Définition
- Science qui a pour but l’étude du sang, de tous ses composants et leurs altérations pathologiques
- En lien avec l’immunologie (= science liée à l’immunité)
- Étude de la fabrication, fonction et destruction des différents composants du sang
Circulation sanguine
Volume sanguin moyen
Un corps humain est composé en moyenne de :
- 5 L de sang
Définition du sang
Liquide circulant dans les vaisseaux sanguins (artères et veines) qui :
- irrigue tous les tissus de l’organisme
- apporte les éléments nutritifs et l’oxygène
- recueille les déchets
Variations selon le sexe
Chez l’homme
- entre 5 L et 5,5 L
Chez la femme
- entre 4,5 L et 5 L
Pourquoi plus de sang chez l’homme ?
→ différence du pourcentage masse musculaire / masse graisseuse
Chez l’homme
- de 10–14 % de masse musculaire que chez la femme
Chez la femme
- de 12–14 % de masse graisseuse que chez l’homme
Pourquoi le muscle a besoin de plus de sang ?
Lié à son rôle actif dans le corps :
- demande énergétique élevée
- oxygénation
- élimination des déchets métaboliques
- régulation thermique
- récupération et réparation
Hormones sexuelles
Testostérone vs œstrogènes
Permettent une meilleure fixation du fer sur l’hémoglobine, mais la testostérone est beaucoup plus efficace.
Effets de la testostérone
- associée à une augmentation de la production d’érythropoïétine
- entraîne une production accrue de globules rouges
Chez les hommes
- la testostérone stimule directement la production d’érythropoïétine par les reins
- stimulation de l’EPO
- augmentation de l’érythropoïèse dans la moelle osseuse
- augmentation :
- du taux de globules rouges (hématocrite)
- de la concentration d’hémoglobine
Chez les femmes
- les œstrogènes n’ont pas cet effet stimulant sur l’EPO ou l’érythropoïèse
- taux d’hémoglobine et de globules rouges plus bas
Érythropoïétine (EPO)
Définition
- Hormone produite par les reins et dans une moindre mesure par le foie
- À l’origine de l’érythropoïèse (production des érythrocytes = globules rouges)
Rôle des globules rouges
- amènent l’oxygène respiré vers les différents organes
Production de l’EPO
- produite principalement par les reins
- en réponse à une baisse du taux d’oxygène dans le sang (hypoxie)
Action
- stimule la moelle osseuse
- production de davantage de globules rouges
Hémoglobine
- protéine essentielle pour le transport de l’oxygène dans l’organisme
EPO et altitude
Effets de l’altitude
À haute altitude :
- moins d’oxygène disponible
- baisse de la pression atmosphérique
- réduction de la quantité d’oxygène inhalé à chaque respiration
→ hypoxie hypobare
Détection
- détectée par des cellules spécifiques des reins
- cellules interstitielles sensibles à l’oxygène
Conséquences
- stimulation de la production d’EPO
- augmentation du nombre de globules rouges
- meilleure adaptation à l’environnement hypoxique
- amélioration de la capacité de transport d’oxygène
Réactions immédiates à l’altitude
- augmentation de la fréquence respiratoire (hyperventilation)
- accélération du rythme cardiaque
Adaptations à moyen terme
- activation de la production d’EPO
- augmentation de l’hématocrite
- amélioration de la capacité de transport de l’oxygène
EPO et sport
Utilisation sportive
- stages en haute altitude
- stimulation naturelle de la production d’EPO
- amélioration des performances
- effet dopant naturel
Altitude concernée
- entre 1 800 et 2 500 mètres au-dessus du niveau de la mer
Répartition du volume sanguin
Réseau sanguin
- s’étend sur 150 000 km
Répartition
- 1/4 dans la petite circulation = circulation pulmonaire
- 3/4 dans la grande circulation = circulation générale
Distribution du volume sanguin
- 13 % dans les artères
- 50 % dans les veines
- le reste dans les organes de réserve :
- foie
- rate
Variations de la répartition du sang
La répartition du sang varie :
- en fonction de l’activité
- en fonction de la stimulation hormonale
Contrôle
Sous contrôle du système nerveux végétatif.
Définition
Possède son propre mécanisme de gestion pour réguler le fonctionnement automatique des organes.
Certaines activités fonctionnent indépendamment :
- de la volonté
- de la conscience
Exemples de répartition sanguine
Activité sportive
Les muscles et le système locomoteur ont un besoin accru en O₂.
Conséquences
- apport sanguin augmenté
Système nerveux sympathique
- cœur bat plus vite et plus fort
- vasodilatation des vaisseaux des muscles squelettiques
- augmentation du volume de sang délivré
- apport :
- oxygène
- nutriments nécessaires aux contractions musculaires
Digestion (postprandial)
Les viscères ont un besoin accru en O₂.
Conséquences
- apport sanguin augmenté
Système nerveux parasympathique
Au niveau digestif
- augmentation de la motricité
- relaxation des sphincters
- stimulation des sécrétions digestives
Au niveau du cœur
- ralentissement :
- fréquence cardiaque
- fréquence respiratoire
- force de contraction des oreillettes
- diminution de la tension artérielle par vasodilatation
Stress chronique
Déséquilibre sympathique / parasympathique
- le stress active le système sympathique
- déséquilibre hormonal :
- niveau élevé de cortisol
Définition
Le stress chronique survient lorsque le corps est exposé à des facteurs de stress de manière prolongée :
- émotionnel
- psychologique
- physique
Conséquences
- suractivation du système nerveux sympathique
- perturbation de l’équilibre avec le système parasympathique
- mécanismes de récupération inefficaces
Conséquences du stress chronique
Hyperactivité cardiaque
- cœur constamment surstimulé
- risque d’hypertension artérielle
Surproduction de cortisol
Effets délétères :
- affaiblissement du système immunitaire
- augmentation du stockage des graisses abdominales
- troubles cognitifs
Tension musculaire chronique
- tensions musculaires persistantes
Perturbation du sommeil
- difficulté à activer le système parasympathique avant le sommeil
- insomnies
- récupération insuffisante
Régulation du volume sanguin
Trois systèmes principaux
- système nerveux
- système hormonal
- reins
Système nerveux : réflexe barorécepteur
Barorécepteurs
- localisés dans :
- crosse aortique
- sinus carotidien
- détectent les variations de pression artérielle
Réponses
Baisse de pression
- activation du système nerveux sympathique
- vasoconstriction
- redirection du sang vers les organes vitaux
Augmentation de pression
- activation du système parasympathique
- vasodilatation
Système hormonal : axe rénine-angiotensine-aldostérone (RAA)
Déclenchement
↓ volume sanguin / ↓ pression artérielle
Étapes
- reins → sécrétion de rénine
- angiotensinogène (foie) → angiotensine I
- poumons (ECA) → angiotensine II
Actions de l’angiotensine II
- vasoconstriction → ↑ pression artérielle
- aldostérone (surrénales) :
- réabsorption de Na⁺ et eau
- ADH :
- ↑ rétention d’eau
Résultat
- augmentation du volume sanguin
- augmentation de la pression artérielle
Rôle des reins
Les reins ajustent continuellement le volume plasmatique en régulant :
Diurèse
- excrétion d’eau selon l’état d’hydratation
Électrolytes
- élimination des électrolytes
- notamment le sodium
- maintien de l’équilibre osmotique
Rôles du sang dans l’organisme
- transport de l’oxygène et des nutriments
- élimination des déchets métaboliques
- immunité et coagulation
- homéostasie :
- maintien du pH
- maintien de la température corporelle
Plasma et éléments figurés du sang (EFS)
Plasma
- partie liquide du sang obtenue après centrifugation
- légèrement visqueux
Composition
- eau
- sels minéraux
- molécules organiques :
- protides
- lipides
- glucides
Éléments figurés en suspension
- globules rouges
- globules blancs
- plaquettes
Centrifugation du sang
Définition
Technique courante en laboratoire médical permettant de séparer :
- le plasma
- les éléments figurés
Étapes
Mélange avec anticoagulant
- évite la coagulation pendant le traitement
Centrifugation
- rotation rapide des tubes à grande vitesse
Résultat
La force centrifuge sépare les composants du sang en fonction de leur densité.
Formation des couches
- En raison de la force centrifuge, le sang est séparé en plusieurs couches :
- le plasma, qui est la partie liquide du sang, se trouve généralement dans la partie supérieure du tube.
- les éléments figurés, y compris les globules rouges, se trouvent au fond du tube.
Différentes lignées
3 lignées cellulaires
- Lignée rouge : globules rouges = 98 % des cellules totales
- Lignée blanche : globules blancs = 1 % des cellules totales
- Plaquettes : fragments de mégacaryocytes = 1 % des cellules totales
Fonctions des différentes lignées cellulaires
- Globules rouges (érythrocytes) : transport d’oxygène grâce à l’hémoglobine
- Globules blancs (leucocytes) : rôle dans l’immunité (neutrophiles, lymphocytes, monocytes, etc.)
- Plaquettes (thrombocytes) : rôle dans la coagulation
Numération-formule sanguine (NFS)
- Premier examen biologique utilisé pour dépister, explorer et suivre la plupart des hémopathies tant malignes que non malignes
- Apporte des informations quantitatives, mais également qualitatives sur les cellules sanguines
Exemples d’indications
- syndrome anémique
- syndrome hémorragique
- syndrome infectieux
- syndrome tumoral
- altération de l’état général
Différents composés du sang
Dans le plasma
Non diffusibles
- les protéines (une des 3 grandes familles des macronutriments avec glucides et lipides)
Rôles des protéines
- fonction enzymatique
- contraction musculaire
- transport de substances
Diffusibles
- molécules et ions de petites tailles
Rôles
- transport des gaz
- équilibre hydrique
- élimination des déchets
Molécule diffusible dans le sang
Substance capable de se déplacer librement à travers le plasma sanguin, en passant facilement d’un compartiment à un autre dans le corps.
Ces molécules peuvent être :
- des nutriments
- des hormones
- des gaz
- des ions
- des produits du métabolisme
Caractéristiques
- petite taille : facilite le passage à travers les membranes et parois vasculaires
- transport passif : diffusion selon le gradient de concentration
- solubilité :
- hydrophile (ions…)
- lipophile (hormones stéroïdes…)
Forces de frottement
- Le déplacement des molécules dans le système circulatoire est soumis à des contraintes mécaniques, notamment les forces de frottement.
- Ces forces résultent des interactions entre les couches de fluide et la paroi des vaisseaux sanguins.
- Elles influencent directement la vitesse et l’efficacité du flux sanguin.
Rappels sur les frottements
- Les forces de frottement entre le sang et les parois des vaisseaux sanguins, en particulier les artères, sont des phénomènes importants en hémodynamique.
- Elles jouent un rôle crucial dans :
- la circulation sanguine
- l’intégrité vasculaire
- le fonctionnement global du système cardiovasculaire
Composition du sang
- plasma (fluide liquide)
- éléments figurés :
- globules rouges
- globules blancs
- plaquettes
Viscosité sanguine
- Résistance d’un fluide à l’écoulement
- Dépend :
- de la concentration des globules rouges (hématocrite)
- de la vitesse d’écoulement
Sang plus visqueux
- plus de globules rouges ou de protéines
- davantage de frottements internes
Impact majeur
- Les globules rouges sont les principaux contributeurs à la viscosité sanguine en raison de leur nombre élevé et de leur taille relativement grande.
Facteurs influençant les forces de frottement dans les artères
- viscosité du sang
- vitesse du flux sanguin
- diamètre des artères
- caractéristiques des parois artérielles
Forces de frottement et pathologies
Effets négatifs des forces de frottement excessives
Athérosclérose
- Un frottement excessif, notamment dans les zones où le flux sanguin est perturbé, peut endommager l’endothélium.
- Cela favorise l’accumulation :
- de dépôts graisseux
- de cholestérol
- de cellules inflammatoires
- Formation de plaques d’athérome
Hypertension
- Une augmentation des forces de frottement due :
- à une élévation prolongée de la pression artérielle
- à une viscosité sanguine élevée
- Peut entraîner :
- épaississement des parois artérielles
- rigidité vasculaire
- Cela peut aggraver l’hypertension en augmentant la résistance périphérique.
Hématocrite
Définition
Pourcentage de volume occupé par les globules rouges dans le sang par rapport au volume total du sang.
Influence
- L’hématocrite influence les frottements sanguins en modifiant la viscosité du sang.
- Une augmentation de l’hématocrite peut augmenter la viscosité sanguine.
- Cela peut affecter la résistance au débit sanguin.
Rôle clinique de l’hématocrite
Indicateur de santé
- hématocrite élevé :
- peut indiquer une polyglobulie
- hématocrite bas :
- peut refléter une anémie
- une hémorragie
Adaptation physiologique
- En haute altitude :
- augmentation de l’hématocrite
- réponse normale à l’hypoxie
- permet de transporter plus d’oxygène dans le sang
Hématopoïèse
Définition
Processus de production des cellules sanguines :
- globules rouges
- globules blancs
- plaquettes
À partir des cellules souches hématopoïétiques.
Localisation
Embryonnaire
- sac vitellin
- foie fœtal
- puis moelle osseuse
Chez l’adulte
- moelle osseuse des os plats :
- sternum
- crêtes iliaques
- vertèbres
- extrémités des os longs
Étapes de l’hématopoïèse
Cellules souches hématopoïétiques pluripotentes (CSH)
- source de toutes les cellules sanguines
- capables de se différencier en deux lignées principales :
Lignée myéloïde
- globules rouges
- plaquettes
- granulocytes
- monocytes
Lignée lymphoïde
- lymphocytes T
- lymphocytes B
Différenciation cellulaire
Lignée myéloïde
Érythropoïèse (production de globules rouges)
- stimulée par l’érythropoïétine (EPO)
- EPO produite par les reins en réponse à l’hypoxie
Étapes
- proérythroblastes → érythrocytes matures
Thrombopoïèse (production de plaquettes)
- à partir des mégacaryocytes
- sous l’influence de la thrombopoïétine (TPO)
Granulopoïèse et monocytopoïèse
- neutrophiles
- éosinophiles
- basophiles
- monocytes/macrophages
Lignée lymphoïde
Lymphocytes B
- différenciation dans la moelle osseuse
Lymphocytes T
- maturation dans le thymus
Régulation de l’hématopoïèse
Facteurs de croissance et cytokines
- EPO stimule l’érythropoïèse
- thrombopoïétine stimule la production des plaquettes
- interleukines (IL-3, IL-7) :
- prolifération des leucocytes
Facteurs externes
- hypoxie :
- augmente la sécrétion d’EPO
- infections :
- stimulent la production de globules blancs
- hémorragie :
- stimule la production de globules rouges et de plaquettes
Pathologies liées à l’hématopoïèse
Anémies
- carence en fer
- vitamine B12
Leucopénie
- diminution des globules blancs
- augmentation du risque d’infection
Thrombocytopénie
- déficit en plaquettes
- risque accru de saignement
Hémopathies malignes
- leucémies
- myélomes
- lymphomes
- dérèglement grave de l’hématopoïèse
Équilibre de Starling
Définition
Concept fondamental en physiologie vasculaire expliquant comment les fluides se déplacent entre :
- les capillaires sanguins
- le liquide interstitiel
Il permet de comprendre :
- la régulation des échanges liquidiens
- la balance entre filtration et réabsorption
Principes de l’équilibre de Starling
- Prend en compte les forces de filtration et de réabsorption agissant entre les capillaires et les tissus.
- Déterminé par la différence nette entre :
- pressions hydrostatiques
- pressions oncotiques
Pression hydrostatique
- force exercée par un fluide au repos sur une surface par unité de surface
Pression oncotique
- force créée par les protéines dans un liquide
Conditions normales
- apport suffisant :
- nutriments
- oxygène
- élimination des déchets
- sans accumulation excessive de liquide interstitiel
Déséquilibre
Peut entraîner :
- œdème
- perfusion insuffisante des tissus
Bases de l’équilibre de Starling
Deux types de forces
Forces hydrostatiques
- pression exercée par les liquides
Forces osmotiques
- liées à la concentration en protéines
- aussi appelées :
- forces oncotiques
- colloïdo-osmotiques
Parois capillaires
- semi-perméables
- permettent :
- mouvement des fluides
- passage des petites molécules dissoutes
- retiennent :
- protéines
- grosses molécules
Interprétation de l’équilibre de Starling
Extrémité artérielle (filtration)
- pression hydrostatique forte
- sortie :
- eau
- petites molécules
- du plasma vers le liquide interstitiel
Extrémité veineuse (réabsorption)
- diminution de la pression hydrostatique
- pression oncotique devient dominante
Pression oncotique
- due aux protéines comme l’albumine
- retient l’eau dans les vaisseaux
Conséquence
- réabsorption du liquide interstitiel dans les capillaires
Applications cliniques de l’équilibre de Starling
Œdème
Accumulation excessive de liquide dans le tissu interstitiel.
Cause
- augmentation de la filtration
- diminution de la réabsorption
Conséquence
- accumulation de liquide dans les tissus
Hypoalbuminémie
- carence en albumine
- diminution de la pression oncotique plasmatique
Conséquence
- limitation de la réabsorption des fluides
- augmentation du risque d’œdème
Insuffisance cardiaque
- augmentation de la pression hydrostatique dans les capillaires veineux
- due à :
- rétention veineuse
- congestion
Conséquences
- augmentation de la filtration
- diminution de la réabsorption
- œdèmes :
- membres inférieurs
- poumons (œdème pulmonaire)
Hypertension
- augmentation de la pression hydrostatique capillaire
- favorise une plus grande filtration de liquide hors des capillaires
Conséquence
- œdème
- notamment au niveau des membres inférieurs
Conclusion sur l’équilibre de Starling
- L’équilibre de Starling régit les échanges liquidiens entre les capillaires et les tissus.
- La balance entre :
- pressions hydrostatiques
- pressions osmotiques
- est essentielle au maintien de l’homéostasie et à la bonne distribution des fluides corporels.
Perturbations possibles
- œdème
- hypertension
- insuffisance cardiaque
Importance
- mécanisme crucial pour la stabilité des volumes liquidiens intra- et extravasculaires.
