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

Hématopoïèse : ensemble des processus physiologiques complexes aboutissant à la formation des cellules sanguines

différentiation et prolifération de cellules souches indifférenciées(haimatos = sang ; poiem = faire)

Hématologie : étude 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 leucocytesLes polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophilesLes lymphocytesLes monocytes

Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes

Les plaquettes ou thrombocytes

PHYSIOLOGIE DE L ’HEMATOPOIESE

Généralités

Organisation cellulaire et structurede la moelle osseuse

Schéma de l’hématopoïèse

Régulation

GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE

OU SONT FABRIQUEES LESCELLULES DU SANG ?

MISE EN EVIDENCE DES CELLULESSOUCHES HEMATOPOIETIQUES

Irradiation Dose létale

Destruction du tissuhématopoïétique

Mort

Reconstitution de toutes leslignées de celluleshématopoïétiques

Injection de moelleosseuse

(homozygote)

Expérience de Till et McCulloch (1961))Expérience de Till et Mc Culloch (1961)

Irradiation Dose létale

Vie Intra UtérineVie 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

Rouge (hématopoïèse)Jaune (adipocytes)

Section d’une tête Fémorale

montrant la moelle rouge et

la moelle jaune

GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESELieu

1- Tissu myéloïde :* La MOELLE OSSEUSE = « moelle rouge » = moelle hématopoïétique = moelle hématogène(! Ne pas confondre avec la moelle épinière = système nerveux)

Dans tous les os jusqu’à 4 ans sternum, os iliaque, os longs (fémur, humérus), … chez l’adulte (involution adipeuse avec l’âge croissant)

* 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 ’HEMATOPOIESEProduction

En moyenne : environ 28 g de sang par jour5 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 ETSTRUCTURE DE LA MOELLE OSSEUSE

Charpente osseuse : lamelles osseuses délimitant des logettesLes 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 sedéroule

l’Hématopoïèse ?

Propriétés des cellulessouches hématopoïétiques

Propriétés des cellulessouches hématopoïétiques

Totipotence

Auto renouvellement

Différenciation

Totipotence

Une CSH est capable de donner,après différenciation, naissance àn’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

engagéesignal

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

PROGENITEURSils 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 : polylobulationcytoplasme : 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

cellulesouche

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 CROISSANCEMULTIPOTENTS

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-Mpromonocyte

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-LProgéniteur T et BIL7

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-CSFErythropoïèse : érythropoïétine (EPO)

hormone glycoprotéique, secrétée par le reinsynthèse augmentée en réponse à l’hypoxie

Thrombocytopoïèse : thrombopoïétine (TPO)

LES CELLULES NORMALES DU SANG

Les globules blancs ou leucocytesLes polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophilesLes lymphocytesLes monocytes

Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes

Les plaquettes ou thrombocytes

Résultats pathologiques à transmettre en urgence

Les polynucléaires neutrophiles

N : 1,8 à 7,5 G/L chez l’adulteDurée de vie : 24 heuresTaille : 15 à 20 µmRôles : défense antibactérienne

phagocytosebactéricidie

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/LTaille : 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/LTaille : 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 LTRéarrangement des gènes des récepteurs à l’antigèneElimination 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’adulteTaille : 8 à 20 µmRôles : défense immunitaire directe (médiation cellulaire) ou indirecte (anticorps), spécifiqueLy T : cytotoxiques ou suppresseurs (CD8+) ou auxilliaires (CD4+) (env. 70% des ly) = immunité cellulaireLy B : différenciation en plasmocytes producteurs d’anticorps (=immunoglobulines)

(env. 20% des ly) = immunité humoraleCellules NK (Natural Killer) : cytotoxiques

Principales variations : infections virales, sd lymphoprolifératifs, … déficit immunitaires constitutionnels ou acquis (VIH), …

Les lymphocytes

Les monocytes

N : 0,2 à 1 G/L chez l’adulteTaille : 15 à 22 µ

Rôles : non spécifiques* défense contre les bactéries, les virus et les substances étrangères* dégradation des cellules vieillies

phagocytose extra-vasculaire= « éboueurs »

=> macrophages (ou histiocytes) dans les tissus

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/LDurée de vie : 120 jours Taille : 7 µm, anucléésRéticulocyte = jeune globule rouge venant de sortir de la moelle osseuseCircule environ 24 heures avant de devenir un GR mature (N : 20 à 80 G/L)

Rôle : fixent, transportent puis libèrent l’oxygène et le gaz carbonique dans tous les organes (rôle de l’Hb +++)Principales variations : très fréquentes

hémorragies, hémolyse, carences, envahissement médullaire, chimiothérapie, … sd myéloprolifératif, hémoconcentration, …

L’hématocrite et le calculdes constantes érythrocytaires

Hématocrite : (%)Représente le volume occupé par les GR dans le sang total

Volume globulaire moyen : (fL)VGM = Hte / nb GRReprésente la « taille » de l’hématie

Concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine :CCMH = Hb / Hte (%)

Teneur globulaire moyenne en hémoglobine : (pg)TGMH = Hb / nb GRReprésentent le « contenu » en hémoglobine

Rôle du Fer et des vitamines B12 et B9

Fer : - rôle dans la synthèse de l’hémoglobinehémoglobine = 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 3 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 purgerAgitation douceImpossible 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 internationalesUnités

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 partirdu nombre de GB et du pourcentage

LES VALEURS DE L’HEMOGRAMMEA TRANSMETTRE EN URGENCE

A adapter à chaque service

Anémie profonde : Hb < 7 g/dL ou plus si mal toléréRisque de retentissement cardiaque

Thrombopénie sévère : Plaquettes < 20 000 /mm3Risque hémorragique => ne pas faire de geste invasif

Neutropénie sévère : PN < 500 / mm3Risque 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 blancsdes globules rougesdes plaquettes

LES ANOMALIES QUANTITATIVESDE L ’HEMOGRAMME (1)

Diminution du nombre de cellules = CYTOPENIE1 lignée : cytopénie2 lignées : bicytopénie PN, GR, plaquettes3 lignées : pancytopénie

Mécanisme de la cytopénie : défaut de production par la moelle osseuse =

origine centraleex. : envahissement médullaire : leucémie

production normale mais destruction dans le sang =origine périphérique

ex. : anémie hémolytique auto-immune

LES ANOMALIES QUANTITATIVESDE L ’HEMOGRAMME (2)

Diminution Augmentation

Leucocytes leucopénie hyperleucocytose

P.neutrophiles neutropénie polynucléoseagranulocytose (neutrophile)

P. éosinophiles éosinopénie hyperéosinophilie

P. basophiles - basophilie

Lymphocytes lymphopénie hyperlymphocytose

Monocytes monocytopénie monocytose

LES ANOMALIES QUANTITATIVESDE 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 QUALITATIVESDES LEUCOCYTES (1)

Anomalies morphologiques des leucocytes :Ex. : - Polynucléaires anormaux : myélodysplasie

- Lymphocytes anormaux : lymphomes, infections virales (syndromes mononucléosiques), …

LES ANOMALIES QUALITATIVESDES LEUCOCYTES (2)

Présence de cellules normalement dans la moelle :Ex. 1 : Blastes : leucémie aiguë

LAL LAM

LES ANOMALIES QUALITATIVESDES 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 QUALITATIVESDES GLOBULES ROUGES (1)

Hématie « en poire » Hématies impaludées

Anisocytose Hématies falciformes

Anomalies morphologiques des hématies : quelques exemples

LES ANOMALIES QUALITATIVESDES 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 QUALITATIVESDES 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-médullaireImmunophénotypage des cellules sanguinesEtudes génétiques (cytogénétique et biologie moléculaire)

A RETENIR

Les bases de l’hématopoïèse- La moelle osseuse et les organes lymphoïdes- La notion de cellule souche hématopoïétique et de lignées- Les facteurs de croissance hématopoïétiques et le rôle du fer et des vitamines B12 et B9

Pour chaque cellules sanguine, connaître :- Le rôle- Les valeurs usuelles- Les valeurs à transmettre en urgence au médecin

Connaître les différents termes de vocabulaire et leur définition

L’importance de la qualité du prélèvement pour la qualité du résultat rendu