Première partie: Restitution + Compréhension (08 points)

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1 Lycée M hamdia Année scolaire : 2011/2012 Prof : Saïd Mounir Date : 17/05/2012 Première partie: Restitution + Compréhension (08 points) EXERCIE N O 1: (4 points) : 1 : a-b 2 : b 3 : a-b 4 : d 5 : d 6 : a 7 : a-c 8 : b-c EXERCICE N o 2: (4 points) Le document 1 montre les structures anatomiques impliquées dans la régulation de la pression artérielle. 1) Nommez les éléments désignés par des flèches. 1 : ventricule. 2 : oreillette. 3 : crosse aortique. 4 : carotide. 5 : sinus carotidien. 6 : nerf de Cyon. 7 : nerf de Héring. 8 : Nerf X ou pneumogastrique. 9 : centre médullaire. 10 : fibre sympathique. 11 : centre bulbaire. 12 : noyau moteur du X. (1.5pt) 2) Le tableau suivant présente quelques expériences réalisées sur certains éléments du document1. Reproduisez et complétez ce tableau. But de l expérience Expérience et résultat Conclusion Rôle de l élément 7 - Stimulation du nerf de Héring - Diminution de la pression artérielle (0,25) Le nerf de Héring est un nerf dépresseur. (0,25) Rôle de l élément 8 - Stimulation du nerf X - Baisse du rythme cardiaque et de la pression artérielle. (0,25) Le nerf X est un nerf modérateur (0,25) Rôle de l élément 10 - Stimulation de la fibre (ou le nerf) sympathique Le nerf (fibre) sympathique est accélérateur. (0,25) - Elévation du rythme cardiaque et de la pression artérielle. (0,25) 3) Complétez le document 1 par des flèches et des signes, montrant les interactions mises en jeu suite à l augmentation de la pression artérielle. (1pt) 1

2 Deuxième partie: analyse (12 points) Le système immunitaire reconnaît le «non soi» (les microbes) et le «soi modifié» (les cellules tumorales) et déclenche des réactions pour les détruire et les éliminer. A/ Afin d élucider les mécanismes immunitaires impliqués dans l élimination des cellules tumorales, on a fait les expériences suivantes : Description de l expérience Résultats après 20 jours 1 Greffe de cellules tumorales à une souris A Régression de la tumeur et survie de l animal 2 Greffe de cellules tumorales à une souris B + injection d anticorps anti-lymphocytes T4 3 Greffe de cellules tumorales à une souris C + injection d anticorps anti-lymphocytes T8 4 Greffe de cellules tumorales à une souris D + injection de lymphocytes T8 provenant de la souris A ayant survécu à la fin de l expérience 1 (A et D ont le même CMH) Développement de la tumeur et mort de l animal Développement de la tumeur et mort de l animal Régression accélérée de la tumeur et survie de l animal 1) Comment expliquez-vous la régression de la tumeur greffée sur la souris A et la mort des souris B et C. 2

3 La régression de la tumeur greffée sur la souris A est due à la destruction (lyse) des cellules tumorales ; en effet les lymphocytes coopèrent et aboutissent à la lyse des cellules cibles : les LT4 secrètent de l IL2 permettant l activation, l amplification et la différenciation des LT8 en LTC capables de provoquer la lyse des cellules tumorales. - Chez la souris B les LT4 sont inactivés par les anticorps anti-lt4 d où les LT8 ne se différencient pas en LTc et par conséquent il y a prolifération des cellules tumorales et la mort de la souris B. - Chez la souris C, les anticorps anti-lt8 empêche la différenciation de ces LT8 en LTc même en présence d IL2 produite par les LT4, on signale aussi la multiplication rapide des cellules tumorales d où la mort de la souris C. (1pt) 2) Comment interprétez-vous la régression accélérée de la tumeur greffée sur l animal D (expérience 4). La régression accéléré de la tumeur chez la souris D met en jeu une réponse secondaire plus rapide et plus efficace, en effet les LT8 prélevés sur la souris A, ayant déjà reçu une greffe de tumeur, ont gardé en mémoire les cellules tumorales ce qui explique l accélération de la régression de la tumeur. (1pt) 3) Précisez le type de réponse immunitaire déclenchée contre les cellules tumorales. D après l ensemble des données, les cellules sont lysées par les LTC et non par les anticorps : Il s agit donc d une réponse à médiation cellulaire (RIMC). (1pt) 4) En intégrant les informations fournies par les questions précédentes et vos connaissances, représentez par un schéma annoté les mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant à l élimination d un antigène dans ce type de réponse. Schéma commenté d une RIMC. (Lien de schéma) (1pt) B/ On se propose d étudier comment l organisme réagit à la suite de l introduction de certains antigènes du «non soi» comme la toxine tétanique. 1) La toxine tétanique secrétée par une bactérie provoque une maladie : le tétanos. Pour voir comment le système immunitaire fait face à cette maladie on a réalisé les expériences suivantes sur des souris : Description de l expérience Résultats 1 Injection de la toxine tétanique à une souris A Mort de la souris A 2 Injection d anatoxine tétanique (toxine atténuée) à une souris B (1ere étape) 15 jours plus tard injection de toxine tétanique (2ème étape) 3 Injection de sérum prélevé de la souris B 15 jours après la fin de la 1 ère étape à une souris C puis injection de la toxine tétanique 4 Injection de lymphocytes vivants de la souris B 15 jours après la fin de la 1ère étape à une souris D puis injection de la toxine tétanique. Survie de la souris B Survie de la souris C Mort de la souris D 3

4 a- Analysez les résultats de l expérience 1 et 2. Que pouvez-vous en conclure? - La mort de A est due à la virulence de la toxine tétanique. - La survie de B est due à l immunisation préalable par l anatoxine tétanique. La vaccination (Exp 2) permet à l organisme d acquérir une immunité spécifique contre un antigène grâce à la mémoire immunologique des lymphocytes suite à leur 1er contact avec cet antigène. (2pt) b- D après les expériences 3 et 4, précisez le type de réponse immunitaire mis en jeu contre le tétanos. Le sérum a assuré la suivie de la souris C alors que les lymphocytes vivants n ont pu l assurer pour la souris D. En effet le sérum provenant de B vaccinée contre la toxine tétanique contient des anticorps spécifiques capables de neutraliser la toxine tétanique et protéger la souris C. Il s agit donc d une RIMH développée contre le tétanos. (1pt) 2) En exploitant les informations fournies par les quatre expériences, indiquez quelle(s) application(s) médicale(s) peut-on faire pour lutter contre le tétanos? La vaccination contre le tétanos permet une prévention contre cette maladie. - La sérothérapie assure un soin immédiat dans le cas où la maladie est déclarée chez un patient. (Il serait non vacciné). (1pt) C/ On dispose de deux lots de souris : les souris du premier lot servent de témoins ; celles du deuxième lot subissent une irradiation aux rayons X (qui détruisent les cellules de la moelle osseuse) et une ablation du thymus. Les traitements ultérieurs sur ce deuxième lot sont indiqués dans le document 2. Document 2 4

5 Après ces traitements, on injecte à toutes les souris des globules rouges de mouton (GRM) et, on procède aux tests rapportés par le document 3 : Traitement Tests après 5 jours Résultats Injection de GRM a toutes les souris Sérum de souris du lot 1 + GRM Sérum de souris du lot 2a + GRM Sérum de souris du lot 2b + GRM Sérum de souris du lot 2c + GRM Document 3 Agglutination des GRM Pas d agglutination des GRM Agglutination des GRM Pas d agglutination des GRM 1) A quoi attribuez-vous l agglutination des GRM? Quel type d immunité est mis en évidence? L agglutination des GRM : En présence de certains sérums, on observe une agglutination des GRM qui s explique par la formation de complexes immuns. En effet, ces sérums renferment des anticorps qui, en se fixant par leurs sites spécifiques aux déterminants antigéniques des GRM, provoquent leur agglutination. (1pt) 2) Interprétez les résultats de ces tests. Interprétation des résultats des tests : - Le sérum des souris du lot 1 a agglutiné les GRM. Le sérum de ces souris renferme donc des anticorps anti-grm et la réaction développée est à médiation humorale. - Le sérum des souris du lot 2a, dépourvues de cellules souches de la moelle osseuse, ne contient pas d anticorps anti-grm d où l absence d agglutination. On en déduit qu en présence des cellules du thymus seulement, il n y a pas de production d anticorps. - Le sérum des souris du lot 2c, dépourvues de cellules du thymus, ne contient pas non plus d anticorps anti-grm. Cela montre que les cellules de la moelle osseuse, seules, sont incapables de produire des anticorps. -Le sérum des souris du lot 2b a agglutiné les GRM. Ainsi, la présence simultanée des cellules de la moelle osseuse et celles du thymus, permet à ces souris de développer une réaction immunitaire à médiation humorale avec production d anticorps anti-grm ; on parle de coopération cellulaire. (1pt) 3) Pour mieux préciser l origine des cellules de cette réponse immunitaire, on réalise des expériences complémentaires comme indiqué dans le document 4. 5

6 Souris Traitement Conséquences Lot A Irradiation. Pas de production de lymphocytes B et T. Lot B Irradiation + greffe de la moelle osseuse. Production de lymphocytes B et T. Lot C Ablation du thymus + irradiation + greffe de la moelle osseuse. Lot D Ablation du Thymus + irradiation + greffe de thymus Production de lymphocytes B seulement. Pas de production de lymphocytes B et T. Document 4 Interprétez ces expériences. Quelle conclusion peut-on tirer? Interprétation des expériences complémentaires : - Lot A : L irradiation arrête la production des lymphocytes B et T qui s explique par la destruction des cellules souches de la moelle osseuse à l origine de ces lymphocytes. - Lot B : L irradiation des souris détruit les cellules souches de la moelle osseuse. La greffe de la moelle osseuse permet la reconstitution de ces cellules souches qui sont à l origine des lymphocytes B et T produits. La moelle osseuse est bien à l origine des lymphocytes B et T. - Lot C : En présence de la moelle osseuse et en absence du thymus, on observe qu il y a production de lymphocytes B seulement. On doit donc admettre que les lymphocytes B naissent et acquièrent leur immunocompétence dans la moelle osseuse et que cette maturation ne fait pas intervenir le thymus. - Lot D : En présence du thymus et en absence de la moelle osseuse il n y a production ni de lymphocytes B ni de lymphocytes T. Cela suppose que le thymus est incapable de produire des lymphocytes qui naissent dans la moelle osseuse. En outre, on doit admettre, par comparaison au lot C, que les lymphocytes T naissent dans la moelle osseuse et acquièrent leur immunocompétence dans le thymus. (1pt) Conclusion : Les lymphocytes B et T sont issus des cellules souches de la moelle rouge des os : -Une sous-population de ces cellules souches (pré-b) se différencie, dans la moelle osseuse (ou la bourse de Fabricius chez les oiseaux) en lymphocytes B matures, immunocompétents c'est-à-dire capables de réagir d une façon spécifique vis-à-vis d un antigène. - Une autre sous-population des mêmes cellules souches (pré-t) migre vers le thymus où elle se différencie en lymphocytes T immunocompétents. (1pt) 6

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