Composition globale et structure
La partie liquide du sang est composée de 90 % d'eau, les 10 % restants formant le résidu sec. Les substances organiques y dominent largement (9 %), tandis que les composants inorganiques ne représentent que 1 %.
Si l'on analyse plus en détail la structure du résidu sec, environ les deux tiers de sa masse sont constitués de protéines, et un tiers de composés à faible poids moléculaire et d'électrolytes.
Sur le plan chimique, le plasma est très proche du liquide interstitiel (intercellulaire). Le principal cation est le sodium ($Na^+$), tandis que les anions dominants sont les chlorures ($Cl^-$) et les bicarbonates ($HCO_3^-$). La différence clé réside dans la concentration en protéines : elle atteint environ 70 g/L dans la circulation sanguine, ce qui est nettement supérieur à l'espace intercellulaire.
En outre, ce milieu liquide sert de vecteur aux hormones, aux nutriments et aux déchets métaboliques (composés azotés, acides organiques).
Fractions protéiques
Plus d'une centaine de protéines différentes circulent dans le lit vasculaire. Elles sont produites principalement par le foie, mais aussi par la moelle osseuse et la rate, ou libérées lors de la désintégration des cellules sanguines. Lors de l'électrophorèse, elles sont classiquement séparées en cinq fractions : les albumines et quatre groupes de globulines.
1. Albumines Leur concentration est de 40 à 45 g/L. Ce sont des molécules à poids moléculaire relativement faible. Le rôle principal des albumines est de générer la pression oncotique (colloido-osmotique). Cette force s'oppose à la pression hydrostatique et empêche le liquide de quitter les vaisseaux pour passer dans les tissus. Une perte massive d'albumines par voie rénale entraîne des œdèmes « rénaux », et une carence nutritionnelle prolongée, des œdèmes « de carence » (« de famine »).
2. Globulines Présentes à raison de 25 à 30 g/L, elles se caractérisent par des molécules de grande taille.
- Globulines $\alpha_1$ : prothrombine, $\alpha_1$-antitrypsine, lipoprotéines de haute densité (HDL).
- Globulines $\alpha_2$ : plasminogène, $\alpha_2$-macroglobuline, $\alpha_2$-antithrombine III, $\alpha_2$-haptoglobine.
- Globulines $\beta$ : fibrinogène, transferrine, lipoprotéines de basse densité (LDL).
- Globulines $\gamma$ : représentées par les immunoglobulines (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM).
Fonctions des protéines
Les protéines assurent des rôles physiologiques d'une importance critique :
- Régulation de la pression : établissement du gradient oncotique (normalement de 25 mmHg).
- Hémostase : participation à tous les maillons de la régulation de l'état d'agrégation du sang (la prothrombine et le fibrinogène assurent la coagulation, le plasminogène la fibrinolyse, et l'antithrombine III intervient dans le système anticoagulant).
- Défense immunitaire : action des immunoglobulines, des protéines du complément et des macroglobulines.
- Fonction de transport : acheminement des lipides, hormones, vitamines et sels de métaux lourds. Par exemple, la transferrine lie le fer, la transcortine le cortisol, les transcobalamines transportent la vitamine B12, les lipoprotéines le cholestérol, et les albumines les acides gras.
- Fonction rhéologique : maintien d'une viscosité optimale du flux sanguin.
- Fonction trophique (de réserve) : constitution d'un pool d'acides aminés pour la synthèse des protéines tissulaires.
- Fonction tampon : participation directe à la régulation de l'équilibre acido-basique (EAB).
Lipoprotéines
Ces complexes assurent le transport du cholestérol, des triacylglycérols, des phosphoglycérides et d'autres substances. On les classe selon leur densité en chylomicrons, VLDL (très basse densité), LDL (basse densité) et HDL (haute densité).
La densité varie de façon inversement proportionnelle à la proportion de lipides : si les VLDL en contiennent environ 90 % (ce qui explique leur faible densité), les HDL en renferment près de 50 %.
En pratique clinique, on accorde une attention particulière au taux de LDL : sa concentration est directement liée au risque de développement de l'athérosclérose, ce qui confère à cette fraction un pouvoir athérogène élevé.
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Quelle est la différence entre le plasma sanguin et le sérum sanguin ?
Le sérum sanguin est un plasma privé de fibrinogène.
| Caractéristique | Plasma sanguin | Sérum sanguin |
|---|---|---|
| Mode d'obtention | Centrifugation du sang additionné d'anticoagulants | Séparation du liquide lors de la formation du caillot |
| Présence de fibrinogène | Présente | Absente |
Quelles sont les valeurs normales de la pression osmotique du plasma sanguin et par quoi est-elle assurée ?
La pression osmotique normale du sang est de 7,6 à 8,1 atm (768 à 818 kPa, 295 à 310 mosm/L). Elle est principalement déterminée par la concentration des sels minéraux, dont le sodium et le chlore sont les principaux représentants. La pression oncotique (25 à 30 mmHg), assurée par les protéines plasmatiques (en premier lieu les albumines), participe également à la pression osmotique globale.
Quels systèmes tampons assurent le maintien du pH du plasma sanguin ?
Le maintien de l'équilibre acido-basique du plasma fait intervenir des systèmes tampons chimiques, qui constituent la première ligne de défense mobile.
- Système bicarbonate — composé d'acide carbonique et de bicarbonates (rapport 1:20), il s'agit du principal système tampon du plasma.
- Système protéique — fondé sur le caractère amphotère des protéines, qui leur permet de lier les ions $H^+$ ou $OH^-$.
Les systèmes tampons du sang dans leur ensemble comprennent également :
- Système phosphate — sels de phosphates mono- et disodiques/potassiques.
- Système hémoglobine — assure 75 % de la capacité tampon du sang et comprend l'hémoglobine réduite et oxygénée.
Moyen mnémotechnique pour retenir certaines protéines de transport : la transferrine transporte le ferrum (le fer), la transcortine le cortisol, et les transcobalamines la vitamine B12 (car elle contient du cobalt).
Questions des cours et des examens
Quelle est la différence entre le plasma et le liquide intercellulaire (interstitiel) ?
Leur composition électrolytique est très similaire (le sodium, les chlorures et les bicarbonates prédominent dans les deux milieux). La principale différence réside dans la richesse de la circulation sanguine en protéines (environ 70 g/L).
Pourquoi des œdèmes apparaissent-ils lors d'un jeûne prolongé ?
En cas de carence nutritionnelle, le taux d'albumines chute. La pression oncotique, qui retient normalement l'eau dans les vaisseaux, diminue en conséquence, ce qui entraîne le passage du liquide dans les tissus et provoque des œdèmes « de carence ».
Quelles protéines plasmatiques sont responsables de la coagulation sanguine ?
La coagulation met en jeu la prothrombine (globuline $\alpha_1$) et le fibrinogène (globuline $\beta$). Parallèlement, le plasminogène assure la dissolution du caillot, tandis que l'antithrombine III prévient une coagulation excessive.
À étudier également sur le sujet
- Mécanismes de la formation de la pression oncotique et échanges transcapillaires
- Rôle des globulines $\gamma$ (immunoglobulines) dans l'immunité humorale
- Fonctionnement du système tampon protéique et régulation de l'équilibre acido-basique
- Interaction entre les systèmes de coagulation, anticoagulant et fibrinolytique du sang
- Métabolisme des lipoprotéines et mécanismes physiopathologiques de l'athérosclérose
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