Le sang et les cellules circulantes : de la rhéologie aux enjeux cliniques

Blood and circulating cells : from rheology to clinical challenges

Résumé

La circulation du sang dans l’organisme dépend de nombreux facteurs, à la fois biochimiques et mécaniques : onde de pression et de vitesse en sortie du cœur, visco-élasticité des parois vasculaires, ramifications successives des vaisseaux, nature du fluide en lui-même (suspension concentrée de particules déformables), propriétés mécaniques des cellules circulantes, interactions de ces cellules entre elles ou avec les cellules endothéliales qui tapissent la paroi interne des vaisseaux… D’un point de vue rhéologique, le sang est donc un fluide essentiellement non newtonien, dont la viscosité dépend des conditions d’écoulement locales. La compréhension de ces différentes interactions (fluide/vaisseau, fluide/cellules, cellules/cellules) est un enjeu important dans des contextes cliniques aussi variés que les maladies cardiovasculaires (hypertension, athérosclérose, …) ou la lutte contre le cancer.

Abstract

Blood rheology essentially depends on flow conditions (pressure, velocity gradient, vessel diameter, …) and on its composition. The whole blood consists of formed elements (erythrocytes, leukocytes, platelets) that are suspended in plasma at a concentration around 45%. To metastasise, cancer cells can also shed into the blood stream and migrate to target organs. Complex interactions occur between the fluid and the vessels, the fluid and the cells, and between the cells themselves (erythrocyte aggregation, leukocyte or tumour cells adhesion to the vascular wall,…). They are controlled by biochemical signals and by mechanical factors: hydrodynamic stress, adhesion forces, viscoelastic properties of cells and vessel walls. Understanding these mechanisms is a key point to determine clinical strategies in many diseases: hypertension, atherosclerosis, cancer.