Biologie humaine II 101-533-LF

Biologie humaine II 101-533-LF Le système immunitaire Texte explicatif et exercices

LE SYSTEME IMMUNITAIRE Le corps humain réagit constamment aux éléments extérieurs étrangers. L immunité de chaque individu est ce qui détermine sa capacité à résister aux attaques des «ennemies». Le système immunitaire est donc ce qui donne l immunité individuelle. Ce système comprends deux «sous-systèmes» où deux organisations très différentes : le système de défense inné, qui est aussi qualifié de non spécifique et le système immunitaire proprement dit spécifique ou adaptatif. Dans le texte suit, ce dernier système sera nommé système de défense adaptatif pour ne pas le confondre avec l ensemble des éléments qui participent à l immunité d un individu. Le système de défense inné est composé de la peau, des muqueuses et des éléments qui déclenchent le processus inflammatoire. Le système de défense spécifique ne se décrit pas anatomiquement car il est un «système fonctionnel». Ce système fait intervenir des éléments très distincts qui seront abordés plus loin. Identifiez les structures impliquées dans le système immunitaire inné. Inné : 1 ère ligne de défense Inné : 2 ième ligne de défense Biologie humaine II/ /Document préparé par Julie Provencher - 2 -

Rôle du système immunitaire Le système immunitaire (spécifique et non spécifique) a pour rôle d assurer la protection contre les molécules étrangères : bactéries, virus, champignons, cellules cancéreuses. La première chose que l organisme tente de faire est d empêcher l intrusion des molécules étrangères à l intérieur de l organisme. Pour assurez cette action, l organisme fait appel à la première ligne de défense de l organisme : le système de défense inné (spécifique). Plus précisément, la peau et les muqueuses ont comme rôle important de protéger contre les substances étrangères. Si cette première ligne de défense cède, des macrophages, des lymphocytes, des protéines antimicrobiennes ainsi que des processus inflammatoire sont enclenchés afin de circonscrire l agent étranger dans un site spécifique et empêcher sa propagation dans tout l organisme. Si les deux premières lignes de défenses échouent à protéger l organisme, c est l artillerie lourde qui est déployée : les participants du système de défense spécifique. LE SYSTEME DE DEFENSE INNE Ce système est qualifié d inné parce que le corps arrive au monde parfaitement équipé. La peau et les muqueuses sont toutes présentes ainsi que les artisans de l inflammation. 1 ère ligne de défense : la peau et les muqueuses La peau et les muqueuses sont la première ligne de contact des substances étrangères. Souvenez-vous que la peau est formée d un épithélium composé d une multitude de couches de cellules kératinisées et que les muqueuses sont des tissus qui sécrètent constamment un liquide lubrifiant.

La kératine de la peau forme une barrière physique très efficace. L épithélium des bronches est formé de cellules avec des cils à leur extrémité. Ces cils servent à faire remonter le mucus produit par l épithélium lui-même. Ces cils retiennent les particules inhalées et les retournent vers l extérieur. Toutes les muqueuses produisent des sécrétions : Peau : sécrétion acide qui inhibe la croissance bactérienne Estomac : acidité gastrique tue les microorganismes La bouche : la salive contient du lysozyme, une molécule antibactérienne Mucus des voies respiratoires emprisonne les microorganismes Expliquer un mécanisme de défense non spécifique agissant sur la première ligne de défense

2 ième ligne de défense : les cellules et les molécules Les macrophages Les substances étrangères qui traversent la barrière de la peau ou des muqueuse doivent affrontées les premiers soldats : les macrophages. Les macrophages ont comme rôle de se débarrasser des étrangers en les phagocytant («en les mangeant») Les macrophages phagocytes les éléments étrangers et les digèrent. virus. Les cellules tueuses naturelles ou les cellules NK nettoient la lymphe et le sang. Pour faire ce travail, elle s approche de l agent étranger et lui propulse «à la figure» des substances toxiques qui vont le détruire. Et Vlan!!! Ces cellules sont activent dans la défenses contre les cellules cancéreuses et les cellules infectées par des L inflammation L inflammation agit lorsque les cellules sont atteintes par un traumatisme physique, un coup par exemple. Elle permet d empêcher la propagation des microorganismes, elle élimine les débris cellulaires et elle stimule la réparation tissulaire. Au tout début de l inflammation, les vaisseaux sanguins se dilatent et la circulation sanguine locale est augmentée. Le plasma sanguin passe à travers la paroi du vaisseau sanguin dilaté et entraîne avec lui, des facteurs de coagulation, des anticorps et des leucocytes. L augmentation de l apport sanguin localement entraîne une rougeur et un dégagement de chaleur au niveau de la région atteinte. L accumulation de liquide interstitiel est responsable de l œdème (tuméfaction). La compression des

terminaisons nerveuses (récepteurs) est causé par l œdème et provoque une sensation de douleur. Quels sont les quatre signes caractéristiques de l inflammation? 1. 2. 3. 4. Donnez une explication pour chaque signe de l inflammation 1. rougeur : 2. chaleur : 3. œdème : 4. douleur :

Les protéines antimicrobiennes L interféron est une très petite protéine qui doit absolument être dans une cellule pour «vivre». Cette protéine va agir surtout au niveau des infections virales. Une cellule infectée par un virus produira des interférons. Ces interférons seront libérés et iront protéger les autres cellules contre l infection par l virus. Le complément est un ensemble de protéines (20) que l on appelle souvent le système du complément. Ces protéines sont présentes dans le sang sous leur forme inactive donc inoffensives. L activation du complément se fait autant durant le processus inflammatoire que dans une réaction du système immunitaire adaptatif. L activation du complément entraîne la formation de trou dans la membrane des cellules de l agent étranger et, par conséquent entraîne l éclatement des cellules. La présence de bactéries ou la présence de bactéries entourées d anticorps a la capacité d activer le complément. L activation du complément est donc un renforcement à la réaction du système immunitaire.

La fièvre La fièvre est à l organisme ce que l inflammation est à une région localisée du corps. La fièvre se traduit par une augmentation de la température corporelle. Une fièvre modérée ou légère est bénéfique pour combattre les bactéries. Lorsque le corps subit une hausse de température interne, le foie et la rate séquestre le fer et le zinc, deux ions essentiels à la survie des bactéries. Par contre une fièvre trop forte est nuisible pour le métabolisme cellulaire normale de l organisme. Nommez les artisans de la deuxième ligne de défense non spécifique (innée). LE SYSTEME DE DEFENSE ADAPTATIF Au début du XX ième siècle, il a été démontré que des animaux atteints d une maladie bactérienne grave et ayant survécu possédaient, dans leur sang, des facteurs de protection les protégeant contre une deuxième infection. Aujourd hui ces facteurs de protection sont appelés «anticorps». C est donc durant le siècle dernier que les connaissances sur le système immunitaires explosèrent.

Il fut ainsi démontré que le système immunitaire adaptatif possédait trois particularités essentielles : 1. la réponse immunitaire adaptative est spécifique à chacun des agents pathogènes rencontrés 2. L immunité adaptative est présente dans tout le corps grâce au système cardiovasculaire. 3. L immunité adaptative possède une mémoire permettant une réaction beaucoup plus rapide et efficace lors d une deuxième rencontre avec l agent pathogène. Les antigènes Les antigènes sont des substances qui stimulent le système immunitaire adaptatif à produire des anticorps. Lorsque l organisme reconnaît un antigène (bactérie, virus, champignons, parasites etc.), il synthétise, par le biais des lymphocytes B, les anticorps. Ces anticorps sont en circulation dans le sang et lorsqu ils rencontrent l antigène, il se fixe sur lui. Une fois l antigène recouvert d anticorps, il ne peut plus se fixer sur les cellules de l organisme afin de l infecter.

Mais comment fait le système immunitaire pour savoir contre quel antigène produire des anticorps? 1. Lorsqu un antigène pénètre dans l organisme, un macrophage le phagocyte et le digère. 2. Le macrophage devient cellule présentatrice d antigène (CPA). 3. La CPA présente à sa surface (sur sa membrane cellulaire) une partie de l antigène et va le monter à un lymphocyte T et à un lymphocyte B. (interleukine : IL), le lymphocyte B produit des anticorps. 4. Lorsque le lymphocyte B a reconnu l antigène et qu il reçoit la stimulation du lymphocyte T 5. Le lymphocyte B devient une cellule mémoire pour une deuxième rencontre avec l antigène : il n aura pas besoin du lymphocyte T. Les anticorps Les anticorps produit par les lymphocytes B peuvent être de 5 types : 1. IgA : dans les sécrétions (à la surface du corps) 2. IgM : les plus gros anticorps 3. IgG : les plus nombreux 4. IgD : sur les lymphocytes B 5. IgE : les réactions allergiques, éternuements Une fois que les anticorps ont neutralisé l antigène (opsonisation), ce dernier est détruit par des macrophages.

La vaccination La vaccination exploite le principe que les lymphocytes B mémoire réagissent plus vite et plus efficacement à l antigène. Vaccination chez les enfants : Ils protègent contre la diphtérie, la coqueluche, le tétanos, la poliomyélite et l'haemophilus influenzae de type b (Hib) o Administration en 5 doses La diphtérie est une infection bactérienne qui s'attaque à la gorge et au cœur. Elle peut causer un arrêt cardiaque et entraîner la mort. La coqueluche est une infection bactérienne qui se manifeste par des quintes de toux; l'enfant aura de la difficulté à respirer, à s'alimenter et à boire. La coqueluche peut causer une pneumonie, des convulsions, des lésions au cerveau et entraîner la mort. Le tétanos est une maladie bactérienne caractérisée par des contractions musculaires sévères et peut entraîner la mort. Faire vacciner votre enfant en bas âge (et vous assurer qu'il reçoit tous les vaccins DCT de cette série) le protégera contre le tétanos et la diphtérie pendant environ 10 ans. Après, votre enfant aura besoin de doses de rappel. La poliomyélite peut causer des douleurs musculaires et une paralysie des bras ou des jambes. Elle peut aussi paralyser les muscles qui servent à respirer et à avaler et peut entraîner la mort. L'Haemophilus influenzae de type b (Hib) est l'une des principales causes de maladie grave chez les enfants. Cette bactérie peut causer une méningite, une pneumonie et une infection aiguë de la gorge qui peut entraîner un arrêt respiratoire

Tableau résumé à compléter Défense innée 1 ère ligne de défense 2 ième ligne de défense Éléments Fonctionnement Défense adaptative Antigène : Anticorps : Lymphocyte T Lymphocyte B

1. Complétez l organigramme suivant portant sur l organisation du système immunitaire. Le système immunitaire Les défenses Les défenses 1 ère ligne de défense 2 ième ligne de défense A M Exemple : P a I Exemple : C/ I F C

2. Nommez les deux sous-systèmes du système immunitaire : 3. Il existe deux lignes de défenses non spécifiques dans le système immunitaire. Lequel agira en premier et lequel agira en deuxième? 4. Quels sont les quatre signes caractéristiques de l inflammation? 5. Expliquez, pour chaque signe de l inflammation, qu est-ce qui explique le phénomène?

6. Quelle molécule antimicrobienne est spécifique aux virus? 7. L interféron est produit par quelle cellule? 8. Une fois que la cellule infectée a produit de l interféron, qu arrive-t-il? 9. À part, l interféron, quelles autres molécules antimicrobiennes notre corps produit-il? 10. Comment agissent les protéines du complément? 11. Comment pouvez-vous décrire l action des cellules NK?

12. Voici un scénario impliquant la reconnaissance de l antigène par les lymphocytes B. Par contre, il manque un acteur important pour que les lymphocytes B soient en mesure d être activés. Identifiez la cellule manquante et expliquez comment cela devrait se passer.

13. Expliquez les étapes 1, 2 et 3 illustrant la maturation des lymphocytes.

14. Nommez les différents anticorps produit par les lymphocytes. Anticorps Abréviation 15. Complétez le texte traitant de l immunité non spécifique La p et les m constituent la p ligne de défense de l immunité non s. Leur rôle consiste à e l entrée des agents pathogènes dans l organisme. Toutes les cavités du corps et la surface du corps sont protégées par les m ou la p. Les m protègent les c du corps (e, o, i, v etc.) et la p recouvre la surface externe du corps. Les épithéliums de ces tissus de recouvrement ont subit, au cours du développement fœtal, des m selon leur situation dans le corps. Ces modifications permettent aux muqueuses une meilleure protection : c de la trachée, le m sécrété par toutes les muqueuses, la k, l acidité de la peau, les l (salive) et l a gastrique en sont quelques exemple. Les défenses c et c non spécifiques constituent la d ligne de défense de l organisme. La protection par les m, les c t (cellules NK) fait partie des défenses cellulaires. L i, même si c est un phénomène plus complexe, est un mode de défense cellulaire car il fait intervenir différents globules blancs. L action des protéines a (i et c ) et la f font parties du mode de défense chimique.

15.. Complétez le texte traitant de l immunité non spécifique (suite) Lorsque des m franchissent la première ligne de défense c est la d ligne qui se mets en branle. Les m phagocytent (mangent et détruisent) les agents pathogènes; Les c NK détruisent les cellules c et les cellules i par un v ; Les i sont produits par les cellules i par les virus. Les cellules saines, stimulées par les interférons produiront des molécules a ; Les protéines du c sont activées et vont former des t dans la membrane cytoplasmique des agents pathogènes; La f active la lutte contre les agents pathogènes en provoquant la s du zinc et du fer par la rate (éléments essentiels à la croissance bactérienne) et stimule le métabolisme L i est activée afin de limiter la p des agents pathogènes et favorise également la d de ces agents pathogènes. Cela favorise aussi la r des tissus.