LE SANG
Dr Nicolas DARD
UFR SMBH
Caractéristiques & Fonctions du sang
!! Transport de substances : O
2, nutriments, CO
2, urée, hormones
!! Régulation de caractéristiques physiques du milieu intérieur:
maintien d’une T° corporelle stable maintien d’un pH normal
maintien de la pression
!! Protection de l’organisme :
prévention des hémorragies prévention des infections
HOMEOSTASIE : maintenir constantes les conditions physiologiques
Caractéristiques : Vol ! 5L, 7.35 < pH < 7.45, T°= 38°C
Composition du sang
Hématocrite <==
Plasma : eau, solutés (nutriments, ions, protéines, gaz)
Globules rouges
(hématies/érythrocytes) Leucocytes (Globules blancs), plaquettes
100%
0%
55%
45%
< 1%
Le sang est un tissu liquide: il est constitué de cellules : les éléments figurés qui baignent dans une matrice liquide : le plasma
Éléments figurés
Le plasma
- Constitué à 90% d’H2O
- Contient des protéines: albumine (pH), fibrine (coagulation)
- Contient des ions: HCO3- (pH, transport du CO2), Na+ (volume sanguin) - Contient des nutriments et des hormones
Les globules rouges
- Dépourvus de noyau (pas de division, pas de synthèse de protéines) - Forme de disque biconcave (
ø
= 7.5"m; e = 2"m)- Contiennent surtout de l’hémoglobine (Hb) : transport O2, CO2; régulation pH
- Dépourvus de mitochondries : ne consomment pas d’O2
2"m
7.5"m - Membrane très déformable (passage dans les capillaires)
- Durée de vie ! 120j (phagocytés au niveau de la rate; Hb recyclée)
Transport de gaz par le sang
- Dissous dans le plasma (1,5%)
Transport de l’O
2Transport du CO
2- Lié à l’hémoglobine (98,5%)
- Dissous dans le plasma (7 à 10%)
- Lié à l’hémoglobine (20 à 30%)
- Conversion en acide carbonique / ion bicarbonate (60 à 70%)
Transport d’O
2par le plasma
Faible solubilité de l’O2 dans l’eau : 1.5 % de l’O2 est transporté par le plasma
Solution ? ===> hémoglobine
0.003 : coefficient de solubilité de l’O2 dans l’eauQuantité d’oxygène dissous dans plasma = 0.003 x PO
2PO2 : pression partielle en O2 dans le sang
rôle de l’Hémoglobine (Hb)
O2
Transport d’O
2par les globules rouges :
Groupements hème
(pigment rouge) Groupement hème
Hémoglobine = globine + groupements hème.
Globine = 2 sous-unités !-globine + 2 sous-unités "-globine.
Chaque sous-unité porte un groupement hème avec un atome de fer au centre.
Chaque atome de fer peut fixer une molécule d’O2 ( = 2 atomes d’oxygène).
globine
globine
Affinité de l’hémoglobine pour l’O
2Hb + O2 Hb(O2) + O2
Hb(O2)2 + O2 (oxyhémoglobine)
Hb(O2)3 + O2
Hb(O2)4 Liaison et dissociation de l’O2 très efficaces
Degré de saturation modulé par la PO
2, la PCO
2, la T°, le pH
25%
50%
75%
100% saturée
Pressions partielles
• Pression atmosphérique au niveau de la mer : 760 mm Hg
==> PairO2 = 0,209 x 760 = 159 mm Hg Fair N2 : 78,6%
Fair O2 : 20,9%
Fair CO2 : 0,04%
Fair H20 : 0,46%
• Composition de l’air atmosphérique :
Pression partielle d’un gaz dans l’air atmosphérique : Pair gaz = Fair gaz x Patmos
• Pression atmosphérique au sommet de l’Everest : 234 mm Hg
==> PairO2 = 0,209 x 234 = 49 mm Hg
PO2 air
= 159 mmHg
PO2 alvéolaire
= 104 mmHg Zone de conduction
= espace mort anatomique
Espace mort anatomique Courbe de dissociation de l’hémoglobine avec l’O
2% Saturation Hémoglobine en O2
0 20 40 60 80 104
0 20 40 60 80 100
PO2 (mm Hg)
Poumons
(PO2poumons < PO2air = 159 mmHg car espace mort anatomique) Tissus
au repos
O2 libéré dans tissus au repos
= réserve d’O2
Tissus exercice
O2 supplémentaire libéré dans tissus à l’exercice
Echanges gazeux poumons/sang/tissus
PO2 = 104 mmHg
PO2 = 40 mmHg
PO2 = 40 mmHg
PO2 = 100 mmHg Alvéoles
Veines
Capillaires
Tissus
(repos)
(PO2alvéole < PO2air car espace mort anatomique)
104
0 20 40 60 80
0 20 40 60 80 100
Courbe de dissociation de l’hémoglobine avec l’O
2PO2 (mm Hg)
% Saturation Hémoglobine en O2
0 20 40 60 80 100
0 20 40 60 80
100 si [H+] , PCO# 2 , T° # #
si [H+] , PCO# 2 , T° # #
Transport de CO
2par le sang
CO
2CO
2+ H
2O
<====>H
2CO
3<====>
H
++ HCO
3-(Tissus)
(Plasma) (Hématie)
"
60 à 70 % assuré sous forme d’ions bicarbonates (HCO
3-)
"
< 10% dissous dans le plasma
CO
2+ H
2O
<====>H
2CO
3<====>
H
++ HCO
3-HCO
3-Cl
-Cl
-Anhydrase carbonique
Transport de CO
2par le sang
CO
2CO
2+ H
2O
<====>H
2CO
3<====>
H
++ HCO
3-(Tissus)
(Plasma) (Hématie)
CO
2+ H
2O
<====>H
2CO
3<====>
H
++ HCO
3-HCO
3-Cl
-Cl
-Anhydrase carbonique
CO
2+ Hb
HbCO
2(carbhémoglobine)
"
20 à 30 % assuré par l’hémoglobine (carbhémoglobine)
Variation du pH
pH = - Log[H
+]
pH sanguin : 7.35-7.45 ---> Stabilité assurée par le pouvoir tampon du sang
Ex: eau pure: [H
+] = 10
-7mol/litre
==> pH = 7
Un acide est une substance qui libère des H+ Si on ajoute un acide dans l’eau : [H+] le pH (pH<7) Une base est une substance qui capte des H+
Si on ajoute une base dans l’eau, [H+] le pH (pH>7)
Régulation du pH: pouvoir tampon
Il est formé d’un acide (R-COOH) et de la base conjuguée de cet acide (R- COO-). Un tampon est capable de libérer des H+ quand leur concentration diminue en solution et de fixer des H+ quand ils sont en excès en solution.
pH
100%
R-COOH 100%
R-COO -
50% R-COOH 50% R-COO -
capture de H+
par R-COO- libération de H+ par R-COOH Variation très
faible du pH
- Si pH sanguin ( = [H+] )
H2CO3
H2CO3 HCO3- + H+
Régulation du pH par le sang
(Acide carbonique)
" Tampon bicarbonate = H2
CO
3/ HCO
3-(ion bicarbonate)
"!
Autres tampons sanguins : protéines plasmatiques (albumine)
protéines érythrocytaires (hémoglobine)
HCO3- + H+- Si pH sanguin ( = [H+] )
CO2 + H2O évacué par poumons
( )
Production des cellules sanguines : hématopoïèse
Moelle osseuse rouge
Leucocytes Plaquettes Globules
Rouges
Cellule Souche Hématopoïétique
Cellule souche
proérythroblaste réticulocytes
GR Accumulation
d’hémoglobine
Éjection du noyau
5 à 7 jours
Réticulocytes : 1 à 2% des érythrocytes circulants
indication de la vitesse de l’érythropoïèse (dopage)
Production des érythrocytes: érythropoïèse
Précurseur
différenciation
Erythropoïèse stimulée par l’érythropoïétine (EPO), hormone produite par les reins
Régulation de l’érythropoïèse
EPO
N.B. La testostérone stimule la sécrétion d’EPO par les reins En cas d’hypoxie (manque d’O2) : la sécrétion d’EPO augmente
Ex : altitude, hémorragie
Nombre de réticulocytes et de GR circulants augmente
Dopage à l’EPO
CaO
2= (PO
2x 0.003) + ([Hb] x 1.34 x SO
2)
Performance
Dépistage :
#!
mesure de la concentration plasmatique d’EPO
#!
mesure de l’hématocrite
#!
mesure du taux de réticulocytes
EPO GR Viscosité Thrombose
Mais attention au risque !
(CaO2 : contenu en O2 du sang artériel)Leucocytes
Granulocytes (éosinophiles, basophiles,
neutrophiles)
Agranulocytes (lymphocytes, macrophages) - Constitués d’un noyau
- Protègent l’organisme contre les bactéries, virus, parasites…
- Production d’anticorps, phagocytose, inflammation - 2 grandes catégories : granulocytes et agranulocytes
Fibrine emprisonne les plaquettes et les GR pour former un «#bouchon#»
appelé caillot colmatant la lésion.
Globules Rouges
Fibrine
Plaquettes et coagulation
Les plaquettes (thrombocytes) sont des fragments de cellules (pas de noyau)
