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Biologie

Introduction

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Biologie

Parmi les 650 espèces de sangsues répertoriées, Hirudo medicinalis est un des représentants les mieux étudiés. Cet annélide de la famille des Hirudinées est muni de 2 ventouses, l’une abritant la bouche et les 3 mâchoires.
Elle vit principalement dans les eaux stagnantes de type marais et étangs. Concernant sa reproduction, ce ver est hermaphrodite. Aux beaux jours, les sangsues fécondées pondent, hors de l’eau, des cocons pouvant contenir jusqu’à une trentaine de petites sangsues. Pour leur alimentation, les sangsues se nourrissent préférentiellement de sang de Mammifères et peuvent supporter de longues périodes de jeûne.
Lors de la morsure de sa proie, La Sangsue prélève du sang pour son repas et injecte de nombreuses substances aux pouvoirs multiples.
Conscients du pouvoir de La Sangsue, les gens lui ont prêté, au cours des temps des vertus parfois fantaisistes.

Historique

Le naturaliste Guillaume RONDELET présente, en 1554, vraisemblablement une des premières descriptions des différentes espèces de sangsues dans une « Histoire des Poissons ». En 1735, LINNE effectue la classification de Hirudo medicinalis et Hirudo sanguisuga dans son ouvrage « Le système de la nature ». Mais c’est au XIXème siècle que de nombreuses monographies sont consacrées aux sangsues : VITET (1809, Traité de La Sangsue), MOQUIN-TANDON (1827, Monographie de la Famille des Hirudinées), MARTIN (1847, Mémoire sur la question des sangsues) et FERMOND (1854, Monographie des sangsues médicinales).
Au début du XXème siècle, la pharmacopée française donne une description détaillée des caractéristiques pigmentaires de La Sangsue médicinale.

Etymologie

Le mot « sangsue » est d’origine latine. Hirudo proviendrait de hoero qui signifie j’adhère, et sanguisuga, de sanguis le sang et de suga je suce.
Le terme de Bdella provient du grec et a laissé son nom à l’ordre des Gnathobdellés.
Dans la Bible, elle apparaît sous le nom d’aluka et dans certains écrits arabes sous le nom d’aleca.En anglais, le sens primitif de leech est médecin. En l’an 900, laece signifiait «médecin » ou « sangsue » témoignant vraisemblablement de la preuve de son utilisation en médecine.
Au XVIème siècle, le verbe sangsuer désignait le fait d’appliquer des sangsues.

Classification

Parmi les 650 espèces de sangsues existantes, Hirudo medicinalis est l’un des représentant les mieux étudiés des annélides et l’espèce la plus utilisée en thérapeutique. Son nom scientifique signe son importance en médecine.
Elle appartient à :

  • l’Embranchement des Annélides
  • la Classe des Achètes ou Hirudinées (ni parapodes, ni soies)
  • l’Ordre des Gnathobdellés (présence de mâchoires mais pas de trompe)
  • la Famille des Hirudinées
  • Genre Hirudo

Morphologie

La Sangsue Hirudo medicinalis est un ver annelé aplati dorso-ventralement. La longueur de son corps est variable si elle est observée en extension ou en contraction, forme dite en olive.
Les sangsues médicinales d’Europe présentent un nombre considérable de variétés.
Selon leur origine géographique, les sangsues présentent des pigmentations variables permettant de distinguer différentes variétés.

  • La Sangsue hongroise provient des marais hongrois et yougoslaves. Ses couleurs vives et variées, vert foncé, rouge brique, jaune et noir colorent sa robe dorsale.
  • La bande médiane de sa robe dorsale est vert foncé, délimitées de chaque coté par une ligne noire, dentelée régulièrement et mince. Sa robe ventrale est verte.
  • La Sangsue française provient des Landes et de la Camargue.
    La Sangsue landaise possède une bande médiane vert émeraude délimitée de chaque coté par une ligne noire, mince et rectiligne sur sa robe dorsale. Sa robe ventrale est vert clair lisse au toucher avec 2 bandes noires longeant chaque bord.
    La Sangsue camarguaise possède une bande médiane longitudinale vert jaunâtre délimitée de chaque côté par une ligne noire sur sa face dorsale. Sa robe ventrale est vert jaunâtre lisse au toucher avec une bande rectiligne noire.
  • Les sangsues dites bâtardes : qualité inférieure dans laquelle on trouve d’autres espèces de sangsues (Haemopis, Nephelis, Aulastomes)

Anatomie

L’appareil locomoteur

Chacune des extrémités de son corps est pourvue d’une ventouse :

  • la ventouse antérieure ou buccale, la plus petite
    Cette ventouse, perforée par la bouche, possède une conformation qui lui permet d’exercer une succion sur les supports. Sa musculature est peu puissante car réduite à une unique fibre circulaire et à quelques muscles longitudinaux.
  • la ventouse postérieure, plus grande
    Cette ventouse, bien plus grande, est de forme discoïde et non perforée. Elle est indispensable à la locomotion.

L’appareil digestif

Il est situé en position dorsale, excepté pour la bouche en position ventrale. Il comporte 4 parties :

  • La bouche, s’ouvrant au fond de la ventouse antérieure, est munie de 3 mâchoires en forme de demi-lune, dont le bord libre porte de très nombreuses dents de calcite assurant l’incision. Ces mâchoires servent à inciser la peau des proies et y laissent une morsure caractéristique en forme de Y.
  • Le pharynx, doté de muscles puissants, permet la succion et la déglutition du sang. Il s’évagine dans la plaie pour absorber le sang. Sa paroi contient de nombreuses glandes salivaires.
  • L’estomac présente 11 paires de caecums gastriques, d’autant plus longs qu’ils sont en position postérieure. Ces structures, munies de valvules, permettent de maintenir le sang ingéré, assurant le stockage du sang en quantité très importante et pour de longues périodes favorisant ainsi la capacité des sangsues à jeûner.
  • L’intestin moyen constitue la zone digestive active et l’intestin postérieur court ou rectum se termine par l’anus.

L’appareil respiratoire

Il n’est pas différencié. La respiration s’effectue directement à travers l’épiderme.

L’appareil circulatoire

Chez Hirudo medicinalis, l’appareil circulatoire est constitué de 4 vaisseaux sanguins, dont un vaisseau ventral accolé à la chaîne nerveuse, un vaisseau dorsal, et 2 vaisseaux latéraux contractiles réunis par des réseaux de fins capillaires. Ce système est dépourvu de cœur. Le sang d’ Hirudo medicinalis contient des leucocytes et il est coloré en rouge par une

Le système nerveux

Le système nerveux de la sangsue médicinale est formé par 2 ganglions cérébroïdes réunis par un collier péri-oesophagien à une masse nerveuse sous-oesophagienne, qui innerve la ventouse buccale, et qui est constituée par la coalescence des ganglions des 5 premiers métamères. La chaîne nerveuse ventrale logée dans le sinus ventral comporte 19 paires de ganglions à raison d’une paire par métamère.

L’appareil excréteur

Métamérisé et hypertrophié, l’appareil excréteur est composé de 17 paires de néphridies s’ouvrant au niveau du tégument par des néphridiopores. Chaque néphridie constitue une unité autonome et comprend une glande en fer à cheval constitué par un tissu excréteur, prolongé par un court canal excréteur qui débouche sur une vessie en position ventrale aboutissant au pore ventral.

L’appareil reproducteur

Les sangsues sont des animaux hermaphrodites et possèdent donc un organe génital mâle et un organe génital femelle.

L’ appareil génital mâle est formé de 9 paires de testicules positionnées de part et d’autre de la chaîne nerveuse ventrale (XIIème et XXème métamère). Au niveau du dixième segment chaque spermiducte, assurant le transport des spermatozoïdes, forme l’épididyme puis rejoint son symétrique pour former un canal éjaculateur logé dans le long pénis filiforme. La base du pénis est pourvue d’une prostate contenant les spermatozoïdes. Le pore mâle est positionné entre le 24ème et le 25ème anneau.

L’appareil génital femelle (XIème métamère) comporte 2 ovaires globuleux, 2 oviductes, un utérus dont les sécrétions constituent la coque des oeufs et un vagin. Le pore femelle est positionné entre le 29ème et 30ème anneau.

Mode de vie/Comportement

La sangsue médicinale est un animal aquatique hématophage. Elle vit dans les eaux douces plutôt stagnantes (marais, étangs) mais elle peut être présente dans les ruisseaux.

Dans les bassins naturels, elle se déplace dans son milieu soit par la nage, à l’aide de mouvements ondulatoires, soit par déplacement sur le substrat, à l’aide des ventouses. Sur terre, elle progresse en fixant la ventouse postérieure puis en allongeant le corps pour fixer la ventouse antérieure. Détachant ensuite le disque arrière et se contractant sur leur point d’appui, elle rapproche toute la partie postérieure du corps vers la ventouse antérieure et réapplique la ventouse arrière.

Dans le milieu naturel, les sangsues sont alertées de la présence d’une proie potentielle par les vibrations de l’eau. Elle nage alors vers la source principale des vibrations.

Bien que possédant 5 paires d’yeux, la vision ne paraît pas être l’élément majeur dans la détection des proies. Les yeux ou ocelles semblent juste lui conférer une sensibilité à la lumière ; placée dans un aquarium éclairé, elles recherchent instinctivement des endroits sombres.

L’autre stimulus important pour les sangsues est la température de la proie potentielle. Une source de chaleur, comme un ballon d’eau chaude, placée dans l’eau du bassin attire les sangsues à sa surface. Elles repèrent ainsi vraisemblablement plus facilement les vertébrés à sang chaud.

Le toucher, par le biais de son tégument et de ses ventouses, est également un élément important dans le contact avec la proie potentielle. Au contact de certaines substances, elle présente la capacité de se rétracter : réduction de plus des 2/3 de sa longueur.
Ainsi la sensibilité des sangsues à certaines substances chimiques a été identifiée comme les sels de quinine, la saccharine, l’hydrate de chloral ou encore aux solvants odorants. Certaines odeurs de peau peuvent en effet les empêcher de mordre.

Les sangsues semblent également sensibles aux bruits.

Alimentation

La sangsue médicinale est une espèce réputée strictement hématophage. Elle se nourrit préférentiellement du sang des mammifères. Mais les jeunes individus peuvent s’alimenter initialement de larves d’insectes, de petits mollusques. Elles peuvent également se contenter de ponte d’amphibiens, d’amphibiens eux-mêmes, de poissons mais le gain de poids pour la sangsue semble alors assez minime.
La faune vivant dans les bassins naturels ne représente pas seulement une source potentielle de nourriture. En effet, certains insectes constituent une menace pour la sangsue, soit parce qu’ils sont capables de la blesser soit parce qu’ils s’en nourrissent. Les sangsues, les plus exposées, sont vraisemblablement les petites. Ces prédateurs sont multiples : les larves d’éphémères aux mâchoires pointues en forme d’épines, les larves d’anisoptères (type libellules) présentant des éperons à l’extrémité abdominale et un masque muni de crochets et les larves et adultes de dytiques aux mâchoires munis de crochets.

Une fois fixée par ses 2 ventouses sur sa proie, la sangsue pratique une incision trifide du tégument ou de la peau grâce à ses 3 mâchoires munies de dents. Le contenu sécrétoire des cellules salivaires est libéré au moment de la morsure. Le mucus facilite la lubrification du site et l’hydratation du sang et l’hirudine injectée favorise la prise du repas sanguin en empêchant sa coagulation. La succion du sang se fait par des contractions rythmiques de la région postérieure du pharynx.

Une fois repue, environ 20 à 40 minutes plus tard, la sangsue se détache d’elle-même de son hôte, elle est alors gonflée de sang et se déplace avec peine. Elle peut absorber entre 3 et 10 fois son poids en sang, ce qui pour une sangsue de taille moyenne représente 5 à 10 ml de sang.

La digestion du repas sanguin est rendue possible par la présence de symbiotes de type bactérien, Aeromonas hydrophila et Pseudomonas hirudinis vivant dans le tube digestif de l’annélide. Dans les jours qui suivent la prise du repas, le sang contenu dans les diverticules stomacaux est concentré d’environ 40% par le système excréteur. Le sang subit alors des changements très lents, notamment par la lyse progressive des érythrocytes faisant intervenir 2 mécanismes successifs, l’hémolyse et la protéolyse. L’hémoglobine est scindée en globine et en hème ; la globine est utilisée par le métabolisme de la sangsue et l’hème est scindé en fer excrété et en protoporphyrine. Le processus de digestion est extrêmement lent et dure plusieurs mois. Une fois rassasiée, la sangsue ne mord plus.
Dans le milieu naturel, l’accès aux proies n’est pas toujours régulier mais le mode de digestion des sangsues est adapté à ce mode de vie car elles présentent une extraordinaire résistance au jeûne. En effet, les sangsues supportent aisément un jeûne de 6 à 8 mois et certaines survivent même après 18 mois de jeûne.

Autrefois différentes méthodes étaient utilisées pour assurer le repas sanguin des sangsues en bassin. Des planchettes concaves remplies de sang de bœuf et de mouton étaient placées au bord des bassins. La méthode bordelaise, surtout employée au XIXème siècle, utilisait des chevaux vivants qui étaient lâchés dans les zones marécageuses conduisant souvent à terme à la mort des chevaux. Une méthode similaire mais moins excessive consistait à placer à chaque antérieur du cheval un sac rempli de 100 à 600 sangsues.
A RICARIMPEX, pour des raisons sanitaires évidentes, l’alimentation sanguine est effectuée uniquement en laboratoire en conditions contrôlées ; le sang de mammifères, bien que préféré des sangsues, a été remplacé par du sang de volaille. Son utilisation permet de s’affranchir du risque de transmission de pathologie bien plus important entre mammifères. Il est dans tous les cas indispensable d’utiliser une source de sang contrôlé (contrôles vétérinaires des animaux abattus et analyse du sang).

Reproduction

Possédant des organes de reproduction mâle et femelle, la sangsue est hermaphrodite. Cependant, l’autofécondation n’est pas possible et l’accouplement entre 2 individus est donc obligatoire pour assurer la reproduction. La copulation s’effectue tête-bêche, le pénis de l’un des individus est introduit dans le vagin de l’autre où le sperme est déposé.

A l’approche de la ponte, la sangsue présente un renflement dans la partie antérieure du corps accompagné d’une coloration de la zone, d’une teinte allant du vert au jaune voire orange. La ponte se produit au plus tôt environ 1 mois après la fécondation et a lieu à l’extérieur de l’eau. Le clitellum sécrète un anneau muqueux d’où la sangsue se dégage laissant derrière elle une sorte de manchon muqueux qui se ferme aux deux extrémités. D’une consistance initiale de « blanc d’œuf », le cocon prend rapidement une consistance assez ferme dont l’enveloppe devient spongieuse sous l’action de l’humidité. Le cocon, contenant les œufs fécondés, contient un liquide albumineux nutritif assurant le développement des petites sangsues avant leur sortie dans le milieu extérieur.

Les cocons, ovoïdes, dont la taille varie de 2 à 3 cm de longueur et de 1 à 1,5 cm de largeur, sont déposés dans la terre. Au bout d’un minimum de 3 semaines, les jeunes perforent une extrémité du cocon et gagnent l’eau le plus rapidement possible.

La reproduction débute au printemps et se termine à la fin de l’automne. Si le climat est clément la période peut se prolonger.

Substances Actives

Dans le cas classique d’une blessure (plaie, coupure), la coagulation ou formation de caillot se fait par 2 processus se produisant simultanément pour assurer le colmatage de la brèche vasculaire : l’agrégation plaquettaire (hémostase primaire) et la transformation du fibrinogène soluble en fibrine insoluble, résultat d’une cascade de réactions enzymatiques (coagulation plasmique).
A l’état physiologique, la fluidité du sang tient à un équilibre entre les éléments qui tendent à faire coaguler le sang (facteur de coagulation, plaquettes, ions calcium) et ceux qui tendent à empêcher la coagulation (inhibiteur physiologique).

Lors de la prise du repas des sangsues, le maintien du sang à l’état liquide est une nécessité. Il faut éviter la coagulation à l’endroit de la morsure, l’obstruction des vaisseaux en profondeur et également éviter la prise en masse du sang dans leur tube digestif.
Pour ce faire, la sangsue sécrète de la salive contenant de nombreux principes actifs tels que des anticoagulants, des inhibiteurs de l’agrégation plaquettaire, des inhibiteurs de protéase…

Les glandes salivaires sont constituées de 3 populations cellulaires qui recouvrent 2 sortes de sécrétions :

  • Une sécrétion muqueuse dont le rôle principal est mécanique en lubrifiant les mâchoires mais qui permet aussi l’hydratation du sang stocké.
  • Une sécrétion protéique assurant la diffusion, la vasodilatation, l’anticoagulation et la digestion grâce à de nombreuses substances actives.

Les anticoagulants

L’hirudine
Il s’agit d’un peptide sécrété par les glandes salivaires injecté dans la blessure pendant la succion pour prévenir la coagulation du sang.
C’est l’anticoagulant le plus efficace existant et son action se situe à deux niveaux :

  1. Elle inactive la thrombine en prenant la place de son substrat naturel : le fibrinogène.
  2. Elle agit également sur le facteur Xa qui catalyse la conversion de la prothrombine en thrombine. En effet, l’hirudine a la capacité d’accélérer fortement le relargage du facteur Xa à partir de cellules endothéliales. Sous l’action de l’hirudine, le facteur Xa passe donc en solution dans le plasma où il est soumis à l’action de ses inhibiteurs.

Il existe plusieurs variants de l’hirudine :
Le HV1 provenant du corps de La Sangsue et sans activité antithrombine.
Le HV2 provenant de la tête et présentant une activité antithrombine
Son poids moléculaire est de 6,95 KDa.

C’est la substance active la plus étudiée dans les extraits de sangsue et elle a été produite par voie recombinante. Malheureusement, l’hirudine recombinante est moins active que l’hirudine naturelle. La différence notable entre les hirudines recombinantes et l’hirudine naturelle est la forme désulfatée du résidu tyrosine en position 63, ces « désulfatohirudines » sont de ce fait 10 fois moins actives que l’hirudine naturelle.

Les inhibiteurs de l’agrégation plaquettaire
Dans le plasma, les plaquettes peuvent s’agréger sous l’influence de nombreuses substances, telles l’ADP, l’épinéphrine, la thrombine et le collagène.
La salive se révèle être un inhibiteur efficace de l’agrégation plaquettaire. Cette propriété expliquerait le fait que La Sangsue soit capable de dissocier le « temps de coagulation » et le « temps de saignement ». En effet, l’effet anticoagulant caractéristique de la morsure de La Sangsue est dû à l’hirudine sécrétée au cours de l’alimentation de l’animal, bien qu’il ait été démontré que l’hirudine était dégradée après environ 15 minutes, alors que le saignement persistait plusieurs heures.
Le saignement serait attribué à une inhibition des fonctions plaquettaires.

La caline
Cette protéine interfère directement sur l’interaction plaquette-collagène mais aussi sur la liaison facteur de Willebrand et du collagène. Ces 2 effets pourraient contribuer à inhiber l’adhésion plaquettaire.

L’apyrase
Il s’agit d’un phosphohydrolase qui réalise l’hydrolyse de l’ATP et de l’ADP. C’est un puissant anti-agrégant plaquettaire.

La collagénase
Cette enzyme clive la chaîne du collagène. Or le collagène intervient dans l’activation de l’agrégation plaquettaire.

Une prostaglandine
Ce composé agit comme la prostacycline et ses analogues et intervient sur l’agrégation plaquettaire en empêchant l’attachement et la diffusion des plaquettes sur le collagène et en activant l’adényl-cyclase des membranes plaquettaires générant une molécule anti-agrégante.

Les inhibiteurs de protéase

La bdelline
Cette enzyme est un inhibiteur de la trypsine et de la chymotrypsine. Son action s’oppose à l’action de l’hirudine au niveau de la coagulation sanguine Il en existe 2 types, la bdelline A et la bdelline B.

L’égline
C’est un inhibiteur de protéinase lysosomiale et bactérienne libéré lors de certains processus inflammatoires comme la chymotrypsine, l’élastase produite par les neutrophiles humains, la cathepsine G et autres enzymes fabriquées par les granulocytes humains.
Cette enzyme peut jouer un rôle préventif de l’emphysème pulmonaire. En effet, l’équilibre élastase/antiélastase joue un rôle critique dans le maintien de l’intégrité des structures alvéolaires pulmonaires humaines.

L’anti-kallikréine
Il s’agit d’un inhibiteur des facteurs de coagulation que sont la kallikréine et le facteur XIIa qui jouent un rôle dans le processus intrinsèque de coagulation.

Les protéases

La déstabilase
Elle agit comme une isopeptidase c’est-à-dire qu’elle permet de liquéfier la fibrine soluble en lysant les liaisons ε-(γ glutamyl)-lysine de la fibrine stabilisée par le facteur XIIIa en présence de Ca2+. Cette enzyme confère donc aux sangsues la capacité de lyser les caillots, il ne s’agit donc plus uniquement de processus anticoagulant mais d’alimentation fibrinolytique.
Les lipase et estérase
Les sécrétions salivaires d’Hirudo medicinalis sont douées de pouvoir lipolytique pour jouer un rôle digestif vis-à-vis du sang ingéré. Deux enzymes sont responsables de cette capacité : une lipase et une cholestérol-estérase.

La hyaluronidase
L’extrait de sangsue présente un facteur de diffusion. L’enzyme responsable de cette activité est une endo-β-glucuronidase stricte avec pour seul substrat l’acide hyaluronique. Cette enzyme : la hyaluronidase dégrade l’acide hyaluronique augmentant ainsi la diffusion de tous les principes actifs inoculés par la morsure d’annélide.

Une substance vasodilatatrice
C’est une substance similaire à l’histamine qui aurait un rôle vasodilatateur lors de la succion.

Une substance anesthésiante
La morsure de sangsue étant quasiment indolore, cela suggère la présence de molécules anesthésiantes mais cela n’a pas été démontré.

Ce qu'il faut savoir

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