ÉRYTHROCYTES (GLOBULES ROUGES): CARACTÉRISTIQUES, FONCTIONS - ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE - 2025

Les érythrocytes, également appelés globules rouges, sont des cellules sanguines très souples et abondantes en forme de disque biconcave. Ils sont responsables du transport de l'oxygène vers tous les tissus corporels grâce à la présence d'hémoglobine à l'intérieur de la cellule, ainsi que de contribuer au transport du dioxyde de carbone et au pouvoir tampon du sang.

Chez les mammifères, l'intérieur de l'érythrocyte est essentiellement constitué d'hémoglobine, car il a perdu tous les compartiments subcellulaires, y compris le noyau. La génération d'ATP est limitée au métabolisme anaérobie.

Les érythrocytes correspondent à près de 99% des éléments formels présents dans le sang, tandis que le 1% restant est constitué de leucocytes et de plaquettes ou de thrombocytes. Dans un millilitre de sang, il y a environ 5,4 millions de globules rouges.

Ces cellules sont produites dans la moelle osseuse et peuvent vivre en moyenne 120 jours, au cours desquelles elles peuvent parcourir plus de 11 000 kilomètres à travers les vaisseaux sanguins.

Les globules rouges furent l'un des premiers éléments observés au microscope en 1723. Cependant, ce n'est qu'en 1865 que le chercheur Hoppe Seyler découvrit la capacité de transport d'oxygène de cette cellule.

Caractéristiques générales

Ce sont des cellules discoïdales d'un diamètre approximatif de 7,5 à 8,7 um et de 1,7 à 2,2 um d'épaisseur. Ils sont plus minces au centre de la cellule que sur les bords, donnant une apparence de bouée de sauvetage. Ils contiennent plus de 250 millions de molécules d'hémoglobine à l'intérieur.

Les érythrocytes sont des cellules d'une flexibilité remarquable, puisqu'elles doivent se déplacer pendant la circulation à travers des vaisseaux très fins, d'environ 2 à 3 um de diamètre. Lors du passage dans ces canaux, la cellule se déforme et à la fin du passage elle reprend sa forme d'origine.

Par Jerome Walker, de Wikimedia Commons

Cytosol

Le cytosol de cette structure contient des molécules d'hémoglobine, responsables du transport des gaz lors de la circulation sanguine. Le volume du cytosol cellulaire est d'environ 94 um ³.

À maturité, les érythrocytes de mammifères sont dépourvus de noyau cellulaire, de mitochondries et d'autres organites cytoplasmiques, ce qui les rend incapables de synthèse lipidique et protéique ou de phosphorylation oxydative.

En d'autres termes, les érythrocytes consistent essentiellement en une membrane qui renferme les molécules d'hémoglobine.

Il est proposé que les érythrocytes cherchent à se débarrasser de tout compartiment subcellulaire afin d'assurer le maximum d'espace possible pour le transport de l'hémoglobine - de la même manière que nous chercherions à retirer tous les éléments de notre voiture si nous devions transporter un grand nombre de choses.

La membrane cellulaire

La membrane cellulaire érythrocytaire comprend une bicouche lipidique et un réseau de spectrine, qui, avec le cytosquelette, confèrent élasticité et compliance à cette structure. Plus de 50% de la composition sont des protéines, un peu moins de lipides et la partie restante correspond à des glucides.

La membrane érythrocytaire est la membrane biologique qui a reçu le plus d'attention et qui est la plus largement comprise, probablement en raison de sa facilité d'isolement et de sa relative simplicité.

La membrane contient une série de protéines intégrales et périphériques reliées à la bicouche lipidique et à la spectrine. Les connexions qui impliquent la liaison aux protéines sont appelées interactions verticales et celles qui impliquent un réseau bidimensionnel de spectrine à travers des molécules d'actine sont des interactions horizontales.

Lorsque l'une de ces interactions verticales ou horizontales échoue, il en résulte des changements possibles dans la densité de la spectrine, provoquant à leur tour des changements dans la morphologie de l'érythrocyte.

Le vieillissement des globules rouges se traduit par la stabilité de la membrane, réduisant leur capacité à s'adapter au système circulatoire. Lorsque cela se produit, le système monocyte-macrophage reconnaît l'élément mal fonctionnel, l'élimine de la circulation et le recyclage de son contenu.

Protéines de la membrane cellulaire

Les protéines présentes dans la membrane cellulaire des érythrocytes peuvent être facilement séparées sur un gel d'électrophorèse. Dans ce système se détachent les bandes suivantes: la spectrine, l'ankyrine, la bande 3, les protéines 4.1 et 4.2, le canal ionique, les glucophorines et l'enzyme glycéraldéhyde-3-phosphate-déshydrogénase.

Ces protéines peuvent être regroupées en quatre groupes selon leur fonction: les transporteurs membranaires, les molécules d'adhésion et les récepteurs, les enzymes et les protéines qui lient la membrane aux composants du cytosquelette.

Les protéines de transport traversent la membrane plusieurs fois et la plus importante de ce groupe est la bande 3, un échangeur d'anions de chlorure et de bicarbonate.

Parce que l'érythrocyte est dépourvu de mitochondries, la plupart des enzymes s'ancrent à la membrane plasmique, y compris les enzymes de glycolyse fructose-bisphosphate aldolase A, α-énolase, ALDOC, glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase, phosglycérate kinase et pyruvate kinase. kinase.

En ce qui concerne les protéines structurales, les plus abondantes sont la bande 3, les spectrines, l'ankyrine, l'actine et la protéine de la bande 4.1, tandis que la protéine de la bande 4.2, la dématine, les adduccines, la tropomoduline et la tropomyosine sont considérées comme des composants mineurs de la membrane.

Spectrin

La spectrine est une protéine filamenteuse constituée d'une chaîne alpha et bêta, dont les structures sont des hélices alpha.

Les fibres de spectrine rappellent les ressorts d'un matelas, et les parties de tissu qui entourent le matelas représenteraient la membrane plasmique dans cet exemple hypothétique.

Hémoglobine

L'hémoglobine est une protéine complexe à structure quaternaire synthétisée dans les érythrocytes et est l'élément fondamental de ces cellules. Il est composé de deux paires de chaînes, deux alpha et deux non alpha (elles peuvent être bêta, gamma ou delta) liées entre elles par des liaisons covalentes. Chaque unité a un groupe d'hème.

Il contient le groupe hème dans sa structure et est responsable de la couleur rouge caractéristique du sang. Concernant sa taille, il a un poids moléculaire de 64 000 g / mol.

Chez les individus adultes, l'hémoglobine est composée de deux chaînes alpha et de deux chaînes bêta, tandis qu'une petite partie remplace la bêta par delta. En revanche, l'hémoglobine fœtale est composée de deux chaînes alpha et de deux chaînes gamma.

Par OpenStax College, via Wikimedia Commons

Caractéristiques

Transport d'oxygène

L'oxygène dilué dans le plasma sanguin n'est pas suffisant pour répondre aux demandes exigeantes de la cellule, c'est pourquoi il doit y avoir une entité chargée de le transporter. L'hémoglobine est une molécule protéique et est le transporteur d'oxygène par excellence.

La fonction la plus importante des érythrocytes est de loger l'hémoglobine à l'intérieur d'eux pour assurer l'apport d'oxygène à tous les tissus et organes du corps, grâce au transport et à l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone. Le processus mentionné ne nécessite pas de dépense énergétique.

Anomalies

L'anémie falciforme

L'anémie falciforme ou anémie falciforme consiste en une série de pathologies qui affectent l'hémoglobine, entraînant une modification de la forme des globules rouges. Les cellules diminuent leur demi-vie, de 120 jours à 20 ou 10 jours.

La pathologie se produit par un changement unique d'un résidu d'acide aminé, le glutamate pour la valine, dans la chaîne bêta de cette protéine. La condition peut être exprimée dans son état homozygote ou hétérozygote.

Les globules rouges affectés prennent la forme d'une faucille ou d'un coma. Dans l'image, les cellules sanguines normales sont comparées aux cellules pathologiques. De plus, ils perdent leur flexibilité caractéristique, ils peuvent donc se briser lorsqu'ils tentent de traverser des vaisseaux sanguins.

Cette condition augmente la viscosité intracellulaire, affectant le passage des globules rouges affectés à travers les plus petits vaisseaux sanguins. Ce phénomène se traduit par une diminution de la vitesse du flux sanguin.

Par OpenStax College, via Wikimedia Commons

Sphérocytose héréditaire

La sphérocytose des plaies est une maladie congénitale qui implique la membrane des globules rouges. Les patients qui en souffrent se caractérisent par un diamètre plus petit des érythrocytes et une concentration d'hémoglobine supérieure à la normale. De toutes les maladies qui affectent la membrane des globules rouges, c'est la plus courante.

Elle est causée par un défaut des protéines qui relient verticalement les protéines du cytosquelette à la membrane. Les mutations liées à ce trouble se trouvent dans les gènes codant pour l'alpha et la bêta spectrine, l'ankyrine, la bande 3 et les protéines 4.2.

Les individus affectés appartiennent souvent à des populations caucasiennes ou japonaises. La gravité de cette condition dépend du degré de perte de connexion dans le réseau de spectrine.

Elliptocytose héréditaire

L'elliptocytose héréditaire est une pathologie qui implique différentes modifications de la forme de l'érythrocyte, y compris des cellules elliptiques, ovales ou allongées. Cela conduit à une réduction de l'élasticité et de la durabilité des globules rouges.

L'incidence de la maladie est de 0,03% à 0,05% aux États-Unis et a été augmentée dans les pays africains, car elle offre une certaine protection contre les parasites responsables du paludisme, Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax. Cette même résistance est observée chez les personnes atteintes de drépanocytose.

Les mutations qui produisent cette maladie impliquent les gènes qui codent pour l'alpha et la bêta spectrine et la protéine 4.2. Ainsi, des mutations dans l'alpha spectrine affectent la formation d'hétérodimères alpha et bêta.

Valeurs normales

L'hématocrite est la mesure quantitative qui exprime le volume des érythrocytes par rapport au volume sanguin total. La valeur normale de ce paramètre varie selon le sexe: chez les hommes adultes, elle est de 40,7% à 50,3%, tandis que chez les femmes, la fourchette normale varie de 36,1% à 44,3%.

En termes de nombre de cellules, chez les hommes, la plage normale est de 4,7 à 6,1 millions de cellules par μL et chez les femmes entre 4,2 et 5,4 millions de cellules par μL.

En ce qui concerne les valeurs normales d'hémoglobine, chez l'homme, elle est comprise entre 13,8 et 17,2 g / dL et chez la femme de 12,1 à 15,1 g / dL.

De même, les valeurs normales varient en fonction de l'âge de l'individu; les nouveau-nés présentent des taux d'hémoglobine de 19 g / dL et diminuent progressivement jusqu'à atteindre 12,5 g / dL. Lorsque l'enfant est jeune et allaite encore, le taux attendu est de 11 à 14 g / dL.

Chez les garçons adolescents, la puberté entraîne une augmentation de 14 g / dL à 18 g / dL. Chez les filles en développement, la menstruation peut entraîner une diminution du fer.

Faibles niveaux d'érythrocytes

Lorsque le nombre de globules rouges est inférieur aux valeurs normales mentionnées ci-dessus, cela peut être dû à un certain nombre de conditions hétérogènes. La baisse des globules rouges est associée à la fatigue, à la tachycardie et à la dyspnée. Les symptômes comprennent également la pâleur, les maux de tête et les douleurs thoraciques.

Les pathologies médicales associées au déclin sont des maladies du cœur et du système circulatoire en général. Des pathologies telles que le cancer se traduisent également par de faibles valeurs érythrocytaires. La myélosuppression et la pancytopénie diminuent la production de cellules sanguines

De même, les anémies et les thalassémies provoquent une diminution de ces cellules sanguines. Les anémies peuvent être causées par des facteurs génétiques (comme l'anémie falciforme) ou par une carence en vitamine B12, en acide folique ou en fer. Certaines femmes enceintes peuvent présenter des symptômes d'anémie.

Enfin, des saignements excessifs, qu'il s'agisse d'une plaie, d'hémorroïdes, de saignements menstruels abondants ou d'ulcères d'estomac, entraînent une perte de globules rouges.

Niveaux élevés d'érythrocytes

Les causes des niveaux élevés d'érythrocytes sont tout aussi diverses que celles associées à de faibles niveaux. La condition d'exposer un nombre élevé de globules rouges est appelée polyglobulie.

Le plus inoffensif se produit chez les individus qui vivent dans des régions élevées, où la concentration en oxygène est nettement inférieure. La déshydratation, en général, produit également la concentration de globules rouges.

Les maladies liées aux reins, au système respiratoire et aux maladies cardiovasculaires peuvent être à l'origine de cette augmentation.

Certains agents externes et certaines habitudes néfastes, comme le tabagisme, peuvent augmenter le nombre de globules rouges. L'utilisation à long terme de cigarettes abaisse les niveaux d'oxygène dans le sang, augmentant la demande et obligeant le corps à produire plus d'érythrocytes.

La consommation de stéroïdes anabolisants peut stimuler la production de globules rouges dans la moelle osseuse, tout comme le dopage à l'érythropoïétine qui est utilisé pour optimiser les performances physiques.

Dans certains cas d'anémie, lorsque le patient est déshydraté, l'effet d'abaissement du plasma contrecarre la diminution des globules rouges, entraînant une valeur faussement normale. La pathologie apparaît lorsque le patient est hydraté et des valeurs érythrocytaires anormalement basses peuvent être mises en évidence.

Références

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