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Chez l'adulte, le volume sanguin représente environ 6 à 8 % de son poids corporel. Un litre de sang renferme 0,46 l de globules chez l'homme et 0.41 l chez la femme. Cette valeur, exprimée soit en pour cent (46%), soit en fraction de l (0.46), est appelée hématocrite. Normalement, 1 mm³ (1 μl) de sang contient 5 X 106 (5 millions) érythrocytes chez l'homme (4.5 X 106 chez la femme). 4 000 à 10000 leucocytes et 0.15 à 0.3 X 10⁶ thrombocytes (plaquettes). Environ 67% des leucocytes sont des granulocytes, 27 % des lymphocytes et 6 % des monocytes.

Le plasma constitue la phase aqueuse du sang. Son osmolarité est d'environ 290 mosm/l. Il contient entre autres 70-80 g de protéines par l dont environ 60 % d'albumines. 4 % d'α₁ globulines. 8 % d'α₂ globulines. 12% de β-globulines et 16% de γglobulines. Le fibrinogène (3 %) est une autre protéine plasmatique. Lors de la coagulation sanguine, le fibrinogène précipite en fibrine, le caillot ainsi formé laissant exsuder le sérum. Le sérum et le plasma diffèrent uniquement par leur contenu en fibrinogène.

Parmi les fonctions du sang, il faut citer le transport de nombreuses substances (O₂, C_O2, substances nutritives, produits métaboliques, vitamines, électrolytes. etc.), le transport de chaleur (réchauffement, refroidissement), la transmission de signaux (hormones), le pouvoir tampon, la défense contre des substances étrangères. Outre leur rôle dans la défense immunologique, les protéines plasmatiques participent au maintien de la pression colloido-osmotique (ou pression oncotique), au transport de substances non hydrosolubles (lipoprotéines) et à la protection de nombreuses substances (comme l'hème) contre la dégradation ou l'élimination rénale. Les protéines sont aussi susceptibles de neutraliser l'efficacité osmotique de substances dissoutes en se combinant à elles. La liaison des médicaments et des substances toxiques aux protéines diminue les effets thérapeutiques et toxiques mais, en contrepartie. leur excrétion rénale est moins rapide.

Les érythrocytes (globules rouges, GR) sont formés dans la moelle osseuse. Le fer, les cobalamines et l'acide folique sont indispensables à leur formation. Chez le fœtus, les érythrocytes sont également produits dans la rate et le foie. Dans la moelle, les GR immatures sont nucléés, mais ils perdent leur noyau lorsqu'ils gagnent le flux sanguin. Ils se présentent sous forme de disques (environ 7.5 x 2 μm) pouvant facilement passer à travers les petits capillaires, ce qui facilite les mécanismes d'échanges avec les tissus environnants.

Les érythrocytes ont pour fonction essentielle le transport de l'O₂ et du CO₂ entre les poumons et les tissus. Ce transport est assuré par l'hémoglobine (Hb, présente à raison de 160 g/l de sang chez l'homme, de 145 g/l chez la femme) et l'anhydrase carbonique (cf. p. 96 et suiv. 144 et suiv.). Un globule rouge renferme 28-36 pg Hb (Concentration Moyenne en Hémoglobine CMH = [Hb] / nombre de GR).

La forte concentration cellulaire en hémoglobine (environ 300 g/l, nombre d'érythrocytes = [Hb] / hématocrite) impose, afin de rétablir l'équilibre osmotique avec le plasma environnant, la nécessité d'une réduction permanente de la teneur en électrolytes des globules rouges. Cette fonction est assurée par les systèmes membranaires de transport actif NA⁺ - K⁺ lesquels tirent leur énergie du glucose.

Comme dans les autres cellules, le potentiel membranaire (consécutif dans le GR à l'accumulation de K⁺), reflue les ions Cl^- de l'intérieur de la cellule (EIC), ce qui aboutit à l'augmentation souhaitée de pression osmotique intracellulaire jusqu'à l'isotonicité du milieu. De plus (secondairement) le mouvement actif des ions Cl^- augmente [Cl^-] EIC au dessus de la concentration d'équilibre. En conséquence, le rapport entrée active/sortie passive des ions Cl^- détermine[Cl^-] EIC. Ainsi, par modification de ce rapport, le volume des GR (et des autres cellules) peut être régulé (le volume globulaire moyen d'un GR = VGM = 93*10^-3 l).

La production des érythrocytes est principalement contrôlée par un mécanisme hormonal. Le déficit en O₂ (hypoxie) accroît la production et la libération d'une hormone, l'érythropoïétine, qui stimule la formation des érythrocytes par la moelle osseuse.

Plus de 90 % de l'érythopoïétine est produit dans les gloméruies du rein, le reste essentiellement dans le foie. Quand la masse globulaire augmente et corrige par là même l'hypoxie, la synthèse de l'érythropoïétine diminue dans les quelques heures (par rétrocontrôle négatif). L'érythropoïèse est aussi sous la dépendance du SNC, qui peut stimuler la moelle et lui faire décharger les GR stockés en son sein.

La durée de vie des érythrocytes est de 120 jours environ. Dans la pulpe de la rate, les globules rouges quittent continuellement les artérioles pour arriver après passage à travers des pores étroits dans le sinus de la rate. Au voisinage de ces pores, les érythrocytes âgés sont expulsés et détruits. Leurs débris sont ensuite phagocytés et détruits par le système réticulo-endothélial (SRE) de la rate, du foie et de la moelle osseuse). L'hème libéré au cours de l'hémolyse est dégradé en bilirubine. Le fer de l'hémoglobine est recyclé. Dans I'anémie sphérocytaire par exemple, la résistance des érythrocytes (résistance osmotique) est réduite, entraînant une diminution considérable de leur durée de vie.

Ce processus peut être partiellement enrayé par l'ablation de la rate.