Système sanguin et immunité

Le sang

L'hémostase

L'hématopoïèse

Les cellules et tissus de l'immunité

Principales fonctions

Composants des tissus sanguins

Analyse des tissus sanguins

Eléments figurés du sang

Transports et échanges

  • gaz (O2 et CO2)
  • ions et nutriments (glucose, acides aminés, lipides)
  • déchets métaboliques (reins, foie, poumons)
  • hormones, cytokines
  • médicaments, etc.

Circulation cellulaire
éléments figurés

Epuration immunologique et cellulaire
via la rate

Transport de chaleur

Tissu conjonctif spécialisé, composé de cellules et de plasma (matrice extracellulaire MEC liquide)
environ 5L chez l'adulte
globules rouges (hématies) environ 45% du volume d'hématocrites

Plasma
contient albumine, fibrinogène, immunoglobulines, lipides (lipoprotéines), hormones, vitamines, sels minéraux

Ponction veineuse
ou artérielle pour les gaz du sang

Différents types d'analyse :

  • biochimie (MEC)
  • cytologie, analyse des éléments figurés (globules rouges, blancs, plaquettes)
  • numération formule sanguine (NFS) ou hémogramme pour détecter, identifier et compter les types cellulaires

Recueil sur anticoagulant (héparine ou EDTA) et centrifugation

  • plasma (55%, acellulaire)
  • buffy coat (leucocytes et plaquettes)
  • globules rouges 42-47%

Sédimentation 1-2h sans centrifugation
vitesse de sédimentation (VS) = vitesse nécessaire au dépôt des cellules sanguines au fond du tube à essai
reflet de l'état inflammatoire et du nombre de globules blancs, entre autres

Recueil sans anticoagulant

  • sérum (plasma dépourvu de fibrinogène)
  • caillot sanguin (réseau contenant de la fibrine piégée dans les cellules sanguines)
    = éléments figurés du sang

Analyse automatisée

Analyse manuelle = frottis sanguin

  • principe Coulter (détection volumétrique par impédance)
  • principe optique par diffraction lumineuse (taille et forme des cellules)
  • cytométrie en flux (caractérisation phénotypique des marqueurs de surface)

Avantages : rapide, précise, nombre d'échantillons important
Inconvénients : pas de détection précise des cellules (morphologie)

Avantages : distinction de taille, morphologie des cellules et noyaux, coloration des noyaux et granulations

Quantification par NFS

  • globules rouges 5-6x10^12/L
    anémie / polyglobulie
  • plaquettes (ou thrombocytes) 150-400x10^9/L
    thrombopénie / thrombocytose
  • globules blancs (leucocytes) 4-10x10^9/L
    leucopénie / leucocytose

Formule leucocytaire adulte

  • lymphocytes 20-40%
  • monocytes 2-10%
  • polynucléaires neutrophiles 50-70%
  • polynucléaires éosinophiles 1-3%
  • polynucléaires basophiles 0-1%
    Chez l'enfant, inversion des proportions entre lymphocytes et neutrophiles

Globules rouges
ou hématies
ou érythrocytes

Plaquettes
ou thrombocytes

Globules blancs
ou leucocytes

cytoplasme et membrane d'un mégacaryocite : anucléés mais contiennent des organites

Polynucléaires
phagocytes
= immunité innée

Cellules mononuclées
phagocytes

Neutrophiles

Eosinophiles

Basophiles

Monocytes
cellules présentatrices d'antigènes (CPA) = immunité innée

Lymphocytes B et T
destruction de cibles pour lesquels ils sont programmés
= immunité adaptative, spécifique à un antigène

cellule anucléée biconcave, incapable de division
cytoplasme riche en hémoglobine mais dépourvu d'organites

Réticulocytes : stade de maturation précédent le globule rouge juste après expulsion du noyau
taux de réticulocytes = reflet de la production de globules rouges

Groupes sanguins

Groupe A

Groupe B

Groupe AB

Groupe O

  • antigènes membranaires A
  • anticorps plasmatiques anti-B
    => donne aux receveurs dépourvus d'anti-A (soit AB et A)
    => reçoit des donneurs dépourvus d'Ag B (soit O et A)
  • antigènes membranaires B
  • anticorps plasmatiques anti-A
    => donne aux receveurs dépourvus d'anti-B (soit AB et B)
    => reçoit des donneurs dépourvus d'Ag A (soit O et B)
  • antigènes membranaires A et B
  • pas d'anticorps plasmatiques
    => donneur aux receveurs dépourvus d'anti-A et anti-B (soit AB)
    => receveur universel
  • pas d'antigènes membranaires
  • anticorps plasmatiques anti-A et anti-B
    => donneur universel
    => reçoit des donneurs dépourvus d'Ag A et B (soit O)

Etapes de l'hémostase

Définitions et généralités

  • prévention des saignements spontanés
  • arrêt des hémorragies en cas de lésion vasculaire
  • maintien de la fluidité sanguine
  • participation aux phénomènes de cicatrisation

Formation d'un caillot de plaquettes agrégées et fibrines enserrant dans ses mailles les éléments figurés du sang

Hémostase primaire

  • vasoconstriction
  • adhésion plaquettaire
  • agrégation plaquettaire, formation d'un clou plaquettaire

Coagulation
consolidation du clou plaquettaire par la formation d'un réseau de fibrine

Fibrinolyse
lyse (dissolution) du caillot fibrino-érythro-plaquettaire
maintien de la perméabilité vasculaire après cicatrisation

Adhésion et activation des plaquettes
par contact avec le collagène sous-jacent
et par libération de facteurs chimiques via les cellules du site lésé
=> changement de forme des plaquettes
(von Willebrand factor)

Fibrinogène produite par le foie, présente dans le plasma sanguin
Conversion par la thrombine du fibrinogène soluble en fibrine insoluble
le réseau fibrillaire est filamenteux donc emprisonne les cellules sanguines
solidification du caillot

Agglutinement des plaquettes avec libération d'ADP (adénosine diphosphate) et de thromboxane A2 qui attire d'autres plaquettes
agrégation des plaquettes par liaisons de glycoprotéines GP2b/3a exprimées à la surface des plaquettes via le fibrinogène

Deux voies de coagulation :

  • voie intrinsèque (lésion à l'intérieur du vaisseau sanguin)
  • voie extrinsèque (lésion à l'extérieur du vaisseau sanguin)

Autres facteurs de coagulation :
Ca2+, vitamine K

Plasmine = enzyme responsable de la protéolyse de la fibrine

Processus permettant la production régulée et continue de cellules matures sanguines tout au long de la vie

Site primaire hématopoïétique :
la moelle osseuse (MO)
production de cellules souches hématopoïétiques se différenciant en GR, GB et plaquettes

Compartiment hématopoïétique

Compartiment de soutien

Cellules souches hématopoïétiques (CSH) pluripotentes

CSH différenciées ou commises (engagées)

Progéniteur lymphoïde

Progéniteur myéloïde

Précurseurs des LB et LT

Précurseurs des GR, thrombocytes et GB monocytes et polynucléaires

Production des plaquettes

  • mégacaryopoïèse (progéniteur myéloïde > mégacaryoblaste > mégacaryocyte > proplaquette)
  • thrombopoïèse (proplaquette > plaquette)

Production de lymphocytes (lymphopoïèse)
moëlle osseuse et thymus = tissus lymphoïdes primaires

Organes lymphoïdes primaires

Thymus
maturation des lymphocytes T
puis passage dans le sang et la lymphe

Moëlle osseuse
production et maturation des lymphocytes B
puis passage dans le sang
production des lymphocytes T

Organes lymphoïdes secondaires
ganglions
rate
tissus lymphoïdes muqueux

Contact des lymphocytes matures mais naïfs avec les antigènes "non-soi" (complexes CMH-peptide)

Ostéoclastes, ostéoblastes, adipocytes, cellules endothéliales, cellules neurales, macrophages, cellules souches mésenchymateuses (CSM)

Propriétés des cellules souches hématopoïétiques CSH
diminution progressive de l'auto-renouvellement et de la multipotence

Auto-renouvellement
division asymétrique :

  • une cellule identique
  • une cellule qui s'engage dans la différenciation

Quiescence
blocage en phase G0 du cycle cellulaire

Multipotence
différenciation en cellules des différents lignages hématopoïétiques

Facteurs de régulation
fortes interactions entre les cellules hématopoïétiques et les cellules de soutien

Communication juxtacrine
interaction directe

Communication paracrine
interaction indirecte (sécrétion des cytokines et autres facteurs)

Ex : interaction directe avec ostéoblastes assure la rétention des CSH dans la moëlle osseuse et leur maintien en quiescence

Ex : cytokines stimulent la prolifération, l'auto-renouvellement ou la différenciation terminale

Ex : régulation à distance (hors moëlle osseuse)
par l'hormone EPO érythropoïétine
en cas de détection par les reins d'une réduction du transport d'O2, production d'EPO par les reins, qui est transportée jusqu'à la MO et stimule la production d'érythrocytes
l'augmentation du transport d'O2 régule la production d'EPO

Examen NFS par

  • frottis médullaire
    quantifie et qualifie la maturité des cellules de la MO
  • biopsie ostéo-médullaire (BOM)
    analyse la structure de la MO

Pathologie associée : leucémies
terme regroupant de nombreuses maladies et cancers se manifestant par la production anarchique de leucocytes

  • leucémie aiguë affecte les cellules en cours de maturation
  • leucémie chronique affecte les cellules plus matures

Transport de l'O2

Hémostase = arrêt de l'hémorragie, coagulation

Antibactériens
phagocytose
inflammation

Antiparasitaires
réaction d'hypersensibilité

Hypersensibilité immédiate,
allergies
sécrétions cytotoxiques et pro-inflammatoires

Sang : antibactériens
phagocytose
Tissus : macrophage

Natural killers NK
= immunité innée

Lyse cellulaire
en l'absence d'immunisation spécifique préalable

Lymphocytes B
Plasmocytes (différenciation terminale des LB)
Réponse humorale = sécrétion d'anticorps Ac
qui attaquent et détruisent

Lymphocytes T
Réponse cellulaire = destruction directe ou activation d'autres cellules du système immunitaire

Système immunitaire
ensemble des mécanismes assurant le maintien de l'intégrité biologique d'un individu
en éliminant les agents dont la prolifération entraînerait sa destruction ou la modification de ses constituants

Immunité
capacité de l'organisme à résister à des agents infectieux

Reconnaissance et discrimination du soi (ensemble des molécules propres à l'individu, identité immunologique)
et du non-soi (molécules étrangères à l'individu)

Immunité innée ou naturelle
non spécifique
défense précoce avec reconnaissance de motif communs aux pathogènes mais sans fonction de mémoire
souvent insuffisante

Immunité acquise ou adaptative
spécifique
défense tardive mais spécifique, avec notion de mémoire

Cas d'une lésion

1) Lésion cutanée
2) Contamination et infection

3) Dilatation des capillaires et diffusion du plasma sanguin via les mastocytes

Basophiles // mastocytes
forme circulante
hypersensibilité, réponse anormale et excessive, inflammatoire
propagation de la réponse immunitaire par libération d'histamine (contenue dans leurs granulations)

Si infection parasitaire
éosinophiles
libération d'antiparasitaire contenu dans les granulations

4) Diapédèse
migration des leucocytes à travers la membrane capillaire, entre les cellules épithéliales
attraction des neutrophiles vers
le site inflammatoire
1ère ligne de défense contre les bactéries

5) Phagocytose
les neutrophiles phagocytent les bactéries et les dégradent grâce au contenu de leurs granulations
phagocytose également par les macrophages résidents (phagocytes professionnels et CPA)

Digestion et dégradation = fonction d'épuration (destruction normale des GR âgés)

Formation de peptides antigéniques lors de la phagocytose = base de la réponse immunitaire

6) Cellules dendritiques
capture des Ag, phagocytose et expression des complexe CMH II - peptide à leur surface

CMH complexe majeur d'histocompatibilité

  • la cellule internalise l'Ag
  • elle le dégrade et l'associe avec les molécules de CMH II
  • expression de complexes CMH II - peptide à la surface de la cellule
  • reconnaissance du complexe par les lymphocytes T

Dans le ganglion, présentation de l'Ag aux cellules T naïves

Migration des cellules T via la lymphe puis via la circulation sanguine

Migration des cellules dendritiques via la lymphe vers les ganglions

Ganglions lymphatiques
réponse aux Ag des tissus via lymphe

Rate
réponse aux Ag du sang

Tissus lymphoïdes muqueux
réponse aux Ag des muqueuses

Expression d'immunoglobuline membranaire
Au contact de l'Ag, activation via le signal du LT CD4
prolifération et maturation
une partie des cellules amplifiées devient mémoire, l'autre des plasmocytes sécrétant des Ac

LT CD8
cytotoxique
reconnaissance du complexe CMH I (toutes les cellules nucléées)
puis lyse cellulaire (destruction)

LT CD4
auxiliaire, activation du système immunitaire
reconnaissance du complexe CMH II (certaines cellules immunitaires)
puis activation des CPA pour favoriser la destruction

Mécanisme de mémoire sollicité dans la couverture vaccinale (nécessitant des rappels)

Organe volumineux partie G de l'abdomen
filtre le sang (pas d'irrigation lymphatique)
2 tissus principaux :
pulpe rouge (dégradation des hématies)
pulpe blanche (zone centrale enrichie en LT et zone périphérique enrichie en LB)

MALT mucosal associated lymphoid tissue
SALT skin
NALT nasal
GALT gut

Le système du complément

Ensemble de protéines à synthèse hépatique
circulantes dans le plasma ou sous forme de récepteurs membranaires

Réaction enzymatique en cascade sans reconnaissance spécifique de cible

  • Lutte contre les agents infectieux
  • Elimination des complexes immuns circulants
  • Modulation des réponses immunes spécifiques

CMH = marqueurs HLA (antigènes des leucocytes humains)

CMH = marqueurs HLA

  • CMH classe I :
    marqueur de reconnaissance présent sur toutes les cellules et indiquant l'appartenance à l'organisme
    exception : les GR, qui possèdent à la place des agglutinogènes
  • CMH classe II :
    marqueur présent en plus du CMH I chez les monocytes, macrophages, lymphocytes B et cellules dendritiques
    molécule de présentation des Ag