Le globule rouge

1. Le globule rouge

2. Le globule rouge est une cellule anucléée qui a la forme d’un disque biconcave très flexible. • le rôle principal de GR est de délivrer l’ O2 des poumons aux tissus, et transporter en sens inverse le CO2.

3. I- Contenu du globule rouge • Le globule rouge adulte ne renferme aucun organite cytoplasmique du type mitochondrie ou ribosome. • Il est incapable de synthétiser des lipides ou de nouvelles protéines. Cependant, tous les composants nécessaires à ces fonctions et sa survie sont présents.

4. Outre sa membrane, le globule rouge est constitué principalement: - eau, - hémoglobine, - enzymes, - ions (potassium, sodium, chlorure et magnésium).

5. I-1 Membrane érythrocytaire • La membrane du globule rouge est constituée de lipides40%, glucides 8% et de protéines 52%. 1- Les lipides : A- une double couche sous forme de phospholipides 54 % : * sphingomyélines, phosphatidylcholines : sur la couche externe plasmatique. * phosphatidylethanolamines, phosphatidylserines : sur la couche interne cytoplasmique.

7. B - Cholestérol non estérifié 43% : Sur les deux couches. C- Glycolipides 03% : le principal est le globoside situé sur la couche externe. Ces glycolipides constituent le support de l’activité antigénique des groupes sanguins.

9. 2-Les glucides forment un film à la surface externe de la membrane. 3-Les protéines - Les protéines extrinsèques tapissent la face interne de la bicouche lipidique. Elles forment le squelette de la membrane érythrocytaire : spectrine, actine, protéine 4.1. - Protéines transmembranaires ou intégrales: bande 3, glycophorines.

10. - Protéine d’ancrage : Ankyrine - Autres protéines: protéine 4.2, protéine Rh, l’adducine, dématine, myosine, tropomyosine, tropomoduline.

12. I-2 Hémoglobine • Chromoprotéines porphyriniques de coloration rouge renfermant du fer. • Des pigments de transport de l’oxygène permettent de surmonter la limitation imposée par la faible solubilité de oxygène dans l’eau.

13. I-2-1 Structure d’hémoglobine L’hémoglobine est composé: - d’une fraction protéique appelée globine, - d’un groupement prosthétique, l’hème, constitué de protoporphyrine et de fer.

14. I-2-1 Structure de l’hème • Une ferro-protoporphyrine de type IX (tétrapyrolique centré par un atome de fer) • Quatre noyaux pyrroles unis par des ponts méthényles. • De huit chaînes latérales : 4 méthylènes (CH3); 2 Vinyles (CH=CH2), et 2 propionyles (CH2-CH2-COOH).

15. Structure de l’hème

16. L’atome de fer est sous forme (Fe++) dans la désoxyHb, l’HbO2 et l’HbCO. En revanche il est sous forme (Fe+++ ) dans la metHb et les hémichromes

18. I-2-2 Structure de globine • Les différentes type de chaînes rencontrés dans les hémoglobines humaines sont : les chaînes alpha (α), les chaînes (β), les chaînes gamma (γ), les chaînes delta(δ), les chaînes epsilon(ε), et les chaînes zêta(ζ) • Les chaînes polypeptidiques de l’hémoglobine diffèrent les unes des autres par leur séquence d’acides aminés

20. L’hémoglobine est un dimère de protomères αβ. Les deux protomères α1β1 et α2β2 de l’hémoglobine sont reliés symétriquement par un axe de rotation moléculaire.

21. I-2-3 Génétique et biosynthèse A- Biosynthèse de l’hème • La synthèse de l’hème s’effectue indépendamment de celle de la globine. • L’hème ne vient que secondairement s’accrocher aux chaînes polypeptidiques néosynthétisées pour réaliser la sous-unité d’hémoglobine. • - certaines étapes de sa synthèse sont localisées dans les mitochondries, d’autres dans le cytosol.

23. B- Biosynthèse de globine • Chez l’homme, les gènes de l’hémoglobine se répartissent en 2 groupes distincts : - Le groupe des gènes de type α - Le groupe des gènes de type β

24. Le groupe des gènes de type α - Elle située sur la partie terminale du bras court du chromosome 16. - Elle comporte 3 gènes fonctionnels (ζ, α1, α2 ) et 3 pseudogènes (Ψζ, Ψα1, Ψα2). - Les gènes sont organisés de 5’ en 3’ selon leur ordre d’expression au cours du développement : Gène ζ embryonnaire α1et α2 foetaux/adultes

25. Le groupe des gènes de type β - Elle est à l’extrémité distale du bras court du chromosome 11 - Elle comporte 5 gènes fonctionnels (ε, Gγ, Aγ, β et δ) et un pseudogène (Ψβ).

26. I-2-4 Les différentes hémoglobines • Chez l’homme, plusieurs hémoglobines se succèdent au cours de la vie et, à tout moment. Ces hémoglobines se distinguent par la nature des sous-unités qui les constituent. • Ces modifications s’effectuent parallèlement au changement du lieu d’érythropoïèse (sac vitellin chez l’embryon, foie, rate et moelle osseuse chez lefœtus, moelle osseuse chez l’adulte normal).

27. Hémoglobines normales embryonnaires • Deux chaînes de la famille α coexistent : ζ, qui apparaît la première, puis α. De même, il existe deux chaînes de type β : ε et γ. • Ces diverses sous-unités permettent de réaliser les trois hémoglobines de l’embryon, - Hb Gower 1 (ζ2,ε2) - Hb Gower 2 (α2- ε2) - Hb Portland (ζ2, γ2) - Hb fœtale (Hb F) (α2γ2). À partir du 37ème jour

28. Hémoglobines normales fœtales • L’Hb F (α2γ2) (90 %) est le constituant hémoglobinique principal de la vie fœtale. • l’hémoglobine adulte ou Hb A (α2β2), est également synthétisée, mais à un taux très faible (5 à 10 %).

29. Hémoglobines normales adultes • L’Hb A (α2β2) : 95 %. • l’Hb A2 (α2δ2): 2,5 %. • L’Hb F: inférieure à 1 %.

31. II- Métabolisme énergétique de GR • Le GR a besoin d’énergie: - maintenir le fer à l’état Fe2+, - maintenir l’action de la pompe Na-K, - maintenir l’état réduit des radicaux SH des enzymes et protéines membranaires.

32. II-1 Métabolisme de glucose • Le glucose fourni par le plasma dans le GR est catabolisé de deux façons : - Par glycolyse anaérobie grâce au cycle d’Embden Meyerhof (de 90 à 95 %). - Par la voie des pentoses ou hexose phosphates (de 5 à 10 %).

33. la voie d’Embden Meyerhof • le glucose est dégradé jusqu’ à l’acide lactique par l’action : l’hexokinase, la phosphofructokinase et la pyruvate kinase. • Le catabolisme du glucose par cette voie fournit deux composés énergétiques: - ATP (adénosine triphosphate), - NADH (nicotinamide adénine dinucléotide hydrogéne).

35. ATP - le fonctionnement des pompes à sodium grâce. - l’entrée du cholestérol, des phospholipides et des acides gras provenant du plasma. • NADH - la réduction de la méthémoglobine en hémoglobine fonctionnelle ( coenzyme d’une méthémoglobine réductase). • 2,3-diphosphosphoglycérate - fixé au niveau de la cavité centrale de l’hémoglobine, joue un rôle important dans la distribution de l’oxygène aux tissus.

36. II-2 Métabolisme du glutathion • Les agents oxydants entraine l’accumulation des peroxydes au sein de GR. • Les peroxydes sont responsables de la dénaturation des constituants de GR.

37. Le GR lutte contre les peroxydes grâce à un système réducteur très efficace comprenant: - le glutathion réductase, - la glutathion peroxydase, - glucose 6 phosphate déshydrogénase.

38. III- Fonction de GR • Le GR assure deux fonctions importantes : - Transport de l’oxygène des poumons aux tissus - Transport du Co2 des tissus aux poumons

39. III-1 Transport de l’oxygène • l’oxygène sanguin est combiné pour 98.5 % de sa totalité. La faible part restante joue un rôle capital et assure la pO2. • Une molécule d’oxygène se fixe par atome de fer et 1g d’Hb peut transporter au max 1.34ml d’O2 lorsque la saturation est totale.

40. La courbe de saturation de l’Hb en fonction de la pO2 présente une allure sigmoide • la pression de demi saturation (P50) : pression partielle en O2 à la quelle coexiste 50% de formes oxygénés et 50% de formes désoxgénées.

41. Pour une pO2 est voisine de 100 mmHg, correspond à la pression de l’alvéole pulmonaire, l’Hb est saturée presque complètement (97.5%). • Par contre au niveau des tissus ou la pO2 est voisine 35 mm Hg l’Hb saturée à 30 %.

43. III-2 Transport du CO2 • Le gaz carbonique produit par la respiration cellulaire est transporté sous trois forme : - A l’état dissous : 5% - Sous forme de bicarbonate (70%) : Le CO2 libéré par les tissus diffuse dans le plasma et pénètre dans les GR : CO2 + H2O HCO3- + H+

44. Le bicarbonate formé est libéré dans le plasma alors que les ions hydrogène sont retenus par l’hémoglobine désoxygénée. • Sous forme de carbaminohémoglobine (25%) : le CO2 se lie à L’Hb désoxygénée. • le CO2 se lie aux groupements aminés de globine pour former la carbaminohémoglobine. NH2 + CO2 NHCOO- + H +

45. IV- Catabolisme de l’hémoglobine - A l’âge de 120 jours, les GR sont phagocytés par les cellules du système réticulohistiocytaire (macrophage, monocytes…). - A l’état normal, cette phagocytose à lieu dans la rate, le foie et la moelle osseuse. - La rate est l’emplacement principal de l’érythrophagocytose des GR.

48. V- Méthodes d’étude de GR V-1 NFS La détermination de la NFS se fait : - des méthodes automatisées, - méthodes manuelles.

49. 1- Taux de GR • Homme : 4,5- 5,5 1012/l. • Femme : 3,8- 5,0 1012/l.

50. 2- Hémoglobine • Principe : réaction de DRABKIN K3Fe(CN)6 Hb (Fe2+) méthémoglobine (Fe3+) KCN Méthémoglobine Cyanméthémoglobine La Cyanméthémoglobine est dosée par spectophotométrie à une longueur d’onde de 540 nm.