Le processus d'inflammation

Thème 6: Le processus d'inflammation

• L'inflammation est une réponse innée et immédiate de l'organisme.
• Elle implique les cellules, les vaisseaux sanguins et les médiateurs chimiques.
• Son but est d'éliminer la cause des dommages tissulaires, éliminer les cellules nécrosées et de réparer les tissus.
• Le terme « inflammation » dérive du latin « inflammatio », signifiant « allumer, faire du feu ».
• Le processus aide à localiser tout processus préjudiciable.
• Ensuite, l'inflammation contribue à l'élimination des agents causaux ou nocifs.
• L'inflammation permet également la réparation de la zone endommagée.
• Il aide aussi au retour à l'homéostasie.
• Les agresseurs tissulaires peuvent de nature biologique, comme des virus, des bactéries ou des tumeurs.
• Ils peuvent aussi être de nature chimique, comme des acides ou des produits toxiques.
• De même, ils peuvent être de nature physique, comme de la chaleur (brûlures), des éléments mécaniques (traumatismes) ou ionisants (radiothérapie, UV...).
• Enfin, ils peuvent être mixtes.
• Les 5 signes cardinaux l'inflammation sont la douleur, la chaleur, la rougeur, le gonflement et la perte de fonction.

Types d'Inflammation

• L'inflammation peut être aiguë ou chronique, locale ou systémique.
• Normalement, les réponses cellulaires et moléculaires se produisent de manière aiguë, rétablissant l'homéostasie des tissus.
• Par conséquent, le processus inflammatoire disparaît rapidement.
• Une inflammation incontrôlée peut devenir chronique, entraînant un processus qui ne se résorbe pas et aggravant les lésions tissulaires.
• Elle peut être liée à une maladie ou déclencher une inflammation chronique de bas grade (ICBG).
• Concernant sa localisation, la réponse immunitaire est dirigée vers le foyer de la lésion tissulaire.
• Ceci maintient l'inflammation dans un espace restreint.
• Systémiquement, le système immunitaire est généralement activé par le stress,le tabagisme, ou des maladies.
• Ceci résulte en la présence de marqueurs inflammatoires dans le sang.

Médiateurs Inflammatoires

• Les composants cellulaires incluent les macrophages (TC), les mastocytes (TC), les neutrophiles (de la circulation), les monocytes (provenant de la circulation) et les cellules dendritiques.
• Les composants moléculaires sont libérés par les cellules immunitaires.
• Ils comprennent la vasodilatation (PG, H, NO), la perméabilité vasculaire (H, cytokines), l'activation immunitaire (cytokines), la chimiotaxie (chimiokines) et l'agrégation plaquettaire (thromboxanes).
• Les macrophages jouent un rôle essentiel dans la reconnaissance et l'élimination des agents pathogènes et dans le maintien de l'homéostasie tissulaire.
• Ils dérivent de monocytes circulants qui mûrissent et se différencient une fois arrivés dans les tissus.
• Ils adoptent différents états d'activation en fonction du microenvironnement environnant, avec des récepteurs et des cytokines ou chimiokines différents.
• L'état d'activation M1 survient au cours de la réponse immunitaire et peut passer à l'état M2 ou vice versa.
• La polarisation des macrophages est le processus par lequel les macrophages passent de l'état M1 à l'état M2 ou vice versa.
• Un équilibre M1/M2 inadéquat est associé à diverses maladies comme la maladie de Crohn, l'arthrite rhumatoïde et la sclérose en plaques.
• Les mastocytes sont des cellules immunitaires non spécifiques formées dans la moelle osseuse.
• Bien que tous les tissus libèrent des médiateurs inflammatoires en cas de blessure, les mastocytes en sont la principale source.
• Les mastocytes sont présents dans presque tous les tissus.
• Ils contiennent des granules de basophiles avec des médiateurs inflammatoires préformés, qui sont rapidement libérés lors de l'activation, comme l'histamine, l'héparine et les facteurs chimiotactiques.
• Lorsqu'ils sont activés et déchargés, ils commencent à produire des médiateurs néosynthétisés, qui ne sont pas stockés mais libérés directement dans les tissus, tels que les leucotriènes, le TNF-α, les interleukines et les prostaglandines.
• Ces substances sont responsables de nombreux symptômes observés dans les réactions allergiques et les inflammations.
• Les neutrophiles proviennent de la circulation sanguine.
• Ce sont les premières cellules à atteindre l'infection en réponse aux signaux chimiques libérés par les cellules endommagées.
• Ils phagocytent et détruisent les agents pathogènes.
• Ils produisent de nombreux médiateurs pro-inflammatoires, tels que les cytokines et les chimiokines, qui amplifient la réponse inflammatoire.
• Ils aident à la formation de pièges extracellulaires (NET), libérant leur ADN pour former des structures, qui piègent et tuent les agents pathogènes.
• Les monocytes circulent dans le sang et, en réponse à des signaux inflammatoires, migrent vers les tissus affectés.
• Dans les tissus, ils se différencient en macrophages ou en cellules dendritiques.
• Les macrophages peuvent être activés en M1 ou M2.
• Les cellules dendritiques sont responsables de la capture, du traitement et de la présentation des antigènes aux lymphocytes T, ce qui déclenche la réponse immunitaire adaptative.

Médiateurs Moléculaires

• Les médiateurs moléculaires pro-inflammatoires sont sécrétés au début de l'inflammation.
• Ils favorisent la chimiotaxie et amplifient l'inflammation.
• L’histamine (mastocytes) cause une vasodilatation et augmentation de la perméabilité vasculaire.
• L'oxyde nitrique (NO) (cellules endothéliales) cause aussi une vasodilatation.
• Les prostaglandines et leucotriènes (leucocytes) cause une vasodilatation.
• Les cytokines (macrophages) régulent l'activation immunitaire.
  • Ceci inclu le TNF-a (facteur de nécrose tumorale), IL-1 (produit de la fièvre) et IL-6 .
• Les chimiokines (macrophages) attirent les leucocytes vers le foyer inflammatoire.
• Les médiateurs anti-inflammatoires sont généralement sécrétés au cours des phases ultérieures ou secondaires.
• Ils limitent et mettre fin à la réponse inflammatoire.
• Les médiateurs aident à favoriser la réparation des tissus et le retour à l'homéostasie.
• L'inflammation comprend les interleukines (macrophages) (IL-10), le TGF-ß (facteur de croissance transformant ß) et les résolvines et protéines provenant de l'alimentation.
• Un équilibre 4:1 entre les oméga-6 et les oméga-3 est souhaitable pour maintenir une réponse inflammatoire saine.
• L'histamine est principalement sécrétée par les mastocytes et les basophiles.
• Elle dérive de l'histidine par décarboxylation.
• Lorsqu'elle agit sur les récepteurs H1 (Histamine1) dans les capillaires, elle produit une vasodilatation.
• Lorsqu'elle agit sur H2 (Histamine2), elle régule ou inhibe l'inflammation.
• Elle est impliquée dans les allergies.
• Les prostaglandines sont libérées par diverses cellules de l'organisme.
• Ce sont des composés lipidiques dérivés de l'acide arachidonique, provenant de l'alimentation.
• Elles ont des effets similaires à ceux des hormones sur l'organisme.
• L'héparine a un double effet.
• Dans un premier temps, en inhibant la coagulation, elle favorise l'arrivée des molécules du sang.
• Dans les stades avancés, elle réduit l'inflammation en empêchant la formation de caillots sanguins.

Phases de l'Inflammation

• L'inflammation peut être divisée en plusieurs étapes :
• Libération de médiateurs par le mastocyte sous l'action de certains stimuli.
• Une fois libérées, ces molécules produisent une altération vasculaire et des effets chimiotactiques.
• Ceci favorise l'arrivée de molécules et de cellules immunitaires au foyer inflammatoire.
• Les molécules et les cellules immunitaires arrivent au foyer inflammatoire, provenant principalement du sang, mais aussi des zones environnantes.
• Le processus inflammatoire est ensuite régulé par une série de mécanismes inhibiteurs visant à interrompre ou à équilibrer le processus.
• La réparation consiste en des phénomènes de réparation totale ou partielle des tissus endommagés par l'agent agresseur ou par la réponse inflammatoire elle-même.
• Les phases sont vasculaire, cellulaire et de résolution.
• La phase vasculaire inclut la vasodilatation et l'augmentation de la perméabilité vasculaire.
• La phase cellulaire inclut les étapes de pallier, adhérence et polarisation, ainsi que la diapédèse.

Phase Vasculaire

• Dans les premières secondes, on observe une constriction artériolaire suivie d'une vasodilatation capillaire.
• Les cellules touchées libèrent des molécules qui induisent la vasodilatation et favorisent l'ouverture des capillaires sanguins.
• Les mastocytes et les phagocytes libèrent des prostaglandines, de l'insuline et de l'histamine.
• Les cellules endothéliales libèrent de l'oxyde nitrique.
• Ceci augmente le flux sanguin vers le site de la blessure et provoque une augmentation de la température et un rougissement de la zone affectée .
• Elle augmente aussi la perméabilité vasculaire ce qui contribue au gonflement.
• Par ailleurs, l'augmentation de l'espace interendothélial provoque une fuite de liquide et de protéines.
• La distension des tissus et la libération de molécules inflammatoires finissent par stimuler les terminaisons nerveuses sensibles, ce qui provoque de la douleur.
• Si l'œdème et la douleur sont très élevés, cela peut entraîner une diminution de la fonction.

Phase Cellulaire

• La chimiotaxie réfère au mouvement d'une cellule le long du gradient de concentration d'une molécule attractive.
• Sur le site de la lésion, les cellules endommagées libèrent de l'histamine et des interleukines pro-inflammatoires, qui recrutent les cellules voisines ou circulantes vers le tissu endommagé.
• Les fibroblastes sont les premières cellules à arriver.
• Les neutrophiles arrivent d'abord dans la circulation, puis les monocytes, les phagocytes et les lymphocytes.
• Pendant la margination, il y a une réduction du flux sanguin qui permet aux leucocytes de se rapprocher des parois des vaisseaux sanguins .
• Ensuite, les neutrophiles entrent en contact avec les cellules endothéliales et commencent à interagir avec les sélectines conduisant aux liaisons faibles et transitoires, ce qui ralentit l'avancée progressive du leucocyte.
• Ces liaisons provoquent le roulement du leucocyte sur la surface endothéliale.
• La liaison est renforcée par les intégrines, qui sont essentielles pour la migration ultérieure du leucocyte.
• Cette liaison permet au leucocyte de s'arrêter et de changer de forme (polarisation) pour passer à l'état activé (M1 ou M2).
• La polarisation permet au leucocyte de franchir la barrière endothéliale par deux mécanismes :
  1. Paracellulaire : Entre les cellules endothéliales, où les intégrines endothéliales, la molécule d'adhésion cellulaire plaquettaire-endothéliale (PECAM1) et les cadhérines sont impliquées. Les jonctions entre les cellules endothéliales sont perdues de manière focale.
  2. Transcellulaire: Passage des leucocytes à travers la cellule endothéliale. Le leucocyte émet des pseudopodes et migre à travers les pores, avec la vimentine et les chimiokines impliquées.

Phase de Résolution

• Les macrophages éliminent les débris cellulaires et les agents pathogènes, de sorte que le stimulus inflammatoire disparaît.
• Certaines cellules endommagées subissent une mort cellulaire programmée (apoptose).
• L'action des cytokines anti-inflammatoires contrôle l'inflammation et inhibe l'action des cytokines pro-inflammatoires.
• Le TGF-β favorise la cicatrisation en induisant l'angiogenèse, en activant les fibroblastes et en entraînant une fibrose en cas d'activation excessive.
• Le processus se termine par la réparation des tissus endommagés et le retour à l'homéostasie.

Inflammation Chronique

• Le processus inflammatoire persiste lorsque le stimulus persiste, le processus inflammatoire est insuffisant pour éliminer le stimulus ou les mécanismes de régulation/anti-inflammatoires sont déficients.
• Ceci cause une persistance des macrophages et des lymphocytes sur le site de la lésion (ou au niveau systémique s'il s'agit d'une maladie chronique).
• Les conséquences incluent des lésions des organes et une éventuelle perte de fonction.
• Les techniques d'imagerie, comme l'imagerie par résonance magnétique, la tomographie par émission de positons et l'échographie peuvent aider à visualiser et à évaluer l'inflammation.
• Les maladies inflammatoires aiguës nécessitent l'inflammation aiguë contribuant à la résolution de lésions tissulaires, par exemple en cas d'appendicite ou d'amygdalite.
• De même, ceci s'applique pour quelques pathologies musculo-squelettiques.
• L'inflammation chronique maintient l'activation cellulaire et finit par endommager les tissus.
• Elle peut devenir la cause ou la conséquence de diverses maladies à long terme, telles que l'arthrite rhumatoïde, les maladies inflammatoires de l'intestin, l'asthme ou les maladies respiratoires.