Thème 3 : Corps humain et santé. Chapitre 12 - La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée

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1 Thème 3 : Corps humain et santé Partie A - Le maintien de l'intégrité de l'organisme: quelques aspects de la réaction immunitaire Chapitre 12 - La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée Le système immunitaire permet de maintenir l'intégrité de l'organisme face à certaines agressions de l'environnement. La réaction inflammatoire est le premier mécanisme à ce mettre en place, c'est une réponse innée. I. Les caractéristiques de la réaction inflammatoire aiguë Suite à une blessure, une infection, un traumatisme, on observe une réaction inflammatoire aiguë Celle-ci se manifeste presque toujours par quatre signes cliniques caractéristiques: la rougeur, la sensation de chaleur, le gonflement et la douleur. Rq: L'inflammation n'est pas toujours synonyme d'infection et peut être déclenchée par d'autres signaux regroupés sous le terme de "signaux de danger" (DAMP = Danger Associated Molecular Pattern) délivrés par des cellules endommagées (ex. : cellules de notre organisme endommagées, cellules cancéreuses) ou de irritants chimiques (ex. : polluants) ou même des perturbations physiques. L'étude plus approfondie de sites inflammatoires montre une vasodilatation localisées à la zone infectée avec un afflux de sang et une sortie de plasma sanguin dans les tissus proches. Ce mécanisme permet, au niveau de la zone affectée, un afflux de molécules de l'immunité (ex. histamines, cytokines, chimiokines...) et un recrutement des cellules immunitaires (ex. : mastocytes, macrophages,...). La douleur est la conséquence de la stimulation de récepteurs sensoriels spécifiques, les nocicepteurs localisés à proximité de la zone inflammatoire. Une substance, la prostaglandine, libérée par les tissus atteints, stimule ces récepteurs nociceptifs qui transmettent vers le système nerveux central les stimulations génératrices de douleurs. 1 / 5

2 II. Les mécanismes de la réaction inflammatoire La réaction inflammatoire aiguë débute par la reconnaissance des agents infectieux. Un certains nombre de motifs moléculaires sont communs à de nombreux micro-organismes pathogènes (ex.: composants de la paroi cellulaire chez les bactéries ou les champignons, motifs du génome pour les virus). Rq: Ces motifs moléculaires sont appelés "signaux pathogéniques" ou PAMP (Pathogen Associated Molecular Pattern). Ils ont été très conservés au cours de l'évolution. Des cellules de l'immunité appelées "cellules sentinelles" possèdent une collection de récepteurs, les récepteurs PRR (Pattern Recognition Receptors), qui leur donnent la capacité de reconnaître la majorité de ces PAMP. Cette reconnaissance active ces cellules immunitaires qui sécrètent alors des médiateurs chimiques de l'inflammation (histamines, cytokines, chimiokines...). Parmi les cellules sentinelles, on distingue les cellules dendritiques. Ce sont des phagocytes qui jouent un rôle majeur dans la reconnaissance. Elles sont présentes dans tous les tissus de l'organisme (à l'exception du cerveau). Elles possèdent de longs prolongements cytoplasmiques mobiles, recouverts de nombreux PRR, qui leur permettent d'explorer leur environnement et de détecter efficacement les micro-organismes. La libération des médiateurs chimiques de l'inflammation provoque une cascade d événements dont la vasodilatation et l'arrivée en masse des cellules de l'immunité, actrices de la réaction inflammatoire aiguë. La diapédèse est un exemple de cette mobilisation des cellules. Les granulocytes présents dans les capillaires sanguins, sont alertés par les chimiokines. Ils s'insèrent alors entre les cellules de la paroi du vaisseau et vont pouvoir se rendre sur le lieu de l'inflammation. Quelques exemples d'effets physiologiques provoqués par les médiateurs chimiques de la réaction inflammatoire aiguë: - L'histamine libérée par les mastocytes augmente la perméabilité vasculaire et permet la contraction des muscles lisses localement. - Les cytokines permettent l'activation de cellules immunitaires ex : TNFα libéré par les mastocytes, les macrophages et les cellules dendritiques permet l'expression des sélectines, active la production des chimiokines par les cellules endothéliales,... ex : IL15 libérée par les cellules sentinelles, active les monocytes-macrophages et les granulocytes en déclenchant la phagocytose. - Les chimiokines libérées par les cellules sentinelles, impliquées dans la migration cellulaire dirigent ainsi la migration des populations de leucocytes requises vers le lieu de l'inflammation (chimiotactisme). - Les prostaglandines libérées par les mastocytes, les macrophages, permettent la dilatation des vaisseaux sanguins, stimulent les récepteurs nociceptifs qui transmettent les stimulations génératrices de douleurs. 2 / 5

3 III. L'élimination de l'agent infectieux par phagocytose Une fois arrivés sur le site inflammatoire les macrophages et les granulocytes éliminent les agents pathogènes par phagocytose. Celle-ci se déroule en 4 étapes: 1. La reconnaissance et l'adhérence: la membrane plasmique des phagocytes se déforme formant des pseudopodes qui entourent l'agent infectieux. L'adhérence est possible grâce aux récepteurs PRR qui reconnaissent les PAMP. 2. La phase d'ingestion: l'agent infectieux est alors englobé dans une vésicule cytoplasmique, le phagosome. 3. La digestion: le phagosome contenant les particules infectieuses fusionnent avec des lysosomes. Ces derniers contiennent des enzymes protéolytiques qui vont déstructurer les molécules infectieuses. L'ensemble forme un phagolysosome. 4. Les déchets de la digestion sont expulsés hors de la cellule. Une partie des molécules issues de la digestion (ce sont des peptides) sont présentées par des récepteurs membranaires en surface de la cellule. Ces récepteurs font partie du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH). Les molécules du CMH définissent l'identité des cellules de l'organisme (elles sont caractéristiques d'un individu). Les molécules présentées par les récepteurs du CMH, sont étrangères à l'organisme; ce sont donc des antigènes. La cellule immunitaire est alors nommée "cellule présentatrice d'antigène" (CPA). Le recrutement des cellules immunitaires adaptatives: La reconnaissance d'un agent pathogène par une cellule dendritique induit son activation et sa migration vers le ganglion lymphatique le plus proche. Les ganglions lymphatiques sont des réservoirs de lymphocytes T ("acteurs" majeurs de la réponse immunitaire adaptative). Parvenue dans le ganglion, la cellule dendritique présente l'antigène phagocyté en surface de sa membrane grâce aux récepteurs du CMH. La cellule ganglionnaire (CPA), entre alors en contact avec les lymphocytes T capables de reconnaître l'ensemble CMH-antigène. Des cytokines libérées par la cellule dendritique CPA activent alors ces lymphocytes, ce qui marque le déclenchement de la réaction immunitaire adaptative. Rq: Ainsi la phagocytose opérée par les cellules dendritiques a un double rôle: d'une part éliminer localement "l'agresseur", d'autre part initier une réponse adaptative grâce à la présentation de l'antigène. 3 / 5

4 IV. Aider l'organisme à contrôler l'inflammation Les symptômes de la réaction inflammatoire traduisent une accumulation locale de sang et de plasma dans les tissus, une libération de substances spécialisées et une concentration de leucocytes. Ces mécanismes sont à l'origine de douleurs et souvent de fièvre. La réponse inflammatoire aiguë dure 48 heures environ. Si la cause persiste, elle peut prendre un caractère chronique avec des lésions possibles au niveau des organes. Pour des raisons de confort mais aussi pour limiter les conséquences secondaires, il peut être nécessaire d'aider l'organisme à contrôler l'inflammation. On sait depuis l'antiquité, que l'écorce de saule renferme des substances qui, extraites par décoction, sont actives contre l'inflammation et la fièvre. Synthétisée sous forme d'acide acétylsalicylique, il est connu sous le nom d'aspirine. D'autres molécules ayant les mêmes effets (paracétamol, ibuprofène...) ont été découvertes par la suite. Ces molécules empêchent la synthèse de médiateurs chimiques, les prostaglandines, qui interviennent particulièrement dans la vasodilatation, les douleurs et la fièvre. Toutefois, ce blocage de la synthèse des prostaglandines n'est pas sans effets secondaires, car ces molécules ont d'autres fonctions, notamment la stimulation de la sécrétion du mucus protecteur du tube digestif. Vers 1850, on a découvert le pouvoir anti-inflammatoire des hormones stéroïdiennes produites par les glandes surrénales. Comme l'aspirine, ces hormones agissent sur la production de prostaglandines mais, en plus, elles limitent la production de cytokines activatrices de l'inflammation, réduisent la vasodilatation et facilitent la phagocytose. On utilise, aujourd'hui, de nombreux stéroïdes de synthèse pour lutter contre l'inflammation. Ces substances ont néanmoins des effets secondaires en modifiant le métabolisme de l'eau et des ions. Leur utilisation implique un suivi médical strict. 4 / 5

5 Définitions : - nocicepteur : récepteur sensoriel capable de transmettre les stimulations génératrices de douleur; - cellules sentinelles : cellules immunitaires assurant la reconnaissance initiale des agents infectieux (et autres signaux de danger) et le déclenchement de la réaction inflammatoire aiguë. Le terme de "cellules sentinelles", soulignant la fonction de ces cellules, comporte un caractère finaliste. Il n'est pas utilisé par les immunologistes qui lui préfèrent le terme de "cellules résidentes des tissus", par opposition aux cellules circulant dans le sang - diapédèse (n.f.) : passage des certains leucocytes, au travers des parois des vaisseaux sanguins, permettant ainsi la défense de l'organisme contre les infections, en réponse à des signaux chimiques de l'inflammation. - leucocyte (n.m.; du gr. leukos, blanc, et kutos, cellule) : synonyme de globule blanc. Il en existe plusieurs types (les granulocytes ou polynucléaires, les lymphocytes, les monocytes...). Chaque type joue un rôle important au sein du système immunitaire. - phagocyte (n.m.) : cellule immunitaire capable de réaliser la phagocytose. Les phagocytes peuvent être des granulocytes, des macrophages ou des cellules dendritiques. - médiateur chimique (n.m.) : molécule produite par un type de cellule et capable de se lier à un récepteur cellulaire pour entraîner une réponse de cette cellule. (ex: les médiateurs chimiques de la réaction inflammatoires; les médiateurs chimiques de la réaction adaptatives (cf. ch13), les neurotransmetteurs; les hormones; etc.) - anti-inflammatoire : substance médicamenteuse dont les propriétés permettent de lutter contre certains symptômes de l'inflammation. - organes lymphoïdes: organes impliqués dans la production et la maturation des cellules de l'immunité. On distingue les organes lymphoïdes primaires (thymus, moelle osseuses) et les organes lymphoïdes secondaires (rate, ganglions lymphatiques). Je dois être capable : - de définir le vocabulaire spécifique ; - d'observer et comparer une coupe histologique en microscopie avant et lors d'une réaction inflammatoire aiguë; - recenser, extraire et exploiter des informations sur les cellules et les molécules impliquées dans la réaction immunitaire aiguë; - recenser, extraire et exploiter des informations sur les effets de médicaments antalgiques et anti-inflammatoires. Sources: - Bordas, SVT, Term.S, enseig. spécifique, collection C. Lizeaux, D. Baude, programme Belin, SVT, Term.S, enseig. spécifique, collection A. Duco, programme Nathan, SV, Term.S, enseig. spécifique, M. Jubault-Bregler, programme / 5