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Normal Hematopoiesis, Hemogram, Myelogram

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Normal hematopoiesis, blood count, and bone marrow examination

L'hématopoïèse est le processus physiologique continu de production des éléments figurés du sang. Ce système est doté d'une grande adaptabilité, essentiel pour assurer le renouvellement constant et le maintien des concentrations cellulaires sanguines tout au long de la vie.

Contexte et Rôles des Éléments Figurés du Sang

  • Globules rouges (hématies) :

    • Éléments anucléés.

    • Rôle principal : transport de l'oxygène.

    • Durée de vie : 120 jours.

    • Production quotidienne massive : environ 200 milliards pour maintenir l'hémoglobine normale.

  • Polynucléaires (granulocytes) :

    • Cellules nucléées.

    • Rôle principal : défense contre les agents infectieux (principalement bactériens).

    • Durée de vie : 24 heures ou plus.

    • Exemple : 50 milliards de polynucléaires neutrophiles produits chaque jour.

  • Monocytes :

    • Cellules nucléées.

    • Impliqués dans la lutte anti-infectieuse et des acteurs du système immunitaire.

  • Lymphocytes :

    • Cellules clés du système immunitaire.

  • Plaquettes (thrombocytes) :

    • Éléments anucléés.

    • Impliqués dans la première phase de l'hémostase pour prévenir les saignements.

    • Durée de vie : 7 jours.

    • Production quotidienne importante : 100 milliards.

Ontogenèse de l'Hématopoïèse chez l'Homme

Le siège de l'hématopoïèse varie au cours du développement embryonnaire et fœtal :

  1. Sac vitellin : Production des premières cellules hématopoïétiques.

  2. Foie : Migration intravasculaire des cellules hématopoïétiques (précurseurs CD34+) lorsque la circulation sanguine se développe.

  3. Moelle osseuse : Devient le siège principal de l'hématopoïèse à la naissance et pour toute la vie.

La moelle osseuse est le siège principal de l'hématopoïèse après la naissance, mais non exclusif durant l'embryogenèse.

Le thymus est un organe spécifique où se déroule la maturation des lymphocytes T.

La Moelle Osseuse et le Sang

La moelle osseuse est localisée principalement dans le squelette axial (rachis, bassin), les extrémités proximales des membres, les côtes et le sternum. C'est un site important pour les prélèvements (myélogramme).

L'hématopoïèse y suit une hiérarchie :

  1. Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) : À l'origine de toutes les cellules sanguines.

  2. Progéniteurs : Cellules intermédiaires, déjà engagées dans un processus de différenciation.

  3. Cellules matures : Éléments figurés du sang.

Chaque étape implique de nombreuses divisions cellulaires permettant une amplification considérable de la production.

Les Lignées Hématopoïétiques

Le progéniteur multipotent (juste en dessous de la CSH) donne naissance à deux grandes lignées :

  • Lignée lymphoïde :

    • Progéniteur commun lymphoïde.

    • Donne les lymphocytes B, lymphocytes T, et cellules NK (Natural Killer).

  • Lignée myéloïde :

    • Progéniteur commun myéloïde.

    • Donne les polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles), monocytes/macrophages, mégacaryocytes (produisant les plaquettes) et la lignée érythrocytaire (produisant les globules rouges).

Les CSH sont à l'origine des deux grandes lignées : lymphoïde et myéloïde.

Les Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH)

Les CSH possèdent des propriétés uniques :

  • Auto-renouvellement : Une CSH se divise en deux cellules filles fonctionnellement différentes :

    • Une cellule identique à la CSH mère pour maintenir le pool de cellules souches. Cela assure la pérennité de l'hématopoïèse tout au long de la vie.

    • Une cellule spécialisée qui s'engage dans les différentes lignées hématopoïétiques, donnant naissance aux progéniteurs.

  • Quiescence : La plupart des CSH sont quiescentes (se divisent peu ou pas) en temps normal. Elles peuvent être sollicitées pour augmenter la production en cas de besoin.

La « Niche » Hématopoïétique

Les CSH sont localisées dans la niche hématopoïétique, au sein de la matrice osseuse et d'une matrice de collagène. Cette niche est entourée de cellules de support (adipocytes, macrophages, cellules endothéliales, fibroblastes) et leur fournit :

  • Signaux de survie.

  • Signaux de quiescence.

  • Signaux de prolifération.

Ces signaux sont principalement médiés par des cytokines et des chimiokines, ou par des interactions récepteur-ligand directes. La niche protège, nourrit et soutient les CSH.

Le Système Hématopoïétique : Compartiments

Le système hématopoïétique se décompose en plusieurs compartiments :

  • CSH (0,0001% des cellules médullaires) : Représentent une infime minorité, sont quiescentes.

  • Progéniteurs immatures (0,01%) : Progéniteurs communs lymphoïde et myéloïde.

  • Progéniteurs déterminés (0,5 à 1%) : Spécialisés dans la fabrication de chaque lignée (ex: progéniteur pour PNN, pour monocytes/macrophages, GR, mégacaryocytes, lymphocytes B, T, NK). L'augmentation exponentielle des divisions à ce stade permet d'atteindre le bon nombre de cellules matures.

  • Cellules différenciées : (La majorité des cellules médullaires). Cellules en cours de différenciation ou entièrement différenciées, formant les éléments figurés du sang, reconnaissables morphologiquement.

Le marqueur CD34+ est présent sur les CSH, les progéniteurs immatures et les progéniteurs déterminés (cellules immatures). Il disparaît lors de la différenciation. Il est crucial pour caractériser un greffon de moelle osseuse.

Les cellules immatures (CSH, progéniteurs) sont indiscernables cytologiquement (aspect de blastes : noyau proéminent, peu de cytoplasme, chromatine fine, capable de division). Les cellules matures sont reconnaissables par leurs caractéristiques morphologiques.

Le Test de Formation des Colonies (CFU)

Ce test in vitro permet d'étudier les progéniteurs déterminés. Il consiste à cultiver des cellules CD34+ isolées dans un gel de méthyl-cellulose avec des nutriments et des cytokines spécifiques.

  • Après deux semaines, les cellules de base forment des colonies, appelées CFU (Colony Forming Unit).

  • L'examen des colonies permet de déterminer leur lignée :

    • CFU-G : Colonies granuleuses (présence de grains).

    • CFU-E ou BFU-E : Colonies érythroïdes (teinte rosée due à l'hémoglobine). Les BFU-E (Burst Forming Unit-Erythroid) sont des précurseurs très précoces.

  • Les cytokines sont essentielles pour orienter la différenciation des CFU :

    • Érythropoïétine (EPO) : Stimule la lignée rouge.

    • Granulocyte-Colony Stimulating Factor (G-CSF) : Stimule la formation des granulocytes.

L'EPO et le G-CSF sont utilisés en clinique pour corriger des défauts d'érythropoïèse ou de granulopoïèse.

La Hiérarchie des CFU

Certaines colonies peuvent être composées de plusieurs types cellulaires, révélant une hiérarchie :

  • CFU-GM (Granulo-Monocytaire) : Peut donner des CFU-G et des CFU-M.

  • CFU-EM (Érythroïde-Mégacaryocytaire) : Peut donner des CFU-E et des CFU-Mégacaryocytaire.

  • Au sommet, la CFU-GEMM : Capable de donner l'ensemble des lignées myéloïdes.

Cette hiérarchie fonctionnelle reflète l'organisation des compartiments :

  • CSH.

  • Progéniteurs communs (lymphoïde et myéloïde = CFU-GEMM).

  • Progéniteurs engagés (CFU-GM, CFU-E, etc.). C'est dans ce compartiment que la prolifération est la plus intense.

  • Compartiment de maturation.

  • Compartiment des cellules matures dans le sang.

Le Compartiment de Prolifération

La prolifération cellulaire dans l'hématopoïèse permet une amplification massive. Par exemple, un progéniteur érythroïde peut subir plusieurs divisions pour donner un grand nombre de globules rouges matures. Une augmentation de 1 à 2 divisions supplémentaires peut multiplier la production par 2 à 4.

Les cellules subissent des divisions et une maturation simultanées. Elles continuent de se diviser jusqu'à ce que la chromatine devienne dense et le noyau pycnotique, arrêtant la mitose.

L'hématopoïèse est fonctionnellement divisée en :

  • Compartiments de prolifération (CSH, progéniteurs). Le contrôle y est à long et moyen terme.

  • Compartiments de maturation et différenciation (précurseurs). Le contrôle y est à court terme.

Les mécanismes d'homéostasie sont complexes, impliquant des facteurs extrinsèques (cytokines, niche) pour les contrôles à court et moyen terme, et la niche hématopoïétique pour le long terme.

Le Contrôle de l'Hématopoïèse

L'hématopoïèse est régulée par des facteurs intrinsèques et extrinsèques.

Facteurs Intrinsèques

Correspondent à la régulation de gènes clés par des facteurs de transcription hématopoïétiques. Ces facteurs sont importants car leurs mutations peuvent entraîner des dérégulations comme la leucémogenèse.

Ces facteurs déclenchent les programmes de différenciation, comme l'expression des gènes conduisant à la synthèse de la myéloperoxydase dans les PNN.

Facteurs Extrinsèques

Ce sont des signaux venant de l'extérieur de la cellule, comme :

  • Les cytokines (e.g., EPO, thrombopoïétine, G-CSF).

  • Les interactions avec les récepteurs de la niche hématopoïétique.

  • Les chimiokines.

Caractéristiques des Facteurs Extrinsèques et Facteurs de Croissance Hématopoïétiques :

  • Multiplicité des sites d'action : Peuvent agir à différents niveaux (CSH, progéniteurs).

  • Spécificité de lignée : Certaines cytokines sont spécifiques (e.g., EPO pour la lignée rouge).

  • Redondance : Permet au système d'être robuste en cas de déficit d'un facteur.

Facteurs de croissance hématopoïétiques importants en clinique :

  • EPO : Lignée rouge (utilisée en clinique).

  • Thrombopoïétine : Mégacaryocytes (utilisée en clinique).

  • G-CSF : Lignée granuleuse (utilisée en clinique).

  • Autres (moins utilisés en clinique) : M-CSF (lignée monocytaire), GM-CSF (granuleux et monocytes), IL3 (rouges et mégacaryocytes).

Les facteurs inhibiteurs sont moins bien connus.

Apports Nécessaires :

Indispensables pour l'hématopoïèse, en particulier l'érythropoïèse :

  • Vitamine B12.

  • Folates/Acides foliques.

  • Fer.

Le Récepteur de l'EPO : Exemple de Voie de Signalisation

Le récepteur de l'EPO est dimérique (deux chaînes identiques). Chaque chaîne comprend une portion extramembranaire (fixation de l'EPO), une transmembranaire et une intracellulaire couplée à une tyrosine kinase JAK2.

  1. Au repos, les sous-unités sont éloignées.

  2. Lorsque l'EPO se fixe, le récepteur change de conformation, rapprochant les chaînes intracellulaires et activant les JAK2.

  3. Les JAK2 auto-phosphorylent le récepteur, puis déclenchent la signalisation en aval, notamment via les facteurs STAT (facteurs de transcription) pour la différenciation érythroïde.

  4. Les JAK2 activent également les voies PI3K et RAS-MAPK.

Une mutation pathologique, comme V617F de JAK2, peut entraîner une activation permanente de JAK2 même sans EPO, ce qui provoque une polyglobulie (taux excessif d'érythrocytes).

Les récepteurs aux cytokines de type I partagent des motifs conservés (immunoglobuline, fibronectine de type 3 ou cytokiniques) et se combinent pour former des récepteurs spécifiques à chaque cytokine.

La Granulopoïèse

Processus de différenciation des granulocytes, se déroulant dans la moelle osseuse.

Étapes de la Granulopoïèse

La différenciation progressive est caractérisée par des changements morphologiques :

Stade cellulaire

Forme du noyau

Aspect de la chromatine

Cytoplasme

Remarques

Blaste

Circulaire immature, grand

Fine

Peu de cytoplasme

Cellule indifférenciée

Myéloblaste

Circulaire

Fine

Apparition de grains primaires (rouges-orangés)

Appartient à la lignée myéloïde

Promyélocyte (PML)

Réniforme (oblongue)

Fine

Nombreux grains primaires (rouges-orangés)

Augmentation de taille

Myélocyte

Mature

Début de condensation

Les grains deviennent neutrophiles

Cellule mature, ne se divise plus

Métamyélocyte

Noyau lobé

Condensée

-

Cellule plus grande (15µm)

Polynucléaire Neutrophile (PNN)

Noyau très lobé

Très dense

-

Passe dans la circulation sanguine, devient fonctionnel

  • Les stades blaste, myéloblaste et promyélocyte sont capables de division. Plus on avance, moins il y a de divisions.

  • Un blocage de la différenciation peut entraîner une accumulation de cellules immatures, comme dans les leucémies aiguës myéloïdes (LAM).

La cellule mature : le Polynucléaire Neutrophile

  • Taille : environ 13-15 µm.

  • Noyau polylobé et chromatine dense.

  • Cytoplasme peu coloré avec de multiples granulations neutrophiles.

  • Fonctions principales des PNN :

    • Phagocytose de micro-organismes (bactéries) : chimiotactisme, adhésion, englobement, bactéricidie et digestion.

    • Rôle dans l'inflammation.

    • Collaboration avec les macrophages et lymphocytes.

    • Sécrétion de la myéloperoxydase.

Variations physiologiques du taux des PNN

Le taux de PNN est élevé à la naissance, diminue avec l'âge, puis se stabilise. Il augmente physiologiquement après les repas, un effort violent, et durant la grossesse.

Il existe aussi des différences ethniques : les populations africaines ont un taux de PNN circulants plus faible que les populations caucasiennes.

La Margination des PNN

Les PNN peuvent être :

  • Circulants : Dans le flux sanguin, comptables par une prise de sang.

  • Marginés : Collés le long de l'endothélium vasculaire, formant une réserve. Leur noyau polylobé leur confère une grande déformabilité.

Une augmentation du flux sanguin (effort, repas) peut entraîner une démargination, augmentant temporairement le taux de PNN circulants. Cette capacité permet une mobilisation rapide pour les sites d'inflammation/infection.

Les PNN marginés chez les personnes d'origine africaine expliquent leur neutropénie relative (moins de PNN circulants, mais fonctionnels et en réserve).

Les PNN quittent le lit vasculaire vers les sites d'inflammation grâce à des élastases et protéases qui percent l'endothélium et leur capacité à se déformer pour traverser cette brèche en suivant les chimiokines inflammatoires.

L'Érythropoïèse

Généralités

Production des hématies (globules rouges) en quantité suffisante pour maintenir un taux d'hémoglobine normal. L'hémoglobine est cruciale pour le transport de l'oxygène. Un faible taux peut conduire à l'anémie.

  • Production quotidienne : environ 200 milliards de GR.

  • Capacité de compensation : peut être multipliée par 7 ou 8 en quelques jours (en ajoutant des divisions supplémentaires), produisant des hématies de taille plus petite.

  • Le facteur limitant des divisions est la concentration en hémoglobine dans la cellule avant la dernière division. La Concentration Corpusculaire Moyenne en Hémoglobine (CCMH) doit être maintenue au maximum.

Les Étapes de l'Érythropoïèse

La maturation érythroblastique se déroule en plusieurs étapes :

Cellule

Description

BFU-E

Précurseur de toute la lignée érythrocytaire.

Proérythroblaste

Première étape de différenciation.

Érythroblaste basophile

Chromatine très fine, nombreuses divisions, noyau très basophile.

Érythroblaste polychromatophile

Se charge progressivement en hémoglobine, couleur proche des GR matures.

Érythroblaste acidophile

Dernier stade avant l'expulsion d'un noyau pycnotique.

Réticulocyte

Jeunes hématies sans noyau, contiennent encore des ribosomes et de l'ARN. Passent de la moelle vers le sang circulant (0,5% du total des GR). Mûrissent en GR dans la rate. Un taux > 100 000/mm³ indique une régénération médullaire.

Érythrocyte

Globule rouge mature, sans noyau ni acide nucléique.

La Mégacaryopoïèse

Processus de production des plaquettes (thrombocytes) à partir des mégacaryocytes.

  • Caractéristique unique : pas de division cellulaire, mais des divisions du noyau sans division du cytoplasme (endomitoses), ce qui conduit à des mégacaryocytes de très grande taille avec plusieurs noyaux.

  • Cytoplasme : Aspect spumeux et hétérogène, avec de nombreuses invaginations membranaires formant un réseau labyrinthique.

  • Processus "plaquettogène" : Le mégacaryocyte projette ses invaginations dans la circulation, puis des forces de cisaillement provoquent la fragmentation du cytoplasme, libérant les plaquettes dans le sang.

  • Les mégacaryocytes ne se trouvent que dans la moelle osseuse.

Les plaquettes sont des éléments anucléés essentiels à l'hémostase. Leur valeur normale est entre 150 000 et 400 000 /mm³.

Méthodes d'Exploration de la Moelle Osseuse

Deux méthodes principales :

Myélogramme

Biopsie Ostéomédullaire

Site de prélèvement

Manubrium sternal (os fin, hématogène, facile d'accès)

Crête iliaque postéro-supérieure

Méthode

Aspiration-ponction (la moelle est liquide)

Carottage (biopsie)

Anesthésie

Superficielle (patch d'EMLA)

Profonde (plus douloureuse, anesthésie peau, sous-cutané, périoste)

Préparation

Frottis sur lame de verre

Fixation, décalcification, examen anatomopathologique

Intérêt

Inventaire des cellules médullaires et de leurs proportions (formule médullaire)

Apprécie l'architecture de la moelle (richesse en adipocytes, trame osseuse, fibrose, infiltration)

Analyse du Myélogramme

  • Confirme la présence de moelle (petits grains de moelle, mégacaryocytes).

  • Classification et proportion des éléments nucléés.

  • Exemple de myélogramme normal : riche en éléments nucléés, cellules des différentes lignées à différents stades.

    • Hémoblastes : 1%

    • Série érythroblastique : 25% (Proérythroblastes 1%, Érythro. basophiles 2%, Érythro. polychromatophiles 6%, Érythro. acidophiles 16%)

    • Série granulocytaire : 66% (Myéloblastes 1%, Promyélocytes 6%, Myélocytes 11%, Métamyélocytes 17%, Polynucléaires 29% pour la lignée neutrophile ; Polynucléaires éosinophiles 2%)

    • Série monocytaire : 3%

    • Série mégacaryocytaire : Moyenne.

    • Série non myéloïde : 5% (Lymphocytes 3%, Plasmocytes 2%)

  • Critères d'une moelle normale :

    • Richesse cellulaire normale.

    • Peu de cellules immatures (< 5% de blastes).

    • Proportions respectées selon les lignées.

    • Maturation harmonieuse ("pyramide" avec immatures en haut, matures en bas).

    • Absence de cellules extra-médullaires.

  • Le myélogramme est un examen long, non automatisé, réalisé manuellement par un cytologiste expérimenté. C'est un geste invasif pour le patient.

La Prise de Sang : Numération Formule Sanguine (NFS) et Hémogramme

Prélèvement de sang veineux dans un tube contenant un anticoagulant (EDTA).

Parties du tube après centrifugation :

  1. Partie sombre (la plus dense) : Hématies (globules rouges, majoritaires).

  2. Partie jaune clair (surnageante) : Plasma (contient le sérum et les facteurs de coagulation).

  3. Interface ("anneau blanc") : Plaquettes et leucocytes.

L'hématocrite (Ht) est la proportion du volume occupé par les GR par rapport au volume total du sang total (normale : ~47%). Trop élevé = sang trop visqueux ; trop faible = déficit de transport d'O₂.

La Numération Sanguine

Comptage des éléments figurés du sang (hématies, leucocytes, plaquettes).

Historiquement manuel, aujourd'hui automatisé par des appareils (principe Coulter) qui mesurent les variations de résistivité et d'autres paramètres (densité, propriétés optiques) pour identifier et compter les cellules. Les scattergrams sont utilisés pour visualiser ces paramètres.

La Formule Sanguine

Détaille les types et le nombre de leucocytes (globules blancs).

Valeurs normales de la formule sanguine (en valeur absolue, G/L = milliards par litre) :

  • PNN : 1,5 à 10 G/L (1500 à 10 000 /mm³)

  • PN éosinophiles : < 0,5 G/L (< 500 /mm³)

  • PN basophiles : < 0,1 G/L (< 100 /mm³)

  • Lymphocytes : 1 à 4 G/L (1000 à 4000 /mm³)

  • Monocytes : 0,2 à 1,2 G/L (200 à 1200 /mm³)

Toujours raisonner en valeur absolue et non en pourcentage, car un déséquilibre peut masquer des chiffres normaux pour d'autres lignées.

Les Constantes des Globules Rouges

Mesurées par le même automate que la NFS :

  • Hématocrite (Ht) : Volume occupé par les GR, en % du sang total. Norme : 47%.

    • Calcul : Nbre GR × VGM

  • Taux d'hémoglobine (Hb) : Masse d'Hb par dL de sang. Le paramètre le plus important pour le transport d'O₂. Norme : 13 g/dL (homme), 12 g/dL (femme).

  • Concentration Corpusculaire Moyenne en Hémoglobine (CCMH) : Quantité moyenne d'Hb par GR (chromie). Norme : 32%.

    • Calcul : Taux Hb / Nbre GR.

    • Une CCMH basse indique une hypochromie. Pas d'hyperchromie physiologique car l'Hb précipiterait.

  • Volume Globulaire Moyen (VGM) : Taille moyenne des GR, en µm³. Norme : 90 µm³.

    • Calcul : Ht / Nbre GR.

    • VGM petit = manque d'Hb (microcytose). VGM grand = pas assez de mitoses (macrocytose).

Le Frottis Sanguin

Examen manuel en complément des mesures automatiques, ou en cas d'alarmes de l'automate ou de valeurs anormales de la NFS.

  • Réalisation : Étale une goutte de sang entre deux lames, coloration de May-Grünwald-Giemsa (MGG), observation au microscope.

  • Permet de décrire l'aspect cytologique des éléments sanguins (ex: GR, plaquettes, lymphocytes, PNN, monocytes).

  • Dans un frottis normal, les GR sont largement majoritaires (rapport 1/1000 avec les leucocytes).

Termes Hématologiques

Paramètre

Abaissé

Normal

Augmenté

Taux d'hémoglobine

Anémie (<12-13 g/dL)

Suspicion de polyglobulie (>16 g/dL)

Hématocrite

Pas de dénomination

VGM

Microcytose (<80 µ³)

Normocytose

Macrocytose (>100 µ³)

CCMH (chromie)

Hypochromie (<32)

Normochromie

Hyperchromie n'existe pas

Réticulocytes

Régénération des GR si > 100 000/mm³

Leucocytes

Leucopénie (<4 G/L)

Hyperleucocytose (>10 G/L)

PNN

Neutropénie (<1,5 G/L)

Polynucléose neutrophile (>8 G/L)

Lymphocytes

Lymphopénie (<1 G/L)

Hyperlymphocytose (>4 G/L)

Monocytes

Monocytopénie (<0,1 G/L)

Monocytose (>1 G/L)

Thrombocytes (plaquettes)

Trombopénie

Trombocytose

Récapitulatif et Points Clés

  • L'hématopoïèse est la production des éléments figurés du sang : globules rouges, polynucléaires, monocytes, lymphocytes, plaquettes. C'est un processus adaptable qui maintient des valeurs sanguines constantes.

  • Le siège principal est la moelle osseuse, sauf pendant l'embryogenèse (sac vitellin, puis foie).

  • Les Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH), situées dans des niches hématopoïétiques, sont capables d'auto-renouvellement et sont majoritairement quiescentes.

  • Le marqueur CD34+ est retrouvé sur les CSH et les progéniteurs immatures/déterminés (aspect de blastes).

  • Le système hématopoïétique comprend des compartiments de prolifération et de différenciation. La hiérarchie des CFU (Colony Forming Unit) explique cette organisation.

  • Le contrôle de l'hématopoïèse est assuré par des facteurs intrinsèques (facteurs de transcription) et extrinsèques (cytokines, environnement médullaire, nutriments).

  • Des cytokines comme l'EPO, la thrombopoïétine et le G-CSF sont cruciales et utilisées en clinique. Des mutations des voies de signalisation (ex: V617F de JAK2) peuvent entraîner des pathologies.

  • La granulopoïèse se déroule en plusieurs stades (blaste, myéloblaste, promyélocyte, myélocyte, métamyélocyte, PNN), évoluant de cellules immatures à matures.

  • Les Polynucléaires Neutrophiles (PNN) sont les cellules matures de la lignée granuleuse, impliqués dans la phagocytose et l'inflammation. Leur taux varie physiologiquement (âge, repas, effort, ethnie) et est influencé par la margination.

  • L'érythropoïèse produit les globules rouges à travers des stades (BFU-E, proérythroblaste, érythroblaste basophile, polychromatophile, acidophile, réticulocyte, érythrocyte). Le taux de réticulocytes est un marqueur de la régénération médullaire.

  • La mégacaryopoïèse est la production des plaquettes par les mégacaryocytes via endomitoses et fragmentation cytoplasmique.

  • L'exploration de la moelle osseuse se fait par myélogramme (aspiration, inventaire cellulaire) et biopsie ostéomédullaire (carottage, architecture tissulaire).

  • La Numération Formule Sanguine (NFS) est réalisée sur un tube EDTA. Elle mesure la numération des éléments (GR, GB, plaquettes), la formule leucocytaire, et les constantes érythrocytaires (Ht, Hb, CCMH, VGM). Les résultats doivent toujours être interprétés en valeurs absolues.

  • Un frottis sanguin est un examen manuel qui complète la NFS pour visualiser la morphologie cellulaire.

Hématopoïèse, Hémogramme et Myélogramme Normaux

L'hématopoïèse est le processus physiologique de production des éléments figurés du sang, régulé pour maintenir un équilibre constant.

I. L'Hématopoïèse : Production des Éléments Figurés du Sang

L'hématopoïèse assure la production quotidienne de 200 milliards de globules rouges, 50 milliards de polynucléaires neutrophiles et 100 milliards de plaquettes.

Le siège principal de l'hématopoïèse chez l'adulte est la moelle osseuse, particulièrement dans le squelette axial (rachis, bassin), les extrémités proximales des membres, les côtes et le sternum. Durant l'embryogenèse, elle est transitoirement localisée dans le sac vitellin, puis le foie, avant de s'établir dans la moelle osseuse.

La Cellule Souche Hématopoïétique (CSH) : Fondation du Système

  • Les CSH sont des cellules pluripotentes capables d'auto-renouvellement et de différenciation en toutes les lignées hématopoïétiques.
  • Elles sont majoritairement quiescentes (se divisant peu) et sont activées en cas de besoin accru de production.
  • Elles sont localisées et protégées dans des niches hématopoïétiques au sein de la moelle osseuse, entourées de cellules de support (adipocytes, macrophages, etc.). Ces interactions régulent la survie, la quiescence et la prolifération via des signaux chimiques (cytokines, chimiokines) ou des interactions récepteur-ligand.

Hiérarchie et Différenciation des Cellules Hématopoïétiques

  • Les CSH donnent naissance à des progéniteurs multipotents, puis à deux grandes lignées :
    • La lignée lymphoïde (progéniteur commun lymphoïde) : Lymphocytes B, T, Cellules NK.
    • La lignée myéloïde (progéniteur commun myéloïde) : Polynucléaires (neutrophiles, éosinophiles, basophiles), Monocytes/Macrophages, Mégacaryocytes (plaquettes), Lignée érythrocytaire (globules rouges).
  • Le marqueur CD34+ est présent sur les CSH, les progéniteurs immatures et déterminés, mais disparaît lors de la différenciation. Il est crucial pour les greffes de moelle osseuse.
  • Les cellules immatures (blastes) sont cytologiquement indiscernables (noyau proéminent, peu de cytoplasme), tandis que les cellules matures sont morphologiquement reconnaissables.

Mécanismes de Prolifération

  • Des divisions cellulaires importantes (jusqu'à 10 ou plus) se produisent dans les compartiments de prolifération, expliquant le grand nombre de cellules matures produites à partir d'un petit nombre de progéniteurs.
  • La prolifération et la différenciation sont synchronisées. La mitose cesse quand la cellule atteint un stade de maturation avancé.

II. Le Contrôle de l'Hématopoïèse

L'hématopoïèse est finement régulée par des facteurs intrinsèques et extrinsèques.

Facteurs Intrinsèques : Facteurs de Transcription

  • Ces facteurs régulent l'expression de gènes clés pour engager les progéniteurs dans des lignées spécifiques, déclenchant des programmes de différenciation.
  • Les mutations de ces facteurs peuvent entraîner des dérégulations, comme la leucémogenèse.

Facteurs Extrinsèques : Cytokines, Chimiokines et Niche

  • Comprend les cytokines, les chimiokines et les interactions au sein de la niche hématopoïétique.
  • Caractéristiques des facteurs extrinsèques:
    • Multiplicité des sites d'action (CSH, progéniteurs).
    • Spécificité de lignée (certaines cytokines pour certaines lignées).
    • Redondance (plusieurs facteurs peuvent pallier un déficit).
  • Facteurs de croissance hématopoïétiques importants en clinique :
    • EPO (Érythropoïétine) : Lignée rouge (utilisée en clinique).
    • Thrombopoïétine : Mégacaryocytes (utilisée en clinique).
    • G-CSF (Granulocyte-Colony Stimulating Factor) : Lignée granuleuse (utilisée en clinique).
    • M-CSF : Lignée monocytaire.
    • GM-CSF : Granuleux et monocytes.
    • IL3 : Rouges et mégacaryocytes.
  • Récepteur à l'EPO : Dimerique, activé par l'EPO qui entraine un rapprochement des chaînes et l'autophosphorylation de JAK2, initiant la différenciation érythroïde via STAT. Une mutation comme V617F de JAK2 induit une activation permanente et peut causer une polyglobulie.
  • Apports indispensables : Vitamine B12, Folates, Fer.

III. La Granulopoïèse

La granulopoïèse est la production des polynucléaires, principalement dans la moelle osseuse.

Étapes de la Granulopoïèse (Stades cellulaires) :

Stade Noyau Chromatine Cytoplasme Remarques
Blaste Circulaire immature Fine Peu Cellule indifférenciée, capable de divisions
Myéloblaste Circulaire immature Fine Grains primaires (rouges-orangés) Engagé dans la lignée myéloïde
Promyélocyte (PML) Réniforme (oblongue) immature Fine Nombreux grains primaires Augmentation de taille, capable de divisions
Myélocyte Mature Début de condensation Grains neutrophiles Perd sa capacité de division
Métamyélocyte Lobé Condensée - Plus grande taille
Polynucléaire neutrophile (PNN) Très lobé Très dense Granulations neutrophiles 15µm, cellule fonctionnelle dans la circulation

Un blocage de la différenciation (ex: LAM) entraîne une accumulation de cellules immatures.

Polynucléaire Neutrophile (PNN) : Cellule Mature

  • Durée de vie : 24 heures.
  • Rôles : Phagocytose de micro-organismes (bactéries), rôle dans l'inflammation, collaboration avec macrophages et lymphocytes.
  • Variations physiologiques : Taux élevé à la naissance, après repas, après effort violent, durant la grossesse. Différences ethniques (Africains ont un taux plus faible de PNN circulants).
  • Margination : Les PNN peuvent être circulants ou marginés (collés à l'endothélium vasculaire). La démargination (augmentation du flux sanguin) entraîne une augmentation des PNN circulants, formant une réserve mobilisable (ex: vers un site d'infection).
  • Les PNN traversent l'endothélium grâce à des élastases et protéases et leur noyau déformable, suivant les chimiokines inflammatoires.

IV. L'Érythropoïèse

Production des hématies (globules rouges - GR) pour maintenir le taux d'hémoglobine.
  • Production de ~200 milliards de GR/jour, augmentable 7 à 8 fois en cas de besoin par des divisions supplémentaires (produisant des GR plus petits).
  • L'anémie est liée à un faible taux d'hémoglobine.
  • La concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine (CCMH) stoppe les divisions si elle est trop basse.

Étapes de l'Érythropoïèse :

  1. BFU-E : Précurseur de toute la lignée érythrocytaire.
  2. Proérythroblaste.
  3. Érythroblaste basophile : Chromatino très fine, divisions cellulaires, noyau basophile.
  4. Érythroblaste polychromatophile : Charge en hémoglobine, couleur se rapproche des GR.
  5. Érythroblaste acidophile : Dernier stade avant expulsion du noyau pycnotique.
  6. Réticulocyte : Jeune hématie sans noyau, passe de la moelle au sang. Maturation finale dans la rate.
    • Taux normal : 0,5% (25 000 à 50 000/mm³).
    • > 100 000/mm³ indique une régénération médullaire.
  7. Érythrocyte : Globule rouge mature, sans noyau ni acide nucléique. Durée de vie : 120 jours.

V. La Mégacaryopoïèse

Processus de production des plaquettes (thrombocytes) à partir des mégacaryocytes.
  • Mécanisme unique : Pas de division cellulaire, mais des endomitoses (divisions du noyau dans la cellule sans division du cytoplasme).
  • Les mégacaryocytes sont de très grande taille, multinucléés, avec un cytoplasme spumeux et hétérogène (nombreuses invaginations de la membrane).
  • Formation des plaquettes : Le mégacaryocyte plaquettogène projette ses invaginations dans la circulation, puis des forces de cisaillement fragmentent ces projections, libérant les plaquettes dans le sang.
  • Les mégacaryocytes sont exclusivement présents dans la moelle osseuse.
  • Les plaquettes sont des éléments anucléés essentiels à l'hémostase. Valeurs normales : 150 000 à 400 000/µL. Durée de vie : 7 jours.

VI. Les Méthodes d'Exploration de la Moelle Osseuse

Deux méthodes principales pour explorer la moelle osseuse :
Myélogramme Biopsie médullaire (BOM)
Site de prélèvement Manubrium sternal Crête iliaque postéro-supérieure
Méthode Aspiration-ponction (milieu liquide) Carottage (tissu et os)
Anesthésie Superficielle (patch Emla) Profonde (plus douloureuse)
Préparation Frottis sur lame de verre Fixation, décalcification, examen anatomopathologique
Intérêt Inventaire des cellules médullaires, proportions (comptage manuel). Apprécie l'architecture de la moelle (richesse, fibrose, infiltrations).

Le myélogramme normal montre une richesse en éléments nucléés, avec une majorité de cellules granulocytaires en maturation. Peu de cellules immatures (<5%) et absence de cellules extra-médullaires. La maturation est harmonieuse, en "pyramide" (immatures en haut, matures en bas).

VII. La Prise de Sang : Numération Formule Sanguine et Hémogramme

L'hémogramme comprend une numération sanguine et une formule sanguine.
  • Prélèvement : Tube avec anticoagulant EDTA (chélateur de calcium).
  • Après centrifugation :
    • Partie sombre (fond) : Hématies (GR), majoritaires (1000 GR pour 1 GB).
    • Partie jaune clair (surnageant) : Plasma.
    • Interface : Fin anneau de plaquettes et leucocytes (globules blancs - GB).

Numération Sanguine : Comptage des Éléments Figurés

  • Compte les hématies, les leucocytes et les plaquettes.
  • Historiquement manuel, maintenant automatisé par des automates (ex: principe Coulter) mesurant résistivité, densité et propriétés optiques.
  • Hématocrite (Ht) : Volume occupé par les GR en % du sang total. Normale : ~47%.

Formule Sanguine : Détail des Leucocytes

  • Donne le type et le nombre des GB.
  • Valeurs normales (en valeur absolue) :
    • PNN : 1500 à 10 000 /mm³
    • PN éosinophiles : < 500 /mm³
    • PN basophiles : < 100 /mm³
    • Lymphocytes : 1000 à 4000 /mm³
    • Monocytes : 200 à 1200 /mm³

Constantes des Globules Rouges

  • Taux d'hémoglobine (Hb) : Masse d'Hb par dL de sang. Paramètre clé pour le transport d'O₂. Normale : 13 g/dL (homme), 12 g/dL (femme).
  • CCMH (Chromie) : Quantité moyenne d'Hb par GR. Normale : 32%. L'hyperchromie n'existe pas physiologiquement.
  • VGM (Volume Globulaire Moyen) : Taille moyenne des GR. Normale : 90 µm³.

Frottis Sanguin

  • Examen manuel (microscope, coloration MGG).
  • Décrit l'aspect cytologique, complète les mesures automatiques et est réalisé en cas d'alarmes sur l'automate ou de valeurs anormales.
  • Permet de visualiser les cellules rares ou anomales non détectées par l'automate.

Termes Hématologiques (Anomalies) :

Paramètre Abaissé Augmenté
Hb Anémie (<12-13 g/dL) Suspicion de polyglobulie (>16 g/dL)
VGM Microcytose (<80 µm³) Macrocytose (>100 µm³)
CCMH (chromie) Hypochromie (<32%) Hyperchromie n'existe pas
Réticulocytes Production insuffisante Régénération (>100 000/mm³)
Leucocytes Leucopénie (<4 G/L) Hyperleucocytose (>10 G/L)
PNN Neutropénie (<1.5 G/L) Polynucléose neutrophile (>8 G/L)
Lymphocytes Lymphopénie (<1 G/L) Hyperlymphocytose (>4 G/L)
Monocytes Monocytopénie (<0.1 G/L) Monocytose (>1 G/L)
Plaquettes Thrombopénie Thrombocytose

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