ancien programme
I
- Les cellules se divisent
pour se reproduire
1a - Les cellules somatiques se reproduisent à l'identique,
par mitose
•
les chrx se dédoublent avant
la division cellulaire
• le nombre de
chrx est conservé après la mitose
• la mitose
assure le développement, la croissance et le maintien des
individus
1b - Les
cellules germinales se reproduisent pour donner des gamètes
génétiquement diversifiés.
•
la méiose est constituée de
deux divisions enchaînées
• lors de la
première division, les chrx homologues s'apparient puis se
séparent
• la deuxième
division est une mitose
• la méiose
permet d'obtenir 4 cellules à n chromosomes au destin
divers.
II - Les
chromosomes du noyau portent l'information héréditaire
2a - Les chromosomes apparaissent avant les divisions
cellulaires
2b - Tous les chromosomes d'une cellule constituent le
caryotype de cette cellule
•
les chrx ont un aspect
caractéristique
• les chrx
déterminent le sexe des individus
• un caryotype
anormal est lié à des caractères anormaux
2c - les chrx
sont le support des caractères héréditaires
•
les chrx sont constitués
d'ADN, une macromolécule portant des informations
codées
• L'ADN des
chromosomes porte des gènes codant pour des
caractères
2d - Les
chromosomes homologues portent les mêmes gènes
•
un même gène peut exister
sous des formes (allèles) différentes
• la répartition
des gènes permet d'expliquer et de prévoir les
caractéristiques des individu
LES
DEFENSES DE L'ORGANISME
la
nécessaire distinction entre le soi et
l'étranger
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.
1 - Une infection se
produit en plusieurs étapes
1a - Des
agresseurs: 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). 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. Les virus sont des parasites des cellules
qu'ils utilisent pour se reproduire (en les tuant le plus
souvent).
1b - l'exemple des streptocoques, micro-organismes se
multipliant dans le sang.
1b1 - l'inflammation se caractérise par une rougeur et un
oedéme
Au niveau d'une blessure les streptocoques vivants sur la
peau peuvent pénétrer dans l'organisme. Ils déclenchent 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.
1b2 - les polynucléaires essayent d'absorber les
envahisseurs
Les globules blancs polynucléaires sont attirés par des
molécules libérées par les bactéries: c'est le
chimiotactisme. Ces cellules ont une membrane plasmique
très déformable qui leur permet deux action très
importantes: Ils traversent la paroi des capillaires
sanguins en s'insinuant entre deux cellules (diapédèse)
puis ils ingèrent des bactéries (ou d'autres particules):
c'est la phagocytose.
Si les polynucléaires ne peuvent digérer toutes les
bactéries, ils meurent en formant le pus (mélange de
cellules et de bactéries mortes ou vivantes). Sortent alors
des capillaires des monocytes qui se transforment en
macrophages, grandes cellules capables (entre autres) de
phagocyter de grosses particules et cellules-pivot du
système immunitaire. Nettoyant l'organisme, les macrophages
ingèrent bactéries vivantes et déchets divers.
1b3 - Les lymphocytes constituent une deuxième ligne de
défense
Si les streptocoques continuent leur invasion, ils passent
dans les vaisseaux puis dans les ganglions lymphatiques qui
s'opposent à l'infection grâce aux cellules qu'ils
contiennent: les lymphocytes. Si ces cellules sont
impuissantes, la circulation sanguine peut être envahie.
Cette infection généralisée est une septicémie (très rare
dans les pays développés).
1c - Le bacille tétanique fabrique une molécule toxique: la
toxine tétanique
Certaines bactéries comme le bacille tétanique ne sont pas
dangereux par eux même (ils sont généralement fragiles)
mais fabriquent des molécules extrêmement toxiques : les
toxines, poisons les plus puissants existants, qui
provoquent une toxémie (empoisonnement de l'organisme).
1d - un antigène est une molécule d'origine étrangère,
libre ou portée par un micro-organisme.
Les cellules du système immunitaire reconnaissent des
antigènes. Les antigènes sont des molécules ou des groupes
de molécules portées à la surface des bactéries. Les
toxines sont également des antigènes.
2 - Des défenses
identiques contre tous les envahisseurs: l'immunité non
spécifique
2a - 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.
2b - L'inflammation favorise localement la phagocytose
L'inflammation est une réaction locale non spécifique
provoquée par des bactéries mais aussi par le froid, la
chaleur ou des chocs. L'afflux de sang permet la sortie des
monocytes et leur transformation en macrophages: la
phagocytose est donc facilitée.
2c - la phagocytose peut neutraliser l'intrus grâce à des
enzymes
L'intrus attire les macrophages qui le repère par
chimiotactisme. Une fois qu'il a reconnu un étranger, le
macrophage accole sa membrane sur la bactérie et l'absorbe.
Dès lors, la bactérie peut être détruite par les enzymes
libérés par le macrophage ou résister. Alors, elle peut
être neutralisée ( mais le sujet peut contaminer son
entourage) ou se multiplier à l'intérieur du macrophage qui
finit par éclater en libérant de nombreuses bactéries.
2d - les interférons, des molécules qui empêchent la
multiplication des virus
Certaines cellules attaquées par les virus produisent une
protéine qui gène la multiplication des virus et limite
ainsi l'extension des maladies virales. Cette protéine est
l'interféron qui n'est pas spécifique d'un virus donné.
3 - L'immunité
spécifique est une réaction adaptée à un antigène donné et
identifié
3a - Les
réponses immunitaires mettent en jeu des molécules ou 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
humorale basée sur des molécules spécifiques et une
immunité à médiation cellulaire basée sur l'action de
cellules spécifiques.
Un animal A
reçoit de l'anatoxine tétanique. Après 15 jours, on injecte
son sérum* à B qui reçoit alors de la toxine tétanique
L'animal B survit La toxine tétanique est neutralisé par
des molécules provenant du sérum de A. Ces molécules sont
des anticorps
Un animal C reçoit du sérum de A mais on lui injecte
ensuite de la toxine diphtérique L'animal C meurt de
diphtérie Les anticorps sont spécifiques d'une toxine: un
anticorps est spécifique d'un antigène
Un animal A reçoit une injection de bacille CG*. Son sérum
est injecté à B qui reçoit ensuite une injection de
bacilles de la tuberculose L'animal B meurt de tuberculose
le sérum de A ne protège pas B donc il ne contient pas
d'anticorps protecteurs.
Un animal C reçoit les lymphocytes de A puis une injection
de bacilles de la tuberculose C survit Les lymphocytes de A
ont protégés C donc l'immunité à été transmise par des
cellules.
Un animal D reçoit les lymphocytes de A puis une injection
de pneumocoques D meurt Les lymphocytes sont eux aussi
spécifiques d'un antigène donné
(* : sérum = plasma - certaines protéines; le bacille CG
(B.C.G.) porte les mêmes antigènes que le bacille de la
tuberculose).
3b - les
immunoglobulines (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
protéines, les anticorps, spécifiques de cet antigène et
capables de se fixer spécifiquement sur cet antigène pour
former un complexe immun. Ce complexe neutralise les
antigènes (immobilise les bactéries, inactive les
toxines...) et permet leur élimination ultérieure par les
macrophages.
3c - les lymphocytes T sont des cellules tuant les cellules
étrangères
Les lymphocytes T (LT) se forment eux aussi dans la moelle
et migrent ensuite dans le thymus, organe qui s'atrophie en
vieillissant situé sous le sternum. Dans le thymus, ils
deviennent capable de reconnaître les cellules de
l'organisme et détruisent les cellules qu'ils ne
reconnaissent pas (bactéries mais aussi cellules d'un
greffon) en leur injectant des enzymes mortel. Ce sont les
LT cytotoxiques.
3d - Toutes les cellules immunitaires coopèrent entre
elles, constituant ainsi un système immunitaire
Toutes les cellules du système immunitaire échangent des
messages et coopèrent entre elles. Ces messages peuvent
être des molécules transmises à distance (lymphokines) ou
nécessiter un contact entre les cellules (reconnaissances
d'antigènes). Ainsi, toutes les cellules du système
immunitaire coopèrent pour lutter contre une infection:
Un macrophage ingère un antigène ----> il stimule des LT
----> stimulent des LB ----> production d'anticorps
spécifiques de l'antigène de départ.
Remarque:
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.
4 - L'organisme
mémorise les antigènes avec lesquels il a été en contact
4a - 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.
4b - 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.
5 - On peut aider le
système immunitaire à lutter contre les infections
5a - l'hygiène
individuelle ou collective (prophylaxie) permet de prévenir
les 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.
5b - 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....
5c - 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. 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.
5d - de nombreuses molécules tuent les micro-organismes ou
bloquent leur développement et leur multiplication
D'autres molécules sont moins spécifiques que les
antibiotiques et agissent en tuant les micro-organisme ou
en empêchant leur développement ou leur reproduction. Ce
sont souvent des extraits de végétaux (aspirine) ou des
produits de synthèse (sulfamides). Le contrôle de ces
produits est extrêmement strict au niveau national,
européen et pour tous les pays développés.
5e - 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.
5f - la sérothérapie utilise les anticorps produits par un
autre individu
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. Son coût est très
élevé.
6 - Les molécules
portées par les cellules sont à la base de la spécificité
immunologique
6a - les groupes
sanguins sont dues aux molécules portées par les globules
rouges
Les hématies portent des antigènes: les agglutinogènes
découverts par Landsteiner en 1901. Dans le plasma on
trouve des anticorps (les agglutinines) qui sont dirigés
contre les antigènes portés par les autres hématies. Les
transfusions ne sont donc possible qu'entre personnes du
même groupe car sinon les agglutinines s'accrochent aux
hématies étrangères, ce qui forme des "paquets" aux effets
désastreux (vaisseaux bouchés). Les agglutinogènes sont au
nombre de 2 (A et B) à l'origine de 4 groupes sanguins (cf.
tableau). Il existe d'autres antigènes que A et B à prendre
en compte, le plus connu étant l'antigène rhésus présent
(rhésus +) ou absent (rhésus -).
cellpadding="0" cellspacing="2">
|
sanguin |
(agglutinines) dans le sang |
à la surface des hématies |
|
size="+1">A |
face="Helvetica">anti B | face="Helvetica">A |
|
size="+1">B |
face="Helvetica">anti A | face="Helvetica">B |
|
|
face="Helvetica">aucun | face="Helvetica">A et B |
|
|
face="Helvetica">anti A + anti B | face="Helvetica">aucun |
AB qui n'a pas d'anticorps est un receveur universel alors que O est un donneur universel puisque ses hématies n'ont pas d'antigènes.
6b - Les rejets de greffe sont causés par les antigènes du greffon
La greffe est le transfert d'un organe ou d'un tissu dans un même organisme (autogreffe) ou entre deux organismes différents (homogreffe). Quant un greffon ne reçoit pas de sang (cartilage, cornée) la réussite est totale mais si l'organe est vascularisé le rejet (destruction du greffon par les lymphocytes T) est à craindre. Le greffon porte des antigènes qui sont reconnus par les cellules du système immunitaires comme étant étrangères, et qui sont donc détruites. La réussite d'une greffe passe donc par une double stratégie:
- utiliser un greffon le moins étranger possible (Même famille proche) avec des marqueurs HLA compatibles
- Diminuer l'action des lymphocytes T grâce à des molécules anti rejets (comme la révolutionnaire cyclosporine). Ces molécules sont des immunosuppresseurs et leur usage est parfois difficile (car ils ne sont pas spécifiques: tout le système immunitaire est déprimé, ce qui diminue la résistance aux infections).
6c - l'organisme reconnaît ses propres cellules grâce à leurs antigènes de surface constituants le système HLA
A la surface de nos cellules, des antigènes communs définissent le système HLA (Human Leucocyte Antigen) dont il existe à peu près 100000 groupe différents. Ce sont nos gènes qui déterminent les marqueurs HLA, et donc notre identité cellulaire. Les lymphocytes contrôlent en permanence les marqueurs HLA des cellules qu'ils rencontrent et détruisent celles qui ne présentent pas la bonne "carte d'identité" HLA. On recherche pour une greffe un individu donneur ayant des marqueurs HLA identiques à ceux du malade.