l'organisme.
Pour ce faire, l'hématie doit maintenir son élasticité membranaire et doit conserver son
hémoglobine à l'état fonctionnelle.
L'hémoglobine est fonctionnelle si son fer est à l'état ferreux, ce qui implique une production
énergétique érythrocytaire continuelle car le globule rouge n'a pas de réserve énergétique. Le
globule rouge trouve son énergie en dégradant du glucose par la voie de la glycolyse
anaérobie (voie de la Pyruvate Kinase) et accessoirement par la voie de la glycolyse aérobie
(voie de la G.6 PD).
L'érythrocyte étant un élément anucléé, il est incapable de se diviser, incapable de synthèse
protéique; sa durée de vie est limitée à environ 120 jours soit une 1/2 vie de 28 jours.
Morphologie
• Le globule rouge est une sphère aplatie, un disque biconcave d'observation facile en
microscopie électronique à balayage.
• Sur un frottis sanguin ou médullaire correctement réalisé, séché, fixé et coloré au May
Grunwald Giemsa, les globules rouges se présentent comme circulaires avec un halo clair
central. Leur membrane cytoplasmique est régulière. Leur cytoplasme est pâle, rosé,
homogène, sans noyau, sans organite d'aucune sorte.
• Physiologiquement, les hématies d'un frottis sanguin réalisé avec du sang natif sont de
même taille, de même forme et de même couleur. Leur diamètre moyen est de 7, 2 µm, leur
épaisseur en périphérie de 2,4 µm et leur épaisseur au centre de 1,4 µm.
• Des modifications de la morphologie des hématies peuvent être observées. Elles sont plus ou
moins spécifiques de certaines situations pathologiques. Les principales sont :
Anisocytose
(carences martiales, carences vitaminiques...)
Anisochromie
(régénérations d'hémolyse, d'hémorragies...)
Poïkilocytose
(myélofibroses.)
Anneaux de Cabot
Corps de Jolly
Ponctuations basophiles
Schizocytes
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(splénectomies.)
(splénectomies.)
(saturnisme, thalassémies.)
(Syndromes urémo-hémolytiques...)
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• Une des constantes principales du globule rouge est le VGM ou volume globulaire moyen :
Le VGM est actuellement mesuré directement par les appareils automatiques lors d'un
hémogramme:
A partir de 250 (.il de sang, les appareils automatiques mesurent par variation
d'impédance le volume de 75000 GR, calculent la moyenne arithmétique de ces volumes,
mesurent la déviation standard autour de cette moyenne et calculent l'indice de distribution
érythrocytaires (IDE).
Le V.G.M. définit la normocytose (VGM de 80 à 100 fl), la microcytose (VGM < à 80 fl)
et la macrocytose (VGM > à 100 fl). L'IDE varie normalement de 12 à 16 %. Au dessus de
cette valeur (> 16 %) se définit l'anisocytose.
• Une autre constante du globule rouge est la teneur globulaire moyenne en hémoglobine
(TGMH). C'est une valeur calculée, rapport de l'hémoglobine sur le nombre de globules
rouges, la TGMH définit la normochromie (TGMH de 27 à 33 pg/ c) et l'hvpochromie
(TGMH < à 27 pg/c).
Au total, le globule rouge est une cellule anucléée caractérisée par un cytoplasme contenant
environ 33 % d'hémoglobine et de l'eau dans laquelle sont présents à l'état de traces des
protéines non heminiques, des protéines enzymatiques, des lipides, des glucides et des sels
minéraux (Na = 5 -10 millimoles/1 et K = 90 -100 millimoles/1) à des concentrations
différentes de celles du plasma (Na = 140 millimoles/1 et K = 4-5 millimoles/1).
Membrane
• La membrane érythrocytaire assure au globule rouge sa forme, sa plasticité, sa
déformabilité. Elle permet l'intégrité du milieu intérieur, elle contient les principales enzymes
des métabolismes permettant de lutter contre l'inflation hydrosodée continuelle en assurant le
fonctionnement des pompes à sodium.
• La membrane érythrocytaire comporte des protéines et des lipides intriqués dans une
structure complexe. Les lipides (65 % de phospholipides, 25 % de cholestérol non estérifié,
10 % de glycolipides) sont répartis en double couche de 40 A° d'épaisseur avec des
groupements non polaires hydrophobes se faisant face tandis que les groupements polaires
hydrophiles sont rejetés vers l'extérieur.
• Dans cette bicouche phospholipidique baignent de volumineuses molécules protéiques
enchâssées plus ou moins profondément dans les deux feuillets lipidiques.
- Du côté interne, le réseau protéique constitue le cytosquelette qui confère la forme
discocytaire au globule rouge, assure sa grande déformabilité.
- Du côté externe, se situent les récepteurs et les motifs antigéniques du globule rouge.
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Schéma de la membrane érythrocytaire
• Les protéines transmembranaires jouent un rôle essentiel dans les échanges du globule rouge
avec le milieu extérieur. Les plus importantes sont les ATPases Na+ et K+ dépendantes qui
permettent le transport actif des cations Na+ et K+, le ATPases Ça++ dépendantes et les
protéines permettant le transport des anions, de l'eau, du glucose.
• Trois protéines transmembranaires permettent la stabilité de forme du globule rouge en se
fixant sur les protéines intrinsèques du cytosquelette: Ce sont la protéine 3, la Glycophorine A
et la Glycophorine C.
- La Protéine 3 se fixe à la _ spectrine grâce à l'Ankyrine
- Les Glycophorines A et C se fixent à la protéine 4.1
• Le squelette protéique comporte 3 protéines principales : la spectrine, l'Actine ou protéine 5,
la protéine 4.1
La spectrine est en réalité formée de deux chaînes polypeptidiques différentes nommées
alpha et bêta, (_ synthétisée par un gène du chromosome 1, _ par un gène du chromosome
14). _ et _ sont polymérisés sous formes de tétramères qui soutiennent la couche
phospholipoprotéique membranaire grâce à des liaisons avec les protéines 3 (via l'Ankyrine)
avec les glycophorines (via la protéine 4/1 et l'Actine). Toutes ces protéines peuvent être
phosphorylées.
• Des anomalies congénitales ou acquises de la membrane sont à l'origine d'hyperhémolyse.
L'étude de la membrane est effectuée par :
- l'aspect des hématies sur le frottis sanguin,
- le test de résistance des hématies aux solutions hypotoniques,
- le test d'autohémolyse des hématies
Hémoglobine
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Principal constituant du globule rouge, l'hémoglobine est une chromaprotéine assurant
l'oxygénation tissulaire. Elle est maintenue à l'état fonctionnel grâce aux enzymes
érythrocytaires.
Structure:
• Structure primaire: L'hémoglobine est formée de 4 sous unités identiques deux à deux :
• En fonction du nombre et des acides aminés (AA), la globine varie et les chaînes se
nomment _ (141 AA), _ (146 AA), _(146 AA) ou _(146 AA).
• La nature des chaînes de globine présentes au sein de la molécule d'hémoglobine
détermine le nom de l'hémoglobine:
Hb A ou Al : a2 et _2
HbA2 : a2 et _2
HbF
: a2 et _2
• L'hème est une molécule plane formée d'une protoporphirine avec, en son centre, un
atome de fer ferreux:
• Structure secondaire:
Les chaînes de globine sont repliées sur elles-mêmes pour former une structure globulaire
compacte formée de 8 segments hélicoïdaux A.B.C.D.E.F.G.H.
• Structure tertiaire:
Elle réalise une forme globulaire dans laquelle la poche de l'hème est proche de la surface,
entre les hélices E et F.
• Structure quaternaire: Elle correspond à l'assemblage des 4 sous-unités structurales.
Synthèse:
La fabrication d'hémoglobine s'effectue dans la moelle osseuse hématopoïétique, par les
cellules érythroblastiques. Elle débute dès le stade de proérythroblaste et s'achève à celui de
réticulocyte.
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La synthèse des chaînes de globine suit le schéma de la synthèse protéique. Les gènes qui
correspondent aux chaînes alpha sont situés sur le chromosome 16, ceux des chaînes non
alpha sur le chromosome 11.
Selon l'âge la répartition des différentes hémoglobines varie:
• Chez le foetus 1’Hb F est majoritaire et l'Hb A représente moins de 10% de l'hémoglobine
totale.
• A la naissance 1’Hb F représente 60 à 85% de l'hémoglobine totale.
• Six mois après la naissance est obtenue la proportion d'hémoglobines identique celle de
l'adulte:
HbA : 97%
HbA2 : <3%
HbF : <1%
• Les anomalies congénitales de synthèse de la globine constituent les hémoglobinopathies. Il
peut s'agir d'une anomalie de structure (exemple de la drépanocytose) ou d'un déficit de
synthèse d'une chaîne (exemple des syndromes thalassémiques). Le test principal d'étude de
l'hémoglobine est l'électrophorèse de l'hémoglobine.
• Dans les érythroblastes, en même temps, s'effectue la synthèse héminique. Trois étapes
biochimiques peuvent être schématisées:
1- Formation d'acide delta amino-lévulinique (ALA) à partir du succinyï coenzyme A (produit
par le cycle de Krebs dans la mitochondrie) qui s'unit à la glycine grâce à l'ALA synthétase.
Le coenzyme de l'ALA synthétase est la vitamine B6. Certains médicaments (antituberculeux
par exemple) peuvent induire des anémies en bloquant l'action de la vitamine B6.
2- Formation de la protoporphirine. Elle nécessite une isomérase dont l'absence est source de
porphyries.
3- Incorporation du fer sous l'action de l'hème synthétase. Cette enzyme peut être touchée
dans certaines circonstances pathologiques (alcool, médicaments, saturnisme ...)
Enzymes
Le globule rouge est une cellule anucléée incapable de synthèse enzymatique.
L'hématie, pour survivre, doit maintenir l'intégrité de son milieu intérieur, de la structure de sa
membrane, de son hème à l'état fonctionnel. Pour cela elle doit utiliser son stock enzymatique
initial.
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L'hématie possède une seule source d'énergie, le glucose qu'elle utilise grâce aux
mécanismes de la glycolyse et surtout de la glycolyse anaérobie (90 %) (voie principale
d'Embden -Meyerhoff) et accessoirement par la voie oxydative du shunt des pentoses (10 %).
• Le métabolisme érythrocytaire a pour buts:
Ë la production d'ATP indispensable à l'intégrité de la membrane,
Ë la production de NADH et de NADPH, indispensables à la fonctionnalité de
l'hémoglobine,
Ë la production de 2-3 diphosphoglycérate (2-3 DPG) qui régule l'affinité de
l'hémoglobine pour l'oxygène.
Ë
• La voie principale de la glycolyse fournit deux molécules d'ATP pour une molécule de
glucose métabolisée.
Elle permet de plus la production de NADH qui est essentielle au maintien de l'hémoglobine
sous forme fonctionnelle. Sous l'effet de substances oxydantes contenues dans l'hématie,
l'hémoglobine se transforme en méthémoglobine qui est inactive pour le transport de
l'oxygène. Une méthémoglobine réductase à NADH, encore appelée diaphorase, permet le
maintien de l'hémoglobine sous forme réduite.
Sur la voie principale est branché le shunt de Rapoport qui fournit le 2-3 DPG.
• La voie des pentoses est celle de la formation de NADPH qui sert à une
méthémoglobine réductase à NADPH. L'hydrogène formé est transféré sur le glutathion
oxydé alors transformé en glutathion réduit. Le glutathion réduit protège les protéines contre
l'oxydation.
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