Lutte anti-microbienne. Les défenses de l organisme

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1 Lutte anti-microbienne Les défenses de l organisme Introduction Les défenses de l organisme peuvent : - mpêcher l entrée d agents pathogènes grâce à des barrières mécaniques et chimiques (Peau, muqueuses, sécrétions ). - Combattre les agents pathogènes, ayant pénétré dans l organisme, grâce aux cellules immunitaires : les leucocytes. o Cellules de l immunité non spécifique permettant la phagocytose : les phagocytes. o Cellules de l immunité spécifique : les lymphocytes. Sur une feuille A3, coller les différents agents pathogènes et le corps humain (Voir doc en annexe-1) I-Les barrières mécaniques et chimiques Pour pouvoir pénétrer dans l organisme, le corps étranger doit franchir la peau et les muqueuses qui constituent une barrière mécanique. Une fois le corps étranger dans l organisme, il doit s adapter aux sécrétions de mucus, à l acidité gastrique, aux larmes qui constituent des barrières chimiques. Coller la 1 ère partie du document "Les défenses de l organisme" (Ci-dessous) 1 ère ligne de défense : Barrières superficielles mécaniques et chimiques (Peau et muqueuses) piderme de la peau intact : Forme une barrière mécanique qui empêche l infiltration d agents pathogènes et d autres substances nocives pour l organisme Acidité de la peau : Les sécrétions de la peau (sueur et sébum) rendent la surface de l épiderme acide, ce qui inhibe la croissance des bactéries ; le sébum contient aussi des agents chimiques bactéricides Muqueuses intactes Mucus : Poils du nez : Suc gastrique : mprisonne les micro-organismes dans les voies respiratoires et digestives Filtrent et emprisonnent les micro-organismes dans les cavités nasales Contient du HCl et des enzymes qui hydrolysent les protéines et détruisent les agents pathogènes dans l estomac Muqueuse vaginale : L acidité inhibe la croissance des bactéries et champignons dans les voies génitales féminines Larmes, Salive : Lubrifient et nettoient constamment les yeux (larmes) et la cavité orale (salive) ; contiennent du lysozyme, une enzyme qui détruit les micro-organismes Urine : Le ph normalement acide inhibe la croissance bactérienne ; nettoie l urètre lorsqu elle est éliminée de l organisme Remplir la feuille A3 (1 er carré en bas de l annexe-1)

2 II-Pénetration de corps étrangers dans l organisme Coller le document "Échardes" (Ci-dessous) a-pénétration de bactéries dans le derme b-réaction inflammatoire locale provoquée Lorsque l écharde altère la peau en pénétrant, elle entraîne avec elle divers corps étrangers qui seront considérés comme antigènes par l organisme. Quelques temps après on voit alors apparaître des cellules sanguines sur le site de l infection. Quelles sont les différentes cellules sanguines et comment les différencier? Observation d un frottis sanguin au microscope et distribution du "Tableau des différentes cellules sanguines" Dessiner l observation du frottis sanguin en faisant figurer toutes les cellules sanguines Monocyte L U C O C Y T S Granulocyte Lymphocyte Granulocyte Granulocyte Thrombocyte Hématie Dessin d observation d un frottis sanguin humain (MO x 600) Bilan L organisme combat cette infection : - Par une réaction inflammatoire (caractérisée notamment par de la fièvre) Remplir la feuille A3 (2 ème carré en bas de l annexe-1 côté gauche) - Par des réactions immunitaires, d abord non spécifiques.

3 III-Mise en place des défenses immunitaires 1-Les défenses de l immunité non spécifique Les cellules de l immunité non spécifiques sont les phagocytes (cellules faisant la phagocytose), c est-à-dire les granulocytes, les monocytes et les macrophages, issus de la différenciation des monocytes au niveau des tissus. Coller la 2 ème partie du document "Les défenses de l organisme" (Ci-dessous) 2 ème ligne de défense : Défenses cellulaires et chimiques non spécifiques Phagocytes : Ingèrent et détruisent les agents pathogènes qui percent les barrières superficielles o o Granulocytes : Ce sont les 1 ers arrivés sur le site infectieux ; Ils agissent dans le sang et les tissus mais aussi au niveau des muqueuses ; Ils sont disponibles rapidement et en grand nombre sur le lieu de l infection, mais leur capacité de défense s affaiblit rapidement et leur durée de vie est courte Monocytes : Ils prennent alors le relais, dans le sang ; Ils se différencient en macrophages au niveau des tissus ; Leur vitesse de déplacement est plus faible que celle des granulocytes mais leur durée de vie est plus longue Fièvre : Réaction déclenchée par des substances pyrogènes : la température corporelle élevée inhibe la multiplication microbienne et favorise le processus de réparation de l organisme. Remplir la feuille A3 (2 ème carré en bas de l annexe-1 côté droit) 2-Les défenses de l immunité spécifique Les cellules de l immunité spécifique sont les lymphocytes : - Les lymphocytes B (LB) - Les lymphocytes T (LT) o LT4 o LT8 Quelle est l origine de ces différents lymphocytes? a-maturation des lymphocytes MOLL OSSUS ROUG ORGANS LYMPHOÏDS PRIMAIRS : H M A T O P O I S MATU- RA- TION Cellule souche totipotente* Cellule souche Cellule souche de la lignée de la lignée myéloïde lymphoïde Monocytes Hématies Granulocytes Thrombocytes Lymphocytes LB * Peut permettre la fabrication de n importe quelle cellule sanguine LT THYMUS MIGRA- TION Antigènes ORGANS LYMPHOÏDS SCONDAIRS : Ganglions lymphatiques, rate

4 Coller la 3 ème partie du document "Les défenses de l organisme" (Ci-dessous) 3 ème ligne de défense : Défenses cellulaires spécifiques Les cellules de l immunité spécifique sont les lymphocytes. Il existe 2 types de lymphocytes, les L B et les L T, dont l origine se situe dans la moelle osseuse. Ils migrent ensuite dans les organes lymphoïdes primaires où ils acquièrent leur maturité, puis dans les organes lymphoïdes secondaires où ils vont rencontrer les antigènes. De là, ils peuvent rejoindre la lymphe et le sang et assurer leurs fonctions lors des réactions immunitaires. b-les réactions de l immunité spécifique Schéma bilan en annexe-2 Bilan Les lymphocytes portent à leur surface (sur la MP) des récepteurs spécifiques membranaires : - Des AC membranaires (à 2 sites de reconnaissance) pour les LB - Des R T membranaires (à 1 site de reconnaissance) pour les LT. Ces récepteurs membranaires sont spécifiques d un Ag : ils ne reconnaissent qu un seul Ag. C est le contact récepteur membranaire / Ag qui déclenche la réponse immunitaire spécifique. Lors de la réponse immunitaire spécifique : - Il y a coopération cellulaire entre LT4 et LB ou LT4 et LT8 - Il y a "mise en mémoire" de ce 1 er contact avec l Ag par la production de LT4 "mémoire" et LB "mémoire". Remplir la feuille A3 (3 ème et 4 ème carrés en bas de l annexe-1) Conclusion Les défenses de l organisme visent à empêcher l entrée d agents pathogènes (barrières mécaniques et chimiques) ou à détruire ceux qui ont déjà pénétré dans l organisme. Dans ce dernier cas, c est le système immunitaire (cellules immunitaires sanguines) qui est sollicité. L organisme conserve donc son intégrité. De plus, le 1 er contact avec un antigène est «mis en mémoire» par l organisme, ce qui permet un combat plus rapide et plus efficace de cet Ag lors d un 2 nd contact. C est sur ce mécanisme que se base le principe de la vaccination. Chronologie : 1. Barrières mécaniques Mécanismes de défense passifs 2. Barrières chimiques 3. Défenses non spécifiques : Fièvre Phagocytose : a. Granulocytes (rapides, durée de vie limitée, dans le sang et les tissus) b. Monocytes (lents, durée de vie longue, dans le sang) Différenciation Prennent le relais des granulocytes Macrophages (agissant au niveau des tissus) sur le site de l infection 4. Défenses spécifiques : A médiation humorale = mise en jeu des AC sécrétés par les plasmocytes issus de la différenciation des LB A médiation cellulaire = mise en jeu des LTc issus de la différenciation des LT8 Mise en mémoire par la formation de cellules "mémoire" : les LT4 et LB "mémoire"

5 Les moyens de prévention : Prophylaxie anti-infectieuse Introduction Il arrive assez souvent que les défenses naturelles de l organisme ne suffisent pas à combattre efficacement les microbes. Au fil des découvertes scientifiques, des mesures d hygiène et de santé ont été prises : il s agit de mesures préventives, aussi appelées prophylaxie. Prophylaxie : nsemble des moyens de prévention empêchant l apparition, la propagation ou l aggravation d une maladie. I-mpêcher l apparition des maladies 1-Définitions Il existe différents moyens permettant de lutter contre l apparition des maladies. Ils consistent à détruire les bactéries (et autres micro-organismes), empêcher leur apparition ou à les inactiver. Destruction Stérilisation : Méthode qui a pour objectif de détruire tous les microbes contenus dans une préparation ou présents sur des vêtements. Un matériel est dit stérile lorsqu il ne contient aucun germe microbien. L objet stérile doit être protégé dans un emballage imperméable afin d éviter une recontamination. Antisepsie : Méthode de destruction des germes préexistants grâce à des désinfectants (antiseptiques). Désinfectants : Ce sont des agents chimiques capables de détruire les germes pathogènes dans les milieux extérieurs à l Homme : l eau, l air, le sol, objets, matériaux. Protection Asepsie : Méthode de protection qui consiste à empêcher les germes de pénétrer dans l organisme. lle fait appel à la stérilisation et à l utilisation d antiseptiques de tout ce qui est employé en chirurgie : instruments, pansements, vêtements, mains. Inactivation Pasteurisation : Méthode qui a pour objectif d inactiver les microbes pathogènes les plus résistants. 2-Les agents physiques utilisés - La T : Stérilisation : n milieu sec, à 180 C, les bactéries sont détruites ; il suffit de 100 C en milieu humide. Pour cela, l autoclave est un appareil de stérilisation largement utilisé. Destruction des microbes Pasteurisation : Lorsqu on veut conserver momentanément des produits naturels sans altérer leurs caractères organoleptiques (couleur, odeur, saveur), on utilise la pasteurisation. (x : le lait est porté à 90 C pendant 30 s puis est brutalement refroidit à 10 C). Inactivation des microbes - Les radiations : lles ont des propriétés bactéricides, notamment les rayons UV, qui sont les plus utilisés (pas de bactéries en surface des eaux à cause de ces UV). Destruction des microbes - L élimination mécanique : lle permet d éliminer les micro-organismes d un milieu liquide où ils sont en suspension. Deux procédés sont possibles : La filtration ; La centrifugation.

6 3-Les agents chimiques utilisés Les agents chimiques ont trois cibles possibles : la MP, les protéines et le noyau. - Les oxydants : L eau oxygénée (H 2 O 2 ), le chlore (eau de Javel, Dakin) et l iode (teintures d iode, bétadine). De plus, ils attaquent les membranes cellulaires, ce qui implique une entrée massive d eau dans les cellules, provoquant leur éclatement. - Les alcools : Éthanol en solution diluée (alcool à 70 ). - Les métaux lourds : Les sels de mercure (mercurochrome) et les sels d argent (nitrate d argent employé comme cicatrisant ou comme collyre). - Les savons et détergents : Ils sont tensioactifs ; les germes emprisonnés dans la mousse sont éliminés lors du rinçage. De plus, comme les oxydants, ils attaquent les membranes cellulaires. - Les gaz : Ils sont utilisés pour stériliser de grandes surfaces (salles opératoires) ou des objets instables à la chaleur (plastique, caoutchouc). II-mpêcher la propagation de maladies La vaccination est un moyen médical d empêcher la propagation des maladies car elle permet d éviter les contaminations de proche en proche : cela permet d éviter les épidémies. Vaccin : Substance qui provoque une immunité spécifique par la formation d anticorps dans l organisme ainsi que des cellules "mémoire" (LT4 et LB). Il s agit d un 1 er contact artificiel avec un Ag donné. L Ag injecté a gardé son pouvoir immunogène (antigénique), mais il est non pathogène. Les AC permettent la résistance de l organisme aux bactéries, virus, toxines. L élaboration des AC par l organisme nécessite environ une semaine, ce qui explique que les vaccins sont des moyens de prévention et non de traitement. Il existe divers types de vaccins : - Les vaccins antiviraux : Il peut s agir soit de virus atténués (x : vaccin contre la variole), soit de broyats de cellules contaminées dont les propriétés pathogènes ont été diminuées par la T (x : Vaccin antigrippal ) ; - Les vaccins antibactériens : Utilisation de cultures pures de bactéries ensuite rendues inoffensives par divers procédés (x : vaccin anti-coqueluche, BCG ) ; - Les vaccins antitoxines : Utilisation d anatoxines à fort pouvoir antigénique mais non toxiques. Souvent, dans ces cas, plusieurs vaccins sont mélangés (x : DT : vaccin antidiphtérique et antitétanique). Remarque : La prévention peut aussi passer par des tests de dépistage réguliers et l utilisation systématique des préservatifs lors des rapports sexuels par exemple. Conclusion Les mesures prophylactiques sont très importantes en santé publique. lles permettent d éviter des épidémies et d éradiquer, ou presque, certaines maladies.

7 Les moyens de traitement Introduction Il existe 2 grands types de traitements : - La chimiothérapie : mploi thérapeutique (soigner) de substances chimiques (médicaments). Nous étudierons plus particulièrement l exemple des antibiotiques. - La sérothérapie : mploi thérapeutique d un sérum sanguin d un sujet immunisé (humain ou animal) contenant des anticorps dirigés contre l agent pathogène responsable de la maladie. Il existe également les médecines parallèles (acupuncture, phytothérapie ) I-La chimiothérapie (Antibiotiques) 1-Historique 1929 : FLMMING cultive des staphylocoques. Il s aperçoit que des spores de Pénicillium, déposées par accident sur la culture, font régresser la colonie bactérienne puis la tuent. La pénicilline, substance naturelle secrétée par le Pénicillium et qui tue les bactéries est alors nommée antibiotique = substance chimique bactéricide : Tous les antibiotiques naturels sont découverts. Toutes les maladies infectieuses les plus dangereuses sont maîtrisées et vaincues : Apparition des antibiotiques de synthèse. 2-Mode d action des antibiotiques Tous les antibiotiques n ont pas la même action sur les bactéries. Il existe 5 mode d action différents. 3-Mesure de l activité des antibiotiques 1- Utilisation de la synthèse de la paroi : le métabolisme de la bactérie n est pas touché ; mais sans la paroi, la bactérie éclate. x : pénicillines, céphalosporines 2- Action sur la membrane plasmique : l intégrité de la membrane n est pas maintenue et il y a fuite des ribosomes x : tyrocidine 3- Action sur les acides nucléiques : certains antibiotiques inhibent la mitose en soudant entre elles les 2 hélices de l ADN. x : mitonycine 4- Certains antibiotiques interdisent la lecture de l ADN : il n y a donc pas transcription. x : l actinomycine 5- Les liaisons peptidiques sont interdites ou certains acides aminés sont oubliés : pas de traduction donc pas de protéines fonctionnelles. x : tétracyclines, aminosides, macrodides Il est fondamental de mesurer l activité des antibiotiques : - Pour sélectionner, in vitro, le ou les antibiotiques actifs sur une bactérie identifiée ou non ; - Pour agir vite et éviter la prolifération microbienne et la septicémie.

8 Pour cela on utilise la technique de l antibiogramme. Les bactéries en culture ne sont pas sensibles aux antibiotiques A et C. lles sont plus sensibles à l antibiotique D qu à l antibiotique B. Méthode de la diffusion sur gélose : Un disque de buvard imprégné d antibiotique est déposé dans une boîte de gélose où pousse une culture bactérienne à étudier. L antibiotique diffuse dans la gélose dans toutes les directions de façon homogène et, s il est actif sur la culture bactérienne, inhibe la croissance des bactéries suivant un disque concentrique. Celui-ci est plus ou moins large selon la sensibilité de la bactérie à l antibiotique en question. n effet, la concentration en antibiotique diminue en s éloignant de disque imprégné. Donc plus la zone d inhibition est large, plus la bactérie est sensible à des concentrations d antibiotique faibles. Cet examen permet le choix d un antibiotique lors d une infection dont la bactérie a pu être isolée. n ensemençant un seul type de bactéries et en faisant agir plusieurs antibiotiques, on peut déterminer la sensibilité de cette bactérie aux différents antibiotiques testés. (Cf. TP antibiogramme) Permet à un médecin de sélectionner le meilleur antibiotique pour soigner une maladie d origine bactérienne dont on connaît la bactérie qui infecte le patient. n ensemençant plusieurs bactéries sur la même boîte et en faisant agir différents antibiotiques, on peut déterminer le spectre de chaque antibiotique. L étendue de l activité antibactérienne d un antibiotique définit son spectre. Plus un antibiotique détruit de bactéries différentes, plus son spectre est large. Permet à un médecin de sélectionner l antibiotique capable de détruire le plus de bactéries différentes pour soigner une maladie d origine bactérienne dont on ne connaît pas la bactérie qui infecte le patient. II-La sérothérapie Sérothérapie : mploi thérapeutique d un sérum sanguin (partie du sang qui contient les anticorps) d un sujet immunisé (humain ou animal) contenant des anticorps dirigés contre l agent pathogène responsable de la maladie. Faire schéma de rappel de ce qu est le sérum sanguin La sérothérapie permet ainsi : - Une action rapide (car immédiatement efficace) - Mais de durée limitée (20 jours environ) - lle est utilisée à titre curatif dans la diphtérie, le botulisme ou contre le venin de serpent - Mais il n y a pas de mise en mémoire possible. Les sérums agissent par leurs AC qui neutralisent les toxines de certaines bactéries (tétanos, botulisme), les venins de serpent et certains virus (rubéole, hépatite virale). Le sérum doit être injecté très précocement pour éviter que la pathgénicité ne se mette en place (l action néfaste de la toxine, du venin ou du virus). Conclusion Lorsque le système immunitaire est inefficace, seul, pour combattre un agent pathogène, il faut mettre en place des thérapies qui vont aider à nous soigner. Soit par action médicamenteuse (chimiothérapie), soit par injection d AC spécifiques de l agent pathogène (sérothérapie). Les découvertes successives en microbiologie ont permis : - D identifier les micro-organismes pathogènes (virus, bactéries, protozoaires, champignons) ; - De comprendre leurs modes d action (infection virale, pathogénicité des bactéries, cycles des protozoaires) ; - De combattre ces micro-organismes pathogènes (prophylaxie anti-infectieuse et traitements pouvant s appuyer sur les défenses immunitaires de l Homme).