18.4 Leucocytes et plaquettes
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire les caractéristiques générales des leucocytes
- Classer les leucocytes selon leur lignée, leurs principales caractéristiques structurelles et leurs fonctions primaires
- Discuter des malignités les plus courantes impliquant les leucocytes
- Identifier la lignée, la structure de base et la fonction des plaquettes
Le leucocyte, communément appelé globule blanc, est un composant majeur des défenses de l'organisme contre les maladies. Les leucocytes protègent le corps contre les micro-organismes envahisseurs et les cellules corporelles dont l'ADN est muté, et ils nettoient les débris. Les plaquettes sont essentielles à la réparation des vaisseaux sanguins lorsqu'ils ont été endommagés ; elles fournissent également des facteurs de croissance pour la guérison et la réparation. Voir la Figure 18.5 pour un résumé des leucocytes et des plaquettes.
Caractéristiques des leucocytes
Bien que les leucocytes et les érythrocytes proviennent tous deux de cellules souches hématopoïétiques dans la moelle osseuse, ils sont très différents l'un de l'autre à bien des égards. Par exemple, les leucocytes sont beaucoup moins nombreux que les érythrocytes : on en trouve typiquement seulement 5000 à 10 000 par µL. Ils sont également plus grands que les érythrocytes et sont les seuls éléments figurés qui sont des cellules complètes, possédant un noyau et des organites. Et bien qu'il n'y ait qu'un seul type d'érythrocyte, il existe de nombreux types de leucocytes. La plupart de ces types ont une durée de vie beaucoup plus courte que celle des érythrocytes, certains ne durant que quelques heures, voire quelques minutes en cas d'infection aiguë.
L'une des caractéristiques les plus distinctives des leucocytes est leur mouvement. Alors que les érythrocytes passent leurs journées à circuler dans les vaisseaux sanguins, les leucocytes quittent régulièrement la circulation sanguine pour exercer leurs fonctions défensives dans les tissus de l'organisme. Pour les leucocytes, le réseau vasculaire est simplement une autoroute qu'ils empruntent et quittent rapidement pour atteindre leur véritable destination. Lorsqu'ils arrivent, ils reçoivent souvent des noms distincts, tels que macrophage ou microglie, selon leur fonction. Comme le montre la Figure 18.10, ils quittent les capillaires — les plus petits vaisseaux sanguins — ou d'autres petits vaisseaux par un processus connu sous le nom d'émigration (du latin pour « enlèvement ») ou de diapédèse (dia- = « à travers » ; -pedan = « sauter ») au cours duquel ils se faufilent entre les cellules adjacentes de la paroi d'un vaisseau sanguin.
Une fois sortis des capillaires, certains leucocytes occupent des positions fixes dans le tissu lymphatique, la moelle osseuse, la rate, le thymus ou d'autres organes. D'autres se déplacent dans les espaces tissulaires à la manière des amibes, étendant continuellement leurs membranes plasmiques, parfois errant librement, et parfois se déplaçant dans la direction où ils sont attirés par des signaux chimiques. Cette attraction des leucocytes se produit en raison de la chimiotaxie positive (littéralement « mouvement en réponse à des substances chimiques »), un phénomène dans lequel les cellules blessées ou infectées et les leucocytes voisins émettent l'équivalent d'un appel chimique « 911 », attirant davantage de leucocytes vers le site. En médecine clinique, les numérations différentielles des types et pourcentages de leucocytes présents sont souvent des indicateurs clés pour établir un diagnostic et choisir un traitement.
Classification des leucocytes
Lorsque les scientifiques ont commencé à observer des frottis sanguins colorés, il est rapidement devenu évident que les leucocytes pouvaient être divisés en deux groupes, selon que leur cytoplasme contenait des granules très visibles :
- Les leucocytes granuleux contiennent d'abondantes granules dans le cytoplasme. Ils comprennent les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles (vous pouvez voir leur lignée à partir des cellules souches myéloïdes dans la Figure 18.4).
- Bien que les granules ne soient pas totalement absentes chez les leucocytes agranulocytes, elles sont beaucoup moins nombreuses et moins évidentes. Les leucocytes agranulocytes comprennent les monocytes, qui se transforment en macrophages phagocytaires, et les lymphocytes, qui proviennent de la lignée des cellules souches lymphoïdes.
Leucocytes granuleux
Nous allons examiner les leucocytes granuleux par ordre de fréquence décroissante. Tous sont produits dans la moelle osseuse rouge et ont une courte durée de vie, de quelques heures à quelques jours. Ils ont généralement un noyau lobé et sont classés selon le type de coloration qui met le mieux en évidence leurs granules (Figure 18.11).
Les plus courants de tous les leucocytes, les neutrophiles représentent normalement 50 à 70 pour cent du nombre total de leucocytes. Ils mesurent 10 à 12 µm de diamètre, ce qui est significativement plus grand que les érythrocytes. Ils sont appelés neutrophiles parce que leurs granules apparaissent le plus clairement avec des colorants chimiquement neutres. Les granules sont nombreuses mais assez fines et apparaissent normalement lilas clair. Le noyau a une apparence lobée distincte et peut avoir deux à cinq lobes, le nombre augmentant avec l'âge de la cellule. Les neutrophiles plus âgés ont un nombre croissant de lobes et sont souvent appelés polynucléaires (un noyau à plusieurs formes), ou simplement « polys ». Les neutrophiles plus jeunes et immatures commencent à développer des lobes et sont connus sous le nom de « bandes ».
Les neutrophiles sont des répondeurs rapides au site d'infection et sont des phagocytes efficaces avec une préférence pour les bactéries. Leurs granules comprennent le lysozyme, une enzyme capable de lyser, ou de décomposer, les parois cellulaires bactériennes ; des oxydants tels que le peroxyde d'hydrogène ; et des défensines, des protéines qui se lient aux membranes plasmiques bactériennes et fongiques et les perforent, de sorte que le contenu cellulaire s'échappe. Des nombres anormalement élevés de neutrophiles indiquent une infection et/ou une inflammation, particulièrement déclenchées par des bactéries, mais sont également observés chez les patients brûlés et d'autres personnes subissant un stress inhabituel. Une brûlure augmente la prolifération des neutrophiles afin de combattre l'infection qui peut résulter de la destruction de la barrière cutanée. Des nombres faibles peuvent être causés par la toxicité médicamenteuse et d'autres troubles, et peuvent augmenter la susceptibilité d'un individu à l'infection.
Les éosinophiles représentent typiquement 2 à 4 pour cent du nombre total de leucocytes. Ils mesurent également 10 à 12 µm de diamètre. Les granules des éosinophiles se colorent le mieux avec un colorant acide connu sous le nom d'éosine. Le noyau de l'éosinophile aura typiquement deux à trois lobes et, si correctement colorées, les granules auront une couleur distincte allant du rouge à l'orange.
Les granules des éosinophiles contiennent des molécules antihistaminiques, qui neutralisent les activités des histamines, substances chimiques inflammatoires produites par les basophiles et les mastocytes. Certaines granules d'éosinophiles contiennent des molécules toxiques pour les vers parasites, qui peuvent pénétrer dans le corps par le tégument, ou lorsqu'un individu consomme du poisson ou de la viande crus ou insuffisamment cuits. Les éosinophiles sont également capables de phagocytose et sont particulièrement efficaces lorsque les anticorps se lient à la cible et forment un complexe antigène-anticorps. Des nombres élevés d'éosinophiles sont typiques chez les patients souffrant d'allergies, d'infestations par des vers parasites et de certaines maladies auto-immunes. Des nombres faibles peuvent être dus à la toxicité médicamenteuse et au stress.
Les basophiles sont les leucocytes les moins courants, représentant typiquement moins d'un pour cent du nombre total de leucocytes. Ils sont légèrement plus petits que les neutrophiles et les éosinophiles, mesurant 8 à 10 µm de diamètre. Les granules des basophiles se colorent le mieux avec des colorants basiques. Les basophiles contiennent de grandes granules qui prennent une coloration bleu foncé et sont si nombreuses qu'elles peuvent rendre difficile la visualisation du noyau bilobé.
En général, les basophiles intensifient la réponse inflammatoire. Ils partagent ce trait avec les mastocytes. Dans le passé, les mastocytes étaient considérés comme des basophiles ayant quitté la circulation. Cependant, cela ne semble pas être le cas, car les deux types de cellules se développent à partir de lignées différentes.
Les granules des basophiles libèrent des histamines, qui contribuent à l'inflammation, et de l'héparine, qui s'oppose à la coagulation sanguine. Des nombres élevés de basophiles sont associés aux allergies, aux infections parasitaires et à l'hypothyroïdie. Des nombres faibles sont associés à la grossesse, au stress et à l'hyperthyroïdie.
Leucocytes agranulocytes
Les leucocytes agranulocytes contiennent des granules plus petites et moins visibles dans leur cytoplasme que les leucocytes granuleux. Le noyau est de forme simple, parfois avec une indentation mais sans lobes distincts. Il existe deux types majeurs d'agranulocytes : les lymphocytes et les monocytes (voir la Figure 18.4).
Les lymphocytes sont le seul élément figuré du sang qui provient des cellules souches lymphoïdes. Bien qu'ils se forment initialement dans la moelle osseuse, une grande partie de leur développement et de leur reproduction ultérieurs se produit dans les tissus lymphatiques. Les lymphocytes sont le deuxième type de leucocytes le plus courant, représentant environ 20 à 30 pour cent de tous les leucocytes, et sont essentiels à la réponse immunitaire. La gamme de tailles des lymphocytes est assez étendue, certaines autorités reconnaissant deux classes de taille et d'autres trois. Typiquement, les grandes cellules mesurent 10 à 14 µm et ont un rapport noyau-cytoplasme plus petit et plus de granules. Les cellules plus petites mesurent typiquement 6 à 9 µm avec un volume de noyau plus grand par rapport au cytoplasme, créant un effet de « halo ». Quelques cellules peuvent se situer en dehors de ces plages, à 14–17 µm. Cette observation a conduit à la classification en trois gammes de tailles.
Les trois groupes majeurs de lymphocytes comprennent les cellules natural killer, les lymphocytes B et les lymphocytes T. Les cellules natural killer sont capables de reconnaître les cellules qui n'expriment pas de protéines « du soi » sur leur membrane plasmique ou qui contiennent des marqueurs étrangers ou anormaux. Ces cellules « non-soi » comprennent les cellules cancéreuses, les cellules infectées par un virus et d'autres cellules présentant des protéines de surface atypiques. Ainsi, elles procurent une immunité généralisée et non spécifique. Les lymphocytes plus grands sont typiquement des cellules NK.
Les lymphocytes B et les lymphocytes T, également appelés lymphocytes B et lymphocytes T, jouent des rôles importants dans la défense de l'organisme contre des agents pathogènes spécifiques et sont impliqués dans l'immunité spécifique. Une forme de lymphocytes B produit les anticorps ou immunoglobulines qui se lient à des composants étrangers ou anormaux spécifiques des membranes plasmiques. Ceci est également appelé immunité humorale. Les lymphocytes T procurent une immunité à l'échelle cellulaire en attaquant physiquement les cellules étrangères ou malades. Une cellule mémoire est une variété de lymphocytes B et T qui se forme après exposition à un agent pathogène et déclenche des réponses rapides lors d'expositions ultérieures. Contrairement aux autres leucocytes, les cellules mémoire vivent de nombreuses années. Les lymphocytes B subissent un processus de maturation dans la moelle osseuse, tandis que les lymphocytes T subissent une maturation dans le thymus. Ce site du processus de maturation donne naissance aux noms de lymphocytes B et T. Les fonctions des lymphocytes sont complexes et seront abordées en détail dans le chapitre traitant du système lymphatique et de l'immunité. Les lymphocytes plus petits sont soit des lymphocytes B, soit des lymphocytes T, bien qu'ils ne puissent pas être différenciés sur un frottis sanguin normal.
Des nombres anormalement élevés de lymphocytes sont caractéristiques des infections virales ainsi que de certains types de cancer. Des nombres anormalement faibles de lymphocytes sont caractéristiques des maladies prolongées ou de l'immunosuppression, y compris celle causée par l'infection par le VIH et les thérapies médicamenteuses qui impliquent souvent des stéroïdes.
Les monocytes proviennent des cellules souches myéloïdes. Ils représentent normalement 2 à 8 pour cent du nombre total de leucocytes. Ils sont généralement facilement reconnaissables par leur grande taille de 12 à 20 µm et leurs noyaux indentés ou en forme de fer à cheval. Les macrophages sont des monocytes qui ont quitté la circulation et phagocytent les débris, les agents pathogènes étrangers, les érythrocytes usés et de nombreuses autres cellules mortes, usées ou endommagées. Les macrophages libèrent également des défensines antimicrobiennes et des substances chimiques chimiotactiques qui attirent d'autres leucocytes vers le site d'une infection. Certains macrophages occupent des emplacements fixes, tandis que d'autres errent dans le liquide tissulaire.
Des nombres anormalement élevés de monocytes sont associés aux infections virales ou fongiques, à la tuberculose et à certaines formes de leucémie et d'autres maladies chroniques. Des nombres anormalement faibles sont généralement causés par la suppression de la moelle osseuse.
Cycle de vie des leucocytes
La plupart des leucocytes ont une durée de vie relativement courte, généralement mesurée en heures ou en jours. La production de tous les leucocytes commence dans la moelle osseuse sous l'influence des CSF et des interleukines. La production secondaire et la maturation des lymphocytes ont lieu dans des régions spécifiques du tissu lymphatique appelées centres germinatifs. Les lymphocytes sont pleinement capables de mitose et peuvent produire des clones de cellules aux propriétés identiques. Cette capacité permet à un individu de maintenir une immunité tout au long de sa vie contre de nombreuses menaces rencontrées dans le passé.
Troubles des leucocytes
La leucopénie est une condition dans laquelle trop peu de leucocytes sont produits. Si cette condition est prononcée, l'individu peut être incapable de repousser la maladie. La prolifération excessive de leucocytes est connue sous le nom de leucocytose. Bien que les nombres de leucocytes soient élevés, les cellules elles-mêmes sont souvent non fonctionnelles, ce qui expose l'individu à un risque accru de maladie.
La leucémie est un cancer impliquant une abondance de leucocytes. Elle peut impliquer un seul type spécifique de leucocyte, soit de la lignée myéloïde (leucémie myélocytaire), soit de la lignée lymphoïde (leucémie lymphocytaire). Dans la leucémie chronique, les leucocytes matures s'accumulent et ne meurent pas. Dans la leucémie aiguë, il y a une surproduction de jeunes leucocytes immatures. Dans les deux conditions, les cellules ne fonctionnent pas correctement.
Le lymphome est une forme de cancer dans laquelle des masses de lymphocytes T et/ou B malins s'accumulent dans les ganglions lymphatiques, la rate, le foie et d'autres tissus. Comme dans la leucémie, les leucocytes malins ne fonctionnent pas correctement, et le patient est vulnérable aux infections. Certaines formes de lymphome ont tendance à progresser lentement et répondent bien au traitement. D'autres ont tendance à progresser rapidement et nécessitent un traitement agressif, sans lequel ils sont rapidement fatals.
Plaquettes
Vous verrez occasionnellement les plaquettes appelées thrombocytes, mais comme ce nom suggère qu'elles sont un type de cellule, ce n'est pas exact. Une plaquette n'est pas une cellule mais plutôt un fragment du cytoplasme d'une cellule appelée mégacaryocyte qui est entouré d'une membrane plasmique. Les mégacaryocytes descendent des cellules souches myéloïdes (voir la Figure 18.4) et sont de grandes cellules, typiquement de 50 à 100 µm de diamètre, et contiennent un noyau élargi et lobé. Comme noté précédemment, la thrombopoïétine, une glycoprotéine sécrétée par les reins et le foie, stimule la prolifération des mégacaryoblastes, qui se transforment en mégacaryocytes. Ceux-ci restent dans le tissu de la moelle osseuse (Figure 18.12) et forment finalement des extensions précurseurs de plaquettes qui s'étendent à travers les parois des capillaires de la moelle osseuse pour libérer dans la circulation des milliers de fragments cytoplasmiques, chacun entouré d'un morceau de membrane plasmique. Ces fragments encapsulés sont des plaquettes. Chaque mégacaryocyte libère 2000 à 3000 plaquettes au cours de sa durée de vie. Après la libération des plaquettes, les restes de mégacaryocytes, qui ne sont guère plus qu'un noyau cellulaire, sont consommés par les macrophages.
Les plaquettes sont relativement petites, 2 à 4 µm de diamètre, mais nombreuses, avec typiquement 150 000 à 160 000 par µL de sang. Après être entrées dans la circulation, environ un tiers migrent vers la rate pour y être stockées en vue d'une libération ultérieure en réponse à toute rupture d'un vaisseau sanguin. Elles sont ensuite activées pour remplir leur fonction principale, qui est de limiter la perte de sang. Les plaquettes ne restent qu'environ 10 jours, puis sont phagocytées par les macrophages.
Les plaquettes sont essentielles à l'hémostase, l'arrêt de la perte de sang suite à une lésion d'un vaisseau. Elles sécrètent également une variété de facteurs de croissance essentiels à la croissance et à la réparation des tissus, en particulier du tissu conjonctif. Des perfusions de plaquettes concentrées sont maintenant utilisées dans certaines thérapies pour stimuler la guérison.
Troubles des plaquettes
La thrombocytose est une condition dans laquelle il y a trop de plaquettes. Cela peut déclencher la formation de caillots sanguins indésirables, un trouble potentiellement fatal. S'il y a un nombre insuffisant de plaquettes, appelée thrombocytopénie, le sang peut ne pas coaguler correctement, et des saignements excessifs peuvent en résulter.
Lien interactif
Consultez les Webscopes de l'Université du Michigan et explorez les frottis sanguins plus en détail. La fonction Webscope vous permet de déplacer les lames comme vous le feriez avec une platine mécanique. Vous pouvez augmenter et diminuer le grossissement. Vous avez la possibilité de revoir chacun des leucocytes individuellement après avoir tenté de les identifier à partir des deux premiers frottis sanguins. De plus, il y a quelques questions à choix multiples.
Êtes-vous capable de reconnaître et d'identifier les différents éléments figurés ? Vous devrez le faire de manière systématique, en balayant l'image. La méthode standard est d'utiliser une grille, mais ce n'est pas possible avec cette ressource. Essayez de construire un tableau simple avec chaque type de leucocyte, puis de faire une marque pour chaque type de cellule que vous identifiez. Tentez de classer au moins 50 et peut-être jusqu'à 100 cellules différentes. En fonction du pourcentage de cellules que vous comptez, les chiffres représentent-ils un frottis sanguin normal ou quelque chose semble-t-il anormal ?