physiologie de sang

[left]Le sang
Plan:
Introduction:
I) Le milieu intérieur
1) Qu'appelle-t-on le milieu intérieur?
2) Composition du sang
3) Son rôle
II) Le plasma
1) Rôle du plasma
2) Composition du plasma
III) Les constituants du sang
1) Les globules rouges
2) Les globules blancs
3) Les plaquettes
Conclusion

Introduction:
Toutes nos cellules ont besoin de dioxygène, de nutriments et rejettent des produits issus de leur métabolisme, par exemple des molécules informatives (hormones) ou des déchets (urée). Leur fonctionnement nécessite donc la présence d'un système d'échange et de transport de substances entre les organes qui sont souvent spécialisés et éloignés les uns des autres (poumons, reins, tube digestif, glandes endocrines.).

Ce système est représenté par l'appareil cardio-vasculaire qui dispose de vaisseaux spécialisés (artères, veines, capillaires et vaisseaux lymphatiques) et d'une pompe propulsive: le cœur. Il est capable de s'adapter aux besoins, qu'il s'agisse de distribuer une plus grande quantité de sang à des organes (muscles lors d'un effort physique) ou qu'il s'agisse de modifier la distribution du sang selon des secteurs ou des territoires privilégiés tels que cerveau, cœur, etc.

I) Le milieu intérieur
1) Qu'appelle-t-on le milieu intérieur?
Les capillaires sanguins ont un diamètre d'environ 10 micromètres. Leur paroi, très mince, est constituée d'une seule couche de cellules aplaties comme les pièces d'un puzzle. Du plasma traverse cette paroi sous l'effet de la pression sanguine et en s'infiltrant entre les cellules de la paroi, des globules rouges peuvent également sortir des capillaires. Ainsi se forme la lymphe interstitielle, qui baigne toutes les cellules de l'organisme.

Liquide clair et incolore, la lymphe a une composition voisine de celle du sang privé de globules rouges.

Ce véritable milieu de vie de nos cellules est situé à l'intérieur du corps appelé milieu intérieur. Ce milieu se renouvelle sans cesse.

Le sang n'est jamais en contact direct avec les cellules de nos organes car la lymphe interstitielle sert toujours d'intermédiaire.

Le sang, la lymphe interstitielle et la lymphe endiguée forment le milieu intérieur.

2) Composition du sang
Le sang est composé d'une partie liquide, le plasma, et d'une partie solide, les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Le plasma est essentiellement constitué d'eau dans laquelle peuvent se dissoudre de nombreuses substances: l'oxygène et le gaz carbonique, les sels, les sucres, des graisses, des protéines et d'autres substances nutritives issues de la digestion.

Si l'on recueille du sang dans un vase, il prend rapidement l'aspect d'une gelée: le sang se coagule.
Quelques heures après, on distingue:
- au fond du vase, une masse sombre: le caillot,
- au-dessus, un liquide jaunâtre, appelé sérum.

3) Son rôle
Le sang est essentiel à la vie des cellules et donc de notre corps. Chaque cellule, pour vivre, doit en permanence recevoir de l'oxygène et des substances nutritives et évacuer des déchets et du gaz carbonique.
C'est le sang qui, en baignant en permanence les milliards de cellules du corps humain, assure ce rôle de transport des substances, comme les anticorps, qui permettent de détruire les microbes.
Son rôle est complexe, il intervient dans:
- le transport des gaz respiratoires, le dioxygène et le dioxyde de carbone (au repos, 300 litres de dioxygène circulent par jour chez un adulte).

- le transport de nutriments (eau, sels minéraux et vitamines) : transportés à l'état libre, c'est le cas du glucose, ou combinés à des protéines, comme la ferritine qui transporte le fer ou la sérumalbumine qui transporte les acides gras.

- le transport de molécules informatives: les hormones sont sécrétées par des glandes endocrines et atteignent les cellules cibles à l'état combiné.

- le transport des déchets produits par le métabolisme, comme l'urée.

- le transport des globules blancs qui interviennent dans les mécanismes de défense de l'organisme.

- le transport de chaleur: par exemple un changement dans la répartition du sang au niveau de la peau modifie les échanges thermiques entre le milieu extérieur et l'organisme.

La rapidité du transport est grande puisque la totalité du sang passe dans le cœur en 1 minute.

Remarque: Le sang assure son rôle de transporteur en circulant, grâce au cœur, dans un réseau clos dans lequel on distingue:
- un secteur artériel de distribution du cœur vers la périphérie,
- un secteur capillaire d'échanges avec les cellules par l'intermédiaire de la lymphe interstitielle,
- un secteur veineux qui permet le retour du sang de la périphérie vers le cœur.

II) Le plasma
1) Rôle du plasma
Un litre de plasma, liquide jaune légèrement translucide, contient 900g d'eau et 100g de substances dissoutes.
Le plasma véhicule de nombreuses substances comme:
- des molécules d'origine alimentaire (glucose, acides aminés, lipides, ions minéraux.).

- des déchets du métabolisme (urée, acide urique.).

- des molécules jouant un rôle fondamental dans la défense de l'organisme (certaines protéines).
- des molécules messagères permettant la communication entre organes différents par voie sanguine (les hormones).

2) Composition du plasma
Le plasma sanguin est constitué d'environ 90% d'eau dans laquelle sont dissous un grand nombre de sels minéraux et de protéines, telles que le fibrinogène (protéine de la coagulation), les globulines et l’albumine.

Le plasma contient également des ions tels que le sodium, le potassium, le magnésium, le chlore et le calcium. Des échanges d'ions se produisent continuellement entre le plasma, le liquide interstitiel et le cytoplasme cellulaire.
Les ions de sels minéraux sont nécessaires au métabolisme en quantités très précises. Il est très important que soit maintenu, à un niveau constant, le taux d'ions de plasma, ainsi que du liquide interstitiel et du cytoplasme qui sont en relation avec lui.

Remarque:
C'est le rein qui se charge de la régulation de cet équilibre ionique en éliminant, selon les besoins de l'organisme, plus ou moins d'électrolytes dans l'urine.

Chez un sujet à jeun et en bonne santé, la teneur en glucose du plasma sanguin, ou glycémie, est comprise entre 0,8 et 1 g/L.
Au cours de la journée, cette valeur est susceptible de varier faiblement :
- elle s'élève après un repas, mais l'hyperglycémie constatée est modérée et ne dure pas.
- elle tend à s'abaisser en période de jeûne ou à la suite d'une activité musculaire prolongée, mais cette baisse reste normalement très discrète.

Le sujet assure donc un contrôle efficace de ce paramètre sanguin dont la valeur oscille autour d'une valeur moyenne de référence: on parle d'un équilibre dynamique.
Les mécanismes assurant ce contrôle présentent parfois des défaillances. La glycémie subit alors des variations anormales qui peuvent être de deux types :
- une baisse excessive, ou hypoglycémie, qui entraîne rapidement des troubles neurologiques (à la limite, coma mortel),
- une hyperglycémie chronique qui caractérise le diabète sucré.

III) Les constituants du sang
1) Les globules rouges
Parmi les cellules sanguines adultes, les globules rouges, ou érythrocytes, ou encore hématies, sont de loin les plus nombreux (environ 5 millions par mm3 de sang).
Ils se présentent sous la forme de petits disques biconcaves d'un diamètre d'environ 7 micromètres.

Avant de quitter la moelle osseuse et de passer dans le sang, les globules rouges perdent leur noyau, au moment de la dernière division cellulaire. Ce sont les seules cellules de l'organisme à ne pas comporter de noyau. De ce fait, ils peuvent se diviser, et ils n'ont qu'un métabolisme limité.

Les hématies doivent leur coloration à un pigment, l'hémoglobine.
L'hémoglobine est riche en fer et a la propriété de fixer rapidement de grandes quantités d'oxygène. Après s'être chargés d'oxygène dans les poumons, les globules rouges sont transportés par le flux sanguin dans les parties du corps. Une fois parvenus dans les vaisseaux capillaires des tissus, ils libèrent leur oxygène. Le sang est ainsi désoxygéné; et capte, dans les tissus, le gaz carbonique, qui est principalement véhiculé par le plasma.

Au bout de 120 jours, le globule rouge sera épuisé de son stock d'énergie, il va commencer à se fragiliser au niveau de la membrane cytoplasmique et sera détruit soit au niveau de la rate, soit au niveau du foie.
Les principaux constituants de l'hématie (protéines et fer) sont alors récupérés et peuvent servir à la fabrication de nouveaux globules.

Le sang assure le transport de l'oxygène depuis nos poumons jusqu'à nos organes, grâce à l'hémoglobine contenue dans les globules rouges: ceux-ci sont des transporteurs d'oxygène.

2) Les globules blancs
Le nombre de globules blancs (ou leucocytes) dans le sang est normalement de 5000 à 8000 par mm3.
Leur diamètre varie entre 7 et 30 micromètres.

Les globules blancs viennent de la moelle osseuse, une cellule souche se divisera pour donner les différents leucocytes.

Il existe trois types de globules blancs :
- les lymphocytes (6 à 8 micromètres): Ce sont des cellules à gros noyau sphérique et très colorable, sans granulations cytoplasmiques. Il existe de nombreux types de lymphocytes. Ce sont les agents de la défense immunitaire spécifique.

- les monocytes (15 micromètres): Ce sont des cellules à noyau clair et à cytoplasme contenant de nombreuses granulations très petites. En dehors de la circulation sanguine, ces cellules portent le nom de macrophages et jouent un rôle important dans la réponse immunitaire.

- les granulocytes (12 à 14 micromètres): Ce sont des cellules à noyau lobé et à cytoplasme contenant de nombreuses granulations. Capables de phagocyter des microbes, les granulocytes participent à la défense immunitaire non spécifique.

Les propriétés essentielles des globules blancs sont les suivantes:
- ce sont des cellules mobiles qui se déplacent, en rampant, par déformation du cytoplasme (schéma 1),

- ils peuvent traverser par effraction la paroi des capillaires (schéma 2) et émigrer dans les tissus voisins: c'est ainsi que les globules blancs du sang passent dans les vaisseaux lymphatiques,

- ils peuvent happer et englober d'autres cellules ou des microbes (schéma 2) et les digérer: c'est la phagocytose.

Dans l'organisme, le rôle de la majorité des globules blancs est double:
- ils phagocytent les vieilles cellules et les microbes,
- ils sécrètent des substances capables de neutraliser les poisons produits par les microbes.
Ainsi ils assurent le nettoyage et la défense de l'organisme.

3) Les plaquettes
Les plaquettes sanguines ou thrombocytes sont des particules cytoplasmiques sans noyau comme les globules rouges.
Elle sont plus petites que ces derniers et mesurent de 2 à 4 micromètres. Mais contrairement aux globules rouges, elles contiennent des mitochondries, c'est à dire qu'elles sont capables de respirer et de produire une grande quantité d'énergie. Elles contiennent de nombreux enzymes.

Leur durée de vie est d'environ 10 jours. Chaque jour, les plaquettes détruites par le vieillissement sont remplacées par la production médullaire. Leur durée de vie est écourtée si les plaquettes sont utilisées car elles sont détruites lors de leur fonction.
Cette fonction est un des dispositifs utiles pour l'organisme pour empêcher les hémorragies lors des effractions vasculaires, qu'il s'agisse de celles physiologiques provoquées par les tiraillements tissulaires lors des mouvements, ou de celles pathologiques liées à des traumatismes.

Conclusion:
Le sang est composé de plasma dans lequel on retrouve les hématies, les leucocytes, et les plaquettes.
Le sang assure un rôle transporteur. Il transporte les gaz de la respiration (dioxygène et gaz carbonique), les produits de la digestion (glucose, graisses, acides aminés), et divers biocatalyseurs d'origine externe (vitamines) ou d'origine interne (enzymes, hormones, etc.).
Les principales propriétés physiques du sang portent sur la coagulation et sur la viscosité.