LE SANG

  Le sang des Vertébrés est considéré comme un tissu conjonctif contenant plusieurs types de cellules en suspension dans une matrice liquide appelée plasma.  Le corps humain moyen contient de 4 à 6 L de sang.  Lorsqu'on prélève un échantillon de sang, on peut séparer les cellules du plasma en centrifugeant le sang total. (Il faut ajouter un anticoagulant pour éviter que le sang ne coagule.) Les cellules du sang (ou éléments figurés), qui occupent environ 45 % du volume sanguin, se déposent au fond de l'éprouvette et forment un dense culot rouge.  Le plasma, plutôt transparent et de couleur jaune paille, constitue le surnageant .

 

Plasma

 

Composé à 90 % d'eau, le plasma sanguin contient une grande variété de solutés en solution aqueuse.  Parmi ces solutés, on trouve des sels inorganiques, parfois appelés électrolytes, présents dans le plasma sous forme d'ions dissous.  La concentration totale de ces ions est un facteur important dans le maintien de l'équilibre osmotique du sang et du liquide interstitiel.  Certains ions ont également un effet tampon qui contribue à maintenir le pH du sang, lequel se situe entre 7,35 et 7,45 chez les Humains.  De plus, le bon fonctionnement des muscles et des nerfs dépend de la concentration des principaux ions dans le liquide interstitiel, laquelle reflète celle du plasma.  Par un mécanisme homéostatique, les reins maintiennent les électrolytes du plasma à des concentrations précises.

 

Les protéines constituent une autre classe importante de solutés plasmatiques.  Ensemble, elles ont un effet tampon qui contribue à maintenir le pH, à équilibrer la pression osmotique et à conférer au sang sa viscosité (consistance).  Les divers types de protéines plasmatiques possèdent également des fonctions spécifiques.  Certaines d'entre elles servent au transport des lipides, lesquels Sont insolubles dans l'eau: elles se lient aux lipides pour leur permettre de circuler dans le sang.  Un autre type de protéines, les immunoglobulines, sont les anticorps qui aident à détruire les Virus et autres agents étrangers qui s'insinuent dans l'organisme.  Un autre type de protéines plasmatiques, appelé fibrinogène, est un facteur de coagulation qui contribue à colmater les fuites lorsqu'un vaisseau sanguin subit une lésion.  Le plasma sanguin auquel on a enlevé les facteurs de coagulation s'appelle sérum.

 

Le plasma contient également différentes substances en transit, qui utilisent le sang pour se déplacer d'une partie de l'organisme à une autre: ce sont, par exemple, les nutriments, les déchets métaboliques, les gaz respiratoires et les hormones.  Le plasma sanguin et le liquide interstitiel ont une composition semblable, sauf que le plasma contient beaucoup plus de protéines que le liquide interstitiel (rappelez-vous que la paroi des capillaires n'est pas très perméable aux protéines).

 

Cellules sanguines                

 

Trois types de cellules sont en suspension dans le plasma sanguin: les globules rouges (érythrocytes), dont la fonction consiste à transporter le dioxygène; les globules blancs (leucocytes), qui constituent un des moyens de défense de l'organisme; et les plaquettes, qui jouent un rôle dans la coagulation du sang.

 

Érythrocytes

 Les globules rouges, ou érythrocytes, sont de loin les cellules sanguines les plus nombreuses.  Chaque litre de sang humain contient de 4 à 6 billions de globules rouges.

La structure d'un érythrocyte offre un autre exemple de la corrélation entre la structure et la fonction.  Un érythrocyte humain a la forme d'un disque biconcave, plus mince en son centre qu'à ses extrémités.  Les érythrocytes de Mammifères sont anucléés (dépourvus de noyau), une caractéristique inhabituelle pour des cellules vivantes (les autres classes de Vertébrés possèdent des érythrocytes nucléés).  De plus, les érythrocytes ne possèdent pas de mitochondries et produisent leur ATP exclusivement au moyen d'un métabolisme anaérobie.  Comme les érythrocytes servent principalement à transporter le dioxygène, ils ne seraient pas très efficaces s'ils avaient un métabolisme aérobie consommant le dioxygène en transit.  Les érythrocytes ont aussi une petite taille qui convient bien à leur fonction.  Pour que le dioxygène soit transporté, il doit diffuser à travers les membranes plasmiques des érythrocytes.  Or, dans un volume de sang donné, plus les globules sont petits, plus ils sont nombreux, et plus la surface totale de membrane plasmique est grande.  La forme biconcave des érythrocytes accroît également la surface d'échange.

 

Un érythrocyte, si petit soit-il, renferme environ 250 millions de molécules d'hémoglobine, une protéine qui contient du fer.  Lorsque le sang passe dans les lits capillaires des poumons, des branchies ou des autres organes respiratoires, le dioxygène diffuse dans les érythrocytes et l'hémoglobine fixe le dioxygène.  Ce processus s'inverse dans les capillaires de la circulation systémique, où l'hémoglobine libère son chargement de dioxygène.

Les érythrocytes sont fabriqués dans la moelle osseuse rouge, principalement dans les côtes, les vertèbres, le corps du sternum et le bassin.  Dans la moelle se trouvent les hémocytoblastes, c'est-à-dire les cellules souches multipotentielles qui peuvent donner naissance à n'importe quel type de cellule sanguine. La production de globules rouges dépend d'un mécanisme de rétro-inhibition sensible à la concentration de dioxygène qui atteint les tissus par l'intermédiaire du sang.  Si les tissus ne reçoivent pas assez de dioxygène, le rein sécrète une hormone appelée érythropoïétine qui stimule la production d'érythrocytes dans la moelle osseuse.  Inversement, un apport de dioxygène excessif réduira la sécrétion d'érythropoïétine et ralentira la production d'érythrocytes.  En moyenne, les érythrocytes circulent pendant trois à quatre mois avant d'être détruits par des phagocytes situés principalement dans le foie.  L’hémoglobine se dégrade, et les acides aminés qu'elle contenait sont incorporés dans d'autres protéines élaborées dans le foie.  La moelle osseuse récupère une bonne partie du fer de l'hémoglobine et le réutilise pour produire des érythrocytes.

 

Leucocytes

Il existe cinq principaux types de globules blancs, ou leucocytes: les monocytes, les granulocytes neutrophiles, les granulocytes basophiles, les granulocytes éosinophiles et les lymphocytes. Leur fonction consiste à lutter contre les infections de diverses façons.  Par exemple, les monocytes et les granulocytes neutrophiles sont des phagocytes qui ingèrent les Bactéries et les débris de nos cellules mortes.  Certains lymphocytes donnent naissance aux cellules productrices d'anticorps, les protéines plasmatiques, qui réagissent contre les substances étrangères.  Les leucocytes que nous voyons dans le sang sont en transit.  En effet, les leucocytes passent la majeure partie de leur temps hors du système circulatoire, et patrouillent dans le liquide interstitiel où se déroulent la plupart des luttes contre les agents pathogènes.  Les ganglions lymphatiques renferment également de nombreux leucocytes .

Les leucocytes sont fabriqués dans la moelle osseuse à partir des hémocytoblastes, qui peuvent également se différencier en érythrocytes.  Certains lymphocytes quittent la moelle pour atteindre la maturité dans la rate, le thymus, les amygdales, les follicules lymphatiques du tube digestif et les ganglions lymphatiques, soit les organes lymphatiques.  Normalement, un litre de sang humain contient environ 4 x 11 x 10E9 leucocytes, mais ce nombre augmente dès que l'organisme combat une infection.

 

Plaquettes

 Les plaquettes ne sont pas des cellules à proprement parler, mais des fragments de cellules de 2 à 4 micromètres de diamètre.  Elles ne possèdent pas de noyau et résultent de la fragmentation du cytoplasme de cellules géantes dans la moelle osseuse.  Une fois élaborées, les plaquettes pénètrent dans la circulation sanguine et interviennent dans l'important mécanisme de la coagulation.

 

Coagulation

 

De temps à autre, il nous arrive de nous couper ou de nous égratigner.  Toutefois, nous ne perdons pas tout notre sang, car ce dernier contient un matériau adhésif qui colmate les vaisseaux lésés.  Ce matériau est toujours présent dans notre sang sous forme inactive appelée fibrinogène.  Un caillot ne se constitue que lorsque cette protéine plasmatique est transformée en sa forme active, la fibrine, laquelle s'agglutine en filaments composant le caillot.  Le mécanisme de la coagulation commence habituellement quand les plaquettes libèrent des facteurs de coagulation et se déroule en une chaîne de réactions complexe qui transforme finalement la fibrinogène en fibrine (figure 38.15). On a découvert jusqu'à présent plus d'une douzaine de facteurs de coagulation, mais on ne comprend pas encore le mécanisme exact de la coagulation. L’hémophilie, une maladie héréditaire caractérisée par un saignement excessif provoqué par la moindre coupure ou blessure, est causée par l'absence d'un des facteurs de la coagulation.

 

En temps normal, les facteurs anticoagulants du sang empêchent la coagulation spontanée en l'absence de lésion.  Quelquefois, cependant, des amas de plaquettes et la fibrine coagulent dans un vaisseau sanguin et bloquent la circulation du sang.  Ce genre de caillot est appelé thrombus.  Les personnes atteintes d'une maladie cardiovasculaire deviennent plus sujettes que d'autres à la form,ation d'un thrombus.

 

MALADIES CARDIOVASCULAIRES

 

Plus de la moitié des décès aux États-Unis sont provoqués par les maladies cardiovasculaires, c'est-à-dire des affections qui touchent le cœur et les vaisseaux sanguins.  Le plus souvent, la phase ultime d'une maladie cardiovasculaire se manifeste soit par une crise cardiaque, soit par un accident vasculaire cérébral.  Ces accidents sont souvent associés à un thrombus, un caillot de sang qui bouche une artère principale.  Si le thrombus bloque une des artères coronaires qui acheminent le sang au muscle cardiaque, une crise cardiaque se produit.  Un thrombus qui cause une crise cardiaque peut se former dans l'artère coronaire même, ou se développer ailleurs dans le système circulatoire et atteindre une artère coronaire par voie sanguine.  Un tel caillot mobile est appelé embole.  Un embole circule jusqu'à ce qu'il reste bloqué dans une artère trop petite pour permettre son passage.  Le tissu musculaire cardiaque en aval de l'obstruction peut mourir.  Si la lésion se trouve à un endroit où , elle interrompt la conduction des influx électriques dans le muscle cardiaque, le cœur peut se mettre à battre de façon irrégulière (arythmie) voire s'arrêter. (Toutefois, la victime peut survivre si on rétablit le rythme cardiaque par réanimation cardiorespiratoire ou toute autre intervention d'urgence dans les minutes qui suivent la crise.)

 De la même façon, de nombreux accidents vasculaires cérébraux sont associés à un thrombus ou à un embole qui bloque une artère du cerveau.  Le tissu cérébral alimenté par cette artère meurt.  Les effets de l'accident vasculaire cérébral et les chances de survie de la personne dépendent de l'ampleur et du siège de la lésion.

Malgré le caractère subit d'une crise cardiaque ou d'un accident vasculaire cérébral, le fait est que les artères de la plupart des victimes se détériorent d'abord graduellement à cause d'une maladie chronique appelée athérosclérose. L’athérosclérose augmente considérablement le risque d'occlusion artérielle par un caillot sanguin.  Au cours du développement de cette maladie cardiovasculaire, des dépôts lipidiques appelés athéromes se forment sur la tunique interne des artères et rétrécissent le calibre des vaisseaux.  Un athérome se constitue lorsque des lipides s'introduisent dans une matrice anormalement épaisse de muscle lisse.  Dans certains cas, les athéromes durcissent à cause de dépôts de calcium, ce qui provoque une forme d'athérosclérose appelée artériosclérose ou plus communément, durcissement des artères.  Un embole a plus de chances de rester bloqué dans un vaisseau rétr