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Cours : Biologie en secondaire > Chapitre 1
Leçon 4: Les systèmes circulatoire et pulmonaireLa composition du sang
Les différentes composantes du sang. Le plasma, les globules blancs, les globules rouges, et les plaquettes.
Introduction
Si vous vous piquez le doigt ou que vous éraflez votre genou, vous verrez quelques gouttes de sang apparaître. À l'œil nu, ces gouttelettes peuvent sembler être composées d'un liquide rouge uniforme, comme une colorant alimentaire ou de la peinture. Cependant, en regardant sous un microscope, vous verrez que votre sang est en fait un mélange de liquide et de cellules. Et si vous pouviez zoomer plus encore, vous verriez qu'il y a aussi beaucoup de macromolécules (comme des protéines) et d'ions (comme le sodium) flottant dans le liquide. Toutes ces composantes sont importantes pour les rôles que joue le sang dans le corps.
Qu'est-ce que le sang ?
Le sang, par définition, est un fluide qui se déplace dans les vaisseaux d'un système circulatoire. Chez les humains, cela comprend le plasma (la partie liquide), les cellules sanguines ou globules (dont il existe des blancs et des rouges), et les fragments de cellules appelés plaquettes.
- Le plasma est la composante principale du sang et est principalement constitué d'eau, de protéines, d'ions, de nutriments et de déchets.
- Les globules rouges sont responsables du transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone.
- Les plaquettes sont responsables de la coagulation du sang.
- Les globules blancs font partie du système immunitaire et agissent dans la réponse immunitaire.
Les cellules et les plaquettes représentent environ
Le plasma
On peut isoler le plasma, composante liquide du sang, en faisant tourner un tube de sang complet à haute vitesse dans une centrifugeuse. Les cellules et plaquettes plus denses se déplacent vers le bas du tube, en formant des couches rouges et blanches, tandis que le plasma reste au sommet, formant une couche jaune.
Le plasma est composé d'environ 90 % d'eau, les 10 % restant sont composés d'ions, de protéines, de nutriments, de déchets et de gaz dissous. Les ions, les protéines et les autres molécules que l'on trouve dans le plasma sont importants pour le maintien du pH et de l'équilibre osmotique du sang, avec l'albumine (la protéine principale dans le plasma humain) qui joue un rôle particulièrement important.
Certaines des molécules trouvées dans le plasma ont des fonctions plus spécialisées. Par exemple, les hormones agissent comme des signaux longue distance, les anticorps reconnaissent et neutralisent les agents pathogènes, et les facteurs de coagulation favorisent la formation de caillots sanguins sur les blessures. (Le plasma qui a été dépouillé de ses facteurs de coagulation est appelé sérum. Les lipides, comme le cholestérol, sont également transportés dans le plasma, mais doivent voyager avec des protéines porteuses parce qu’elles ne se dissolvent pas dans l’eau.
Les globules rouges
Les globules rouges, ou érythrocytes, sont des cellules spécialisées qui circulent à travers le corps et livrent de l'oxygène aux tissus. Chez les humains, les globules rouges sont petits et biconcaves (plus minces au centre, d'une taille de
Ces caractéristiques permettent aux globules rouges d'accomplir efficacement leur tâche de transport d'oxygène. La petite taille et la forme biconcave augmentent le rapport surface-à-volume, améliorant l'échange de gaz. L'absence de noyau offre de l'espace supplémentaire pour l'hémoglobine, une protéine importante utilisée dans le transport de l'oxygène. L'absence de mitochondrie empêche les globules rouges d’utiliser l’oxygène qu’ils transportent, maximisant ainsi la quantité fournie aux tissus du corps.
Dans les poumons, les globules rouges absorbent de l'oxygène et tout en circulant à travers le reste du corps, ils libèrent l'oxygène dans les tissus environnants. Les globules rouges jouent également un rôle important dans le transport du dioxyde de carbone, un produit résiduel, depuis les tissus jusqu'aux poumons. Une partie du dioxyde de carbone se lie directement à l'hémoglobine, et les globules rouges portent également une enzyme qui convertit le dioxyde de carbone en bicarbonate. Le bicarbonate se dissout dans le plasma et est transporté vers les poumons, où il est converti en dioxyde de carbone et libéré.
Les globules rouges ont une durée de vie moyenne de
Plaquettes et coagulations
Les plaquettes, également appelées thrombocytes, sont des fragments de cellules impliqués dans la coagulation. Elles sont produites lorsque de grandes cellules appelées mégacaryocytes se décomposent en morceaux, et forme alors chacune entre
Quand la paroi d'un vaisseau sanguin est endommagée (par exemple, si vous coupez votre doigt suffisamment profondément pour qu'il saigne), les plaquettes sont attirées vers la plaie où elles forment une sorte de bouchon collant. Les plaquettes libèrent des signaux, qui attirent non seulement d'autres plaquettes et qui le rendent collantes, mais ils activent également des signaux en cascade qui vont convertir finalement la fibrinogène, une protéine soluble dans le plasma sanguin, en fibrine (une protéine non soluble dans l'eau). La fibrine forme des fils qui renforcent la prise des plaquettes, créant ainsi un caillot pour empêcher le sang de continuer à couler.
Les globules blancs
Les globules blancs, aussi appelés leucocytes, sont beaucoup moins communs que les globules rouges et représentent moins de
Les globules blancs sont plus grands que les globules rouges, et contrairement à ces derniers, ils ont un noyau et des mitochondries. Il existe cinq types principaux de globules blancs, que l'on répartit en deux groupes différents nommés en fonction de leur apparence sous un microscope.
- Un groupe, les granulocytes, comprend les neutrophiles, les éosinophiles, et les basophiles. Ils présentent tous des granules dans leur cytoplasme, lesquels peuvent être observés au microscope lorsqu'ils sont colorés.
- L'autre groupe, les agranulocytes, comprend les monocytes et les lymphocytes. Ceux-ci n'ont pas de granules dans le cytoplasme.
Chaque type de globule blanc joue un rôle de défense spécifique. Par exemple, certains globules blancs engloutissent et décomposent des agents pathogènes, tandis que d'autres reconnaissent des microorganismes spécifiques et lancent des réponses immunitaires contre ceux-ci. Les différents types de globules blancs ont des durées de vie qui varient : entre quelques heures et quelques années. Les nouvelles cellules sont produites principalement dans la moelle osseuse (bien que certaines soient fabriquées ou se développent dans le thymus, les ganglions lymphatiques et la rate).
La production de cellules souches et de cellules sanguines
Les globules rouges, les globules blancs et les cellules qui produisent les plaquettes descendent tous d'un ancêtre commun : une cellule souche hématopoïétique.
Une caractéristique des cellules souches est qu'elles se divisent de manière asymétrique. Ça veut dire qu'une cellule fille reste une cellule souche du même type, tandis que l'autre cellule fille acquiert une nouvelle identité. Pour les cellules souches hématopoïétiques, qui se trouvent dans la moelle osseuse, une cellule fille reste une cellule souche hématopoïétique, tandis que l'autre devient un autre type de cellule souche : soit une cellule souche myéloïde, soit une cellule souche lymphoïde.
Les cellules souches myéloïdes et les cellules souches lymphoïdes se divisent également de manière asymétrique. Leurs cellules filles non-souches deviennent les cellules matures du sang . Les cellules souches myéloïdes donnent naissance aux globules rouges, aux plaquettes et à certains types de globules blancs, alors que les cellules souches lymphoïdes donnent naissance aux types de globules blancs classés comme lymphocytes.
L'hématopoïétique, la myéloïde et les cellules souches lymphoïdes se divisent pendant toute la vie d'une personne, générant de nouvelles cellules sanguines pour remplacer les cellules anciennes et usées.
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