1.2 Les globules rouges effectuent le transport de l’oxygène fixé par l’hémoglobine
Les globules rouges (ou hématies, érythrocytes, normocytes) sont des cellules anucléées, en forme de disque biconcave, d’environ 7,5 μm de diamètre. Le volume globulaire moyen est de 85 à 95 μm3.
Le rôle principal des globules rouges est de maintenir à l’état fonctionnel le pigment respiratoire qu’est l’hémoglobine. La concentration normale de l’hémoglobine dans le sang est de 13 à 18 g/100ml chez l’homme et de 12 à 16 g/100 ml chez la femme. L’hémoglobine, constituant majeur du globule rouge (environ 1/3 de son poids), assure 3 fonctions principales :
1) transporter l’oxygène des poumons aux tissus ;
2) permettre le transfert d’une partie du CO2 des tissus aux poumons ;
3) tamponner les ions H+ libérés par les tissus. Le glucose est la principale source d’énergie pour le globule rouge (glycolyse anaérobie intra-érythrocytaire). La membrane plasmique de l’hématie porte des antigènes qui déterminent les groupes sanguins (A, B, O, Rhésus, etc.). La durée de vie des globules rouges est de 120 jours.
1.3 Les plaquettes maintiennent l’intégrité du système circulatoire et assurent l’hémostase quand les vaisseaux sanguins sont endommagés
Les plaquettes sanguines (ou thrombocytes) sont des fragments cellulaires anucléés (2 à 5 μm de diamètre) contenant des mitochondries, des vésicules à coeur dense et un cytosquelette riche en protéines contractiles. Leur durée de vie est de 8 à 12 jours. Les plaquettes proviennent de la fragmentation cytoplasmique de leurs précurseurs médullaires, les mégacaryocytes. Elles jouent un rôle fondamental dans les processus de l’hémostase et de la coagulation. Le phénomène de l’agrégation plaquettaire qui joue un rôle crucial dans ces processus fait intervenir de nombreuses molécules d’adhérence.
2 Les cellules immunitaires dans les tissus
2.1 Les monocytes et les macrophages constituent le système des phagocytes mononucléés
2.1.1 Une fois formés dans la moelle osseuse, les monocytes passent dans le sang
Ce sont les plus grands des leucocytes normaux (12 à 20 μm). Leur noyau est volumineux, central ou périphérique, réniforme ou indenté. Leur cytoplasme est caractérisé par des expansions cytoplasmiques et par la présence de grains azurophiles (en MO) correspondant à des lysosomes primaires (en ME).
2.1.2 Après être sortis du sang, les monocytes migrent dans les tissus et s’y différencient en macrophages
Les macrophages, disséminés dans l’ensemble de l’organisme, se distinguent des monocytes par une plus grande taille, le développement considérable de l’appareil vacuolaire (vésicules d’endocytose, endosomes, lysosomes primaires, phagosomes, phagolysosomes) et des expansions cytoplasmiques qui forment de véritables pseudopodes. Les propriétés fondamentales des macrophages sont leur mobilité, leur pouvoir de phagocytose et leur capacité sécrétrice. Cette capacité sécrétrice est multiple : fractions du complément, cytokines (interleukines 1 et 6, TNF-α), facteurs hématopoïétiques (GM-CSF), protéases et antiprotéases (α-1 antitrypsine), prostaglandines, radicaux libres (oxyde nitrique, eau oxygénée, radical OH). Les macrophages jouent un rôle prépondérant dans les défenses de l’organisme : nettoyage non spécifique (« cellules poubelles ») et rôle dans les réactions immunes. Les fonctions des monocytes/macrophages sont modulées par différentes cytokines comme l’interféron γ produit par les lymphocytes T.
2.1.3 Les macrophages font partie des cellules présentatrices d’antigènes
2.2 Les granulocytes interviennent dans les réactions de défense non spécifiques de l’organisme
Les granulocytes possèdent un noyau unique qui présente plusieurs lobes de formes diverses, ayant pu faire croire, à tort, qu’ils étaient multinucléés, d’où le nom de « polynucléaires ». Le cytoplasme des granulocytes contient différents types de granulations, caractéristiques de chaque granulocyte.
Selon les affinités tinctoriales en MO de leurs granulations, les granulocytes sont répartis en trois catégories : neutrophiles, éosinophiles et basophiles.
2.2.1 Les granulocytes neutrophiles
Le cytoplasme des granulocytes neutrophiles contient des granulations qui peuvent se répartir en au moins 3 variétés, qualifiées de granulations primaires, secondaires ou tertiaires, en fonction de la nature de leur contenu, de leur diamètre, de leur affinité tinctoriale en MO et de leur densité aux électrons en ME. Les unes sont des lysosomes qui contiennent de la myélopéroxydase et des molécules bactéricides indépendantes de l’oxygène (hydrolases acides, élastase, cathepsines, protéines cationiques dites « tueuses », lysozyme, défensines...). D’autres, dépourvues d’enzymes lysosomiales et de peroxydases, contiennent principalement du lysozyme, de la lactoferrine, du cytochrome b, de la collagénase, de la gélatinase, de la phosphatase alcaline. D’autres enfin contiennent essentiellement de la gélatinase.
Les neutrophiles agissent localement au niveau des tissus, pour détruire et éliminer les agents pathogènes ainsi que les cellules ou molécules devenues anormales. Cette fonction s’accomplit en différentes étapes plus ou moins intriquées :
1) déplacement des granulocytes neutrophiles qui se rendent sur les lieux (chimiotactisme)
2) phagocytose (reconnaissance, adhérence puis englobement de la cible),
3) dégradation par les « protéines tueuses » et par les systèmes tueurs dépendants de l’oxygène, aboutissant à la production de substances puissamment bactéricides telles que H2O2, radicaux oxydants (OH, HOCl) ; les substances antibactériennes oxygène-indépendantes contenues dans les lysosomes primaires (défensines, protéinases neutres comme la cathepsine G, lysozyme) conduisent à une destruction bactérienne partielle qui sera achevée par les monocytes/ macrophages. La durée de vie des granulocytes neutrophiles est de l’ordre de 24 heures.
2.2.2 Les granulocytes éosinophiles
Les granulocytes éosinophiles sont les cellules effectrices principales de l’immunité anti-parasitaire, des réactions d’hypersensibilité retardée et de la résistance aux tumeurs. Les granulations éosinophiles sont colorées en rouge-orangé par les colorations standard ; en ME, la matrice de ces granulations est finement granulaire et contient une formation cristalline (« cristalloïde ») à arrangement régulier périodique de bandes claires et de bandes sombres. Les granulations des éosinophiles contiennent des eicosanoïdes et de nombreuses protéines dont certaines entraînent la dégranulation des mastocytes et la libération d’histamine. La peroxydase des éosinophiles, différente de celle des neutrophiles et des monocytes, possède la capacité de détruire de nombreux microorganismes, en particulier des parasites, mais également des cellules tumorales. Après une demi-vie de quelques heures dans la circulation sanguine, les éosinophiles passent dans les tissus (comme la peau, les poumons, le tube digestif) où ils persistent quelques jours.
2.2.3 Les granulocytes basophiles
Les granulocytes basophiles contiennent dans leur cytoplasme des granulations volumineuses, métachromatiques, de couleur bleu-noir après coloration au May-Grunwald-Giemsa. Ils circulent dans le sang et passent dans les tissus en cas de réactions allergiques. Ils interviennent alors dans les réactions d’hypersensibilité immédiate (réactions allergiques, conjointement avec les mastocytes tissulaires, selon des mécanismes analogues (cf plus loin). Leur durée de vie est de quelques jours.
2.3 Les mastocytes participent avec les granulocytes basophiles aux réactions d’hypersensibilité immédiate (réactions allergiques)
Les mastocytes et les granulocytes basophiles possèdent une origine commune à partir des cellules souches hématopoïétiques, mais ont subi une différenciation différente (notamment, expression sur la membrane du mastocyte d’un récepteur c-kit, absent de celle des granulocytes basophiles). Mastocytes et basophiles ont une physiologie commune mais sont morphologiquement différents. Les mastocytes sont des cellules arrondies, à noyau rond central, dont le cytoplasme renferme des granulations métachromatiques en MO et de structure feuilletée et lamellaire en ME. Contrairement aux basophiles, ils ne s’observent que dans les tissus où ils sont souvent groupés autour de petits vaisseaux sanguins, et ne se trouvent pas dans le sang.
Chez des sujets génétiquement prédisposés, dits « atopiques », certains antigènes (allergènes) stimulent la production d’anticorps IgE par les plasmocytes. Ces anticorps IgE se lient de façon non spécifique, par leur fragment Fc, aux récepteurs membranaires des basophiles et des mastocytes.
Lors d’un contact ultérieur avec le même allergène, celui-ci se fixe sur le fragment Fab spécifique des IgE liés à la membrane de ces cellules, entraînant la libération dans le milieu extracellulaire du contenu de leurs granulations (héparine, acide hyaluronique et surtout histamine) et la production de cytokines et de leukotriènes. Ces molécules agissent sur des tissus cibles et sont responsables de phénomènes allergiques (comme l’urticaire, le rhume des foins, l’asthme, voire des chocs anaphylactiques graves).
2.4 Les lymphocytes sont les cellules effectrices du système immunitaire
2.4.1 L’aspect morphologique des lymphocytes est monomorphe
Les lymphocytes se caractérisent par :
1) leur forme, régulière, arrondie ;
2) leur taille, le plus souvent petite (voisine de celle d’un globule rouge) ; toutefois, à côté de ces petits lymphocytes, on distingue des moyens et des grands lymphocytes, de taille plus grande ;
3) leur noyau, sphérique, foncé, sans nucléole visible, occupant la presque totalité du volume de la cellule ;
4) leur cytoplasme, réduit à une mince couronne contenant les organites cellulaires habituels en quantité très restreinte.
2.4.2 Les lymphocytes acquièrent leur compétence fonctionnelle au cours de leur passage dans un organe lymphoïde central
Les lymphocytes, issus des lymphoblastes, quittent la moelle osseuse, passent dans la circulation et se dirigent vers un organe lymphoïde dit central, où ils se multiplient et produisent des lymphocytes qui acquièrent leur spécificité immunitaire. Les deux organes lymphoïdes centraux, le thymus et la moelle osseuse produisent des lymphocytes différents sur le plan fonctionnel. Le thymus induit la compétence des lymphocytes T, responsables de l’immunité cellulaire. La moelle osseuse induit la compétence des lymphocytes B, responsables de l’immunité humorale. Chaque lymphocyte devient alors « immunologiquement compétent », et porte sur sa membrane des récepteurs spécifiques, capables de reconnaître un antigène. Les lymphocytes compétents se répartissent via la circulation dans l’organisme : dans les organes lymphoïdes (rate, ganglions) et dans les tissus conjonctifs, tout particulièrement dans le chorion des muqueuses où les lymphocytes sont dispersés ou forment des amas lymphoïdes. Sous l’effet d’une stimulation antigénique, les lymphocytes compétents activés deviennent des cellules effectrices.
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2.4.3 La maturation fonctionnelle des lymphocytes se traduit par l’apparition d’antigènes membranaires spécifiques
Les étapes de la différenciation lymphocytaire sont marquées par l’apparition d’antigènes membranaires appelés CD pour « cluster de différenciation ». Ces antigènes sont utilisés comme des marqueurs, pouvant être identifiés par immunomarquage avec des anticorps monoclonaux. Certains antigènes sont présents sur tous les lymphocytes (comme CD45), d’autres sont spécifiques de chaque famille lymphocytaire, caractérisant leur maturation fonctionnelle ou l’état d’activation cellulaire.
2.4.4 Les lymphocytes B sont responsables de l’immunité humorale
Les lymphocytes B expriment à leur surface des immunoglobulines capables d’interagir directement avec les antigènes. Après stimulation antigénique, ils se transforment en plasmocytes capables de sécréter les immunoglobulines (ou anticorps circulants : IgG, IgA, IgM, IgE).
Les lymphocytes B synthétisent les immunoglobulines (ou anticorps)
Les lymphocytes B (de « Bone marrow », moelle osseuse), différenciés dans la moelle osseuse, sont identifiés par les anticorps anti-CD19 ou CD20. Dans les lymphocytes B matures (ceux du sang et des organes lymphoïdes), les immunoglobulines sont insérées dans la membrane plasmique. Ces immunoglobulines de surface (ou membranaires) sont le récepteur pour l’antigène et constituent le marqueur phénotypique essentiel des lymphocytes B. La grande majorité des lymphocytes B du sang humain portent des Ig M, très peu des Ig G ou des Ig A.
Après stimulation antigénique, les lymphocytes B se différencient en plasmocytes
Les plasmocytes sécrètent de grandes quantités d’anticorps spécifiques. Dans les plasmocytes, l’expression des immunoglobulines de surface disparait, remplacée par des immunoglobulines intracytoplasmiques présentes dans les citernes du réticulum endoplasmique granulaire (majoritairement IgG et IgA).
Les plasmocytes sont morphologiquement faciles à reconnaître :
1) leur forme est ovalaire ;
2) leur noyau arrondi, situé en position excentrique, possède une chromatine disposée en grosses mottes à la périphérie du noyau (donnant un aspect en rayons de roue) ;
3) leur cytoplasme comporte deux zones : une petite zone claire, périnucléaire, contenant les centrioles entourés par un volumineux appareil de Golgi et le reste du cytoplasme, occupé par un réticulum endoplasmique granulaire très développé, avec de nombreux ribosomes libres (responsables de l’intense basophilie du cytoplasme) ; les citernes du réticulum granulaire sont parfois distendues par la sécrétion d’immunoglobulines.
Les plasmocytes sont répartis dans les organes lymphoïdes et hématopoïétiques et dans le tissu conjonctif lâche. A l’état normal, on n’en trouve pas dans le sang ni dans la lymphe.
2.4.5 Les lymphocytes T sont impliqués dans l’immunité cellulaire
Les lymphocytes T reconnaissent des antigènes étrangers partiellement dégradés dans les cellules cibles et dont certains de leurs fragments ont ensuite été exposés à la surface cellulaire. Les lymphocytes T expriment sur leur membrane un récepteur pour les antigènes (TCR pour T-Cell Receptor)
Les lymphocytes T (de « Thymus ») qui acquièrent leur immunocompétence dans le thymus, sont identifiés par les anticorps anti-CD2 et CD3 (marqueurs « pan-T »). Au terme de la maturation intrathymique, les lymphocytes T expriment sur leur membrane un récepteur pour les antigènes, appelé récepteur T (ou TCR) composée de deux chaînes glycoprotéiques (α/β ou γ/δ). Les différents TCR reconnaissent des peptides antigéniques présentés à la surface d’une cellule associés à des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH).
Les molécules HLA de classe I sont portées par presque toutes les cellules nucléées alors que les molécules HLA de classe II sont exprimées sur les cellules présentatrices d’antigènes (CPA). Les CPA sont principalement les macrophages activés, les lymphocytes B, les cellules dendritiques folliculaires des centres germinatifs ganglionnaires (interagissant avec les lymphocytes B), les cellules dendritiques interdigitées (comme les cellules de Langerhans de la peau) présentant les antigènes aux lymphocytes T, les cellules endothéliales.
Le TCR est associé à la surface du lymphocyte T avec le complexe CD3 qui assure la transduction intracellulaire du signal après reconnaissance de l’antigène par le TCR.
L’expression des corécepteurs CD4 ou CD8 permet d’identifier les sous-populations lymphocytaires T (auxiliaires et cytotoxiques)
Après maturation thymique, les lymphocytes expriment soit le CD4, lymphocytes T auxiliaires (T4 ou Th pour « helpers ») qui reconnaissent un antigène associé au CMH de classe II, soit le CD8, lymphocytes T cytotoxiques (ou T8) qui reconnaissent un antigène associé au CMH de classe I. Le CD4 est aussi le récepteur du virus du sida, ce qui permet à ce virus d’infecter les lymphocytes T auxiliaires.
Les protéines transmembranaires CD4 et CD8 sont des récepteurs accessoires (ou costimulateurs) qui se lient à la partie non variable du CMH et stabilise l’interaction TCR/complexes peptide-CMH. L’adhésion cellulaire entre le lymphocyte T et la CPA est encore renforcée par l’association de molécules d’adhérence accessoires présentes sur les deux cellules.
Les antigènes exogènes activent les lymphocytes auxiliaires T4
Les antigènes exogènes (comme les antigènes microbiens), internalisés par endocytose dans les CPA sont fragmentés en peptides dont le plus immunogène est couplé à une molécule CMH-II et présenté à la surface cellulaire. La reconnaissance du complexe peptide exogène-CMH II par les lymphocytes T4, déclenche une prolifération clonale de lymphocytes T4 spécifiques de l’antigène reconnu. Ces lymphocytes auxiliaires ne détruisent pas directement les cellules cibles portant les antigènes exogènes, mais sécrétent des médiateurs locaux (lymphokines, interleukines ou cytokines) qui stimulent d’autres cellules effectrices (macrophages, cellules B activées) dirigée contre le même antigène. Selon les cytokines produites, on distingue deux sous-types de lymphocytes T4 : les cellules Th1 qui stimulent les lymphocytes T cytotoxiques spécifiques, et les cellules Th2 qui stimulent les lymphocytes B, les éosinophiles et les mastocytes.
Les antigènes endogènes activent les lymphocytes cytotoxiques T8
Les antigènes endogènes sont des protéines synthétisées par la cellule elle-même, à partir de son propre génome (antigène cancéreux) ou d’un génome viral (antigène viral). Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent directement les cellules cibles. Un fragment de l’antigène endogène, synthétisé par la cellule, est couplé à une molécule CMH-I et présenté à la surface cellulaire. La reconnaissance du complexe peptide endogène-CMH I par les lymphocytes T8 spécifiques de l’antigène, entraîne l’autodestruction de la cellule cible par sécrétion dans l’environnement cellulaire de molécules induisant l’apoptose (comme la perforine, le TNFβ, les sérine protéases, les granzymes).
2.4.6 Les lymphocytes NK ne sont ni T ni B
Les lymphocytes NK (« Natural Killers ») sont des lymphocytes de grande taille, contenant dans leur cytoplasme des granulations azurophiles. Ils possèdent une activité cytotoxique spontanée sur des cibles tumorales ou infectées par des virus. Leur mécanisme d’action est différent de celui des lymphocytes cytotoxiques T8. Les lymphocytes NK reconnaissent à la surface des autres cellules un double signal : activateur (glycoconjugué membranaire) et inhibiteur (peptide du « soi ») de la cytotoxicité. Dans les cellules normales, la reconnaissance d’un peptide caractéristique du « soinormal » inhibe la cytotoxicité. Si une cellule exprime à sa surface un peptide étranger (« non-soi » sur une cellule infectée par un virus ou « soi anormal » sur une cellule tumorale), seul le signal activateur est émis et la cellule cible est lysée par exocytose de composés cytolytiques.
3 Le tissu lymphoïde
3.1 Répartition du tissu lymphoïde
Le tissu lymphoïde permet l’intégration des interactions cellulaires complexes intervenant dans les réponses immunes. Ce tissu lymphoïde constitue d’une part, les organes lymphoïdes centraux ou primaires (moelle osseuse, thymus), d’autre part dans les organes lymphoïdes périphériques ou secondaires, lieux de développement de la réponse immune. Les organes lymphoïdes périphériques sont soit encapsulés (ganglions lymphatiques, rate) réagissant aux antigènes d’origine tissulaire ou sanguine soit non encapsulés présents d’une manière diffuse dans les muqueuses de l’organisme en particulier la muqueuse digestive, la muqueuse bronchique, la muqueuse urinaire (MALT : Mucosal Associated Lymphoid Tissue) réagissant aux antigènes atteignant la surface des muqueuses.
La communication entre ces compartiments du tissu lymphoïde est le fait d’un pool de lymphocytes recirculants.
3.2 Les follicules lymphoïdes
Dans tous les cas et à l’exception du thymus qui constitue un organe lymphoïde très particulier, l’organisation du tissu lymphoïde comporte toujours une trame de tissu réticulaire dans les mailles de laquelle se situent macrophages, cellules dendritiques et cellules lymphoïdes, le plus souvent regroupées en follicules.
Chez le nouveau-né avant tout contact antigénique, il n’existe que des follicules primaires ; les follicules secondaires n’apparaissant qu’après stimulation antigénique. Les follicules lymphoïdes secondaires possédant un centre germinatif sont observés après stimulation antigénique. Ils contiennent de nombreux lymphocytes B en cours de prolifération (centroblastes), associés à des cellules dendritiques folliculaires présentatrices d’antigène et quelques macrophages associés à des lymphocytes T. Les centres germinatifs sont entourés d’une couronne de petits lymphocytes de type B. Ces structures ont un rôle important dans le développement des réponses immunes impliquant les lymphocytes B, en particulier dans la mémoire de la réponse médiée par les lymphocytes B qui paraît être la fonction première des centres germinatifs.
Ainsi les capacités immunologiques dépendant des éléments lymphoïdes sont toujours étroitement liées au système macrophagique qui les entoure.
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Les populations cellulaires « libres » (Tissus sanguin & lymphatique)
by tedles Wed 14 Dec - 15:30
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