Système immunitaire PDF - Document de Notes

La défense de l'organisme L'homme est exposé de manière permanente aux micro-organismes. Il en est protégé par un triple système de défenses : des barrières physiques, l'immunité naturelle et l'immunité acquise. Les barrières physiques Les barrières qui s'opposent physiquement à l'invasion des mi...

La défense de l'organisme L'homme est exposé de manière permanente aux micro-organismes. Il en est protégé par un triple système de défenses : des barrières physiques, l'immunité naturelle et l'immunité acquise. Les barrières physiques Les barrières qui s'opposent physiquement à l'invasion des micro-organismes sont communes à tous les Mammifères. Ce sont l'épiderme de la peau et les sécrétions des orifices qui la percent : sueur, larmes, mucus nasal, buccal et vaginal. Ces barrières sont efficaces mais fragiles, la moindre lésion de la peau ou des muqueuses étant une porte ouverte à l'infection. mécanismes de défense mécanismes de défense non-spécifiques spécifiques (système immunitaire) Première ligne de défense deuxième ligne de défense troisième ligne de défense 1. peau 4. phagocytes 7. lymphocytes 2. muqueuses 5. protéines 8. anticorps 3. sécrétions de la peau antimicrobiennes et des muqueuses 6. la réaction inflammatoire Ce qui protège vraiment l'être humain, comme tout Vertébré, c'est son système immunitaire. Le système est constitué par des cellules et des protéines particulières, notamment mille milliards de lymphocytes et des millions d'anticorps. Ces agents cellulaires et moléculaires sont transportés par le sang, mais peuvent se concentrer dans une région infectée du corps. L'immunité innée est commune à tous les individus d'une même espèce, et est dirigée contre une multitude de molécules étrangères à l'espèce. L'immunité acquise est spécifiquement dirigée contre des molécules étrangères à l'individu et s'établit lorsque cet individu est envahi par ces molécules. L'immunité acquise diffère ainsi d'un individu à l'autre d'une même espèce et dépend du parcours de vie de chacun. La protection du système immunitaire est basée sur le fait suivant : « le système immunitaire peut distinguer les molécules qui sont propres à un individu de celles qui lui sont étrangères ». Le système immunitaire peut reconnaître le soi du non-soi I. Les composants du système immunitaire Introduction au système immunitaire Le système immunitaire s’est développé pour nous protéger des pathogènes. Les pathogènes intracellulaires (p.ex. les virus) infectent les cellules elles-mêmes, tandis que des pathogènes extracellulaires (de nombreuses bactéries) se divisent hors des cellules dans les tissus et les cavités de l’organisme. L'immunité est la capacité à se protéger lui-même des pathogènes. Le système immunitaire se compose des tissus lymphoïdes, des cellules immunitaires et des cytokines. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page1 Image : lymphocyte (Campbell & Reece, 2007) Les phagocytes et les lymphocytes sont les acteurs clefs de l’immunité. Les phagocytes ingèrent des les pathogènes et les détruisent. Les lymphocytes (cellules T et B) sont pourvus de récepteurs qui reconnaissent des composants moléculaires spécifiques des pathogènes et exercent des fonctions spécialisées. Les cellules B produisent des anticorps, les lymphocytes T cytotoxiques tuent les cellules infectées par un virus, et les cellules T coordonnent la réponse immunitaire des interactions directes et la libération de cytokines. La spécificité et la mémoire sont deux caractéristiques essentielles des réactions immunitaires adaptatives. En conséquence, le système immunitaire répond plus efficacement aux contacts ultérieurs avec un antigène particulier. Les réactions immunitaires non adaptatives (innées) ne changent pas en cas d’exposition répétée à un agent infectieux. Les antigènes sont des molécules qui sont reconnues par des récepteurs à la surface des lymphocytes. Les cellules B reconnaissent habituellement les molécules intactes d’antigène, tandis que les cellules T identifient des fragments d’antigène à la surface d’autres cellules. Une réaction immunitaire se déroule en deux phases : la reconnaissance de l’antigène, puis son élimination. Au cours de la première phase, la sélection clonale implique l’identification de l’antigène par des clones particuliers de lymphocytes, menant à l’expansion clonale de cellules T et B et à leur différentiation en cellules effectrices et mémoire. Au cours de la phase effectrice, la collaboration de ces lymphocytes constitue la réponse immunitaire qui aboutit à l’élimination de l’agent porteur de cet antigène. La vaccination dépend de la spécificité et de la mémoire de l’immunité adaptative. La vaccination est fondée sur les bases mêmes de l’immunité adaptative à savoir la spécificité et la mémoire. Les cellules mémoire permettent au système immunitaire de répondre de manière beaucoup plus efficace lors d’un contact ultérieur avec l’antigène. L’inflammation est une réponse aux lésions des tissus. Elle permet à des anticorps, à des molécules du système du complément et à des leucocytes d’accéder au foyer infectieux, ce qui permet la phagocytose et la destruction des micro-organismes pathogènes. Des lymphocytes sont également requis pour identifier et détruire les cellules infectées dans les tissus. Le système immunitaire peut échouer (immunopathologie). Cela peut mener à des immunodéficiences, à de l’hypersensibilité ou à des maladies auto-immunes. Les réactions immunitaires normales peuvent constituer un obstacle en médecine moderne, par exemple à cause des réactions aux transfusions sanguines et du. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page2 Cellules, tissus et organes du système immunitaire Les cellules immunitaires se forment et mûrissent dans le thymus et la moelle osseuse. La rate, les ganglions lymphatiques, les amygdales et le tissu lymphoïde associé au tissu digestif sont des tissus lymphoïdes. Amygdales : Situées dans la cavité buccale, les amygdales servent à détruire la plus grande partie des envahisseurs qui entrent par l'air ou les aliments, elles interviennent dans la lutte contre les infections du nez, de l'oreille, et de la gorge. Ganglions lymphatiques : Situés dans tout le corps le long des vaisseaux lymphatiques, les ganglions filtrent la lymphe et en éliminent les envahisseurs. Ils contiennent des lymphocytes qui interviennent dans l'immunité spécifique et des macrophages. Moelle osseuse : Site de maturation des lymphocytes B ; localisation des cellules souches du sang produisant toutes les lignées cellulaires sanguines. Rate : Située sur le côté supérieur gauche de la cavité abdominale, la rate est un siège de prolifération des lymphocytes. C'est le plus gros des organes lymphoïdes. Chez l'adulte elle n'est pas un organe vital, mais elle assiste d'autres organes dans la production des lymphocytes, dans la filtration du sang et de la dégradation des globules rouges. Elle constitue également un réservoir de globules rouges. Thymus : Situé dans le bas du cou, le thymus est le site de maturation des lymphocytes T. Surtout actif pendant l'enfance, le thymus s'atrophie avec l'âge. Chez l'enfant, il intervient dans la différentiation des lymphocytes T et il constitue un réservoir de lymphocytes. Vaisseaux lymphatiques : Situés dans tout le corps, les vaisseaux lymphatiques transportent la lymphe. La lymphe est l'excédent de liquide interstitiel provenant des tissus. Exercice : Légendez le schéma suivant d’après les définitions ci-dessus. Figure : Système lymphatique humain (Campbell & Reece, 2007) Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page3 Les éosinophiles sont des cellules cytotoxiques qui tuent les parasites. Les basophiles et les mastocytes libèrent de l'histamine, de l'héparine et d'autres cytokines. Les neutrophiles sont des cellules phagocytaires qui libèrent des pyrogènes et des cytokines, qui sont les intermédiaires des l'inflammation. Les monocytes sont les précurseurs des macrophages. % des leuco- Nom Fonction principale cytes totaux Granulocytes 40-70% Phagocytose des bactéries neutrophiles Granulocytes 1-4% Destruction des vers parasites éosinophiles Granulocytes Libération de médiateurs chi- basophiles et mas- 0.5-1% miques (réaction inflammatoire) tocytes Lymphocytes B Production d'anticorps (réponse humorale) 20-45% Lymphocytes T Attaque des cellules infectées (réponse cellulaire) Phagocytose (les monocytes se 4-8% transforment en macrophages Monocytes dans les tissus) Le système immunitaire des Vertébrés est constitué par les lymphocytes et les anticorps qu'ils produisent. Les lymphocytes sont présents dans tout l'organisme, mais sont particulièrement concentrés dans les organes lymphoïdes (thymus, moelle osseuse, ganglions lymphatiques, rate) ainsi que dans le sang et la lymphe. Les lymphocytes ont dans leur membrane plasmique des récepteurs moléculaires capables de reconnaître les molécules antigéniques et de réagir avec elles. L'interaction avec l'antigène active les cellules qui expriment alors leurs fonctions immunitaires. Il y a deux types de lymphocytes: Les lymphocytes B qui peuvent se différencier en plasmocytes qui produisent des immunoglobulines libres (Ig). --> IMMUNITÉ HUMORALE. Les lymphocytes T qui ont deux types de fonction: ils coopèrent avec les lymphocytes B dans la réponse immunitaire humorale. ils sont porteurs de l'IMMUNITÉ CELLULAIRE. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page4  Lymphocytes B T sécrétions d'anticorps 1. modulation des cellules B Fonctions (immunité humorale) 2. immunité cellulaire Récepteurs membranaires Immunoglobulines (Ig) T (α,β) organes lymphoïdes primaires moelle osseuse thymus organes lymphoïdes ganglions lymphatiques, rate secondaires teneur dans le sang et la présents très abondants lymphe Tableau: Comparaison des caractères des lymphocytes B et T Les autres éléments du système immunitaire sont : - les cytokines (interférons, facteurs chimiotactiques, facteurs d’activation des macro- phages, facteurs d’inhibition de la migration) : messagers chimiques utilisés par le sys- tème immunitaire pour renforcer la réponse immunitaire. - Le système du complément : précurseurs d’enzymes qui participent à la réponse im- munitaire, notamment, par la lyse des cellules étrangères (voir ci-dessous la section concernant le complément). Les antigènes et Les anticorps Un antigène est une substance chimique capable d'induire une réponse immunitaire, généralement, toutes substances ayant un poids supérieur à 10'000 Da peut provoquer la production d'anticorps spécifiques dans le sérum sanguin, en outre, les protéines et les polysaccharides sont particulièrement antigéniques. Le degré d'antigénicité d'une molécule dépend largement du degré de parenté entre l'individu receveur et l'individu producteur de l'antigène. Une molécule peut être antigénique si elle possède une forme légèrement différente de celle du type de molécule analogue présent dans l'organisme récepteur. Une molécule antigène ou une cellule antigène peut posséder plusieurs régions dont l'arrangement diffère de celui des molécules analogues de l'organisme récepteur. Chacune de ces régions est un épitope, susceptible de se combiner avec un anticorps complémentaire. Chaque épitope est capable d'induire la synthèse d'anticorps qui se combinera spécifiquement avec celui-ci. Un anticorps est une protéine, de la famille des immunoglobulines, circulant dans le milieu intérieur. L'anticorps est constitué d'une partie constante et d'une partie variable. L'origine de la spécificité des anticorps est due à la partie variable. Il existe une grande diversité d'anticorps qui répond à une grande diversité des antigènes existants. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page5 Pour comprendre d'où vient cette immense diversité de la partie variable d'un anticorps, il faut se référer à la page 211 du livre « Biologie, notions », Braun et al., 2012 Les anticorps sont des protéines synthétisées par les lymphocytes. Ils existent soit sous forme de molécules libres circulant dans les humeurs (=fluides corporels) soit sous forme de molécules intégrées dans la membrane plasmique de lymphocytes, donc la cellule est recouverte d'anticorps. La réaction antigène – anticorps est à l'instar d'une combinaison clef-serrure très spécifique est doit s'accorder parfaitement, voir la figure ci-dessus. Les liaisons entre l'antigène et son site spécifique, comme entre une enzyme et son substrat, sont des liaisons chimiques de type ponts H, force ionique et autre liaisons faibles. La combinaison antigène – anticorps forme un agrégat nommé complexe immun, celui-ci est insoluble! La formation des complexes immuns favorisent l'intervention des cellules phagocytaires, comme les macrophages et les granulocytes. La phagocytose est la capacité pour une cellule d'ingérer un élément reconnu comme étranger. Les types d'anticorps sont reparties en 5 classes distinctes, voir l'encadré à la page 213 du livre « Biologie, des notions fondamentales », Braun et al.. La mission des anticorps est de contribuer à l'élimination de leur antigène spécifique ou des micro-organismes porteurs de ces antigènes. Les immunoglobulines servent également de Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page6 récepteurs d'antigènes enracinées dans la membrane des lymphocytes B, et jouent un rôle clef dans la différenciation de ces cellules. Les phagocytes Les phagocytes se fixent à leur proie par l'intermédiaire de récepteurs de surface qui se lient aux structures présentes sur de microorganismes (par exemple, les polysaccharides sur la surface de bactéries), mais pas sur les cellules normales. Après avoir lié un ou plusieurs microorganismes, le phagocyte va les englober. Exercice: Dessinez les étapes de ce processus appelé phagocytose voir schéma du livre page 208 Certains microorganismes évitent la destruction par les phagocytes car ils sont entourés d'une capsule qui masque les polysaccharides sur leur membrane, donc ils ne sont pas reconnus par les phagocytes. Une autre stratégie consiste, comme le bacille de la tuberculose, à se laisser fixer et englober mais il résiste par la suite à la destruction par les lysosomes des phagocytes, il peut se développer au sein de ces cellules et est caché des défenses immunitaires. Il y a plusieurs types de phagocytes, les granulocytes neutrophiles – catégorie très abondantes parmi les leucocytes – ils pénètrent dans les tissus infectés pour y absorber et détruire les microorganismes. Ils succombent généralement dans le processus, leur espérance de vie est de quelques jours. Les macrophages vivent plus longtemps et ils sont capables d'englober beaucoup de microorganismes. Certains macrophages migrent dans le corps, tandis que d'autres résident en permanence dans des tissus comme la rate, les ganglions lymphatiques et d'autres tissus lymphatiques particulièrement bien situés pour combattre les agents infectieux. Dans une moindre mesure, les granulocytes éosinophiles n'englobent pas les cellules des envahisseurs parasites pluricellulaires, mais se placent contre sa paroi et déchargent des enzymes destructrices qui lui causent des dommages. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page7 Le complément Le complément joue un rôle central dans le développement des réactions inflammatoires et constitue un des systèmes immunitaires majeures de l'organisme. Ce sont les molécules d'IgG qui portent les sites de fixation de système du complément (Jules Bordet, Prix Nobel 1919) et présentes dans tous les sérums sanguins. Ce système est une puissante arme contre les bactéries et les globules rouges. Lorsque les IgG reconnaissent leurs antigènes complémentaires, elles fixent le système du complément (16 sortes de protéines qui représentent 10 % des protéines du sérum). La voie d'attaque membranaire aboutit à la formation d'un pore transmembranaire. Cette combinaison moléculaire perfore les membranes plasmiques et les cellules se lysent. La régulation de la voie d'attaque membranaire atténue le dommage « collatéral » aux cellules voisines. Le système du complément provoque aussi le recrutement des cellules phagocytaires et renforce leur action, augmente la réaction inflammatoire et neutralise les virus. En termes d'évolution, le complément est un système très ancien et a précédé le développement du système immunitaire adaptatif, des organismes tels que les étoiles de mer et les vers disposent d'un formation d'un pore par les protéines du complément système du complément fonctionnel. Complément: groupe de protéines du sérum impliquées dans l'inflammation, l'activation des cellules phagocytaires et la lyse de membranes cellulaires. Les récepteurs de cellules T et les molécules du CMH Le récepteur d'antigène des cellules T (TCR, T Cell receptor) présent à la surface cellulaire joue un rôle primordial dans le rôle critique dans le système immunitaire adaptatif. Sa fonction principale est de reconnaître l'antigène et de transmettre un signal à l'intérieur des lymphocytes T, aboutissant à l'activation de leurs réponses immunitaires. Les récepteurs TCR sont semblables aux immunoglobulines. Ils sont constitués de paires de sous-unités et reconnaissent une grande variété d'antigènes par leur région variable N terminale. Les récepteurs TCR ne reconnaissent l'antigène que si celui-ci est présenté par une structure spécialisée appelée molécule du complexe majeur d'histocompatibilité CMH. La reconnaissance n'est possible que par l'interaction entre deux cellules (une cellule présentatrice de l'antigène = APC, et une cellule T) – contrairement aux anticorps qui reconnaissent directement l'antigène. CMH: complexe majeur d'histocompatibilité, présent chez tous les mammifères et responsable du rejet rapide du greffon d'un donneur par le receveur; il exerce une fonction de signalisation entre les lymphocytes T et les cellules exprimant l'antigène. Exercice: établissez le schéma d'activation des lymphocytes T par les cellules APC. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page8 Voir schéma de ce support de cours page 11 II : Modes de réponse immunitaire Mécanismes de l’immunité innée Le système immunitaire inné ne dépend pas de la reconnaissance d'un antigène par des lymphocytes, mais il a évolué en parallèle avec le système immunitaire adaptatif pour fonctionner de concert. Lorsque notre peau ou nos muqueuses subissent une blessure, l'organisme répond, entre autres, par une réaction inflammatoire et le processus de phagocytose, qui contribuent à l'élimination des débris et des pathogènes. L'inflammation permet aux leucocytes et aux molécules plasmatiques d'accéder au foyer infectieux ou à la lésion. L'arrivée successive des populations de leucocytes dépend des chimiokines et autres molécules exprimées par le tissu blessé. La migration des leucocytes vers les tissus lymphoïdes est contrôlée aussi par des chimiokines. Entre autres, l'histamine, sécrétée par les mastocytes, contribue à l'augmentation locale de l'apport sanguin et de la perméabilité vasculaire au foyer d'infection. Exercice: Représentez les étapes de l'inflammation après une blessure voir schéma du livre LEP page 208 Des molécules de la surface des pathogènes peuvent être reconnus par le système immunitaire inné et être reconnus directement par les macrophages ou par le système du complément. En outre, il y a de nombreux types de cellules qui synthétisent et sécrètent des protéines antimicrobiennes. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page9 En fait, séparer les réponses immunitaires adaptative et innée est purement artificiel. Par exemple: un macrophage exerce l'activité immunitaire très primitive qu'est la phagocytose; mais aussi il exprime des CMH et interagit avec les lymphocytes T en présentant l'antigène (= cellule APC) Réponse immunitaire adaptative I. L'immunité humorale L'immunité spécifique correspond à la résistance du corps à des agents étrangers spécifiques (les antigènes). Ceux-ci comprennent les microorganismes, les virus, et les toxines qu'ils produisent, ainsi que les tissus étrangers. Les antigènes sont de grosses molécules de structure complexe (protéine, polysaccharides) de la paroi cellulaire ou de la membrane des agents étrangers. Dans l'immunité humorale, l'antigène stimule la production de protéines spécifiques, les anticorps, qui marquent dans un premier temps l'agent étranger comme étant du non-soi et dans un deuxième temps conduisent à la destruction de ces corps étrangers par d'autres cellules du système immunitaire. La réaction antigène-anticorps augmente la production d'anticorps dirigés contre l'antigène ayant initié la réaction. II. L'immunité à médiation cellulaire L'immunité à médiation cellulaire est un autre mécanisme de l'immunité spécifique. Dans ce cas, les cellules sont le support des stratégies de défense mise en œuvre. Les lymphocytes (T ou B) circulants ou tissulaires sont sensibilisés par l'antigène, se lient à cet antigène et le détruisent. Les lymphocytes T sont à l'origine de l'immunité à médiation cellulaire. Par Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page10 l'interaction avec un antigène donné, ils sont sensibilisés, prolifèrent et leur différentiation produit des lignées cellulaire différentes. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page11 Les récepteurs antigéniques (TCR) d'un lymphocytes T se lient spécifiquement aux fragments d'antigène qui sont présentés par des cellules présentatrices d'antigène. Le rôle du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) est de présenter les antigènes de deux origines distinctes : 1. Des antigènes étrangers qui ont été synthétisés à l'intérieur de la cellule. Toute cellule de l'organisme qui a été infectée par un virus ou toute cellule cancéreuse peut présenter de tels antigènes. Ces antigènes liés aux CMH seront reconnus par les lymphocytes cytotoxiques. 2. Des antigènes étrangers qui ont été englobés et fragmentés par phagocytose. Typiquement les macrophages sont des cellules présentatrices d'antigène (APC) et peuvent présenter de tels antigènes. Ces antigènes liés aux CMH seront reconnus par les lymphocytes auxiliaires. La sélection clonale des lymphocytes Un antigène soluble ou présent à la surface d'un microorganisme, d'une cellule infectée ou cancéreuse est mis en contact avec toute une gamme de lymphocytes B et T. Cependant, l'antigène n'interagira qu'avec les lymphocytes qui portent des récepteurs spécifiques compatibles avec les épitopes de cet antigène. Cette interaction stimulera la division du lymphocyte en question, il y aura création de deux lignées cellulaires principales: les cellules effectrices (lymphocyte T auxiliaire, lymphocyte cytotoxique ou lymphocyte B) qui combattent cet antigène et les cellules-mémoire dotées d'une longue vie et de récepteurs spécifiques se liant au même antigène. La sélection clonale est l'activation sélective d'une petite fraction de la population; ce nombre relativement petit donne naissance à des milliers de cellules prêtes à lutter contre l'antigène en question. Cette division des cellules les plus aptes à combattre la menace correspond à un clonage de lymphocytes. La prolifération et la spécialisation sélectives de lymphocytes qui ont lieu la première fois qu'un organisme est exposé à un antigène constituent la réaction immunitaire primaire. Il faut entre 10 et 17 jours pour atteindre un maximum de cellules effectrices. Dans le cas des lymphocytes B, durant cette période, les lymphocytes sélectionnés créent des lymphocytes effecteurs Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page12 producteurs d'anticorps – les plasmocytes. Les lymphocytes T sélectionnés sont activés dans leurs formes effectrices. Une personne affectée pourra tombée malade durant la période nécessaire pour mettre en place la défense assurée par les anticorps et les lymphocytes. Au bout d'un certain temps, l'organisme est débarrassé de l'antigène, et les symptômes de la maladie diminuent, puis disparaissent. Cependant, si la même personne est à nouveau exposée au même antigène par la suite, sa réaction de défense sera beaucoup plus rapide – de 2 à 7 jours seulement. C'est ce qu'on appelle la réaction immunitaire secondaire. Lors d'une vaccination, on met à profit cette réponse secondaire plus efficace contre un antigène donné. En effet, on introduit chez une personne saine une forme atténuée ou tuée de l'antigène contre lequel on veut la vacciner. Celle-ci produira ses propres anticorps et des cellules mémoires lui permettant de réagir plus efficacement lors d'une exposition ultérieure à ce même antigène – comme c'est le cas lors d'une réaction immunitaire secondaire. Il s'agit d'une vaccination active. La vaccination passive vise à soigner une personne déjà malade en lui administrant des anticorps spécifiques contre l'agent pathogène responsable de sa maladie, mais ces anticorps sont produits par un autre organisme. Exercice : Voici une liste de maladies contre lesquelles il existe des vaccins spécifiques. Classez-les en fonction du type d'agents pathogènes qui en sont responsables – maladies bactériennes ou maladies virales : Anthrax (charbon) – Rougeole – Tétanos – Variole – Fièvre typhoïde – Poliomyélite – Choléra – Peste – Tuberculose – Méningite – Pneumonie – Fièvre jaune – Oreillons – Rubéole – Grippe – Coqueluche – Rage – Diphtérie – Typhus – Hépatite A – Hépatite B – Varicelle Maladies Bactériennes Maladies virales Anthrax (charbon) Tétanos Fièvre typhoïde Rougeole Variole Poliomyélite Fièvre jaune Choléra Peste Tuberculose Méningite Oreillons Rubéole Grippe Rage Hépatite A Pneumonie Coqueluche Diphtérie Typhus Hépatite B Varicelle Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page13 L'épidémiologie est l'étude de l'apparition, de la répartition et du contrôle des maladies. Dans les pays industrialisés, le taux de mortalité par maladies infectieux a énormément baissé entre le début du XXe siècle et aujourd'hui, cependant à l'échelle mondiale, on attribue encore 30% des décès à des maladies infectieuses, cela est plus critique dans les pays en voie de développement. Pour contrôler efficacement une maladie infectieuse, il s'agit de comprendre comment l'agent pathogène se développe chez son hôte, comment passe-t-il chez un nouvel hôte. Un peu de vocabulaire... Infection aiguë : infection récente et transitoire (inférieure à 6 mois), symptomatique ou asymptomatique Infection chronique : infection persistante (au-delà de 6 mois) infection nosocomiale : infection acquise à l'hôpital prévalence de la maladie : pourcentage d'individus malades dans la population incidence : nombre de cas de malades survenus dans la population rapportée en général à une période. morbidité : incidence de la maladie dans la population mortalité : incidence des décès dans la population immunité de la population : résistance de la population à un agent pathogène résultant de l'immunité acquise par une large proportion d'individus quarantaine : isolement d'individus hautement contagieux pour limiter la diffusion de la maladie épidémie : apparition d'une maladie chez un grand nombre d'individus dans une zone géographique donnée et une période donnée pandémie : épidémie mondiale endémie : maladie toujours présente, en général chez un faible nombre d'individus Exercice : Identifiez sur les trois cartes des Amériques, laquelle correspondant à une maladie épidémique, à une maladie endémique et finalement à une maladie pandémique. Remarque : chaque point noir représente de nombreux cas d'une maladie particulière. endémie épidémie pandémie Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page14 III Les dysfonctionnements du système immunitaire Les allergies Le terme allergie désigne une réaction exagérée (= hypersensibilité) vis-à-vis de certains antigènes ou allergènes qui ne sont généralement pas toxiques et qui sont de nature très variée (allergènes pénétrant par les voies respiratoires, matières alimentaires, allergènes de contact agissant sur la peau, substances introduites dans la circulation sanguine, etc.). Il y a deux types d'allergies: 1.L'hypersensibilité immédiate à médiation humorale Les symptômes apparaissent très vite après le contact avec l'allergène - quelques minutes – ils sont liés à la production d'immunoglobulines de type IgE. Le premier contact avec l'allergène (= sensibilisation) déclenche une réponse immunitaire classique: les lymphocytes B sont activés et se différencient en plasmocytes producteurs d'anticorps IgE. Ces derniers se fixent sur des récepteurs spécifiques des mastocytes (dans les tissus) et des granulocytes basophiles (dans le sang). Ces cellules qui portent à présent les IgE sont dites « sensibilisées ». La réaction allergique se produit lors de contacts ultérieurs. L'allergène est capté par les IgE des cellules sensibilisées. Il s'ensuit une libération des produits contenus dans les granules de ces cellules, principalement: des médiateurs de l'allergie responsables des troubles observés. Ces médiateurs ont une action inflammatoire (œdèmes, boutons, rougeurs) et une action sur les cellules sécrétrices du mucus (rhinites) et sur les muscles lisses (spasmes musculaires dans le cas de l'asthme). La réaction peut demeurer localisée dans la zone de pénétration de l'allergène ou se généraliser si l'allergène parvient à atteindre la circulation sanguine (voir choc anaphylactique). Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page15 Le risque allergique dépend de plusieurs facteurs: a. individuels: prédisposition héréditaire, sensibilité aux allergènes ou aux médiateurs de l'allergie, stress, traumatisme, infection, âge, etc. b. liés à l'environnement: abondance de certains allergènes dans les lieux de vie ou de travail 2. L'hypersensibilité retardée à médiation cellulaire Le terme allergie s'applique aussi aux réactions cutanées survenant après des contacts répétés de la peau avec certaines substances chimiques contenus dans des objets de la vie courante ou professionnelle. Par exemple, le caoutchouc, des résines, les bijoux contenant du nickel, les produits cosmétiques libèrent de petites molécules qui pénètrent dans la peau et s'associent à des protéines de l'organisme pour déclencher une réaction allergique. Les différences par rapport aux autres allergies sont: - le rôle prédominant des lymphocytes T dans l'initiation de la réponse immunitaire - le pic maximal de réaction inflammatoire est atteint après 24 ou 48 heures; l'inflammation est localisée à la zone de pénétration de l'allergène provoquant des rougeurs et un oedème, ce sont les « dermites » ou eczémas de contact. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page16 Auto-immunité et maladies auto-immunes Chez certains individus, les moyens de défense du système immunitaire sont dirigés contre les cellules de son propre organisme – l'organisme lutte contre lui-même. Quelles sont les causes de ces maladies auto-immunes? Voici deux exemples: 1. La thyroïdite auto-immune La thyroïde est une glande - située à la base du cou - qui sécrète des hormones dont l'action est cruciale pour la régulation du métabolisme, pour la croissance, etc. Chez certaines femmes d'âge mûr, la glande thyroïdienne est progressivement détruite, menant ainsi à une hypothyroïdie. En observant au microscope de la glande thyroïdienne, on constate un envahissement de celle-ci par des lymphocytes, des macrophages et des phagocytes comme dans le cas de rejet un organe greffé. D'autre part, il y a production d'anticorps dirigés contre cet organe, et en particulier contre une protéine menant à la production des hormones thyroïdiennes. Question: Quelles sont les deux types d'immunités mis en action dans cette pathologie? 2. Le diabète juvénile Le diabète insulin-dépendant (type I) est une maladie auto-immune. Des cellules spécialisées du pancréas - les îlots de Langerhans - sont responsables de la production de l'insuline. Ces cellules sont attaquées et détruites par des lymphocytes T cytotoxiques auto-immuns. La régulation de la glycémie du sang n'est plus assurée Les chercheurs ne comprennent pas encore tous les mécanismes qui causent les maladies auto- immunes. Nous savons que les personnes saines possèdent des lymphocytes qui ont la capacité de réagir contre le soi, mais à la différence près par rapport aux personnes malades, ces lymphocytes sont non-fonctionnels et donc empêchent le déclenchement d'une réaction auto- immune. C'est les mécanismes de régulation de ces lymphocytes qu'il faut éclaircir pour éviter ces maladies à l'avenir. Réaction transfusionnelle, transplantation et rejet En plus des marqueurs principaux du soi que sont les molécules de HMC, les hématies représentent des marqueurs mineurs d'histocompatibilité. Les globules rouges présentent à leur surface de nombreux antigènes ; ceux-ci peuvent provoquer la production d’anticorps et par suite une réaction antigène-anticorps. L’un de ces groupes d’antigènes, le système ABO, peut provoquer une réaction de ce type au cours d’une transfusion sanguine. Environ 10'000 de ces antigènes qui sont présents à la surface des globules rouges à la naissance, sont des facteurs héréditaires. Si le receveur et le donneur ont des groupes sanguins incompatibles, une réaction antigène-anticorps (réaction transfusionnelle) se déclenche au cours de la transfusion et provoque l’agglutination des globules des globules rouges et une hémolyse. Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page17 Exercice : Complétez le tableau suivant. Groupe sanguin Antigènes Anticorps Donneurs compatibles A A Anti-B A;O B B Anti-A B;O AB A et B Aucun A ; B; AB ; O 0 Aucun Anti-A et Anti-B O Il existe un autre groupe d’antigènes associés à la membrane des globules rouges, le système rhésus (système Rh). Environ 85 % des individus portent des antigènes Rh à la surface de leurs globules rouges. Ces individus sont dits Rh positif (Rh+), Les 15 % restants sont dits Rh négatif (Rh-). Les individus (Rh-) ne produisent pas d’anticorps contre les antigènes Rh jusqu’à qu’ils soient exposés à ces antigènes Rh. L’immunité anti-cancéreuse Immunodéficiences L'incapacité du système immunitaire à protéger le corps contre des agents pathogènes ou des cellules cancéreuses est nommée immunodéficience. Une maladie de l'immunodéficience causée par un défaut génétique est classée comme déficit immunitaire héréditaire ou primaire. Une maladie de l'immunodéficience se développant au cours de la vie suite à une exposition à des agents chimiques ou biologiques sera considérée comme un déficit immunitaire acquis ou secondaire. Une personne présentant un système immunitaire déficient sera sujette à infections fréquentes et récurrentes, et susceptible de développer un cancer. Exemple: SIDA (Syndrome d'ImmunoDéficience Acquise) voir pages dans le livre de biologie Sources pour élaborer ce cours: « Biologie - des molécules aux écosystèmes», Miram&Scharf, LEP, 1998, pp.248-263 « Biologie – notions fondamentales », Braun et al., LEP, 2012, pages 206-225 « Biologie», Campbell&Reece, éd. Pearson, 2007, pp.975-1001 « Biologie, Terminale D», édition Bordas, 1989, pages 272-327 « Le corps humain et son histoire - Le système immunitaire», S&V hors-série, mars 2004, pp.136-147 « Le guide suisse des Allergies 2007-08 », Olivier Mancassola « Microbiologie », Prescott, Harley, Klein, éd. DeBoeck, 1995, pp. 606-669 « SIDA,»Collection Pour la Science, édition Bélin, 1988 Diego Fernandez Gymnase français de Bienne - Le système immunitaire Page18