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Les cellules sanguines
Dr Chantal Kohler - 10- 2003


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Résumé  :
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Le sang est composé de cellules sanguines en suspension dans le plasma. L’ensemble est contenu dans les vaisseaux sanguins. Le volume total du sang d’un adulte humain est de 5 litres. Les cellules en suspension représentent 45% du volume total, ce qui correspond à l’hématocrite. Leur morphologie peut être étudiée sur un frottis coloré au May Grünwald Giemsa (MGG). Il existe plusieurs types cellulaires.
L'hématopoièse débute classiquement au cours du développement fœtal dans le sac vitellin : il est ensuite possible d'observer les cellules hématopoïétiques dans les espaces sinusoïdaux entre les travées hépatocytaires puis dans la rate . Au cinquième mois, la moelle osseuse commence à produire des leucocytes et des plaquettes et plus tardivement des globules rouges. A la naissance, la moelle osseuse est le siège principal de la production hématopoïétique. Chez l'adulte, seule la moelle osseuse des vertèbres, des côtes, du crane, du bassin et de la partie proximale du fémur assure le renouvellement des lignées sanguines.
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1.1. Les globules rouges

Les globules rouges sont des cellules anucléées dont le constituant essentiel est une hémoprotéine de liaison de l'oxygène : l'hémoglobine (environ 14,5 g / 100 ml). Le rôle principal de ces cellules est d'assurer le transport de l'oxygène et du gaz carbonique entre les alvéoles pulmonaires et les tissus.
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Aspect en microscopie optique


Il s'agit d'une cellule de 5 à 7 µ de diamètre d'aspect homogène, coloré en orangé au May Grünwald Giemsa. Son épaisseur est de 1,8 µm. Son volume moyen est de 90 fentolitres (µm3).
Le nombre de globules rouges est d'environ 5 tera/l (millions/mm3), taux un peu plus élevé chez l'homme que chez la femme (5,7 et 4,5 tera/l).
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Aspect en microscopie électronique à balayage


Ce sont des cellules biconcaves, aplaties au centre ayant un aspect de disque. Elles ne possèdent ni mitochondrie, ni ribosome, ni REG. La membrane plasmique de l'hématie est le siège des antigènes qui déterminent les groupes sanguins (Système ABO, système rhésus et autres systèmes érythrocytaires) qui sont des récepteurs portés par les molécules de glycophorine. Ces cellules ont une durée de vie de 120 jours. Leur production est de 200x109 nouvelles cellules par jour.
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Structure moléculaire


Leur cytosquelette est formé de deux chaînes polypeptidiques de spectrine sont reliées entre elles par de l'actine F, l'ensemble formant un réseau ancré à la membrane plasmique par des protéines associées : l'ankyrine, elle-même accrochée à une protéine transmembranaire : la protéine 3 (protéine la plus abondante : 25% de l'ensemble des protéines de membrane).
Les glycophorines - qui portent les antigènes des groupes sanguins - peuvent être liées à la protéine 4.1 (ou bande 4.1) elle-mêm fixée aux filaments d'actine.
Ce cytosquelette assure le maintien de la forme aplatie de la cellule et permet sa déformabilité notamment pour circuler dans les petits capillaires dont le diamètre ne dépasse pas 3 microns.
Fonction des globules rouges :
Le transport de l'oxygène et du gaz carbonique se fait par l'intermédiaire de l'hémoglobine. L'hémoglobine est formée de globine, protéine associée à quatre groupements hème. Chaque hème associe un noyau porphyrique à un atome de fer ferreux.
On trouve également dans le sang circulant des réticulocytes, globules rouges jeunes possédant quelques mitochondries et des ribosomes (moins de 1% des globules rouges).
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1.2. Les globules blancs

Ces cellules participent aux défenses spécifiques de l'organisme.
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   1.2.1. Les monocytes
Microscopie optique
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Ces cellules ont une durée de vie dans le milieu sanguin très courte (environ 24 heures). Elles passent ensuite dans les tissus où elles se différencient en macrophages. Elles appartiennent au système mononucléé phagocytaire.

En microscopie optique, elles apparaissent arrondies, ayant un diamètre de 15 à 20µm. Le cytoplasme est gris bleuté (ciel d'orage) au MGG et a un aspect un peu granuleux. Il existe en périphérie des voiles cytoplasmiques, visibles en microscopie optique. Le noyau est central, en fer à cheval ou en E.
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En microscopie électronique , la chromatine est fine, les organites bien développés et situés dans l'encoche du noyau. Il existe de nombreuses granulations azurophiles, de petite taille correspondant à des lysosomes. La membrane plasmique est irrégulière avec de nombreuse expansions et microvillosités. Les monocytes représentent 2 à 10 % de l'ensemble des globules blancs.
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   1.2.2. Les lymphocytes
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Ce sont des cellules mononucléées, au rapport nucléo / cytoplasmique élevé. Leur durée de vie est variable, certains lymphocytes mémoires peuvent avoir une durée de vie très longue. En microscopie optique , ce sont des cellules de petites tailles, environ 7 µm de diamètre avec un noyau occupant la quasi totalité de la cellule. Leur forme est régulière et arrondie. Il existe une petite frange cytoplasmique périphérique d'aspect mauve au MGG. Le noyau est sphérique, dense.
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En microscopie électronique à transmission, la chromatine est dense, il n'existe pas de nucléole. Le cytoplasme est pauvre en organites (quelques ribosomes et un ergoplasme réduit). Tous les lymphocytes sont semblables sur le plan morphologiques mais il existe plusieurs groupes de lymphocytes mis en évidence par des marqueurs antigéniques de membrane: les lymphocytes B et les lymphocytes T, dont la maturation se fait au niveau du thymus. On décrit également un troisième groupe apparenté aux lymphocytes T : Les cellules NK ou Natural Killer. La population lymphocytaire sanguine comprend 8 à 12 % de lymphocytes B, 70 à 80 % de lymphocytes T et 5 à 15 % de cellules NK.
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Fonction des lymphocytes
Ces cellules sont responsables des réponses spécifiques immunitaires.
Les lymphocytes B effectuent leur différenciation dans la moelle osseuse (organe lymphoïde primaire). Ils sont responsables de l'immunité humorale et peuvent fabriquer les anticorps ou immunoglobines après présentation de l'antigène par une cellule présentatrice d'antigène (macrophages, cellules folliculaires, cellules dentritiques).
Les lymphocytes B possèdent des immunoglobulines de membrane qui constituent le marqueur phénotypique de ces cellules. La fabrication des anticorps se fait au niveau des organes lymphoïdes secondaires où les lymphocytes se transforment en plasmocytes.
Les lymphocytes T acquièrent leur différenciation au niveau du thymus (organe lymphoïde primaire). Les lymphocytes T matures expriment le récepteur de membrane CD3. Parmi ces lymphocytes matures, on distingue plusieurs groupes caractérisés par la présence d'autres récepteurs de membrane :
Les CD4 ou T helpers qui reconnaissent l'antigène en association avec les molécules HLA de classe II (représentent environ la moitié des T)
Les CD8 ou T suppresseurs ou cytotoxiques qui reconnaissent l'antigène en association avec les molécules HLA de type I (de 20 à 30 % des T)
Les lymphocytes T participent à la réponse immunitaire humorale en stimulant ou en freinant la production d'anticorps par les lymphocytes B mais sont également impliqués dans l'immunité cellulaire et secrètent des cytokines ou lymphokines.
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1.3. Les plaquettes

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Leur durée de vie est de 8 à 12 jours.
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En microscopie optique , les plaquettes sanguines ou thrombocytes sont des fragments cellulaires anuclées de 2 à 5 µm de diamètre. On distingue deux zones : le centre de la cellule (chronomère) contenant des granulations et la périphérie (hyalomère) plus homogène.
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En microscopie électronique , elles apparaissent riches en granulations azurophiles denses aux électrns contenant de l'ADP, du glycogène. Leur cytosquelette est très développé avec notamment un faisceau marginal de microtubules circulaires et des microfilaments d'actine (thrombas thénine). Il existe également un réseau canalaire constitué par invagination de la membrane plasmique augmentant ainsi la surface de la membrane.
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Fonction des plaquettes
Elles jouent un rôle fondamental dans les phénomènes initiaux de coagulation. Le feuillet externe de la membrane plasmique contient un épais glycolemme riche en molécule d'adhésion qui sont exprimées quand la plaquette est activée. Elles adhèrent ainsi au collagène quand il y a effraction de l'endothélium. L'actine et le système de microtubules provoquent une adhésion des plaquettes entre elles. Le faisceau de microtubules en se dépolyomérisant en filaments participe à l'agrégation des plaquettes. La couronne d'actine périphérique permet également, en se contractant, l'extrusion du contenu des granulations par le réseau canalaire, et provoque la synthèse de thromboxane à partir de l'acide arachidonique contenu dans les phospholipides de la membranes plasmique. Le thromboxane libéré a une action vasoconstrictrice. Les substances excrétées provoquent l'adhérence des autres plaquettes.
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2.1. La lignée érythropoïétique

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On peut déterminer, dans cette lignée une série de stade arbitrairement définis qui vont donner naissance au globule rouge à partir d'une cellule souche d'aspect indifférencié sensible à l'érythropoïétine.
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Des modifications morphologiques et biochimiques permettent de décrire les stades de proérythroblaste (1), d'érythroblaste basophike (2), d'érythroblaste polychromatophile (3), d'érythroblaste orthochromatophile (4) puis de réticulocyte (5). Six jours environ sont nécessaires pour qu'un proérythroblaste devienne un globule rouge circulant .`
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Au cours de cette maturation,
  • les cellules vont diminuer de taille (de 25 µm pour le proérythroblaste à environ 8 µm pour le réticulocyte) ;
  • le noyau a une taille de plus en plus petite et une chromatine de plus en plus condensée ;
  • l'hémoglobine apparaît au stade de polychromatophile puis augmente progressivement.
  • Le noyau est expulsé au stade d'orthochromatophile qui devient réticulocyte. Le réticulocyte contient quelques ribosomes et des mitochondries qui donnent au cytoplasme un aspect plus violacé au MGG que celui du globule rouge.


  • 2.2. La lignée myélopoïétique

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    Sous l'influence de facteurs stimulants notamment le CSF (Colony Stimulating Factor), la cellule souche se différencie en myéloblaste. Les différentes étapes de maturation vont donner naissance au promyélocyte, au myélocyte puis au polynucléaire.
    Les transformations morphologiques et biochimiques de ces stades sont les suivantes :
  • La taille de la cellule diminue (de 25 µm à 12 µm) ;
  • Le noyau, arrondi dans le myéloblaste, est légèrement concave dans le promyélocyte puis devient réniforme dans le métamyélocyte ;
  • Des granulations azurophiles, primaires, apparaissent au stade de myéloblaste et deviennent très nombreuses dans le promyélocyte ;
  • Les granulations spécifiques apparaissent au stade de promyélocyte. De ce fait, on distingue, à partir de ce stade les lignées neutrophile, éosinophile et basophile facilement reconnaissables à leurs granulations spécifiques.
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    2.3. La lignée mégacaryocytaire



    L'aspect morphologique permet de distinguer tois étapes de maturation :
  • l e mégacaryoblaste
  • le mégacaryocyte granuleux
  • l e mégacaryocyte thrombocytaire.
  • Les plaquettes sanguines proviennent de la fragmentation cytoplasmique de ces mégacaryocytes médullaires arrivés à maturité. Au cours de la maturation,
  • la taille de la cellule augmente (de 30 µm à 100 µm)
  • Le noyau est d'abord indenté puis plurilobé
  • Les granulations cytoplasmiques sont de plus en plus nombreuses ; des grains de sérotonine apparaissent dans la cellule mature
  • Les microfilaments et les microtubules sont présents à tous les stades de maturation.
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    Références  :
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    Histologie moléculaire J.POIRIER, J.L. RIBADEAU DUMAS, M. CATALA, J.M. ANDRE, R.K. GHERARDI, J.F. BERNAUDIN Edition Masson 1999
    Cours d'Histologie G. GRIGNON Edition Ellipses 1996
    Histologie J. POIRIER, J.L. RIBADEAU DUMAS Editions Masson 4e édition 1993
    Histologie A.STEVENS, J.LOWE Traduction française par H. CHOPIN, A.COOLET, P. VALIDIRE Edition Pradel 1993
    Atlas de poche d'Histologie W. KUHNEL traduit par J.ROOS Flammarion Médecine Sciences 1991
    Aspects cytologiques normaux et pathologiques des éléments du sang et des organes hématopoïétiques A. HUTIN Ed Centre d'Arts Graphiques 1981
    Précis d'Histologie humaine R. COUJARD, J. POIRIER, J.RACADOT Ed Masson 1980
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    Références  :
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    Histologie moléculaire J.POIRIER, J.L. RIBADEAU DUMAS, M. CATALA, J.M. ANDRE, R.K. GHERARDI, J.F. BERNAUDIN Edition Masson 1999
    Cours d'Histologie G. GRIGNON Edition Ellipses 1996
    Histologie J. POIRIER, J.L. RIBADEAU DUMAS Editions Masson 4e édition 1993
    Histologie A.STEVENS, J.LOWE Traduction française par H. CHOPIN, A.COOLET, P. VALIDIRE Edition Pradel 1993
    Atlas de poche d'Histologie W. KUHNEL traduit par J.ROOS Flammarion Médecine Sciences 1991
    Aspects cytologiques normaux et pathologiques des éléments du sang et des organes hématopoïétiques A. HUTIN Ed Centre d'Arts Graphiques 1981
    Précis d'Histologie humaine R. COUJARD, J. POIRIER, J.RACADOT Ed Masson 1980
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    Illustrations :




    Ces cellules ont une durée de vie dans le milieu sanguin très courte (environ 24 heures). Elles passent ensuite dans les tissus où elles se différencient en macrophages. Elles appartiennent au système mononucléé phagocytaire.






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