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Le SANG Medecins 1ère année

Le SANG - unifr.ch · - 90% Glycolyse anaérobie: Formation ATP, NADH, 2,3BPG (shunt de Rapoport) ... – Function unkown apart from its role in anchoring the cytoskeleton. ... Quand

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Le SANG Medecins 1ère année

BIOCHIMIE DU SANG 1.  Métabolisme de l’erythrocyte 2.  Production et élimination d’éléments

cellulaires 3.  Metabolisme et Transport du Fe 4.  Composants du Plasma (structure &

fonction)

Érythrocyte •  Globule rouge ou hématie •  Disque biconcave, anucléé •  Hémoglobine (97%) •  Transporte 20% du gaz carbonique •  Grande surface/volume •  Production d’ATP par voie anaérobie •  Pas de mitochondries

1- STRUCTURE ET METABOLISME

1.1 Généralités

•  Disque biconcave Ø moyen 7,5 µm, épaisseur 2 µm, surface 145 µm2

•  Cellule anucléée, contenu eau 70%, Hb 25%, protéines, enzymes, ions

•  Acidophile

• Durée de vie limitée 120 j, car absence de renouvellement enzymatique

1- STRUCTURE ET METABOLISME

1.2 Membrane érythrocytaire

•  essentielle dans maintien de sa forme et assurant la déformabilité (plasticité), ce qui permet le passage de capillaire de Ø < au sien

• Plasticité du GR: rapport S/V favorable, constitution mb

• viscosité interne en relation avec quantité et qualité de Hb

• Lors de pathologies =>dysfonction de la membrane ou de Hb:

=> Hyper-Hémolyse car GR moins déformables

•  Double couche Phospholipidique

1.2 Membrane érythrocytaire

• Échanges transmembranaire: nombreux transports transmembranaires.

-apport substrats énergétiques (glucose)

-fonctionnement des systèmes enzymatiques

-maintien des [ions] intraglobulaires

-pompe ATPase Na+/K+ Mg2+ dépendante

-pompe ATPase Ca2+Mg2+ dépendante

-pompe HCO3-/Cl-

1.3 Métabolisme érythrocytaire

•  Fonctions du GR: transport O2 et CO2

•  Maintien intégrité de la membrane et de l’Hb, contre oxydation et hyper-hydratation

• Systèmes protecteurs nécessitent de l’énergie

• Métabolisme du Glucose:

- 90% Glycolyse anaérobie: Formation ATP, NADH, 2,3BPG (shunt de Rapoport)

- 10% voie des pentoses: formation NADPH

Glucose

Glucose 6 Phosphate

Glycolyse anaérobie Voie des pentoses Phosphates

Trioses Phosphates

NADPH

NADPH +H+

Glutathion oxydé

2 Glutathions réduits

R-O-OH

R-OH + H20

NAD

NADH + H+

ATP

ADP + P

Pyruvate

Lactate

ENERGIE

Maintien de l’Hème à l’état fonctionnel Fe2+

Maintien de la forme biconcave

Renouvellement lipides membranaires

Pompes cationiques

Protection contre les oxydants

2 3

Métabolisme du Glucose érythrocytaire

G6PDH

•  Utilisation:

- ATP: pompes ATPases, renouvellement lipides mb

- 2,3 bis-Phospho-Glycérate (BPG): effecteur allostérique de Hb, qui diminue son affinité pour O2

- NADPH: coenzyme de glutathion réductase, régénération du Glutathion γGlu-Cys-Gly (GSH)

2 G-SH + R-O-OH G-S-S-G + H2O + R-OH

Glutathion peroxydase

G-S-S-G + NADPH,H+ 2 G-SH + NADP+

Glutathion réductase

- NADH: coenzyme de Methémoglobine réductase

MetHb (Fe3+) + NADH,H+ Hb(Fe2+) + NAD+

MetHb réductase

•  Lipides 40%, Protéines 52%, Glucides 8%

• Lipides: 70% PhosphoLipides , 30% Cholestérol

-Feuillet interne: riche en phosphatidylsérine et phosphatidyléthanolamine

-Feuillet externe: riche en phosphatidylcholine et sphingomyéline

- Protéines extrinsèques: constituent le cytosquelette sous membrane,

- ce réseau de protéines est rattaché à la mb par une protéine d’ancrage :

ankyrine

Actine

Protéine bande 4.1

Spectrine

Protéine bande 4.2

• Protéines: les interactions entre protéines trans-membranaires et protéines extrinsèques du cytosquelette permettent le maintien de l’intégrité structurale

-Protéines transmembranaires:

protéine bande 3: transporteur anions HCO3-/Cl-

les glycophorines (sialoglycoprotéines): porteurs de charges négatives

Spectrin tetramers linked together by actin filaments Spectrin tetramers

linked to band 4.1 protein by actin filaments

Deformable protein matrix that allows red cell to withstand physical stress

Les Proteines de la membrane sont solubilisées par le sodium dodecyl sulphate (SDS) et séparatées selon leur taille par SDS-PAGE.

IDENTIFICATION de PROTEINES

Major plasma membrane proteins of the Red Blood Cell

•  Spectrin (peripheral protein on cytosolic surface) •  Ankyrin attaches spectrin (& the cytoskeleton) to

the inner surface to the red cell plasma membrane

•  Glycophorin also attaches the cytoskeleton to the red cell plasma membrane

Ankyrin binds to spectrin and to the cytosolic domain of band 3 protein, a transmembrane protein

Spectrin also attached to band 4.1 protein, which is in turn anchored to the membrane by association with the cytosolic domain of glycophorin, a transmembrane protein

Spectrin, actin, ankyrin et band 4.1 sont des proteines membranaires peripheriques

Band 3 et glycophorin sont des proteines membranaires integrales (transmembranaires)

Functions of Integral Red Cell plasma membrane proteins

•  Glycophorin –  Function unkown apart from its role in anchoring the cytoskeleton.

–  major sialoglycoprotein of the human erythrocyte membrane.

–  It consists of at least two sialoglycopeptides and is composed of 60% carbohydrate including sialic acid and 40% protein.

–  involved in a number of different biological activities including the binding of influenza viruses, kidney bean phytohemagglutinin, and wheat germ agglutinin.

Functions of Integral Red Cell plasma membrane proteins

•  Glycophorin

Functions of Integral Red Cell plasma membrane proteins

•  Glycophorin •  The structure of the

transmembrane dimer of glycophorin A

•  Close approach of trans-membrane helices in membrane proteins.

•  Glycophorin A has a well characterized GxxxG motif.

•  The two glycines in this motif (Gly79 and Gly83) pack closely in the helix interface and allow interhelical hydrogen bonding of Thr87

Functions of Integral Red Cell plasma membrane proteins

•  Glycophorin

Functions of Red Cell plasma membrane proteins

•  Band 3 protein –  Multipass transmembrane protein (12 TM domains) –  Takes its name from its position relative to other

proteins on SDS-polyacrylamide gels

Les Proteines de la membrane sont solubilisées par le sodium dodecyl sulphate (SDS) et séparatées selon leur taille par SDS-PAGE.

IDENTIFICATION de PROTEINES

Function of Band 3 Protein •  Catalyzes the coupled transport of anions

–  Red blood cells carry oxygen from the lungs to tissues •  Also carry CO2 from tissues to the lungs (herein is the role of Band 3

protein)

–  CO2 only sparingly soluble in water, hence carried as bicarbonate (HCO3

-)

H20 + CO2 ↔ HCO3- + H+

–  Band 3 protein transports HCO3- across the membrane in

exchange for Cl- •  By making the cell membrane permeable to HCO3

-, Band 3 protein increases the amount of CO2 the red blood cell can carry.

Groupe A

Carbohydrates sont surtout présents à la surface externe de la membrane de l’erythrocyte

Associés aux antigènes spécifiques de groupes sanguins: ABH & Lewis.

A gene product (A transferase)

Gal Glc Gal GlcNAc

Red cell membrane Type 2 precursor Note: 1→4 linkage

band 3 1

2 3

4

Fuc

1

2 3

4

GalNAc

Donor nucleotide (UDP-GalNAc)

Acceptor sugar (Galactose)

Specific 1→3 linkage

Antigène du groupe A

BIOCHIMIE DU SANG 1.  Métabolisme de l’érythrocyte

Hémoglobine 2.  Production et élimination d’éléments

cellulaires 3.  Metabolisme et Transport du Fe 4.  Composants du Plasma (structure &

fonction)

L’hémoglobine

O2

O2 O2

O2 O2 Fe Fe

Fe Fe

Fe Fe

Fe Fe

CO2

NHCOO-

HCO3-

NHCOO-

CO2

O2

Poumons

Les autres formes de l’hémoglobine

Méthémoglobine Hémoglobine

Oxyhémoglobine

Carboxyhémoglobine

Fe+++

Fe++

Fe++

O2

CO

Fe++

A) Généralités

L’Hb fait partie de la superfamille des globines. L’hémoglobine est un tétramère composé de 4 chaînes appelées

globines : 2 chaînes α (141 AA) 2 chaînes β (146 AA)

Chaque chaîne s’organise en hélices α et comportent un hème.

Hème : composé de protoporphyrine IX et d’un atome de Fe.

Structure

Structure 1) Gènes

Les gènes de l’Hb sont situés sur les chromosomes 16 (α) et 11 (β).

2) Structure Les AA chargés sont disposés en surface. Une crypte apolaire renferme l’hème et le site de liaison a l’O2

La structure primaire de chaque chaîne de globine forme 8 segments hélicoïdaux notés de A à H, et les histidines E7 et F8 interviennent dans la liaison de l’hème

La structure primaire de chaque chaîne de globine forme 8 segments hélicoïdaux notés de A à H, et les histidines E7 et F8 interviennent dans la liaison de l’hème

Structure Les interactions entre les AA des différentes chaînes se

font par des liaisons hydrophobes. Il existe aussi deux liaisons covalentes et quelques liaisons ioniques.

Chaque sous-unité est composé de 8 hélices α.

Repérage des hélices par des lettres: A:Bleu E: Jaune B: Bleu ciel F: Orangé C: Vert G: Rose D: Vert pale H: Rouge (sauf α)

Chaine β Chaine α

La myoglobine

Histidine F8

Histidine E7

α2

α1 ß1

ß2

Chaînes de Globine de l’hémoglobine adulte alpha (α) beta (β) gamma (γ) delta (δ).

Hb A: α2β2 Hb F: α2γ2 Hb A2: α2δ2

La chaîne alpha est commune aux 3 types de Hb adultes Chaînes alpha: 141 AA Chaînes non-alpha chains: 146 AA.

Synthèse de la chaine α: provient de 2 α genes, α1 et α2, sur chromosome 16. Les chaînes β & δ: proviennent d’un seul gene sur chromosome 11. Chaine γ: dirigée par 2 genes, γG & γA, sur le chromosome 11.

Hémoglobines

•  synthèse du stade CFU-E tardive au stade réticulocyte

•  Structure: chromoprotéine porphyrinique, 4 sous-unités identiques 2 à 2

•  1 sous-unité: 1 chaîne protéique de globine + un groupement Hème contenant un atome de Fe2+

•  Structure et synthèse de la globine:

•  chaîne α ( α, ou embryonnaire ζ ) et chaînes non α ( β, δ, ε, γ )

• la composition de chaque hémoglobine est variable mais toujours 2 chaînes α et 2 chaînes non α

•  Vie embryonnaire: Hb Gower 1 (ζ2 ε2), Gower 2 (α2 ε2), Portland (ζ2 γ2)

•  Vie fœtale: Hb F (α2 γ2)

• Après 6 mois et adulte: Hb A (α2 β2) à 98%, Hb A2 (α2 δ2) 2%

Hb F à l’état de traces

•  globines: synthèse classique des protéines

chaînes α 141 aa, et gènes α situés sur chr 16

chaînes non α 146 aa, et gènes non α situés sur chr 11

Les différentes hémoglobines au cours de l'embryogenèse

ε ζ

γ

β α

12s 24s N 3m 6m 12m 18m

Foie Rate Moelle

δ

HbF

Les différentes hémoglobines au cours de l'embryogenèse

Foie Rate Moelle

L’hème L’hème est composé de la protoporphyrine IX (4 noyaux pyroliques)

et d’un atome de fer ferreux Fe 2+. Il permet la liaison de l’02 par l’intermédiaire de son atome de fer L’hème est intégré à la globine pour former l’hémoglobine

Fe

R1

R1

R1

R1

R2

R2 R3

R3

N

N

N N

N NH

CH2 | H3

+N – CH – COO–

O = O:

R1 : – CH3 méthyl R2 : – CH = CH2 vinyl R3 : – (CH2) 2– COOH propionate

His 63 ou F8

L’hème Liaisons de l’hème dans l’hémoglobine :

Fe

R1

R1

R1

R1

R2

R2 R3

R3

N

N

N N

N NH

CH2 | H3

+N – CH – COO–

O = O:

His 63 ou F8

  Le fer se lie aux noyaux pyroliques grâce à des N par des liaisons covalentes (vraies ou datives)

  L’hème se lie à la globine par une liaison covalente entre l’His F8 et le fer.

 L’O2 se fixera sur le fer par une liaison dative

L’hème Synthèse

Cette synthèse débute dans la mitochondrie, se poursuit dans le cytosol et s’achève dans la mitochondrie (3 dernières étapes).

Gly+Succinyl CoA Acide δaminolévulinique Protoporphyrine IX

Fer+Protoporphyrine IX

Hème + globine

Hémoglobine

ALAsynthase

Ferrochélatase

Transcription Traduction

Fe

Fer+transferrine

Récepteur à la transferrine

Fonctions Lorsque l‘Hb est sous forme deoxygénée (sans O2), le fer est

décalé par rapport au plan de la protoporphyrine. Quand l’Hb est sous forme oxygénée, le fer se retrouve dans

le plan de la P IX.

N N

N N

R1 R1

R2R2

R3

R2 R3

R2

Fe

N

O

NHN

OO

R1: (CH2)2-COOH

R2: CH3

R3: CH=CH2

His63 (F8)

N

N

N

N

O O

H F

H F

Désoxyhemoglobine

Oxyhemoglobine

15°

N

N

N

N

C

C

C

C

Asp94 His146

Arg141 Asp126 Lys40

Lys40 Asp126 Arg141

His146 Asp94

ß

α

SH

ASP FG1

HIS C3

LYS C5

TYR

VAL FG5

HIS F8

CYS F9

LYS H1

SH

ASP FG1

HIS C3

LYS C5

TYR

VAL FG5

HIS F8 CYS F9

LYS HC1

Relaxed state Tense state

concerté

concerté

T R

S

S S

S S

S S

S S

S

S

S S

S S

S S

S S

S

S

S S

S S

S

Relation structure/fonction

Rôles de l’hémoglobine A/ Transport de l’oxygène

Équation de Hill (PO2/P50)n = SO2 / (100-SO2)

Avec n = coefficient de Hill, qui varie avec la pCO2, la pO2, le pH et la température

Cette équation permet de déterminer la Saturation en 02 des hématies en fonction des conditions du milieu.

Myoglobine

Hémoglobine Sat02

Pression 02 (mmHg)

100%

50%

P50 Courbes de saturation

La P50O2 (pression partielle de O2 à laquelle Hb est demi-saturée) dans sang normal: 27 mmHg.

augmentation de l’affinité pour O2, la courbe est déplacée à gauche: P50 diminue

diminution de l’affinité pour O2, la courbe est déplacée à droite: P50 augmente

Normallement, les échanges de O2 exchange operent entre 95% saturation (sang arteriel) avec tension arterielle O2 de 95 mmHg et 70% saturation (sang veineux) avec tension veineuse moyenne O2 de 40 mmHg.

Myoglobine

Hémoglobine Sat02

Pression 02 (mmHg)

100%

50%

P50

Hb Fœtale α2ε2

Hb Maternelle α2β2

pO2

Saturation

Hb fœtale - Hb maternelle

Rôles de l’hémoglobine B/ Transport d’autres molécules par l’Hb

1) le monoxyde de carbone (« carboxyHb »): CO •  affinité pour l'hème qui est 200-300 fois supérieure par rapport à

l'oxygène. •  Déplace la courbe d’affinité de l’Hb pour l’O2

(=> saturable seulement à pO2 très élevée, ca. 120mmHg) •  Déplaçable par un milieu 95%O2/5%CO2 •  se lie aussi sur myoglobine

Rôles de l’hémoglobine B/ Transport d’autres molécules par l’Hb

2) Le dioxyde de carbone (« carbaminoHb »): CO2 Hb ayant lié du CO2 sur un acide α-aminé N-terminal d'une chaîne β, =>

favorise la forme T de l’Hb.

CO2

CO2 Hb - O2 carbamino

Hb

O2

H3O+

H3O+ Hb - O2 Hb – H+ O2

CO2

HCO3– + H3O+

CO2 + H2O

H2CO3

Cl–

hématie

Rôles de l’hémoglobine B/ Transport d’autres molécules par l’Hb

3) le monoxyde d’azote (NO) molécule vasodilatatrice qui a une forte affinité pour l’Hb, ca. 8000 fois

supérieure à celle de l’O2.

Le NO augmente l’effet Bohr.

O2 O2

O2 O2

O2 O2

O2 O2

4 O2 4 O2

NO

NO

-Cys-NO

XSNO +4 O2

poumon

NO

poumon

Rôles de l’hémoglobine C) Mécanismes de régulation du transport de l’O2

1) Effet Haldane L’Hb a une affinité plus faible pour l’O2 quand les concentrations

en CO2 augmentent.

SatCO2

PCO2

tissus

poumons

Effet Haldane

tissus

poumons

SatO2

PO2

Effet Bohr

Effet Haldane:

L’oxygénation modifie l’affinité de l’Hb pour: - H+

- CO2

Sat CO2

pCO2

Poumon Tissus

dOHb

O2Hb

C) Mécanismes de régulation du transport de l’O2 2) Effet Bohr:

Une baisse de pH diminue l’affinité de l’Hb pour l’O2. L’affinité de l’Hb pour l’O2 diminue proportionnellement à la baisse du pH

Sat O2

pO2 (mmHg) Tissus Poumon

pH=7,6

pH=7,4

pH=7,2

Rôles de l’hémoglobine C) Mécanismes de régulation du transport de l’O2

3) Régulation par le 2-3 biphosphoglycérate (2,3-BPG) Différent du 1-3 BPG (molécule riche en énergie)

-affinité préférentielle pour la désoxyhémoglobine -favorise la forme T du tétramère diminuant

ainsi l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène en formant une sorte de liaison entre les chaînes β. - potentialise l'effet Bohr

O O-

C

C

C

H

H

H O

O

PO3-

PO3-

C

H

2

O

P

O

O

O

O

O

C

H

O

P

O

O

O

N

H

3

+

N

H

3

+

ß1

ß2

Lys 82 His 143

His 2

His 2

His 143

Lys 82

NH3+

NH3+

Le 2-3 BPG se fixe dans une cavité au centre du tétramère entre les sous-unités β

Rôles de l’hémoglobine Le 2-3 BPG reste lié à l’Hb une fois fixé dessus. L’hypoxie et l’alcalose entraîne une augmentation de la

synthèse de 2-3 BPG.

4) Compensation d’un déséquilibre ionique

H+ 2-3 BPG

Acidose aiguë Normal

Acidose chronique

Alcalose aiguë

Normal

Alcalose chronique

La courbe normale de saturation depend de la concentration de 2,3-DPG, ions H+ et CO2 de l’érythrocyte et de la structure de Hb.

De hautes concentrations de 2,3-DPG, H+ or CO2, et presence de certaines haemoglobins (HbS), déplacent la courbe vers la droite

Ceci facilite la libération de l’oxygène de l’érythrocyte.

HbF (incapable de lier 2,3-DPG) & quelques rares Hb anormales (polycythaemies) déplacent la courbe vers la gauche et libèrent ainsi plus facilement O2

La courbe normale de saturation depend de la concentration de 2,3-DPG, ions H+ et CO2 de l’érythrocyte et de la structure de Hb.

De hautes concentrations de 2,3-DPG, H+ or CO2, et presence de certaines haemoglobins (HbS), déplacent la courbe vers la droite

Ceci facilite la libération de l’oxygène de l’érythrocyte.

HbF (incapable de lier 2,3-DPG) & quelques rares Hb anormales (polycythaemies) déplacent la courbe vers la gauche et libèrent ainsi plus facilement O2

Adaptation à l’Altitude

Métabolisme de l’Erythrocyte voie de Embden-Meyerhof (EMP)

•  Glucose => lactate •  produit 2 ATP •  ATP nécessaire pour maintenir la balance osmotique •  genère NADH nécessaire pour la methaemoglobin

reductase

Métabolisme de l’Erythrocyte shunt de Luebering-Rapoport (=shunt de la voie de Emden-Meyerhoff)

•  => 2,3-DPG (2-3 diphophosgylcérate) •  Change l’affinité de Hb pour O2

2,3-Diphosphoglycerate (2,3-DPG)

mutase

Phosphatase

Luebering-Rapoport shunt

génère NADPH nécesssaire pour GSH-reductase

•  deficience en G6PD est généralement asymptomatique.

Lors de stress oxydant le GR est souvent en forme de spherocytes, schistocytes, and cellules à "blister” - présente des corpuscules de Heinz (Heinz bodies, Hb dénaturée) éliminés par la rate.

•  test enzymatique de G6PD montre un taux élevé dans les reticulocytes et jeunes erythrocytes, qui diminue dans les vieux GR.

•  Lors d’hemolysis, cellules vieilles sont detruites. De ce fait, l’hemolyse est habituellement limitée.

Glucose-6-phosphate Deshydrogénase

Pyruvate kinase

•  Deficience de Pyruvate kinase = maladie autosomale recessive

•  cause de polychromasie, anisocytose, poikilocytose.

•  Basse de formation d’ATP provoque rigidité de la membrane du GR, => hémolyse.

•  Symptomes habituellement mineurs, car l’augmentation de 2,3-DPG provoque un faible déplacement de la courbe de dissociation.

•  Personnes homozygotes avec déficience de PK => anemie sevère, souvent découverte dans l’enfance. Splenomegalie, cholelithiase et jaunnisse sont frequents.

Pathologies de Hb

Anémies Thalassémies

Drépanocytose Polyglobulies

Anemies

anemies hémolytiques

  Thalassemie   anemie Sickle-cell   déficience d’Enzyme  anemie hemolytique autoimmune  anémie microangiopathique (TTP)   Malaria

Anemia   deficience d’Enzymes :

Glucose 6-Phosphogluconate

Pyruvate

G-6PD

Pyruvate kinase

Hemolyse: aigue – dommages oxydatifs

(deficience de G-6PD) ou chronique (deficience de PK)

Anemies   anemie hemolytique autoimmune :

- Anticorps contre erythrocytes - Etiologie: idiopathique (primaire), maladie lymphoproliferative, troubles autoimmunes systemiques (SLE), médicaments, infections (viral; bacterial) - Diagnostique: test antiglobuline direct - Therapie: steroides

C/ Anémies mégaloblastiques par carence vitaminique Folates et/ou B12

• Carence en vit B12:

-troubles de l’absorption (gastrectomie, anomalie du récepteur iléal du Facteur Intrinsèque, lésions inflammatoires intestinales ou pancréatiques)

Maladie de Biermer: MAI avec Auto Ac anti FI

-rarement une carence par apport insuffisant

• Carence en folates:

-très souvent insuffisance d’apport lors accroissement des besoins (grossesse, hémolyse, hémorragie, infections), ou malnutrition

-troubles de l’absorption (maladies inflammatoires intestinales, résection,…)

-défaut d’utilisation des folates: alcoolisme, médicaments antifoliques

Signes cliniques habituels de l'anémie, mais d'installation très progressive (plusieurs mois), associés à glossite, diarrhées, stérilité, et un syndrome neurologique si carence en vit. B12.

Anemie Absorption de Vitamin B12 :

Absorption diminuée: - pas de facteur intrinsèque (anemie pernicieuse) - pas d’absorption sur ileum terminal - croissance bacterienne importante

Vitamin B12 Intrinsic factor

Absorption

Stomach

Terminal ileum

Anemie anemie pernicieuse :

- maladie autoimmune - implication hématologique et neurologique - traitement à l’acide folique corrige l’anémie,mais pas les troubles neurologiques

B-Anémies hémolytiques non corpusculaires: maladies acquises, hémolyse induite par agression externe

B.1-Anémies hémolytiques d’origine immunologique

-post-transfusionnelles, MHNN, par incompatibilité

-AHAI: Auto-Ac (« chauds ou froids ») anti-Ag de gps sanguins apparaissant ds infections virales,MAI,médicaments, tumeurs…

-AH immuno-allergiques origine médicamenteuse

B.2-Anémies hémolytiques d’origine toxique: médicaments, venins, champignons, dérivés benzéniques, arsenic, PLOMB Saturnisme: Pb conduit à inhibition ALA synthétase et Héme synthétase, accumulation ALA ds sang et urines. Diminution capacité fixation du fer, troubles de maturation des réticulocytes

B.3-Anémies hémolytiques d’origine infectieuse: C.perfringens, Plasmodium

B.4-Anémies hémolytiques d’origine mécanique: destruction intra-vasculaire, présence de schizocytes, cas des prothèses valvulaires cardiaques, ou microangiopathies (vaisseaux altérés) de HTA, cancers, purpura thrombotique et thrombocytopénique, et Syndrome hémolytique et urémique de l’enfant

Anémie inflammatoire

Tout syndrome inflammatoire (infectieux, auto-immun) chronique conduit à une séquestration du fer par les macrophages, avec livraison difficile du fer aux érythroblastes

Syndrome anémique peu intense souvent détecté après la cause inflammatoire.

Anémie modérée (Hb entre 9 et 11g/dl) longtemps normocytaire et normochrome puis discrètement microcytaire (rarement VGM < 75fl) et faiblement hypochrome (rarement TCMH < 24pg).

Anémie arégénérative, avec anomalies légères sur frottis.

Souvent Thrombocytose, et Polynucléose neutrophile.

Anémie hyposidérémique (Fer rarement < 300µg/l).

Transferrine faiblement diminuée

Coefficient de Saturation normal à faiblement diminué (rarement < 20%).

Ferritine plasmatique normale, parfois augmentée.

Syndrome biologique inflammatoire : VS augmentée, Protéines plasmatiques de l'inflammation élevées (CRP, Fibrinogène, Haptoglobine …), γglobulines sériques et α2globulines augmentées…

Anemies   Sickle-cell anemie: Drépanocytose (HbS)

mutation du gene β-globine

état héterozygote– protection de la malaria? état homozygous – forme grave: - hémolyse - crises douloureuses - crises respiratoires - priapisme - déficience multiorganes

A.2.2-Anomalies qualitatives constitutionnelles de la structure de la globine

appelées aussi Hémoglobinoses, il existe plus de 400 types d'Hb mutées, toutes n'ayant pas une signification clinique.

La Drépanocytose (HbS)

Maladie constitutionnelle de l'Hb caractérisée par une anomalie de structure de la chaîne β de globine aboutissant à la production d'une hémoglobine anormale l'HbS. C'est la plus fréquente des Hémoglobinopathies.

Population: sujets noirs de l'Afrique centrale et occidentale (40% dans certaines ethnies), Amérique du Nord et du Sud, Antilles. Plus rare chez les sujets blancs du pourtour méditerranéen (Sicile, Grèce, Turquie) et au Moyen Orient, Inde.

Mécanismes génétiques: l'HbS, tétramère α2β2, chaînes β de globine anormales par remplacement de l'acide glutamique n°6 par une valine, résultat d'une mutation d'un codon GAG en GTG. Transmission de mode autosomique récessif.

Conséquence de l'HbS sur l'hématie: modification de la configuration spatiale de l'Hb, et formation de polymères d'Hb en situation de désoxygénation. La polymérisation est responsable d'une déformation du globule rouge en faucille (falciformation) et d'altérations membranaires à l'origine d'une augmentation d'activité procoagulante. et d'une déshydratation cellulaire par déséquilibre des perméabilités au Na+/K+.

Drépanocytose (HbS)

Drépanocytose (HbS)

Drépanocytose (HbS)

Erythrocytes d’Anemies S

OXY-STATE DEOXY-STATE

•  Deoxygenation de erythrocytes SS entraîne une polymerisation intracellulaire de l’hémoglobine, avec changements de la morphologie de la cellule cell

Drépanocytose (HbS)

Deoxyhemoglobin S Polymer Structure A) Deoxyhemoglobin S 14-stranded polymer (electron micrograph)

D) Charge and size prevent 6β Glu from binding.

C) Hydrophobic pocket for 6β Val

B) Paired strands of deoxyhemoglobin S (crystal structure)

Dykes, Nature 1978; JMB 1979 Crepeau, PNAS 1981 Wishner, JMB 1975

Drépanocytose (HbS)

Drépanocytose homozygote HbS/HbS Diagnostic vers 6 mois-1an quand HbF disparaît: l'HbF inhibe la polymérisation de l'HbS dans le GR, et chez les drépanocytaires le taux d'HbF à 2-3 mois peut être augmenté jusqu'à 40%.

Anémie ± sévère (7-9 g/dl) normochrome normocytaire, très régénérative.

Anomalies sur frottis : poïkylocytose, quelques drépanocytes spontanés, corps de Jolly, érythroblastose. Hyperleucocytose (15-20.103 /mm3avec polynucléose neutrophile.

Hypersidérémie sauf carence associée.

Hyperbilirubinémie.

Myélogramme montrant une érythroblastose massive.

Examens complémentaires de certitude: Electrophorèse de l'Hb:

HbA absente, HbS 75 à 95%, HbA2 2 à 4%, HbF 1à 15%.

Test de falciformation (ou d'Emmel) au métabisulfite de Na

Le globule rouge drépanocytaire perd ses propriétés de déformabilité ce qui conduit à une hémolyse prématurée, et la présence de drépanocytes dans la circulation augmente la viscosité, et provoque des accidents vaso-occlusifs.

Drépanocytose (HbS)

ANEMIES liées à des MALADIES CHRONIQUES

•  Trouble de la Thyroide •  Maladie vasculaire du Collagène

–  Arthritis rheumatoid –  Lupus Erythematosus Systemique –  Polymyositis –  Polyarteritis Nodosa

•  Maladie Inflammatoire intestinale –  Colitis Ulcerative –  Maladie de Crohn’s

•  Tumeur •  Maladie infectieuse chronique

–  Osteomyelitis –  Tuberculosis

•  Insuffisance rénale

Anomalies quantitatives constitutionnelles de la synthèse de globine

• Syndromes Thalassémiques: diminution ou absence de synthèse d'une ou plusieurs chaînes de globine : α-Thalassémies et β-Thalassémies.

• Les β-Thalassémies

Populations : Bassin méditerranéen (Grèce, Italie du Sud, Sicile, Sardaigne, Afrique du Nord), Asie du Sud-Est, Moyen Orient, Afrique noire, Antilles, Noirs américains.

Altérations génétiques : 150 mutations ponctuelles connues (délétions plus rares), affectant le promoteur des gènes β, les mécanismes d'excision-épissage, ou le signal de terminaison de traduction.

∅β thalassémie majeure ou maladie de Cooley

Anémie n'apparaissant pas à la naissance car synthèse HbF restant majoritaire, donc diagnostic établi entre 3 mois et 18 mois.

Anémie sévère (Hb entre 4 et 7g/dl), microcytaire et hypochrome, peu régénérative.

Anomalies sur le frottis caractéristiques : microcytose, poïkylocytose, elliptocytes, hypochromie, annulocytes et hématies cibles, ponctuations basophiles, et érythroblastose sanguine (imposant la correction de la numération leucocytaire).

Thalassémies

Thalassémies

β-Thalassémie hétérozygote

Forme mineure : Anémie modérée microcytaire et hypochrome, peu régénérative. Hb A2 > 3%, et HbF 1 à 5%. Forme clinique très atténuée de la maladie de Cooley.

Forme minime : Pseudopolyglobulie microcytaire et hypochrome sans anémie, HbA2 > 3%. Porteur inapparent de la maladie, cliniquement asymptomatique, diagnostic au hasard à un âge avancé, parfois au cours d'une enquête familiale après dépistage d'un enfant atteint de la maladie de Cooley

β-Thalassémies homozygotes

Mutation portant sur les 2 gènes β : β0-Thalassémie si aucune chaînes β produites ou β+-Thalassémie si seulement diminution de production des chaînes β.

β-Thalassémie intermédiaire

Forme atténuée de la maladie de Cooley, définition strictement clinique représentant 10% des β-Thalassémies homozygotes.

Anémie modérée, bien supportée, sans déglobulisation rapide, HbF augmentée. Croissance normale, mais retard pubertaire.

Thalassémies

• Synthèse de la chaine α: par 2 genes α: α1 et α2, sur chromosome 16. • Les chaînes β & δ: proviennent d’un seul gene sur chromosome 11. • Chaine γ: dirigée par 2 genes, γG & γA, sur le chromosome 11.

Thalassémies

β-Thalassémies

- Hémoglobinose H : délétions de 3 gènes (--/-α). Anémie microcytaire hypochrome, régénérative, et hémolytique, avec corps de Heinz. HbA 70%, HbH 10 à 30 %, traces Hb Bart's. Croissance normale, retard pubertaire.

- α-thalassémies mineures :

délétion de 2 gènes en cis (--/αα) : α0-thalassémie hétérozygote

délétion de 2 gènes en trans (-α/-α) : α+-thalassémie homozygote

Microcytose sans anémie, ou pseudopolyglobulie microcytaire et hypochrome. Electrophorèse de l'Hb normale chez l'adulte, parfois HbA2 < 2,5%. Naissance Hb Bart's 5%. Cliniquement asymptomatique.

- α-thalassémie silencieuse: délétion d'un gène (-α/αα), α+-thalassémie hétérozygote. Electrophorèse de l'Hb: à la naissance Hb Bart's 1%, normale chez l'adulte. Cliniquement et biologiquement asymptomatique.

•  Les α-Thalassémies

Altérations génétiques: délétions, (rarement mutations), d'un ou plusieurs des 4 gènes α.

Populations: Sud-Est asiatique (Thaïlande, Laos, Vietnam), Afrique noire, Bassin méditerranéen, Moyen-Orient.

- Délétions des 4 gènes : létale, mort in utero ou à la naissance

- Anémie sévère macrocytaire, Hb Bart's (γ4)80%, HbH (β4)10%, Hb Portland (ζ2γ2) 10%

Thalassémies

• α-Thalassémies