Biochimie appliquée

Biochimie appliquée

Université Dr. Moulay Tahar de SAIDA

Préparé par:

Mr. HALLA Noureddine

II- Biochimie des substances d’origine animale (1)

Constituants des liquides biologiques : Le Sang


Introduction

Un liquide biologique désigne de manière générale un liquide produit par un organisme vivant.

Liquide biologique

Liquide au sein d'un circuit ou d'une cavité fermés

Liquide dans un circuit ouvert

Liquide circulant

Liquide non circulant

Liquide avec un système spécifique

Liquide sans système spécifique

l'urinela salive la bile le suc

pancréatique le sperme

le lait

le liquide cérébrospinal

le liquide pleuralle liquide péritonéalle liquide

péricardiquel'humeur aqueuse

le liquide amniotique

le sang la

lymphe

le suc gastrique la sueur

les expectoration

sle mucus


Introduction

Les liquides corporels

Le liquide intracellulaire LIC

Le liquide extracellulaire LEC

le milieu intérieur

liquide interstitiel plasma

Lymphe

Sang


Introduction


Définition

Le sang est un tissu conjonctif fluide vital qui circule continuellement

dans les vaisseaux sanguins et le cœur.

En moyenne, le corps humain contient de cinq à

six litres de sang.

Définition du sang


Propriétés physiques du sang

Le sang est un liquide visqueux faiblement alcalin et de saveur salée.

Il est opaque et sa couleur varie en fonction de son oxygénation,

son volume représente 8 % du poids du corps, le volume sanguin chez un homme est de 5-6 L et de 4-

5 L chez une femme.


Composition du sang

Le corps humain

Basophiles Neutrophiles Éosinophiles Lymphocytes Monocytes

Protéines

Eau

Autres liquides et tissus

Globules rouges

Globules blancs Plaquettes

Autres solutés

Sang

Plasma Éléments figurés

Solutés

92%8%

45%55%

91,5%

8,5%

7% 1,5%


Composition du sang


Composition du sang

Les éléments figurés1

Les éléments figurés constituent 45 % du sang entier

Éléments figurés

ThrombocytesLeucocytesÉrythrocytes

hématies globules rouges globules blancs

les granulocytes ou polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles) ;

les lymphocytes ; les monocytes.

plaquettes sanguines ou plaquettes


Composition du sang

Les éléments figurés1

cellule souche hématopoïétique (CSH)


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les érythrocytes

Le globule rouge, encore appelé hématie ou érythrocyte est la cellule sanguine la plus abondante.

Sans noyau. Ne peuvent se reproduire

Contient l ’hémoglobine (Hb) fait avec du fer

Transporte O2 et CO2 dans le sang

Formation : dans moelle rouge des os du milieu du corps(2 millions / seconde)

Durée de vie : Max 120 jours 5 000 000 / mm³

Couleur: Rouge avec O2 Bleu avec CO2


Composition du sang


Aspect d'un globule rouge

mammalien normal

Le globule rouge normal se présente de profil comme un

disque biconcave

Le diamètre normal des globules rouges de face varie

de 6,7 à 7,7 micromètres.


Composition du sang


Composition

La membrane

Sa structure se décompose schématiquement en trois éléments:

Les enzymes

L'hémoglobine


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les érythrocytesLa membrane

la membrane cytoplasmique

le cytosquelette membranaire


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les érythrocytesLes enzymes

pyruvate kinase

glucose 6-phosphate

déshydrogénase (G6PD)

Pyrimidine 5′ Nucléotidase (cN-III)

Cytochrome b5 Réductase


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les érythrocytesL'hémoglobine

L'hémoglobine est une protéine de structure quaternaire

la principale fonction est le transport du dioxygène dans l'organisme humain et

chez les autres vertébrés.

L'hémoglobine se trouve essentiellement à l'intérieur des globules rouges du sang ce qui leur confère leur couleur rouge.


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les érythrocytesL'hémoglobine

Chacune de ces chaînes est associée à un groupement prosthétique : l' hème. Une molécule d'hème est constituée d'un ion fer complexé par une porphyrine.

L'hémoglobine humaine est constituée de quatre chaînes

identiques deux à deux : deux chaînes α de 141 acides

aminés chacune et de deux chaînes β de 146 acides

aminés chacune. hème


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytes

Les leucocytes ou globules blancs sont des cellules du système immunitaire.

Ils sont produits dans la moelle osseuse et présents dans le sang, la lymphe, les organes lymphoïdes et de

nombreux tissus conjonctifs de l'organisme.

Les adultes en bonne santé possèdent, normalement, entre 4,5 milliards et 13,5 milliards de globules

blancs par litre de sang.

Le nombre de leucocytes circulant augmente en cas d'infection ou de réaction inflammatoire.


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytes

Il existe trois types de globules blancs :

Granulocytes (ou polynucléaires) Lymphocytes Les monocytes

Les leucocytes

Neutrophiles

Éosinophiles

Basophiles

Lymphocytes B

Lymphocytes T

ou Macrophage


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesNeutrophiles

Les neutrophiles représentent à eux seuls environ 65 % de l'ensemble des leucocytes du sang, et 99 % des

granulocytes.

Le qualificatif de « neutrophile » vient aussi d'une caractéristique visible en microscopie optique : après ajout des colorants vitaux usuels, ces cellules restent

neutres

Ils ont un diamètre de 12 à 15 µm. Vous pouvez les reconnaître car leur noyau est divisé de 2 à 5

lobes


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesNeutrophiles

Les neutrophiles ont un rôle primordial de phagocytose lorsqu'ils rencontrent une cellule étrangère ou

infectée.


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesÉosinophiles

ces cellules se colorent en rouge (leurs inclusions cytoplasmiques fixent l'éosine, ils sont acidophiles).

Leur rôle essentiel est de s'attaquer aux parasites de l'organisme, sans les phagocyter : ils se fixent dessus, déversent leurs granules qui

contiennent des enzymes destinées à les détruire.

Les vacuoles contenues dans leur cytoplasme contiennent des

substances toxiques (histamine entre autres) pour les parasites (mais aussi contre l'organisme hôte). Ils jouent aussi un rôle

(mineur) dans l'allergie, et dans l'inflammation.


Composition du sang


ils possèdent dans leur granules de l'histaminase, une enzyme qui agit sur l'histamine et la neutralise.

les polynucléaires éosinophiles ont la capacité de phagocyter les complexes Antigène-IgE, responsables de la libération de l'histamine

par les polynucléaires basophiles et les mastocytes par fixation sur des récepteurs à immunoglobuline E

Ils représentent de 2,5 à 5% des leucocytes circulantsLeur taille varie de 12 à 14µm. Ils présentent un noyau bilobé


Composition du sang


On distingue

Produits de synthèse Récepteurs membranaires

Protéines cytotoxiques

1 2

Radicaux oxygénésMédiateurs lipidiques Cytokines

Chémokines Facteurs de croissanceEnzymes

Les récepteurs pour les

hématopoïétines Les récepteurs pour les

chémokines Récepteurs pour les Ig et le

complémentAutres molécules

membranaires (CMH, molécules co-stimulatoires)


Composition du sang



Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesBasophiles

Les granulocytes basophiles se colorent en bleu (leurs grandes inclusions cytoplasmiques fixent les colorants bleus).

L'histamine et l'héparine servent à empêcher la coagulation dans les

vaisseaux sanguins, mais aussi à augmenter la

perméabilité des capillaires sanguins.

Les inclusions cytoplasmiques contiennent de nombreuses molécules chimiques, et en particulier histamine et héparine (À la différence des

mastocytes, ils ne contiennent pas de sérotonine).

Les basophiles sont les plus rares

(0,5 à 1 %, et même 0 % chez

certaines personnes) des granulocytes.


Composition du sang


histamine

activation

réaction inflammatoire

intervention

réactions allergiques et

notamment dans les hypersensibilités de

Type I

ECFA (Eosinophils Chemotactic Factor

of Anaphylaxis)

attraction

polynucléaires éosinophiles

Basophiles


Composition du sang


des récepteurs pour le Fc des IgE (de 6000 à 600.000 selon les

basophiles).

le CD18 : molécule d’adhésion à l’endothélium vasculaire,

favorisant ainsi la pénétration tissulaire

Récepteurs pour les anaphylatoxines (C5a et C3a) et pour le C3b.

Récepteurs membranaires


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesLymphocytes B

Les lymphocytes B représentent environ 5 à 15% des lymphocytes circulants et sont définis par la présence d’immunoglobulines (Ig) de

surface.

Ils sont responsables de la réponse immunitaire humorale spécifique grâce aux anticorps qu’ils produisent et qui serviront à la

reconnaissance spécifique et à la destruction de l’agent pathogène.

Il y a deux types de cellules B :Les plasmocytes qui sécrètent les anticorps.

Les cellules B à mémoire sont formées spécifiquement contre les antigènes rencontrés lors de la réponse immunitaire primaire.


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesLymphocytes B

Les protéines membranaires des lymphocytes B régulent la différenciation et l'activation des cellules B. Parmi elles, les

plus importantes sont celles du récepteur des cellules B ou

BcR (B cell antigen Receptor).


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesLymphocytes T

Les lymphocytes T repèrent et détruisent des agents

pathogènes provenant de l’extérieur de l’organisme comme

les bactéries ou les virus, mais également des cellules de l’organisme ayant subi des transformations anormales

comme les cellules cancéreuses.La structure globale des

lymphocytes T est identiques, ils se distinguent par leurs TCR

toujours accompagné ducluster de différenciation CD3


Composition du sang


Le TCRLes TCR sont des récepteurs membranaires caractéristiques des lymphocytes T. Ils procurent aux LT la propriété de reconnaitre des fragments peptidiques antigéniques associés aux molécules du CMH et ceci de manière spécifique.

Les lymphocytes T cytotoxiques (CD8)

Les lymphocytes T auxiliaires (Th)

Les lymphocytes T régulateurs (Treg)

Les lymphocytes NKT

La structure globale des lymphocytes T est

identiques, ils se distinguent par leurs TCR

Il existe plusieurs types de cellules T :


Composition du sang


Le récepteur TCR des lymphocytes T


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesMonocytes

Les monocytes sont des leucocytes de la famille des

agranulocytes qui évoluent en macrophages ou cellules

dendritiques.

Ce sont les plus grandes cellules circulant dans le

sang. elles mesurent entre 15 et 25 micromètres et atteignent jusqu'à 40

micromètres de diamètre. Leur durée de vie, s'étalant

de quelques jours à quelques mois.


Composition du sang

Les éléments figurés1 Les leucocytesMonocytes

Myéloperoxydase

Estérases non spécifiques

Lysozyme

identique à celle contenue dans la lignée granuleuse neutrophile.

phosphatase acide, béta-glycuronidase

Les éléments figurés1 Les thrombocytes


Composition du sang

Leur fonction est l’obturation des lésions au niveau des vaisseaux sanguins

Les thrombocytes (plaquettes sanguines)

Taille 1-3 μm normal

Granulation: azurophile, sont des Vésicules contenant des facteurs de coagulation.

De plus, les thrombocytes contiennent une granulation lysosomale, qui ne sont pas visibles au microscope optique.

Le plasma2


Composition du sang

Le plasma sanguin est le composant liquide du sang

Son rôle est de transporter les éléments nécessaires à tout l'organisme. Il permet aussi de véhiculer les

déchets de l'organisme pour être éliminés.

Il constitue 55 % du volume total du sang.

C'est un liquide jaunâtre composé à 90% d'eau.

sels minéraux

le plasma contient

déchets du métabolisme

hormone

substances protéiques

nutriments

Le plasma2


Composition du sang

Le plasma2


Composition du sang

Constituants concentration dans le plasma g/L

Na + 3.2K+ 0.2

Ca++ 0.1SO4-- 0.02

HPO4-/H2PO4- 0.04

HCO3- 1.6Cl- 3.6

Acides aminés 0.1

Protéines 60-80

Urée 0.3Glucose 0.9

Le plasma2


Composition du sang

le plasma

Protéines Eau

Différents autres

solutés

91,5% 7%

1,5%

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines

Coagulation et

fibrinolyse

Enzymes

Hormones

Le système complément

Inhibiteurs

Cytokines et facteurs de croissance

Le système immunitaire

Lipoprtéines

Transport et stockage

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines

AlbumineGlobulineFibrinogèneAutre

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines Albumine

elle joue un rôle très important dans le maintien de l'équilibre

hydrique (quantité d'eau dans le sang) et par le fait même de la

viscosité du sang.

albumine

foie

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines Albumine

les albumines sont des protéines solubles dans l'eau pure.

elles sont composées d'environ 580 acides aminés et ne contiennent pas de glucides.

Fonctions de l'albumine

Maintien de la pression oncotique

Transport des hormones

thyroïdiennes

Transport des acides gras libres

Transport des médicaments

Transport de la bilirubine non-

conjuguée

Tampon pH

Transport des hormones liposolubles

Lie de manière compétitive les ions

calcium (Ca2+)

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines Globuline

Globulines

α− globuline β− globuline γ − globuline

fabriquées par les cellules du foie

sont surtout impliquées dans le transport de substances liposolubles dans le sang.

sont appelées anticorps et ont un rôle majeur

dans les processus de

défense de notre organisme.

Le plasma2


Composition du sang


α1− globuline α2− globuline β − globuline γ − globuline

α1 -antitrypsineα1 -

antichymotrypsinelipoprotéine (HDL)

CéruloplasmineAntithrombine III

haptoglobineCholine-estérase

plasminogèneα2−

macroglobuline

Lipoprotéine (LDL)transferrinefibrinogène

globuline liant les stéroïdes sexuelstranscolbalamine

IgGIgMIgDIgEIgA

Le plasma2


Composition du sang


α1 -antitrypsine Elle présente une action antiprotéasique : elle

s’oppose à l’action des protéases qui sont des

enzymes protéolytiques.

macroglobuline

Elle possède un rôle anti-protéasique avec des

endopeptidases bactériennes et leucocytaires et avec d’autres

protéases circulantes comme la plasmine, la pepsine, la trypsine, la chymotrypsine, la cathépsine.

haptoglobine

- Combinaison à l’hémoglobine :

Le complexe Hb/Hp (hémoglobine/haptoglobine)

- Protéine la réaction inflammatoire

Le plasma2


Composition du sang


α1 -antitrypsine

macroglobuline

haptoglobine

lipoprotéines

transferrine

La fonction de la transferrine est le transport du fer de l'intestin vers les réserves

hépatiques et vers les réticulocytesOrosomucoïdealpha-1-glycoprotéine acide

Sa fonction est de servir de transporteur de composés lipophiles basiques ou neutres

IgG

Le plasma2


Composition du sang

Les protéines Fibrinogène

fibrinogène ou "facteur I" (FI : facteur un) de la coagulation

Le fibrinogène représente 2 à 3% des protéines plasmatiques

Le fibrinogène soluble, une fois transformé en fibrine, est insoluble dans l'eau.

Son taux augmente dans les états inflammatoires.


Fonctions des constituants du sang

Une fonction de transport

oxygène dioxyde de carbone nutriments nécessaires les déchets (urée)

Défense de l’organisme

échanges intra organisme, ou échanges avec le milieu extérieur

thermorégulation

autorégulation du pH


Isolement et valorisation

Exploration des protéines plasmatiques

Le dosage des protéines normales permet de voir s’il s’agit d’une anomalie quantitative.

Les techniques de séparation et identification des protéines permettent de faire une analyse quantitative et qualitative.

On peut aussi doser une protéine en particulier. Il existe plusieurs techniques, mais les plus utilisées sont l’immunoturbidimétrie et l’immunonéphélémétrie


Isolement et valorisation

Exemples :

Lors de l’inflammation aiguë il existe une augmentation des alpha-globulines

Lors d’une inflammation chronique on observe une augmentation des alpha globulines ainsi que de la gamma-globuline, mais une diminution de

l’albumine

Lors d’une insuffisance hépatocellulaire il y un déficit de protéines plasmatiques

Chez un grand brûlé, il existe une fuite massive des protéines et un syndrome inflammatoire caractérisé par une augmentation de l’alpha 2-

globuline

Le déficit en alpha 1-antitrypsine est un problème congénital


Les groupes sanguins


Conclusion

Le sang est composé de plasma dans lequel on retrouve les hématies, les leucocytes, et les

plaquettes.Le sang assure un rôle transporteur. Il transporte les gaz de la respiration (dioxygène et gaz carbonique), les produits de la digestion (glucose, graisses, acides

aminés), et diversbiocatalyseurs d'origine externe (vitamines) ou

d'origine interne (enzymes, hormones, etc.).Les principales propriétés physiques du sang portent

sur la coagulation et sur la viscosité.

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