Erythropoïèse : étude dynamique et statique

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Faculté de médecine Département de pharmacie

Module d’Hémobiologie / 4

année Pharmacie

Erythropoïèse : étude dynamique et statique

 Présenté par : Dr REGGAM.K

Khalil-Reggam@outlook.fr

2020/2021

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I. Définition :

L’érythropoïèse est l’ensemble des processus par les quels l’organisme assure la production de globules rouges (GR) maintenant ainsi un taux constant d’hémoglobine (Hb) dans le sang.

La durée de vie des globules rouges est de 120 jours, l’érythropoïèse assure quotidiennement le renouvellement du 1/120^ème de la masse érythrocytaire soit 2x10¹¹ GR/jour ce qui compense exactement les pertes physiologiques par élimination des GR vieillis (hémolyse physiologique).

L’érythropoïèse est un phénomène adaptif qui peut être multiplié par 7 ou 8 en cas de besoins accrus.

II. Ontogénie :

Les premiers érythroblastes apparaissent dans le mésoblaste embryonnaire dès la 3^ème semaine et synthétisent les Hb embryonnaires, à partir du 2^ème mois l’érythropoïèse est localisée dans le foie et la rate produisant l’Hb fœtale et à partir du 5^ème mois et durant la vie adulte elle est médullaire (Moelle osseuse).

III. Les compartiments de l’érythropoïèse :

1) Les cellules souches :

Ce compartiment comporte les cellules souches pluripotentes et les cellules souches myéloïdes (CFU-GEMM : Colony Forming Unit - Granulocytaire, Erythroblastique, Monocytaire et Mégacaryocytaire) qui perdent par la suite leurs potentiels granuleux, monocytaire et mégacaryocytaire pour donner le premier progéniteur érythroblastique : BFU-E (Burst Forming Unit – E)

2) Les progéniteurs érythroblastiques :

Les progéniteurs érythroblastiques possèdent la capacité d’expansion : renouvellement et division, ils ne sont pas reconnaissables par leur morphologie mais par leur faculté de produire des colonies érythroblastiques en cultures, on distingue :

 Les BFU-E (Burst Forming Unit – E) : donnent des colonies volumineuses à la culture, peu sensibles à l’érythropoïétine (EPO) sensibles à l’IL-3 qui augmente leur différenciation et leur sensibilité à l’Epo.

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 Les CFU-E (Colony Forming Unit – E) : donnent de petites colonies en culture, leur différenciation et leur survie sont très dépendantes de l’EPO.

3) Les précurseurs érythroblastiques :

Ce sont des cellules morphologiquement reconnaissables par leurs critères morphologiques de différenciation, elles possèdent seulement la capacité de division et différenciation sans renouvellement.

Les différents changements au cours de cette différenciation sont :

 Réduction progressive de la taille cellulaire et de la taille du noyau.

 Condensation progressive de la chromatine dans un noyau qui reste rond et centro cellulaire tout au long de la différenciation.

 Hémoglobinisation progressive du cytoplasme : la synthèse d'Hb (acidophile) masque progressivement la basophilie cytoplasmique liée à l’ARN.

En allant dans un sens croissant de différenciation, on distingue après coloration panoptique type May-Grünwald-Giemsa ou Wright : (voir tableau)

Remarque :

Dans la moelle osseuse les érythroblastes sont regroupés, formant une double (parfois triple) couronne autour d'un macrophage, qui fournit des éléments nutritifs et un peu de fer et phagocyte les noyaux expulsés.

Le macrophage envoie des pseudopodes cytoplasmiques qui entrent en contact étroit avec de nombreux érythroblastes.

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Précurseur Description

Proérythroblaste

• Cellule arrondie 20-30 µm de diamètre

• Rapport nucléo cytoplasmique élevé

• Noyau = rond ; chromatine fine et nucléoles nets

• Cytoplasme = bleu foncé (richesse en ARN)

Erythroblaste basophile : •Taille : 15 – 18 µm

•Noyau rond central la chromatine en mottes plus condensée, nucléoles disparus.

•Rapport nucléo cytoplasmique moins important.

•Le cytoplasme reste basophile (deux divisions successives à ce stade)

Erythroblaste polychromatophile :

•Taille : 12 – 15 µm

•Noyau rond central dont la chromatine se condense plus nettement

• Rapport nucléo cytoplasmique diminue encore.

•Le cytoplasme devient gris (superposition du bleu de l’ARN et de l’orangé de l’hémoglobine)

Erythroblaste acidophile :

• Petite cellule (10 µm) , Petit noyau rond et dense (pycnotique)

• Cytoplasme qui a presque la couleur du GR

• Rapport nucléo cytoplasmique nettement réduit

• Cette cellule perd son noyau et devient un réticulocyte.

Réticulocyte:

• Obtenu après l'expulsion du noyau de l'érythroblaste acidophile (aspect de gros GR un peu bleuté).

• Il quitte la M.O vers le sang où il évolue en GR en 1- 2 j par diminution de la taille et perte de l’ARN résiduel.

• Sa taille et son volume un peu supérieurs à ceux du GR (110 - 125 fL ; 8 µm), avec encore des ribosomes et des mitochondries

Tableau : Précurseurs érythroblastiques.

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IV. Cinétique de l’érythropoïèse :

Durant 5 à 7 jours, quatre mitoses séparent le proérythroblaste de l’érythroblaste acidophile qui ne se divise pas mais sa maturation aboutit à l’expulsion de son noyau pour donner un réticulocyte qui évoluera ensuite en GR dans le sang. L'expulsion réduit les dépenses énergétiques de la cellule et augmente son élasticité.

Théoriquement un proérythroblaste donne naissance à 16 GR mais 10% des érythroblastes acidophiles peuvent avorter à ce stade sans aboutir à un GR (érythropoïèse inefficace physiologique).

La division cellulaire s’accompagne d’une synthèse d’ADN et maturation du cytoplasme qui devient acidophile par synthèse de l’hémoglobine, et d’une diminution du volume cellulaire.

Cette division cellulaire des érythroblastes nécessite un apport en certains facteurs, dont la vitamine B12 et les folates pour la synthèse d'ADN, le fer et la vitamine B6 pour la synthèse de l'hème de l'hémoglobine.

Au cours de ces mitoses il existe une synchronisation étroite entre la maturation du noyau et celle du cytoplasme : lorsqu’un seuil d’ADN est atteint (durant le cycle cellulaire) il va y avoir une division, et lorsqu’un seuil d’Hb est atteint les divisions vont cesser.

Une rupture de ce synchronisme est toujours pathologique : une synthèse insuffisante d’Hb favorise la poursuite des mitoses donc production de GR plus petits (microcytose), à l’opposé un défaut de synthèse de l’ADN retarde les mitoses dont le nombre sera réduit quand le seuil d’Hb est atteint engendrant des hématies plus grandes (macrocytose).

Cinétique de l’érythropoïèse

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V. Régulation de l’érythropoïèse :

1) Facteurs endogènes :

A. Facteurs de croissance :

A.1. L’érythropoïétine :

C’est le facteur principal de régulation de l’érythropoïèse. C’est un facteur de croissance sécrété par le rein (90%) et le foie (10%) sa demi-vie est de 5 à 7 heures, son taux plasmatique est de 20mU/mL qui peut augmenter de plus de 30 fois en cas d'anémie.

Sa production est stimulée par l’hypoxie rénale et elle agit sur les CFU-E, les proérythroblastes, les érythroblastes basophiles et d’un degré moins les polychromatophiles en stimulant la différenciation et la synthèse de l’Hb.

A.2. L’IL-3 :agit sur les BFU-E et augmente leur sensibilité à l’EPO

B. Hormones :

B.1. Androgènes : augmentent les nombres de mitoses entre le CFU-E et proérythroblastes (10% de GR chez l’homme) et stimule la sécrétion d’EPO.

B.2. Thyroxine (T4) : augmente l’hypoxie tissulaire.

Régulation de l’érythropoïétine

2) Facteurs exogènes :

A. Le fer : nécessaire à la synthèse de l’hémoglobine

B. Les vitamines : B9 et B12 nécessaires à la synthèse de l’ADN, B6 synthèse de l’hème.

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VI. Exploration de l’érythropoïèse :

1) Hémogramme : renseigne sur des éventuelles perturbations de l’hématopoïèse.

2) Taux de réticulocytes : renseigne sur la capacité de production de la M.O 3) Exploration du métabolisme du fer et des vitamines B9 et B12.

4) Myélogramme (et biopsie ostéo-médullaire) : étude quantitative et morphologique de l’érythropoïèse dans la M.O

5) Dosage de l’érythropoïétine : renseigne sur la production de l’EPO 6) Marquage isotopique : comme l’utilisation du fer⁵⁹ .

VII. Conclusion :

La maitrise et la compréhension de l’érythropoïèse permettent de comprendre la physiopathologie des anémies.