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Université Farhat Abbas Séti 1

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Département de Biochimie

Polycopie de cours de :

Aspects Biochimiques des Pathologies Humaines

Destiné aux étudiants de 1re année master en Biochimie Appliquée

Réalisé par Pr H. BOURICHE

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Aspects Biochimiques des pathologies humaines

Contenu

I. Introduction

II. Aspects biochimiques liés aux pathologies

1- Hépatiques

2- Rénales

3- Auto-immunes

4- Endocriniennes

5- Respiratoires

6- Sanguines

7- Cancer

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I. Introduction

L’exploration en biochimie médicale est principalement centré sur les marqueurs

biochimiques des pathologies, les explorations à utiliser pour l’étude des grandes fonctions

(hépatique, rénale, immunologiques, endocrinienne, etc.) et des pathologies qui y sont

associées (pathologies hépatiques, rénales, endocriniennes, tumorales, etc.). Il offre une mise

au point complète, récente et argumentée sur les examens de biochimie disponibles pour

l’exploration d’une pathologie donnée, mais aussi sur leur hiérarchisation dans la démarche

diagnostique. Il permet ainsi d’accroître la pertinence des prescriptions, d’utiliser au mieux les

informations biologiques et d’optimiser le dialogue clinicien biologiste, tous éléments

essentiels pour une bonne prise en charge des patients.

Il ya Plus de nombreux analyses médicales parmi elles on peut citer: Analyses

hématologiques (de sang), analyses bactériologiques et biochimiques….

Analyses hématologiques: sont pratiquées sur le sang pour permettre le diagnostic ou le suivi

de certaines maladies. Le sang est composé d'un liquide, le plasma, dans lequel flottent des

cellules (globules rouges, blancs et plaquettes) et un grand nombre de substances. (Protéines,

hormones, vitamines, etc.). Ainsi, l'analyse hématologie regroupe l'analyse des cellules du

sang mais aussi d'éléments dissous dans le plasma comme les facteurs de la coagulation ou les

anticorps.

Analyses sérologiques: La sérologie est l'étude du sérum, c'est-à-dire le sang débarrassé de

ses cellules et de certains constituants. Communément, la sérologie consiste à évaluer

l'immunité à une maladie en mesurant la quantité d'anticorps spécifiques de celle-ci.

Analyses bactériologiques/parasitologiques : le but de ces analyses est souvent d'identifier

l'agent responsable de l'infection : bactérie, parasite, champignons microscopiques …etc.

Elles consistent donc à rechercher l'élément pathogène soit par observation directe, soit après

mise en culture. L'identification du germe pathogène aide à définir le meilleur traitement et

l'antibiotique le plus efficace.

Analyses biochimiques: consistent à mesurer les quantités des constituants des liquides

biologiques (sang, urine, etc.). La plupart des maladies ont des répercussions sur leur

composition et leur étude peut aider au diagnostic et au suivi de nombreuses maladies.

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II. Aspects biochimiques liés aux pathologies

1. Aspects biochimiques liés aux pathologies hépatiques

Rappels sur la physiologie hépatique

Le foie assure un grand nombre de fonctions spécifiques

1- Fonction métabolique

2- Fonction de Synthèse

3- Epuration et de détoxication

4- Sécrétion biliaire

1. Fonction métabolique : Métabolisme des glucides, des lipides et des protéines, stockage

du fer et de la ferritine.

Les glucides (glucose, fructose, galactose) sont transformés en glycogènes et stockés au sein

des hépatocytes. En fonction des besoins de l'organisme, le foie retransforme ensuite ce

glycogène en glucose, et le libère dans la circulation sanguine. Si les réserves de glycogène

sont épuisées, les cellules hépatiques peuvent aussi synthétiser du glucose à partir d'acides

aminés notamment. On parle alors de néo-glucogénèse.

Les lipides parvenant au foie sont transformés en triglycérides et stockés dans les cellules

hépatiques. En réponse aux besoins énergétiques du corps, ces triglycérides peuvent être

ensuite divisés en acides gras et utilisés (Figure 1).

Figure 1 : Métabolisme des glucides.

L’élimination de l’ammoniac (résultant de la dégradation des protéines) par le cycle de

l’urée (Figure 2). Ce cycle se déroule dans le foie, au sein des hépatocytes

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Figure 2 : cycle de l’urée

2. Fonction de synthèse

A partir des protéines et acides aminés issus de la digestion, les cellules du foie synthétisent la

majorité des protéines sanguines :

- l'albumine

- toutes les globines (hémoglobine, globuline…)

- et les facteurs de la coagulation (Figure 3).

- Comme tous les macrophages résidents, les cellules de Kämpfer (macrophages résidents du

foie) élaborent un grand nombre de cytokines.

-D'autres cellules hépatiques comme les cellules étoilées, les cellules endothéliales et des

lymphocytes particulières au foie synthétisent également d’autres substances.

Figure 3 : facteurs de la coagulation

En cas de dysfonctionnement hépatique, on observe donc un déficit de ces protéines dans le

sang. Le manque d'albumine entraîne notamment l'ascite. Les troubles de la coagulation

donnent lieu à des hémorragies.

3. Epuration et de détoxication

Certaines substances qui arrivent au foie sont toxiques pour l'organisme : le rôle du foie est de

dégrader ces substances en produits non-toxiques. Les produits lipo-solubles sont ensuite

reversés dans la bile, puis dans l'intestin, et éliminés dans les selles. Les produits hydro-

solubles sont reversés dans le sang, qui les mène jusqu'aux reins : ils sont éliminés par les

urines.

Ainsi, l'ammoniaque, qui est naturellement produite par le colon lors de la décomposition du

contenu digestif, possède une forte toxicité neurologique. Menée au foie par la veine porte,

celle-ci est dégradée par les cellules hépatiques en urée, puis éliminée dans les urines.

Le foie joue aussi un rôle essentiel dans le cycle de décomposition de l'hémoglobine.

Les globules rouges ont une durée de vie d'environ 120 jours. À l'issue de cette période, ils

sont détruits dans la rate, où la dégradation de l'hémoglobine produit de la bilirubine libre. La

bilirubine libre est toxique et peut être nocive; elle possède une couleur jaune caractéristique.

Elle parvient au foie par voie sanguine et y est transformée en bilirubine conjuguée, non

toxique. Celle-ci est ensuite déversée dans la bile, dont elle est un des composants majeurs :

c'est elle qui est responsable de la couleur jaunâtre de la bile et, lors de son évacuation par

l'intestin, donne la couleur jaune / marron des selles.

L'alcool (éthanol) ingéré parvient aussi pour l'essentiel jusqu'au foie. Absorbé par les cellules

hépatiques, il est transformé en acétaldéhyde puis en acétate. Ces substances sont reversées

dans le sang et éliminées par voie rénale. Mais l'éthanol et l'acétaldéhyde ont un effet toxique

sur les cellules hépatiques : elles possèdent des propriétés chimiques qui perturbent gravement

leur fonctionnement, et entraînent la stéatose hépatique.

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Les médicaments pris par voie orale parviennent de la même façon au foie : celui-ci absorbe

et élimine une partie des substances actives du médicament. Les dosages des médicaments

prennent en compte cette intervention du foie, qu'on appelle « effet de premier passage ».

Parmi les substances captées par les hépatocytes, on peut retenir, pour leur importance en

clinique, la bilirubine non conjuguée, les acides biliaires, le glucose, les lipoprotéines

sénescentes, l'insuline, l'ammoniaque, les xénobiotiques (incluant les médicaments).

1. 3. Métabolisme de la bilirubine

La bilirubine est trouvée dans le plasma sous 2 formes : une forme non conjuguée dont la

concentration ne dépasse pas 15 µmol/L, et une forme conjuguée à l’acide glucuronique dont

la concentration ne dépasse pas 5 µmol/L.

A l’état normal, la principale source de bilirubine plasmatique est le macrophage où prend

place la dégradation de l’hémoglobine des hématies sénescentes.

Chez le sujet normal, la bilirubine totale plasmatique est presque exclusivement représentée

par la bilirubine non-conjuguée. Celle-ci est très peu soluble en milieu hydrique. Elle est

presque totalement liée à l’albumine, ce qui permet son transport plasmatique. De ce fait, la

bilirubine non-conjuguée ne peut franchir la barrière glomérulaire normale. Il n’y a donc pas

de bilirubine non-conjuguée dans les urines. La bilirubine non-conjuguée transportée par

l’albumine est captée au pôle sinusoïdal des hépatocytes par des transporteurs membranaires

spécifiques, alors que l’albumine reste dans le plasma. Dans le cytoplasme hépatocytaire, la

bilirubine captée est liée à d’autres protéines (les ligandines). Elle est ainsi acheminée vers le

réticulum endoplasmique. La bilirubine glucuronide transférase (ou bilirubine UDP

glucuronosyl transférase 1) de la membrane du réticulum endoplasmique conjugue la

bilirubine avec l’acide glucuronique. La bilirubine conjuguée est transportée vers le pôle

biliaire de l’hépatocyte (canalicule biliaire). Elle peut alors être sécrétée dans la bile grâce à

un transport actif, saturable, compétitif et sélectif. Le flux biliaire est généré non par la

sécrétion de bilirubine mais par un transport actif de substances osmotiques (les acides

biliaires) (Figure 4).

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Figure 4 : Métabolisme de la bilirubine

3.2. Métabolisme des acides biliaires

Les acides biliaires sont des molécules amphiphiles (une extrémité lipophile et une autre hydrophile),

ou détergents, ce qui leur permet de solubiliser sous forme de micelles les substances lipidiques.

- Dans la bile, les acides biliaires se joignent aux phospholipides biliaires pour la solubilisation

micellaire du cholestérol, principal lipide biliaire.

- Dans l'intestin, les acides biliaires permettent la solubilisation des lipides alimentaires, ce qui

autorise leur hydrolyse sous l'action des lipases pancréatiques. Ils permettent aussi l'absorption

intestinale des graisses et des vitamines liposolubles.

Les acides biliaires de l'homme sont formés dans le foie à partir du cholestérol. Les acides biliaires

primaires ainsi formés sont les acides cholique et chénodésoxycholique. Tous deux sont conjugués

puis excrétés activement dans la bile au moyen d'un transporteur spécifique dans la bile. 90 % des

acides biliaires primaires conjugués excrétés dans la bile sont réabsorbés par l'intestin grêle. Les 10 %

restant parviennent au côlon où, sous l'action des bactéries, ils sont transformés en acides biliaires

secondaires: acide désoxycholique (provenant de l'acide cholique) et lithocholique (provenant de

l'acide chénodésoxycholique).

Les acides biliaires secondaires sont presque entièrement absorbés par le côlon. Tous les acides

biliaires (primaires et secondaires) regagnent le foie par la veine porte. lls sont extraits avec une

grande efficacité au pôle sinusoïdal des hépatocytes par des transporteurs spécifiques (diffusion

facilitée). De ce fait, chez le sujet normal, il ne passe que de très faibles quantités d'acide biliaires dans

le sang périphérique. L'ensemble du pool des acides biliaires est donc confiné au système

splanchnique à l'intérieur duquel ils circulent par le cycle entérohépatique (Figure 5). La circulation

splanchnique désigne le système vasculaire chargé de l'irrigation du système digestif. Cette vascularisation spécifique apporte le sang au

niveau du foie, de la rate ainsi que du pancréas.

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4. Sécrétion biliaire

Le foie génère le flux biliaire en excrétant activement les acides biliaires au pôle canaliculaire

des hépatocytes. Ce flux biliaire crée un courant hydrique permettant d'acheminer vers

l'intestin un grand nombre d'autres substances. Ces substances gagnent le courant biliaire par

des transporteurs spécifiques. Parmi ces dernières substances, on peut retenir pour leur

importance en clinique, la bilirubine et le cholestérol et les phospholipides biliaires.

Les acides biliaires et les phospholipides biliaires jouent un rôle capital dans la solubilisation

du cholestérol (insoluble dans l'eau) dans le milieu hydrique qu'est la bile. Les acides biliaires

jouent un rôle essentiel dans la digestion des lipides alimentaires.

Grands syndromes des pathologies hépatiques

Il existe 4 grands syndromes biologiques hépatiques :

1- le syndrome de cholestase

2- le syndrome de cytolyse

3- le syndrome d’insuffisance hépatocellulaire

4- le syndrome mésenchymateux

Ces syndromes complètent et précisent les syndromes cliniques hépatiques. Ils sont

diversement associés au cours d’une maladie hépatique. C’est l’expression de l’atteinte

(prédominance d’un syndrome sur l’autre) qui permet de s’orienter dans le diagnostic.

1. Cholestase

La définition de la cholestase est d'ordre physiologique, c’est le blocage de l’écoulement de la

bile (Figure 6). Celle-ci peut résulter d'une atteinte primitive de la fonction d'excrétion des

acides biliaires; ou d'une perturbation secondaire de cette fonction due à un obstacle à

l'écoulement biliaire.

- cholestase obstructive : il s’agit d’un obstacle sur les voies biliaires macroscopiques.

- cholestase non obstructive : il s’agit d’une atteinte cellulaire touchant les cellules

épithéliales des voies biliaires inter-lobulaires ou le pôle biliaire des hépatocytes. Il ya 3 types

d’obstruction :

a-Obstruction des voies biliaires extra-hépatiques comme dans le cas de lithiase biliaire,

cancer des voies biliaires, cancer de la tête du pancréas.

b-Obstruction des voies biliaires intra-hépatiques: lésions bouleversant l’architecture du foie

comme dans le cas des hépatites, cirrhoses, hépatomes, métastases hépatiques.

C-Atteinte du parenchyme hépatique: arrêt de formation de la bile.

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1.1. Augmentation de la bilirubine conjuguée sérique

Les globules rouges ont une durée de vie limitée à environ 120 jours. Lorsque leur membrane

vieilli, ils sont détruits au niveau du système réticulo-histiocytaire (rate, moëlle osseuse).

L’hémoglobine est transformé à ce niveau en bilirubine non conjuguée (ou bilirubine libre).

Cette bilirubine n’est pas hydrosoluble. Elle est fixée sur des transporteurs protéiques

(notamment l’albumine) qui lui permettent d’être véhiculée dans le sang pour être amenée au

foie. Le foie capte, conjugue la bilirubine pour la rendre hydrosoluble, et l’excrète au pôle

biliaire de l’hépatocyte. Les étapes hépatocytaires du métabolisme de la bilirubine sont actives

et consomment de l’énergie.

En cas de cholestase, les mécanismes qui sont atteints sont ceux de l’excrétion biliaire. Les

étapes de captation et de conjuguaison ne sont pas touchées. L’hyperbilirubinémie porte donc

sur la bilirubine conjuguée. Le taux normal de bilirubine dans le sang est inférieur à 17

micromole/l. Lorsqu’il dépasse 35 micromole/l, survient un ictère clinique qui devient franc

lorsque le taux est supérieur à 50 micromole/l.

L’ictère est inconstant dans les cholestases. Lorsqu’il est présent on parle de cholestase

ictérique. Lorsqu’il est absent on parle de cholestase anictérique.

1.2. Augmentation de la concentration sérique des enzymes

Les enzymes de cholestase sont les enzymes dont l’activité sérique augmente en cas de

cholestase. Elles sont les phosphatases alcalines, 5’nucléotidases et gamma-

glutamyltranspeptidases (GT).

a. Phosphatases alcalines : elles sont localisée dans les microvillosités des canalicules

biliaires et au pôle sinusoïdal des hépatocytes.

Les PAL sont des enzymes que l’on retrouve également dans le placenta (expliquant

l’élévation de leur activité chez la femme enceinte), et dans l’os où elles jouent un rôle

important dans le métabolisme (expliquant leur élévation chez l’enfant en période de

croissance et dans certaines maladies osseuses).

b) 5’ nucléotidase : c’est une phophatase alcaline particulière. Elle est plus spécifique du foie

(absence d’origine osseuse) mais elle ne doit pas être utilisée en routine car son dosage coûte

cher et sa sensibilité est inférieure à celle des GT.

c) La gamma-glutamyl-transpeptidase : c’est une glycoprotéine principalement trouvée

dans les membranes des cellules ayant une activité importante de sécrétion et d’absorption. Le

rein et le pancréas sont les 2 organes les plus riches en activité GT. La concentration

hépatique en GT est faible (5 à 10% de l’activité rénale) localisée essentiellement dans les

cellules des canaux biliaires et au niveau des 2 pôles de l’hépatocyte. Cependant, du fait du

poids du foie, on peut considérer que le foie contient dans l’organisme la plus forte quantité

de GT. La concentration biliaire de la GT est environ 100 fois plus importante que la

concentration dans le sérum normal.

Le test de l’élévation des GT dans le sérum est le plus sensible de cholestase. Il ya cependant

des situations où les GT sont élevées en l’absence de cholestase, il s’agit surtout de

phénomènes d’induction enzymatique : il s’agit d’une augmentation de la synthèse des GT

sous l’influence de substances dites « inductrices » qui sont essentiellement l’alcool et

certains médicaments. La GT est également fréquemment augmentée dans l’hyperthyroïdie.

L’augmentation des GT sous l’influence d’une consommation excessive d’alcool est

fréquemment utilisée comme marqueur d’alcoolisme. Une prise aiguë d’alcool ne modifie pas

le taux de la GT qui n’est élevée que lorsque l’excès d’alcool est chronique. Ce marqueur

n’est pas sensible (de nombreux buveurs excessifs ont des valeurs normales) ni spécifique de

l’alcoolisme. Lors de l’arrêt de la prise d’alcool, les GT se normalisent en 4 à 8 semaines.

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Le repérage de l’alcoolisme doit faire appel à l’interrogatoire (du patient et de l’entourage), à

l’examen clinique, à la recherche des autres anomalies biologiques évocatrices (macrocytose,

élevation de la transferrine déficiente en carbohydrates et prédominance en ASAT (de la

cytolyse). Aucun signe biologique n’est spécifique et c’est le regroupement de ces signes qui

doit attirer l’attention.

En pratique

- Le dosage conjoint des phosphatases alcalines et des GT est utilisé pour rechercher une

cholestase.

- L’élévation conjointe de ces 2 enzymes est spécifique de la cholestase. Il faut faire attention

en cas d’élévation isolée de l’une des deux enzymes : Une élévation isolée des phosphatases

alcalines est habituellement en rapport avec une maladie osseuse (car l’élévation des GT est

plus sensible dans la cholestase que celle des phosphatases alcalines).

- Une élévation isolée des GT doit faire rechercher une induction enzymatique

(consommation excessive non reconnue de boissons alcoolisées ou prise médicamenteuse).

1.3. Allongement du temps de Quick

La coagulation du sang met en jeu de nombreux facteurs agissant en cascade les uns sur les

autres et qui conduisent à la formation du caillot.

Parmi les facteurs de coagulation, le fibrinogène (facteur

I), les facteurs II, V, VII, IX et X sont synthétisés par le foie. La vitamine K est nécessaire à

cette synthèse.

La coagulation du sang s’exprime par des temps de coagulation. Il existe plusieurs temps

réalisés dans des conditions différentes. En cas de déficit de synthèse de l’un de ces facteurs,

la coagulation se fait mal et le temps de Quick s’allonge. Le temps de Quick est exprimé en

secondes. Il peut aussi être exprimé sous la forme d’un rapport entre temps de Quick d’un

témoin sain/temps de Quick du malade : c’est le taux de prothrombine (TP).

Si le temps de Quick du malade est normal, le TP est voisin de 100%. Si le temps de Quick du

malade est allongé, le TP diminue : il est considéré comme pathologique lorsqu’il est inférieur

à 70%.

La cholestase provoque une carence en vitamine K car les sels biliaires sont nécessaires à

l’absorption des graisses et la vitamine K est une vitamine liposoluble. Ainsi, lorsque les

réserves en vitamine K sont épuisées, il y a une diminution de la synthèse des facteurs

hépatiques (qui épargne le facteur V) et donc une diminution du TP.

L’administration sous-cutanée de vitamine K corrige le défaut de coagulation et donc

normalise le TP en 48 heures. Le dosage séparé du facteur V (normal lorsque la cause de la

chute du TP est une carence en vitamine K) peut être utile.

1.4. Autres signes biologiques

a) Hypercholestérolémie : Une hypercholestérolémie est fréquemment rencontrée en cas de

cholestase chronique. Ceci n’est bien sûr pas spécifique de la cholestase car il y a de

nombreuses étiologies d’hypercholestérolémie.

b) Elévation des acides biliaires sériques: Une élévation des acides biliaires sériques est

fréquente car il s’agit de composés à élimination biliaire mais leur dosage n’est pas de

réalisation courante.

c) Stéatorrhée: Une stéatorrhée (Présence d'une quantité anormale de graisses dans les selles)

peut se voir. Elle traduit le défaut d’absorption des graisses au déficit de sécrétion d’acides

biliaires. Le rôle physiologique essentiel des acides biliaires est l’émulsion des graisses, ce qui

permet l’action de la lipase pancréatique.

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Outre le déficit en vitamine K, il peut exister des déficits en vitamine D (pouvant provoquer

une ostéomaladie), en vitamine A (qui se traduit par des troubles de la vision), en vitamine E

(pouvant être responsable de désordres neurologiques chez l’enfant).

2. Cytolyse hépatique Il traduit une atteinte de la membrane hépatocytaire. Cette atteinte peut être une destruction de

la membrane qui définit la nécrose hépatocytaire ou une augmentation de la perméabilité

membranaire. Par conséquent, les substances normalement contenues dans l’hépatocyte vont

être relarguées dans les sinusoïdes et leur concentration dans le sang périphérique va

augmenter. Les substances dosées en clinique et qui permettent d’apprécier l’existence et

l’intensité de la cytolyse sont les transaminases.

2.1. Elévation des transaminases sériques : Les transaminases (ou amino transférases) sont

des enzymes hépatocytaires dont la fonction est de catalyser des réactions de transfert d’un

groupe aminé d’un acide alpha-aminé à un acide alphacétonique.

Il existe 2 transaminases dont le coenzyme est la vitamine B6 (phosphate de pyridoxal) :

- ASAT = Aspartate Amino Transferase.

- ALAT = Alanine Amino Transferase.

Le taux des transaminases revient rapidement à la normale lorsque la cause de l’atteinte

hépatocytaire est supprimée. La demi-vie de l’ASAT est plus courte que celle de l’ALAT.

Certaines notions importantes sont à bien connaître pour interpréter les variations du taux

sérique des transaminases.

a) La valeur diagnostique du rapport ASAT/ALAT

Le foie contient plus d’ALAT que d’ASAT. Ainsi, la cytolyse qui accompagne les maladies

de foie prédomine habituellement en ALAT.

Il y a deux exceptions importantes à cette règle :

- Lorsque la cytolyse est provoquée par un excès de consommation de boissons alcoolisées

(on parle d’hépatite alcoolique), la cytolyse prédomine en ASAT. Le rapport ASAT/ALAT

est > 1.

- Lorsqu’une maladie hépatique est au stade de cirrhose, et ceci quelle que soit l’étiologie de

la maladie hépatique, la cytolyse peut devenir prédominante en ASAT.

b) Les ASAT ne sont pas spécifiquement hépatocytaires

D’autres cellules contiennent des ASAT, en quantité toutefois inférieure à celle contenue dans

les hépatocytes. Il s’agit surtout des cellules musculaires, notamment myocardiques : Les

cellules musculaires contiennent plus d’ASAT que d’ALAT.

Il faut donc savoir évoquer la nature musculaire d’une cytolyse lors des élévations modérées

des transaminases qui prédominent en ASAT.

En cas de difficulté diagnostique, il faut doser des enzymes spécifiques des cellules

musculaires comme la créatine kinase (élevée dans les maladies musculaires et normale dans

les atteintes hépatiques).

En pratique

- Une élévation importante des transaminases (supérieure à 10 fois la limite des valeurs

normales du laboratoire) témoigne d’une cytolyse hépatique.

- Si le rapport ASAT/ALAT >1, il faut évoquer une hépatite alcoolique ou une atteinte des

régions centro-lobulaires.

- En cas d’élévation modérée des transaminases, il faut prendre garde à une élévation qui

prédomine sur les ASAT. Il peut s’agir d’une cytolyse hépatique provoquée par l’alcool ou

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survenant sur une maladie au stade de cirrhose. Il peut aussi s’agir d’une élévation des

transaminases d’origine musculaire. En cas de doute il faut doser la créatine kinase.

2. Autres signes biologiques

a) Elévation du fer sérique, de la transferrine, et de la ferritinémie: Ces perturbations sont

facilement explicables lorsqu’on sait que le foie est un site de stockage préférentiel du fer

dans l’organisme.

b) Elévation de la LDH: La LDH (lactate-déhydrogénase) est une enzyme fréquemment

dosée pour rechercher une hémolyse. Le dosage de l’enzyme total est ininterprétable.

L’hépatocyte contient essentiellement l’iso-enzyme LDH5 de la LDH.

c) Elévation de la GT : La GT est une enzyme hépatocytaire qui augmente en cas de

cholestase . Cependant, son activité sérique augmente fréquemment de façon modérée en cas

de cytolyse en l’absence de cholestase.

3. Insuffisance hépatocellulaire Dans ce cas, les hépatocytes n’assurent plus leurs fonctions (cirrhose). Il peut se définir par

l’atteinte des fonctions actives du foie, essentiellement la synthèse hépatique.

3.1. Hypo-albuminémie

L’albumine, dont la synthèse est spécifiquement hépatique, est la protéine sérique la plus

abondante (40 g/l). En raison de sa longue demi-vie (21 jours), l’hypo-albuminémie n’est pas

un marqueur précoce et ne permet pas de suivre l’évolution à court terme de l’insuffisance

hépatocellulaire. Une hypoalbuminémie ne signifie pas nécessairement la présence d’une

insuffisance hépatocellulaire et il y a plusieurs causes d’hypoalbuminémie (carence

alimentaire, fuite digestive, déperdition rénale par syndrome néphrotique).

3.2. Chute du TP, non corrigeable par la vitamine K

La demi-vie des facteurs de coagulation hépatique est brève (quelques heures à 4 jours).

Ainsi, la baisse de leur concentration sérique est un marqueur précoce d’insuffisance

hépatocellulaire et le meilleur moyen d’en suivre l’évolution à court terme. Elle se traduit par

un allongement du temps de Quick et donc une diminution du TP. Le facteur V est abaissé

comme les autres facteurs. L’injection de vitamine K n’a aucun effet.

3.3. Hyperbilirubinémie mixte

Il s’agit d’une élévation du taux de bilirubine portant à la fois sur la bilirubine conjuguée et

non conjuguée (hyperbilirubinémie dite « mixte »).

Les mécanismes qui conduisent à l’élévation du taux

sanguin de bilirubine sont multiples au cours de l’insuffisance hépatocellulaire :

- défaut de captation et de conjugaison de la bilirubine (amenant à une élévation de la

bilirubine non conjuguée),

- défaut d’excrétion biliaire amenant à une élévation de la bilirubine conjuguée.

Beaucoup de phénomènes d’excrétion biliaire vont être touchés dans l’insuffisance

hépatocellulaire et qu’il n’y a donc pas d’insuffisance hépatocellulaire « pure » dans la

mesure où se surajoutent des phénomènes de cholestase.

3.4. Autres signes

a) L’hypocholestérolémie: est un signe classique (c’est le foie qui synthétise le cholestérol)

b) Diminution de l’urée: le foie assure la synthèse de l’urée à partir de l’ammoniaque qui

provient du catabolisme des protéines. La baisse de l’urée est souvent masquée par une

atteinte rénale fréquente dans les maladies graves du foie.

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c) Hypo-glycémie: Dans certaines insuffisances hépatocellulaires majeures, des

hypoglycémies peuvent survenir par atteinte de la fonction glycogénique du foie (assurant la

mise en réserve du glucose et sa délivrance en dehors des repas).

4. Le syndrome mesenchymateux (réaction inflammatoire) - Infiltration du parenchyme hépatique par des cellules inflammatoires dans les hépatites très

actives.

- Déficit de captation et de destruction des antigènes du sang portal par le foie dont c’est l’un

des rôles (assuré par les cellules de Küpffer).

- En cas de maladie hépatique, d’une part il se développe des anastomoses porto-caves (Figure

7A, B et C) qui permettent au sang portal de « court-circuiter » le foie, d’autre part il existe

une insuffisance de fonction des cellules de Küpffer. Ces mécanismes permettent aux

antigènes d’atteindre le sang périphérique, où ils induisent la formation d’anticorps.

- Enfin, augmentation de la perméabilité digestive qui augmente l’antigénémie du sang porte

et donc accentue le phénomène précédent.

4.1. L'électrophorèse des protéines est un examen très utile pour explorer les maladies du

foie.

- L'albuminémie est diminuée par une insuffisance hépatique, mais aussi par un syndrome

inflammatoire systémique sévère (infectieux en particulier), par une hémorragie

importante, par un syndrome néphrotique, ou par une entéropathie exsudative.

- Les alpha-1 globulines étant principalement constituées par l'alpha-1 antitrypsine, elles

sont diminuées au cours de ce déficit, cause possible d'une maladie hépatique. Elles sont

augmentées par le syndrome inflammatoire systémique.

- Les gamma globulines sont très augmentées, de façon polyclonale au cours de l'hépatite

auto-immune même sans cirrhose. Elles sont également augmentées au cours des cirrhoses

très sévères, quelle qu'en soit l'origine.

- Le bloc béta-gamma consiste en un comblement du creux séparant normalement le pic

des beta globulines de celui des gamma globulines (Figure 8). Ce creux est le site de

migration normale des IgA, en concentration très faible dans le sérum du sujet normal. Le

bloc beta-gamma correspond à une forte augmentation des IgA sériques. Cette augmentation

est assez spécifique de l'origine alcoolique d'une cirrhose.

Le dosage pondéral des immunoglobulines a peu d'intérêt au cours des maladies du foie ou

des voies biliaires. Au cours de la cirrhose biliaire primitive, il y a une augmentation isolée

ou très prédominante des IgM mais les anticorps antimitochondrie sont un marqueur plus

sensible et plus spécifique. Une augmentation prépondérante des IgA suggère une origine

alcoolique.

En pratique

- Une forte hypergammaglobulinémie prédominant en IgG est un signe qui oriente vers une

hépatite auto-immune.

- Une hypergammaglobulinémie polyclonale prédominant en IgA est un signe qui oriente vers

une cirrhose et vers l’origine alcoolique de cette cirrhose. Elle donne un aspect caractéristique

à l’électrophorèse car, dans la mesure où les IgA migrent entre les ß et les γ globulines, il y a

un aspect de comblement entre ces 2 pics qu’on appelle le «bloc ß» (tracé de droite ci-dessous

en comparaison avec une électrophorèse normale à gauche) (Figure 8).

13

Conclusion

Ces différents syndromes que nous avons vu de façon analytique ne sont bien sûr pas

rencontrés isolément mais sont diversement associés au cours d’une maladie hépatique. Nous

avons vu les liens qu’il pouvait y avoir entre cholestase et insuffisance hépatocellulaire. Il y a

aussi une filiation directe entre cytolyse et insuffisance hépatocellulaire. Par exemple, dans

une hépatite aiguë, l’importance des phénomènes de nécrose hépatocytaire conditionne

l’apparition de signes d’insuffisance hépatocellulaire qui sont de mauvais pronostic et peuvent

signer la survenue d’une hépatite fulminante, conduisant à poser l’indication d’une

transplantation hépatique.

14

2. Aspects biochimiques liés aux pathologies rénales

Rappels sur la physiologie rénale

L'homéostasie du milieu intérieur est en majeure partie assurée par le rein, grâce à la

disposition particulière et au fonctionnement intégré des unités fonctionnelles élémentaires

(les néphrons). Le néphron est formé d'un glomérule responsable de la fonction de filtration,

et de l'élaboration d'une l'urine primitive, et d'un tubule qui par des processus de réabsorption-

sécrétion aboutit à l'urine définitive. Outre ses fonctions excrétrices, le rein possède également

un certain nombre d'activités endocrines et métaboliques intervenant dans la régulation de

la pression artérielle, de l'homéostasie phosphocalcique, de l'érythropoïèse.

Le rein assure un grand nombre de fonctions spécifiques qui sont:

1. Fonction exocrine (production de l'urine et élimination des déchets): excrétion des

produits du métabolisme des protéines et des acides nucléique, production d'urine, créatinine,

acide urique et autres.

2. Maintien de la constante du milieu intérieur :

- Equilibre hydrique.

- Equilibre hydro-électrolytique.

- Equilibre acido-basique.

3. Fonction endocrine :

- Sécrétion de la rénine : régulation de la pression artérielle.

- Sécrétion de l'érythropoïétine.

- Transformation de la vitamine D dans sa forme active.

- Sécrétion des prostaglandines

1. Fonction exocrine (production de l'urine et élimination des déchets)

L'urine est un liquide jaune ambré, d'odeur spéciale, de réaction en général acide, de densité

de 1,02. Le rein élimine en les concentrant certains éléments du sang, cette élimination est

sélective puisque le rein retient, sans les éliminer, d'autres éléments (protides), enfin, le rein à

des fonctions de synthèse puisque l'urine contient des éléments que l'on ne trouve pas dans le

sang et qui ne peuvent avoir été fabriqués que par le rein.

a) La filtration glomérulaire : c’est la filtration de sang pendant son passage dans la pelote

capillaire du glomérule ce qui produit l'urine primitive ou filtrat glomérulaire.

b) La réabsorption tubulaire : La réabsorption tubulaire est un processus qui vise à réabsorber

certains constituants de l'urine primitive (Tableau 1) faisant passer le volume du filtrat de 180

litres/24h à 1,5 litre/24h. La réabsorption tubulaire s'effectue selon deux processus :

- Un processus passif, n'exigeant aucun travail cellulaire mais qui dépend des pressions et des

concentrations.

- Un processus actif impliquant un travail cellulaire sous la dépendance de réactions enzymatiques

avec un taux maximal de réabsorption.

15

c) L'excrétion tubulaire

L'excrétion tubulaire est l'excrétion de ce qui est étranger à l'organisme par les cellules des tubules

(Figure 9, 10 et Tableau 2).

- Eliminer des substances qui n’ont pas été réabsorbées notamment certains médicaments comme

phénobarbital …etc.

- Eliminer des substances nuisibles (urée, acide urique, créatinine et les ions ammonium).

- Débarrasser l’organisme des K+ et H+en excès.

- Régler le pH sanguin

Le glucose filtré au niveau du glomérule est totalement réabsorbé au niveau du tube proximal à

condition que la glycémie ne dépasse pas la valeur normal, la glycosurie dépend donc de la glycémie.

16

Tableau 2 : Production de l’urine et élimination des substances nuisibles

2. Maintien de la constante du milieu intérieur

a) L'équilibre hydrique

Le rôle du rein dans l'élimination de l'eau est fondamental puisqu'il maintient stable le capital

hydrique de l'organisme.

L'élimination de l'eau se fait sous la dépendance d'une hormone antidiurétique (ADH) qui agit

au niveau du tube contourné distal et du tube collecteur en rendant sélectivement les parois

perméables à l'eau.

Toute restriction hydrique entraîne la sécrétion de l'ADH, ce qui élève la perméabilité des

parois du tube collecteur, d'où une résorption accrue d'eau et une diurèse réduite.

b) L'équilibre hydro-électrolytique

Le rein règle l'élimination de toutes les substances minérales et ainsi maintient la constante

de la composition ionique du plasma.

Le sodium est contrôlé par l'aldostérone qui retient le sodium et l'eau en favorisant

l'élimination dans l'urine du potassium.

Le potassium filtré est totalement réabsorbé par le tube proximal. Le potassium éliminé

dans l'urine est secrété par le tube distal où il est échangé ion contre ion avec le sodium.

L'aldostérone stimule l'excrétion du sodium.

c) L'équilibre acido-basique

Le métabolisme cellulaire aboutit à la formation continuelle d'acides. Le rôle du rein est

d'éliminer l'excès d'acides tout en épargnant le capital basique de l'organisme.

Le maintient d'un pH normal est possible grâce à trois mécanismes :

• La sécrétion d'ions H+ acides échangés contre du sodium (ions alcalins).

• La réabsorption des bicarbonates alcalins.

• La sécrétion d'ions ammoniums permettant l'élimination des acides forts sous forme de

sels d'ammonium.

3. La fonction endocrine

a) La sécrétion de la rénine

Toute diminution de la pression artérielle ou veineuse, entraîne une insuffisance de l'irrigation

artérielle du rein (ischémie rénale), et provoque la sécrétion par le rein de la rénine.

La rénine joue un rôle dans la régulation de la pression artérielle. Libérée dans le sang

circulant, elle réagit avec une substance contenue dans le plasma, l'angiotensinogène,

17

synthétisée par le foie, afin de permettre la sécrétion de l'angiotensine II qui a deux propriétés

fondamentales :

• Vasoconstriction : elle augmente donc la pression artérielle.

• Augmente la sécrétion de l'aldostérone. L'aldostérone est une hormone qui augmente

la réabsorption d'eau et de sodium et l'élimination urinaire du potassium.

b) La sécrétion de l'érythropoïétine

Le rein produit et libère une substance, l'érythropoïétine. Celle-ci stimule l'élaboration des

globules rouges par les organes hématopoïétiques. Sa sécrétion est déclenchée par l'hypoxie.

l'érythropoïétine est à 85% d'origine rénale et à 15% d'origine hépatique.

3. La transformation de la vitamine D dans sa forme active

Le rein assure également la régulation hormonale du métabolisme phosphocalcique en

assurant la formation de 1,25 dihydroxycholécalciférol. En effet, la transformation de la

vitamine D3 inactive, en 25-OH cholécalciférol dans le foie, puis en 1,25 di-

hydroxycholécalciférol actif dans le rein, nécessite la présence d'une hydrolase (enzyme)

présente exclusivement au niveau des cellules tubulaires proximales.

c) Synthèse des prostaglandines rénales

Les prostaglandines rénales jouent un rôle important dans l'adaptation de la microcirculation

rénale en cas d'hypovolémie et dans l'excrétion rénale du sodium.

Exploration de la fonction rénale

1. Examens sanguins a) Créatininémie : La détermination de la créatininémie reste actuellement le test le plus

largement utilisé pour apprécier la fonction rénale puisque sa valeur est le reflet du débit de

filtration glomérulaire. Pour un individu donné, sa production est constante, sa concentration

plasmatique ne dépend que de son élimination rénale et de sa masse musculaire. Les valeurs

normales varient en fonction de l'âge et du sexe.

Créatininémie / clairance de la créatinine Taux plasmatique : 50 à 120 μmol/L ou 0.8-1.8 mg/dL

Clairance = U x V/P (en ml/min) U = conc urinaire de créatinine mesurée sur urines de 24h ; P = conc plasmatique de créatinine ; V =

débit urinaire en ml/min

Valeur de référence : 90 à 140 ml/min

Une clairance inférieure témoigne d’une insuffisance de la filtration glomérulaire

b) Urée plasmatique : L'urée est complètement filtrée par le glomérule et

réabsorbée partiellement au niveau tubulaire. Sa détermination est associée le plus souvent au

dosage de la créatininémie, car une augmentation de l’urée plasmatique ne témoigne pas

spécifiquement d’une atteinte rénale. En effet, sa concentration dépend des apports azotés

alimentaires et du catabolisme protidique endogène.

Taux plasmatique de l’urée : 2,5 à 7,5 mmol/L ou 15- 45 mg/dL. Le dosage de l’urée en

pratique clinique n’a d’intérêt qu’associé à celui de la créatinine dans le cas d’une

insuffisance rénale.

c) Ionogramme plasmatique : La détermination des ions Na+, K+, Cl- et HCO3- est

indispensable pour apprécier l’équilibre hydroélectrolytique dont le rein est le principal

garant. Ces dosages sont indispensables pour assurer la surveillance d'une insuffisance rénale

(à intervalles rapprochés en cas d'insuffisance rénale aigüe).

- L’hyperkaliémie est le désordre électrolytique principal de l’insuffisance rénale aigüe et

reflète l’impossibilité du rein à excréter le potassium. A partir de 6.5 mmol/l, le pronostic vital

18

est en jeu. Le potassium provient à la fois d’une destruction cellulaire et d’une sortie

intracellulaire sous l’influence de l’acidose.

- le taux de bicarbonates renseigne sur les désordres acido-basiques, une concentration

abaissée étant en néphrologie, la conséquence d'une acidose métabolique.

d) Calcémie et phosphorémie : Au cours de l'insuffisance rénale chronique, les désordres du

métabolisme phosphocalcique sont constants. La détermination de la calcémie et de la

phosphorémie seront effectuées de manière systématique pour apprécier l'état osseux et

l'activité des glandes parathyroïdes (hyperparathyroïdie secondaire).

Au cours de l’insuffisance rénale chronique, la calcémie est habituellement basse, la

phosphorémie est élevée et les phosphatases alcalines sont augmentées.

2. Examens urinaires a) Diurèse : Chez un adulte normal, le volume d’urine émis par 24 h oscille entre 0.75 l et 2 l.

Une diurèse normale ne permet nullement de considérer la fonction rénale comme

normale, l’excrétion de l’eau pouvant être conservée alors que la filtration glomérulaire est

très diminuée. Pour des volumes supérieurs à 2.5 l / 24 h, on parle de polyurie qui peut être

liée soit à l’élimination de substances osmotiquement actives (glucose chez le diabétique), soit

à une diminution du nombre de glomérules fonctionnels dans l’insuffisance rénale chronique.

Inversement, pour des volumes inférieurs à 0.6l/24 h, on parle d’oligurie, l’anurie

caractérisant des volumes inférieurs à 0.1 l / 24 h (dans l’insuffisance aigue par exemple).

b) Ionogramme urinaire : Le plus souvent, l’ionogramme urinaire se réduit à la seule

détermination du sodium et du potassium. La natiurèse et la kaliurèse sont liées aux

concentrations plasmatiques de sodium et de potasium, à l'importance de la diurèse et aux

apports alimentaires.

c) Créatininurie : Elle permet la mesure de la clairance de la créatinine. Sa détermination

s'effectue en général sur les urines des 24 h.

d) Urée et acide urique : Le dosage de ces deux paramètres renseigne sur les apports

alimentaires en protéines et sur l'importance du catabolisme endogène.

L'urée urinaire témoigne également du pouvoir de concentration du rein.

e) Calciurie : Sa détermination en néphrologie s'effectue essentiellement dans le cadre de

l'exploration du risque de lithiase rénale. Le tableau 3 présente les valeurs habituelles des

principaux constituants urinaires.

Tableau 3: Valeurs habituelles des principaux constituants urinaires

Sodium 50 à 220 mmol/24h

Potassium 25 à 130 mmol/24h

Chlorure 50 à 220 mmol/24h

Créatinine F : 8 à 16 mmol/24h

H : 9 à 18 mmol/24h

Urée 300 à 550 mmol/24h

Acide urique 1.5 à 4.5 mmol/24h

Calcium F : 1.8 à 6.0 mmol/24h

H : 1.8 à 7.5 mmol/24h

f) Protéinurie : La protéinurie est la plus fréquente des anomalies urinaires, voire le seul

signe d’une atteinte rénale. Sa mise en évidence, lors de contrôles systématiques, implique

nécessairement une confirmation par une technique quantitative sur les urines de 24

19

heures permettant alors de connaître la concentration et le débit des protéines urinaires. La

protéinurie physiologique varie de 20 à 100 mg/24 h ; elle est composée de 30% d’albumine

et 70% de globulines et échappe habituellement aux méthodes classiques de détection. La

protéinurie est dite pathologique lorsqu'elle est supérieure à 150 mg/24 h et qu'elle

possède un caractère permanent. Si de plus grandes quantités sont décelées (plus de 250

mg/24 heures), cela signifie que la membrane glomérulaire est lésée.

Dans les conditions normales, le passage d’albumine dans l’urine est minime (<30 mg/24h).

La microalbuminurie se définit comme l’excrétion accrue d’albumine isolée comprise entre

30 et 300 mg/24 h. Elle est un marqueur prédictif de l’apparition de certaines néphropathies,

notamment chez le diabétique.

L’étude des protéines (taille type) permet un diagnostic différentiel. En effet, une protéinurie,

en général modérée, peut survenir dans un certain nombre de situation particulière

(orthostatisme, effort, alimentation, hypertension ...) et possède un caractère intermittent. On

parle alors de protéinurie fonctionnelle et il n'y a en général pas de lésion rénale associée.

3. Aspects biochimiques liés aux pathologies auto-immunes

L’auto-immunité est la rupture des mécanismes de tolérance qui conduit à l’action pathogène

du système immunitaire vis à vis de constituants naturels de l’organisme et à l’apparition

d’une maladie dite auto-immune.

Les maladies auto-immunes (MAI) représentent la 3ème cause de morbidité après les

affections cardio-vasculaires et les cancers. Elles surviennent souvent chez des sujets jeunes

mais la fréquence des auto-anticorps augmente avec l'âge et leur présence n'est pas synonyme

de maladie et doit - pour être significative - être associée à des signes cliniques. Toutefois,

leur découverte peut nécessiter un complément de bilan une surveillance.

L'origine de des MAI est souvent multifactorielle. Interviennent par exemple le système

neuro-endocrinien (hormone), la génétique par le système HLA, l'environnement (infection,

pollution, UV, médicament...), mimétisme moléculaire (mycobactérie et protéine de stress

pour la PR). Les données actuelles montrent que les MAI partagent un fond commun de

génétique et donc des voies de physiopathologie communes.

Classification des maladies auto-immunes

1. les maladies auto-immunes spécifiques d’organes :

Diabète de type 1, thyroïdite auto-immune, hépatopathies auto-immunes, myasthénie,

maladies bulleuses auto-immunes, vitiligo, uvéite auto-immune, rétinite auto-immune,

cytopénies auto-immunes …

2. les maladies auto-immunes systémiques ou non spécifiques d’organes :

Lupus systémique, syndrome de Gougerot-Sjögren, polyarthrite rhumatoïde, sclérodermie,

polymyosite et dermato-polymyosite, connectivite mixte, vascularite primitive, polychondrite

atrophiante…

Mécanismes lésionnels des maladies auto-immunes

Les auto-anticorps peuvent avoir un rôle pathogène par différents mécanismes :

– cyto-toxicité en présence du complément lors, par exemple, des anémies hémolytiques. Les

lymphocytes T cytotoxiques (LT CD8) peuvent induire des lésions cellulaires par différents

mécanismes de cyto-toxicité (exocytose de molécules cytotoxiques, induction de l’apoptose

de la cellule cible, etc.);

– dépôt de complexes immuns, par exemple dans les néphropathies glomérulaires des lupus ;

20

– auto-anticorps interférant avec des récepteurs cellulaires (exemple: auto-anticorps anti-

récepteur de l’acétylcholine lors de la myasthénie);

– auto-anticorps interférant avec différentes structures cellulaires (par exemple, anticorps anti-

phospholipides). Types d’auto-anticorps

On distingue 5 catégories d’auto-anticorps utiles pour le diagnostic des maladies auto-

immunes.

1– Anticorps antinucléaires : ils sont des marqueurs des maladies auto-immunes non

spécifiques d’organe comme le lupus (figure 12) ;

2– Anticorps anti tissus ou anti cellules : ce sont des marqueurs des maladies auto-immunes

spécifiques d’organe (figure 13);

3– Anticorps anti-IgG : il s’agit des facteurs rhumatoïdes;

4– Anticorps antiphospholipides : Ce sont des auto-anticorps capables d'exercer des effets

pathogènes en interférant avec les phospholipides membranaires des cellules endothéliales et

des plaquettes ou avec les phospholipides intervenant dans la cascade de la coagulation. Ce

sont les marqueurs du syndrome des antiphospholipides qui peut être primitif ou secondaire.

5– Anticorps anti cytoplasme des polynucléaires : ils sont dirigés contre différentes

enzymes cytoplasmiques des polynucléaires neutrophiles (figure 14).

Tous les auto-anticorps ne sont pas spécifiques d’une maladie auto-immune:

– les auto-anticorps naturels : dans certaines circonstances inflammatoires non spécifiques, ils

peuvent être produits en grande quantité et devenir détectables par des tests standard (par

exemple, anti-thyroglobuline, antiphospholpides, facteurs rhumatoïdes, etc.) ;

– les auto-anticorps induits par les médicaments : des β-bloquants, des antiépileptiques et des

antihypertenseurs peuvent, par exemple, induire ces auto-anticorps qui sont surtout des anti-

histones ; associés à des signes cliniques, ils définissent un lupus induit ;

– les auto-anticorps associés à des affections néoplasiques : ils sont différents de ceux qui

caractérisent les maladies auto-immunes ;

– certains auto-anticorps sont très spécifiques d’une maladie auto-immune comme les anti-

ADN natifs et anti-Sm du lupus systémique et les anti-protéinases 3 de la maladie de

Wegener.

Figure 12. Valeur diagnostique des auto-anticorps antinucléaires et anti-cytoplasme dans les

principales maladies auto-immunes systémiques Anti-Smith (anti-Sm),

21

Figure 13. Valeurs diagnostiques des principaux auto-anticorps dans les maladies auto-immunes

spécifiques d'organes. CPG : cellules pariétales gastriques; GBM : membrane basale glomérulaire, RACH : récepteur à l'acétylcholine.

FI : facteur intrinsèque ; MAG : myelin-associated glycoprotein ; RTSH : récepteur TSH ;

GAD : glutamate décarboxylase ; TPO : thyroperoxydase.

.

Figure 14. Valeur diagnostique des anticorps anti-cytoplasme des polynucléaires; p: perinucluaire; c:

cytoplasmique

22

1. Anticorps antinucléaires Les anticorps antinucléaires (ANA) correspondent à une variété d'anticorps qui sont dirigés

contre un ou plusieurs éléments du noyau de leurs propres cellules qui sont alors considérés

comme des antigènes. Les anticorps anti-noyaux appartiennent essentiellement aux

immunoglobulines IgG, IgA et IgM. Ce sont des protéines appartenant au groupe des

gammaglobulines présentes dans le sang et d'autres liquides de l'organisme et possédant une

activité d'anticorps. Les ANA sont dirigés se trouvent dans les noyaux cellulaires et font

partie des nucléoprotéines qui sont des protéines associées à de l’acide nucléique, ADN ou

ARN. Plus précisément, les ribonucléoprotéines sont des protéines associées à de l’ARN.

Méthodes de détection

1. L’immunofluorescence indirecte (IFI),

2. l’enzyme linked immunosorbent assay (ELISA).

L’IFI est considérée comme une méthode très sensible, mais peu spécifique, alors que

l’ELISA, qui permet de détecter les anticorps spécifiquement dirigés contre des

nucléoprotéines bien caractérisées, est plus spécifique mais moins sensible.

Au vu de sa grande sensibilité, l’IFI est utilisée comme test de dépistage; en cas de positivité,

des auto-anticorps plus spécifiquement associés à certaines pathologies auto-immunes sont

alors recherchés au moyen de l’ELISA.

- Pour l’IFI, des cellules HEp-2 (human epithelial cell line type 2) sont utilisées, dérivées

d’une lignée tumorale de cellules épithéliales humaines, qui possèdent de gros noyaux et de

gros nucléoles permettant une bonne visualisation des structures nucléaires reconnues par les

anticorps du patient; de plus, toutes ces cellules étant tumorales, elles offrent l’avantage de

présenter de multiples mitoses, utiles à l’interprétation et à l’identification d’anticorps

particuliers. Les lames sur lesquelles ont été cultivées les cellules HEp-2 sont incubées avec le

sérum du patient à des dilutions croissantes. Les anticorps fixés sur ces cellules sont ensuite

révélés grâce à un conjugué anti-IgG humaine couplé à un fluorochrome. La fluorescence

observée à l’aide d’un microscope à fluorescence peut avoir différents aspects, notamment:

homogène ou diffus, périphérique, moucheté ou nucléolaire (figure 15). L’interprétation

des différents aspects de la fluorescence est parfois délicate et peut varier d’un observateur à

l’autre.

Les différents types de fluorescence correspondent généralement à différentes spécificités

(cibles) des anticorps du patient pour des composants cellulaires, qui sont eux-mêmes associés

à différentes connectivites (Tableau 4). Par exemple, l’aspect homogène est typiquement

23

associé à la présence d’anticorps anti-dsDNA (double-stranded DNA), très évocateurs d’un

lupus érythémateux systémique, alors que l’aspect moucheté correspond à la présence d’auto-

anticorps connus sous le terme d’ENA (extractable nuclear antigens) rencontrés dans de

nombreuses maladies auto-immunes (Tableau 5). On décrit parfois aussi une fluorescence de

type nucléolaire rencontrée notamment dans la sclérodermie.

Bien que les cellules HEp-2 aient été développées pour la recherche d’anticorps dirigés contre

le noyau cellulaire, on peut occasionnellement observer une fluorescence de type

cytoplasmique. Celle-ci peut être associée à la présence d’auto-anticorps spécifiques connus,

reconnaissant des structures antigéniques bien définies, et témoins alors de pathologies auto-

immunes particulières (Tableau 5).

Pour L’ELISA, des antigènes purifiés ou recombinants comme substrats sur lesquels est

incubé le sérum des patients sont utilisés. Les anticorps sont ensuite révélés par un procédé

enzymatique. Contrairement à l’immunofluorescence indirecte, les résultats obtenus sont

objectifs et quantitatifs.

Signification clinique des ANA

Malgré leur faible spécificité, les ANA restent toutefois particulièrement utiles dans le lupus

érythémateux systémique, où ils ont une excellente sensibilité (Tab.6). L’absence d’ANA

rend en effet ce diagnostic hautement improbable. Leur spécificité est mauvaise, mais ils font

partie des critères diagnostiques du lupus érythémateux systémique. Les ANA sont également

très fréquents dans la sclérodermie systémique et leur absence devrait également faire

24

rechercher un autre diagnostic. Par contre, ils sont peu utiles dans le bilan diagnostique de la

polymyosite ou de la dermatomyosite, de la polyarthrite rhumatoïde et de l’arthrite chronique

juvénile, où ils sont retrouvés dans la moitié des cas environ.

En plus des connectivites, des ANA peuvent également être retrouvés dans de nombreuses

maladies auto-immunes, notamment des maladies auto-immunes spécifiques d’un organe

(hépatites auto-immunes, par exemple), ou dans des maladies infectieuses, comme les

hépatites virales chroniques, l’infection VIH ou la tuberculose.

Les ANA et leur utilité pour le diagnostic et le suivi de maladies auto-immunes

1) Anti-DNA

Parmi les anticorps anti-DNA, on distingue les anticorps anti-ssDNA (dirigés contre l’ADN

simple brin, dénaturé, dont la cible est fréquemment représentée par les bases puriques ou

pyrimidiques cachées dans la double hélice d’ADN) et les anticorps anti-dsDNA (dirigés

contre l’ADN double brin natif). Les anticorps anti-ssDNA sont peu utiles en clinique car peu

spécifiques. Les anticorps anti-dsDNA par contre sont très spécifiques du lupus érythémateux

systémique. Il faut donc spécifiquement les rechercher lorsque l’IFI révèle une fluorescence

homogène.

L’utilisation combinée des méthodes IFI et ELISA pour la recherche d’anti-dsDNA est d’un

apport majeur pour le diagnostic de lupus érythémateux systémique (LES), cependant en cas

de doute, les anticorps anti-dsDNA peuvent être recherchés par IFI indirecte sur Crithidia

luciliae (un flagellé unicellulaire qui a la propriété de contenir un ADN double brin très pur

au niveau du kinétoplaste); cette méthode est très spécifique, mais beaucoup moins sensible

que l’ELISA, ce qui fait préférer ce dernier test en routine, sans compter que la réalisation

d’une IFI sur Crithidia luciliae est plus longue et compliquée.

Au vu de leur très haute spécificité, la présence d’anticorps anti-dsDNA, surtout à une valeur

élevée, permet souvent de confirmer un diagnostic de (LES. De même que les ANA, les

anticorps anti-dsDNA représentent un critère diagnostique supplémentaire parmi les critères

établis pour le diagnostic du LES.

25

Concernant le suivi de la maladie lupique, ils peuvent aussi apporter une certaine aide étant

donné qu’ils fluctuent souvent en fonction de l’activité de la maladie, en particulier de la

néphrite lupique.

Une augmentation du taux de ces anticorps précède parfois les

manifestations cliniques d’une poussée. La présence de grandes quantités d’anticorps anti-

dsDNA dans les dépôts de complexes immuns glomérulaires chez les patients avec une

néphrite lupique suggère que ces anticorps puissent avoir un rôle dans la pathogenèse de la

maladie.

2) Anti-histones

Jusqu’à 80% des patients avec un LES ont des anticorps anti-histones. Ces derniers sont

présents chez plus de 95% des patients qui ont un lupus d’origine médicamenteuse (par

exemple sur procaïnamide, hydralazine, chlorpromazine ou quinidine). Contrairement au LES

idiopathique, il n’y a habituellement pas d’autre auto-anticorps dans le lupus médicamenteux,

ce qui peut aider à les différencier. Les classes d’histones contre lesquelles sont dirigés les

anticorps anti-histones varient selon qu’il s’agit d’un lupus induit ou d’un LES idiopathique,

ce qui n’est toutefois pas recherché en clinique.

3) Anti-nucléosome

Les anticorps anti-nucléosome (ou anti-chromatine) se lient aux complexes d’ADN et

d’histones mais pas à leurs composants individuels. Au même titre que les anticorps anti-

dsDNA, ils sont très spécifiques du LES, mais comportent l’avantage d’être probablement

plus sensibles. Les anticorps anti-nucléosome sont recherchés lorsque les anti-dsDNA sont

négatifs, alors que dans certains laboratoires, les anticorps anti-nucléosome sont recherchés en

premier lieu, et les anticorps anti-dsDNA en cas de négativité des premiers.

4) Anti-Smith (anti-Sm)

Les anticorps anti-Sm ont pour cible des protéines faisant partie d’un sous-groupe de

ribonucléoprotéines, les small nuclear ribonuclear protein (smRNP). Les anticorps anti-Sm

sont détectés chez 5 à 30% des patients avec un lupus érythémateux systémique. Ces anticorps

Ils sont très spécifiques du LES et ont donc été inclus dans les critères sérologiques de la

maladie, au même niveau que les anticorps anti-dsDNA. De manière similaire à ce qui a été

décrit pour les anticorps anti-dsDNA, les anticorps anti-Sm sont souvent associés à la

présence d’une néphrite lupique. Il n’est cependant pas si clair de savoir s’ils varient avec

l’activité de la maladie; en l’état actuel des connaissances, ils sont donc utiles au diagnostic de

LES et de certaines de ses complications potentielles, mais pas directement à son suivi.

5) Anti-Ro/SSA et anti-La/SSB

Les anticorps anti-Ro/SSA et anti-La/SSB sont dirigés contre des protéines faisant partie d’un

complexe antigénique hétérogène, le complexe Ro/La, constitué de trois protéines différentes

(52kD Ro, 60kD Ro et 48 kD La) et de petits ARN (Y1, Y2, Y3, Y4 et Y5) synthétisés dans

le noyau sous le contrôle d’une ARN polymérase III, dont le rôle est peu clair. Les anticorps

anti-Ro/SSA et anti-La/SSB sont principalement associés à deux connectivites: le syndrome

de Sjögren et le lupus érythémateux systémique. L’anticorps anti-Ro/SSA a été mis en

évidence simultanément dans ces deux connectivites, d’où la présence de deux

dénominations: «Ro» selon le nom du premier patient atteint d’un LES chez qui il a été

identifié et «SSA» pour sicca syndrome A. Les anticorps anti-Ro/SSA sont retrouvés chez 10

à 60 % des patients avec un LES. De plus, environ 50% des patients présentant un LES avec

anticorps anti-Ro/SSA ont également des anticorps anti-La/SSB.

Les anticorps anti-Ro/SSA sont retrouvés chez 70 à 95 % des patients avec un syndrome de

Sjögren primaire. Ainsi, la présence d’anticorps anti-Ro/SSA chez un patient avec des

manifestations cliniques suggestives d’un syndrome de Sjögren primaire parle fortement en

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faveur de ce diagnostic. En outre, la plupart des patients avec syndrome de Sjögren chez

lesquels on trouve des anticorps anti-Ro/SSA ont également des anticorps anti-La/SSB. Par

contre, des anticorps anti-Ro/SSA ne sont délectés que chez 10 à 15% des patients avec un

syndrome de Sjögren secondaire, en particulier consécutif à la polyarthrite rhumatoïde.

Fait important à retenir, les grossesses des patientes présentant des anticorps anti-Ro/SSA ou

anti-La/SSB peuvent se compliquer d’un lupus néonatal, maladie auto-immune transférée

passivement de la mère au fœtus. Les mères de nouveau-nés avec un lupus néonatal n’ont

souvent pas de lupus ni d’autre maladie auto-immune, mais peuvent en développer par la

suite.

En plus du LES et du syndrome de Sjögren, les anticorps anti-Ro/SSA sont parfois observés

dans la polyarthrite rhumatoïde, la dermatomyosite et la polymyosite, les connectivites

indifférenciées ou la connectivite mixte. Ils sont également retrouvés chez 0.1 à 0.5% des

sujets sains.

6) Anti-RNP

Comme les anticorps anti-Sm, les anticorps anti-RNP sont dirigés contre des protéines faisant

partie des smRNP, et plus précisément contre des protéines associées à l’ARN U1. Ce sont

donc des anticorps anti-U1RNP. Ces anticorps sont souvent détectés chez les patients avec un

LES, alors que des titres élevés d’anti-U1RNP sont nécessaires au diagnostic de la

connectivite mixte (MCTD ou syndrome de Sharp). Dans le LES, la présence d’anticorps anti-

RNP (U1RNP) est associée à la présence d’une myosite et d’un phénomène de Raynaud, et

généralement à une atteinte lupique moins sévère.

7) Anti-Scl 70

Les anticorps anti-Scl70 (ou anti-topoisomérase I) sont très spécifiques de la sclérodermie

systémique. Ils sont très rarement retrouvés chez des patients avec une autre connectivite ou

des sujets sains, et sont très utiles au diagnostic de sclérodermie systémique. Contrairement

aux anticorps anti-centromère, qui sont associés à la forme cutanée limitée de la sclérodermie,

les anticorps anti-Scl70 sont associés à la forme cutanée diffuse. La présence d’anti-Scl70 est

également associée au risque de développement d’une fibrose pulmonaire et en représente un

marqueur de sévérité.

8) Anti-Jo-1 et autres anticorps anti-synthétases

Des anticorps dirigés contre les aminoacyl-t-RNA-synthétases sont retrouvés dans environ 10

à 30% des cas de polymyosite ou de dermatomyosite. Ils sont très spécifiques des myosites,

mais peuvent parfois être mis en évidence chez des sujets sains ou ayant une atteinte

pulmonaire isolée. Des auto-anticorps contre six synthétases ont été décrits dans les

polymyosites et dermatomyosites, mais le plus fréquemment détecté reste l’anticorps anti-Jo-

1, dirigé contre l’histidyl-t-RNA synthétase. Le système d’anticorps anti-Jo-1 a été décrit pour

la première fois en 1980 par Nishikai et Reichlin dans le sérum d’un patient présentant une

polymyosite et une fibrose pulmonaire interstitielle, qui se prénommait John, d’où le nom

d’anti-Jo-1.

Les autres anticorps anti-synthétases sont moins fréquents (anti-PL7, anti-PL-12, anti-EJ, anti-

OJ et anti-KS, respectivement dirigés contre les t-RNA synthétases des acides aminés

suivants: thréonine, alanine, glycine, isoleucine et asparagine). Il existe un test par immunodot

(tests ELISA multiples, dirigés contre divers antigènes, réunis sur une bandelette) permettant

de rechercher ces différents anticorps en un seul dosage. Le syndrome des anti-synthétases est

l’association classique, bien que rare, d’une myosite, d’une arthrite, d’un syndrome de

Raynaud, d’une pneumopathie interstitielle.

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L’immunofluorescence des anticorps anti-synthétases est habituellement cytoplasmique,

raison pour laquelle on suggère volontiers de rechercher des anticorps anti-Jo-1 en présence

de ce type de fluorescence. Cependant, des fluorescences de type nucléaire ou nucléolaire

peuvent parfois être également observées.

9) Anti-centromère

Les anticorps anti-centromère sont identifiables déjà à l’IFI, sous la forme habituelle d’un

aspect moucheté, soit sous forme de granules bien répartis dans le noyau en interphase, ou

alors regroupés sur le kinétochore, dans les cellules en mitose. Trois protéines des

centromères (CENP) ont été identifiées comme cibles de ces anticorps (CENP-A, CENP-C,

CENP-D). Ces anticorps spécifiques ne sont toutefois pas recherchés par ELISA de routine.

Les anticorps anti-centromère sont très spécifiques de la sclérodermie systémique cutanée

limitée, et en particulier du syndrome de CREST (acronyme composé de: Calcinose,

phénomène de Raynaud, dysmotilité oesophagienne, Sclérodactylie, Télangiectasies). Ces

anticorps sont rarement retrouvés chez des patients avec d’autres connectivites que la

sclérodermie, dans la cirrhose biliaire primitive ou chez des patients sains. Ils peuvent

également aider à distinguer des patients avec un CREST de ceux présentant un phénomène

de Raynaud primaire. Parmi les patients présentant une sclérodermie, les patients qui ont des

anticorps anti-centromère ont un risque augmenté de calcinose, de nécrose digitale et

d’hypertension pulmonaire, mais un risque moindre de fibrose pulmonaire.

10) Anti-nucléole

On retrouve des anticorps anti-nucléole chez 15 à 40% des patients avec une sclérodermie

systémique et rarement chez des individus sains. Les anticorps anti-nucléoles ont une

apparence caractéristique à l’IFI. Les cibles antigéniques sont reconnues par divers anticorps

qui incluent les anticorps anti-U3-RNP (ou anti-fibrillarine), anti-PM-Scl, et anti-RNA

polymerase I-III, mais les ELISA à la recherche de ces anticorps ne sont souvent pas effectués

en routine. Les anticorps anti-PM-Scl sont retrouvés chez des patients avec une myosite, une

sclérodermie ou un syndrome de chevauchement. Les anticorps anti-RNA polymerase I-III

anti-U3 RNP, retrouvés dans respectivement 20 et 10% des sclérodermies, sont plutôt

associés à une sclérodermie cutanée diffuse.

2. Anticorps anti-cytoplasme des neutrophiles (ANCA) Comme leur nom l’indique, les ANCA sont dirigés contre des antigènes localisés dans le

cytoplasme des neutrophiles. De même que pour les ANA, l’IFI et l’ELISA sont les

méthodes les plus couramment appliquées pour les rechercher. La sensibilité et la spécificité

de ces tests peuvent varier d’un laboratoire à l’autre.

Pour rechercher les ANCA en IFI, on utilise des granulocytes neutrophiles humains fixés avec

différentes solutions (éthanol et formol), qu’on incube avec le sérum des patients. Lors d’une

première étape, les cellules sont fixées à l’éthanol. La fluorescence se répartit alors de deux

façons différentes: elle est localisée soit au niveau du cytoplasme, ce qui correspond aux c-

ANCA, soit autour du noyau, de façon périnucléaire, ce qui correspond aux p-ANCA. La

localisation périnucléaire de l’antigène (et donc de la fluorescence) est un artéfact dû à la

fixation des cellules à l’éthanol. Ainsi, lors de la mise en évidence d’une immunofluorescence

de type p-ANCA sur les cellules fixées à l’éthanol, une deuxième étape s’impose au cours de

laquelle les cellules sont fixées avec du formol. Les p-ANCA prennent alors une fluorescence

d’aspect c-ANCA. Cette deuxième étape permet notamment de faire la différence avec les

anticorps anti-nucléaires, avec lesquels les p-ANCA peuvent être confondus, surtout si la

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fluorescence est forte. Parfois, la fluorescence observée prend un aspect atypique: on parle

alors de x-ANCA, ou d’ANCA atypiques. Il s’agit d’une fluorescence de type péri-nucléaire

fine sur les cellules fixées à l’éthanol qui disparaît sur les cellules fixées au formol.

Finalement, l’aspect x-ANCA de la fluorescence sera confirmé sur les cellules fixées au

méthanol (Figures 16 et17).

Exemples d’ANCA et leur utilité pour le diagnostic et le suivi de maladies auto-immunes

1) ANCA et les vasculites

Bien que présents dans de nombreuses maladies auto-immunes, les ANCA ont une utilité

clinique surtout dans la prise en charge des vasculites à ANCA. Ils ont été mis en évidence

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pour la première fois en 1982, chez des patients avec une glomérulonéphrite. Puis, dans les

années qui suivirent, un lien a également été établi entre les ANCA, la granulomatose de

Wegener, la polyangéite microscopique et la glomérulonéphrite pauci-immune isolée, qui

correspond probablement à une variante ne touchant que le rein de la polyangéite

microscopique.

Lorsque les ANCA sont positifs à l’immunofluorescence, on effectue un ELISA afin

d’identifier les antigènes spécifiques contre lesquels sont dirigés les ANCA.

En pratique, seuls deux anticorps, dont la signification clinique est claire, sont recherchés.

Ce sont les anticorps anti-protéinase 3 (anti-PR3) et les anticorps anti-myélopéroxidase

(anti-MPO). La protéinase 3 et la myélopéroxidase sont deux enzymes, localisées dans les

granules azurophiles des neutrophiles et dans les lysosomes peroxydase–positifs des

monocytes, qui ont une activité antimicrobienne. Chez les patients avec vasculite à ANCA,

plus de 90% des c-ANCA sont dirigés contre la PR3, alors qu’environ 80-90% des p-ANCA

reconnaissent la MPO. Une spécificité MPO est retrouvée dans moins de 10% des

fluorescences d’aspect c-ANCA. Des p-ANCA avec une spécificité PR3 sont encore plus

rares.

Dans la maladie de Wegener, les ANCA sont le plus souvent de type c-ANCA, dirigés

contre la PR-3, alors que dans la polyangéite microscopique ou la glomérulonéphite pauci-

immune, ce sont le plus souvent des p-ANCA que l’on met en évidence, dirigés contre la

MPO. Cependant, comme l’on peut retrouver ces deux types d’anticorps dans la maladie de

Wegener et dans la polyangéite microscpique, ces deux maladies ne peuvent donc pas être

distinguées uniquement sur la base de la spécificité de ces anticorps.

Les ANCA sont aussi utilisés pour le suivi des vasculites à ANCA car, dans certains cas, leur

valeur peut être corrélée avec l’activité de la maladie. Habituellement, les taux d’ANCA,

élevés pendant la phase active de la maladie, se normalisent après 1 à 5 mois de traitement et

augmentent à nouveau fréquemment en cas de récidive. Ils ont ainsi un intérêt pour le suivi

des patients, car une ré-augmentation des taux d’ANCA en phase de rémission clinique peut

être un bon indicateur de rechute imminente. Leur augmentation isolée ne justifie en général

pas de modification du traitement, mais impose un suivi plus rapproché.

L’utilité des ANCA dans le syndrome de Churg et Strauss (CSS) est moins évidente, aussi

du fait qu’ils sont moins fréquemment retrouvés dans cette pathologie. Selon une étude

récente portant sur le CSS, des ANCA, pour la plupart dirigés contre la MPO, étaient présents

chez 38% des patients. Les ANCA peuvent toutefois avoir un intérêt dans une telle situation:

en effet, la présentation clinique de la maladie est fréquemment différente selon la présence

ou non d’ANCA. Dans cette étude, les patients avec ANCA avaient davantage d’atteintes

rénales, d’hémorragies alvéolaires, ou de symptômes systémiques, mais moins d’atteintes

cardiaques.

Environ 10 à 30% des patients présentant un syndrome de Goodpasture avec des anticorps

anti-membrane basale glomérulaire (anti-GBM) ont également des ANCA, dont la plupart

sont des p-ANCA anti-MPO. Dans un certain nombre de cas, ces patients ont davantage de

symptômes systémiques, un moins bon pronostic rénal et un risque augmenté de rechute, qui

sont caractéristiques d’une vasculite à ANCA davantage que d’un syndrome de Goodpasture.

2) ANCA et pathologies non vasculitiques

Les ANCA détectés à l’immunofluorescence sont peu spécifiques des vasculites et peuvent

être retrouvés dans de nombreuses situations cliniques. Il s’agit le plus souvent de p-ANCA

ou de x-ANCA, qui ne reconnaissent pas la MPO ou la PR3, mais d’autres antigènes présents

dans le cytoplasme des neutrophiles, comme la bactericidal permeability increasing protein

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(BPI), la cathepsine G, l’élastase , la lactoferrine et le lysozyme (ces différents anticorps ne

sont toutefois pas recherchés en routine). Ces ANCA peuvent être associés à des maladies

auto-immunes, comme par exemple les maladies inflammatoires du colon, les hépatites auto-

immunes, la cholangite sclérosante primaire (90% des cas!) ou plus rarement dans certaines

connectivites (LES, polyarthrite rhumatoïde), infections ou tumeurs malignes.

Certains médicaments peuvent également induire la production d’ANCA, notamment des

médicaments anti-thyroïdiens (propylthiouracyl et carbimazole). Jusqu’à 1/3 des patients

traités pour une hyperthyroïdie ont des ANCA, et la proportion augmente avec la durée du

traitement.

On retrouve en particulier des x-ANCA chez 50 à 70% des patients avec une recto-colite

ulcéro-hémorragique (RCUH) et chez 10 à 30% des patients avec une maladie de Crohn. Il est

intéressant de noter que les ANCA seuls sont peu utiles au diagnostic de ces pathologies et ne

pourront pas permettre la distinction entre une maladie de Crohn et une RCUH. Cependant, la

combinaison des ANCA et d’autres auto-anticorps nouvellement disponibles de routine, les

anticorps anti-Saccharomyces cerevisiae (ASCA), peut parfois apporter une certaine aide,

étant donné que les patients avec RCUH ont plus de chance d’avoir des ANCA positifs mais

des ASCA négatifs, alors que ceux avec maladie de Crohn ont plus de chance d’avoir des

ANCA négatifs mais des ASCA positifs.