Atlas d’histologie végétale et animale

Le sang est considéré par de nombreux auteurs comme un type spécialisé de tissu conjonctif composé de cellules, de fragments cellulaires et d’une matrice extracellulaire liquide appelée plasma sanguin. Le sang est le liquide qui se trouve à l’intérieur des vaisseaux sanguins et du cœur. Les battements du cœur et les mouvements du corps poussent le sang à travers le système cardiovasculaire, qui atteint toutes les parties du corps. Le volume de sang dans le corps humain dépend de la taille du corps. Un corps de 70 kg contient environ 5 à 6 litres de sang. La température du sang est d’environ 38 ºC, soit un degré de plus que la température générale du corps. Cette valeur plus élevée est une conséquence de la friction du sang à l’intérieur des vaisseaux sanguins, principalement dans les vaisseaux sanguins de petit diamètre.

Le sang a de nombreuses fonctions. Voici trois fonctions saillantes. 1) Voie de communication. Le sang transporte les nutriments et l’oxygène de l’intestin et des poumons, respectivement, vers le reste du corps. Les déchets sont transportés vers les reins et les poumons. C’est également la principale voie de communication pour les signaux chimiques, comme les hormones, entre des cellules éloignées dans le corps. 2) L’homéostasie. Le sang contribue à l’homéostasie générale du corps. Par exemple, il maintient relativement constants la température corporelle et le pH des tissus. 3) La défense. Le sang contribue à la réparation des blessures en scellant les dommages avec des érythrocytes, des plaquettes et du plasma, c’est-à-dire en assurant la coagulation du sang. Il contient également les cellules du système immunitaire, qui utilisent le système circulatoire pour être transportées et attaquer l’agent pathogène dans n’importe quel tissu du corps.

Les cellules sanguines

Les cellules sanguines sont classées en deux groupes : les érythrocytes ou globules rouges, et les leucocytes ou globules blancs (figures 1 et 2). Il existe également des fragments de cellules dans le sang appelés plaquettes. Les leucocytes peuvent être granulaires : neutrophiles, basophiles et éosinophiles, et agranulaires : lymphocytes et monocytes. La plupart des cellules sanguines sont des érythrocytes (99 % des cellules). Toutes les cellules sanguines se développent à partir d’une cellule souche commune qui, chez les animaux adultes, se trouve dans la moelle osseuse.

Les différents composants du sang peuvent être séparés par centrifugation en gradient de densité. Les éléments les plus lourds sont les érythrocytes, qui tombent au fond du tube de centrifugation. Les leucocytes et les plaquettes se trouvent un peu plus haut, formant une couche blanchâtre. Le plasma est le composant le plus léger et reste dans la partie superficielle du centrifugé. Chez l’homme, le sang contient 47 % d’eyrhtrocites, tandis que chez la femme, il en contient environ 41 %. Le volume proportionnel des érythrocytes par rapport au volume total du sang est appelé hématocrite. La proportion de leucocytes est inférieure à 1 %. Le plasma constitue le reste du sang. La couleur rouge du sang est le résultat de la forte teneur en hémoglobine des érythrocytes, qui est plus foncée lorsque le taux d’oxygène est faible. Le sérum sanguin est le plasma sans les agents de coagulation du sang.

Les érythrocytes donnent la couleur rouge au sang en raison de sa forte teneur en hémoglobine, une protéine contenant du fer dans sa structure. Le rôle principal des érythrocytes est de transporter l’O2 et le CO2. Chez les mammifères, l’érythrocyte peut être considéré comme une cellule hautement modifiée pour cette fonction car il n’a pas de noyau et est dépourvu de mitochondries et d’autres organites cellulaires. Il a la forme d’un disque biconcave d’environ 7,5 µm de diamètre, ce qui rend une plus grande surface d’échange en contact avec le plasma sanguin.

Les plaquettes, ou thrombocytes, sont de petites portions de cytoplasme sans noyau. En microscopie optique, on peut les observer comme de petites structures d’environ 2 à 5 µm de diamètre, incolores ou légèrement basophiles. Elles contiennent certains compartiments membranaires internes comme des granules azurofiliques denses et spécifiques, des mitochondries (une ou deux par plaquette), ainsi que des vésicules et des tubules clairs. Elles contiennent également des granules de glycogène. La fonction principale des plaquettes est de coopérer lors de l’agglutination et de la coagulation du sang. Elles sont présentes chez les mammifères, mais pas chez les vertébrés inférieurs. Les plaquettes sont générées par la fragmentation du cytoplasme des mégacaryocytes, un type cellulaire présent dans la moelle osseuse.

Les leucocytes (globules blancs) sont des cellules nucléées et incolores dans le sang frais. Leur principale fonction est de défendre l’organisme contre les agressions extérieures telles que les agents pathogènes et contre les dysfonctionnements et altérations des tissus de l’organisme. Ces fonctions sont assurées en dehors du flux sanguin, car elles ont la capacité de traverser la paroi des vaisseaux sanguins et d’agir dans les tissus endommagés. En fait, ils utilisent le système circulatoire pour se déplacer dans l’organisme. Le cytoplasme des leucocytes contient deux types de granules : les granules azurophiles ou primaires, qui sont des lysosomes, et les granules spécifiques ou secondaires contenant divers types de substances. Les leucocytes sont classés en granulaires et agranulaires. Ils possèdent tous des granules azurophiles, mais les granules spécifiques ne se trouvent que dans les leucocytes granulaires.

Les leucocytes granulaires sont les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles. Les leucocytes agranulaires comprennent les lymphocytes et les monocytes. Les neutrophiles sont les leucocytes granulaires les plus abondants et représentent 60 à 70% des leucocytes totaux. Ils sont facilement reconnaissables à leur noyau multilobé et présentent d’abondants granules spécifiques et quelques granules cytoplasmiques azurophiles. Les granules spécifiques contiennent des lysozymes, des activateurs du complément, des collagénases et d’autres enzymes. Ils sont très importants lors de la défense contre les infections bactériennes. Les éosinophiles représentent jusqu’à 2 à 5 % de la population leucocytaire. Leur noyau est bilobé et leurs granules cytoplasmiques spécifiques présentent une forte affinité pour les colorants acides comme l’éosine. Ces granules contiennent des protéines basiques telles que la protéine basique majeure et la protéine cationique éosinophile, qui sont impliquées dans le contrôle des infections parasitaires, et des histaminases qui neutralisent l’action de l’histamine dans les réactions allergiques. Les basophiles sont les leucocytes granulaires les moins abondants et les plus petits, représentant 0,5 % du total des leucocytes. Leur noyau est légèrement lobé. Ils contiennent des granules spécifiques qui sont colorés par des colorants basiques comme l’hématoxyline. La membrane cellulaire des basophiles possède des récepteurs pour l’immunoglobuline E, et les granules cytoplasmiques spécifiques contiennent de l’histamine et de l’héparine. Ainsi, il est suggéré que ces cellules agissent au niveau du tissu conjonctif en coopérant avec les mastocytes.

Les leucocytes agranulaires manquent de granules spécifiques dans le cytoplasme, mais ils ont une petite population de granules non spécifiques. Après les neutrophiles, les lymphocytes sont le deuxième type de leucocytes le plus abondant, représentant 20 à 35% du total des leucocytes. Ils sont petits et présentent une certaine variabilité de taille, apparemment sans rapport avec les différents types de lymphocytes. Les deux principaux groupes de lymphocytes sont les lymphocytes B et T. Tous deux sont des acteurs majeurs de la défense immunitaire de l’organisme. Les monocytes sont l’autre type de leucocytes agranulaires. Les monocytes sont de grande taille dans les frottis sanguins et ont un noyau réniforme. Ils participent à la défense de l’organisme en quittant le sang et en se déplaçant vers le site de l’infection ou de la blessure, où ils deviennent des macrophages.

En général, la durée de vie des composants cellulaires du sang est très courte, allant de quelques heures à quelques semaines (à l’exception de certains lymphocytes à mémoire qui peuvent vivre des années). Par conséquent, les cellules sanguines sont produites en permanence par un processus connu sous le nom d’hématopoïèse (figure 3). Chez l’homme, l’hématopoïèse a lieu dans différents organes au cours du développement : dans le sac vitellin chez l’embryon, dans le foie, la rate et les tissus lymphatiques chez le fœtus, puis dans la moelle osseuse rouge. Après la naissance, le processus hématopoïétique est déplacé vers la moelle osseuse des os longs. Chez l’adulte, les principaux centres hématopoïétiques sont les os : os crâniens, bassin, vertèbres, sternum, et régions proches de l’épiphyse du fémur et de l’humérus. Dans certaines circonstances, l’hématopoïèse peut être initiée dans le foie et la rate de l’adulte.

Plasma

Le plasma est la partie liquide du sang et représente plus de la moitié du volume sanguin. Il est composé à 90 % d’eau, le reste étant constitué de protéines, d’ions, d’acides aminés, de lipides et de gaz. Le plasma est le principal transporteur des nutriments et des déchets.

L’albumine est la protéine la plus abondante dans le plasma (54 % de la teneur totale en protéines) et remplit plusieurs fonctions. De nombreuses molécules s’associent à l’albumine pour être transportées dans la circulation sanguine, comme les acides gras et les hormones stéroïdes. L’albumine est également le principal facteur de maintien de la pression artérielle, qui régule à son tour le volume sanguin. Les globines sont les deuxièmes protéines les plus abondantes dans le plasma. Elles constituent un groupe de protéines représentant environ 38 % des protéines plasmatiques, et peuvent être divisées en trois types : alpha, bêta et gamma. Les globines alpha et bêta sont synthétisées dans le foie et transportent du fer, des lipides et des vitamines liposolubles. Elles contribuent également à l’osmolarité du plasma. Les gamma globines ou gammaglobulines sont les anticorps solubles du système immunitaire, également appelés immunoglobulines. Le fibrinogène est une autre protéine du plasma. Elle n’est pas très abondante, mais très importante pour la coagulation du sang. Le fibrinogène est synthétisé dans le foie. Les protéines qui forment le plasma peuvent être spécifiques du plasma ou être également présentes dans d’autres tissus, comme les enzymes, les immunoglobulines et les hormones.