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PHYSIOLOGIE DU GLOBULE ROUGE ET
PHYSIOPATHOLOGIE DES ANEMIES
Pro-erythroblaste
Globule rouge
• Pas de noyau • Membrane cytoplasmique• Cytoplasme (H2O, Hb, ions,enzymes Glu)
Intégrité des constituants du GR est nécessaire pour assurer le fonctionnement de ce dernier
Insuffisance hepatique
Hb SC;CC
Splenectomie
Hematies cibles
Spherocytes
Stomatocytes
Corps de jolly
Erythropoïétine (EPO)
• hormone glycoprotéique
• facteur de croissance des précurseurs des globules rouges (moelle osseuse).
• sécrétée par le cortex rénal ( 90%). foie , cerveau utérus.
stimulée par la baisse de l’oxygène dans les artères rénales.
• Augmentation des besoins en oxygène des tissus
≥120 000/mm3
<120 000/mm3
Régénération
Pas de régénération
RETICULOCYTES
VOIE PRINCIPALE
D’ EMBDEN MEYERHOFF
VOIE DES PENTOSES
HEMOLYSE PHYSIOLOGIQUE
• GR durée de vie 120j• Lieu de destruction physiologique
Macrophages MO+++, rate et foie• Hème bilirubine • Globine aa
coFer
Ferritine
HYPERHEMOLYSE
• Raccourcissement durée de vie des GR• Causes corpusculaires
– Anomalie Hb– Anomalie mb– Anomalie enzymes
• Causes extra corpusculaires– Immunologique– Infectieuse– Toxique– Mécanique
BIOLOGIE DE L’HYPERHEMOLYSEIntratissulaire Intra-vasculaire
Aiguë ++Anémie Régénérative 24 à 48h
arégénérative Haptoglobine Basse < 0.5 g/l
chronique effondrée Effondrée < 0.1
Bilirubine libre Elevée +++rapidement
Normale élevée+ secondairement
Hémoglobinémie Hémoglobinurie
00
+ à ++++ à +++
HOMME FEMME ENFANT NOUVEAU NE
GB 103/mm3 4-10 4-10 5-15 10-25
GR 106/mm3 4.5-5.5 4- 5 4-5.4 4-5
Hb g/dl 13-17 11.5 – 15 11.5 – 14.5 13.5 – 19.5
Ht % 40-54 37,1-47 37-45 44-64
VGM µ3 80-100 80-100 84 ± 7 106
TCMH pg 27-32 27-32 27-32 28-34
CCMH % 31-35 31-35 30-34 30-34
Rétic 103/mm3 20-120 20-120 20-120 20-120
PNN 103/mm3 2,5-6,5 2,5-6,5 1,5-4 3,6-15,5
PNE 103/mm3 0,04-0,5 0,04-0,5 0,04-0,5 0,04-0,5
PNB 103/mm3 0.01-0.1 0.01-0.1 0.01-0.1 0.01-0.1
Lymphocyte103/mm3
1.5-4 1.5-4 2.5-7 2-17
Monocyte103/mm3
0.2-1 0.2-1 0.2-1 1
Calcul des paramètres
• VGM = hématocrite / globules rouges
• TCMH = hémoglobine / globules rouges.
• CCHM = hémoglobine / hématocrite
HEMOGLOBINEOBJ 16 17 18 19
Hémoglobine
Constituant principal des GR.Pigment respiratoire:
transport O2CO2
Lieu de synthèse: MOErythroblaste → rétic
HEMOGLOBINE
• Deux familles de chaînes de globine• Famille α (ζ α2 α 1)• Famille β (ε γ δ )
• Plusieurs hémoglobines se succèdent au cours du développement ontogénique
Plusieurs Hb• Période embryonnaire
• Gower 1 ( ζ2 ε2 )
• Gower 2 ( α2 ε2 )
• Portland ( ζ2 γ2 )
• Période fœtale• Hb F (α2 γ2 )
• Période adulte• Hb A ((α 2 β 2) 97 %• Hb A2 (α2 δ2) 2 à 3%• Hb F <1%
Structure de l’hémoglobine (Heme +Globine)
Hème
molécule plane.=porphyrine (protoporphyrine III)4 noyaux pyrroles + de 8 chaînes Latérales
(méthyl, vinyl, acide propionique).
+ un atome de fer++situé au centre de la molécule d’hèmelié à 4 azotes des noyaux pyroles.
HEME
PP
P P
++
Structure de l’hémoglobine
Globine
4 chaînes polypeptidiques identiques 2 à 2: 2α et 2 non α
l’Hb A : 2 chaînes α + 2 chaînes β
l’Hb A2 : 2 chaînesα + 2 chaînes δ
l’Hb F : 2 chaînes α + 2 chaînes γ
Structure de l’hémoglobineChaque chaîne de globine ménage
une poche de l’hème.
liaisons avec la chaîne de globine:- chaînes latérales des noyaux pyrroles (acide propionique)- les deux valences du fer :
directement à la globine (histidine proximale) indirectement par l’intermédiaire d’une molécule d’O2
(histidine distale).
Cet ensemble hème-chaîne de globine constitue une sous unité ou monomère.
Structure de l’hémoglobine
Chaque chaîne est enroulée sur elle-mêmeen une spirale de 8 hélices
(structure secondaire).
Des liaisons entre acides aminés desdifférentes courbures
permettent de stabiliser la chaîne(structure tertiaire).
• Structure quaternaire : Tétramère4 sous unités identiques deux à deux :structure symétrique globulaireune cavité centrale entre les 4 sous
unités contenant le 2-3diphosphoglycérate (affinité oxygène).la molécule d’Hb = unité fonctionnelleseule apte à fixer réversiblement l’O2.
Synthèse de l’hémoglobine
Alpha beta
FONCTIONS Hbobj 20
FONCTIONS DE L’HEMOGLOBINE
Transport de l’oxygène++++
Transport du CO2++
Tampon pH
Transport de l’oxygèneEssentiel +++
• Chaque molécule d’Hb fixe 4 molécules d’O2 = l’oxyhémoglobine. • affinité de l’Hb pour l’O2 variable selon la pression partielle
en O2 (PO2) • Cette fonction est appréciée par la courbe de fixation de
l’O2 en fonction de la PO2.
Plusieurs facteurs modulent l’affinité :
l’affinité élevée en cas de déficit en 2-3- DPG, de baissedu CO2 et baisse des protons H+.
Courbe de fixation de l’O2 en fonction de la PO2.
Transport du CO2
L’Hb désoxygénée fixe 40 % du CO2 insoluble auniveau des groupements amines des chaînes β deglobines formant la carbhémoglobine.
Hb NH2+ CO2 ⇒ Hb NH-CO2- +H+
• Le reste du CO2 est transformé en bicarbonate(HCO3-) soluble grâce à l’anhydrase carbonique :
• CO2+ H2O ⇐⇒ HCO3- + H+
• Dans les poumons, le CO2 est libéré après laréaction inverse
• HCO3- + H+ ⇐⇒ CO2+ H2O
VARIANTES PATHOLOGIQUES
• Anomalies de structure des chaînes de globine : A. qualitative
• Anomalies de synthèse: thalassémies, A. quantitative
Anomalies de structure des chaînes de globine
Mutation ponctuelle d’une base et substitution d’un acide aminé
• Hb S : Hb A (α2 β2S) (6Glu→Val): Drépanocytose ↓
solubilité et polymérisation de l’hémoglobine.
• Hb instable : anomalies siégeant dans la zone de contactet entre les sous-unités.
• Hb à affinité modifiée : anomalies au niveau de la pochede l’hème.
• Hb M oxydation de l’hème (Fe+++) → sang chocolaté.
Anomalies de synthèse : thalassémiesGroupe hétérogène de maladiesdéficit partiel ou total de synthèse d’une ou
plusieurs chaînes de globine entraînant undéséquilibre du rapport α/non α.
Alpha-thalassémie: Déficit de chaîne(s) α (plus fréquemment
déletionnelle.)
•
α+ thalassémie α 0 thalassémie
Persistance d’un gène alpha sur le chromosome
Absence de gène alpha
Béta-thalassémie :• Déficit de chaîne(s) β ; (plus fréquemment
mutationnelle, intéressant les différentes étapes desynthèse protéique.)
β0-thalassémie : codon non sens 39β+-thalassémie : maturation anormale de
l’ARN messager, diminution dutranscript IVS 110
• PHHF → déletionnel
Exemples de profils électrophorétiques :β -thalassémie hétérozygote :
Hb A2= > 3,5 % (VN 2-3 %)Hb F = 2-4 % (VN < 1 %)
β0-thalassémie homozygote↑ Hb A = 0 %↑ Hb F = 95 % (VN < 1 %)↑ Hb A2= 5 % (VN 2-3 %)
drépanocytose hétérozygoteHb A= 52%HbA2= 3%HbS= 45% (<50%)
drépanocytose homozygote drépano β0-thalassémieHb A= 0%HbA2= 3%HbS= >50%HbF= 0-15%
EXPLORATIONS:
• Dosage de l’hémoglobine• Electrophorèse de l’hémoglobine• Dosage de l’Hb A2 : chromatographie• Dosage de l’Hb F : par spectrophotométrie.• Kleihauer: Hb F dans les GR• Test d’Emmel ou de falciformation (sur lame)• Test de solubilité de l’Hb (en tube)• Recherche des corps de Heinz (Hb instable, déficit en
G6PD)• Etudes spécialisées plus complexes :
– Stabilité– Spectre de l’Hb– Courbe d’affinité– Etudes chaînes
Le fer
• Oligoélément indispensable à la vie • Rôle essentiel dans de nombreuses
fonctions biologiques:Transport de l’O2 (Hb ) +++Catalyse enzymatique: (DNA)Transfert d’électrons
Formes biochimiques du Fer
---> Absence de Fer libre
Fe ++ ou Fe+++
Formes biochimiques du Fer
---> Fer lié à des protéines(protection)+++
Transport Échanges intracellulaires Stockage (foie macrophages)
Apports 1-2mg/j
Pertes: Fèces, Sueurs, Menstruations, Desquamation cellulaire
Fer de réserve
GR circulant(Hb 1800mg)
Distribution du fer de l’organisme
normal
FS normal
CLF normal
CS normal (30-40%)
Ferritine normal
Transferrine normal
Anémieferrip.↓
↑
↓
↓
↑
Anémieinflamm.↓
↓
↓
↑
↓
Anémiesidéroblastique↑
↓
↑
↑
↓
CS=Fer ser/ CTF
EXPLORATION DU METABOLISME DU FER
• Sideremie VN : 70 à 110 µg/100ml Variations nycthémérales
• Récepteur soluble à la Transferrine sTfRVN 20 ± 5 nmol / l (ELISA) activité erythropoietique
• Ferritinémie VN 30 à 400 µg/l H20 à 200 µg/l F
• Coloration Perls : ferrocyanure potassiumfer non hémoglobinique
• Exploration absorption: Cobalt 57• Exploration dynamique
SIGNES BIOLOGIQUES DE CARENCE
• Anémie hypochrome microcytaire• Hyperplaquettose• FS :Hypochromie
microcytose Cellules en cocarde
• ferritine fer sérique transferrine• Rc solubles transferrine
Vitamines B12 et folates
Vitamines interviennent dans la synthèse de l’ADN ++Nécessaires à toutes les cellules de l’organisme en particulier celles à multiplication rapide (l’érythropoïèse)
Carence ⇒ anémie mégaloblastique
1.1. La vitamine B12
Les cobalamines
Co
R
Ribonucléotide
MéthylcobalamineAdénosylcobalamine
CyanocobalamineHydroxocobalamine
}
}
F actives
F thérap
Noyaucorrine
Structure et formes chimiques
1.2. Les folatesAcide folique = acide ptéroyl-monoglutamiqueLes folates alimentaires = polyglutamates
Acide ptéroique A glutamique
Acide folique
A glutamique A glutamique
Polyglutamates (n = 3 à 7)
L’acide folique devient actif par réduction et fixation du radical monocarboné
Les formes biologiquement actives : formes réduites (H2)
- Dihydrofolate (DHF)- Tétrahydrofolate (THF) - Dérivés du THF : N5-méthyl THF = forme circulante ++
N5-N10- méthylène THFN10-formyl THF
Les folates alimentaires : ptéroyl-polyglutamates (PG)
Les folates tissulaires (cellules) : ptéroyl-polyglutamates
Les formes thérapeutiques stables : acide foliqueacide folinique (N5-formyl THF)
Vit B12 Folates
Sources alimentaires
Foie, protéines animales, fruits de mer
Légumes verts crus, chocolat,fruits sec
Besoins 2 à 10 µg / J 50 à 100 µg /J↑ si grossesse, période de croissance…
Réserves importantes = 2 à 4 mg (foie ++,rein, pancréas)carence longue à se constituer (3 à 4 ans )
faibles = 7 à 15 mg (foie ++) épuisables en 1- 4 mois si carence
Sources alimentaires, besoins et réserves
Absorption et transportVitamine B12
(Protéines animales) ↓ Hcl / Pepsine
Vit B12Estomac ↓ FI (Fundus)
Vit B12 – FI-------------------------------------------↓-------------------------------------------
Vit B12 – FIIléon distal FI ↓
-----------------------------------------∪-----------------------------------------Vit B12
Sang portal ↓Vit B12 + TC II
---------------------------------------------------------------------------------------Stockage Cellules
utilisatrices
Absorption et transport
Absorption et transportFolates alimentaires
(Polyglutamates)Jéjunum Hydrolase
Entérocyte
Méthyl THFSang portal
PGCellules
UtililisatricesMO
Tissus à ren rapide
PGRéserves
THF
Monoglutamates
Déconjugaison
Réduction
Méthylation
Fonctions de la vitamine B12 et des folates
Les folates sous forme réduite et méthylée, transforment l’uridine monophosphate en thymidine monophosphate composant essentiel au cours de la synthèse de l’ADN.
La vitamine B12 permet le régénération de THF à partir du méthylTHF: intervient en donnant un radical méthyl et transforme l’homocystéine en méthionone
La vitamine B12 participe indirectement à la synthèse de l’ADN dans une voie commune impliquant les folates.
Méthyl THFHomocystéine
MéthionineTHF
Polyglutamate synthétase
THF(n)
Méthylène THF(n) DHF
dUMP dTMPThymidylate synthétase
ADNdGTP
dATP dCTPdTTP
Méthionine synthétaseMéthyl B12
S-Adénosyl-MéthionineSAM
(Myéline)
DHF réductase
Fonctions de la vitamine B12 et des folates
Coenzymes /Transporteurs de radicaux monocarbonés
Méthodes d’explorations
1. Signes hémato-biologiques
Hémogramme : anémie macrocytaire normochrome arégénérative
VGM > 95fl CCMH nleTaux de rétic < 120.000/mm3 (50.000 /mm3 )
Leuconeutropénie
Thrombopénie
Frottis sanguin :
- macrocytes, anisocytose, polychromasie,
corps de Jolly, schizocytes…
- PNN de grande taille, hypersegmentés
- plaquettes de grande taille
Myélogramme
- Moelle riche, bleueHyperplasie érythroblastique
- Mégaloblastose : érythroblastes géants ++Asynchronisme de maturation N/C
- Métamyélocytes géants, PNN hypersegmentés- Mégacaryocytes : noyaux fragmentés…
2.Diagnostic de la carence vitaminique : Les dosages vitaminiques
Carence en B12
Carence en folates
Valeurs normales
B12 sérique ↓↓ N 200-500ng/l
Folates sériques
N ou ↑ ↓↓ 5-12 µg/l
Folates érythrocytaire
↓ ↓↓ > 200 µg/l
EXPLORATION VIT B12
• Dosage sérique vit B12 : 200 à 500 pg/ml• Excrétion urinaire acide méthylmalonique :
carence• Test Schilling: Absorption Vit B12• Dosage isotopique FI• Recherche Ac anti cellules pariétales
EXPLORATION FOLATES
• Dosage folates sériques• Dosage folates érythrocytaires• Test de dU suppression• Test de FIGLU
Dosage de l’acidité gastrique avant et après stimulation (pentagastrine- histamine)
Dosage du facteur intrinsèque gastrique
Recherche d’AC anti-FI dans le sérum et le suc gastrique
En cas d’anémie de Biermer: Achylie avec achlorhydrie gastrique histaminorésistante , absence de FI et présence Ac anti-FI ++
3.Exploration du mécanisme de la carence vitaminique
Test de Schilling : ⇒ malabsorption de vit B12
Ingestion de vit B12 marquée1000 γ vit B12 en IM 1 à 2 h après
Mesure de la radio* urinaire après 24h : N > 10%Biermer = éffondrée
Test corrigé / FI exogène
Test de charge en acide folique: absorption:Ingestion massive par voie orale d’acide foliqueDosage plasmatique
Hémorragie / Destruction Défaut de productionQuantitatif/ Qualitatif
Rétic ↑ Rétic↓
Anémie périphérique Anémie centrale
Moelle normale Moelle pauvre
Anémie arégénérative
Anémie centrale à
Moelle riche
Dysmyelopoiese
Carence en folate ou B 12
Anémie centrale à
Carence en fer
Anemie arégénérative
Moelle riche
Anémie régénérative
Perte de Globules rouges
Hémorragie Hyperhémolyse
Anémie périphérique à
GR
Hb
+ Haptoglobine
Hapto-Hb
Hémolyse aiguë : - ↑ LDH - Haptoglobuline effondrée - Hbémie élevée -Hémoglobinurie -I rénale aiguë par Tubulopathie -Acidode métabolique
↓↓↓ Hapto libre Hémoglobinurie
Urines rouges Porto
H. Intravasculaire
hémoglobinémie