Immunologie Structure et Organisation du Système Immunitaire CM2 PDF

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IMMUNOLOGIE Structure et Organisation CM2 Générale du Système Immunitaire RT : Quentin Dupuis Date : 22/09/2023 RB : Lilou PLISZCZACK et Théo CAMPIN Prof : Pr Delfau-Larue PLAN DU COURS I. Introduction.................................................................................................................................... 2 A. Immunité innée (ou naturelle).............................................................................................................. 2 B. Immunité Adaptative (ou acquise) :...................................................................................................... 2 C. Relation entre les deux systèmes.......................................................................................................... 2 D. Elimination des Pathogènes.................................................................................................................. 3 II. Structure et Organisation Générale du Système Immunitaire :......................................................... 3 A. Barrières anatomiques :........................................................................................................................ 3 B. Le système lymphatique :..................................................................................................................... 3 C. Le réseau lymphatique :........................................................................................................................ 4 D. Les cellules du système immunitaire :................................................................................................... 4 1. Les cellules de l’immunité́ innée....................................................................................................................................... 5 2. Les cellules de l’immunité́ adaptative :............................................................................................................................. 6 E. Organes lymphoïdes primaires :................................................................................................................ 6 F. Organes lymphoïdes secondaires :........................................................................................................ 7 1. Ganglions lymphatiques :.................................................................................................................................................. 7 2. La rate :.............................................................................................................................................................................. 8 3. Les MALT............................................................................................................................................................................ 9 III. QCMs d'entraînement et annales................................................................................................... 9 A. QCMs d'entraînement.............................................................................................................................. 9 B. Annales.............................................................................................................................................. 10 Page 1 sur 10  I. Introduction Dans la défense de l’organisme contre les pathogènes, deux grands systèmes s’opposent et se complètent : l’immunité innée et adaptative. L’immunité innée répond rapidement en attendant la réponse adaptative. A. Immunité innée (ou naturelle) L’immunité innée (ou naturelle) est une réponse : Constitutive : elle existe quoi qu’il arrive Immédiate : elle est mobilisée directement (quelques minutes) Non Adaptative : elle est mobilisée de manière identique peu importe le pathogène Diffuse : elle est mobilisable dans tout l’organisme (elle n’est pas localisée précisément). L’immunité innée repose sur : Des mécanismes humoraux (système du complément, cytokines, protéines inflammatoires…). Des mécanismes cellulaires (Phagocytes, Cellules Cytotoxiques : Polynucléaires, Lymphocytes NK et les macrophages). Une activation de l’Immunité Innée résulte en une réaction inflammatoire. B. Immunité Adaptative (ou acquise) : L’immunité Innée (ou naturelle) est une réponse : Induite dans des organes spécialisés : les Organes Lymphoïdes Secondaires. (Soit non-diffuse) Spécifique pour un antigène reconnu par les lymphocytes par l’intermédiaire de récepteurs (TCR pour les LT, BCR pour les LB). Capable de mémoire immunitaire en prévision d’une nouvelle infection. L’immunité Innée repose sur : La circulation d’un répertoire de lymphocytes mobilisables pour reconnaitre le pathogène. Une réaction aux composants du soi limitée : les cellules trop réactives sont donc éliminées. Ces particularités la rendent plus lente que son homologue (environ une semaine de mobilisation). C. Relation entre les deux systèmes Entre les deux systèmes existe aussi des moyens de communication reposant sur : Des cellules : Cellules Dendritiques +++ (les cellules présentatrices d’antigènes les plus spécialisées). Des molécules d’adhésion et chimiokines (déplacement et rencontres avec les pathogènes). Des cytokines (échanges bilatéraux d’informations). Page 2 sur 10  D. Elimination des Pathogènes Manière Acteurs Macrophages Immédiate Cellules tueuses NK Immunité innée Non spécifique Polynucléaires neutrophiles Sans mémoire immunitaire Interférons (IFNs) Cellules dendritiques (phagocytose/éboueurs) Retardée Immunité adaptative Adaptée au pathogène Lymphocytes T et B Evolutive Cellules dendritiques TH/TC Avec mémoire immunitaire II. Structure et Organisation Générale du Système Immunitaire : Le système immunitaire est constitué d'un ensemble complexe d'organes individualisés et de tissus entre lesquels circulent en permanence des cellules de l'immunité innée et de l'immunité adaptative. Cette organisation confère au système immunitaire trois propriétés essentielles : Une grande capacité d’échange d’informations (contacts membranaires ou libérations de médiateurs solubles ; ces échanges s’étendent aux cellules d’autres systèmes comme les échanges neuro-immuno-endocriniens). Une grande capacité de défense effectrice capable de protéger l’intégrité de l’organisme. Une grande capacité de forte régulation de la réponse immunitaire pour préserver son homéostasie. Un déséquilibre de ces systèmes amène à des déficits immunitaires, des maladies auto-immunes, ou encore des états d’hypersensibilité. A. Barrières anatomiques : Un grand nombre de facteurs mécaniques sont importants pour la protection de l'organisme, tels que la sécrétion de mucus ou de divers fluides qui peuvent être mis en mouvement par des épithéliums ciliés. La flore commensale joue également un rôle important afin de limiter la prolifération des agents pathogènes. Les cellules-barrière en contact direct avec l'environnement extérieur où les circulations sanguine et lymphatique sont, très actives du point de vue immunitaire. B. Le système lymphatique : Le système lymphatique comprend : Les Organes Lymphoïdes Primaires : Thymus et moelle osseuse (fabriquent les lymphocytes T, B). Page 3 sur 10  Le réseau lymphatique et les Organes Lymphoïdes Secondaires : o Le liquide lymphatique (la lymphe) est un liquide incolore et alcalin composé d’eau, de protéines, de graisses, mais aussi de lymphocytes. Le corps humain en contient environ trois litres. Elle circule au sein d’un réseau de capillaires l’acheminant aux deux veines sous clavières. o Tout au long de ce réseau sont répartis les ganglions ou le tissu lymphoïde associé aux muqueuses qui jouent le rôle de filtres, retenant les déchets et microorganismes et organisent la présentation des pathogènes présents dans les tissus aux lymphocytes T et B. Il y a environ 1000 ganglions. C. Le réseau lymphatique : Le réseau lymphatique est un réseau de circulation parallèle au réseau sanguin (vaisseaux lymphatiques). Lorsque le sang passe dans un réseau de capillaires, une partie du plasma s'échappe des capillaires et remplit l'espace entre les capillaires et les cellules avoisinantes. À cet endroit, le liquide porte le nom de liquide interstitiel. Celui-ci est responsable des échanges entre le sang et les cellules et contient les déchets résultants du métabolisme cellulaire. Dans le réseau de capillaires tissulaires (veineux et artériels), se trouvent aussi les capillaires lymphatiques. Leur extrémité est très perméable notamment en raison des disjonctions de la membrane. Ils recueillent le liquide interstitiel qui devient alors le liquide lymphatique. (Le système lymphatique digestif est chargé du transport d'une grande partie des graisses provenant de l'alimentation vers la circulation). Les capillaires forment ensuite des vaisseaux collecteurs qui présentent de nombreuses anastomoses entre eux et se jettent ensuite dans les troncs lymphatiques. Les troncs lymphatiques sont ensuite collectés dans deux canaux : Le canal thoracique récupère la majorité de la lymphe du corps et se jette dans la veine sous clavière gauche. Le canal lymphatique droit récupère la lymphe du bras droit, de la partie droite du thorax, du cou et de la tête. Il rejoint ensuite la veine sous clavière droite. La circulation lymphatique résulte de la combinaison des mouvements du corps (respiration notamment), des contractions des muscles, des contractions des fibres lisses des parois des vaisseaux lymphatiques, et le fait que les plus gros vaisseaux possèdent des valvules pour empêcher le reflux. D. Les cellules du système immunitaire : Les cellules de l’immunité innée sont : Les polynucléaires neutrophiles et monocytes/macrophages captent et détruisent les pathogènes. Les cellules dendritiques, les monocytes, les macrophages apprêtent et présentent l’antigène. Les Lymphocytes NK (ou cellule tueuse), Les cellules de l’immunité adaptative : Page 4 sur 10  Les lymphocytes B et T de l’immunité adaptative. (Il existe d’autres cellules immunocompétentes comme les cellules épithéliales, les cellules endothéliales et les plaquettes). 1. Les cellules de l’immunité́ innée Les granulocytes se divisent en trois lignées distinctes : neutrophiles, éosinophiles et basophiles (voir CM1). Les granulocytes neutrophiles (les plus nombreux). Sous l'effet de facteurs chimiotactiques, les granulocytes neutrophiles sont les premières cellules de l'immunité innée à être recrutées dans les tissus en cas d'infection bactérienne, où elles y auront une durée de vie très brève. Les granulocytes éosinophiles sont principalement dans les tissus et possèdent un rôle capital dans les défenses antiparasitaires. Les granulocytes basophiles qui ont comme équivalent tissulaire les mastocytes présents en grande quantité dans les muqueuses. Les monocytes circulent dans le sang et adhèrent aux parois vasculaires en réponse à certains facteurs chimiotactiques, et migrent dans les tissus pour se différencier en macrophages. Les macrophages tissulaires ont eu différents noms en fonction des organes où ils sont observés : o Foie : Cellules de Kupffer o Cerveau : Microglie o Reins : Cellules Mésangiales o Os : Ostéoclastes Ce sont des cellules essentiellement phagocytaires, capables de capter des éléments de tailles diverses (antigènes particulaires, macromolécules, agents microbiens, cellules ou débris cellulaires) avant de les détruire puis de les présenter aux cellules de l'immunité adaptative. Ils produisent également de nombreuses cytokines importantes à toutes les étapes de la réponse immunitaire, y compris dans la phase de réparation tissulaire. Les plaquettes sont des éléments anucléés dérivant des mégacaryocytes de la moelle osseuse. Elles présentent des similitudes avec les cellules endothéliales car elles contiennent des granules de stockage de cytokines, chimiokines et autres médiateurs solubles grâce auquel elles ont une action pro- inflammatoire et peuvent jouer un rôle hémostatique. Les cellules NK ou cellules Natural Killer sont des cellules cytotoxiques du sang et des organes lymphoïdes périphériques. Elles reconnaissent et détruisent les cellules infectées, endommagées ou ciblées par des anticorps de type IgG et sécrètent des cytokines comme l'IFN-γ. NB du RT : la prof évoque aussi les cellules dendritiques sans plus de détails et précise d’aller voir le cours qui traite de ces cellules. Pour les cellules NK, pour plus de détails, il faut regarder le cours sur les cellules cytotoxiques) Les cellules épithéliales sont capables de secréter des peptides antimicrobiens. Ce sont également des cellules sentinelles susceptibles de produire des cytokines et des chimiokines en présence de danger. Elles jouent aussi un rôle dans l’immunité adaptative par : La sécrétion des immunoglobulines (IgA sécrétoires). Leur absorption (IgG via les FcRn). La transcytose et l’homéostasie des IgG. Page 5 sur 10 Les cellules endothéliales sont aussi des cellules sentinelles capables d'initier une réponse inflammatoire par la production de cytokines et chimiokines en cas de danger. Ces cellules adhésives interviennent dans la diapédèse, la migration des cellules immunitaires de la circulation sanguine vers les tissus. Dans les HEV (veinules à haut endothélium, présentes dans les organes lymphoïdes secondaires), elles sont cuboïdes assurant le passage des cellules lymphoïdes dans les organes lymphoïdes secondaires. 2. Les cellules de l’immunité́ adaptative : Elles ont un récepteur spécifique d’un déterminant antigénique. Le nombre total de lymphocytes chez l’adulte est d’environ 5x1011 dont : 2% dans le sang 10% dans la moelle osseuse 15% dans les muqueuses 65% dans les ganglions et la rate Il existe des sous-populations des lymphocytes : Lymphocytes B folliculaires ou zone marginale Lymphocyte T helper (auxiliaires) CD4 : TH1, TH2, TH17, TFH Lymphocytes T régulateurs Lymphocyte T cytotoxiques CD8 Lymphocytes T γδ (NKT) E. Organes lymphoïdes primaires : NB du RT : pour la moelle osseuse, voir partie Hématologie. Le thymus est le site de maturation et d'éducation (processus de sélection) des lymphocytes T. C'est un organe médian, bilobé, situé dans le médiastin antérieur, thoracique ou le plus souvent cervico-thoracique. Sur le plan histologique, chaque lobe thymique est organisé en unités fonctionnelles, les lobules, séparés entre eux par des invaginations de la capsule appelées trabécules. Au sein de ces lobules se distinguent deux zones : Une externe : la corticale. Une plus centrale : la médullaire. L'activité thymique diminue progressivement au cours de la vie, avec une chute plus rapide après l'adolescence, le tissu thymique étant progressivement remplacé par du tissu adipeux, (cependant, cette involution est très variable selon les individus, et une activité thymique notable peut parfois être mise en évidence à un âge très avancé). Les corpuscules de Hassal, appelés aussi corpuscules thymiques, sont des structures arrondies situées dans la zone médullaire. Ce sont des structures épithéliales. NB : Leur fonction reste encore à préciser mais ils pourraient être impliquées dans la différentiation de certains lymphocytes T régulateurs. Les régions corticales et médullaires sont composées de cellules différentes. Page 6 sur 10 Les précurseurs lymphoïdes provenant de la moelle osseuse pénètrent dans le thymus par des veinules postcapillaires situées au niveau de la jonction corticomédullaire. Ils migrent ensuite vers le cortex et se redirigent vers la médullaire au fur et à mesure de leur différentiation. Ces différentes régions ont des compositions cellulaires variées, permettant différents processus de maturation dont le but est de conserver les thymocytes ayant un TCR fonctionnel avec une capacité de reconnaissance du soi limitée. En plus des thymocytes à différents stades de développement, le thymus se compose des cellules épithéliales et des fibroblastes dans le cortex et dans la médullaire, cette dernière contenant également des macrophages et des cellules dendritiques. F. Organes lymphoïdes secondaires : Ils sont classés en organes systémiques et organes muqueux (ayant des caractéristiques communes) : Leur développement dépend des cellules provenant des organes lymphoïdes primaires et prend lieu essentiellement après la naissance au contact des antigènes de l'environnement Ils contiennent des zones où se localiseront de manière privilégiée les lymphocytes T (zone para corticale des ganglions lymphatiques, par exemple), et les lymphocytes B (centres germinatifs appelés aussi follicules lymphoïdes) Dans ces structures, les HEV permettent l'entrée contrôlée des lymphocytes. Le drainage et la concentration des antigènes présents dans les tissus s’y fait. En parallèle, leur vascularisation y permet une circulation permanente des lymphocytes naïfs. Ils constituent ainsi le lieu de rencontre privilégié entre les antigènes et les différentes cellules participant à réponse immunitaire adaptative. Enfin, c'est à partir des organes lymphoïdes secondaires que les effecteurs de l'immunité adaptative, une fois activés, sont distribués vers les tissus périphériques, via : Le canal lymphatique efférent Le canal thoracique Le sang. Deux types d'organes lymphoïdes secondaires sont individualisés : La pulpe blanche de la rate Les ganglions lymphatiques 1. Ganglions lymphatiques : Les ganglions sont : Capsulés Arrondis ou réniforme Mesurent 1 à 15 mm de diamètre Au nombre d’environ 1000 chez l'homme. Des vaisseaux lymphatiques les relient pour former des chaînes ganglionnaires. Chaque ganglion possède un système lymphatique afférent développé et un seul vaisseau lymphatique efférent (une chaine). Dispersés dans tout l'organisme afin de surveiller de nombreux territoires, ils drainent la lymphe émanant du liquide interstitiel qui baigne tous les tissus par leurs lymphatiques afférents. Ils jouent un rôle de filtres permettant la concentration des antigènes solubles ou pris en charge par les CPA. De plus, leur position au carrefour de la circulation hémo-lymphatique permet d'optimiser la détection des antigènes par les cellules immunitaires qui circulent à travers eux, et donc le déclenchement des réponses immunitaires adaptatives. Page 7 sur 10 Les ganglions sont constitués de trois régions principales : La zone corticale B contient des follicules lymphoïdes riches en lymphocytes B. La zone para corticale T contient essentiellement des lymphocytes T interagissant avec des cellules dendritiques qui leur présentent des antigènes. Les sinus centraux (ou cordons médullaires) riches en macrophages sont le site de capture des antigènes particulaires amenés par la lymphe. C’est à partir des organes lymphoïdes secondaires que les effecteurs de l'immunité adaptative, une fois activés, sont distribués vers les tissus périphériques, via la lymphe. La lymphe sort des ganglions par un canal efférent. L'ensemble du réseau lymphatique est collecté par le canal thoracique ou le canal lymphatique droit La lymphe est déversée dans les veines sous-clavières. Cette organisation singulière avec une circulation hémolymphatique, facilite les échanges entre tous les partenaires cellulaires impliqués dans la réponse immunitaire. 2. La rate : La rate est l'organe lymphoïde secondaire le plus volumineux (150 à 200 grammes). Elle est de forme ovale et située dans l'hypocondre gauche. Particularités : Elle est uniquement en relation avec la circulation sanguine. Au cours de la vie embryonnaire, la rate est d'abord hématopoïétique comme le foie. Elle est entourée d'une capsule conjonctive qui envoie de nombreuses travées dans le parenchyme. Les vaisseaux et les nerfs pénètrent dans la rate au niveau du hile. On distingue trois parties dans le parenchyme splénique : La pulpe rouge o 99% de son volume ; composée de sinusoïdes veineux qui contiennent beaucoup d'érythrocytes. La pulpe blanche o 1% de la masse splénique correspondant à des follicules lymphoïdes, intervenant dans l'immunité. o La pulpe blanche est constituée de gaines lymphatiques ou PALS composées surtout de lymphocytes avec une zone centrale riche en LT (Zone T) et une zone périphérique riche en LB (Zone B). La zone marginale. La rate a deux rôles : Filtration (Pulpe Rouge) : La rate est avant tout un filtre disposé sur la circulation sanguine. Le rôle principal de cette filtration est l'élimination des globules rouges vieillissants ou anormaux. Les Globules Rouges à éliminer s'accolent aux macrophages à cause d'une modification de leur membrane. Ils sont ensuite phagocytés et l’hémoglobine est dégradée. Cette dégradation libère du fer, partiellement fixé par l'hémosidérine. Réponse immunitaire aux antigènes circulants (Pulpe Blanche) : À côté des réponses immunitaires T dépendantes organisées comme dans un ganglion au sein de la pulpe blanche, la rate est spécialisée, à travers des populations lymphocytaires B particulières situées dans la zone marginale, dans les réponses immunes T-indépendantes (TI). Page 8 sur 10 Ces cellules vont constituer la première ligne de défense contre certains micro-organismes comme les bactéries encapsulées. Du fait de la maturation tardive de la zone marginale après la naissance (entre 18 mois et 2 ans) les nouveau-nés et les nourrissions sont particulièrement sensibles à ces infections. 3. Les MALT Le tissu lymphoïde associé aux muqueuses ou MALT représente 80 % de la masse du tissu lymphoïde présent dans l'organisme. Il assure la protection contre les antigènes pénétrant au niveau des épithéliums muqueux qui représentent une surface de plus de 400m². Le MALT est constitué : De tissus lymphoïdes diffus situé aux interfaces avec l’environnement De structures organisées comme o Anneau de Waldeyer : formations lymphoïdes entourant le carrefour aérodigestif (les amygdales) o Les Plaques de Peyer dans le tractus digestif o L’Appendice o Les follicules lymphoïdes isolés (ILF) : structures plus petites mais très nombreuses, réparties dans tout le tube digestif Le MALT se distingue aussi en deux types de structures : Les structures organisées (O-MALT) sont les sites inducteurs de la réponse immunitaire qui vont stimuler les LB et LT. Ils représentent moins de 1% de la surface des muqueuses et vont stimuler les LB et LT naïfs. Les structures diffuses (D-MALT) sont les sites effecteurs de la réponse immunitaire. Ceux-ci représentent 99% de la surface de la muqueuse. La réponse effectrice terminale permet la différenciation des LB et LT dans l’épithélium et dans la lamina propria. III. QCMs d'entraînement et annales A. QCMs d'entraînement QCM 1. A propos de l’immunité innée : A. Elle est mobilisée en quelques heures. B. Elle est différente selon le pathogène. C. Elle est diffuse. D. Elle n’est déclenchée que par des mécanismes humoraux. E. Elle est parfois suffisante à l’élimination d’un pathogène. QCM 2. A propos de l’immunité adaptative : A. Elle est la même pour deux pathogènes différents. B. Elle est mobilisée en quelques heures C. La communication avec l’immunité innée est à sens unique. D. Les Lymphocytes NK en font partie E. Elle est localisée dans des organes spécifiques. QCM 3. A propos du système lymphatique : A. Il y a environ 5 litres de Lymphe dans le corps. B. Il y a environ 100 ganglions dans le corps. C. Le canal thoracique se jette dans la veine sous clavière droite D. Le système lymphatique n’est chargé que du transport des déchets cellulaires. E. Aucune des réponses n’est exacte. QCM 4. A propos des cellules du système immunitaire : A. Les polynucléaires neutrophiles présentent des granulations violettes. B. Les polynucléaires basophiles sont impliqués dans la défense bactérienne. C. Les polynucléaires éosinophiles présentent des poches d’histamine. D. Les macrophages hépatiques sont appelés les cellules de Küpffer. Page 9 sur 10  E. La diapédèse est un mécanisme au cours duquel des cellules présente dans les tissus migrent vers le sang. QCM 5. A propos des organes lymphoïdes secondaires : A. La zone para corticale du Thymus est peuplée de Lymphocytes B. B. La rate est uniquement en relation avec la circulation sanguine. C. La rate a pour principale fonction la lyse des globules rouges sénescents. D. Les NALT sont associés aux muqueuses digestives. E. Les BALT sont associés aux muqueuses respiratoires. QCM 6. A propos des organes lymphoïdes secondaires : A. Les structures OMALT représentent la plupart des structures MALT de l’organisme. B. Le MALT couvre 400m² de muqueuse de l’organisme. C. Le MALT représente 80% des tissus lymphoïdes de l’organisme. D. L’appendice est un MALT. E. Les plaques de Peyer est un MALT. QCM 1 QCM 2 QCM 3 QCM 4 QCM 5 QCM 6 A. Elle est A. FAUX A. 3 Litres. A. Roses. A. Lymphocytes A. DMALT mobilisée en B. Elle est B. 1000. B. Allergènes. T B. VRAI quelques mobilisé en une C. Gauche. C. Basophiles. B. VRAI C. VRAI minutes. semaine. D. Il est aussi D. VRAI C. VRAI D. VRAI B. Elle est C. FAUX chargé du E. Diabase. D. Respiratoires E. VRAI constante. D. VRAI transport des E. VRAI C. VRAI E. VRAI graisses D. Elle est aussi jusqu’au foie. déclenchée par E. VRAI des mécanismes cellulaires E. VRAI B. Annales Années 20XX - 20XX QCM 1. (2020/2021) concernant l’immunité innée : A. Elle peut être suffisante pour éliminer le pathogène B. Elle est exclusivement au niveau du tube digestif C. Elle est responsable de la réponse inflammatoire D. Les protéines du complément appartiennent à l’immunité naturelle E. Elle est dans des structures anatomiques très précises QCM 2. (2020/2021) : Concernant l’immunité adaptative : A. Les lymphocytes T en font partie B. Les lymphocytes B en font partie C. Les lymphocytes NK en font partie D. Les cellules dendritiques en font partie E. Elle participe à la mémoire immunitaire QCM 3. (2020/2021) : Concernant la circulation lymphatique : A. Lymphe circule entre les tissus et les ganglions B. Lymphe circule entre les ganglions et le canal thoracique C. Le canal thoracique se jette dans la carotide D. 1000 ganglions sur le circuit lymphatique QCM 1 QCM 2 QCM 3 ACD ABE ABD Page 10 sur 10