Composition du sang
Comprendre la composition du sang : plasma, éléments figurés, hématocrite, principales fonctions physiologiques et exploration de la composition sanguine.
SOMMAIRE
I. Généralités
Le sang est un tissu conjonctif liquide qui circule dans les vaisseaux sanguins grâce à l’activité du cœur. Il constitue un élément essentiel du milieu intérieur et participe au maintien de l’homéostasie, c’est-à-dire à la stabilité des conditions nécessaires au bon fonctionnement de l’organisme.
Il est constitué de deux grandes fractions :
- Le plasma, qui représente la partie liquide du sang.
- Les éléments figurés, qui regroupent les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes.
Caractéristiques physiques
Le sang présente plusieurs caractéristiques :
- Couleur : rouge vif lorsqu’il est riche en oxygène et rouge plus sombre lorsqu’il est moins oxygéné.
- Consistance : liquide visqueux, notamment en raison de la présence des cellules sanguines et des protéines plasmatiques.
- pH : normalement compris entre 7,35 et 7,45.
- Température : environ 38 °C, légèrement supérieure à la température corporelle mesurée en périphérie
Volume sanguin
Le volume total de sang contenu dans le système circulatoire est appelé volémie.
Les estimations classiques de la volémie sont :
Ces valeurs sont indicatives : la volémie varie notamment selon le poids, la taille, la composition corporelle, l'âge et certaines situations physiologiques, comme la grossesse.
La majeure partie du volume sanguin se trouve dans le système veineux, qui constitue un important réservoir sanguin.
II. Organisation du sang
Le sang est un mélange hétérogène dont les différents constituants peuvent être séparés par centrifugation.
Lorsqu’un échantillon de sang prélevé dans un tube contenant un anticoagulant est centrifugé, ses constituants se répartissent en trois couches selon leur densité :
- La couche supérieure correspond au plasma, de couleur jaune pâle.
- La couche intermédiaire, très fine, contient les globules blancs et les plaquettes. Elle est appelée couche leucoplaquettaire.
- La couche inférieure est constituée des globules rouges, plus denses.
Remarque : les proportions sont approximatives. La couche leucoplaquettaire est volontairement agrandie sur le schéma pour rester visible.
Hématocrite
L’hématocrite (Ht) correspond au pourcentage du volume sanguin total occupé par les globules rouges.
Par exemple, un hématocrite de 42 % signifie que les globules rouges occupent 42 % du volume total du sang.
Sa valeur dépend notamment de la quantité de globules rouges et du volume plasmatique. Elle peut donc varier en fonction de l’état d’hydratation.
L’hématocrite ne doit pas être confondu avec le taux d’hémoglobine, qui correspond à la concentration d’hémoglobine dans le sang.
III. Plasma
Le plasma est la fraction liquide du sang. Il représente environ 55 % du volume sanguin et se présente sous la forme d’un liquide jaune pâle.
Il est constitué principalement d’eau (90 à 92 %), dans laquelle sont dissoutes ou transportées de nombreuses substances : électrolytes, protéines, nutriments, hormones, gaz respiratoires et déchets métaboliques.
Le plasma assure ainsi le transport de nombreuses molécules et participe au maintien de l’équilibre hydrique, électrolytique et acido-basique de l’organisme.
Constituants du plasma
| Constituants | Principaux éléments | Rôles essentiels |
|---|---|---|
| Eau | 90 à 92 % du plasma | Solvant et milieu de transport des substances. |
| Électrolytes | Sodium (Na+), potassium (K+), chlorure (Cl−), bicarbonate (HCO3−), calcium (Ca2+), magnésium (Mg2+). | Équilibre hydrique, excitabilité cellulaire et équilibre acido-basique. |
| Protéines plasmatiques | Albumine, globulines, fibrinogène et autres facteurs de coagulation. | Pression oncotique, transport, immunité et coagulation. |
| Nutriments | Glucose, acides aminés, lipides et vitamines. | Apport de substances nécessaires au fonctionnement des cellules. |
| Hormones | Hormones circulantes. | Transmission de messages entre les organes. |
| Gaz respiratoires | Oxygène et dioxyde de carbone dissous. | Participation au transport des gaz respiratoires. |
| Déchets métaboliques | Urée, créatinine, acide urique et bilirubine. | Transport vers les organes assurant leur élimination. |
Électrolytes plasmatiques
Les électrolytes sont des ions dissous dans le plasma. Ils participent notamment au maintien de l’osmolarité plasmatique, qui influence les mouvements d’eau entre les différents compartiments de l’organisme.
Les principaux électrolytes sont :
- Sodium (Na⁺) : principal cation du milieu extracellulaire, essentiel à la régulation de l’équilibre hydrique.
- Potassium (K⁺) : intervient dans l’excitabilité des cellules nerveuses et musculaires.
- Chlorure (Cl⁻) : principal anion du milieu extracellulaire, participant à l’équilibre hydroélectrolytique.
- Bicarbonate (HCO₃⁻) : intervient dans le maintien de l’équilibre acido-basique.
- Calcium (Ca²⁺) : participe notamment à la contraction musculaire, à la transmission nerveuse et à la coagulation.
- Magnésium (Mg²⁺) : intervient dans de nombreuses réactions enzymatiques et dans le fonctionnement neuromusculaire.
Protéines plasmatiques
Les protéines plasmatiques sont principalement synthétisées par le foie, à l’exception notamment des immunoglobulines produites par les plasmocytes.
On distingue trois grandes catégories :
- L’albumine : protéine plasmatique la plus abondante. Elle contribue au maintien de la pression oncotique et assure le transport de différentes substances (hormones, bilirubine, médicaments).
- Les globulines : regroupent des protéines impliquées dans le transport de substances et dans les défenses immunitaires, notamment les immunoglobulines.
- Le fibrinogène : protéine synthétisée par le foie, indispensable à la formation du caillot sanguin lors de la coagulation.
Comprendre la pression oncotique
La pression oncotique est la pression osmotique exercée par les protéines plasmatiques, principalement l'albumine.
Elle contribue à retenir l'eau dans le compartiment vasculaire et intervient dans les échanges de liquides entre le sang et les tissus.
Une diminution importante de l'albumine plasmatique (hypoalbuminémie) peut favoriser l'apparition d'œdèmes. Ces mouvements d'eau dépendent également des pressions hydrostatiques, de la perméabilité capillaire et du drainage lymphatique.
IV. Éléments figurés du sang
Les éléments figurés du sang regroupent les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Ils représentent environ 45 % du volume sanguin, les globules rouges constituant la très grande majorité de cette fraction.
Ils sont produits principalement dans la moelle osseuse chez l’adulte, au cours d’un processus appelé hématopoïèse.
Chaque catégorie possède des caractéristiques et des fonctions spécifiques.
Les trois catégories d'éléments figurés
| Éléments figurés | Caractéristiques | Fonctions principales |
|---|---|---|
| Globules rouges Hématies ou érythrocytes | Cellules les plus nombreuses du sang. Elles sont dépourvues de noyau, présentent une forme de disque biconcave et sont déformables. Elles contiennent de l'hémoglobine, une protéine renfermant du fer. | Transport de l'oxygène vers les tissus. Participation au transport du dioxyde de carbone et à l'équilibre acido-basique. |
| Globules blancs Leucocytes | Cellules possédant un noyau. Elles comprennent les granulocytes (neutrophiles, éosinophiles et basophiles), les monocytes et les lymphocytes. Elles peuvent quitter la circulation sanguine pour rejoindre les tissus. | Défense immunitaire de l'organisme contre les agents pathogènes et participation aux réactions inflammatoires. |
| Plaquettes Thrombocytes | Petits fragments cellulaires dépourvus de noyau, issus des mégacaryocytes de la moelle osseuse. | Participation à l'hémostase, ensemble des mécanismes permettant de limiter les pertes sanguines lors d'une lésion vasculaire. |
V. Fonctions du sang
Le sang remplit trois grandes fonctions physiologiques : le transport de substances, la régulation de l’équilibre de l’organisme et la protection contre les agressions et les pertes sanguines.
Ces fonctions reposent sur l’action complémentaire du plasma et des éléments figurés.
Les trois grandes fonctions du sang
Transport
Le sang assure le transport de nombreuses substances entre les organes et les tissus.
- Oxygène (O₂) : transporté principalement par l'hémoglobine des globules rouges, et en faible quantité sous forme dissoute.
- Dioxyde de carbone (CO₂) : transporté principalement sous forme de bicarbonates, mais aussi lié aux protéines sanguines ou dissous.
- Nutriments : acheminés vers les cellules pour assurer leur fonctionnement.
- Hormones : transportées vers leurs organes ou cellules cibles.
- Déchets métaboliques : transportés vers les organes participant à leur élimination, notamment les poumons pour le CO₂, les reins pour l'urée et la créatinine, et le foie pour la bilirubine.
Régulation
Le sang participe au maintien de l'homéostasie de l'organisme.
- Température corporelle : redistribution de la chaleur entre les organes et la peau, notamment grâce aux variations de la circulation cutanée.
- Équilibre acido-basique : participation au maintien du pH grâce aux systèmes tampons sanguins, notamment les bicarbonates et l'hémoglobine, en association avec les poumons et les reins.
- Équilibre hydrique : les électrolytes et les protéines plasmatiques contribuent à la répartition de l'eau entre les compartiments de l'organisme.
Protection
Le sang participe à la défense de l'organisme et à la prévention des pertes sanguines.
- Défense immunitaire : les globules blancs et les anticorps participent à la reconnaissance et à l'élimination des agents pathogènes.
- Hémostase : les plaquettes et les facteurs de coagulation interviennent dans les mécanismes permettant de limiter les saignements lors d'une lésion vasculaire.
VI. Sang total, plasma et sérum
Selon les conditions de prélèvement et de préparation, un échantillon sanguin peut être utilisé sous forme de sang total, de plasma ou de sérum.
- Le sang total contient le plasma et l’ensemble des éléments figurés.
- Le plasma est obtenu après centrifugation d’un prélèvement contenant un anticoagulant. Il conserve notamment le fibrinogène et les facteurs de coagulation.
- Le sérum est obtenu après coagulation du sang, puis centrifugation. Il correspond à la fraction liquide restante après la formation du caillot.
La principale différence entre le plasma et le sérum concerne donc la présence du fibrinogène : il est présent dans le plasma, tandis qu’il est consommé lors de la formation du caillot et n’est normalement plus présent dans le sérum.
Différences entre sang total, plasma et sérum
| Critères | Sang total | Plasma | Sérum |
|---|---|---|---|
| Composition | Plasma et éléments figurés. | Fraction liquide contenant les protéines plasmatiques, dont le fibrinogène. | Fraction liquide obtenue après formation du caillot. |
| Anticoagulant | Oui, pour les analyses nécessitant un échantillon non coagulé. | Oui. | Non. |
| Préparation | Échantillon conservé sans séparation des cellules et du plasma. | Centrifugation d'un sang anticoagulé. | Coagulation du sang, puis centrifugation. |
| Fibrinogène | Présent. | Présent. | Normalement absent, car transformé en fibrine lors de la coagulation. |
| Utilisation | Numération formule sanguine (NFS). | Examens de coagulation et certaines analyses biochimiques. | Nombreuses analyses biochimiques et sérologiques. |
En pratique : quel échantillon pour quelle analyse ?
- NFS : réalisée sur du sang total prélevé dans un tube contenant généralement de l'EDTA.
- Bilan de coagulation : réalisé sur du plasma obtenu à partir d'un prélèvement sur citrate de sodium.
- Analyses biochimiques : réalisées sur sérum ou sur plasma selon l'examen demandé et les méthodes du laboratoire.
Le choix du tube, son remplissage et le respect des conditions préanalytiques sont essentiels pour garantir la fiabilité des résultats.
VII. Exploration de la composition sanguine
La numération formule sanguine (NFS), également appelée hémogramme, est un examen biologique courant permettant d’étudier quantitativement et qualitativement les éléments figurés du sang.
Elle renseigne notamment sur :
- Les globules rouges : leur nombre, la concentration en hémoglobine, l’hématocrite et les indices érythrocytaires.
- Les globules blancs : leur nombre total et leur répartition entre les différentes catégories de leucocytes (formule leucocytaire).
- Les plaquettes : leur nombre dans le sang.
La NFS est notamment utilisée pour rechercher ou surveiller une anémie, certaines anomalies des globules blancs ou des plaquettes.
Principaux paramètres de la NFS
| Paramètres | Valeurs usuelles chez l'adulte | Signification |
|---|---|---|
| Hémoglobine (Hb) |
Femme : 12 à 16 g/dL Homme : 13 à 17 g/dL |
Concentration d'hémoglobine dans le sang. |
| Hématocrite (Ht) |
Femme : 37 à 47 % Homme : 40 à 52 % |
Proportion du volume sanguin occupée par les globules rouges. |
| Volume globulaire moyen (VGM) | 80 à 100 fL | Volume moyen des globules rouges. Permet notamment de distinguer microcytose et macrocytose. |
| Leucocytes | 4 à 10 G/L | Nombre total de globules blancs. |
| Formule leucocytaire | Répartition des différentes catégories de leucocytes. | Analyse des neutrophiles, éosinophiles, basophiles, lymphocytes et monocytes. |
| Plaquettes | 150 à 400 G/L | Nombre de plaquettes circulantes, impliquées dans l'hémostase. |
Unités : G/L = 10⁹ éléments par litre ; fL = femtolitre (10⁻¹⁵ litre). Les intervalles indiqués sont des valeurs usuelles approximatives chez l'adulte et peuvent varier selon les laboratoires.
Interprétation des résultats
Les résultats de la NFS doivent toujours être interprétés en fonction du contexte clinique, de l'âge, du sexe, des antécédents et des traitements du patient.
Les valeurs de référence peuvent varier selon les laboratoires et certaines situations physiologiques, notamment la grossesse.
Une anomalie biologique ne permet pas, à elle seule, de poser un diagnostic. Elle doit être confrontée aux signes cliniques et, si nécessaire, complétée par d'autres examens.
Pour résumer
