Chez tous les vertébrés, le sang est un liquide rouge, légèrement visqueux, à la lumière réfléchie : vu par transparence, il est verdâtre et opaque. Couleur, opacité et viscosité sont dues au fait que ce liquide tient en suspension une énorme quantité de petits corps discoïdes de couleur rouge (globules rouges) : dépouillé de ces globules, le sang est incolore, transparent et de densité faible. Chez les invertébrés, le sang est beaucoup moins constant et fixe. En général, il ne renferme que des leucocytes; sa couleur varie beaucoup; la proportion des sels est aussi très variable, comme celle des matières albuminoïdes. La densité du sang varie légèrement selon les espèces et les sexes; chez le même individu, elle varie surtout selon l'alimentation et l'excrétion urinaire. Elle est de 1,055 en moyenne chez l'homme, moindre chez la femme et l'enfant : le sang veineux est plus dense que le sang artériel.

Son odeur est à peu près celle de la sueur de l'espèce à laquelle il est emprunté; elle est due à des acides gras et à d'autres substances. Sa saveur est légèrement saline. Sa réaction est toujours alcaline (basique), et cette alcalinité est due au phosphate et au bicarbonate de soude qu'il renferme et peut-être aussi à quelques matières albuminoïdes jouant le rôle de bases. Elle augmente avec l'alimentation alcaline; mais l'alimentation la plus acide ne peut rendre le sang acide.

La température est variable selon les espèces; elle oscille entre 36 et 40°. Chez les humains, son pH est finement régulé entre 7,35 et 7,45 et sa température est légèrement supérieure à celle du corps, autour de 38 °C. Sur le même individu elle varie encore selon les points de l'organisme : le sang du coeur droit est plus chaud que celui du coeur gauche; le sang des parties centrales du tronc est plus chaud que celui des membres et de la peau. Chez les animaux hétérothermes au à température variable (animaux dits à sang froid, et chez les mammifères hibernants), sa température est légèrement supérieure à celle du milieu ambiant au même moment, au lieu que, chez les animaux homéothermes (animaux à sang chaud, comme l'humain, les autres mammifères et les oiseaux), elle ne varie pas d'un degré, pour une même espèce, du pôle à l'équateur.

Toutes ces cellules sanguines naissent d'un même ancêtre, la cellule souche hématopoïétique pluripotente logée dans la moelle osseuse rouge, surtout présente dans les os plats, les vertèbres, les côtes et les épiphyses des os longs. Sous l'influence de facteurs de croissance comme l'érythropoïétine sécrétée par le rein en réponse à l'hypoxie, la thrombopoïétine hépatique et diverses interleukines, cette cellule souche s'engage dans des lignées myéloïde ou lymphoïde et se différencie progressivement en précurseurs puis en cellules matures. Cette production, finement régulée, compense chaque jour la destruction physiologique des éléments âgés.

Outre le transport et l'hémostase, le sang remplit des fonctions vitales de régulation et de protection. Il distribue la chaleur du noyau central vers la périphérie, maintenant une température corporelle homogène. Il véhicule les hormones depuis les glandes endocrines jusqu'à leurs organes cibles, assurant la communication chimique entre les systèmes. Il maintient l'équilibre acido-basique grâce à ses systèmes tampons, notamment le couple acide carbonique-bicarbonate, et contribue à l'équilibre hydrique par sa pression oncotique et son volume. Enfin, par ses leucocytes et les anticorps dissous dans le plasma, il participe à la défense immunitaire innée et adaptative, empêchant la dissémination des agents pathogènes et éliminant les cellules anormales.

Sur la membrane des globules rouges se trouvent des antigènes qui définissent les groupes sanguins. Le système ABO distingue les groupes A, B, AB et O selon la présence des antigènes A et B, tandis que le système Rh, avec l'antigène D, détermine le caractère Rh positif ou négatif. Ces groupes ont une importance capitale lors des transfusions, car l'injection d'un sang incompatible provoque une agglutination puis une hémolyse des érythrocytes transfusés, pouvant être fatale. La règle de compatibilité repose sur l'absence d'anticorps naturels dirigés contre les antigènes du donneur dans le plasma du receveur.

La composition du sang

Le plasma.
Le plasma sanguin représente environ 55 % du volume sanguin total et sert de milieu de transport pour les cellules sanguines : les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Sa couleur est jaune pâle, principalement en raison des protéines qu'il contient. 

Le plasma est composé à environ 90 % d'eau. Cette forte proportion d'eau permet le transport de nombreuses substances dans l'organisme. On y trouve notamment des nutriments issus de la digestion, comme le glucose, les acides aminés et les lipides, mais aussi des hormones, des vitamines, des sels minéraux et des gaz dissous. Les protéines plasmatiques jouent un rôle essentiel. L'albumine contribue au maintien de la pression osmotique et au transport de certaines molécules. Les globulines participent aux défenses immunitaires grâce aux anticorps. Le fibrinogène intervient dans la coagulation sanguine en permettant la formation du caillot lors d'une blessure. 

Le plasma assure plusieurs fonctions vitales. Il transporte les déchets produits par les cellules vers les organes d'élimination, comme les reins ou les poumons. Il participe également à la régulation de la température corporelle et au maintien de l'équilibre du pH et de l'hydratation de l'organisme. Lorsque l'on retire les protéines de la coagulation du plasma, on obtient le sérum sanguin, utilisé dans de nombreuses analyses médicales et dans certains traitements.

Les globules rouges (érythrocytes).
Les globules rouges, hématies ou érythrocytes sont de très loin les plus nombreuses des cellules sanguines : on en dénombre environ 4,5 à 6 millions par microlitre chez l'homme et 4 à 5,5 millions chez la femme. Ils sont responsables du transport de l'oxygène des poumons vers les tissus du corps et du retour du dioxyde de carbone des tissus vers les poumons pour être expiré. Elles sont l'un des principaux types de cellules sanguines et représentent la grande majorité des cellules dans le sang. 

Ces cellules ont une forme biconcave, ce qui signifie qu'elles sont concaves des deux côtés, semblables à un disque aplati. Cette forme particulière augmente la surface disponible pour l'échange de gaz. À maturité, les hématies n'ont pas de noyau ni d'organites internes, tels que les mitochondries. Cette absence d'organites permet une plus grande flexibilité et une plus grande capacité pour transporter l'oxygène. Leur cytoplasme est rempli d'hémoglobine, une protéine complexe constituée de quatre chaînes de globine associées chacune à un groupement hème contenant un atome de fer. C'est ce fer qui fixe l'oxygène de manière réversible dans les poumons et le libère dans les tissus; l'hémoglobine participe également au transport d'environ 23 % du dioxyde de carbone sous forme de carbaminohémoglobine. L'hémoglobine confère aux hématies leur couleur rouge caractéristique.

Les hématies ont une durée de vie relativement courte, d'environ 120 jours. Après cette période, elles sont détruites par le foie et la rate, et de nouvelles sont produites dans la moelle osseuse.Cette production d'hématies (appelée érythropoïèse) est régulée par l'hormone érythropoïétine, qui est produite en réponse à des niveaux d'oxygène bas dans le corps.

Les globules blancs (leucocytes).
Les leucocytes ( = globules blancs) sont bien moins nombreux, de 4000 à 10 000 par microlitre, mais ils jouent un rôle central dans la défense de l'organisme contre les infections et les substances étrangères.Les leucocytes constituent une composante essentielle du système immunitaire. Ils circulent dans le sang et sont également présents dans d'autres tissus du corps. Contrairement aux érythrocytes, ils possèdent un noyau et se répartissent en plusieurs catégories, chacune ayant des fonctions spécifiques dans la réponse immunitaire : 

• Les granulocytes doivent leur nom à la présence de granules dans leur cytoplasme et à leur noyau plurilobé. Parmi les granulocytes, on distingue les neutrophiles, les plus abondants, et qui sont les premiers à intervenir lors d'une infection bactérienne par phagocytose; les éosinophiles combattent les parasites et interviennent dans les réactions allergiques, tandis que les basophiles libèrent de l'histamine et de l'héparine dans les processus inflammatoires. 

• Les lymphocytes, qui comprennent les cellules B, T et les cellules tueuses naturelles, orchestrent l'immunité spécifique, humorale et cellulaire, ainsi que la surveillance antitumorale.

• Les monocytes, une fois passés dans les tissus, se transforment en macrophages, capables de phagocyter de gros pathogènes et de présenter des antigènes aux lymphocytes. La numération et la formule leucocytaires sont de précieux indices diagnostiques.

Les plaquettes sont de petites structures sans noyau, mesurant environ 2 à 4 micromètres de diamètre. Ils sont riches en granulations, qui contiennent diverses substances, telles que des facteurs de coagulation, des enzymes et des molécules d'adhésion, qui jouent un rôle dans la coagulation et l'agrégation plaquettaire. Lorsqu'un vaisseau sanguin est blessé, les plaquettes adhèrent à la paroi endommagée du vaisseau et se regroupent pour former un bouchon plaquettaire.

Ces cellules libèrent des substances telles que l'ADP (adénosine diphosphate) et le facteur de von Willebrand, qui favorisent l'agrégation plaquettaire et le renforcement du bouchon plaquettaire. Les plaquettes activent les facteurs de coagulation sériques en surface, favorisant ainsi la formation de fibrine, qui stabilise le caillot sanguin. Un équilibre subtil est maintenu entre la coagulation et l'anticoagulation pour prévenir la formation de caillots sanguins excessifs ou inappropriés. Des processus tels que l'activation de la thrombine et la libération de substances antiplaquettaires contribuent à réguler l'hémostase.

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