Altérations membranaires et hémolyse :

Au terme de l’érythropoïèse, les érythroblastes perdent leur noyau (énucléation) et deviennent des érythrocytes de forme biconcave, ce qui leurs confèrent une déformabilité et une capacité de traverser des capillaires dont le diamètre est inférieur au leurs [49].

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La membrane du GR est constituée d’une bi-couche phospholipidique et d’un cytosquelette élastique constitué de protéines. La bi-couche phospholipidique a une distribution asymétrique avec à sa face externe de la phosphatidylcholine et de la sphingomyéline alors que la phosphatydilsérine (PS) est majoritairement présente sur la face interne [96,97] et n’est externalisée que durant la sénescence des GR et les processus d’éryptose. En revanche, les fibres rigides d’HbS générées au cours des cycles de polymérisation/dépolymérisation sont responsables de la déformation de cette structure, de la perte de l’asymétrie des phospholipides de la membrane et donc l’externalisation de la PS. Ceci intervient en partie dans la destruction précoce des GR par la reconnaissance spécifique de celle-ci à la surface des cellules par les macrophages et leur élimination de la circulation [97-99]. En plus, cette externalisation participe également à l’augmentation des interactions entre les GR et les cellules endothéliales [100].

La protéine bande 3 est une protéine membranaire présente dans plusieurs cellules dont le globule rouge. C’est le site de liaison des hémichromes produits par la dénaturation de l'hémoglobine et qui possèdent une forte affinité avec elle. Cette association hémichrome- protéine bande 3 induit la réticulation de cette dernière en grappes et c’est au niveau de ce site que se fait la reconnaissance avec les anticorps dirigés contre les cellules sénescentes afin de les éliminer par les phagocytes et les macrophages [101].

Dans la drépanocytose, ces agrégats de protéines bande 3 sont formés précocement, en raison de l’auto-oxydation de l’HbS, de l’accumulation de fer dans la membrane érythrocytaire et des dommages oxydatifs membranaires entraînant une durée de vie réduite des GR drépanocytaires [102].

Cette forte phagocytose des érythrocytes par les macrophages ainsi que leur piégeage au niveau des sinus hépatiques et spléniques sont à la base de l’hémolyse extravasculaire, qui représente 2/3 de l’hémolyse chez le drépanocytaire [103-106].

Le reste de l’hémolyse se fait en intra vasculaire en raison du stress oxydatif [107]. Cette forme s’avère plus destructrice, car elle entraîne le relargage, dans la circulation systémique d’Hb libre à fort pouvoir oxydatif [108] et qui a une grande capacité à neutraliser l’oxyde nitrique [108], ainsi qu’une capacité accrue à activer l’endothélium vasculaire [109]. En effet

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les taux de réticulocytes croissants chez les patients drépanocytaires sont dus en grande partie à l’érythropoïèse compensatrice de cette hémolyse qui aggrave la clinique par le fait que les réticulocytes possèdent un fort pouvoir adhésif [72].

Dans la drépanocytose, on retrouve également une perturbation de la phosphorylation normalement responsable de la régulation des interactions protéines/protéines ou protéines/lipides. Ceci altère l’intégrité de la membrane érythrocytaire et provoque la dissociation de son squelette du reste de la membrane tout en perturbant les transports ioniques [54,110] ce qui les exposent a de nombreuses agressions aussi bien externes qu’internes, par le biais de la génération endogène exagérée de radicaux libres. Ceci est à son tour responsable de la majoration de la déshydratation érythrocytaire [111], la perte de la fluidité membranaire [112] ainsi que de la déformabilité érythrocytaire [113], modulant ainsi les propriétés rhéologiques du globule rouge [114-116].

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6. Modifications hémorhéologiques :

Les sujets drépanocytaires se caractérisent par une perturbation de certains paramètres hémorhéologiques notamment de la viscosité, la déformabilité et l’agrégation érythrocytaire.

6.1 Viscosité :

La drépanocytose affecte la viscosité sanguine en raison de l’anémie marquée qu’elle induit. Cette viscosité est conditionnée par l’hématocrite (Hte). En effet, à hématocrite natif, la viscosité a tendance à être plus faible chez les drépanocytaires que chez la population normale, alors qu’à hématocrite standardisée, celle-ci se trouve supérieure à celle d’une personne anémique, même en condition oxygénée, ceci est dû à la rigidité des globules rouges drépanocytaires [118].

La viscosité sanguine ainsi que la viscosité plasmatique semblent également augmenter dans certaines situations notamment en condition désoxygénée et en cas de crise vaso-occlusive [106].

Par ailleurs, dans les formes SC, on observe une hyper-viscosité sanguine chronique à hte natif due à l’anémie plus modérée, pouvant expliquer la plus grande fréquence des troubles otologiques et oculaires chez ces patients par rapport aux sujets SS [119].

6.2 Déformabilité érythrocytaire :

Dans des conditions d’oxygénation identiques, il a été rapporté que la déformabilité érythrocytaire des patients SS est diminuée comparée aux individus sains [106,120], et ce d’autant plus que la pression artérielle en oxygène et que le pH est diminué. Ceci est dû la déshydratation cellulaire et par conséquent l’augmentation de la viscosité cytoplasmique ainsi qu’aux altérations membranaires occasionnées par les cycles d’oxygénation désoxygénation [90,121].

Par ailleurs, des études ont démontrées que la déformabilité des GR est encore plus diminuée chez les patients appartenant au sous-phénotype hémolytique-dysfonction endothéliale que ceux appartenant au sous-phénotype vaso-occlusif en raison de l’augmentation du pourcentage de cellules denses [91].

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Inversement, une augmentation de la déformabilité des GR a récemment été identifiée comme un facteur de risque important dans les complications associées au sous-phénotype vaso-occlusif. Cette augmentation de la déformabilité des GR a été attribuée à la suppression des cellules denses faiblement déformables et à leur remplacement par de jeunes cellules (réticulocytes) déformables mais plus adhérentes [120,122].

6.3 Agrégation érythrocytaire :

L’agrégation érythrocytaire est plus faible chez les patients SS en raison de la faible capacité des cellules denses à s’agréger [118,123]. Néanmoins, quand ils s'agrègent, ces liaisons sont deux à trois fois plus résistants que chez les sujets sains [106]. Ces agrégats se formeraient préférentiellement au niveau des bifurcations vasculaires augmentant ainsi le risque de complications vaso-occlusives [124] notamment le syndrome thoracique aigu [125].