Dr P.Fuseau IFSI Décembre 2016 · 2 ² Tissu lymphoïde réparti dans les organes lymphoïdes : ganglions lymphatiques, rate, thymus et les formations lymphoïdes viscérales annexées

Dr P.Fuseau IFSI Décembre 2016

Définitions La physiologie de l ’hématopoïèse Les cellules normales du sang L’hémogramme

LES ELEMENTS FIGURES DU SANG

Eléments figurés du sang : cellules constitutives du sang, en suspension dans le plasma Plasma: composant liquide du sang

DEFINITIONS

Eau (>90%)

Protéines

Nutriments

Ions

Hématopoïèse : Ensemble des processus physiologiques complexes aboutissant à la formation des cellules sanguines (haimatos = sang ; poiem = faire) Hématologie : Etude des maladies du sang et des organes hématopoïétiques : moelle osseuse, ganglions, rate Hémopathie : Maladie d’un organe hématopoïétique

DEFINITIONS

LES 3 LIGNEES HEMATOPOIETIQUES

Les globules blancs ou leucocytes Les polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophiles Les lymphocytes Les monocytes Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes Les plaquettes ou thrombocytes

PHYSIOLOGIE DE L ’HEMATOPOIESE

Généralités Organisation cellulaire et structure de la moelle osseuse Schéma de l’hématopoïèse Régulation

GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE

OU SONT FABRIQUEES LES

CELLULES DU SANG ?

MISE EN EVIDENCE DES CELLULES

SOUCHES HEMATOPOIETIQUES

Irradiation Dose létale

Destruction du tissu

hématopoïétique

Mort

Reconstitution de toutes les

lignées de cellules

hématopoïétiques

Injection de moelle

osseuse

(homozygote)

Expérience de Till et Mc Culloch (1961)) Expérience de Till et Mc Culloch (1961)

Irradiation Dose létale

Vie Intra Utérine Vie Intra Utérine

http://med2.univ-angers.fr

Entre le 2nd et 4ième mois: Les cellules hématopoiètiques primitives formées migrent du foie foetal vers la rate A partir du 4ième mois: La moelle osseuse commence à être colonisée et deviendra le site unique de l’hématopoièse adulte

Épiphyse d’un os long

Moelle Osseuse

Moelle Rouge (hématopoïèse) Moelle Jaune (adipocytes)

Section d’une tête Fémorale

montrant la moelle rouge et

la moelle jaune

GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE Lieu

1- Tissu myéloïde : * La MOELLE OSSEUSE = « moelle rouge » = moelle hématopoïétique = moelle hématogène (! Ne pas confondre avec la moelle épinière = système nerveux)

Dans toutes les cavités osseuses chez l’enfant Les os plats essentiellement chez l’adulte Involution adipeuse avec l’âge

* Le foie et la rate dans quelques cas pathologiques 2 – Tissu lymphoïde réparti dans les organes lymphoïdes : ganglions lymphatiques, rate, thymus et les formations lymphoïdes viscérales annexées : tube digestif, appareil respiratoire, …

GENERALITES SUR L ’HEMATOPOIESE Production

En moyenne : environ 28 g de sang par jour 5 litres env. chez un adulte Processus continu tout au long de la vie … Chaque jour sont renouvelés: - 1 % des hématies (#200 milliards de GR, ou 2 millions par seconde) - 10 % des plaquettes - la totalité des granulocytes ! Durée de vie des cellules relativement courte ! Tissu à renouvellement rapide

ORGANISATION CELLULAIRE ET STRUCTURE DE LA MOELLE OSSEUSE

Charpente osseuse : lamelles osseuses délimitant des logettes Les cellules médullaires :

- les adipocytes - les cellules interstitielles : fibroblastes => fibres - les macrophages - le réseau vasculaire : permet les échanges entre la moelle et le sang - les cellules hématopoïétiques

STROMA

Comment se

déroule

l’Hématopoïèse ?

Propriétés des cellules

souches hématopoïétiques

Propriétés des cellules

souches hématopoïétiques

Totipotence

Auto renouvellement

Différenciation

Totipotence

Une CSH est capable de donner,

après différenciation, naissance à

n’importe quelle cellule du sang:

CSH

LES CELLULES SOUCHES HEMATOPOIETIQUES

2 propriétés essentielles

Auto-renouvellement:

reproduction à l’identique

maintien le pool de cellules

souches

Différenciation:

en réponse à un signal exogène

la cellule se divise en se différenciant de façon irréversible

elle perd sa totipotence pour devenir

une cellule souche « engagée »

Hématopoièse normale:

Equilibre entre la production de cellule souche par auto-renouvellement et

la perte par différenciation

cellule souche

totipotente

cellule souche

engagée signal

auto- renouvellement

différenciation

Les Etapes de l’Hématopoièse

Les compartiments de l’hématopoièse

4 compartiments :

cellules souche totipotentes

multipotentialité

les PROGENITEURS

cellules souches qui se sont engagées dans

un lignage cellulaire

les PRECURSEURS

se divisent et maturent

les cellules matures

fonctionnelles qui passent dans le sang

LES CELLULES SOUCHE TOTIPOTENTES

localisées dans la moelle osseuse

(+/- sang)

peu nombreuses :

0,01 – 0,05% des cellules médullaires

non identifiables morphologiquement

expriment le marqueur de surface CD34

la majorité au repos en G0 à l’état normal

CD34

LES PROGENITEURS

cellule souche

totipotente

cellules souches

« engagée » signal

DIVISION

La première différenciation de la cellule souche totipotente

PROGENITEURS ils perdent progressivement leur capacité d’auto- renouvellement au fur et à

mesure qu’ils avancent dans leur différenciation

G0 G1

DIFFERENCIATION

LES PRECURSEURS

Localisées dans la moelle osseuse

Perte de toute capacité d’auto-renouvellement

Premières cellules morphologiquement identifiables de

chaque lignée

Modifications spécifiques noyau : polylobulation cytoplasme : granulations

membranes : expression de marqueurs de surface

SCHEMA DE L ’HEMATOPOIESE

Les compartiments de l’hématopoièse

granulocyte

neutrophile

granulocyte

éosinophile

basophile

lymphocyte B

lymphocyte T

Monocyte

plaquettes

hématies

cellule souche

PROGENITEURS PRECURSEURS cellules matures

CFU-L

CFU-GEMM

CFU-MK

CFU-GM

CFU-Eo

CFU-B

CFU-E

BFU-E

CFU-G

CFU-M

érythroblaste

mégacaryocyte

promonocyte

Myéloïde neutrophile

My. éosinophile

My. basophile

progéniteur B

progéniteur T

LA RÉGULATION DE

L’HÉMATOPOIÈSE

Le « MICROENVIRONNEMENT » MEDULLAIRE

Le « STROMA » : fibroblastes, cellules épithéliales,

endothéliales, adipocytes, macrophages

Le stroma medullaire assure l’organisation générale de la moelle

en « niches » hématopoiétiques favorables aux cellules souches

pour leur maintien, leur engagement dans un lignage et leur

progression dans leur différenciation

la communication Stroma/cellule hématopoïétique : interaction par contact direct

signaux solubles : « Facteurs de croissance » , cytokines,

chimiokines

capables d’agir sur les cellules souches totipotentes

augmentent le nombre de cellules souches en cycle

cellulaire

SCF: « stem cell factor »

interleukines

IL-1 IL-4 IL-6

CFU-L

CFU-GEMM

CFU-MK

CFU-GM

CFU-M

CFU-Eo

CFU-B

CFU-E

BFU-E

CFU-G

cellule

souche

totipotente

LES FACTEURS DE CROISSANCE

LES FACTEURS DE CROISSANCE MULTIPOTENTS

Exple: GM-CSF « granulocyte-monocyte colony stimulating factor »

lymphocyte T

granulocyte

neutrophile

granulocyte

éosinophile

basophile

Monocyte

CFU-GEMM

CFU-GM

CFU-Eo

CFU-B

CFU-G

CFU-M promonocyte

Myéloïde neutrophile

My. éosinophile

My. basophile

GM-CSF

lymphocyte B

progéniteur B

plaquettes

hématies

CFU-L

CFU-MK

CFU-E

BFU-E

érythroblaste

mégacaryocyte

progéniteur T

Exples: IL-7 « interleukine 7 », EPO « erythropoïétine », TPO « thrombopoïétine », G-CSF « granulocyte colony stimulating factor », M-CSF « monocyte colony stimulating factor »

granulocyte

neutrophile

granulocyte

éosinophile

basophile

Monocyte

plaquettes

hématies

CFU-GEMM

CFU-MK

CFU-GM

CFU-Eo

CFU-B

CFU-E

BFU-E

CFU-G

CFU-M

érythroblaste

mégacaryocyte

promonocyte

Myélocyte neutrophile

My. éosinophile

My. basophile

G-CSF

M-CSF

EPO

TPO

lymphocyte B

lymphocyte T

CFU-L Progéniteur T et B IL7

LES FACTEURS DE CROISSANCE RESTREINTS

granulocyte

neutrophile

granulocyte

éosinophile

basophile

lymphocyte B

Monocyte

plaquettes

lymphocyte T

CFU-L

hématies

CFU-GEMM

CFU-MK

CFU-GM

CFU-Eo

CFU-B

CFU-E

CFU-G

CFU-M

mégacaryocyte

promonocyte

Myéloïde neutrophile

My. éosinophile

My. basophile

BFU-E

érythroblaste

Le contrôle génique de l’hématopoièse

des facteurs de transcription hématopoïétiques régulant l’engagment des

cellules dans un lignage

PU-1

IKAROS

c-myb

GATA-1

SCL

CEBP-

FOG-1

PU-1

GATA-1

FOG-1

NFE2

GATA-3

PAX5

REGULATION DE L’HEMATOPOIESE En situation physiologique : équilibre quantitatif et qualitatif entre la formation et la destruction des cellules sanguines

Micro-environnement médullaire

Cytokines : facteurs solubles secrétés par des cellules pour agir sur elles-mêmes ou sur d’autres cellules voisines

Facteurs de croissance : Granulopoïèse : G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) et GM-CSF Erythropoïèse : érythropoïétine (EPO) hormone glycoprotéique, secrétée par le rein synthèse augmentée en réponse à l’hypoxie Thrombocytopoïèse : thrombopoïétine (TPO)

LES CELLULES NORMALES DU SANG

Les globules blancs ou leucocytes Les polynucléaires : neutrophiles, éosinophiles et basophiles Les lymphocytes (T, B, NK) Les monocytes Les globules rouges ou hématies ou érythrocytes Les plaquettes ou thrombocytes

Résultats pathologiques à transmettre en urgence

FONCTION DU SANG

Transport: o Nutriments, oxygène et régulateurs du métabolisme vers les tissus o Déchets vers les systèmes d’évacuation (rein, poumon, intestin…) Défense Capacité de coagulation Régulation thermique Equilibre acidobasique

Les polynucléaires neutrophiles

N : 1,8 à 7,5 G/L chez l’adulte Durée de vie : 24 heures Taille : 15 à 20 µm Rôles : défense antibactérienne phagocytose bactéricidie

Granulations : peroxydase, enzymes hydrolytiques Dans le sang : en migration vers un site infectieux Principales variations : infections bactériennes, sd inflammatoires, corticoïdes, … envahissement médullaire, chimiothérapies, …

N : 0,04 à 0,08 G/L Taille : 15 à 20 µm Rôles : * défense antiparasitaire * inhibiteurs des processus anaphylactiques (allergiques)

Principales variations : parasitoses, allergie, sd myéloprolifératifs, …

Les polynucléaires éosinophiles

N : < 0,2 G/L Taille : 12 à 15 µm Rôles : régulation de l’inflammation

Libération de substances (histamine, sérotonine, héparine) qui augmentent la perméabilité vasculaire au niveau des sites d’action antigénique

Principales variations : sd myéloprolifératif

Les polynucléaires basophiles

LA LYMPHOPOIESE

2 étapes 1 – Avant d’avoir rencontré l’antigène : 1) Moelle osseuse 2) Moelle osseuse pour les LB (bone marrow) Thymus pour les LT Réarrangement des gènes des récepteurs à l’antigène Elimination des réactifs autoréactifs (rôle du complexe majeur d’histocompatibilité) 3) Passage dans les organes lymphoïdes secondaires de lymphocytes « naïfs » 2- Après avoir rencontré l’antigène : augmentation de l’affinité pour la cible par modification des récepteurs à l’antigène (ganglions)

N : 1 à 4 G/L chez l’adulte Taille : 8 à 20 µm Différents types de lymphocytes B, T, NK non non différenciables morphologiquement Rôles : défense immunitaire

Innée de contact: ex: NK

Adaptative: – Humorale par les lymphocytes B – Cellulaire par les lymphocytes T CD8 cytotoxiques

Les lymphocytes (1)

Les lymphocytes (2)

Rôle de coordination: – LymphocytesT CD4 auxillaires++

Principales variations :

infections virales, sd lymphoprolifératifs, … déficit immunitaires constitutionnels ou acquis (VIH), …

Les monocytes/macrophages

N : 0,2 à 1 G/L chez l’adulte Taille : 15 à 22 µ Fonctions: - Phagocytose +++ présentation de l’Ag

- Rôle dans la régulation de l’hématopoïèse * production de facteurs de croissance * recyclage du fer - Rôle dans l’inflammation Libération de médiateurs de l’inflammation

Principales variations : sd inflammatoire, infection, leucémie, …

Les Globules Rouges et Réticulocytes

N : H : 4,5 à 5,8 T/L – F : 3,8 à 5,4 T/L Durée de vie : 120 jours Taille : 7 µm, anucléés Disque Biconcave Rôle : fixent, transportent puis libèrent l’oxygène et le gaz carbonique (l’Hb+++)

- l’oxygène (O2) des poumons vers les tissus - du C02 produit par le métabolisme des tissus vers les poumons

Les Globules Rouges et Réticulocytes

Hémoglobine Pigment coloré qui donne la couleur rouge aux hématies Structure : 4 sous-unités identiques 2 à 2 (tétramère) Chaque sous unité constituée par 1 molécule d’hème : porphyrine liée à 1 atome de Fe2+ 1 chaîne de globine (protéine)

Les Globules Rouges et Réticulocytes

Réticulocyte = Jeune globule rouge venant de sortir de la moelle osseuse Durée de vie: 24 à 72h avant de devenir un GR Cellule anucléée

Contient de l’ARNm, ribosomes (N : 20 à 80 G/L)

Coloration au bleu de crésyl

L’hématocrite et le calcul des constantes érythrocytaires

Hématocrite : (%) Représente le volume occupé par les GR dans le sang total Volume globulaire moyen : (fL)

VGM = Hte / nb GR Représente la « taille » de l’hématie Concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine : CCMH = Hb / Hte (%) Teneur globulaire moyenne en hémoglobine : (pg) TGMH = Hb / nb GR Représentent le « contenu » en hémoglobine

Rôle du Fer et des vitamines B12 et B9

Fer : - rôle dans la synthèse de l’hémoglobine hémoglobine = hème (1 atome de fer par molécule) + globine (4 chaînes polypeptidiques)

- provient de l’alimentation + recyclé après la mort des GR - absorption intestinale finement régulée Vitamine B12 et folates : - rôle dans la synthèse de l’ADN - proviennent de l’alimentation - absorption dans l’estomac ! D’où des anémies en cas de carence en fer, en vitamine B12 ou en folates

LES PLAQUETTES N : 150 à 400 G/L chez l’adulte Taille : 2 à 5 µm, anucléées Durée de vie : 7 à 10 jours

Rôles : Hémostase primaire (coagulation) +++ s’agrègent pour fermer les brèches vasculaires => action mécanique => libération de facteurs procoagulants Principales variations : ! Amas => fausse thrombopénie envahissement médullaire, maladie auto-immune, CIVD, infections virales, médicaments, chimio, … sd inflammatoire, sd myéloprolifératif, …

L ’HEMOGRAMME (1)

= Numération - Formule sanguine (NFS) + Plaquettes (NFP) Définition : analyse quantitative (dénombrement) et qualitative (aspect morphologique) des cellules sanguines

L ’HEMOGRAMME (2)

Indications : Intérêt général dans toutes les spécialités médicales et chirurgicales = test d ’orientation, de dépistage, de surveillance Ex. : fièvre : infection ? fatigue : anémie ? opération chirurgicale : risque hémorragique ? Intérêt majeur dans le diagnostic des maladies hématologiques (des organes hématopoïétiques : moelle osseuse, ganglions, rate) = test de diagnostic Ex. : leucémies, lymphomes

L ’HEMOGRAMME (3) Réalisation : prélèvement veineux ou capillaire (pédiatrie) sur anticoagulant (EDTA = bouchon violet) Si KT : bien purger Agitation douce Impossible sur un prélèvement coagulé (résultats faux) Analyse par automate +/- frottis sanguin observé au microscope après coloration (May-Grünwald Giemsa) Normes : Quelques pièges à éviter

variables selon l’âge et le sexe pour la formule leucocytaire : tenir compte des valeurs absolues et se méfier des pourcentages plusieurs systèmes d’unités petites variations selon les laboratoires

NORMES DE L ’HEMOGRAMME

M/mm3

m/mm3

m/mm3

http://www.med.univ-angers.fr/discipline/lab_hema/page2g.html

Unités internationales Unités

courantes

Ex. : 10% de PN - 30 000 GB => 3 000 PN = normal - 3 000 GB => 300 PN = neutropénie

1,0 à 4,0

40–70 % < 5% < 1% 20-40% 2-10%

Adultes

Calcul de la valeur absolue à partir du nombre de GB et du pourcentage

LES VALEURS DE L’HEMOGRAMME A TRANSMETTRE EN URGENCE

A adapter à chaque service Anémie profonde : Hb < 7 g/dL ou plus si mal toléré Risque de retentissement cardiaque Thrombopénie sévère : Plaquettes < 20 000 /mm3 Risque hémorragique => ne pas faire de geste invasif Neutropénie sévère : PN < 500 / mm3 Risque infectieux => isoler le patient

LES ANOMALIES DE L ’HEMOGRAMME

Les anomalies QUANTITATIVES = anomalies de nombre « trop ou trop peu » Les anomalies QUALITATIVES = anomalies morphologiques des cellules normalement présentes dans le sang + présence dans le sang de cellules normalement absentes (cellules de la moelle osseuse) + les 2 anomalies

des globules blancs des globules rouges des plaquettes

LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (1)

Diminution du nombre de cellules = CYTOPENIE 1 lignée : cytopénie 2 lignées : bicytopénie PN, GR, plaquettes 3 lignées : pancytopénie

Mécanisme de la cytopénie : défaut de production par la moelle osseuse = origine centrale

ex. : envahissement médullaire : leucémie

production normale mais destruction dans le sang = origine périphérique ex. : anémie hémolytique auto-immune

LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (2)

Diminution Augmentation

Leucocytes leucopénie hyperleucocytose P.neutrophiles neutropénie polynucléose agranulocytose (neutrophile) P. éosinophiles éosinopénie hyperéosinophilie P. basophiles - basophilie Lymphocytes lymphopénie hyperlymphocytose Monocytes monocytopénie monocytose

LES ANOMALIES QUANTITATIVES DE L ’HEMOGRAMME (3)

Diminution Augmentation

Hémoglobine-GR anémie polyglobulie VGM microcytose macrocytose CCMH hypochromie - Réticulocytes normaux ou si anémie arégénérative régénérative Plaquettes thrombopénie thrombocytose

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (1)

Anomalies morphologiques des leucocytes : Ex. : - Polynucléaires anormaux : myélodysplasie - Lymphocytes anormaux : lymphomes, infections virales (syndromes mononucléosiques), …

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (2)

Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. 1 : Blastes : leucémie aiguë

LAL LAM

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES LEUCOCYTES (3)

Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. 2 : Précurseurs granuleux = myélémie : grandes infections, régénération, leucémies, … Ex. 3 : Plasmocytes : infections virales, leucémies à plasmocytes

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES GLOBULES ROUGES (1)

Hématie « en poire » Hématies impaludées

Anisocytose Hématies falciformes

Anomalies morphologiques des hématies : quelques exemples

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES GLOBULES ROUGES (2)

Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. : Erythroblastes : grandes hémolyses, …

Anomalies morphologiques des plaquettes : Ex. : macroplaquettes : myélodysplasie, sd myéloprolifératif Présence de cellules normalement dans la moelle : Ex. : mégacaryocyte : myélodysplasie, sd myéloprolifératif

LES ANOMALIES QUALITATIVES DES PLAQUETTES

LES EXAMENS COMPLEMENTAIRES

Dosages vitaminiques (B12 et B9) et bilan martial (fer, ferritine, transferrine) Recherche d’anticorps anti-GR (test de Coombs) ou anti-plaquettes Sérologies virales Pour les hémopathies malignes : Myélogramme et biopsie ostéo-médullaire Immunophénotypage des cellules sanguines Etudes génétiques (cytogénétique et biologie moléculaire)

POINTS A RETENIR (1)

Sang = Composé de plasma + cellules sanguines Cellules sanguines = GR, plaquettes et leucocytes – Les GR et les plaquettes sont des cellules anucléées – Différents sous-types de leucocytes Hématopoïèse=Production dans la moelle osseuse

POINTS A RETENIR (2)

– Les cellules souches hématopoïétiques sont: – à l’origine de toutes les cellules sanguines, – 3 propriétés essentielles : autorenouvellement, différenciation et totipotence 2 compartiments distincts: – Myéloïde (érythropoïèse, granulopoïèse, monocytopoïèse, mégacaryopoïèse) – Lymphoïde (lymphopoïèse)