LA REACTION INFLAMMATOIRE. Documents ressources : A- Présentation de quelques cellules du système immunitaire.

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1 TP 19 LA REACTION INFLAMMATOIRE Quelques jours après s être fait poser un piercing au niveau du nombril, Chloé se plaint d une douleur et d une sensation de chaleur au niveau de la peau percée qui est à la fois rouge et gonflée. En examinant le piercing, le médecin découvre une zone infectée et observe du pus qui s échappe de la plaie. Le médecin lui indique alors que le pus contient de nombreuses cellules immunitaires qui éliminent les bactéries entrées dans la peau suite au piercing. Objectif : Déterminer les différentes étapes cellulaires et moléculaires de la réaction inflammatoire expliquant les différents symptômes apparus chez Chloé. Vous êtes le médecin de Chloé. Expliquer lui le lien entre les 4 symptômes observés au niveau de la zone infectée et les événements cellulaires et moléculaires s'y déroulant et aboutissant à l'élimination des bactéries. A partir de l'exploitation des documents fournis, vous remplirez le tableau distribué et vous construirez un schéma-bilan fonctionnel qui présentera les événements cellulaires et moléculaires des 3 étapes de la réaction inflammatoire : - détection des micro-organismes étrangers - libération des médiateurs chimiques de l'inflammation (signaux de danger) et leurs actions - élimination des micro-organismes étrangers Documents ressources : A- Présentation de quelques cellules du système immunitaire. Représentation d une cellule dendritique (x 500) Photographie d'un macrophage attaquant un globule rouge, M.E.T. Cellule présente dans la plupart des tissus, caractérisée par de longs prolongements du cytoplasme - les pseudopodes qui vont entourer les cellules étrangères. Elles sont issues des monocytes sanguins. Elle possède des récepteurs PRR et est capable de réaliser la phagocytose. Cellule présente dans tous les tissus ; elle présente de nombreux prolongements cytoplasmiques. Elle possède des récepteurs PRR et est capable de réaliser la phagocytose. Photographie d un mastocyte, M.E.T. Cellule qui se retrouve dans tous les tissus ; elle est caractérisée par de nombreuses granulations cytoplasmiques. Elle possède des récepteurs PRR et est capable de réaliser la phagocytose. Photographie d un granulocyte, M.E.T. Cellule caractérisée par une un noyau plurilobé ; elle est présente dans le sang et le plupart des organes. Elle est capable de réaliser la phagocytose.

2 B- Comparaison d'une coupe de peau saine et d'une coupe de la peau infectée de Chloé : Photographie d une coupe transversale de peau saine, observée au microscope optique. Photographie d une coupe transversale de peau de Chloé 24 heures après infection, observée au microscope optique. Dans les tissus infectés par des agents infectieux, le nombre de mastocytes augmente fortement sur le site de l inflammation. On peut observer également des granulocytes ainsi que des macrophages (cellules qui dérivent des monocytes sanguins). d après lyon.fr. Critères de réussite du schéma-bilan fonctionnel : J'ai réussi si : Auto-évaluation - ~ + j'ai construit un schéma où apparaissent : - les 3 étapes de la réaction inflammatoire - le nom de cellules intervenant dans chaque étape - le nom des molécules intervenant dans chaque étape - les symptômes observés lors de la réaction inflammatoire - des flèches indiquant les liens entre les différentes étapes. mon schéma est : - soigné (grand, utilisation de couleurs, traits tracés à la règle...) - titré - légendé - structuré

3 1- Détection des micro-organismes étrangers Document 1 : Notion de PRR : récepteurs de l'immunité innée : À l'occasion d'une lésion, des agents pathogènes (bactéries, virus ou champignons) peuvent s'introduire dans l'organisme par l'intermédiaire de la peau ou des muqueuses. Différentes cellules de l'immunité innée présentes dans ces tissus, souvent qualifiées de cellules sentinelles, reconnaissent ces pathogènes dès leur entrée dans l'organisme. Il s'agit des cellules dendritiques, des macrophages et des mastocytes. L'identification des agents pathogènes par ces cellules se fait au moyen de récepteurs qui reconnaissent des motifs moléculaires caractéristiques des microorganismes. On parle de PRR (Pattern Recognition Receptor) pour désigner ces récepteurs cellulaires capables de reconnaître les motifs moléculaires caractéristiques des pathogènes, motifs appelés PAMP (Pathogen Associated Molecular Patterns). Les lipoprotéines portées par la paroi bactérienne en sont un exemple. Les PRRs sont exprimés par toutes les cellules de l'immunité innée. Certains PRRs sont membranaires, d'autres sont cytoplasmiques, ce qui permet un repérage efficace du pathogène. Lipoprotéine bactérienne Récepteurs PRR : TLR1 et TLR2 Complexe entre récepteurs de l'immunité innée, TLR1 & TLR2 et une lipoprotéine bactérienne, d après Rastop et librairie de molécules. Pour ces deux récepteurs qui s insèrent dans la membrane plasmique, seule la partie extracellulaire est représentée. d après Anne Florimond, www. acces.inrp.fr.

4 2- Libération des médiateurs chimiques de l'inflammation (signaux de danger) et leurs actions Document 2 : Mastocytes et dégranulation : Les mastocytes sont des cellules du système immunitaire caractérisées par de nombreux granules cytoplasmiques qui contiennent des molécules qualifiées de médiateurs chimiques de l inflammation. Parmi ces molécules, le T.N.F. (Tumor Necrosis Factor), l histamine et les prostaglandines sont à retenir. Avant dégranulation Mastocyte Après dégranulation Remarque : Les flèches localisent les granules. Concentration en TNF (pg.ml -1 ) dans le milieu extracellulaire avant dégranulation 500 La dégranulation est déterminée par la liaison du mastocyte à l agent infectieux via le récepteur PRR. Après dégranulation 1950 Document 3 : Histamine et flux de plasma : Un colorant fluorescent est injecté dans la circulation sanguine d'une souris. On injecte ensuite de l'histamine dans l'un de ses muscles puis on suit la fluorescence dans les tissus proches des vaisseaux sanguins irrigant le muscle traité. Evolution de la fluorescence au niveau d un muscle traité à l histamine

5 Document 4 : Histamine et vasodilatation : Le graphique présente l évolution de la vasodilatation en réponse à l injection de doses croissantes d histamine (de à 10-5 mol) dans l artère mésentérique de souris saines. Conséquence de l injection d histamine chez des souris saines, La vasodilatation provoque un afflux de sang entraînant une augmentation locale de la température. d après Vascular Pharmacology, Document 5 : Identification du rôle des prostaglandines : Activés par un agent infectieux, les cellules immunitaires, telles que les mastocytes, macrophages ou granulocytes, vont produire et libérer des prostaglandines dans le milieu extracellulaire, ce qui entraîne la sensation de douleur. 3- Sortie des monocytes et granulocytes hors des vaisseaux sanguins Document 6 : Expression de la sélectine par des cellules de la paroi interne de vaisseaux sanguins en réponse à l'injection de TNF : La sélectine est une protéine produite par les cellules formant les vaisseaux sanguins ; en tapissant la paroi interne des vaisseaux sanguins, elle forme des points d ancrage pour les monocytes circulant dans le sang. Elle participe à la migration des monocytes et des granulocytes vers les tissus infectés. Ce dernier processus est illustré ci-contre : Schéma illustrant la migration des cellules immunitaires vers le tissu infecté

6 4- Élimination des micro-organismes étrangers Document 7 : Élimination de l agresseur par la phagocytose : La phagocytose est une étape fondamentale de la réaction inflammatoire aiguë ; elle conduit à l élimination de l agent infectieux. Les cellules immunitaires telles que les macrophages tissulaires, les mastocytes, les granulocytes ou les cellules dendritiques sont des cellules qualifiées de phagocytaires. Elles sont capables de localiser et de se lier à l agent infectieux grâce à leur récepteur de type PRR. La cellule liée à l agent infectieux va alors émettre des prolongements cytoplasmiques, les pseudopodes, qui vont venir entourer l agent infectieux. Par ce processus, l'agent infectieux est internalisé au sein du cytoplasme et digéré par des enzymes. L agent infectieux est alors définitivement éliminé. Pour bien identifier chacune des étapes de la phagocytose, il est possible de consulter la Vidéo :