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