PROTECTION DE
L'ORGANISME
Durée
recommandée: 8 h soit
5 à 6 séances de 1h 30
Temps disponible dans
le monde réel: 7 h
maxi soit 5 séances maximum donc bouclage autour du 5
Décembre (on ne rit pas!)
Lecture conseillée: La
vie, la mort et le système immunitaire - G. Nossal,
Immunité et vaccination - P.A. Cazenave & A. Coutinho
ainsi que Le développement du système immunitaire - I.
Weissman & M. Cooper in N° spécial Pour la science 193, nov. 1993
Les défenses de
l'organisme mettent en jeu des processus variés se
déroulants au niveau cellulaires et basés sur les molécules
portées à la surface des cellules.
Notre environnement contient de nombreux micro-organismes potentiellement dangereux
1- Des
agresseurs variés et omniprésents: les bactéries et les
virus
Les
micro-organismes vivent partout dans notre environnement, y
compris sur notre peau et dans nos cavités internes (voies
respiratoires, digestives, urinaires, génitales).
doc: vues MEB, cultures microbiennes sur
petri ouverte, normes sanitaires (eau p.e.)
Ces micro-organismes causent des maladies si ils pénètrent
l'organisme: ils sont pathogènes. On différencie les
bactéries, cellules sans noyau apparent, de petite taille
en forme de sphères ( coques) ou de bâtonnets (bacilles) et
les virus, visibles uniquement en microscopie électronique.
SL: les agresseurs de l'organisme
Alors que les bactéries peuvent se reproduire seules, les
virus sont des parasites des cellules qu'ils utilisent pour
se reproduire (en les tuant le plus souvent).
doc: vues MET virus, bactéries sur lieu
d'infection
activité:
calcul du nombre de bactéries se développant en un temps t
selon le temps de génération (voisin de 20 mn en général)
2 - La peau et les
muqueuses constituent des barrières difficiles à franchir
Les muqueuses
tapissent et protègent nos cavités internes. Elles
fabriquent du mucus qui piège les particules et les
bactéries. Très peu de micro-organismes peuvent les
traverser.
La peau est un rempart protégé par des sécrétions (sébum,
sueur) et par des bactéries "amies" (symbiotes) qui vivent
à sa surface et s'opposent à la prolifération de bactéries
indésirables.
SL: les cuirasses de l'organisme
3 - l'hygiène
individuelle ou collective (prophylaxie) permet de prévenir
les infections
31 - la propreté
permet d'éviter des infections
Les produits tensioactifs (les savons et apparentés) font
éclater les bactéries. Leur usage très fréquent permet de
maintenir la peau en bon état et évite de nombreuses
contaminations par les mains de la nourriture (source de la
plupart des gastro-entérites).
Au niveau individuel, l'usage de produits bactéricides (eau
de Javel, tensioactifs variés) permet d'éviter de très
nombreuses infections. Collectivement, les mesures prises
pour éviter une infection (information, quarantaine,
isolement, protections...) constituent la prophylaxie.
32 - Eviter les infections en évitant le contact avec
l'agent infectieux
Dans des milieux très contaminés (égouts, stations
d'épuration, abattoirs, services d'urgence...), le port de
gants isole des agents contaminant.
De même, les préservatifs isole des agents pathogènes
transmis par le sperme et les sécrétions vaginales: Virus
du SIDA mais aussi des bactéries comme le gonocoque ou les
neisseria
33- Les antiseptiques détruisent les bactéries au niveau
d'une plaie
Toute blessure est une porte d'entrée pour les bactéries.
La destruction des micro-organismes au niveau d'une plaie
est l'antiseptie. Elle aide grandement le système
immunitaire en diminuant le nombre d'envahisseurs. Elle est
réalisée par des antiseptiques tels que l'alcool, l'éther,
le mercurochrome, la Bétadyne, le Mercryl
laurilé....
Notre organisme détecte
et essaye de détruire les micro-organismes qui tentent de
l'envahir
I
- Les organes et les cellules du système immunitaire
surveillent en permanence l'intégrité de l'organisme
11) Des
cellules, les leucocytes, interviennent pour lutter contre
les infections
Quant un individu est atteint d'une infection, on constate
une augmentation du nombre de certaines cellules sanguines,
les leucocytes (globules blancs) (p. 84).Tous les
leucocytes ne sont pas identiques, ce qui indique des rôles
sans doute différents (p.84). En effet, certains leucocytes
sont également visibles au niveau d'une plaie, ou ils
attaquent et ingèrent des bactéries (p. 76-77).
12) Les leucocytes produits dans la moelle des os sont
stockés dans des organes variés
Les organes ou l'on trouve une grande population de
leucocytes, en dehors de toute infection, sont les organes
lymphoïdes (transparent- document 1). Les lymphocytes
naissent dans la moelle rouge des os (on les appelle B,
comme en anglais Bone marrow) alors que d'autres
proviennent du Thymus (les T).
Les leucocytes migrent ensuite dans tous le corps et
s'installe dans les organes lymphoïdes (la rate et
l'ensemble des ganglions lymphatiques). Ils peuvent ainsi
réagir à une agression se produisant n'importe ou dans
l'organisme.
II - Le plus souvent,
une infection se limite a une inflammation et à
l'absorption de l'envahisseur par des cellules
phagocytaires.
21 -
l'inflammation se caractérise par une rougeur et un oedéme
Au niveau d'une blessure les micro-organismes vivants sur
la peau peuvent pénétrer dans l'organisme. Ils déclenchent
alors une réaction inflammatoire caractérisée par:
•
- l'excitation des récepteurs
sensoriels de la peau créant une sensation
douloureuse
• - une
dilatation des capillaires sanguins de la peau (afflux de
sang) causant une rougeur
• - une
filtration du plasma des capillaires vers les espaces
intercellulaires, ce qui provoque un gonflement appelé
oedéme.
L'inflammation
est une réaction locale provoquée par des bactéries mais
aussi par le froid, la chaleur ou des chocs.
22 - les cellules phagocytaires essayent d'absorber les
envahisseurs
Les globules blancs polynucléaires sont
attirés par des molécules libérées par les
bactéries.
Ces
cellules ont une membrane plasmique très déformable
(voir photos ci dessus, où elles se dirigent vers la
droite) qui leur permet deux action très importantes:
Ils traversent la paroi des capillaires sanguins en
s'insinuant entre deux cellules puis ils ingèrent des
bactéries (ou d'autres particules): c'est
la phagocytose (p.87).
Certaines cellules phagocytaires ne peuvent digérer toutes
les bactéries, elles meurent alors en formant le pus
(mélange de cellules et de bactéries mortes ou vivantes).
Les cellules phagocytaires sont capables (entre autres)
d'ingérer de grosses particules. Nettoyant l'organisme,
elles absorbent bactéries vivantes et déchets divers. Une
fois qu'elle a reconnu un étranger, la cellule phagocytaire
accole sa membrane sur l' intrus et l'absorbe. Dès lors, la
bactérie peut être détruite ou résister. Alors, elle peut
être neutralisée ( mais le sujet peut contaminer son
entourage) ou se multiplier à l'intérieur de le cellule qui
finit par éclater en libérant de nombreuses bactéries.
3- Si l'envahisseur
résiste à la réaction inflammatoire, des mécanismes de
défense adaptés à l'envahisseur se mettent en place
31 - Les
lymphocytes constituent une deuxième ligne de défense
capable de reconnaître l'envahisseur
Les micro-organismes continuant leur invasion, ils passent
dans le sang puis dans les ganglions lymphatiques qui
s'opposent à l'infection grâce aux cellules qu'ils
contiennent: les lymphocytes.
Ces cellules sont capables de reconnaître des molécules
portées à la surface des bactéries ou libérées par celles
ci (toxines). Ces molécules sont appelées antigènes. Les
lymphocytes sont capables de reconnaître les antigènes et
réagissent contre tous les antigènes qu'ils ne
reconnaissent pas (les antigènes constituent donc la "carte
d'identité" des cellules).
Les expériences décrites dans le tableau suivant montrent
que la défense de l'organisme peut être assurée par des
molécules (les anticorps) ou des cellules Dans les deux
cas, cette immunité est spécifique d'un micro-organisme
donné et n'assure une protection que contre ce
micro-organisme. Il coexiste donc une immunité à médiation
moléculaire et une immunité à médiation cellulaire basée
sur l'action de cellules spécifiques.
32) Les lymphocytes B fabriquent des anticorps toxiques
pour l'envahisseur alors que les lymphocytes T détruisent
les cellules infectées.
•
Les anticorps sont des
molécules d'origine lymphocytaire spécifiques d'un antigène
donné
• Les lymphocytes
B (LB) se forment dans la moelle des os. A maturité, ils
migrent dans les ganglions lymphatiques ou la rate. En
présence d'un antigène, les LB vont fabriquer des
anticorps, spécifiques de cet antigène et capables de se
fixer sur cet antigène pour former un complexe. Ce complexe
neutralise les antigènes (immobilise les bactéries,
inactive les toxines...) et permet leur élimination
ultérieure par les macrophages.
• Les lymphocytes
T (LT, la plus petite des cellules ci dessous, désignée par
une flêche, qui tue la cellule la plus grande) sont des
cellules tuant les cellules
étrangères.
•
•
Ils se forment eux aussi
dans la moelle et migrent ensuite dans le thymus ou
ils deviennent capable de reconnaître les cellules de
l'organisme. Les LT détruisent les cellules qu'ils ne
reconnaissent pas (bactéries mais aussi cellules d'un
greffon) en leur injectant des enzymes mortel.
Evaluation
immuno 1
Toutes les
cellules du système immunitaire échangent des messages et
coopèrent entre elles. Ces messages peuvent être des
molécules transmises à distance ou nécessiter un contact
entre les cellules. Il y a donc coopération dans la lutte
contre l'infection.
33) Le
SIDA, une maladie des lymphocytes T, provoque une
immunodéficience
Le virus du SIDA, le HIV, parasite et détruit les
lymphocytes T. L'organisme est donc moins bien défendu, et
réagit en produisant des anticorps anti HIV (le malade est
alors dit séropositif). Petit à petit, le nombre de
lymphocytes T diminue et l'organisme est atteint de
nombreuses infections (tuberculose, maladies de la peau,
pneumonie...) qui l'affaiblissent de plus en plus (on parle
alors de SIDA déclaré). Actuellement, l'issue de la maladie
est le plus souvent fatale, bien que des traitements variés
permettent de prolonger considérablement la phase de
séropositivité.
Une atteinte majeure du système immunitaire est une
immunodéficience. Elle peut être provoquée par un virus ou
être d'origine génétique.
Remarque
(ceci n'est pas à
apprendre) : comment
distinguer le soi du non-soi ?
Les cellules
de l'organisme portent toutes à leur surface un ensemble de
molécules constituants le système HLA. Les LT et les
macrophages peuvent détecter la présence des molécules HLA.
Si ces molécules sont détectées, LT et macrophages sont
inactifs mais si les molécules HLA sont absentes, les
cellules considèrent qu'elles ont affaire à un étranger et
tentent de la détruire. Seuls les vrais jumeaux ont des
systèmes HLA entièrement identiques et on peut échanger
leurs organes sans aucun rejet.
La médecine utilise le
système immunitairepour lutter contre les infections
I
- Les lymphocytes mémorisent les antigènes avec lesquels
ils ont été en contact
11 - La réponse
immunitaire n'est pas la même si l'antigène la déclenchant
est nouveau ou si il est déjà connu de l'organisme
Un deuxième contact avec un antigène donné entraîne une
réponse immunitaire différente de la première. En présence
d'un antigène inconnu, la production d'anticorps est lente
(1 semaine), peu importante et limitée dans le temps à 8
semaines environ: c'est une réponse primaire. Si le système
immunitaire est de nouveau confronté à ce même antigène, la
sécrétion d'anticorps spécifiques est immédiate et massive
(cf. courbe): c'est la réponse secondaire. Le système
immunitaire garde donc en mémoire les différents antigènes
auxquels il a été confronté.
12 - Des lymphocytes - mémoire à longue durée de vie sont
le support de la mémoire immunitaire
Certains LB et LT ont des caractères spéciaux: ce sont des
cellules à longue durée de vie. Ces lymphocytes mémoire
forment un ensemble de cellules spécifiques chacune d'un
antigène donné et prêtes à réagir immédiatement et
massivement (en se divisant) si elles rencontrent de
nouveau cet antigène. Ainsi, la sécrétion d'anticorps est
immédiate et l'infection est jugulée très rapidement. Ce
phénomène est à la base de la technique de vaccination.
II - La vaccination
stimule le système immunitaire en lui présentant des
antigènes inoffensifs mais caractéristiques de
micro-organismes dangereux
Au 18° siècle,
le Dr Jenner remarque que les paysans qui ont eu la
vaccine, une maladie bénigne de la vache, n'ont jamais la
variole. Sans comprendre ce qu'il fait, il inocule la
vaccine a un enfant qui n'attrape pas la variole: la
vaccination est née. Louis Pasteur établit plus tard le
lien entre maladies et micro-organismes.
Pour réaliser une vaccination, on injecte dans l'organisme
des toxines ou des micro-organismes rendus inoffensifs mais
qui portent toujours leurs antigènes: ils vont donc
déclencher la production d'anticorps spécifiques et la
production de cellules mémoire spécifiques elles aussi. Si
l'organisme rencontre plus tard l'antigène qu'il a appris a
connaître, sa réaction sera immédiate et massive. Pour
entretenir cette immunité, un rappel est nécessaire lorsque
les lymphocytes mémoires sont en fin de vie (par périodes
de quelques années). La vaccination est une méthode
préventive.
III La sérothérapie
utilise les anticorps produits par un autre individu et
transférés au malade
On utilise un
sérum: pour répondre à une infection déclarée, on injecte
une dose massive d'anticorps spécifiques provenant d'un
autre individu et préparées à partir de son sang. C'est une
méthode curative mais l'organisme de s'étant pas défendu
par lui-même, n'est pas immunisé contre une nouvelle
infection. L'action est rapide mais transitoire. Son coût
est très élevé.
IV les antibiotiques
d'origine microbienne empêchent le développement de
micro-organismes
Les bactéries,
les moisissures et les levures produisent des substances
qui empêchent la croissance ou tuent d'autres
micro-organismes près d'eux (ils évitent ainsi la
concurrence). Ces molécules sont les antibiotiques qui sont
spécifiques d'un microbe ou d'une famille de microbes
donnés. Ils sont donc inoffensifs pour les cellules
animales (c'est tout leur intérêt). On en connaît plus de
1000 et on en recherche de nouveaux en permanence. Ils
n'ont aucune activité sur les virus.
Le premier antibiotique, la pénicilline, a été découvert
par hasard en 1929 par sir Alexander Fleming. Elle fut
produite en grande quantité en 1942 et permit de sauver de
nombreux soldats alliés.
evaluation
immuno 2
V ) Les greffes
d'organes sont limitées par le rejet des cellules externes
à l'organisme et nécessitent de mieux connaître le système
immunitaire
RÉSUME
Les micro-organismes pathogènes portent des antigènes qui sont détectée par les cellules du système immunitaire. La réponse immunitaire à une infection est pour une part non spécifique (inflammation et phagocytose) et spécifique pour une autre part de l'antigène porté par l'envahisseur. Les lymphocytes fabriquent des anticorps spécifiques qui en se liant aux antigènes favorisent la destruction de l'intrus alors que les lymphocytes T utilisent les antigènes pour reconnaître les cellules étrangères et les tuer. Des lymphocytes mémoire permettent de réagir immédiatement et massivement face à un antigène connu. La vaccination stimule et éduque le système immunitaire alors que la sérothérapie apporte massivement des anticorps provenant d'un autre organisme. Les antigènes portés par toute les cellules de l'organisme (système HLA) permettent à celui-ci de reconnaître les siens et sont à la base des groupes sanguins et du phénomène de rejet de greffe.