Production de globules rouges (érythropoïèse)
Les globules rouges sont produits en continu dans la moelle de certains os. Comme indiqué ci-dessus, chez l’adulte, les principaux sites de production de globules rouges, appelés érythropoïèse, sont les espaces de la moelle des vertèbres, des côtes, du sternum et du bassin. Dans la moelle osseuse, le globule rouge est dérivé d’un précurseur primitif, ou érythroblaste, une cellule nucléée dans laquelle il n’y a pas d’hémoglobine. La prolifération se produit à la suite de plusieurs divisions cellulaires successives. Au cours de la maturation, l’hémoglobine apparaît dans la cellule, et le noyau devient progressivement plus petit. Après quelques jours, la cellule perd son noyau et est alors introduite dans la circulation sanguine par les canaux vasculaires de la moelle. Près de 1 % des globules rouges sont produits chaque jour, et l’équilibre entre la production de globules rouges et l’élimination des globules rouges vieillissants de la circulation est maintenu avec précision. Lorsque du sang est perdu dans la circulation, l’activité érythropoïétique de la moelle augmente jusqu’à ce que le nombre normal de cellules circulantes ait été rétabli.
Chez un adulte normal, les globules rouges d’environ un demi-litre (presque une pinte) de sang sont produits par la moelle osseuse chaque semaine. Un certain nombre de substances nutritives sont nécessaires à ce processus. Certains nutriments sont les éléments constitutifs des globules rouges. Par exemple, les acides aminés sont nécessaires en abondance pour la construction des protéines du globule rouge, en particulier de l’hémoglobine. Le fer est également un composant nécessaire de l’hémoglobine. Environ un quart de gramme de fer est nécessaire à la production d’une pinte de sang. D’autres substances, présentes à l’état de traces, sont nécessaires pour catalyser les réactions chimiques par lesquelles les globules rouges sont produits. Parmi les plus importantes, citons plusieurs vitamines telles que la riboflavine, la vitamine B12 et l’acide folique, nécessaires à la maturation des globules rouges en développement, et la vitamine B6 (pyridoxine), nécessaire à la synthèse de l’hémoglobine. Les sécrétions de plusieurs glandes endocrines influencent la production de globules rouges. En cas d’apport insuffisant d’hormones thyroïdiennes, l’érythropoïèse est retardée et l’anémie apparaît. L’hormone sexuelle mâle, la testostérone, stimule la production de globules rouges ; pour cette raison, les numérations de globules rouges des hommes sont plus élevées que celles des femmes.
La capacité de la moelle osseuse à produire des globules rouges est énorme. Lorsqu’elle est stimulée au maximum de son activité et qu’elle reçoit des substances nutritives adéquates, la moelle peut compenser la perte de plusieurs pintes de sang par semaine. Une hémorragie ou une destruction accélérée des globules rouges entraîne une activité accrue de la moelle. La moelle peut augmenter sa production de globules rouges jusqu’à huit fois le taux habituel. Après cela, si la perte de sang se poursuit, une anémie se développe. Le taux d’érythropoïèse est sensible à la tension d’oxygène du sang artériel. Lorsque la tension en oxygène diminue, davantage de globules rouges sont produits et le nombre de globules rouges augmente. C’est pourquoi les personnes qui vivent à haute altitude ont un nombre de globules rouges plus élevé que celles qui vivent au niveau de la mer. Par exemple, il existe une différence faible mais significative entre le nombre moyen de globules rouges des personnes vivant à New York, au niveau de la pression atmosphérique de la mer, et celui des personnes vivant à Denver (Colorado), à plus de 1,5 km au-dessus du niveau de la mer, où la pression atmosphérique est plus faible. Les indigènes des Andes, vivant à près de 5 km (3 miles) au-dessus du niveau de la mer, ont un nombre de globules rouges extrêmement élevé.
Le taux de production des érythrocytes est contrôlé par l’hormone érythropoïétine, qui est produite en grande partie dans les reins. Lorsque le nombre de globules rouges circulants diminue ou lorsque l’oxygène transporté par le sang diminue, un capteur non identifié détecte ce changement et la production d’érythropoïétine est augmentée. Cette substance est ensuite transportée par le plasma vers la moelle osseuse, où elle accélère la production de globules rouges. Le mécanisme de l’érythropoïétine fonctionne comme un thermostat, augmentant ou diminuant le taux de production de globules rouges en fonction des besoins. Lorsqu’une personne qui a vécu à haute altitude se déplace vers un environnement au niveau de la mer, la production d’érythropoïétine est supprimée, le taux de production de globules rouges diminue et le nombre de globules rouges chute jusqu’à ce que la valeur normale au niveau de la mer soit atteinte. Avec la perte d’une pinte de sang, le mécanisme de l’érythropoïétine est activé, la production de globules rouges est augmentée, et en quelques semaines, le nombre de globules rouges circulants a été rétabli à la valeur normale. La précision du contrôle est extraordinaire, de sorte que le nombre de nouveaux globules rouges produits compense exactement le nombre de cellules perdues ou détruites. L’érythropoïétine a été produite in vitro (en dehors du corps) par la technique du génie génétique (ADN recombinant). L’hormone recombinante purifiée est prometteuse pour les personnes souffrant d’insuffisance rénale chronique, qui développent une anémie en raison d’un manque d’érythropoïétine.