Hématie

Hématie

Les hématies, globules rouges ou érythrocytes sont les éléments les plus abondants dans le sang. Ce sont des cellules hautement spécialisées dont la fonction est de transporter l’oxygène (O₂) des poumons (ou branchies) vers les cellules et le dioxyde de carbone (CO₂) dans le parcourt inverse.

Morphologie

Chez l’Homme, les hématies sont des cellules anucléées, sans organites, avec une forme de disque biconcave et qui mesurent approximativement 7,2 µm.

Elles possèdent uniquement une membrane plasmatique ainsi qu’un cytosquelette sous-jacent, des enzymes glycolytiques et de l’hémoglobine.

• Membrane érythrocytaire

La membrane des hématies possède la composition normale des membranes cellulaires: 40% de phospholipides en un double feuillet, 10 % d’hydrates de carbone e 50 % de protéines. Celles-ci consistent principalement en:

Protéines transmembranaires: Glycophorines, protéine bande 3 e aquaporines;

Protéines périphériques: La spectrine forme un squelette hexagonal en dessous de la membrane plasmatique. Les molécules de spectrine sont liées entre elles à travers des complexes jonctionnels composés de protéine bande 4.1, actine, aduccine, tropomyosine et glycophorine. La maille de spectrine se lie, à son tour, à la protéine bande 3 avec l’aide de l’ankyrine.

– Propriétés et fonctions de la membrane érythrocytaire

• Le réseau de mailles qui soutient les protéines fournit flexibilité, stabilité et résistance aux forces de déformation que l’hématie requiert pendant son passage le long de la microcirculation.
• La membrane retient les phosphates organiques et d’autres composants vitaux et aide à l’élimination des déchets métaboliques.
• Elle maintient une surface qui empêche l’adhésion des hémacies à l’endothélium et empêche qu’elles s’agrègent entre elles et obstruent la microcirculation.
• Pendant l’érythropoïèse, la membrane répond à l’érythropoïétine et capte le Fer nécessaire à la synthèse de l’Hémoglobine.
• La superficie extracellulaire de la membrane des hématies possède des protéines, glycoprotéines ou glycolipides qui agissent comme des antigènes. Ceux-ci sont hérités et capables d’être identifiés par le système immunitaire. Un ensemble d’antigènes donné forme un système. Chez l’Homme, plus de 20 systèmes d’antigènes érythrocytaires ont été identifiés dont les principaux sont les systèmes ABO e Rhésus.

Fonction

• Transport de l’oxygène (O₂) des poumons vers les tissus. L’oxygène se lie à l’hémoglobine (Hb) présente dans les hématies formant l’oxyhémoglobine (Hb (O₂)). Chaque molécule d’hémoglobine peut transporter jusqu’à quatre molécules d’oxygène:

Hb + 4 O₂ « Hb (O₂)₄

• Régulation du pH sanguin et transport de dioxyde de carbone (CO₂) des tissus jusqu’aux poumons. Ceci est dû à la présence de l’anhydrase carbonique (CA), une enzyme qui catalyse la rapide interconversion du dioxyde de carbone et de l’eau en acide carbonique (H₂CO₃). L’acide carbonique, à son tour, se dissocie en bicarbonate (HCO₃^–), qui agit comme un tampon qui maintient le pH du sang dans les niveaux normaux, et protons dans une réaction réversible

CO₂ + H₂O « H₂CO₃ « HCO₃^– + H⁺

Vie et mort des hématies

– Érythropoïèse

L’érythropoïèse, qui désigne l’ensemble des phénomènes qui mènent à la formation des hématies, se passe dans la moelle osseuse. Ce processus commence avec la différentiation d’unités formatrices de blastes d’érythrocytes – BFU-E (Erythroid burst-forming unit) en unités formatrices de colonies érythroïdes – CFU-E (Erythroid colony-forming unit) qui, à leurs tours, se différencient en:

• Proérythroblaste – Cellule arrondie avec un noyau volumineux et 1 ou 2 nucléoles, riche en ribosomes et qui possède les organites de base tels que l’appareil de Golgi et les mitochondries. Après 20 heures de vie, chaque proérythroblaste origine par mitose 2 érythroblastes basophiles;
• Érythroblaste basophile – Cellule circulaire plus petite que le proérythroblaste avec un noyau relativement grand, un cytoplasme basophile (bleu) et 1 nucléole (pas toujours visible). Après une durée de vie moyenne de 40 heures, chaque érythroblaste basophile origine par mitose 2 érythroblastes polychromatiques;
• Érythroblaste polychromatique – Cellule plus petite que la précédente, avec un noyau central, une chromatine dense, sans nucléole et avec un cytoplasme gris qui est dû à l’apparition de l’hémoglobine. Elle présente une durée de vie moyenne de 24 heures, après laquelle elle se différencie en érythroblaste orthochromatique;
• Érythroblaste orthochromatique – Cette cellule se caractérise par le déplacement du noyau vers la périphérie. Elle possède une chromatine très dense et un cytoplasme abondant et acidophile. Après une moyenne de 24 heures et la perte du noyau, l’érythroblaste orthochomatique devient un réticulocyte;
• Réticulocyte – Cellule un peu plus grande que l’hématie. Elle possède une coloration bleu-gris qui est due à la présence de matériel nucléaire résiduel et de restes d’organites de couleur bleu associée à la couleur rouge de l’hémoglobine. Les réticulocytes sortent de la moelle osseuse par diapédèse, à travers des mouvements pseudopodiques, et rentrent dans la circulation où ils continuent leur maturation. Ils représentent 1 a 2% des hématies en circulation et vivent de 24 à 48 heures à la suite desquelles ils perdent les résidus d’organites et se transforment en hématies.

– Régulation de l’érythropoïèse

L’érythropoïèse est régulée par l’hormone érythropoïétine sécrétée principalement par des cellules spécialisées du rein. La synthèse de l’érythropoïétine est stimulée par l’hypoxie (diminution de l’oxygène disponible dans les tissus) qui peut avoir diverses causes: diminution du nombre d’hématies ou du taux d’hémoglobine, diminution du flux sanguin ou diminution de l’apport en oxygène du sang par les poumons.

Les éléments nécessaires à l’érythropoïèse sont:

• Fer: Élément essentiel à la formation de l’hémoglobine. C’est sur lui que l’oxygène se fixe. Environ 70% du fer présent dans l’organisme se trouve dans l’hémoglobine, le reste est stocké dans le foie, la rate et la moelle osseuse;
• Acide folique (vitamine B9): Vitamine essentielle à la synthèse de l’ADN et de ce fait nécessaire à la maturation des cellules pendant l’érythropoïèse;
• Vitamine B12: Comme l’acide folique, elle est nécessaire à la maturation des hématies. Cette vitamine est stockée en grande quantité dans le foie.

– Hémolyse

Après une durée de vie moyenne de 120 jours, les hématies vieillissantes sont détruites par hémolyse de par l’action de macrophages présents dans la moelle osseuse, la rate et le foie. L’hémoglobine est décomposée en hémosidérine, bilirubine et globine. L’hémosidérine, pigment fer, est réutilisée par la moelle osseuse pour former de nouvelles hématies; la bilirubine est éliminée par le foie dans la bile; la globine est métabolisée par le foie.

Valeurs de référence

Hématocrite = Proportion du volume d’un échantillon de sang occupée par les hématies en %; V.G.M = Volume globulaire moyen exprimé en femtolitres (fl ou x10^-15); H.G.M = Hémoglobine globulaire moyenne exprimée en picogrammes (pg ou x10^-12); C.H.G.M = Concentration d’hémoglobine globulaire moyenne exprimée en g/dL.

Anomalies érythrocytaires

Les anomalies érythrocytaires peuvent aboutir en anémie (réduction de la capacité de transport d’oxygène par le sang qui habituellement est le résultat d’une réduction de la masse d’hématies en circulation en dessous du niveau normal) ou, moins souvent, en polyglobulie (augmentation du nombre d’hématies).

Anomalies associées à la destruction accélérée des hématies (anémie hémolytique):

• Sphérocytose héréditaire
• Anémie falciforme (Drépanocytose)
• Thalassémies
• Anémies hémolytiques auto-immunes

Anémies par diminution de l’érythropoïèse:

• Anémie ferriprive
• Anémie des maladies chroniques
• Anémie mégaloblastique
• Anémie aplasique
• Anémie myélophtisique

References:

• Gartner, L.P. and Hiatt, J.L . (2012). Histologia Essencial. Rio de Janeiro: Elsevier Brasil. p132-151.
• kierszenbaum, A.L. and Tres L.L. (2012). Histologia e Biologia Celular - Uma introdução à patologia. 3rd ed. Rio de Janeiro: Elsevier Brasil. p169-171.
• Nguyen, S. and Bourouina, R. (2008). Manuel d'anatomie et de physiologie. 4th ed. Paris: Editions Lamarre. p179-182.
• Widmaier, E.P. et al. (2003). Human Physiology - The mechanisms of body function. 9th ed. Boston: McGraw-Hill. p376; 450-454.