L'hémolyse et son exploration

 

1. Définition

 

Hémolyse =              destruction des globules rouges (GR) arrivés au terme de leur vie circulatoire de 120 j,

                              associée à la libération puis au catabolisme de l’hémoglobine.

 

Les GR vieillis disparaissent du torrent circulatoire :

                              Majoritairement par un mécanisme intra tissulaire (phagocytose ; 85%),

                              Minoritairement par hémolyse intra vasculaire (= dans le torrent circulatoire ; 15%).

 

L’hémolyse pathologique amplifie l’un ou l’autre de ces 2 mécanismes.

Cette hémolyse excessive est habituellement accompagnée d’une régénération médullaire = augmentation du nombre des réticulocytes dans le sang.

 

Cependant, environ 15% de l’érythropoïèse du sujet sain n’aboutit pas à la production de GR : les érythroblastes défectueux sont éliminés (phagocytose par les macrophages médullaires) et leurs composants sont dégradés :

 

- ADN dégradé en acide urique,

- hémoglobine (Hb) dégradée en libérant le fer qui sera recyclé dans l’érythropoïèse et en hème qui sera catabolisé en bilirubine : ce qui explique l’existence de bilirubine à l’état normal dans le plasma.

 

L’érythropoïèse inefficace peut devenir majeure  au cours des dysérythropoïèses constitutionnelles (congénitales, hémoglobinopathies) ou acquises (carences en B12 ou en folates, syndromes myélodysplasiques) : la destruction intramédullaire excessive d’érythroblastes défectueux s’appelle également avortement intramédullaire ou hémolyse intramédullaire, qui s’apparente à une hémolyse intra tissulaire importante, avec les anomalies biochimiques en rapport.

 

 

2. Vie et mort du globule rouge (GR)

 

 

2.1. Mesure de la durée de vie du GR.

 

 

2.1.1. Méthode isotopique avec production d’hématies jeunes radiomarquées.

 

                On injecte un composé radioactif (glycine marquée au 14C ou au 15N, ou 59Fe) utilisé par l’érythropoïèse.

 Par exemple : le 59Fe est injecté par voie IV : il disparaît rapidement du sang (1/2 vie = 90’), capté rapidement par les érythroblastes (radioactivité médullaire maximale après 2-4 j). Après 5j la radioactivité réapparaît dans le sang (= GR avec Hb marquée au 59Fe) et persiste environ 100 - 120j, puis disparaît.

 Des capteurs placés sur le sacrum (os), la rate et le foie permettent de mesurer l’importance de la captation de fer radioactif par ces organes (importance en pathologie pour localiser une captation excessive, par exemple splénique).

 

 

2.1.2. Marquage isotopique des GR circulants.

 

                Un volume de sang est incubé avec un sel de chrome radioactif qui se fixe à l’Hb. Après lavage on réinjecte les GR marqués (qui se mélangent aux autres GR). On mesure régulièrement la radioactivité d’un aliquot sanguin (diminue progressivement et disparaît vers 120j). Par rapport à la technique au radiofer, on marque ici les GR circulants de tous âges.

                En pratique une correction de la mesure est nécessaire car les GR libèrent une partie du chrome marqué : la ½ vie moyenne des GR normaux par cette méthode est de 30 j, avant correction (voir courbe ci-dessous). Des capteurs placés sur divers organes apprécient une éventuelle captation excessive.

 

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 A retenir : selon les méthodes de mesure, la vie du GR varie entre 115 et 125 j (m = 120 j).

 

 

2.2. Vieillissement des GR.

 

                Plusieurs hypothèses sont proposées pour expliquer la fin de vie des GR après environ 120j, mais aucune n’est ni prépondérante ni clairement démontrée :

 

                Les GR sont dépourvus d’appareil de synthèse : une diminution progressive de l’activité des enzymes érythrocytaires sans renouvellement diminue la protection de la membrane et l’Hb contre l’oxydation irréversible. La présence d’Hb oxydée (corps de Heinz) faciliterait leur phagocytose par les macrophages de la rate. Mais cette diminution d’activité est faible si l’on compare les GR jeunes et âgés (sauf les réticulocytes qui ont une forte activité enzymatique).

 

                Modification des flux ioniques, avec augmentation du Ca++ et diminution du potassium intracellulaire, induisant une déshydratation et une diminution de la déformabilité (diminution de l’activité des canaux calciques).

 

                Diminution de la charge négative de la membrane, par perte progressive d’acide sialique sur la partie externe des glycoprotéines membranaires, facilitant la phagocytose par les macrophages.

 

                Hypothèse immunologique. Présence de faibles quantités d’Ac anti protéine bande 3 et anti glycolipides, se fixant préférentiellement sur les GR âgés, facilitant leur phagocytose par les macrophages.

 

 

2.3. Hémolyse intra tissulaire.

 

Prépondérante à l’état normal (85%), elle est assurée par les macrophages de la moelle osseuse, de la rate et du foie. En pathologie les GR légèrement altérés seront plutôt phagocytés dans la rate, alors que fortement altérés ils le seront aussi bien dans la rate que le foie.

 

Une suite de réactions va dissocier l’Hb en globine et en hème :

 

                - La globine est dégradée (catabolisme des protéines),

 

                - le fer de l’hème est recyclé dans l’érythropoïèse ou stocké dans les macrophages,

 

                - l’hème est dégradé par l’hème oxydase pour produire la biliverdine (structure tétrapyrrolique encore fermée) puis la bilirubine (ouverture de l’anneau tétrapyrrolique et formation d’une structure linéaire).

 

                - La bilirubine est d’abord appelée « libre » : soluble dans les graisses mais insoluble dans l’eau, elle est libérée hors des macrophages et véhiculée dans le plasma par l’albumine, qui la transporte jusqu’aux hépatocytes ;

 

                - la bilirubine est glycuroconjuguée dans les hépatocytes (2 molécules de glycuronide / molécule de bilirubine), et devient soluble ;

 

                - la bilirubine est ensuite excrétée par la bile dans le duodénum où elle est transformée en stercobiline (éliminée dans les selles) et en urobilinogène et urobiline dont une partie (15%) est réabsorbée (cycle entéro-hépatique) et finalement éliminée dans les urines.

 

 

Valeurs normales :                 bilirubine libre                   < 10 mg/L              ou < 17 µmol/L

                                               bilirubine conjuguée          <  3 mg/L              ou <  5  µmol/L

Au cours de l’hémolyse la quantité de bilirubine libre sérique augmente. 

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 Remarques.

                Les techniques de dosage de la bilirubine utilisent un diazoréactif qui colore directement la bilirubine conjuguée = bilirubine « directe », et l’addition d’un réactif alcoolique ou solubilisant est nécessaire pour colorer la bilirubine libre = bilirubine « indirecte ».

 

                La bilirubine libre peut se solubiliser dans les lipides du tissu cérébral et exercer un effet toxique (voir « maladie hémolytique du nouveau-né »), provoquant l’ictère nucléaire ; la photothérapie modifie la structure spatiale de la bilirubine libre et la rend hydro soluble.

 

                Il existe divers déficits enzymatiques de la voie de glycuroconjugaison ; le plus sévère est la maladie de Crigler Najjar dans lequel la bilirubine n’est pas conjuguée, entraînant une élévation excessive de la forme libre et un risque majeur d’ictère nucléaire

 

                Une anomalie apparentée à la précédente mais asymptomatique hormis un discret subictère est la maladie de Gilbert (touche 10% de la population mondiale)

 

                En dehors du catabolisme de l’hème en bilirubine, il existe d’autres voies de dégradation, certaines encore mal caractérisées.

 

 

2.4. Hémolyse intra vasculaire.

 

Représente environ 15% de l’hémolyse physiologique, par lyse osmotique des GR vieillis ou fragmentation (diminution de déformabilité) dans les capillaires de taille réduite.

L’hémoglobine libre se fixe à l’haptoglobine (Hp = alpha2 globuline synthétisée par le foie).

La demi vie de l’Hp libre est de 4-5j dans le plasma, alors que celle du complexe Hp-Hb est < 30 minutes (élimination hépatique avec catabolisme des 2 protéines).

Valeur normale de l’haptoglobine sérique de l’adulte    = 0.7 – 2.5 g/L

 

Dans l’hémolyse intratissulaire l’Hp est très basse (= 0.1 – 0.5 g/L), et dans d’hémolyse intravasculaire l’Hp peut disparaître totalement du plasma (< 0.03 g/L) :

 

l’Hb libre est alors en partie captée par les hépatocytes et en partie dissociée en dimères alpha-bêta qui traversent le filtre glomérulaire rénal où ils sont partiellement réabsorbés. La réabsorption est limitée et l’excès d’Hb libre peut provoquer une hémoglobinurie et une tubulopathie (qui avec l’état de choc induit l’insuffisance rénale aiguë).

 [les cellules épithéliales rénales ingèrent de l’Hb et la catabolisent, stockant le fer : après quelques semaines on peut visualiser ce fer dans les cellules desquamées du sédiment urinaire par coloration de Perls (= hémosidérinurie); utile lors de crises hémolytiques intermittentes ou pour apprécier des pertes de fer urinaire]

 

L’hème peut se fixer également à l’albumine et à l’hémopexine (bêta glycoprotéine synthétisée par le foie). Le complexe hémopexine – hème est capté par les hépatocytes : l’hémopexine est libérée du complexe et retourne dans le plasma tandis que l’hème est dégradé.

 

 

Remarques.

 

* L’interprétation des variations quantitatives de l’Hp est délicate dans 2 circonstances :

- Absente chez le NNé, la synthèse de l’Hp augmente progressivement avec l’âge et les valeurs normales sont atteintes progressivement dans l’enfance,

- C’est une protéine dont la concentration sérique augmente lors de la phase aiguë de l’inflammation (l’IL1 et l’IL6 augmentent fortement sa synthèse hépatique lors des états inflammatoires).

* Hémopexine = 0.5 – 1.5 g/L. Moins bon reflet de l’hémolyse que l’haptoglobine de part sa recirculation, et augmentation dans les états inflammatoires.

 

 

3. Le bilan d'hémolyse.

 

 

* L’expression clinique de l’hémolyse excessive est variable :

 

                - parfois inapparente ou limitée à un ictère +/- franc, évoquant une hémolyse chronique : l’anémie est parfois absente (compensée par la régénération médullaire (Nb de réticulocytes élevé), et souvent intra tissulaire ;

                - parfois bruyante, avec difficultés d’adaptation cardio-respiratoire pouvant conduire à un état de choc, correspondant à une déglobulisation massive : l’anémie est d’importance variable, plus souvent intravasculaire.

 

On précisera : ictère, urines rouges.

 

* Biologie.

 

Hémogramme :

- l’anémie est inconstante : une hémoglobine normale à l’hémogramme devra faire évoquer une hémolyse compensée par la régénération médullaire,

- habituellement régénérative : N° des réticulocytes > 150 G/L, parfois > 1000 G/L.

 

Remarque : la N° des réticulocytes commence à augmenter 5 jours après début de l’hémolyse.

- étude de la morphologie érythrocytaire sur lame : pour caractériser certaines anémies hémolytiques constitutionnelles ou acquises,

- leucocytes et plaquettes : pas de particularités (parfois augmentation dite d’entrainement lors des fortes poussées d’hémolyse, parfois érythroblastémie en parallèle d’une forte hyperréticulocytose)

 

Paramètres biochimiques basiques de l’hémolyse :

 

                               bilirubine libre augmentée (Bili conjuguée normale),

                               haptoglobine sérique effondrée, souvent < 0.1 G/L,

                               LDH sérique augmentée (parfois 20 fois la normale)

 

Test de Coombs direct pour caractériser la nature immunologique ou non de l’hémolyse.

 

Puis, en fonction de la situation, on pourra réaliser :

                               - dosage de l’hémoglobine libre plasmatique (N < 0,2 g/L),

                               - recherche d’une hémoglobinurie,

                               - divers examens très spécialisés, selon l’hypothèse diagnostique évoquée :

                                     * expression de certaines molécules (CD55 et CD59) à la membrane des GR ou des leucocytes par cytométrie de flux (caractérisation de l’HNP),

                                     * test EMA (eosine 5 maléimide) pour caractériser la sphérocytose héréditaire,

                                     * …

 

 

Septembre 2012