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III - 4 LE TISSU SANGUIN

1 ABRÉGÉ DES CONSTANTES DU SANG
2 DESCRIPTION DES ÉLÉMENTS FIGURÉS DU SANG
2-1 LIGNÉE ÉRYTHROCYTAIRE
2-2 LIGNÉE PLAQUETTAIRE
2-3 LA LIGNÉE LYMPHOCYTAIRE
2-4 LIGNÉE MONOCYTAIRE
2-5 LIGNÉE GRANULOCYTAIRE

3 TISSU RETICULÉ
4 - ICONOGRAPHIE

Le sang est un tissu mésenchymateux dont la matrice, le plasma, est liquide. Les cellules constitutives sont appelées les éléments figurés du sang.

Les éléments figurés sont représentés par des cellules nucléées, les leucocytes (globules blancs), et par des cellules anucléées, les hématies (globules rouges) et les plaquettes.

Rappels :

- le plasma représente la phase totale liquidienne du sang ; le serum est la fraction liquidienne qui se sépare du caillot, après coagulation (=plasma dépourvu de fibrine et des facteurs de coagulation)

- Les leucocytes circulent dans le torrent sanguin mais n’acquièrent leurs propriétés fonctionnelles qu’en le quittant et en passant dans les tissus avoisinants.

- Inversement, hématies et plaquettes sont spécifiques du sang et ne sortent qu’en cas d’hemorragie.

- Les propriétés du sang sont multiples (constance physico-chimique du milieu intérieur, nutrition, défense, oxygénation, transports, etc). Voir cours spécialisés.


NOTA : cet exposé n’est qu’une approche succinte dans le cadre de l’histologie générale. D’autres notions seront développées dans d’autres cours : angiogénèse et hématopoïese, organes hématopoïetiques

1 ABRÉGÉ DES CONSTANTES DU SANG

Pour plus de renseignements, voir des ouvrage spécialisés (hématologie, immunologie)

hémogramme = examen cytologique
= comptage des éléments figurés (numération globulaire),
+ calcul du pourcentage des cellules anormales.

L'hématocrite = pourcentage du volume sanguin occupé par les éléments figurés
(en pratique les hématies) : 47 P. 100 chez l'homme, 42 p. 100 chez la femme.

hémocytogramme ou formule sanguine (se pratique sur un frottis coloré)
= analyse de la distribution relative des différents éléments figurés




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2 DESCRIPTION DES ÉLÉMENTS FIGURÉS DU SANG :
  cellules souches et lignées sanguines


La formation des cellules sanguines constitue l'hématopoïèse. Chez l'adulte toutes les cellules sanguines trouvent leur origine dans la moelle osseuse rouge, dite hématopoïétique, des os spongieux.
La production de cellules sanguines est très importante. Chaque jour sont renouvelés 1 p. 100 des hématies (250 milliards), 10 p. 100 des plaquettes et la totalité des granulocytes.

L'hématopoïèse s’effectue à partir de cellules souches indifférenciées, dont certaines d'entre elles vont se différencier pour générer les diverses lignées.

Les cellules souches primordiales sont capables de donner toutes les lignées. Ce sont les CFU (Colony Forming Unit), Les CFU ont la morphologie de petits lymphocytes (voir plus loin). Elles peuvent quitter la moelle et 1 p. 100 des lymphocytes circulants seraient en fait des CFU.

Mais rapidement une différenciation se produit avec les divisions successives. Des marqueurs membranaires spécifiques apparaissent sur la surface des cellules (mis en évidence par des anticorps monoclonaux). Ces marqueurs sont appelés cluster de différenciation (CD). On aboutit ainsi à des cellules souches spécialisées pour une seule lignée. Ces cellules entameront elles-mêmes de nouvelles étapes de différenciation et de maturation pour aboutir aux cellules du sang circulant.
Ce processus fait intervenir des facteurs de croissance, les CSF (Colony-Stimulating Factors) modulant des facteurs de transcription qui favorisent la bascule de différenciation vers des lignées spécifiques (par exemple leucocytes/hématies).
Ces mécanismes sont régulés par bien d’autres facteurs de croissance (cytokines) qui interviennent à tous les stades de l'hématopoïèse, en association avec des molécules de membranes (intégrines, sélectines, récepteurs, et les facteurs de différenciation de type CD).

Il n’est pas possible dans ce cours d’insister davantage. Ces notions seront reprises plus tard en histologie spécialisée, en hématologie et en immunologie.

Le tableau ci dessous résume les grandes étapes de l’hématopoïese :





2 - 1 LIGNÉE ÉRYTHROCYTAIRE

L'hématie ou globule rouge, encore appelé érythrocyte, est l'élément figuré du sang le plus abondant. Il repré-
sente le stade ultime de différenciation de la lignée érythrocytaire. Le globule rouge a une forme de disque biconcave (diamètre : 7,2 à 7,9 µm ; épaisseur : 2 µm en périphérie et de 1 µm au centre).
La surface membranaire est de 140 µm2 par hématie, mais la sommation correspond à plus de 3 500 m2 pour l'ensemble des hématies chez un adulte. Dans le sang les hématies sont souvent empilées et forment des rouleaux. Le globule rouge est très déformable et peut s'étirer pour passer dans les plus fins capillaires




L'hématie est dépourvue de noyau. Sa membrane plasmique comporte un cell-coat ou glycocalyx (voir biologie cellulaire), dont la composition en sucres détermine les groupes sanguins du système ABO.
L'hématie comporte un cytosquelette étroitement lié à la membrane plasmique qui lui permet de reprendre sa forme discoïde après avoir été déformée. L’hématie, par sa simplicité, a été un bon modèle d’étude des interactions entre les protéines de membrane et le cytosquelette. Ces protéines forment un réseau continu sous la face profonde de la membrane plasmique. La plus importante est la spectrine. Elle forme des tétramères qui s'attachent à l'ankyrine, protéine spécifique de la membrane. Ce réseau complexe est stabilisé par d’autres protéines et interagit aussi avec des filaments d’actine (voir aussi cours de biologie cellulaire). L’ensemble permet à l’hématie, en présence d’ATP, de préserver sa forme biconcave et discoïdale.

Le cytoplasme du globule rouge à maturité ne possède aucun organite. Il est constitué presque exclusivement d'eau et d'hémoglobine lui permettant de lier des quantités considérables d’oxygène

La formation des hématies (ou érythropoïèse) est résumée sur le tableau ci-dessous. Au stade de l'érythroblaste polychromatophile II, le noyau se condense et est expulsé de la cellule pour former le réticulocyte qui contient encore quelques traces d'organites cytoplasmiques.



Le réticulocyte quitte la moelle en s'aidant de mouvements amiboides pour devenir une hématie qui perd rapidement toute mobilité active. La durée de l’érythropoïèse est de 1 semaine. La durée de vie de l'hématie dans le sang circulant est de 120 jours, avec un taux normal de réticulocytes circulants de 1 à 2 p. 100.

Rappelons par ailleurs que la régulation de l'érythropoïèse se fait sous l'action prépondérante de l'érythropoïétine (Epo), glycoprotéîne élaborée essentiellement par le rein. Les androgènes ont également une action positive qui explique en partie la concentration sanguine en hématies plus élevée dans le sexe masculin.

2-2 LIGNÉE PLAQUETTAIRE

Les plaquettes sanguines sont des éléments anucléés qui jouent un rôle essentiel dans l’hemostase et la coagulation. Leur diamètre varie de 2 à 5 µm. Sur les frottis, elles ont une forme irrégulière, polygonale, mais dans le sang circulant elles sont lenticulaires, à contours réguliers : c'est la forme non activée ou discocyte. En effet, lorsque la plaquette est activée, elle se rétracte et émet de longs prolongements (forme échinocyte).
Les plaquettes sont de petits fragments cytoplasmiques entourés de membrane. Leur centre est plus coloré par de fins granules. Comme pour l’hématie, le cytosquelette interne est très développé. Les organites cytoplasmiques sont rares mais les plaquettes contiennent de nombreuses enclaves de glycogène et surtout des vésicules sécrétoires riches en substances actives comme la sérotonine et la thrombospondine.
Dans le processus de coagulation, les plaquettes passent par quatre stades successifs :

- activation : de nombreuses substances activent les plaquettes, mais le collagène est le plus efficace. Lorsqu’il y a rupture vasculaire les plaquettes seront immédiatement au contact du collagène du stroma conjonctif

- adhésion les plaquettes activées se gonflent, émettent des pseudopodes et libèrent la sérotonine, l'ADP et le facteur IV de la coagulation. elles se lient aux fibres de collagène et à d’autres constituants matriciels extravasculaires. L’aspirine s’oppose à ce mécanisme d’adhésion

- agrégation les plaquettes nouvellement activées viennent se fixer sur celles qui ont déjà adhéré. Le processus dépend de récepteurs de surface qui viennent se lier au fibrinogène (la thrombospondine est la molécule qui se fixe sur les molécules de fibrinogène). La masse de plaquettes agrégées va s'opposer au saignement.

- contraction : les plaquettes se contractent ensuite, expulsant la majorité du contenu cytoplasmique. La masse membranaire résiduelle constitue une structure compacte : le “clou” plaquettaire. Cette phase finale est provoquée par une autre molécule de la coagulation, la thrombine.


Formation des plaquettes (thrombopoïèse ) :

Elle obeit au schéma ci contre.



La maturation finale s’effectue par fragmentation du cytoplasme du mégacaryocyte thrombocytogène. Cette cellule est devenue polyploïde par replication successive de l’ADN, sans cytodiérèse : on retrouve jusqu’à 64 chromosomes dans le noyau qui devient monstrueux. Dans la zone intermédiaire (très étendue) du cytoplasme on observe de nombreuses vésicules ainsi que des membranes de démarcation. Il s’agit d’invaginations de la membrane plasmique formant un réseau qui découpe le cytoplasme en petits territoires correspondant aux futures plaquettes ;
Il existe dans chaque mégacaryocyte 5 à 8 sites d'invagination membranaire permettant la formation des plaquettes (sites proplaquettes). Le mégacaryocyte libère en bloc les plaquettes contenues dans une proplaquette. Le mégacaryocyte meurt lorsqu'il est réduit à son noyau et à une mince enveloppe cytoplasmique.
La régulation de la fabrication des plaquettes est mal connue. La rate met en réserve environ 30 p. 100 des plaquettes formées et les restitue en cas de besoin.

2-3 LA LIGNÉE LYMPHOCYTAIRE

Les lymphocytes présents dans le sang ne représentent qu'une faible partie de la population lymphocytaire. La plupart d'entre eux sont dans le tissu lymphoïde (sera repris en PCEM-2).

Les lymphocytes sont de différents types :

- Les petits lymphocytes (8 à 10 µm). Le cytoplasme, basophile, ne forme qu'une mince enveloppe autour du noyau. Quelques granulations azurophiles (lysosomes) sont observées. La chromatine est très compacte.

- Les grands lymphocyte ont un cytoplasme plus abondant et sont plus riche en lysosomes. Il s'agit de cellules souches hématopoïétiques ou de cellules NK (Natural Killer).


Les précurseurs des lymphocytes se trouvent dans la moelle osseuse hématopoïétique, mais la plus grande partie de ces cellules se forment lors de la réaction immunitaire dans les formations lymphoïdes périphériques. Les cellules souches des lymphocytes sont très difficiles à isoler, elles sont très mal connues.



2 - 4 LIGNÉE MONOCYTAIRE


Voir aussi le chapitre histiocyte ou macrophage dans le cours sur le tissus conjonctif lache.

Le monocyte est la plus grande cellule du sang. Il mesure 15 à 18 µm de diamètre.
Son noyau est réniforme ou encoché, atteignant parfois les bords opposés de la cellule (aspect caractéristique en drapeau). L’organisation de la chromatine confère souvent au noyau un aspect « peigné ».
Le cytoplasme est gris-bleu avec les colorations standards utilisées et il contient quelques granulations azurophiles. En phase quiescente les organites cytoplasmiques sont peu développés.
Le monocyte se déplace grâce à des voiles cytoplasmiques ondulants.

Le monocyte est en fait la forme indifférenciée du macrophage qui atteindra sa maturité dans les tissus conjonctifs (voir le chapitre correspondant).

Le monocyte dérive d'une cellule souche commune avec les granulocytes neutrophiles, la CFU-GM (granulo-
monocytaire) dérivant elle-même de la cellule souche de la lignée granulo-érythro-mégacaryo-monocytaire.

2 - 5 LIGNÉE GRANULOCYTAIRE

Les granulocytes ou polynucléaires du sang possèdent de nombreuses granulations cytoplasmiques et un noyau plurilobé. Ce sont des cellules très mobiles qui jouent un rôle essentiel dans les défenses de l'organisme.

La nature des granulations permet d’en distinguer 3 types : granulocytes neutrophiles, éosinophiles et basophiles.

2 - 5 - 1 GRANULOCYTE NEUTROPHILE

Cellule de 10 à 12 pm de diamètre, sphérique dans le sang circulant, le granulocyte neutrophile s'étale sur les frottis et paraît ainsi plus grand. Son noyau possède deux à cinq lobes bien individualisés, dont le nombre augmente au cours du vieillissement de la cellule.
Le cytoplasme contient plusieurs types de granulations (trois). Parmi elles :

- certaines, de nature secrétoire contiennent préférentiellement du lysozyme, une enzyme qui détruit les coques des bactéries Gram +, ainsi que de la lactoferrine, qui inhibe la multiplication des bactéries
- d’autres sont des lysosomes, ce qui démontre l’implication potentielle du granulocyte dans des processus de phagocytose (microphagie).


Ils sont activés lorsque des germes microbiens déjà immunologiquement reconnus (revêtus d'anticorps en présence de complément ; voir ultérieurement les cours d’immunologie). Le granulocyte neutrophile, attiré par chémotaxie, englobe les bactéries dans une vacuole de phagocytose où les lysosomes déversent leur contenu enzymatique. Les enzymes lysosomiales provoquent la libération d'oxygène radicalaire (ion superoxyde) fortement bactéricide. Les radicaux libres produits, également toxiques pour les tissus avoisinant, sont rapidement inactivés grâce à une superoxide-dismutase (SOD) transformant l’ion superoxyse O2
. en H2O2, puis à l’action des peroxydases ou de la gluthation péroxydase (GxPase), transformant le peroxyde d’hydrogène en eau.
Néanmoins le processus n’évite pas tous les délabrements dans les tissus avoisinants. Il est grandement responsable de la nécrose tissulaire et de la formation du pus.

Les granulocytes ne restent que quelques heures dans le sang circulant. A leur sortie de la moelle, ils sont emportés par le courant sanguin (pool circulant), et “rampent” alors sur la surface des parois vasculaires (granulocytes marginés ; la cortisone provoque le passage des granulocytes du pool marginé au pool circulant).
Les granulocytes quitteront les petits vaisseaux en passant entre les cellules de la paroi (diapédèse), lorsqu'ils ont été stimulés par des substances activatrices chemotactiques, les kinines, libérées depuis un foyer inflammatoire.

2 - 5 - 2 GRANULOCYTE EOSINOPHILE


Il est légèrement plus grand que le granulocyte neutrophile et possède un noyau bilobé et des granulations nombreuses et volumineuses colorées en rouge orangé sur les frottis. En microscopie électronique, elles apparaissent comme une vésicule oblongue contenant un cristalloïde typique.
Elles secètent de nombreux facteurs de croissance (IL-2, IL-4, GM-CSF, et bien d’autres cytokines) ainsi qu’une peroxydase.
Les granulocytes éosinophiles ont une activité de phagocytose dirigée contre les antigènes reconnus par les immunoglobulines E. Ils jouent ainsi un rôle modulateur sur les mastocytes et des granulocytes basophiles.

Leur nombre est augmenté dans le sang des sujets allergiques et dans les parasitoses. En effet, ils sécrètent des protéines actives contre les vers parasites.

2 - 5 - 3 GRANULOCYTE B ASOPHILE

Le moins abondant des granulocytes sanguins. Son noyau est moins segmenté que celui des autres granulocytes. Les granulations sont basophiles , métachromatiques, très volumineuses et recouvrent le noyau
Les granulocytes basophiles contiennent les mêmes substances actives que les mastocytes. Comme eux, ils sont riches en récepteurs pour les IgE et leur rôle dans la réaction d'hypersensibilité immédiate est identique, bien que ne dérivant pas de la même cellule souche.

2 - 5 - 4 GRANULOPOÏÈSE

Elle est résumée sur le tableau ci dessous montrant une origine différente des 3 types, alors que le mode de maturation est ensuite similaire
Par ailleurs la lignée du granulocyte neutrophile et du monocyte proviennent de la même cellule souche GM (voir 1er tableau du chapitre 2)



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3 - TISSU RETICULÉ

C’est le tissu conjonctif spécifique,

- des processus de multiplication et de différenciation des cellules sanguines : à ce titre il constitue la trame de la moelle osseuse hématopoïétique

- des lieux spécifiques de la maturation des cellules immunitaires : à ce titre il constitue la trame de toutes les formations lymphatiques : thymus, rate, ganglions lymphatiques, amygdales, plaques de Peyer intestinales, etc.

Tissu myéloïdes et lymphoïdes sont donc basalement identiques, même si les structures qui les contiennent sont ensuite diversifiées

C’est un tissu conjonctif spécialisé, à prédominance cellulaire, particulièrement favorable aux migrations cellulaires et à la diffusion de facteurs de signalisation.

Il comporte une charpente, constitué par un réseau tridimensionnel de fibres de réticuline, plus dense autour des vaisseaux, laissant beaucoup de place disponible pour les cellules car la substance fondamentale est fortement hydratée. Ce réseau soutient les cellules et les vaisseaux (sanguins, lymphatiques).
Certaines cellules sont considérées comme fixes : ce sont les fibroblastes réticulaires, directement dérivés des cellules mésenchymateuses originelles. Ils ont en outre des propriétés contractiles. Ils sont responsables de la synthèse de la réticuline (collagène type 3). Ces fibroblastes sont anastomosés entre eux au niveau de leurs prolongements par des jonctions de type gap. Ils ont probablement un rôle de contrôle et de “nursing” des cellules de la lignée hématopoïetique, mais surtout un role de contrôle des échanges vasculaires en modulant la circulation sanguine dans le tissu réticulaire (en quelque sorte une fonction rudimentaire de péricyte).

Les vaisseaux qui traversent majoritairement le tissu réticulé sont des capillaires sinusoïdes (sera revu avec le chapitre angiogénèse/hématopoïese). Ils ont des contours irréguliers et les cellules endothéliales laissent entre-elles des interstices où s'insinuent les prolongements de macrophages périvasculaires qui font saillie dans la lumière. Les cytoplasmes des cellules endothéliales, très minces, ménagent aussi des pores transitoires. L’ensemble de ces déhiscences facilite les migrations cellulaires et les échanges cellulaires entre le secteur vasculaire et le tissu réticulé.

On a longtemps pensé que les cellules endothéliales des capillaires sinusoïdes avaient un rôle de phagocytose. En fait c’est la lignée des macrophages de proximité qui possède cette activité.
Dans le tissu myéloide on retrouve aussi une forte composante en cellules adipeuses (métaplasie adipeuse des fibroblastes réticulaires)


Pour simplifier, nous dirons qu’on peut distinguer 3 types de moelle osseuse :

- la moelle osseuse rouge. C’est la moelle hématopoïetique. Sur la toile de fond du tissu réticulé que nous venons de décrire il faut ajouter au plan descriptif :
- un réseau artériel beaucoup plus développé où la pression sanguine est importante (accrue par la nature incompressible de l’os lammellaire qui entoure le tissu myeloïde)
- Les diverses lignées de l’hématopoïese décrites dans le chapitre 2 précédent. Sans décrire les dispositions précises, signalons cependant que les différentes lignées n’ont pas une disposition randomisée mais occupent chacune des positions électives, en amas plus ou moins denses et à des distances variables, mais non au hasard, par rapport à la composante vasculaire.
- les cellules hématopoëtiques sont également en densité croissante à proximité du tissu ostéoblastique de l’endoste.

- La moelle osseuse jaune. Elle se différencie chez l'adulte à partir de la moelle rouge par prolifération de la composante adipeuse. Il s’agit d’un mécanisme adaptatif et de régulation : en cas de besoin d’hématopoïese accrue le tissu adipeux peut subir une métaplasie inverse et reformer des fibroblastes réticulaires, surtout au voisinage de l’endoste, en ménageant des espaces pour la prolifération des lignées sanguines.

- La moelle grise. Chez le vieillard, les cellules adipeuses régressent et la moelle est envahie par un tissu de sclérose. L’hématopoïèse régresse considérablement. Elle devient peu efficace, en particulier en cas de besoin de réactivation.

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4 - ICONOGRAPHIE : au dela des figures ci-dessous, nous vous recommandons tout particulièrement l’adresse suivante :

http://teaching.anhb.uwa.edu.au/mb140/CorePages/Blood/blood.htm


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