La différenciation des globules rouges
1) DESCRIPTION DES DIFFERENTES ETAPES DE L’EVOLUTION DE LA LIGNEE
La cellule unipotente morphologiquement identifiable dans la lignée érythrocytaire est la proérythroblaste qui sont les cellules souches à l’origine des globules rouges.
C’est une cellule volumineuse. Le noyau est rond et central, sa chromatine est bien dessinée. Le cytoplasme, riche en ribosomes, est très basophile.
Proérythroblaste
Cellule arrondie
Taille = 20-30 µm de diamètre
Rapport nucléocytoplasmique élevé
Le noyau est rond ; la chromatine est fine et les nucléoles nets
le cytoplasme est coloré en bleu foncé (richesse en ARN)
Le proérythroblaste se divise ensuite pour produire des érythroblastes basophiles. Ils sont plus petits que le proérythroblaste. Leur diamètre varie entre 10 et 18 micromètre. La chromatine commence à se condenser; les nucléoles (sous-compartimentation à l’intérieur du noyau) sont visibles. Le cytoplasme est basophile.
Erythroblaste basophile
Taille : 15 – 18 µm le noyau est rond la chromatine
se condense le cytoplasme reste basophile
(deux divisions successives à ce stade)
L’érythroblaste basophile se divise et, dans son cytoplasme, apparaissent les premières traces d’un pigment, l’hémoglobine. Il devient alors un érythroblaste polychromatophile, parce que la coloration de son cytoplasme est intermédiaire entre celle du basophile et celle de l’acidophile. L’érythroblaste polychromatophile est plus petit; il se divise plusieurs fois. Au fur et à mesure de ces divisions, sa chromatine se condense et les nucléoles deviennent moins visibles; la basophilie du cytoplasme diminue car la cellule ne ne synthétise plus de ribosomes et la quantité d’hémoglobine augmente progressivement. Le noyau est rond.
Erythroblaste polychromatophile
Taille : 15 µm
Le noyau est rond dont la chromatine se condense plus nettement
Le cytoplasme devient gris
(superposition du bleu de l’ARN et de l’orangé de l’hémoglobine)
Lorsque l’hémoglobine remplit tout le cytoplasme, l’érytroblaste polychromatophile devient acidophile, on les appelle les érythroblastes acidophile. Son diamètre varie 7 et 14 micromètre. Son noyau est d’abord central et sa chromatine est condensée en quelques blocs. Après quelques divisions, le noyau devient pycnotique et excentrique. Le cytoplasme, rempli d’hémoglobine, contient encore quelques ribosomes et quelques mitochondries. Le noyau va être bientôt expulsé si bien qu'à ce stade il est souvent situé à la périphérie de la cellule, voire déjà inclus dans un renflement de celle-ci. Le cytoplasme est homogène, laqué, de couleur parme ou même presque aussi rose que celui de l’hématie.
Erythroblaste acidophile
Petite cellule (10 µm)
Le noyau est petit, rond et dense
Le cytoplasme qui a presque la couleur d’une hématie
Cette cellule perd son noyau et devient un GR
(en réalité un réticulocyte puis un GR)
A la fin de cette évolution, le noyau est expulsé, enveloppé d’un film de cytoplasme (il se trouve en haut à droite dans l’image). La portion anucléée est alors un jeune globule rouge ou réticulocyte. Il sera libéré dans la circulation sanguine. Cependant les réticulocytes sont n’ont toujours pas cette forme biconcave des érythrocytes (comme vous pouvez le voir sur la photo suivant le texte.
Les réticulocytes sont de jeunes globules rouges immatures, qui viennent d’être libérés dans la circulation sanguine après leur production par la moelle osseuse. Leur développement jusqu’au stade de globule rouge mature (hématie) dure près de trois jours dans la moelle osseuse et encore un peu plus d’une journée après la migration dans le sang. Le nombre de réticulocytes dans le sang reflète l’activité de l’érythropoïèse, c’est-à-dire de la production de globules rouges.
Des nouveaux globules rouges sont fabriqués par la moelle osseuse, en remplacement des globules rouges en fin de vie (qui ont une durée de vie environ égale à 120 jours). Son taux sanguin est, à l'état normal, compris entre 0.2% à 2%, et en nombre absolu entre 20 et 120 g/l, chez l'adulte. Le pourcentage de réticulocytes renseigne sur la vitesse de production des hématies, il est le reflet de l’hématopoïèse (différenciation de toutes les cellules sanguines et pas seulement des globules rouges). Le nombre de réticulocytes est exprimé en pourcentage en fonction du nombre total de globules rouges et en valeur absolue sur les examens médicaux, tel que la numération formule sanguine. exemple d’une NFS anonymisée (met ta copie de ta prise de sang ici c le mieux et c pertinent)
Contrairement aux érytrocytes, les réticulocytes contiennent encore des restes d’organistes cytoplasmiques: réticulum endoplastique, ribosome, mitochondries, et de l’ARN. L’ensemble constitue de la substance réticulofilamenteuse.
La sortie des réticulocytes dans le sang serait contrôler par 2 facteurs major dont l’un est leur déformabilité (leur façon qu’ils ont de pouvoir changer de forme une fois dans le sang); celle-ci augmenterait avec la maturité des réticulocytes qui ne sortirait qu’après avoir atteint un certain stade de maturité.
La numération réticulocytaire est utilisée pour le diagnostic des anémies, mais aussi pour l’évaluation de la réponse aux traitements des patients aplasiques (dont la moelle osseuse fonctionne peu ou plus) ou ayant subi une greffe de moelle osseuse. Cette analyse peut aussi être utile dans d’autres situations, par exemple en cas de traitements toxiques pour la moelle osseuse, ou pour rechercher la présence d’hémorragies « cachées ».
Le nombre de réticulocytes augmente en effet lorsque la moelle osseuse tente de « régénérer » le stock de globules rouges, par exemple en cas d’anémie ou après une hémorragie.
L’augmentation du nombre de réticulocytes dans le sang peut avoir plusieurs causes :
• une hémorragie aiguë
• une hémolyse (destruction trop rapide des globules rouges) causant une anémie
• une régénération de la moelle osseuse, par exemple après une transplantation de moelle osseuse
• la prise de certains traitements (érythropoïétine)
• une maladie respiratoire, entrainant une insuffisance en oxygène (bronchopneumopathie chronique obstructive, par exemple)
La diminution du nombre de réticulocytes (réticulopénie), à l’inverse, peut être liée entre autres à :
• une anémie liée à une infection, une tumeur, une carence en fer, en vitamine B12 ou en acide folique (vitamine B9)
• une insuffisance rénale
• un syndrome myélodysplasique
Réticulocyte
Il est obtenu après l'expulsion du noyau de l'érythroblaste acidophile
(aspect de gros GR un peu bleuté). Il quitte la moelle osseuse après 2-5 j et
se retrouve dans le sang où il évolue en GR définitif en 1- 2 j par diminution
de la taille et perte de l’ARN résiduel.
Le réticulocyte a une taille et un volume un peu supérieurs à ceux du
globule rouge (110 - 125 fL ; 8 µm de diamètre), et possède encore des
ribosomes et des mitochondries, qui se colorent et précipitent avec certains
colorants ou composés fluorescents, permettant une quantification dans le sang.
A) LIGNEE ERYTHROCYTAIRE
2) L'ERYTRHOCYTE
Ainsi donc les érythrocytes proviennent donc de précurseurs médullaires. Leur évolution, stimulée par l'érythropoïétine, comporte plusieurs aspects:
• La taille de la cellule diminue
• La basophilie du cytoplasme diminue par disparition des ribosomes.
• L'acidophilie du cytoplasme augmente par accumulation d’hémoglobine.
• Le noyau se condense et est finalement expulsé.
• expulsion des derniers organites tels que les ribosomes et des mitochondries.
On obtient donc à la fin de la différentiation, les érythrocytes qui sont des cellules anuclées (dépourvues de noyau), sans organites, de forme biconcave, de diamètre de 7 µm.
Si on prend comme modèle du globule rouge, un objet composé d’une membrane homogène contenant un fluide, la solution d’hémoglobine, semblable à de l’eau. L’épaisseur de la membrane cellulaire est de quelques nanomètres, soit environ 1000 fois plus petit que le diamètre de la cellule. Géométriquement, un globule rouge ressemble à un ballon de football dégonflé d’environ 40%. On peut donner à un tel ballon dégonflé un nombre infini de formes différentes (plus ou moins de plis, plus allongé dans une direction que dans l’autre…). Et pourtant, le globule rouge n’en a retenu qu’une seule. Le globule rouge humain a un volume V d’environ 90 micromètres carrés: son taux de remplissage T vaut 0,65. Pour autant, cette valeur n’explique pas la forme biconcave. Une fois le taux de remplissage connu, la sélection de la forme d’un érythrocyte correspond au minimum d’une quantité appelée l’énergie de courbure. On peut voir dans la membrane phospholipide du globule rouge une plaque mince, telle une feuille de papier, que l’on peut difficilement étirer (elle est incompressible), mais facilement pliable. Changer la forme du globule consiste à répartir sa courbure avec un coût total en énergie le plus faible possible. Cependant, cette minimisation de l’énergie de courbure doit respecter les deux contraintes: l’aire et le volume du globule sont constants. Un globule rouge de 2 micromètres de rayon coûte la même énergie de courbure qu’un globule rouge de 20 micromètres de rayon ayant la même forme. On en déduit que peu importe la taille du globule, les formes seront identiques.
Le globule rouge est un objet fermé, et donc une courbure moyenne non nulle une énergie de surface non nulle. De plus, la courbure d’une forme a priori vraie varie (à l’exception d’une sphère) d’un point à l’autre de la surface, on additionne les énergie de surface de chaque éléments suffisamment petits, afin que la courbure moyenne soit constante. La définition mathématique de la courbure est une quantité qui a un signe: par convention, elle est positive pour un objet concave et négative pour un objet convexe. La membrane du globule rouge est supposée homogène dans son épaisseur: on ne fait donc pas de différence entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane. Courber une feuille de papier avec le verso vers l’intérieur coûte autant d’énergie, à amplitude de la courbure constante. Or lors des deux opérations, le signe de la courbure moyenne change. L’énergie E devant être la même dans les deux cas. Or le globule rouge est une cellule à la fois concave et convexe, dont la somme des énergies de courbure dû là cette forme particulière (biconcave) est le plus petite possible compte tenu des contraintes physiques de cette cellule. Elle aura donc des propriétés de déformation importantes sans trop demander d’énergie en contre partie. Elle pourra prendre la forme dite de « parachute » pour pénétrer au sein des capillaires sanguins dont le diamètre est plus petit que le sien.
