Le système immunitaire

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1 Le système immunitaire L organisme doit se protéger des agressions qu il subit continuellement de la part du milieu externe. Cette protection consiste tout d abord en l interposition d une barrière entre l organisme et le milieu externe (la barrière cutanéo-muqueuse). Lorsque cette barrière est franchie par un agresseur physique, chimique ou biologique, l organisme développe une réaction de défense non spécifique, commune à tous les types d agressions possibles, la réaction inflammatoire. Les réactions développées en réponse à une agression par des micro-organismes ou des toxines constituent l immunité. Cette dernière peut être non spécifique (innée) ou spécifique (acquise). La réaction immunitaire est intimement liée à la réaction inflammatoire, les deux se complétant réciproquement. I L immunité naturelle. I 1 le «soi» et le «non soi». L ensemble des réactions qui constituent l immunité résident dans la capacité de l organisme à reconnaitre les molécules et les structures qui lui sont propres («soi») et celles qui viennent de l extérieur («non soi»). La réaction ne s exerce (normalement) que vers le non soi. Cette reconnaissance sur les protéines, qui sont les seules structures spécifiques du monde vivant. Tout organisme possède un nombre important de protéines qu il synthétise dans ses cellules. Toutes ces protéines sont reconnues comme «soi» pour l organisme. Le déclenchement de la réaction immunitaire nécessite donc qu une protéine, ou qu un fragment de protéine «non-soi» arrive à traverser la barrière cutanéo-muqueuse. La reconnaissance a lieu entre les cellules spécialisées du système de défenses (les lymphocytes) et toutes structures contenant des protéines. Les structures cellulaires sont reconnues à l aide de certaines de leurs molécules de surface qui jouent le rôle de marqueurs du «soi». Ces marqueurs sont des protéines situées à la surface de presque toutes les cellules de l organisme, mais certains sont plus nombreux à la surface de certaines cellules spécifiques. Ainsi, les marqueurs AB sont retrouvés à la surface des hématies. Il s agit de deux protéines A et B qui peuvent se trouver ensemble (gropue AB) ou séparées (A ou B). Si aucune protéines ne se trouve à la surface des globules rouges, on parle de groupe 0. Il en est de même pour les autres marqueurs, comme les antigènes Rh. Un autre groupe important de marqueurs et le groupe HLA (huma leucocyte antigen), initialement décrit sur les globules blancs (leucocytes) et qui en a gardé le nom. Ces protéines sont présentent sur toutes les cellules de l organisme. Il est aussi appelé complexe majeur d histocompatibilité, car tout transplant de tissu ou d organe doit tenir copte de la compatibilité en

2 les marqueurs HLA du donneur et du receveur, faute de quoi l organisme de ce dernier développe des anticorps contre le tissu implanté et risque de le détruire. I 2 La barrière cutanéo-muqueuse. I 2 1 La peau. La peau recouvre l ensemble de la surface de l organisme. Elle constitue une protection efficace contre la plupart des facteurs physiques, chimiques et physiques. - Protection mécanique : La structure de l épithélium stratifié de la peau lui confère une grande résistance aux facteurs extérieurs. De plus, il y a une certaine imperméabilité des cellules épidermiques lorsqu elles se chargent de kératine. Enfin, les radiations ultraviolettes très agressives pour la peau sont contrées par les cellules pigmentaires de la peau qui contiennent de la mélanine. - Protection biologique : les sécrétions cutanées et notamment la sécrétion de sébum, contiennent aussi des molécules comme des acides gras, qui possèdent un pouvoir antiseptique. La surface de la peau est colonisée par la flore saprophyte qui s oppose au développement de micro-organismes étrangers. I 2 2 Les muqueuses. Les muqueuses assurent le recouvrement et la protection des cavités internes en contact avec l extérieur : le tube digestif, l appareil respiratoire, urinaire et génital. - Protection mécanique : Les muqueuses sont plus fragiles que la peau (constituée d une seule rangée de cellules). Cependant, les muqueuses sécrètent du mucus, qui permet de fixer certaines particules et de les évacuer par la suite. (ex : cellules ciliées). - Protection biologique : Le mucus et certaines autres sécrétions (larmes, salive) contiennent des substances antiseptiques. De plus, certaines muqueuses contiennent une flore microbienne saprophyte qui inhibe le développement des micro-organismes pathogènes. La barrière cutanéo-muqueuse est efficace contre la majeure partie des agressions extérieures à condition qu elle soit intacte. C est là sa principale limite. En effet, si sa structure est altérée par la malnutrition, par l âge, par des toxiques (alcool, tabac ) ou que sa continuité soit rompue (ex :plaie ou brulure) son efficacité diminue rapidement. Une porte d entrée est ainsi offerte aux agresseurs.

3 I 3 La réaction inflammatoire. L inflammation est l ensemble des phénomènes survenant lorsqu un facteur agresseur provoque une lésion dans un tissu de l organisme. Les signes cliniques de l inflammation sont la rongeur, l œdème, la chaleur et la douleur. I 3 1 Les phases de l inflammation. Quelque que soit l agent agresseur, l inflammation évolue en plusieurs phases. - Vasodilatation du tissu lésé : Ceci est un acte reflexe végétatif dont le but est d y assurer une quantité suffisante de sang. Cette vasodilatation est complétée par une augmentation de la perméabilité de la paroi vasculaire, qui permet aux molécules et aux cellules sanguines d accéder au tissu lésé. - Phénomènes sanguins : On observe une coagulation du sang dans les petits vaisseaux locaux et la coagulation de la lymphe. Cela permet l isolement du foyer inflammatoire du reste de l organisme, empêchant la propagation des microorganismes. De De nombreuses cellules sanguines migrent au niveau de l inflammation. - Phase cellulaire : permet l élimination de l aggresseur. I Les cellules de l inflammation. Les cellules qui interviennent sont surtout des cellules sanguines. On observe : - Les monocytes/macrophages : Les monocytes migrent vers les tissus agressés où ils se différencient en macrophages. Ces cellules vont être les premières à intervenir dans la réaction inflammatoire. Des molécules chimiotactiques permettent d attirer ces cellules vers le foyer inflammatoire. - Les neutrophiles : ce sont les premières cellules à arriver dans le foyer inflammatoire, avant les monocytes. Les cellules réalisent la phagocytose, phénomène qui consiste à l adhésion puis l ingestion de l agent pathogène. Une fois absorbé, il est digéré à l aide d enzymes. Les déchets sont ensuite exocytés. Un grand nombre de cellules meurent dans cette confrontation. I 3 3 Les molécules de l inflammation. Le tissu lésé produit une grande quantité de molécules qui entretiennent l inflammation. Elles augmentent la perméabilité des vaisseaux sanguins, attirent les cellules immunitaires, stimulent leurs production dans la moelle, inhibent le développement des microorganismes On observe les interleukines, l histamine, les prostaglandines, le système du complément

4 I 3 4 La formation du pus. Les cellules immunitaires mortes, le reste de tissu dégradé et de microorganismes forment au bout de quelques jours la formation du pus. Ce dernier est dégradé par les macrophages. I 3 5 Cicatrisation. Les fibroblastes migrent aussi au niveau de la zone lésée. Ces cellules conjonctives se multiplient, puis se différencient pour reformer le tissu abimé. II Réaction immunitaire. II 1 L immunité non spécifique. L immunité non spécifique (également innée ou naturelle) comprend tous les mécanismes non spécifiques de protection mis en place par l organisme pour se protéger des microorganismes et des toxines. Si l agression est provoquée par un micro-organisme, la réaction inflammatoire est la même mais elle complétée par d autres aspects de l immunité non spécifique (et parfois par des réactions d immunité spécifique). On observe comme phénomène la phagocytose par les neutrophiles et les macrophages, mais aussi l intervention de lymphocytes dits «Natural killer» (ou NK) qui sont capables de reconnaitre et détruire les cellules étrangères, mais aussi des cellules tumorales et des cellules infectées par des virus. On observe également l intervention du système du complément (protéines sanguines qui perforent les membranes des agents pathogènes). II 2 L immunité spécifique. Cette immunité spécifique (ou acquise) est basée sur l action de deux types de cellules, les lymphocytes T et les lymphocytes B. Elles sont capables de reconnaitre une molécule protéique et de déclencher des réactions aboutissant à sa destruction. Ces deux types de lymphocytes communiquent avec les autres cellules du système immunitaire. Ils sont à l origine de l immunité humorale (lymphocytes B) et de l immunité cellulaire (lymphocytes T). Les lymphocytes sont des cellules originaires de la moelle hématopoïétique, qui la quittent pendant la vie intra-utérine pour rejoindre, soit le thymus ou ils deviennent des lymphocytes T, soit d autres organes lymphatiques ou ils se différencieront en lymphocytes B. Après leurs spécialisations, ces cellules vont colonisées les autres organes lymphatiques comme la rate, les ganglions

5 L activation de ces immunités se fait par la présence d une molécule étrangère. Cette molécule est appelé antigène. La base de la reconnaissance d un antigène comme «non soi» et de la réaction immune, correspond au couplage de ce dernier avec un récepteur qui se situe sur la membrane du lymphocyte (complémentarité des structures). L antigène peut être reconnu directement par les lymphocytes, soit il est capté par les macrophages puis présenté aux lymphocytes. II 2 1 L immunité humorale. Lorsque les lymphocytes B rentrent en contact avec un antigène, ils se différencient en plasmocytes. Grâce à des modifications de leur métabolisme et d une augmentation de taille de leur réticulum endoplasmique, les plasmocytes produisent des anticorps. Les anticorps sont des molécules protéiques complémentaires à l antigène. Ces anticorps sont produits en quantité importante (plusieurs milliers par seconde et par cellule). Ils se retrouvent dans le sang. Ils sont alors appelés immunoglobulines. Ils en existent différentes catégories suivant leurs structures (immunoglobulines A, G, M, E). Quel que soit le type d anticorps synthétisé, celui-ci a deux catégories d actions qui permettent de détruire l antigène : - Soit l anticorps neutralise l antigène. Ensuite ce complexe antigène-anticorps sera ensuite phagocyté puis détruit. - Soit la formation du complexe antigène-anticorps déclenche l activation le système du complément. Ce sont des molécules qui vont pénétrer dans les membranes de l agent pathogène, conduisant à sa destruction. Lors de l activation des lymphocytes B, une petite population de cellules ne se transforme pas plasmocytes, mais en lymphocytes B «mémoire». En fait, ces derniers vont mettre en mémoire l antigène rencontré, permettant à l organisme de réagir rapidement lors d un contact ultérieur avec le même antigène. La réponse immunitaire sera par conséquent plus rapide, d une intensité supérieure et plus longue dans le temps. C est cette mémoire immunitaire qui utilisé lors de la vaccination. II -2 2 L immunité cellulaire. L activation des lymphocytes T entrainent leur prolifération. Ces derniers passent ensuite dans la lymphe, dans le sang puis migre vers les tissus à travers les capillaires perméabilisés par l inflammation. Leur action est déterminée par le biais de molécules actives, les interleukines. - Les lymphocytes T cytotoxiques (ou CD8) sont capables de détruire directement les cellules cibles. Pour cela, ils s attachent directement à la membrane cellulaire, la perforent et injectent dans les cellules des perforines, qui sont des enzymes protéolytiques. Cela conduit à l éclatement de la cellule.

6 - Les lymphocytes T helpers (ou CD4) sont capables de stimuler l activation des lymphocytes B en plasmocytes mais aussi de stimuler l action des macrophages. Les lymphocytes T présentent aussi une population qui évoluera en lymphocytes T mémoire. III Vacination et sérothérapie. L activation du système immunitaire nécessite au moins un premier contact avec l antigène. Dans certains cas, le premier contact peut être fatal si la maladie se développe plus rapidement que les systèmes de défenses. Cela s observe notamment chez certaines populations comme les nouveaux nés, les personnes âgées et les immunodéprimés, où leurs capacités de défenses sont plus faibles. On observe deux méthodes permettant de combattre les infections de manière efficace. III - 1 Vaccination. La vaccination consiste à injecter dans l organisme un antigène ou un fragment d antigène capable de déclencher la réaction immunitaire sans provoquer la maladie. Il peut s agir de microorganisme tués (vaccins contre la grippe, la rage ), de microorganismes vivants mais inactivés par la température ou par des méthodes chimiques (vaccin contre la tuberculose, la rougeole ), de fragments de microorganismes (ex : la méningite) ou des fragments de toxines (ex : le tétanos). L introduction de l antigène entraine la formation d anticorps par le système immunitaire, mais aussi la fabrication de cellules mémoire, qui pourront réagir lors d une nouvelle infection, de façon rapide et intense. Certains vaccins offrent une immunité durable et efficace après un seul contact avec l antigène (ex rubéole, rougeole). D autres comme le vaccin contre le tétanos nécessite plusieurs injections pour obtenir une bonne efficacité. En France, les vaccinations obligatoires concernent la tuberculose, le tétanos, la diphtérie et la poliomyélite. D autres vaccinations sont conseillées comme la rougeole, la rubéole, les oreillons et la coqueluche. Enfin certains vaccins ne sont appliqués qu à des personnes dites à risques comme l hépatite B qui est conseillées pour le personnel médical, toxicomanes On observe aussi la grippe pour les personnes âgées surtout. Des rappels pour ces vaccins sont à réaliser régulièrement pour entretenir une immunité efficace.

7 III 2 La sérothérapie. C est une autre méthode de prévention des maladies infectieuses qui consistent à injecter des anticorps déjà formés au patient. Ces anticorps peuvent être obtenus sur un animal ou par génie génétique. Ils ont le même mode d action que les anticorps synthétisés dans l organisme mais leur durée de vie est courte (quelques jours). La protection est dite passive car elle ne permet pas d obtenir une mémoire immunitaire comme avec un vaccin. Elle présente cependant l avantage d être très rapide et efficace, permettant de contrer directement un agent infectieux. Cette méthode est notamment beaucoup utilisée contre le tétanos (sérum antitétanique). IV Disfonctionnement du système immunitaire. IV 1 - Les allergies. L allergie est acquise comme l immunité, lors d un précédent contact avec un antigène. On parle de sensibilisation. L antigène en cause est appelé allergène. L allergie correspond à des réactions anormales et excessives du système immunitaire. Cela peut être due par à une hyperactivité de l immunité cellulaire ou humorale. L allergie à médiation cellulaire concerne surtout la surface la peau. Elle survient après des contacts répétés avec un allergène, comme certains produits ménagers ou cosmétiques. L allergie à médiation humorale est une réaction disproportionnée à un antigène, avec la fabrication importante d immunoglobulines E. Ces dernières ont comme particularité d avoir une affinité importante pour certaines cellules. On observe notamment les mastocytes qui sont des cellules, qui contiennent dans leur cytoplasme de nombreuses granules contenant de l histamine. Chez les personnes allergiques, la fixation de ces immunoglobulines E provoque la dégranulation et par conséquent la libération d une quantité importante d histamine. Cette molécule à pour conséquence la vasodilatation des petits vaisseaux sanguins. De plus, en même temps que l histamine, d autres molécules sont libérées des granules comme des protéases, de l héparine (entraine des troubles de la coagulation du sang) tout cela à pour effets entrainer les symptômes allergiques (larmes, éternuements, asthmes, démangeaisons, urticaires ). Ces réactions peuvent être parfois très violentes provoquant le choc anaphylactique (hypertension, évanouissement ) ou peuvent être localisé à l arbre respiratoire (œdème de Quincke), pouvant entrainer la mort. Les principaux allergènes sont les pollens, poussières, poils, protéines de blanc d œuf, des fruits de mer La prévention des allergies se fait avant tout par l arrêt de l exposition à l allergène. Des traitements peuvent également être utilisés (inhibition de la dégranulation des mastocytes).

8 IV 2 - L immunodépression. La diminution des capacités de réaction du système immunitaire constitue l immunodépression qui peut avoir plusieurs cases : - Immunodéficience innée : l absence congénitale d une famille de lymphocytes ou leur incapacité à fonctionner correctement. Ce sont des cas rares. - Immunodéficience acquise : la diminution de l activité de certaines familles de cellules peut être le fait de leur infection par des microorganismes ou par certains traitements (ex : chimiothérapie, stress ). Le VIH entraine cette immunodéficience en détruisant lentement les lymphocytes T.

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