RAPPELS LES MICROORGANISMES

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1 RAPPELS LES MICROORGANISMES 1 : Les microorganismes de notre environnement - Les microorganismes (bactéries, virus, champignons microscopiques) sont des êtres vivants microscopiques présents partout dans notre environnement. - Certains sont pathogènes, d autres sont inoffensifs et parfois même utiles à l homme. - Les microorganismes sont au contact de notre corps au niveau de notre peau et de nos muqueuses. - La peau et les muqueuses forment une barrière qui empêche la pénétration des microorganismes dans notre organisme 2 : Le rôle protecteur du microbiote - Les MO hébergés par l homme constituent le microbiote humain. - Les MO du microbiote sont issus de l alimentation et de l environnement. Ils se trouvent sur la peau et les muqueuses. - Le microbiote joue un rôle essentiel dans la digestion, mais il est aussi nécessaire à la protection de l organisme. tout d abord, le microbiote constitue une barrière à la tout d abord, le microbiote constitue une barrière à la multiplication des MO pathogènes : il empêche leur développement et produit des substances antimicrobiennes qui les éliminent. tout d abord, le microbiote constitue une barrière à la Ensuite, le microbiote permet à notre corps de mieux se défendre en améliorant le fonctionnement du système immunitaire. La composition du microbiote change en fonction de l âge, de l état de santé, de l alimentation et de l environnement. 3 : Hygiène et maintien du microbiote : un équilibre à trouver : - Être exposé dès la naissance à une forte diversité de MO permet un bon développement du microbiote et un meilleur fonctionnement du système immunitaire. 4 : Contamination et infection par des MO pathogènes - Parfois les MO pathogènes franchissent la peau ou les muqueuses (par l air, l eau, les aliments, les relations sexuelles) : c est la contamination. Dans le corps, ces MO peuvent se multiplier : c est l infection. Contamination : pénétration de MO pathogène dans le corps. Infection : multiplication des MO pathogènes dans le corps. 5 : Se protéger des MO pathogènes et les éliminer POUR ÉVITER LA CONTAMINATION : - On utilise l asepsie, méthode préventive permettant d éviter le contact avec les MO pathogènes (mesure d hygiène, stérilisation...) - Le préservatif est aussi une méthode préventive, qui permet d éviter le contact avec les MO responsables d infections sexuellement transmissibles (IST). APRES CONTAMINATION POUR ÉVITER L INFECTION : - Au niveau d une plaie, on utilise des antiseptiques qui détruisent les MO au niveau de la zone contaminée : c est l antisepsie. -On utilise des antibiotiques qui empêchent les bactéries de se multiplier après contamination et arrêtent l infection. (Ils sont sans effet sur les virus). L antibiogramme : Tous les antibiotiques ne sont pas efficaces contre toutes les bactéries. Pour connaître l antibiotique le plus efficace contre une bactérie on réalise un antibiogramme : les bactéries pathogènes prélevées sur le malade sont cultivées en présence de pastilles contenant différents antibiotiques à tester. Les pastilles vont diffuser les antibiotiques et le plus efficace sera celui qui détruira le plus de bactéries.

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3 Partie 2 : Les défenses de l organisme Quand nous sommes malades, nous arrivons souvent à guérir sans médicaments. Comment notre corps se défend contre les MO pathogènes qui l ont contaminé? CH1. Les acteurs du système immunitaire L organisme se défend contre les MO grâce à son système immunitaire. De quoi est-il constitué? Activité 1 : La blessure de Ferdinand Bilan 1 : Dans le sang on trouve des cellules sanguines de deux sortes : les hématies (globules rouges) et les leucocytes (globules blancs). Les phagocytes Parmi les leucocytes on distingue Les lymphocytes B et T Lors d une infection, le nombre des leucocytes augmente. Les leucocytes sont les cellules du système immunitaire. Ces cellules sont fabriquées et stockées dans les organes immunitaires (la moelle osseuse, la rate, les ganglions lymphatiques et le thymus). Nombre d éléments/ml Individu non malade Individu ayant un rhume Lymphocytes (gl. blancs) à Hématies (gl. rouges) à Analyse sanguine d un sujet sain et d un sujet malade. * * *Lieux de production et de stockage des cellules de l immunité

4 CH2. La réaction immunitaire locale, rapide et non spécifique : l inflammation (=la réponse innée) Rhume, otite, blessure mal désinfectée sont liés à la multiplication de MO pathogènes, ce qui provoque une réaction rapide de l organisme : l inflammation (symptômes : rougeur, gonflement, douleur et chaleur). Le comportement des cellules sanguines suite à une blessure : Etape 1 : le capillaire sanguin se dilate au niveau de la blessure Etape 2 : du plasma et des phagocytes sortent du capillaire Etape 3 : les phagocytes se dirigent vers les m.o. Etape 4 : ils capturent et éliminent les m.o. : c est la phagocytose La réaction inflammatoire à l échelle de l organe

5 bactérie noyau déchets Vésicules contenant des enzymes digestives ADHESION ABSORBTION DIGESTION REJET Les étapes de la phagocytose. Etape 1 : le phagocyte se saisit du MO Etape 2 : il l absorbe dans son cytoplasme Etape 3 : il digère le m.o. grâce à des enzymes digestives Etape 4 : il rejette les fragments du m.o. digéré Rem arque : le pus est un mélange de restes de MO., de cellules immunitaires et de plasma. Phagocyte absorbant une bactérie. Bilan 2 : Dès la contamination, une réponse immunitaire rapide, locale et non spécifique se met en place dans la zone infectée : c est l inflammation. Les phagocytes sortent des vaisseaux sanguins et digèrent les MO : c est la phagocytose.

6 CH3. La réaction immunitaire spécifique, globale et plus lente (= la réponse adaptative) Lorsque la phagocytose ne suffit pas à arrêter l infection, une réaction plus lente et spécifique se met en place, elle fait intervenir les lymphocytes B et T. 1. L action des lymphocytes B Activité 2 : Expériences historiques de Behring Des expériences ont été réalisées sur des souris afin de découvrir le rôle des anticorps produits par les LB. a Décris et interprète chaque expérience? b - Que peux-tu dire sur le rôle des anticorps? Bactéries responsables de la diphtérie Injection de sérum d une souris guérie de la diphtérie. Injection de sérum d une souris guérie de la diphtérie. Bactéries responsable de la diphtérie Bactéries responsables du tétanos (Sérum = plasma sanguin + anticorps) Correction activité 2 : a) Exp1 : On observe qu après avoir reçu une injection de bactéries responsables de la diphtérie la souris meurt. Ces bactéries ont donc créé une infection qui a provoqué la mort des souris. Exp2 :On observe que la souris ayant reçu du sérum d une souris guérie de la diphtérie et des bactéries de la diphtérie ne meurt pas. On en déduit que les anticorps de la souris guérie de la diphtérie l ont protégée. Exp3 : On observe que la souris ayant reçu du sérum d une souris guérie de la diphtérie et des bactéries du tétanos meurt. On en déduit que les anticorps de la souris guérie de la diphtérie n ont pas été efficaces contre la bactérie du tétanos. b) Les anticorps d une souris guérie d une infection due à une bactérie ne peuvent guérir d une infection due à une autre bactérie. Un anticorps donné a donc une action spécifique contre une bactérie donnée. Explication : Une souris guérie de la diphtérie a produit des anticorps antidiphtériques qui ne forment des complexes antigène/anticorps uniquement avec les antigènes de la diphtérie. Ces complexes seront ensuite détruits par les phagocytes.

7 La structure moléculaire des anticorps Les anticorps sont des molécules en forme de Y qui possèdent des sites de reconnaissance de l antigène du MO contre lequel l organisme lutte. Cette reconnaissance permet la fixation de l antigène sur l anticorps. L antigène peut-être porté par un microbe ou être une toxine (molécule toxique libérée dans le sang par un MO). Complexes antigènes/anticorps qui seront détruits par les phagocytes Bilan 3 : Tous les MO portent des molécules sur leur membrane que le système immunitaire repère. Ces molécules sont des antigènes. La présence d antigènes dans l organisme va entrainer la fabrication d anticorps par les lymphocytes B. Les anticorps sont des molécules qui ont une forme complémentaire d un antigène donné. Lorsque l anticorps se lie à son antigène spécifique, cela crée un complexe antigène/anticorps qui sera reconnu et détruit par les phagocytes. Un anticorps donné est SPÉCIFIQUE à un antigène donné! Une personne est séropositive pour un antigène donné lorsque l'anticorps spécifique de cet antigène est présent dans son sang. Antigène = molécule qui est reconnue comme étrangère par l organisme et qui déclenche une réaction de défense. Les antigènes sont portés par les microbes. Anticorps = molécule en forme de Y produite par les lymphocytes qui se fixe sur les antigènes, les neutralisent et facilitent la phagocytose.

8 Exercice : L élevage bovin test SERUM = SANG - globules rouges - leucocytes - plaquettes = plasma + Anticorps Correction : a. On observe que dans le tube contenant le sérum de vache et les antigènes de S aucun anneau blanchâtre ne s est formé. On observe que dans le tube contenant le sérum de vache et les antigènes de B un anneau blanchâtre s est formé. Or on sait que l anneau indique la présence de complexes anticorps-antigènes. On sait aussi que les anticorps se forment suite à la détection de la présence d une bactérie par l organisme. Donc le système immunitaire de la vache a réagit à l infection par la bactérie B en produisant des anticorps. b. Il n y a pas eu de formation de complexe antigène-anticorps avec le sérum contenant l antigène de S. La vache a donc été infectée par la bactérie B. c. Les anticorps de la vache ont réagi avec les antigènes de B, mais pas avec ceux de S. Cela est du au fait que chaque anticorps est spécifique d un antigène donné.

9 2. L action des lymphocytes T Les virus sont des MO qui se développent à l intérieur des cellules. La destruction des cellules infectées par des virus nécessite l intervention d une autre population de lymphocytes : les lymphocytes T. Antigène du virus Comment agit un virus Activité 3 : Les lymphocytes T Doc. 1 et 2 : Expliquer comment les lymphocytes T peuvent détruire une cellule infectée par un virus. Doc. 3 : Décris l expérience et déduis-en le mode d action des lymphocytes T (spécifique ou non spécifique). 1 3 Une expérience pour comprendre le mode d action des lymphocytes T. Evolution de la quantité de lymphocytes T au cours d une infection virale 2 Lymphocyte T Antigène du virus A Cellule infectée Production de molécules provoquant la mort de la cellule infectée Cellule infectée En cours de destruction Etapes de la destruction d une cellule infectée par le virus A. Les cellules infectées par les virus sont détruites par les lymphocytes T. Un lymphocyte T est capable de reconnaître une cellule infectée par un virus. Il détruit alors par contact direct la cellule infectée et les virus qu elle contient. Correction activité 3 : Les lymphocytes T vont reconnaître les cellules infectées grâce aux antigènes du virus qu elles portent à leur surface. Des lymphocytes T spécifiques au virus en question vont ensuite se multiplier puis détruire par contact les cellules infectées ainsi que les virus qu elles contiennent. Cette action spécifique des lymphocytes T explique pourquoi dans l expérience, les cellules non infectées ou infectées par un autre virus ne sont pas détruites par les lymphocytes de la souris infectée par le virus LCM.

10 Le mode d action des lymphocytes T Bilan 4 : Les cellules infectées par des virus portent à leur surface les antigènes de ce virus. Les lymphocytes T reconnaissent alors les cellules infectées, se multiplient et les détruisent par contact direct. (Les LT détruisent aussi les cellules cancéreuses et les cellules greffées.)

11 CH4. Le principe de la vaccination : la mémoire immunitaire Certaines maladies, comme la varicelle, ne s attrapent qu une seule fois dans sa vie. Pourquoi? Activité 4 : A - On réalise sur une souris 2 injections d anatoxine tétanique à 20 jours d intervalle. Qu observes-tu lors de la 1re injection et lors de la 2e injection? Toxine tétanique : substance toxique produite par la bactérie du tétanos. Anatoxine tétanique : toxine tétanique atténuée et donc inoffensive. Lors de la 1ère injection, la production d'anticorps : - débute au bout de 3 jours. - la quantité d anticorps atteint 18 (UA) Lors de la 2ème injection, la production d'anticorps : - débute plus rapidement (quelques heures) - la quantité d'anticorps est supérieure ( 65 UA) - dure environ 7 jours. - dure beaucoup plus longtemps. B - Expériences mettant en évidence l existence d une mémoire immunitaire : 1. Deux expériences sont réalisées sur des souris. Décris ces 2 expériences. 2. Explique pourquoi la souris B survécu? (sers-toi des résultats de l expérience précédente pour rédiger ta réponse.) Correction : 1re observation : Une souris à qui on a injecté une toxine tétanique meurt au bout de 3 ou 4 jours. 2e observation : Une souris à qui on injecte d'abord une anatoxine tétanique puis après 15 jours une toxine tétanique ne meurt pas. Donc l anatoxine tétanique a protégé la souris B de la toxine tétanique en lui permettant une production plus rapide, plus abondante et plus durable d anticorps. Explication : Lors de la 1re injection, la souris a produit des anticorps et des lymphocytes mémoires spécifiques de la toxine tétanique. Lors de la 2e injection, ces lymphocytes mémoires reconnaissent très vite les antigènes de la toxine et produisent très vite beaucoup d anticorps spécifiques. La toxine est alors éliminée rapidement avant d'avoir provoqué la mort de l'animal. La 1re injection correspond donc à une «vaccination» qui protège ultérieurement la souris.

12 Les vaccins peuvent contenir : des MO vivants atténués, des MO morts, des anatoxines des fragments de MO. Schéma bilan du principe de la mémoire immunitaire Bilan 5 : Après un 1er contact avec un antigène, des lymphocytes mémoires se forment. Ils agiront alors plus vite, plus fort et plus longtemps, s ils rencontrent à nouveau le même antigène. L organisme est alors immunisé. Cette mémoire immunitaire permet la vaccination. Lors d une vaccination, on injecte des MO atténués ou des fragments de MO qui vont entrainer la production de lymphocytes mémoires spécifiques. La vaccination protège des maladies infectieuses et en évite la propagation. Système immunitaire : système assurant la défense de l organisme contre les MO pathogènes. Vaccination : méthode permettant d'immuniser un individu contre une maladie en stimulant son système immunitaire. Un vaccin protège durablement contre un MO et un seul et à condition de faire des rappels qui entretiennent la mémoire immunitaire. Certaines maladies infantiles ne s attrapent qu une fois (l organisme est ensuite immunisé), comme après la vaccination. Dans les deux cas, la protection est liée à la mémoire immunitaire.

13 Exercice : La greffe de peau. Greffe de peau On réalise une greffe de peau d une souris A sur une souris B. On réalise une 2eme greffe 1 mois plus tard. Sachant que le rejet de greffe ressemble à la destruction d une cellule infectée par un virus, expliquez le rejet plus rapide de la 2eme greffe. Correction : -On observe que 7 à 10 jours après la 1re greffe de peau, celle-ci est rejetée. -On observe ensuite que lorsque l on réalise la même greffe un mois plus tard, le greffon est rejeté plus rapidement (4 à 6 jours). - Or on sait que le rejet d une greffe ressemble à la destruction d une cellule infectée par un virus. - Et on sait aussi que suite à un 1er contact avec un virus, des lymphocytes mémoires spécifiques sont formés. Lors d un 2e contact, ces lymphocytes mémoires vont agir plus vite, plus fort et plus durablement, permettant ainsi une meilleure défense. -On peut donc expliquer le rejet plus rapide de la greffe par l action des lymphocytes mémoires. (Notre organisme possède une mémoire immunitaire).

14 CH5. Le sida : une perturbation grave du système immunitaire Virus = VIH Maladie = SIDA (Syndrome d Immuno Déficience Acquise) Évolution de la quantité de virus (VIH) et de lymphocytes T au cours de la maladie, en l absence de traitement. Remarque : les lymphocytes T4 sont ceux qui sont infectés par le virus. Schéma des étapes de la contamination et de l infection par le VIH 1. pénétration du virus dans l organisme (contamination) 2. pénétration et multiplication du virus dans un lymphocyte T 3. sortie des virus (le lymphocyte T meurt) 4. infection d un autre lymphocyte T etc. Bilan 6 : Le SIDA est une maladie qui entraine une défaillance du système immunitaire. La contamination peut se faire lors d'un rapport sexuel non protégé par un préservatif, par voie sanguine ou de la mère au bébé lors de l'allaitement ou de l accouchement. Le virus vient se loger dans les lymphocytes T, ce qui désorganise et détruit progressivement le système immunitaire. Au bout de quelques années, l'individu atteint pourra mourir d'une maladie opportuniste (qui profite de la faiblesse du système immunitaire pour se développer).

15 Schéma bilan des réactions du système immunitaire + Fabrication de lymphocytes mémoires Les complexes antigènes/anticorps seront détruits par les phagocytes Le système immunitaire (résumé): Grâce au système immunitaire, l organisme détecte en permanence la présence d éléments étrangers. En cas de contamination, le système immunitaire met en œuvre une réaction rapide, locale et non spécifique réalisée par les phagocytes : l inflammation. Elle est souvent suffisante pour stopper l infection. Si ce n est pas le cas, des réactions plus lentes, globales et spécifiques se mettent en place : l une grâce aux lymphocytes B et l autre grâce aux lymphocytes T. Les lymphocytes B produisent des anticorps, molécules spécifiques d un antigène reconnu. Les complexes antigènes / anticorps formés seront détruits par phagocytose. Les lymphocytes T détruisent par contact direct les cellules infectées par un virus. Les réactions lentes se réalisent par la reconnaissance spécifique de l antigène, la multiplication des lymphocytes et la destruction des MO pathogènes. Après un 1er contact avec l antigène, des lymphocytes mémoires se forment qui permettront une réaction immunitaire plus efficace lors d un contact ultérieur avec le même antigène. C est cette mémoire immunitaire qui est à l origine des vaccins.

16 À la fin du chapitre, je suis capable de : Définir système immunitaire, leucocytes, antigène, anticorps, séropositif. Citer les organes et les cellules du système immunitaire. Expliquer la phagocytose, dire à quel moment elle intervient et connaître ses caractéristiques. Savoir schématiser ses étapes. Expliquer ce qu'est la reconnaissance spécifique. Expliquer le rôle des 2 types de lymphocytes. Schématiser un anticorps, savoir par qui ils sont fabriqués et savoir expliquer leur mode d'action. Savoir reconnaître la spécificité d'un anticorps à partir d'un compte-rendu d'expérience. Expliquer le rôle de la mémoire immunitaire.. Savoir ce que contiennent les vaccins et leur mode d action. LEXIQUE Leucocyte : (globule blanc) Cellule du syste me immunitaire présente dans le sang. Syste me immunitaire : ensemble des organes et des cellules impliqués dans la défense de l organisme. Phagocyte : leucocyte capable de détruire et d ingérer des cellules présentant un antige ne. Antige ne : élément présent à la surface des micro-organismes qui peut provoquer l activation du syste me immunitaire. Lymphocyte : leucocyte particulier capable de reconnaitre spécifiquement un antige ne et de lutter spécifiquement contre celui-ci. Réaction spécifique : réponse immunitaire dirigée contre un seul antige ne. Anticorps : molécule produite par les lymphocytes B et qui reconnait et neutralise spécifiquement les antige nes d un microorganisme donné. Toxine : poison produit par certains microorganismes comme les bactéries. Immunisé : protégé d une maladie apre s un 1er contact avec l antige ne. Mémoire immunitaire : réponse plus rapide, plus efficace et plus durable gra ce aux lymphocytes mémoires lors d un second contact avec l antige ne. Séropositivité : présence d anticorps spécifiques d un antige ne dans le sang.