Globule blanc (White blood cell)

Les globules blancs, appelés scientifiquement leucocytes, ou encore cellules immunitaires ou immunocytes, constituent des composants du système immunitaire chargés de défendre l'organisme contre les maladies infectieuses et les substances étrangères. Ces cellules dépassent généralement la taille des globules rouges et sont classées en trois sous-types principaux : les granulocytes, les lymphocytes et les monocytes.

Les globules blancs (nom scientifique leucocytes), également appelés cellules immunitaires ou immunocytes, sont des cellules du système immunitaire qui participent à la protection de l'organisme contre les maladies infectieuses et les entités étrangères. Les globules blancs sont généralement plus gros que les globules rouges. Ils comprennent trois sous-types principaux : les granulocytes, les lymphocytes et les monocytes.

Les leucocytes proviennent de cellules souches hématopoïétiques multipotentes présentes dans la moelle osseuse et sont distribuées dans tout le corps, y compris le système sanguin et lymphatique. Une caractéristique déterminante de tous les globules blancs est la présence d’un noyau, qui les différencie des globules rouges anucléés (GR) et des plaquettes. La classification de ces cellules se fait principalement par lignée cellulaire, en distinguant les cellules myéloïdes et lymphoïdes. Les cellules myéloïdes comprennent les neutrophiles, les éosinophiles, les mastocytes, les basophiles et les monocytes, les monocytes se différenciant davantage en cellules dendritiques et en macrophages. Les cellules lymphoïdes, ou lymphocytes, comprennent les lymphocytes T (comprenant les lymphocytes T auxiliaires, mémoire et cytotoxiques), les lymphocytes B (qui se différencient en plasmocytes et lymphocytes B mémoire) et les cellules tueuses naturelles. Sur le plan fonctionnel, les monocytes, les macrophages et les neutrophiles présentent une activité phagocytaire. Alors que la classification historique reposait sur des caractéristiques physiques, les catégorisant en granulocytes (neutrophiles, éosinophiles, basophiles) ou agranulocytes (monocytes, lymphocytes), ce système est désormais moins répandu. Un nombre élevé de globules blancs indique généralement une infection ou une inflammation, bien qu'il puisse moins fréquemment signaler des cancers du sang ou des troubles de la moelle osseuse spécifiques.

Le nombre de leucocytes dans le sang sert d'indicateur de diagnostic fréquent, faisant du nombre de globules blancs un élément crucial de la formule sanguine complète. Généralement, un adulte en bonne santé présente un nombre de globules blancs allant de 4 à 11 milliards par litre, ou de 4 000 à 11 000 cellules par microlitre aux États-Unis. Bien que les globules blancs constituent environ 1 % du volume sanguin total, soit nettement moins que les 40 à 45 % attribués aux globules rouges, leur contribution à l’immunité est primordiale. Une élévation du nombre de leucocytes au-delà de la plage normale est appelée leucocytose, qui peut être une réponse physiologique à l'activation immunitaire ou, plus rarement, une indication d'affections néoplasiques ou auto-immunes. À l'inverse, une réduction en dessous du seuil normal est connue sous le nom de leucopénie, ce qui signifie un système immunitaire affaibli.

Étymologie

L'appellation « globule blanc » tire son origine de l'aspect macroscopique d'un échantillon de sang centrifugé. Ces cellules résident dans la couche leucocyto-plaquettaire, une fine couche distincte, généralement blanche, de cellules nucléées située entre les globules rouges concentrés et le plasma. La désignation scientifique leucocyte reflète précisément cette description, issue des racines grecques leuk-, signifiant « blanc », et cyt-, signifiant « cellule ». Parfois, la couche leucocyto-plaquettaire peut présenter une teinte verdâtre, en particulier lorsque de fortes concentrations de neutrophiles sont présentes, attribuables à l'enzyme myéloperoxydase contenant de l'hème produite par ces cellules.

Types

Vue d'ensemble

Tous les leucocytes possèdent un noyau, caractéristique qui les distingue des globules rouges et des plaquettes anucléés. La classification des leucocytes utilise plusieurs méthodologies standard, les catégorisant principalement selon leurs caractéristiques structurelles (granulocytes ou agranulocytes) ou leur lignée cellulaire (cellules myéloïdes ou cellules lymphoïdes). Ces grandes classifications se subdivisent en cinq types principaux : neutrophiles, éosinophiles, basophiles, lymphocytes et monocytes. Un mnémonique souvent utilisé pour rappeler les proportions relatives de ces globules blancs est « Ne laissez jamais les singes manger des bananes ». Chaque type est caractérisé par des attributs physiques et fonctionnels uniques, les monocytes et les neutrophiles présentant notamment des capacités phagocytaires. Des sous-types supplémentaires existent au sein de ces classifications.

Les granulocytes se différencient des agranulocytes en fonction de leur morphologie nucléaire (lobée ou polymorphonucléaire, versus ronde ou mononucléaire) et de la présence ou de l'absence de granules cytoplasmiques, en particulier de leur visibilité en microscopie optique. Une autre méthode de classification implique leur lignée hématopoïétique : les cellules myéloïdes (comprenant les neutrophiles, les monocytes, les éosinophiles et les basophiles) se distinguent des cellules lymphoïdes (lymphocytes) en raison de leur voie de différenciation cellulaire. Les lymphocytes sont ensuite classés en cellules T, cellules B et cellules tueuses naturelles.

Neutrophile

Les neutrophiles représentent le type de globules blancs le plus répandu, représentant 60 à 70 % des leucocytes en circulation. Leur rôle principal consiste à se défendre contre les infections bactériennes et fongiques. En règle générale, ils font partie des premiers intervenants face aux infections microbiennes, et leur activité collective et leur disparition ultérieure contribuent à la formation de pus. Bien que souvent appelés leucocytes polymorphonucléaires (PMN), la définition technique des PMN englobe tous les granulocytes. Les neutrophiles possèdent un noyau multilobé, typiquement composé de trois à cinq lobes interconnectés par des brins délicats, qui confère l'apparence de noyaux multiples, justifiant ainsi l'appellation « polymorphonucléaire ». Leur cytoplasme peut paraître transparent en raison de fines granules qui prennent une teinte lilas pâle. Ces cellules phagocytent activement les bactéries et se trouvent en quantités importantes dans le pus de la plaie. N’ayant pas la capacité de reconstituer leurs lysosomes, essentiels à la digestion microbienne, les neutrophiles périssent généralement après avoir englouti un nombre limité d’agents pathogènes. Il s’agit du type cellulaire prédominant observé lors des phases initiales de l’inflammation aiguë. Diverses études ont estimé la durée de vie circulatoire moyenne des neutrophiles humains inactivés entre 5 et 135 heures.

Éosinophile

Les éosinophiles constituent environ 2 à 4 % de la population de globules blancs dans le sang circulant. Leur décompte présente des variations diurnes, saisonnières et menstruelles. Des taux élevés d'éosinophiles sont observés en cas d'allergies, d'infections parasitaires, de maladies du collagène et de troubles affectant la rate et le système nerveux central. Bien que rares dans la circulation sanguine, les éosinophiles sont abondants dans les muqueuses des voies respiratoires, digestives et urinaires inférieures.

Les éosinophiles fonctionnent principalement dans la lutte contre les infections parasitaires. De plus, ce sont les principales cellules inflammatoires impliquées dans les réponses allergiques. Les principaux contributeurs à l’éosinophilie comprennent les affections allergiques comme l’asthme, le rhume des foins et l’urticaire, ainsi que les infestations parasitaires. Ces cellules libèrent des substances chimiques capables de détruire les gros parasites, tels que les ankylostomes et les ténias, qui sont trop nombreux pour que les globules blancs individuels puissent être phagocytés. En règle générale, les noyaux des éosinophiles sont bilobés, les lobes étant reliés par un brin mince. Leur cytoplasme est rempli de granules qui acquièrent une coloration rose-orange distinctive lorsqu'ils sont colorés à l'éosine.

Basophile

Les basophiles médient principalement les réponses allergiques et antigéniques via la libération d'histamine, un produit chimique qui induit une vasodilatation. Leur rareté parmi les globules blancs (représentant moins de 0,5 % du nombre total) et leurs caractéristiques physicochimiques communes avec d’autres composants sanguins rendent leur étude difficile. Les basophiles sont identifiables par de nombreux granules grossiers violet foncé qui confèrent une teinte bleuâtre. Bien que leur noyau soit généralement bi ou trilobé, sa visibilité est souvent obscurcie par l'abondance de ces granules proéminents.

Les basophiles sécrètent deux produits chimiques clés qui contribuent aux mécanismes de défense de l'organisme : l'histamine et l'héparine. L'histamine est responsable de la dilatation des vaisseaux sanguins, améliorant ainsi le flux sanguin vers les tissus blessés. Il augmente également la perméabilité vasculaire, facilitant l'extravasation des neutrophiles et des protéines de la coagulation dans le tissu conjonctif. L'héparine, un anticoagulant, inhibe la coagulation sanguine et favorise la migration des globules blancs vers les zones touchées. De plus, les basophiles sont capables de libérer des signaux chimiques qui recrutent des éosinophiles et des neutrophiles vers les sites d'infection.

Lymphocyte

Les lymphocytes sont considérablement plus répandus dans le système lymphatique que dans la circulation sanguine. Ils sont caractérisés par un noyau profondément coloré, qui peut être positionné de manière excentrique, et un cytoplasme relativement clairsemé. Les lymphocytes englobent :

• Les lymphocytes B produisent des anticorps capables de se lier aux agents pathogènes, empêchant ainsi l'invasion des agents pathogènes, activant le système du complément et augmentant la destruction des agents pathogènes.
• • Cellules T auxiliaires CD4+ : les lymphocytes T qui expriment le co-récepteur CD4 sont appelés lymphocytes T CD4+. Ces cellules possèdent des récepteurs de lymphocytes T et des molécules CD4, qui se lient collectivement aux peptides antigéniques présentés sur les molécules de classe II du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) par les cellules présentatrices d'antigène. Les cellules T auxiliaires produisent des cytokines et exécutent diverses autres fonctions cruciales pour la coordination de la réponse immunitaire. Dans le contexte de l'infection par le VIH, ces cellules T servent d'indicateur principal pour évaluer l'intégrité du système immunitaire d'un individu.
  • Cellules T cytotoxiques CD8+ : les lymphocytes T exprimant le co-récepteur CD8 sont identifiés comme des lymphocytes T CD8+. Ces cellules interagissent avec les antigènes présentés sur les complexes du CMH de classe I de cellules infectées par un virus ou néoplasiques, provoquant ainsi leur disparition. La plupart des cellules nucléées présentent des molécules du CMH de classe I.
  • Les lymphocytes T gamma-delta (γδ) sont caractérisés par un récepteur de lymphocytes T alternatif, distinct du TCR alpha-bêta (αβ) présent sur les lymphocytes T CD4+ et CD8+ classiques. Principalement situés dans les tissus plutôt que dans la circulation sanguine, les lymphocytes T γδ présentent des propriétés communes aux lymphocytes T auxiliaires, aux lymphocytes T cytotoxiques et aux cellules tueuses naturelles.
• Les cellules tueuses naturelles possèdent la capacité d'éliminer les cellules hôtes qui sont dépourvues d'expression de la molécule du CMH de classe I ou qui présentent des marqueurs de stress, tels que la séquence A liée au polypeptide du CMH de classe I (MIC-A). Une réduction de l'expression du CMH de classe I et une augmentation de la MIC-A peuvent survenir lorsque les cellules sont infectées par un virus ou subissent une transformation maligne.

Monocytes

Les monocytes, le type de leucocytes le plus gros, partagent la fonction phagocytaire des neutrophiles mais présentent une durée de vie nettement plus longue en raison d'un rôle supplémentaire : présenter des fragments pathogènes aux cellules T pour faciliter la reconnaissance et l'élimination ultérieures. Ce processus déclenche une réponse immunitaire médiée par les anticorps. Les monocytes sortent finalement de la circulation sanguine pour se différencier en macrophages tissulaires, responsables de l'élimination des débris cellulaires morts et de la lutte contre les micro-organismes. Les neutrophiles sont moins efficaces dans la gestion des débris de cellules mortes et des micro-organismes envahisseurs. Contrairement aux neutrophiles, les monocytes peuvent reconstituer leur contenu lysosomal, contribuant ainsi à prolonger leur durée de vie active. Ils sont caractérisés par un noyau en forme de rein, un cytoplasme typiquement agranulaire et un volume cytoplasmique abondant.

Leucocytes fixes

Certains leucocytes migrent dans les tissus corporels pour établir une résidence permanente, plutôt que de circuler dans le sang. Ces cellules acquièrent fréquemment une nomenclature spécialisée basée sur leur localisation tissulaire ; par exemple, les macrophages fixés dans le foie sont appelés cellules de Kupffer. Ces cellules résidentes maintiennent des fonctions cruciales au sein du système immunitaire.

• Histiocytes
• Cellules dendritiques (ces cellules migrent fréquemment vers les ganglions lymphatiques régionaux suite à l'internalisation de l'antigène).
• Mastocytes
• Microglies

Troubles

Les troubles des globules blancs sont généralement classés quantitativement en deux groupes principaux : ceux caractérisés par une numération cellulaire excessive (troubles prolifératifs) et ceux caractérisés par une numération cellulaire insuffisante (leucopénies). Bien que la leucocytose soit souvent une réponse physiologique (par exemple, lutter contre une infection), elle peut également signifier une prolifération dysfonctionnelle. Les troubles prolifératifs affectant les globules blancs sont en outre classés comme myéloprolifératifs ou lymphoprolifératifs. Bien que certains soient d'origine auto-immune, une proportion importante sont néoplasiques.

Les troubles des globules blancs peuvent également être classés qualitativement. Cette catégorie englobe diverses affections dans lesquelles le nombre de leucocytes reste dans les limites normales, mais les cellules présentent une fonctionnalité altérée.

La néoplasie des globules blancs peut se manifester sous la forme d'affections bénignes, mais se présente souvent comme une tumeur maligne. Parmi les diverses tumeurs affectant le sang et la lymphe, les cancers des globules blancs sont largement classés en leucémies et lymphomes, malgré un chevauchement considérable et une classification combinée fréquente.

Leucopénie

Divers troubles peuvent entraîner une réduction du nombre de globules blancs. En règle générale, le type de leucocytes diminué est le neutrophile, une affection appelée neutropénie ou granulocytopénie. Moins fréquemment, une diminution du nombre de lymphocytes, appelée lymphopénie ou lymphopénie, peut être observée.

Neutropénie

La neutropénie peut être acquise ou intrinsèque. Une réduction des niveaux de neutrophiles détectée lors de tests en laboratoire résulte soit d'une diminution de la production de neutrophiles, soit d'une élimination accélérée de la circulation sanguine.

• Médicaments – y compris les agents de chimiothérapie, les antibiotiques sulfamides, d'autres antibiotiques, les phénothiazines, les benzodiazépines, les antithyroïdiens, les anticonvulsivants, la quinine, la quinidine, l'indométacine, la procaïnamide et les thiazidiques.
• Rayonnement
• Toxines, telles que l'alcool et les benzènes.
• Les troubles intrinsèques comprennent l'anémie de Fanconi, le syndrome de Kostmann, la neutropénie cyclique et le syndrome de Chédiak-Higashi.
• Le dysfonctionnement immunitaire englobe des affections telles que les maladies du tissu conjonctif, le sida et la polyarthrite rhumatoïde.
• Un dysfonctionnement des cellules sanguines peut se manifester par une anémie mégaloblastique, une myélodysplasie, une insuffisance médullaire, des complications liées à une greffe de moelle osseuse ou une leucémie aiguë.
• Des infections majeures peuvent également être un facteur contributif.
• Les causes diverses incluent la famine et l'hypersplénisme.

Les manifestations cliniques de la neutropénie sont directement liées à son étiologie. Par exemple, la neutropénie d’origine médicamenteuse, une forme répandue de neutropénie acquise, peut présenter des symptômes indiquant un surdosage ou une toxicité médicamenteuse. Les stratégies thérapeutiques pour la neutropénie se concentrent par conséquent sur la résolution de la principale affection sous-jacente. Une complication critique de la neutropénie est sa propension à augmenter la susceptibilité aux infections.

Lymphocytopénie

La lymphopénie est caractérisée par un nombre total de lymphocytes inférieur à 1,0 milliard/L, les lymphocytes T CD4+ étant le sous-ensemble le plus fréquemment touché. Semblable à la neutropénie, la lymphocytopénie peut être acquise ou intrinsèque, provenant de diverses étiologies. Cette énumération représente une liste partielle des causes potentielles.

• Les déficits immunitaires héréditaires comprennent le déficit immunitaire combiné sévère, le déficit immunitaire variable commun, l'ataxie-télangiectasie, le syndrome de Wiskott-Aldrich, le déficit immunitaire associé au nanisme des membres courts, le déficit immunitaire avec thymome, le déficit en purine nucléoside phosphorylase et certains polymorphismes génétiques.
• Un dysfonctionnement des cellules sanguines, tel qu'une anémie aplasique, peut également entraîner une lymphocytopénie.
• Les maladies infectieuses jouent un rôle important, notamment les infections virales (par exemple, le sida, le SRAS, l'encéphalite du Nil occidental, l'hépatite, l'herpès, la rougeole), les infections bactériennes (par exemple, la tuberculose, la typhoïde, la pneumonie, la rickettsiose, l'ehrlichiose, la septicémie) et les infections parasitaires (par exemple, la phase aiguë du paludisme).
• Les médicaments, en particulier les agents de chimiothérapie tels que le traitement aux globulines antilymphocytaires, l'alemtuzumab et les glucocorticoïdes, peuvent induire une lymphocytopénie.
• L'exposition aux radiations est une autre cause potentielle.
• Des interventions chirurgicales majeures peuvent également contribuer à cette affection.
• Divers facteurs incluent l'oxygénation extracorporelle par membrane (ECMO), la transplantation rénale ou de moelle osseuse, l'hémodialyse, l'insuffisance rénale, les brûlures graves, la maladie cœliaque, la pancréatite aiguë sévère, la sarcoïdose, l'entéropathie avec perte de protéines, l'exercice physique intense et le carcinome.
• Un dysfonctionnement immunitaire, observé dans des affections telles que l'arthrite, le lupus érythémateux disséminé, le syndrome de Sjögren, la myasthénie grave, la vascularite systémique, le syndrome de type Behçet, la dermatomyosite et la granulomatose avec polyangéite, peut également provoquer une lymphocytopénie.
• Des facteurs nutritionnels et alimentaires, notamment les troubles liés à la consommation d'alcool et la carence en zinc, sont également impliqués.

De manière analogue à la neutropénie, la présentation clinique et la prise en charge de la lymphocytopénie sont déterminées et ciblées par l'étiologie sous-jacente responsable de l'altération du nombre de cellules.

Troubles prolifératifs

La leucocytose fait référence à un nombre élevé de globules blancs circulant dans la circulation sanguine, résultant le plus souvent de processus inflammatoires. Quatre mécanismes principaux contribuent à la leucocytose : une production accrue dans la moelle osseuse, une libération accrue du stockage médullaire, une adhérence réduite à l'endothélium vasculaire et une absorption tissulaire diminuée. La leucocytose peut impliquer une ou plusieurs lignées de leucocytes, se manifestant par une neutrophilie, une éosinophilie, une basophilie, une monocytose ou une lymphocytose.

Neutrophile

La neutrophilie est caractérisée par un nombre absolu élevé de neutrophiles dans le sang périphérique, avec des plages de référence normales variant selon l'âge. Cette condition peut résulter d’anomalies intrinsèques des cellules sanguines (neutrophilie primaire) ou d’une séquelle d’une maladie systémique sous-jacente (neutrophilie secondaire). La majorité des cas de neutrophilie sont secondaires à des processus inflammatoires.

Causes principales

• Les affections impliquant des neutrophiles fonctionnant normalement comprennent la neutrophilie héréditaire et la neutrophilie idiopathique chronique.
• Anomalie de Pelger-Huët.
• Syndrome de Down.
• Déficit d'adhésion des leucocytes.
• Urticaire familiale au froid.
• Leucémie, en particulier la leucémie myéloïde chronique (LMC), et autres troubles myéloprolifératifs.
• Splénectomie ou ablation chirurgicale de la rate.

Causes secondaires

• Infection.
• Inflammation chronique, en particulier dans des affections telles que l'arthrite juvénile idiopathique, la polyarthrite rhumatoïde, la maladie de Still, la maladie de Crohn, la colite ulcéreuse, les infections granulomateuses (par exemple, la tuberculose) et l'hépatite chronique.
• Le tabagisme, qui touche 25 à 50 % des fumeurs chroniques et peut persister jusqu'à cinq ans après l'arrêt.
• Le stress, englobant l'effort physique, les interventions chirurgicales et le stress psychologique généralisé.
• Neutrophile d'origine médicamenteuse, souvent associée aux corticostéroïdes (par exemple, la prednisone), aux β-agonistes et au lithium.
• Le cancer, qui peut induire une neutrophilie par le biais de facteurs de croissance sécrétés par la tumeur ou d'une invasion directe de la moelle osseuse.
• Une destruction accrue des cellules dans la circulation périphérique peut stimuler l'activité de la moelle osseuse, un phénomène observé dans des conditions telles que l'anémie hémolytique et le purpura thrombocytopénique idiopathique.

Éosinophilie

Un nombre normal d'éosinophiles est généralement défini comme étant inférieur à 0,65×10⁹/L. Le nombre d'éosinophiles présente des variations influencées par l'âge, le rythme circadien (plus faible le matin et plus élevé la nuit), l'activité physique, les facteurs environnementaux et l'exposition aux allergènes. L’éosinophilie, à l’inverse, indique systématiquement un résultat de laboratoire anormal. Par conséquent, une enquête approfondie pour déterminer l'étiologie sous-jacente est toujours justifiée, même si la cause précise reste insaisissable.

Plages de comptage et de référence

La numération globulaire complète est un test hématologique complet englobant la numération leucocytaire totale et une numération différentielle, qui quantifie chaque type distinct de globules blancs. Les intervalles de référence standard pour ces analyses hématologiques délimitent les numérations cellulaires caractéristiques observées chez les individus en bonne santé.

Pour les adultes, la numération leucocytaire totale typique varie de 4 000 à 11 000 par mm³ de sang.

La numération différentielle des leucocytes quantifie le nombre absolu et le pourcentage de types de leucocytes distincts par millimètre cube de sang. Des plages de référence pour différents types de leucocytes sont fournies.

Facteur de promotion des leucocytes

• Facteur de promotion des leucocytes
• Liste des cellules immunitaires

Références

• Atlas d'hématologie
• Leucocytes dans les rubriques médicales (MeSH) de la National Library of Medicine des États-Unis