Les enzymes érythrocytaires

Le métabolisme du Le métabolisme du globule rougeglobule rouge

Dr Denis NOUBOUOSSIEDr Denis NOUBOUOSSIE

MédecinMédecin

Spécialiste en Biologie CliniqueSpécialiste en Biologie Clinique

Introduction Introduction Le GR est une cellule anucléée donc incapable de Le GR est une cellule anucléée donc incapable de

synthèse protéiquesynthèse protéique Son principal rôle est le transport des gaz du sang Son principal rôle est le transport des gaz du sang

(O2 et CO2)(O2 et CO2) Pour jouer son rôle de façon efficace, le GR doit Pour jouer son rôle de façon efficace, le GR doit

maintenir son hémoglobine à l’état fonctionnel et maintenir son hémoglobine à l’état fonctionnel et l’intégrité de sa membrane afin de lutter contre l’intégrité de sa membrane afin de lutter contre l’hémolyse et l’hyper-hydratationl’hémolyse et l’hyper-hydratation

Son métabolisme doit donc produire un ensemble Son métabolisme doit donc produire un ensemble de produits (systèmes protecteurs et énergie) de produits (systèmes protecteurs et énergie) nécessaires à l’accomplissement de ses fonctionsnécessaires à l’accomplissement de ses fonctions

Le glucose est le seul substrat du métabolisme Le glucose est le seul substrat du métabolisme érythrocytaireérythrocytaire

But du métabolisme du GRBut du métabolisme du GR Maintien de l’Hb à l’état fonctionnelMaintien de l’Hb à l’état fonctionnel

– Pour fixer l’oxygène, l’Hb doit être sous sa forme Pour fixer l’oxygène, l’Hb doit être sous sa forme réduite avec le fer sous forme ferreux (Fe2+)réduite avec le fer sous forme ferreux (Fe2+)

– Les substances oxydantes sont capables d’oxyder Les substances oxydantes sont capables d’oxyder le fer de l’Hb et transformer celle-ci en methHb le fer de l’Hb et transformer celle-ci en methHb (Hb avec Fe3+) incapable de transporter l’O2(Hb avec Fe3+) incapable de transporter l’O2

Lutte contre l’hyperhydratationLutte contre l’hyperhydratation– Le GR porte sur sa membrane des pompes Le GR porte sur sa membrane des pompes

ioniques (Na,K/ATPases) qui lui permet de ioniques (Na,K/ATPases) qui lui permet de maintenir la pression osmotique à l’intérieur de maintenir la pression osmotique à l’intérieur de son cytoplasmeson cytoplasme

– Une défaillance dans le fonctionnement de ces Une défaillance dans le fonctionnement de ces pompes entraînerait un afflux de Na+ et d’eau pompes entraînerait un afflux de Na+ et d’eau vers l’intérieur du GR et son éclatementvers l’intérieur du GR et son éclatement

Buts du métabolisme du GRButs du métabolisme du GR

Maintien de l’intégrité et des propriétés Maintien de l’intégrité et des propriétés membranaires (plasticité et déformabilité)membranaires (plasticité et déformabilité)– Pour transporter l’O2 jusqu’au tissu où il Pour transporter l’O2 jusqu’au tissu où il

récupère le CO2 provenant du métabolisme récupère le CO2 provenant du métabolisme tissulaire, le GR doit pouvoir circuler à l’intérieur tissulaire, le GR doit pouvoir circuler à l’intérieur des petits Vx sanguins que sont les capillairesdes petits Vx sanguins que sont les capillaires

– Cette circulation nécessite le maintient de la Cette circulation nécessite le maintient de la plasticité et de la déformabilité du GRplasticité et de la déformabilité du GR

– Si ces propriétés sont perdues, le GR est bloqué Si ces propriétés sont perdues, le GR est bloqué dans les petits Vx et sont détruits par les dans les petits Vx et sont détruits par les macrophages (hémolyse intra-tissulaire)macrophages (hémolyse intra-tissulaire)

Moyens de lutte produits par le Moyens de lutte produits par le métabolisme du GRmétabolisme du GR

L’énergie sous forme d’ATPL’énergie sous forme d’ATP– Cet énergie sertCet énergie sert

Au renouvellement des lipides Au renouvellement des lipides membranairesmembranaires

Au fonctionnement des pompes ioniques qui Au fonctionnement des pompes ioniques qui luttent contre l’hyperhydratationluttent contre l’hyperhydratation

Au maintient de la forme biconcave du GR Au maintient de la forme biconcave du GR par les protéines du cytosquelettepar les protéines du cytosquelette


Le NADH (Nicotinamide Adénine Le NADH (Nicotinamide Adénine Dinucléotide)Dinucléotide)– C’est le cofacteur de la metHb réductase C’est le cofacteur de la metHb réductase

érythrocytaire dont elle fournit l’Hydrogène érythrocytaire dont elle fournit l’Hydrogène pour réduire la metHb en Hbpour réduire la metHb en Hb

– En effet, normalement une petite qté de l’Hb En effet, normalement une petite qté de l’Hb est oxydée en metHb (Hb avec Fe3+), est oxydée en metHb (Hb avec Fe3+), incapable de transporter l’O2incapable de transporter l’O2

– Cet grâce à la MetHb réductase que le GR Cet grâce à la MetHb réductase que le GR régénère l’Hb normale à partir de la metHbrégénère l’Hb normale à partir de la metHb

– Le défaut de NADH produit du métabolisme Le défaut de NADH produit du métabolisme érythrocytaire entraîne une accumulation de la érythrocytaire entraîne une accumulation de la metHb qui précipite dans le GR et entraîne sa metHb qui précipite dans le GR et entraîne sa destruction, une anoxie tissulaire destruction, une anoxie tissulaire


Le NADPH (Nicotinamide adénosine Le NADPH (Nicotinamide adénosine diphosphate)diphosphate)– C’est le cofacteur de la glutathion réductase, C’est le cofacteur de la glutathion réductase,

enzyme qui régénère le glutathion réduit à partir enzyme qui régénère le glutathion réduit à partir du glutathion oxydéedu glutathion oxydée

– En effet, les substances oxydantes qui pénètrent En effet, les substances oxydantes qui pénètrent dans le GR sont capables de transformer l’Hb et dans le GR sont capables de transformer l’Hb et d’autres protéines érythrocytaires leur formes d’autres protéines érythrocytaires leur formes oxydées. oxydées.

– En présence du glutathion réduit et d’une metHb En présence du glutathion réduit et d’une metHb réductase à NADPH, ces substances sont réduites réductase à NADPH, ces substances sont réduites pour protéger l’Hb, et le glutathion réduit est pour protéger l’Hb, et le glutathion réduit est transformé en glutathion oxydétransformé en glutathion oxydé

– En l’absence de NADPH, le glutathion réduit n’est En l’absence de NADPH, le glutathion réduit n’est pas régénéré, l’Hb et les protéines du GR sont à pas régénéré, l’Hb et les protéines du GR sont à la merci des substances oxydantes qui entrainent la merci des substances oxydantes qui entrainent sa destruction sa destruction


Le 2-3 DPG (2-3 diphosphoglycérate)Le 2-3 DPG (2-3 diphosphoglycérate)– C’est un régulateur de l’affinité de l’Hb à l’O2C’est un régulateur de l’affinité de l’Hb à l’O2– Au niveau des tissus ou la PaO2 est faible, la Au niveau des tissus ou la PaO2 est faible, la

glycolyse anaérobie est intense dans le GR, la glycolyse anaérobie est intense dans le GR, la concentration du 2-3DPG augmente. Celui-ci concentration du 2-3DPG augmente. Celui-ci abaisse l’affinité de l’Hb pour l’O2 et permet abaisse l’affinité de l’Hb pour l’O2 et permet ainsi sa libération pour sa disponibilité au niveau ainsi sa libération pour sa disponibilité au niveau du tissudu tissu

– Au niveau du poumon où la PaO2 est élevée, la Au niveau du poumon où la PaO2 est élevée, la concentration en 2-3DPG du GR s’abaisse, concentration en 2-3DPG du GR s’abaisse, l’affinité de l’Hb pour l’O2 s’élève et permet ainsi l’affinité de l’Hb pour l’O2 s’élève et permet ainsi sa fixation et son transport vers les tissussa fixation et son transport vers les tissus

Les voies métaboliques du Les voies métaboliques du GRGR

Une voie principale, la glycolyse Une voie principale, la glycolyse anaérobie ou voie principale anaérobie ou voie principale d'Embden –Meyerhoff

2 shunts posés sur cette voie principale– Le shunt des pentoses phosphates– Le shunt de Rappaport


La voie d’Embden MeyerhoffLa voie d’Embden Meyerhoff– Réalise la glycolyse anaérobieRéalise la glycolyse anaérobie– Représente 90% de la glycolyse Représente 90% de la glycolyse

érythrocytaireérythrocytaire– Elle produitElle produit

3 ATP par molécule de glucose (produit 4 et 3 ATP par molécule de glucose (produit 4 et consomme 1)consomme 1)

4 molécules de NADH4 molécules de NADH

– Elle aboutit à la formation du lactateElle aboutit à la formation du lactate


Le shunt des pentoses phosphatesLe shunt des pentoses phosphates– Réalise 10% de la glycolyse de façon Réalise 10% de la glycolyse de façon

oxydativeoxydative– Elle possède une enzyme centrale qui est Elle possède une enzyme centrale qui est

la G6PD, elle permet l’entrée dans le la G6PD, elle permet l’entrée dans le shuntshunt

– Ce shunt produit 2 NADPH/molécule de Ce shunt produit 2 NADPH/molécule de glucoseglucose

– La séquence des réactions passe par un La séquence des réactions passe par un pentose, le ribose 5P avant de retourner pentose, le ribose 5P avant de retourner à la voie principale au niveau du G3Pà la voie principale au niveau du G3P


Le shunt de RappaportLe shunt de Rappaport– Situé au niveau des trioses phosphateSitué au niveau des trioses phosphate– L’enzyme centrale est une triose L’enzyme centrale est une triose

phosphate mutase qui transforme le 1-phosphate mutase qui transforme le 1-3DPG en 2-3DPG3DPG en 2-3DPG

– Le 2-3DPG joue un rôle dans la Le 2-3DPG joue un rôle dans la régulation de l’affinité de l’Hb pour l’O2régulation de l’affinité de l’Hb pour l’O2

Glucose

Glucose 6 Phosphate

Glycolyse anaérobie Voie des pentoses Phosphates

Trioses Phosphates

NADP

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

23

Métabolisme du Glucose érythrocytaire

G6PDH

Conclusion Conclusion

Bien que le métabolisme du GR se Bien que le métabolisme du GR se limite à la glycolyse, il permet tout limite à la glycolyse, il permet tout de même à celui-ci de produire les de même à celui-ci de produire les éléments nécessaires au maintien de éléments nécessaires au maintien de son intégrité et de ses fonctionsson intégrité et de ses fonctions

Seulement, son stock enzymatique Seulement, son stock enzymatique n’étant pas renouvelable, il s’épuise n’étant pas renouvelable, il s’épuise au fil du temps et au bout de 120 au fil du temps et au bout de 120 jours le GR est détruit par les jours le GR est détruit par les mécanismes de l’hémolysemécanismes de l’hémolyse

Les enzymes érythrocytaires

Documents

Transcript of Les enzymes érythrocytaires