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