le sang

Le sang

 

 

            I- Compartiments liquidiens

L'élément liquide représente environ 70% de la composition totale de l'organisme

Pour un individu de 70 kg environ 50 kg

Situé dans 3 compartiments:

            - le liquide intercellulaire

            - le liquide interstisiel

            - le plasma

Liquide intracellulaire

50%

Liquide interstisiel

16%

Plasma

4%

 

 

 

 

 

 


Il y a des échanges constants entre ces différents compartiments

 

L'oxygène avant d'arriver aux mitochondries devra traverser:

            - le plasma sanguin

            - la membrane capillaire

            - le liquide interstisiel

            - le sarcoléme

            - le liquide intracellulaire (sarcoplasme)

 

 

 

 

 

 

 

            II- Composition du sang

                        a) Méthodes de prélèvement

  • Par la centrifugation

C'est une rotation rapide amenant les éléments les plus denses au fond du flacon

Mise en évidence de 3 zones:

            - une zone  rouge foncée au fond du tube contenant les globules rouges, les plus denses

            - à la surface de cette zone rouge, une bande plus pâle, assez fine contenant les globules blanc et les plaquettes

            - au dessus un liquide jaunâtre le plasma

 

La lecture sur un tube à essais gradué permet de déterminer la répartition du sang en plasma et des éléments figurés (hématocrite)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Hématocrites

C'est le rapport valeur globulaire (éléments figurés) et la valeur plasmatique (liquide) 45%-55%

 

 

  • Vitesse de sédimentation (VS)

Ce dépôt des éléments les plus lourds au fond du tube se déroulerait sans la méthode de centrifugation mais beaucoup plus lentement.

On mesure la durée de dépôt, c'est ce que l'on appelle la vitesse de sédimentation ou VS

A l'état normal cette VS se situe au alentour de 4 à 7 mm au bout d'1h, de 8 à 15 mm au bout de 2h

et de 40 à 60 mm au bout de 3h

 

Des valeurs anormalement élevées de cette VS sont des indications de problèmes dans la composition du sang entre autre une augmentation très importante des globules blancs suite à une infection

 

 

                        b) Propriétés physiques

Le sang est un tissu constitué de cellules: globules rouges, globules blancs, plaquettes en suspension dans un liquide: le plasma

 

 

Il est de teinte rouge dût à la présence d'un pigment l'hémoglobine avec des variations de teinte:

            - rouge vif (oxyhémoglobine après fixation d'oxygène)

            - rouge foncé voir noir (hémoglobine réduite)

 

La différence de couleur entre le sang artériel (rouge vif car il est riche en oxyhémoglobine) et le sang veineux (rouge foncée car il contient plus d'hémoglobine réduite)

La viscosité est très importante (environ 5 fois la viscosité de l'eau) des éléments figurés et des vaisseaux divers présents dans le sang

 

La quantité totale de sang dans l'organisme représente 7 à 8% du poids du corps soit environ 5L

pour un individu de 60 à 70 kg

Elle peut varié d'un sujet à l'autre et également suivant les conditions (déshydratation)

 

Frottis sanguin:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        c) Plasma

 

Eau

90%

 

 

 

 

 

Protéines

8%

 

Albumine (60%)

 

 

 

Globulines (36%)

 

Facteurs de coagulation (4%)

 

Autres protéines

 

 

Produite par le foie

Régulation de la circulation liquidienne (pression oncotique)

 

Hémostase

Enzymes, hormones en faible quantité

 

 

Substrats non protidiques

Sous produits du métabolisme cellulaire

Nutriments organiques

Urée, acide urique, créatinine

 

 

Glucose, acide aminés, acides gras, glycérol, triglycérides, cholestérol, vitamines

Electrolytes

Cations

 

Anions

 

Na, K, Ca, Fe, Mg

Cl, PO4, SO4, bicarbonates

Gaz respiratoires

Oxygène

Gaz carbonique

 

 

            d) Globules rouges

Les éléments figurés du sang  globules rouges,  globules blanc et plaquettes ont une origine commune au niveau de la moelle osseuse (os du crâne, sternum, os iliaque)

Ils sont également appelés hématites ou érythrocytes

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Rôle

Ce sont des cellules très importantes:

            - au niveau des mécanismes de transfert de gaz

            - possèdent dans leurs membranes les éléments qui vont différencier les groupes sanguins

 

  • Aspect morphologique

Il a la forme d'un disque biconcave anucléé (sans noyau dans l'espèce humaine) de 7,5µm de diamètre et de 2µm d'épaisseur

Il peut modifier sa forme pour s'adapter aux conditions de circulation (capillaire très dense)

Sa densité est supérieure à celle des autres éléments figurés et du plasma (sédimentation)

 

  • Numération

Il y a  environ 4 500 000 à 5 000 000 globules rouges par m² soit 3x1013 par individu (environ 1kg d'hémoglobine)

Une valeur inférieure à la normale est le signe d'une anémie

 

  • Fabrication de globule rouge

Polyglobulite

Suite à un séjour assez  long en altitude (quelques semaine a plus de 2000m) on a une augmentation du nombre de globule rouge.

Cela est dût à la raréfaction de l'oxygène qui induit une augmentation des globules rouges pour maintenir un apport d'oxyèène optimal au niveau des muscles

La teneur en oxygéne contrôle la quantité de globules rouges

Cela est transitoire car un retour à la normal montre la disparition de la pluglobulite

 

Erytropoïése

C'est le mécanisme de production des globules rouges

Il fonctionne grâce à une hormone endogène appelé erythropoïéne ou EPO

Elle est produite de manière exogène et utiliser pour accroître artificiellement le nombre de globules rouges

La durée de vie d'une hématie est d'environ 120 jours au delà de laquelle elle est détruite et ses composants réutilisés

 

  • Structure de l'hémoglobine

 

 

 

 

 

L'hémoglobine est une protéine

complexe composée  de 4

sous unité contenant chacune:

            - une partie protéique la globine

            - une partie pigmentaire contenant du fer l'hème

 

Le fer peut se lier de manière réversible avec l'oxygène pour constitué de l'oxyhémoglobine

Une molécule d'hémoglobine peut donc fixer 4 atomes d'oxygène (transport de l'oxygène)

 

HB (hémoglobine)  +  O2    ←→     HBO(oxyhémoglobine)

 

  • Transport de l'oxygène

                                   Le sang se charge en oxygène

Poumons

                                   HB  +  O2    →     HBO

                                                                                 

                                                                                                                                                                   

 

Tissus

                        Le sang libère son oxygène

                                   HBO2    →    HB  +  O

 

 

L'hémoglobine peut aussi fixer du gaz carbonique (CO2) au niveau de la globine

L'hémoglobine présente une affinité nettement supérieure pour le monoxyde de carbone (CO)

En présence de CO l'hémoglobine se sature en carboxyhémoglobine, elle devient donc incapable de fixer l'oxygène et d'assurer son rôle de transport (asphyxie)

 

L'hémoglobine présente parfois une modification de structure au niveau du fer constituant l'hème (méthémoglobine) incapable de fixer l'oxygène

A l'état normal la proportion de méthémoglobine est faible, sous l'intervention de certaine substance (nicotine) la production de mutation en méthémoglobine augmente

            → transformation irréversible

Une des explications des limitations observées chez les fumeurs

De plus la fumée de tabac libère du CO2

 

                        e) Globules blancs ou leucocytes

Ils sont également présents dans le liquide intersticiel

Ce sont des éléments fondamental dans la défense immunitaire de l'organisme

On dénombre entre 6 000 et 8 000  par mm3

Leur durée de vie est coutes (environ 2 jours)

Leurs densité est plus faible que les globules rouges

granulocytes

 


                                    neurotrophiles     40 à 70      phagocytose des                                                                                              bactéries

 

                                   eosinophiles           1 à 4 %   destruction des parasites

 

                                   basophiles             0 à 1 %    action anti inflamatoire

 

agranulocytes

 


                                    monocytes          20 à 45 %   phagocytose

 

                                    lymphocytes          4 à 8 %    défense de l'organisme                                                                                par:

                                                                                               - action directe                                                                                             - des anticorps

 

 

  • Systéme non spécifique

Il s'attaque par phagocytose aux:

            -  débris céllulaires

            - corps étrangers

            - bactéries

granulocytes et monocytes

Ils sont ensuite transformés en graise

 

  • Systéme spécifique

Il permet à l'organisme en contact avec certains antigénes de fabriquer des anticorps capables de reconnaître ces antigénes et de se fixer sutr eux, en les empechant d'agir

lymphocytes

 

                        f) Plaquettes

Egalement appelé thrombocytes

C'est une structure cellulaire sans noyau de 2 à 4 µm de diamètre

On entrouve entre 250 000 et 400 000 par mm3

Elles interviennent dans la coagulation du sang

Elles participent à l'arrêt des hémorragie hémostase

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            III- Echanges capillaires

                        a)Diffusion de l'eau – pression oncotique

  • Rappel de physique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'osmose est une ensemble de phénoméne de diffusion à travers une membrane

Lorsque de part et d'autre d'une membrane se trouve des molécules en solution dans un liquide avec des concentration différentes

Il s'ensuit une pression sur la membrane: la pression osmotique

 


                                               Le tube à essais formé par une membrane                                               perméable contenant  une solution concentré                                      de sucre

                                                           → le niveau d ela solution augmente                                             dans le tube

                                               Il y a le transfert d'une certaine  quantité                                      d'eau du compartiment le moins concentré                                      vers le compartiment le plus concentré

                                               Il y a aucun passage de sucre dans le sens                                                inverse, on a donc une perméabilité selective                                          (passage de l'eau et rétention des molécules                                             de sucres)      

                                                           → la colonne d'eau obtenue dans le                                               tubeest proportionnelle à la concentration de                                            sucre

                                                                               → ce mécanisme de pression                                                           osmotique régit l'ensemble des échanges de                                        liquide entre les compartiments liquidiens de                                          l'organisme humain

 

 

 

  • Pression oncontique

Au niveau du capillaire sanguin la membrane est  perméable à beaucoup d'élèments  imperméable à de grosses  protéines  (albumine) qui restent dans le plasma

La pression osmotique est également appellée pression oncotique

Qu'on on évalue à 25 mm Hg, le passage de l'eau du liquide intersticiel vers le plasma est constant  tout le long du réseau capillaire

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Bilan des forces
  • Force hydrostatique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le sang qui arruive propulsé par la pompe cardiaque execrce lui aussi une pression

C'est la pression hydrostatique

Cette pression est décroissante tout le long du réseau capillaire (32 mmHg, 25 mmHg, ...)

Elle s'exerce vers l'extérieur et tend à provoquer une sortie de liquide à l'extérieur du réseau capillaire

 

  • Force oncotique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La pression oncontique est constante tout lelong du réseau capillaire (25 mmHg)

Elle tend à provoquer une entrée de liquide dans le réseau capillaire c'est donc la résultante des forces engendrées:

            par la pression oncontique

            par la pression

qui va conditionner les échanges de liquide

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Au début du réseau: force hydrostatique > force oncotique  comme il y a le passage du plasma vers le liquide intersticiel

Au milieu du réseau: les forces s'annulent comme il n'y a pas de pssage de liquide

A la fin du réseau: force oncotique > force  hydrostatique comme il y a le passage de liquide du milieu intersticiel vers le plamsa

On évalue à 20L la quantité d'eau qui circule ainsi journellement dans l'organisme

 

exemple: problème de pression

            - si on a une pression oncotique trop faible (manque de protéine) et une pression hydrostatique normale, le liquide qui le capillaire vers le le liquide intersticiel mais il ne peut y revenir (oedéme)

            - si on a une pression oncotique normale et une pression hydrostatique trop élevée (hypertension veineuse) le liquide ne peut rentrer dans le capillaire (oedéme)

            - si on a une pression hydrostatique trop faible (hypotension) et pas d'entrée de liquide, il n'y a donc pas de renouvellement (anorexie cellulaire)

                        b) Diffusion des gaz

  • Rappel de physique

pression partielle  =  pression barométrique x concentration du gaz

   (gaz dissous)                                                                     (en %)

 

Le sens de circulation des gaz obéit à la loi du gradient de concentration, c'est à dire des zones de fortes contraction vers des zones de faible concentration

 

  • Passage des gaz

Dans les alvéoles pulmonaires:

            pression en oxygéne = 100

            pression en gaz carbonique = 40

Dans le réseau capillaires pulmonaire, la pression en oxygéne est de 40, la pression en gaz carbonique est de 46 (sang vicié)

Le gradient de concentration: l'oxygéne passe dans les capillaires, le gaz carbonique penetre dans l'alvéole

A la sortie des poumons la pression en oxygéne est de 100 et la pression en gaz carbonique est de 40

 

Dans les tissus la pression en oxygéne est de 40 et la pression en gaz carbonique est de 48

Dans le réseau capillaire la pression en oxygéne est de 100 et la pression en gaz carbonique est de 40 (sang riche)

Le gradient de concentration: l'oxygéne passe dans les tissus, le gaz carbonique pénetre dans le capillaire

A la sortie des tissus la pression en oxygéne est de 40 et la pression en gaz carbonique est de 46

 

 

 

 


            IV- Transport des gaz

                        a) Transport de l'oxygéne

  • Forme des transports

Il y a 2 formes de transport:

            - dissolution: la quantité très reduite (3 à 4 % de la quantité totale d'oxygéne transportée au repos)       

            - hémoglobine: la molécule d'hémoglobine peut fixer les molécules d'oxygéne en constituant de l'oxyhémoglobine

 

 

 

 

 

 

 

 

c'est la concentration des globules rouges en hémoglobine qui va determiner les capacités de transport de l'oxygéne

HB  + O2   ←→   HBO2

 

On peut rappeler a cette occasion: les procédures d'entraînement assurant à accroître le nombre de globules rouges (atitude,  caison hypobare, ...)

L'utilisation des produits dopants (EPO, hémoglobine reticulée, ...)

 

  • Courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine

La pression partielle d'oxygéne va orienter la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine

            pression forte, plus il y aura d'oxyhémoglobine (sang artériel)

            pression faible, plus importante sera la dissociation de l'oxyhémoglobine (réseau capillaire)

 

exemple:  au repos:

la capacité théorique de trasport d'oxygéne par hémoglobine est de 20mL / 100mL

 

le sang artériel: pression O = 100 mm Hg et HB saturée à 97,5% en O2

le sang contient 19,8 mL O2/ 100mL/sang (19,5 sous HB x 0,3 dissout)

le sang veineux : P O2 = 40 mm Hg et HB saturée à 75% en O2

le sang contient 15 mL O2

 

La différence caractérise ce que l'on appele différence antério-veineuseen O2 ou (CA- V)O2

 

Représentele prélevement d'O2 au niveau des organes utilisateurs

A l'effort cette différence antério-veineuse est considérablement augmentée

Elle concourt à une élévation de la consommation d'oxygéne (VO2)

Les autres facteurs influançant à l'effort sont:

                - la température: élévation dela température et augmentation de la courbe de dissociation  

     - PH(H+): acidification du sang et augmentation de la courbe de dissociation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A l'effort on observe:

            un déplacement de la coube de dissociation de l'oxyhémoglobine vers la droite

            une élévation de la différence antério-veineuse

Mais quelque soit les circonstance (A-V)O2 n'est jamais maximum

A moyen et long terme, la différence antério-veineuse peut être notablement améliorer par l'entrainement (valeur d'effort)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A moyen et long terme, la différence antério-veineuse peut être notablement améliorer par l'entrainement (valeur d'effort)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        b) Transport des gaz

Il existe 3 formes de transport:

            - une dissolution dans le plasma: en quantité réduite (7 à 10% de la quantité totale de gaz carbonique transporté au repos)

            - sous formz de biocarbonates: le gaz carbonique se combine avec l'eau pour constituer de l'acide carbonique

l'acide carbonique est dit «faible» en se dissociant en ion hydrogéne, bicarnonate

                                        CO2 + H2O   →    H2CO2                                           

H2CO2 →   H+   +   HCO2-

  

Cette récation se produit :

            - dans les hématies: voie rapide.

Les  ions hydrogénes sont pris an charge par l'hémoglobine, et les ions CO3 diffusent dans le plasma

            - dans le plasma: voie lente (réserve alcaline du plasma, rôle de tampon des ions H+)

Lorsque la concentration hydrogène s'élève anormalement (exercice) le gaz carbonique est éliminé au niveau des poumons

            - sous forme de carbhémoglobine (composé carbomine). La fixation se produit sur un site recepteur de la globine et non de l'héme

 

HB  +  CO2   →   HBCO2

 

En résumé:

Forme de transport

Dissolution dans le plasma

Ions bicarbonates

Composés carboniques

%

 

7 à 10

 

60 à 70

 

20 à 30

 

 

 

            V- Les groupes sanguins

Tous les individus présentent une composition sanguine équivalante avec les mêmes éléments figurés et le plasma

Cependant les transfusions sanguine entre 2 individus ne sont pas toujours possibles

La cause est la présence dans la membrane des globules rouges, d'antigénes spécifique appelé agglutinogénes

Mais en présence d'anticorps plasmique également spécifique appelés agglutinines

                                                                      

                                                                                              Il y a une                                                                                           agglutination des                                                                                        globules rouges (comme                                                                                   une grappe de raisin).                                                                                            Les globules                                                                                     rouges sont incapable                                                                                   d'assumer leur rôle

 

Actuellement, plus de 100 agglutinogénes ont été mis en évidence, tous n'ayant pas des conséquences aussi sérieuses                            

 

                        a) Systéme ABO

Il y a:

            - 2 agglutinogénes répertoriés dans la membrane des globules rouges A et B

            - 2 agglutinines plasmatiques; a (anti A, non A) et b (anti B, non B)    

La mise en présence de l'antigéne (agglutinogéne) et de l'anticorps (agglutinine) corresondants (transfusion) provoque l'agglutination des globlules rouges. Cela est impossible en situation normale mais cette agglutination peut se produire en cas de transfusion non contrôlée.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A partir de là, 4 groupes sanguins sont répertoriés:

            - groupe A: agglutinogéne A et agglutinine a

            - groupe B: agglutinogéne B et  agglutinine b

            - groupe AB: agglutinogéne A et B et pas d'agglutinine a et b

            - groupe O: il n'y a pas d'agglutinogéne  mais présence agglutinine a et b

La répartition est variable selon les races de population

Cependant le groupe O reste majoritaire, avec entre 40 et 49% de la population mondiale

Le groupe AB est minoritaire avec entre 3 et 5% de la population mondiale

La transmission des groupes sanguins répond à des critéres génétiques

Les génes A et B étant «dominant», le géne O étant «récéssif»

Si 2 parents sont du groupe O alors leur enfant sera du groupe O (même groupe sanguins)

Si 1 parent est du groupe O, l'autre du groupe A ou B  alors leur enfant sera du groupe sanguins du génes dominant

Si 2 parents sont du même groupe (A ou B) alors leur enfant sera du même groupe sanguins

Si 1 parent est du groupe A, l'autre du groupe B alors leur enfant sera du groupe AB

 

Géniteurs

Combinaison

Groupe

O

O

OO

O

A

O

AO

A

B

O

BO

B

A

A

AA

A

B

B

BB

B

A

B

AB

AB

Transmission:

Groupe

A

B

AB

O

Donneur compatible

A, O

B, O

A, B, O, AB

O

Donneur imcompatible

B, AB

A, AB

 

A, B, AB

 

Le groupe AB peut recevoir du sang des autres groupes il est dit «receveur universel»

Le groupe O peut donner du sang aux autres groupes il est dit «donneur universel»

 

                        b) Système résus

Il existe d'autres catégories d'agglutinogénes dans la membrane érythocytaire appelé agglutinog&e

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