Rôle de la membrane
La membrane du globule rouge lui confère une grande déformabilité, indispensable pour traverser les petits capillaires et les espaces étroits de la rate. Cette propriété dépend notamment de la bicouche lipidique, du cytosquelette membranaire et du rapport surface/volume de l’hématie.
Une diminution de la déformabilité peut entraîner une élimination prématurée des globules rouges, notamment au niveau de la rate. Ce mécanisme intervient dans plusieurs maladies hémolytiques, telles que la sphérocytose héréditaire, la drépanocytose ou certaines autres anomalies de la membrane érythrocytaire.
Rôle des antigènes
Les antigènes de groupes sanguins ne sont pas uniquement des marqueurs utilisés pour distinguer les individus. Dans de nombreux cas, ils correspondent à des protéines ou des structures glucidiques ayant une fonction biologique. Pour certains systèmes, cette fonction est bien caractérisée ; pour d'autres, elle reste encore incomplètement connue.
Plusieurs antigènes correspondent à des protéines membranaires ayant des fonctions spécifiques :
- le système Rh est associé à un complexe membranaire impliqué notamment dans le transport de l'ammonium ;
- le système Kidd correspond au transporteur de l'urée UT-B ;
- le système Diego correspond à la bande 3 (AE1), qui assure notamment l'échange des ions bicarbonate et chlorure ;
- le système Colton correspond à l'aquaporine 1, impliquée dans le transport de l'eau ;
- le système GIL correspond à AQP3, une aquaglycéroporine ;
- le système Kell correspond à une glycoprotéine à activité métalloprotéasique ;
- le système Yt correspond à l'acétylcholinestérase ;
- le système Gerbich est porté par les glycophorines C et D et participe à l'organisation et à la stabilité de la membrane ;
- le système Duffy correspond au récepteur ACKR1, qui peut fixer différentes chimiokines et joue également un rôle de récepteur érythrocytaire du parasite Plasmodium vivax ;
- le système Cromer correspond principalement à CD55, une protéine régulatrice du complément ;
- le système Knops est porté par le récepteur du complément CR1, impliqué notamment dans la régulation du complément et certaines interactions cellulaires.
Ainsi, les antigènes de groupes sanguins constituent souvent des récepteurs, transporteurs, enzymes ou protéines structurales de la membrane érythrocytaire. Cependant, la fonction biologique précise de certains antigènes reste encore mal connue.
Rôle de l'hémoglobine
Le rôle principal du globule rouge est d'assurer le transport des gaz respiratoires, principalement de l'oxygène entre les poumons et les tissus et du dioxyde de carbone des tissus vers les poumons. L'hémoglobine est essentielle à cette fonction : environ 98 % de l'oxygène sanguin est transporté sous forme liée à l'hémoglobine.
Dans les poumons, l'oxygène diffuse vers les globules rouges et se fixe de manière réversible sur le fer de l'hème. Le sang oxygéné est ensuite transporté vers les tissus.
Au niveau des capillaires tissulaires, l'hémoglobine libère une partie de son oxygène. Le dioxyde de carbone produit par les cellules diffuse alors dans le sang. Une petite partie du CO₂ est dissoute dans le plasma et une autre partie se lie à l'hémoglobine sous forme de carbaminohémoglobine. La plus grande partie est cependant transformée en bicarbonate (HCO₃⁻) grâce à l'anhydrase carbonique présente dans les globules rouges.
Le bicarbonate quitte ensuite le globule rouge en échange d'ions chlorure grâce à la bande 3. Dans les poumons, le processus s'inverse : le bicarbonate entre dans le globule rouge, est reconverti en CO₂, puis le CO₂ diffuse vers les alvéoles et est éliminé lors de l'expiration.
Le cycle oxygénation dans les poumons → libération de l'oxygène dans les tissus → récupération et transport du CO₂ → élimination du CO₂ dans les poumons se répète pendant toute la durée de vie du globule rouge, soit environ 120 jours.