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Dr P.Fuseau IFSI Décembre 2016
Définitions La physiologie de l ’hématopoïèse Les cellules normales du sang L’hémogramme
LES ELEMENTS FIGURES DU SANG
Eléments figurés du sang : cellules constitutives du sang, en suspension dans le plasma Plasma: composant liquide du sang
DEFINITIONS
Eau (>90%)
Protéines
Nutriments
Ions
Hématopoïèse : Ensemble des processus physiologiques complexes aboutissant à la formation des cellules sanguines (haimatos = sang ; poiem = faire) Hématologie : Etude des maladies du sang et des organes hématopoïétiques : moelle osseuse, ganglions, rate Hémopathie : Maladie d’un organe hématopoïétique
DEFINITIONS
LES 3 LIGNEES HEMATOPOIETIQUES
Les globules blancs ou leucocytes Les polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophiles Les lymphocytes Les monocytes Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes Les plaquettes ou thrombocytes
PHYSIOLOGIE DE L ’HEMATOPOIESE
Généralités Organisation cellulaire et structure de la moelle osseuse Schéma de l’hématopoïèse Régulation
GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE
OU SONT FABRIQUEES LES
CELLULES DU SANG ?
MISE EN EVIDENCE DES CELLULES
SOUCHES HEMATOPOIETIQUES
Irradiation Dose létale
Destruction du tissu
hématopoïétique
Mort
Reconstitution de toutes les
lignées de cellules
hématopoïétiques
Injection de moelle
osseuse
(homozygote)
Expérience de Till et Mc Culloch (1961)) Expérience de Till et Mc Culloch (1961)
Irradiation Dose létale
Vie Intra Utérine Vie Intra Utérine
http://med2.univ-angers.fr
Entre le 2nd et 4ième mois: Les cellules hématopoiètiques primitives formées migrent du foie foetal vers la rate A partir du 4ième mois: La moelle osseuse commence à être colonisée et deviendra le site unique de l’hématopoièse adulte
Épiphyse d’un os long
Moelle Osseuse
Moelle Rouge (hématopoïèse) Moelle Jaune (adipocytes)
Section d’une tête Fémorale
montrant la moelle rouge et
la moelle jaune
GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE Lieu
1- Tissu myéloïde : * La MOELLE OSSEUSE = « moelle rouge » = moelle hématopoïétique = moelle hématogène (! Ne pas confondre avec la moelle épinière = système nerveux)
Dans toutes les cavités osseuses chez l’enfant Les os plats essentiellement chez l’adulte Involution adipeuse avec l’âge
* Le foie et la rate dans quelques cas pathologiques 2 – Tissu lymphoïde réparti dans les organes lymphoïdes : ganglions lymphatiques, rate, thymus et les formations lymphoïdes viscérales annexées : tube digestif, appareil respiratoire, …
GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE Production
En moyenne : environ 28 g de sang par jour 5 litres env. chez un adulte Processus continu tout au long de la vie … Chaque jour sont renouvelés: - 1 % des hématies (#200 milliards de GR, ou 2 millions par seconde) - 10 % des plaquettes - la totalité des granulocytes ! Durée de vie des cellules relativement courte ! Tissu à renouvellement rapide
ORGANISATION CELLULAIRE ET STRUCTURE DE LA MOELLE OSSEUSE
Charpente osseuse : lamelles osseuses délimitant des logettes Les cellules médullaires :
- les adipocytes - les cellules interstitielles : fibroblastes => fibres - les macrophages - le réseau vasculaire : permet les échanges entre la moelle et le sang - les cellules hématopoïétiques
STROMA
Comment se
déroule
l’Hématopoïèse ?
Propriétés des cellules
souches hématopoïétiques
Propriétés des cellules
souches hématopoïétiques
Totipotence
Auto renouvellement
Différenciation
Totipotence
Une CSH est capable de donner,
après différenciation, naissance à
n’importe quelle cellule du sang:
CSH
LES CELLULES SOUCHES HEMATOPOIETIQUES
2 propriétés essentielles
Auto-renouvellement:
reproduction à l’identique
maintien le pool de cellules
souches
Différenciation:
en réponse à un signal exogène
la cellule se divise en se différenciant de façon irréversible
elle perd sa totipotence pour devenir
une cellule souche « engagée »
Hématopoièse normale:
Equilibre entre la production de cellule souche par auto-renouvellement et
la perte par différenciation
cellule souche
totipotente
cellule souche
engagée signal
auto- renouvellement
différenciation
Les Etapes de l’Hématopoièse
Les compartiments de l’hématopoièse
4 compartiments :
cellules souche totipotentes
multipotentialité
les PROGENITEURS
cellules souches qui se sont engagées dans
un lignage cellulaire
les PRECURSEURS
se divisent et maturent
les cellules matures
fonctionnelles qui passent dans le sang
LES CELLULES SOUCHE TOTIPOTENTES
localisées dans la moelle osseuse
(+/- sang)
peu nombreuses :
0,01 – 0,05% des cellules médullaires
non identifiables morphologiquement
expriment le marqueur de surface CD34
la majorité au repos en G0 à l’état normal
CD34
LES PROGENITEURS
cellule souche
totipotente
cellules souches
« engagée » signal
DIVISION
La première différenciation de la cellule souche totipotente
PROGENITEURS ils perdent progressivement leur capacité d’auto- renouvellement au fur et à
mesure qu’ils avancent dans leur différenciation
G0 G1
DIFFERENCIATION
LES PRECURSEURS
Localisées dans la moelle osseuse
Perte de toute capacité d’auto-renouvellement
Premières cellules morphologiquement identifiables de
chaque lignée
Modifications spécifiques noyau : polylobulation cytoplasme : granulations
membranes : expression de marqueurs de surface
SCHEMA DE L ’HEMATOPOIESE
Les compartiments de l’hématopoièse
granulocyte
neutrophile
granulocyte
éosinophile
basophile
lymphocyte B
lymphocyte T
Monocyte
plaquettes
hématies
cellule souche
PROGENITEURS PRECURSEURS cellules matures
CFU-L
CFU-GEMM
CFU-MK
CFU-GM
CFU-Eo
CFU-B
CFU-E
BFU-E
CFU-G
CFU-M
érythroblaste
mégacaryocyte
promonocyte
Myéloïde neutrophile
My. éosinophile
My. basophile
progéniteur B
progéniteur T
LA RÉGULATION DE
L’HÉMATOPOIÈSE
Le « MICROENVIRONNEMENT » MEDULLAIRE
Le « STROMA » : fibroblastes, cellules épithéliales,
endothéliales, adipocytes, macrophages
Le stroma medullaire assure l’organisation générale de la moelle
en « niches » hématopoiétiques favorables aux cellules souches
pour leur maintien, leur engagement dans un lignage et leur
progression dans leur différenciation
la communication Stroma/cellule hématopoïétique : interaction par contact direct
signaux solubles : « Facteurs de croissance » , cytokines,
chimiokines
capables d’agir sur les cellules souches totipotentes
augmentent le nombre de cellules souches en cycle
cellulaire
SCF: « stem cell factor »
interleukines
IL-1 IL-4 IL-6
CFU-L
CFU-GEMM
CFU-MK
CFU-GM
CFU-M
CFU-Eo
CFU-B
CFU-E
BFU-E
CFU-G
cellule
souche
totipotente
LES FACTEURS DE CROISSANCE
LES FACTEURS DE CROISSANCE MULTIPOTENTS
Exple: GM-CSF « granulocyte-monocyte colony stimulating factor »
lymphocyte T
granulocyte
neutrophile
granulocyte
éosinophile
basophile
Monocyte
CFU-GEMM
CFU-GM
CFU-Eo
CFU-B
CFU-G
CFU-M promonocyte
Myéloïde neutrophile
My. éosinophile
My. basophile
GM-CSF
lymphocyte B
progéniteur B
plaquettes
hématies
CFU-L
CFU-MK
CFU-E
BFU-E
érythroblaste
mégacaryocyte
progéniteur T
Exples: IL-7 « interleukine 7 », EPO « erythropoïétine », TPO « thrombopoïétine », G-CSF « granulocyte colony stimulating factor », M-CSF « monocyte colony stimulating factor »
granulocyte
neutrophile
granulocyte
éosinophile
basophile
Monocyte
plaquettes
hématies
CFU-GEMM
CFU-MK
CFU-GM
CFU-Eo
CFU-B
CFU-E
BFU-E
CFU-G
CFU-M
érythroblaste
mégacaryocyte
promonocyte
Myélocyte neutrophile
My. éosinophile
My. basophile
G-CSF
M-CSF
EPO
TPO
lymphocyte B
lymphocyte T
CFU-L Progéniteur T et B IL7
LES FACTEURS DE CROISSANCE RESTREINTS
granulocyte
neutrophile
granulocyte
éosinophile
basophile
lymphocyte B
Monocyte
plaquettes
lymphocyte T
CFU-L
hématies
CFU-GEMM
CFU-MK
CFU-GM
CFU-Eo
CFU-B
CFU-E
CFU-G
CFU-M
mégacaryocyte
promonocyte
Myéloïde neutrophile
My. éosinophile
My. basophile
BFU-E
érythroblaste
Le contrôle génique de l’hématopoièse
des facteurs de transcription hématopoïétiques régulant l’engagment des
cellules dans un lignage
PU-1
IKAROS
c-myb
GATA-1
SCL
CEBP-
FOG-1
PU-1
GATA-1
FOG-1
NFE2
GATA-3
PAX5
REGULATION DE L’HEMATOPOIESE En situation physiologique : équilibre quantitatif et qualitatif entre la formation et la destruction des cellules sanguines
Micro-environnement médullaire
Cytokines : facteurs solubles secrétés par des cellules pour agir sur elles-mêmes ou sur d’autres cellules voisines
Facteurs de croissance : Granulopoïèse : G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) et GM-CSF Erythropoïèse : érythropoïétine (EPO) hormone glycoprotéique, secrétée par le rein synthèse augmentée en réponse à l’hypoxie Thrombocytopoïèse : thrombopoïétine (TPO)
LES CELLULES NORMALES DU SANG
Les globules blancs ou leucocytes Les polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophiles Les lymphocytes (T, B, NK) Les monocytes Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes Les plaquettes ou thrombocytes
Résultats pathologiques à transmettre en urgence
FONCTION DU SANG
Transport: o Nutriments, oxygène et régulateurs du métabolisme vers les tissus o Déchets vers les systèmes d’évacuation (rein, poumon, intestin…) Défense Capacité de coagulation Régulation thermique Equilibre acidobasique
Les polynucléaires neutrophiles
N : 1,8 à 7,5 G/L chez l’adulte Durée de vie : 24 heures Taille : 15 à 20 µm Rôles : défense antibactérienne phagocytose bactéricidie
Granulations : peroxydase, enzymes hydrolytiques Dans le sang : en migration vers un site infectieux Principales variations : infections bactériennes, sd inflammatoires, corticoïdes, … envahissement médullaire, chimiothérapies, …
N : 0,04 à 0,08 G/L Taille : 15 à 20 µm Rôles : * défense antiparasitaire * inhibiteurs des processus anaphylactiques (allergiques)
Principales variations : parasitoses, allergie, sd myéloprolifératifs, …
Les polynucléaires éosinophiles
N : < 0,2 G/L Taille : 12 à 15 µm Rôles : régulation de l’inflammation
Libération de substances (histamine, sérotonine, héparine) qui augmentent la perméabilité vasculaire au niveau des sites d’action antigénique
Principales variations : sd myéloprolifératif
Les polynucléaires basophiles
LA LYMPHOPOIESE
2 étapes 1 – Avant d’avoir rencontré l’antigène : 1) Moelle osseuse 2) Moelle osseuse pour les LB (bone marrow) Thymus pour les LT Réarrangement des gènes des récepteurs à l’antigène Elimination des réactifs autoréactifs (rôle du complexe majeur d’histocompatibilité) 3) Passage dans les organes lymphoïdes secondaires de lymphocytes « naïfs » 2- Après avoir rencontré l’antigène : augmentation de l’affinité pour la cible par modification des récepteurs à l’antigène (ganglions)
N : 1 à 4 G/L chez l’adulte Taille : 8 à 20 µm Différents types de lymphocytes B, T, NK non non différenciables morphologiquement Rôles : défense immunitaire
Innée de contact: ex: NK
Adaptative: – Humorale par les lymphocytes B – Cellulaire par les lymphocytes T CD8 cytotoxiques
Les lymphocytes (1)
Les lymphocytes (2)
Rôle de coordination: – LymphocytesT CD4 auxillaires++
Principales variations :
infections virales, sd lymphoprolifératifs, … déficit immunitaires constitutionnels ou acquis (VIH), …
Les monocytes/macrophages
N : 0,2 à 1 G/L chez l’adulte Taille : 15 à 22 µ Fonctions: - Phagocytose +++ présentation de l’Ag
- Rôle dans la régulation de l’hématopoïèse * production de facteurs de croissance * recyclage du fer - Rôle dans l’inflammation Libération de médiateurs de l’inflammation
Principales variations : sd inflammatoire, infection, leucémie, …
Les Globules Rouges et Réticulocytes
N : H : 4,5 à 5,8 T/L – F : 3,8 à 5,4 T/L Durée de vie : 120 jours Taille : 7 µm, anucléés Disque Biconcave Rôle : fixent, transportent puis libèrent l’oxygène et le gaz carbonique (l’Hb+++)
- l’oxygène (O2) des poumons vers les tissus - du C02 produit par le métabolisme des tissus vers les poumons
Les Globules Rouges et Réticulocytes
Hémoglobine Pigment coloré qui donne la couleur rouge aux hématies Structure : 4 sous-unités identiques 2 à 2 (tétramère) Chaque sous unité constituée par 1 molécule d’hème : porphyrine liée à 1 atome de Fe2+ 1 chaîne de globine (protéine)
Les Globules Rouges et Réticulocytes
Réticulocyte = Jeune globule rouge venant de sortir de la moelle osseuse Durée de vie: 24 à 72h avant de devenir un GR Cellule anucléée
Contient de l’ARNm, ribosomes (N : 20 à 80 G/L)
Coloration au bleu de crésyl
L’hématocrite et le calcul des constantes érythrocytaires
Hématocrite : (%) Représente le volume occupé par les GR dans le sang total Volume globulaire moyen : (fL)
VGM = Hte / nb GR Représente la « taille » de l’hématie Concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine : CCMH = Hb / Hte (%) Teneur globulaire moyenne en hémoglobine : (pg) TGMH = Hb / nb GR Représentent le « contenu » en hémoglobine
Rôle du Fer et des vitamines B12 et B9
Fer : - rôle dans la synthèse de l’hémoglobine hémoglobine = hème (1 atome de fer par molécule) + globine (4 chaînes polypeptidiques)
- provient de l’alimentation + recyclé après la mort des GR - absorption intestinale finement régulée Vitamine B12 et folates : - rôle dans la synthèse de l’ADN - proviennent de l’alimentation - absorption dans l’estomac ! D’où des anémies en cas de carence en fer, en vitamine B12 ou en folates
LES PLAQUETTES N : 150 à 400 G/L chez l’adulte Taille : 2 à 5 µm, anucléées Durée de vie : 7 à 10 jours
Rôles : Hémostase primaire (coagulation) +++ s’agrègent pour fermer les brèches vasculaires => action mécanique => libération de facteurs procoagulants Principales variations : ! Amas => fausse thrombopénie envahissement médullaire, maladie auto-immune, CIVD, infections virales, médicaments, chimio, … sd inflammatoire, sd myéloprolifératif, …
L ’HEMOGRAMME (1)
= Numération - Formule sanguine (NFS) + Plaquettes (NFP) Définition : analyse quantitative (dénombrement) et qualitative (aspect morphologique) des cellules sanguines
L ’HEMOGRAMME (2)
Indications : Intérêt général dans toutes les spécialités médicales et chirurgicales = test d ’orientation, de dépistage, de surveillance Ex. : fièvre : infection ? fatigue : anémie ? opération chirurgicale : risque hémorragique ? Intérêt majeur dans le diagnostic des maladies hématologiques (des organes hématopoïétiques : moelle osseuse, ganglions, rate) = test de diagnostic Ex. : leucémies, lymphomes
L ’HEMOGRAMME (3) Réalisation : prélèvement veineux ou capillaire (pédiatrie) sur anticoagulant (EDTA = bouchon violet) Si KT : bien purger Agitation douce Impossible sur un prélèvement coagulé (résultats faux) Analyse par automate +/- frottis sanguin observé au microscope après coloration (May-Grünwald Giemsa) Normes : Quelques pièges à éviter
variables selon l’âge et le sexe pour la formule leucocytaire : tenir compte des valeurs absolues et se méfier des pourcentages plusieurs systèmes d’unités petites variations selon les laboratoires
NORMES DE L ’HEMOGRAMME
M/mm3
m/mm3
m/mm3
http://www.med.univ-angers.fr/discipline/lab_hema/page2g.html
Unités internationales Unités
courantes
Ex. : 10% de PN - 30 000 GB => 3 000 PN = normal - 3 000 GB => 300 PN = neutropénie
1,0 à 4,0
40–70 % < 5% < 1% 20-40% 2-10%
Adultes
Calcul de la valeur absolue à partir du nombre de GB et du pourcentage
LES VALEURS DE L’HEMOGRAMME A TRANSMETTRE EN URGENCE
A adapter à chaque service Anémie profonde : Hb < 7 g/dL ou plus si mal toléré Risque de retentissement cardiaque Thrombopénie sévère : Plaquettes < 20 000 /mm3 Risque hémorragique => ne pas faire de geste invasif Neutropénie sévère : PN < 500 / mm3 Risque infectieux => isoler le patient
LES ANOMALIES DE L ’HEMOGRAMME
Les anomalies QUANTITATIVES = anomalies de nombre « trop ou trop peu » Les anomalies QUALITATIVES = anomalies morphologiques des cellules normalement présentes dans le sang + présence dans le sang de cellules normalement absentes (cellules de la moelle osseuse) + les 2 anomalies
des globules blancs des globules rouges des plaquettes
LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (1)
Diminution du nombre de cellules = CYTOPENIE 1 lignée : cytopénie 2 lignées : bicytopénie PN, GR, plaquettes 3 lignées : pancytopénie
Mécanisme de la cytopénie : défaut de production par la moelle osseuse = origine centrale
ex. : envahissement médullaire : leucémie
production normale mais destruction dans le sang = origine périphérique ex. : anémie hémolytique auto-immune
LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (2)
Diminution Augmentation
Leucocytes leucopénie hyperleucocytose P.neutrophiles neutropénie polynucléose agranulocytose (neutrophile) P. éosinophiles éosinopénie hyperéosinophilie P. basophiles - basophilie Lymphocytes lymphopénie hyperlymphocytose Monocytes monocytopénie monocytose
LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (3)
Diminution Augmentation
Hémoglobine-GR anémie polyglobulie VGM microcytose macrocytose CCMH hypochromie - Réticulocytes normaux ou si anémie arégénérative régénérative Plaquettes thrombopénie thrombocytose
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (1)
Anomalies morphologiques des leucocytes : Ex. : - Polynucléaires anormaux : myélodysplasie - Lymphocytes anormaux : lymphomes, infections virales (syndromes mononucléosiques), …
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (2)
Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. 1 : Blastes : leucémie aiguë
LAL LAM
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (3)
Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. 2 : Précurseurs granuleux = myélémie : grandes infections, régénération, leucémies, … Ex. 3 : Plasmocytes : infections virales, leucémies à plasmocytes
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES GLOBULES ROUGES (1)
Hématie « en poire » Hématies impaludées
Anisocytose Hématies falciformes
Anomalies morphologiques des hématies : quelques exemples
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES GLOBULES ROUGES (2)
Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. : Erythroblastes : grandes hémolyses, …
Anomalies morphologiques des plaquettes : Ex. : macroplaquettes : myélodysplasie, sd myéloprolifératif Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. : mégacaryocyte : myélodysplasie, sd myéloprolifératif
LES ANOMALIES QUALITATIVES DES PLAQUETTES
LES EXAMENS COMPLEMENTAIRES
Dosages vitaminiques (B12 et B9) et bilan martial (fer, ferritine, transferrine) Recherche d’anticorps anti-GR (test de Coombs) ou anti-plaquettes Sérologies virales Pour les hémopathies malignes : Myélogramme et biopsie ostéo-médullaire Immunophénotypage des cellules sanguines Etudes génétiques (cytogénétique et biologie moléculaire)
POINTS A RETENIR (1)
Sang = Composé de plasma + cellules sanguines Cellules sanguines = GR, plaquettes et leucocytes – Les GR et les plaquettes sont des cellules anucléées – Différents sous-types de leucocytes Hématopoïèse=Production dans la moelle osseuse
POINTS A RETENIR (2)
– Les cellules souches hématopoïétiques sont: – à l’origine de toutes les cellules sanguines, – 3 propriétés essentielles : autorenouvellement, différenciation et totipotence 2 compartiments distincts: – Myéloïde (érythropoïèse, granulopoïèse, monocytopoïèse, mégacaryopoïèse) – Lymphoïde (lymphopoïèse)
