Hémoglobine

L'hémoglobine est un pigment de coloration rouge contenu par les globules rouges (hématies) et permettant le transport de l'oxygène des poumons vers les tissus.

Une hémoglobinopathie appelée également hémoglobinose est une affection héréditaire sanguine concernant l'hémoglobine et dont la transmission est variable des parents dans les enfants, selon la variété d'hémoglobinose).

Un pigment est une substance élaborée par l'organisme, donnant aux tissus leur coloration.

Une hémoglobinopathie, maladie relative à l'hémoglobine, de nature héréditaire, comprend les thalassémies c'est-à-dire les défauts de synthèse de l'hémoglobine et les hémoglobinoses c'est-à-dire les maladies liées au défaut de structure de la molécule d'hémoglobine.
À l'origine les allèles c'est-à-dire les structures situées sur les chromosomes qui sont responsables des hémoglobinopathies avaient comme bénéfice indirect de favoriser la lutte contre le paludisme à travers le maintien d'une affection naturelle malgré les effets pathologie propres de ces allèles. Ceci explique la grande fréquence de survenue des hémoglobinopathies. En effet, l'être humain a gardé en lui ces structures chromosomiques pour se défendre contre le paludisme mais a subi les conséquences de telles modifications chromosomiques en présentant, pour certaines personnes, une hémoglobinopathie.
Les thalassémies sont le résultat d'une diminution ou de l'absence totale de fabrication d'une des chaînes à base de protéines entrant dans la composition de l'hémoglobine qui sert à transporter l'oxygène dans les globules rouges. L'une de ces anomalies concerne la chaîne bêta dont la forme majeure est appelée l'anémie de Cooley. Cette anémie est susceptible d'engendrer une anémie hémolytique grave. Les hémoglobinopathie sont au nombre d'environ 300. Elles sont désignées par la lettre ou par le nom de la ville où se trouve une personne chez laquelle la maladie a été découverte. Les hémoglobinoses sont le résultat, le plus souvent, de mutation génétique ponctuelle. Leur diversité et leur grand nombre s'explique par le grand nombre de mutations. Une des mutations les plus fréquentes est celle qui entraîne l'apparition de drépanocytose c'est-à-dire l'hémoglobinose S. La majorité des mutations n'entraîne pas de symptômes c'est-à-dire que les patients ne savent pas qu'ils présentent une hémoglobinopathie. À l'inverse d'autres mutations génétiques chromosomiques sont responsables de maladies plus graves telles que des hémolyses pathologiques comme la drépanocytose ou l'hémoglobinose S ou C. Ces différentes modifications de l'hémoglobine entraînent des fonctionnements sot par excès soit par défaut de fixation d'oxygène et de transport de l'oxygène.

On pense qu'environ 250 millions de personnes sûrement plus, c'est-à-dire 4 à 5 % de la population mondiale est concerné par l'hémoglobinopathie. Chaque année, environ 350 000 nourrissons naissent avec des troubles ayant une relation avec une hémoglobinopathie dont les plus courantes sont la thalassémie et la drépanocytose. Évidemment c'est le continent africain qui le plus touché par cette pathologie.

Ce sont les modifications des chaînes constituées de protéines (peptidiques) qui sont à l'origine d'un grand nombre de types d'hémoglobine anormale.
L'hémoglobine peut également influencer la taille du globule rouge (globules microcytaires de la thalassémie) ou sa forme.

Le terme d'hémoglobinopathie désigne les pathologies de l'hémoglobine. Il s'agit entre autres de :

La drépanocytose touche la population noire d'Afrique équatoriale, tropicale ainsi que celle des Antilles et des États-Unis, entre autres est une maladie héréditaire dont la transmission se fait selon le mode autosomique récessif c'est-à-dire qu'il est nécessaire que les deux parents transmettent l'anomalie génétique pour que la descendance présente l'affection. La drépanocytose se caractérise par une anomalie de l'hémoglobine que l'on appelle hémoglobine S. Ceci aboutit à la déformation des globules rouges qui apparaissent en forme de faucile. Ce sont les sujets homozygotes qui sont dits SS qui sont malades. Les noires des États-Unis sont concernés à hauteur de 0,3 % et à peu près 10 % de la population est hétérozygote c'est-à-dire porteuses du gène. L'occlusion, l'obturation des petits vaisseaux par des globules rouges qui sont déformés, entraîne l'apparition de crise que l'on appelle vaso-occlusives à l'origine de douleurs osseuses et de l'abdomen dont l'intensité est variable mais qui sont quelquefois très sévères. Le signe majeur de la drépanocytose est une anémie hémolytique c'est-à-dire une diminution du nombre de globules rouges qui fait suite à la destruction des hématies par hémolyse (éclatement). L'électrophorèse de l'hémoglobine permet de faire le diagnostic en montrant la présence d'hémoglobine S. L'évolution de la drépanocytose est émaillée de complications aiguës, en particulier d'infections survenant essentiellement chez l'enfant. Le décès du patient n'est pas rare et l'aggravation brutale de l'anémie ainsi que l'apparition des thromboses c'est-à-dire des caillots sanguins venant obturer vaisseaux (du cerveau, dans le thorax, de la rate, dans le thorax), entraîne un tableau douloureux aigu. Les ulcères cutanés et l'atteinte de la rétine associés au nécroses du tissu osseux sont également des complications possibles de cette maladie du sang. L'espérance de vie est aujourd'hui > 40 ans. Le traitement est uniquement symptomatique (des signes que présente le patient) il fait appel aux antalgiques (antidouleurs) et à une réhydratation (réalimentation liquide du patient par perfusion). Les médicaments antidouleurs sont essentiellement les morphiniques (dérivés de la morphine). Il est quelquefois utile de procéder à des transfusions quand l'anémie est sévère et que le patient présente des signes témoignant d'une atteinte du coeur et des poumons. La diminution de l'intensité des crises est obtenue grâce l'hydroxyurée (Hydréa). La prévention et l'éducation de la famille sont essentielles afin de prévenir les complications à cette maladie. Les vaccinations sont également souhaitables, il s'agit de la vaccination pneumococcique, méningococcique et antihaemophilus B.

L'hémoglobine S/C est une maladie génétique est le résultat d'une transmission d'une anomalie génétique de la part du père et de la mère. L'un des deux parents transmet le gène C l'autre le gène S. Les manifestations cliniques c'est-à-dire les signes que présente le patient sont comparables à ceux de la drépanocytose mais on constate, à l'intérieur du sang, la présence de cellules cibles et de globules rouges falciformes(en forme de faux). La faux est un outil agricole constitué d’une forte lame d’acier légèrement courbe qui est fixée à un long manche, servant à couper l’herbe mais aussi les céréales. Au cours de cette pathologie hématologique (concernant le sang) il existe une possibilité de nécrose aseptique épiphysaire autrement dit on constate quelquefois la destruction des extrémités de certains os alors qu'il n'y a pas eu d'infection par un micro-organisme. En effet, le plus souvent la destruction osseuse que l'on appelle ostéolyse est le résultat d'une infection par un microbe, ce n'est pas le cas au cours de cette affection. Le processus de destruction du tissu osseux est équivalent à celui survenant au cours de la drépanocytose classique. La maladie se manifeste généralement durant la grossesse et est susceptible d'aboutir à un infarctus des poumons c'est-à-dire un défaut d'irrigation de l'appareil respiratoire aboutissant finalement à sa destruction par défaut d'oxygénation de ces tissus (phénomène équivalent à celui de l'infarctus du myocarde). L'électrophorèse permet de mettre en évidence la présence d'hémoglobine S et d'hémoglobine C.

L'hémoglobinose S est une maladie homozygote c'est-à-dire que le patient a reçu un gène S de la mère et un gène S du père. Au cours de cette affection on observe une anémie avec des hématies falciformes. Il existe une forme d'hémoglobinose qui est un état hétérozygote A/S, souvent asymptomatique c'est-à-dire au cours de laquelle le patient ne présente aucun symptôme.

L'hémoglobinose C D et E, quand elle concerne les patients homozygote c'est-à-dire quand le patient reçoit un gène anormal du père et un gène anormal de la mère, on constate la présence d'une anémie hémolytique chronique généralement modérée. Le plus souvent les états hétérozygotes c'est-à-dire quand le patient ne reçoit qu'un gène soit du père soit de la mère sont le plus souvent asymptomatiques (le patient ne présente aucun signe). Les variétés d'hémoglobine C sont observées essentiellement chez les noirs. Les hémoglobinoses E, quant à elles, se rencontrent essentiellement dans le sud-est de l'Asie où l'on pense qu'elles concernent environ 30 % des individus.

L'hémoglobine instable. Il existe un ne grand nombre de variétés d'hémoglobine instable (Zurich, Cologne etc.). Les patients présentent dans ce cas une anémie hémolytique chronique plus ou moins importante et des accès d'hémolyse aiguës qui sont le résultat, comme cela survient dans le déficit en glucose six phosphate déshydrogénase, de la prise de certains médicaments essentiellement des sulfamides. L'examen du patient montre fréquemment une augmentation de volume de la rate (splénomégalie) et la présence d'urines noires. Les urines noires sont dues à des pigments dipyrroliques. Le laboratoire met également en évidence la présence de corps de Heinz à l'intérieur des globules rouges grâce à la coloration par le bleu de crésyl. Lélectrophorèse permet de mettre en évidence des anomalies de l'hémoglobine, ces anomalies étant inconstantes. Le traitement de ce type d'hémoglobinopathie nécessite des transfusions essentiellement lors des crises hémolytiques (épisodes durant lesquelles les globules rouges éclatent). Il est nécessaire d'éviter les substances susceptibles de déclencher les crises (médicaments ou autres toxiques).

L'hémoglobine avec affinité anormale pour l'oxygène.

Le syndrome de persistance de l'hémoglobine fœtale se caractérise par un taux élevé d'hémoglobine fœtale jusqu'à 35 %. Au cours de cette affection le patient ne présente pas de critère de gravité.

Des hémoglobinopathies combinées.

La méthémoglobinémie désigne la présence à l'intérieur des globules rouges d'un pigment anormal entrant habituellement dans la composition de l'hémoglobine. Ceci est le résultat d'un excès d'oxydation du fer qui rentre normalement c'est-à-dire physiologiquement dans la synthèse de l'hémoglobine (l'hémoglobine est constituée de fer et d'une protéine : la globine). L'hémoglobine est un pigment qui en l'occurence possède la capacité de transporter l'oxygène en quantité normale satisfaisante (quand il n'existe pas d'hémoglobinopathie c'est-à-dire de maladie de l'hémoglobine). La présence en trop grande quantité de  méthémoglobinémie à l'intérieur des globules rouges est pathologique mais pas très graves. En effet, cette substance est décelable relativement aisément car elle modifie la coloration particulière des téguments et en particulier des muqueuses comme celle des lèvres, ce qui aboutit à ce que l'on appelle la cyanose donnant un aspect violacé à ces organes. Le sang quant à lui adopte une coloration proche de celle du chocolat. La constitution en trop grande importance de méthémoglobinémie à l'intérieur des globules rouges peut être le résultat d'une intoxication par des nitrites ou des nitrates essentiellement chez le nourrisson à cause d'une préparation du biberon ou de soupe avec de l'eau contenant ces molécules en trop grande quantité. La présence de chlorate de soude, de benzène de phénacétine, de sulfamides et de sulfones, substances, qu'il est possible de rencontrer à l'intérieur des herbicides peut également engendrer la fabrication en trop grande quantité de méthémoglobinémie. D'autres par un défaut de fonctionnement des mécanismes enzymatiques c'est-à-dire de transformation chimique ou plus précisément biochimique à l'intérieur de l'organisme et plus précisément l'intérieur des globules rouges, enzymes qui permettent de maintenir le fer de l'hémoglobine à un état (que les chimistes nomment réduit) est également une des causes de méthémoglobinémie élevée. Enfin une anomalie de la structure elle-même de l'hémoglobine comme cela se rencontre au cours de certaines hémoglobinoses peut engendrer une méthémoglobinémie. Le traitement de cette affection nécessite l'ingestion de bleu de méthylène. Cette substance est active sauf pour certaines variétés de méthémoglobinémie et en particulier quand il existe un déficit en méthémoglobinémie réductase (variété d'enzyme). Habituellement ce type de pathologie est relativement bien toléré par le patient.

La sulfhémoglobine est un produit qui résulte de la transformation de l'hémoglobine au cours de l'intoxication par 2 substances chimiques : l'hydrogène sulfuré et par les sulfamides. Il s'agit d'un dérivé de l'hémoglobine constitué à la suite d'une réaction chimique faisant intervenir certains composés industriels et éventuellement certains médicaments à base de soufre. À l'instar de la carboxyhémoglobine et de la méthémoglobine, la sulfhémoglobine provoque chez un individu intoxiqué, une cyanose c'est-à-dire une diminution de la coloration des téguments (peau et muqueuse). Les muqueuses se définissent comme les couches de cellules qui recouvrent l'intérieur des organes creux en contact avec l'air. L'affinité de la méthémoglobine pour l'oxygène est environ 140 fois plus faibles que celle de l'hémoglobine. La formation de la sulfhémoglobine est irréversible ce qui signifie que soient constituée à l'intérieur de globules rouges celle-ci ne revient à l'état d'hémoglobine originelle. Néanmoins la méthémoglobine disparaît progressivement avec la disparition du globule rouge (hématie) au fur et à mesure du renouvellement de ceux-ci. Il est possible de doser la méthémoglobine dans le sang en utilisant une méthode biologique utilisée en laboratoire : la spectrophotométrie.

La carboxyhémoglobine.

La bêtathalassémie est une maladie génétique qui entraîne un défaut de synthèse de l'hémoglobine à l'intérieur du globule rouge. Ceci aboutit à une diminution du volume des hématies (globules rouges) que l'on appelle microcytose. Il est nécessaire de distinguer plusieurs types de thalassémie selon la variété de la chaîne protéique qui entre dans la composition de l'hémoglobine en question (chaîne de globine) dont la synthèse est anormale. La sévérité de la thalassémie est fonction du déficit de cette synthèse. Cette maladie est fréquente chez les patients d'origine méditerranéenne. Les individus hétérozygotes c'est-à-dire ayant reçu le gène anormal que de leur père ou de leur mère entraîne apparition d'une thalassémie généralement inapparente avec des globules rouges petits et quelquefois un nombre de globules rouges légèrement augmentés. Ceci n'entraîne pas l'apparition d'autres symptômes et aucun handicap majeur. Le diagnostic de cette variété de thalassémie est porté grâce à l'électrophorèse de l'hémoglobine qui montre une augmentation peu importante c'est-à-dire environ trois à 5 % du taux d'hémoglobine A2. Les traitements sont inutiles dans ce cas. Les sujets homozygotes quant à eux c'est-à-dire ceux qui ont reçu un gène anormal de la mère et du père ont une thalassémie qui se caractérise par une anémie microcytaire (globules rouges de petits volumes) généralement sévère et qui nécessite des transfusions dès les premiers mois ou les premières années de la vie. Il s'agit entre autres de la maladie de Cooley. L'examen physique chez ces patients montre une augmentation de volume de la rate (splénomégalie) et une jaunisse peu importante (subictère) due à la trop grande fragilité des globules rouges associée à une hémolyse. L'électrophorèse de l'hémoglobine porte le diagnostic.

L'alphathalassémie est due à une diminution de la synthèse des chaînes alpha. Ce type de pathologie concerne essentiellement les asiatiques et les noirs africains. L'alphathalassémie se transmet selon un mode plus complexe que la bêtathalassémie à cause de l'existence de quatre chaînes alpha chez les sujets normaux. En effet, selon que l'anomalie concerne une ou plusieurs des quatre chaînes, cette pathologie présente une expression plus ou moins intense. Pour les formes bénignes l'alphathalassémie est semblable à une forme de bêtathalassémie hétérozygote. Pour les formes plus graves l'alphathalassémie est susceptible d'aboutir au décès du foetus avant la naissance. Il existe des cas intermédiaires qui sont comparables aux formes homozygotes de la bêtathalassémie. Le diagnostic de cette maladie et plus précisément des forme peu sévères n'est pas évident car l'électrophorèse n'oriente pas le diagnostic avec certitude étant donné que l'hémoglobine est quelquefois normale. Il existe d'autres variétés de thalassémie ou de syndrome (ensemble de symptômes) voisin.