Thème 3A le maintien de l intégrité de l organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire.

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1 Thème 3A le maintien de l intégrité de l organisme : quelques aspects de la réaction immunitaire. Notre environnement est peuplé de microorganismes dont certains sont des pathogènes pour l Homme. Pourtant nous sommes rarement malades. Quels sont les moyens utilisés par notre corps pour éviter l infection par ces microorganismes? Déf. Immunité : ensemble des processus permettant de maintenir l'intégrité d'un organisme contre les ennemis extérieurs et intérieurs. L'immunité démarre par l'existence de barrières naturelles (= défenses naturelles) : - mécaniques (peau, muqueuses, flux d air et de liquides, péristaltisme intestinal, mouvements ciliaires ) - physico-chimiques (acidité gastrique, enzymes comme pepsine ) - biologiques (flores bactériennes commensales par compétition et par excrétion de substances anti-microbiennes) Que se passe-t-il lorsque ces barrières naturelles sont franchies ou insuffisantes? Comment se défend notre organisme? Il existe 2 types de réponses immunitaires : - La réponse innée : dès la naissance (existe avant la rencontre avec l élément étranger), apparaît très tôt dans l'évolution. - La réponse adaptative : nécessite pour son activation une première mise en contact avec l'agent pathogène. Ch 3A1 La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée La réaction inflammatoire est la seconde ligne de défense opérationnelle pour neutraliser les agents pathogènes. 1. Les caractéristiques de la réaction inflammatoire aigüe à l échelle de l organisme Exemple de réaction immunitaire suite à la pénétration d'un corps étranger. Livre p268 La réaction inflammatoire est connue et définie dès l'antiquité (Celse) qui décrit ainsi les symptômes : Douleur, Rougeur, Oedème, Chaleur. Comment expliquer ces symptômes? En quoi cela participe-il à la défense de l'organisme?

2 2. Description de la réaction inflammatoire aigüe à l échelle des tissus 2.1. Les cellules du système immunitaires intervenant lors de la réaction inflammatoire La moelle osseuse est le lieu de formation de toutes les cellules sanguines, et donc des cellules immunitaires. Le sang est composé d une phase liquide (le plasma) et de trois types de cellules : les globules rouges, la plaquette, et les globules blancs = leucocytes. Seuls les leucocytes jouent un rôle dans l immunité. Les leucocytes qui interviennent dans la réaction inflammatoire aigüe sont les monocytes et les granulocytes (polynucléaires) On trouve également des cellules immunitaires impliquées dans la réaction inflammatoire aigüe dans les tissus : les cellules dendritiques, les mastocytes, les macrophages (issus de la différenciation des monocytes) Les différentes étapes de la réaction inflammatoire Exemple d une infection par un microorganisme : Etape 1 : lésion cutanée permettant le passage de la barrière naturelle. Les agents infectieux traversent l épiderme puis atteignent le derme. Etape 2 : contamination conduisant à la pénétration des micro-organismes qui vont débuter leur multiplication cellulaire, c est le début de l infection. Etape 3 : dilatation locale des capillaires sanguins et diffusion du plasma sanguin dans les tissus avoisinants. Ce qui conduit au gonflement (œdème) de la plaie, à sa rougeur (érythème) et à une augmentation de la température/chaleur au niveau du site infecté. Les terminaisons nerveuses présentes sont stimulées et envoient un signal de douleur au cerveau. Ces symptômes (rougeur, chaleur, douleur et gonflement) sont les symptômes stéréotypés de la réaction inflammatoire aigüe. Etape 4 : diapédèse. Les granulocytes et les monocytes (des leucocytes) circulant dans les vaisseaux sanguins vont traverser leur paroi et venir dans le tissu infecté ou lésé. Les monocytes se différencient en macrophages. Etape 5 : phagocytose. Les macrophages, les granulocytes et les cellules dendritiques sont des cellules immunitaires spécialisées dans la phagocytose = phagocytes. La réaction inflammatoire : un mécanisme immunitaire de défense innée. Doc 5 p 269 : question 4 : chez l individu sain, l abrasion de la peau provoque une réaction inflammatoire normale qui se manifeste par un afflux de cellules immunitaires. Chez l individu souffrant d infections à répétitions (donc contre lesquelles il ne peut lutter), la migration de ces

3 cellules ne se réalisent pas. Cette absence de migration des cellules immunitaires a une origine génétique, elle est donc innée. Par conséquent la réaction inflammatoire normale, est elle aussi, génétiquement héritée donc innée. 3. Les mécanismes de la réaction inflammatoire aigüe La détection de l agresseur par les cellules du système immunitaire Doc 1, 2 et 3 p 270 : Les cellules sentinelles sont des cellules présentes en permanence dans les tissus, qui assurent la reconnaissance des pathogènes et le déclenchement de la réaction inflammatoire aigüe (ex : cellules dendritiques, macrophages (dérivés des monocytes), mastocytes ). Elles modifient leur comportement (par exemple s immobilisent) quand elles détectent un agent infectieux. Doc 6 p 271 : les agents pathogènes (bactéries, virus, champignons ) qui pénètrent dans l organisme sont reconnus par les cellules sentinelles car ils présentent des motifs moléculaires reconnus par des récepteurs présents sur les cellules de l immunité innée : les PRR (pattern recognition receptors). Doc 4 et 5 p 271 : suite à cette reconnaissance les sentinelles sécrètent des médiateurs chimiques de l inflammation (comme l histamine, le TNF, les prostaglandines) qui vont être responsables de la mise en route de la réaction inflammatoire aigüe Mode d action des médiateurs chimiques de l inflammation. Les médiateurs chimiques de l inflammation sont les substances qui expliquent les manifestations de l inflammation (étape 3 du 1) Rôle de l histamine (doc 1 p 272) : elle est libérée par les mastocytes, provoque une dilatation des vaisseaux sanguins (afflux de sang : rougeur et chaleur) et permet la sortie de plasma vers le tissu lésé ou infecté en augmentant la perméabilité de la paroi des vaisseaux (œdème) Rôle du TNF (cytokine) (doc 2, 3 et 4 p 272) : permet le passage des cellules immunitaires du compartiment sanguin vers le tissu lésé ou infect = diapédèse. Le TNF augmente l expression de sélectine, une molécule d adhésion présente sur la membrane des cellules des vaisseaux, des tissus infectés ou lésés. Les cellules immunitaires se fixent aux sélectines, adhèrent à la paroi du vaisseau sanguin puis sortent du vaisseau et entrent dans le tissu.

4 Rôle des prostaglandines : libérées par le tissu atteint, elles activent les nocicepteurs (récepteurs de la douleurs), qui envoient un message jusqu au cerveau. Rq : Il existe des dizaines de médiateurs chimiques, souvent un même médiateur chimique peut être sécrété par plusieurs types de cellules et avoir plusieurs actions biologiques Contrôler l inflammation par des anti-inflammatoires Doc 5, 6 et 8 p 273 : la réaction inflammatoire est bénéfique pour l organisme. Des médicaments anti-inflammatoires tels que l aspirine, l ibuprofène, sont toutefois utilisées pour stopper une douleur trop importante liée à une inflammation. Ces médicaments empêchent la synthèse de médiateurs chimiques, les prostaglandines qui sont responsables des douleurs, ils ont également une action antipyrétique (contre la fièvre) et limitent la vasodilatation. Remarque : attention effets secondaires sur les sécrétions du mucus protecteur du tube digestif 4. L activation des leucocytes et la destruction des agents pathogènes 4.1. La phagocytose : élimination des agents infectieux (p274) Les cellules qui arrivent dans la zone d'inflammation sont majoritairement des Granulocytes et des Monocytes (différencieront en Macrophages). Ces cellules pratiquent la phagocytose, un processus cellulaire d'ingestion de l'agent pathogène. Doc. Les étapes de la phagocytose. D après Bordas TS L'agent pathogène est alors détruit.

5 Remarque : Une partie des molécules issues de la digestion du pathogène s associe aux récepteurs membranaires du complexe majeur d histocompatibilité (CMH).Ces fragments de molécules appartenant au pathogène détruit, en association avec les molécules du CMH, sont présentés à d autres cellules de l immunité intervenant dans l immunité adaptative Le déclenchement de la réponse immunitaire adaptative Doc 5, 6 et 7 p 275 : suite à la phagocytose, les cellules dendritiques migrent vers le ganglion lymphatique le plus proche. Elles y présentent à d autres cellules immunitaires des fragments de protéines appartenant au pathogène détruit, en association avec des molécules du CMH : la cellule dendritique est donc une cellule présentatrice de l antigène = CPA. Peptide antigénique et CMH Doc. Exposition des fragments de pathogènes par les CPA. D après Bordas TS Cette étape permet aux acteurs de la réponse adaptative de prendre le relai (mise en jeu des lymphocytes) 5. L immunité innée dans le vivant Tous les animaux pluricellulaires possèdent une immunité innée, peu spécifique mais qui assure une intervention rapide face à une agression par les microorganismes.

6 Doc. L immunité innée, une immunité largement répandue chez les êtres vivants. D après Bordas TS La reconnaissance des pathogènes se fait grâce aux récepteurs membranaires des cellules phagocytaires (PRR). La comparaison des séquences protéiques des PRR d organismes variés révèle de grandes similitudes de séquence et de structure de ces récepteurs. Il s agit donc de récepteurs et de mécanismes de reconnaissance conservés au cours de l évolution. Bilan : l immunité innée ne nécessite pas d apprentissage au préalable, est génétiquement hérité et est présente dès la naissance. Elle repose sur des mécanismes de reconnaissance et d action très conservée au cours de l évolution. Très rapidement mise en œuvre, l immunité innée est la première à intervenir lors de situations variées (atteinte des tissus, infection, cancer) c est une première ligne de défense qui agit d abord seul puis se prolonge pendant toute la réaction. La réaction inflammatoire aigüe en est un mécanisme essentiel. Elle fait suite à l infection ou à la lésion d un tissu et met en jeu des molécules à l origine de symptômes stéréotypés (rougeur, chaleur, gonflements, douleur). Elle prépare le déclenchement de l immunité adaptative.