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Le système immunitaire Isabelle TRUFFAUT Cadre formateur à l’IFSI de Cherbourg Tous droits réservés UNICAEN | UFR SANTE | 1 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Table des Matières 1. LES CELLULES DU SYSTEME IMMUNITAIRE 3 2. LE SYSTEME LYMPHATIQUE 5 2.1. Les organes lymphatiques primaires ....................

Le système immunitaire Isabelle TRUFFAUT Cadre formateur à l’IFSI de Cherbourg Tous droits réservés UNICAEN | UFR SANTE | 1 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Table des Matières 1. LES CELLULES DU SYSTEME IMMUNITAIRE 3 2. LE SYSTEME LYMPHATIQUE 5 2.1. Les organes lymphatiques primaires .................................................................................................... 5 2.1.1. La moelle osseuse rouge ............................................................................................................ 5 2.1.2. Le thymus...................................................................................................................................... 5 2.2. Les tissus et organes lymphatiques secondaires ................................................................................ 5 2.2.1. La rate ........................................................................................................................................... 5 2.2.2. La lymphe ..................................................................................................................................... 6 2.2.3. Les nœuds (ou ganglions) lymphatiques .................................................................................. 7 2.2.4. Les vaisseaux lymphatiques ........................................................................................................ 8 2.2.5. Les follicules et nodules lymphatiques = tissu lymphoïde..................................................... 8 3. LA DEFENSE INNEE OU IMMUNITE NON SPECIFIQUE 10 3.1. Première ligne de défense = la peau et les muqueuses ......................................................................... 10 3.1.1. Protection physique ................................................................................................................... 10 3.1.2. Protection biochimique.............................................................................................................. 11 3.2. Seconde ligne de défense = les défenses internes ................................................................................. 11 3.2.1. Les protéines antimicrobiennes................................................................................................ 11 3.2.2. Les cellules .................................................................................................................................. 12 3.2.3. La réaction inflammatoire ........................................................................................................ 13 3.2.4. La fièvre ...................................................................................................................................... 14 4. LA DEFENSE ADAPTATIVE OU IMMUNITE SPECIFIQUE 16 4.1. Les lymphocytes B et les lymphocytes T ................................................................................................. 16 4.2. Les réponses immunitaires..................................................................................................................... 17 4.3. Les anticorps ou immunoglobulines ....................................................................................................... 18 4.4. Les réponses immunitaires à partir des lymphocytes T ......................................................................... 20 4.4.1. Les cellules T auxiliaires (cellules Th ou cellules T4)............................................................ 20 4.4.2. Les cellules T cytotoxiques (cellule TC ou cellules T8)......................................................... 20 4.4.3. Les cellules T à mémoire .......................................................................................................... 21 4.5. Les réponses immunitaires et les lymphocytes B ................................................................................... 22 UNICAEN | UFR SANTE| 2 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Le système immunitaire est un système de défense pour l’organisme. Ce système comprend des organes composés de tissu lymphoïde et des cellules circulantes. Le rôle du système immunitaire est la protection de l’organisme contre les microorganismes (= bactéries, virus, champignons et parasites) mais aussi contre des substances toxiques (= produits chimiques), les rayons ultraviolets, les plaies de tout type (= coupures, brûlures, coups…) Continuellement l’organisme se défend et pour cela il dispose de mécanismes de défense très efficaces et spécifiques pour protéger notre organisme contre ces agents nocifs en provenance de notre environnement. Cependant, il arrive que ce système soit dépassé soit parce qu’il a été altéré (pathologie) ou soit parce que des micro-organismes virulents (= très agressifs) arrivent à rentrer en compétition avec lui et à dépasser ses capacités de défense (extension d’une infection virale, bactérienne, parasitaire légère (rhinopharyngite) à sévère (méningite, paludisme, septicémie, etc.) Les germes peuvent pénétrer dans l’organisme par différentes portes d’entrée naturelles ou acquises selon leurs propriétés et modes de transmission : Cutanéo-muqueuse / Respiratoire / Sanguine / Digestive / et également toute introduction d’un matériel étranger (aiguille, prothèse, sondes urinaires, électrode à demeure) avec une faute d’asepsie. L’immunité ou résistance, est la capacité de l’organisme à combattre les agressions (infection) par nos systèmes de défense. Il existe deux types d’immunité :  Immunité innée ou non spécifique : Elle fait intervenir des éléments cellulaires et non cellulaires (substances) rentrant dans un  processus général de défense quel que soit l’agent pathogène. Immunité adaptative ou spécifique : Elle fait intervenir des éléments cellulaires et non cellulaires (substances). Elle est acquise après un premier contact avec l’agent pathogène ou après une vaccination. 1. Les cellules du système immunitaire Toutes les cellules du système immunitaire sont des leucocytes qui proviennent d’un seul type de cellules souches totipotentes (= cellules non différenciées ayant la capacité à se différencier spécifiquement en tout type cellulaire) située dans la moelle osseuse rouge. Cette cellule va ensuite se différencier (se spécialiser par un processus de maturation faisant intervenir des facteurs de croissance) et donner 2 lignées souches différentes :  Cellule souche myéloïde Elle se différencie en granulocytes (ou polynucléaires) basophiles, éosinophiles et neutrophiles) et en monocytes (macrophagocytes). UNICAEN | UFR SANTE| 3 LE SYSTEME IMMUNITAIRE N.B. : macrophages et polynucléaires neutrophiles servent à la phagocytose ce sont des  phagocytes ou « mangeurs » d’agents pathogènes ou de leurs débris. Cellule souche lymphoïde Elle se différencie en cellules B et cellules T ou lymphocyte B et T, ainsi qu’en cellules tueuses naturelles (cellules NK = Natural Killer). Un grand nombre de ces leucocytes sont en patrouille permanente dans l’ensemble de l’organisme (organes, vaisseaux sanguins et lymphatiques, liquide interstitiel des tissus) à la recherche d’agents pathogènes représentant des antigènes étrangers. L’origine, le développement et la structure des cellules sanguines Figure 14.2 p. 353 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck UNICAEN | UFR SANTE| 4 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 2. Le système lymphatique Le système lymphatique comprend :  la lymphe (nom donné au liquide interstitiel après son retour dans les vaisseaux lymphatiques) qui circule dans les vaisseaux lymphatiques, parsemés de nœuds lymphatiques (appelés aussi ganglions lymphatiques),   des organes lymphoïdes contenant du tissu lymphatique, la moelle osseuse rouge qui abrite les cellules souches. Le système lymphatique remplit 3 fonctions :    Coopération avec le système de défense immunitaire : réponse spécifique, Drainage du liquide interstitiel en excès dans les tissus (évite l’œdème), Transport des lipides alimentaires et vitamines liposolubles (A, D, E et K) en provenance de l’intestin, jusque dans le sang. Les organes et les tissus lymphatiques sont disséminés partout dans le corps. Ils sont classés en 2 parties :  les organes lymphatiques primaires dans lesquels les cellules souches se transforment en lymphocytes B et T (thymus et moelle osseuse rouge) qui se dirigent par voies lymphatique et sanguine vers les tissus et organes lymphatiques secondaires  les tissus et organes lymphatiques secondaires : sont le siège de la plupart des réponses immunitaires (nœuds lymphatiques, rate, tonsilles = amygdales, plaques de Peyer dans l’intestin grêle et autres tissus lymphoïdes siégeant dans les muqueuses) 2.1. Les organes lymphatiques primaires 2.1.1. La moelle osseuse rouge Cf. cours tissu osseux et tissu sanguin. 2.1.2. Le thymus Glande située derrière le sternum dans le médiastin antérieur au-dessus du cœur, développée seulement chez l'enfant (70 g) et qui régresse à partir de la puberté pour se transformer en tissu adipeux et conjonctif lâche chez l’adulte (3 g au cours de la vieillesse) Il est constitué de lymphocytes et de macrophagocytes. Le rôle principal du thymus est la différenciation des lymphocytes en lymphocytes T. Ces lymphocytes colonisent ensuite les organes lymphoïdes périphériques. 2.2. Les tissus et organes lymphatiques secondaires 2.2.1. La rate Organe lymphoïde le plus volumineux, situé dans l'hypocondre gauche, sous le diaphragme entre l'estomac et les fausses côtes. Elle contient des lymphocytes (T et B), des macrophagocytes, des granulocytes, des plasmocytes et beaucoup d’hématies. Elle a comme fonctions principales : UNICAEN | UFR SANTE| 5 LE SYSTEME IMMUNITAIRE   le filtrage du sang et l a capture des antigènes étrangers (lymphocytes et macrophages),   elle emmagasine les plaquettes, l’identification et destruction des cellules sanguines trop vieilles (purification du sang) par les macrophages, la production de cellules sanguines au stade fœtal Rappel : un antigène est une macromolécule principalement une protéine, un polysaccharide, un dérivé des lipides qui est reconnu par un anticorps ou une cellulaire immunitaire déclenchant une réponse immunitaire. Dans le cas d'antigènes protéiques, on nomme épitope ou déterminant antigénique la partie de l'antigène reconnue par un anticorps ou un récepteur lymphocytaire. N.B. : du fait de sa situation anatomique, la rate peut être lésée en cas de fracture costale, ce qui peut engendrer une hémorragie grave. Dans ce cas une splénectomie d’hémostase est réalisée car la rate n’est pas un organe indispensable à la vie. Ses fonctions peuvent être supplées par le foie, la moelle osseuse et les autres organes lymphatiques. Dans ce cas toutes les personnes splénectomisées doivent être vaccinées contre le pneumocoque et recevoir une antibiothérapie anti-pneumococcique à chaque infection bactérienne. En effet, la rate par ses cellules lymphoïdes, ajoute un facteur membranaire sur la bactérie pneumococcique afin qu’elle puisse être reconnue par la cascade du complément. 2.2.2. La lymphe Elle correspond au surplus de liquide provenant de l’espace interstitiel non réabsorbé par les capillaires sanguins veineux (mais réabsorbée par les capillaires lymphatiques). Sa composition est identique à celle du plasma sanguin mais sa concentration en protéines est plus faible (20 g/L au lieu de 70g/L). Elle apporte aux nœuds lymphatiques des antigènes étrangers à l’organisme (microbes, cellules anormales). Elle contient de nombreux leucocytes. Les capillaires lymphatiques Figure 17.2 p. 424 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck UNICAEN | UFR SANTE| 6 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 2.2.3. Les nœuds (ou ganglions) lymphatiques La structure d’un nœud lymphatique Figure 17.4 p. 425 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck Ils sont formés de tissu conjonctif dense. On dénombre environ 600 à 1 000 nœuds répartis dans tout l’organisme, en superficie et en profondeur. Ils sont regroupés en paquets au niveau des vaisseaux lymphatiques et servent de stations de filtrage biologique. Chaque région du corps est drainée par un groupe de nœuds. Ces nœuds contiennent principalement :  des lymphocytes B qui deviennent des plasmocytes secrétant des anticorps,  des macrophagocytes,  des lymphocytes T. N.B. : Les lymphocytes T et les plasmocytes quittent les nœuds emportés par la lymphe pour gagner d’autres parties de l’organisme. Les nœuds ont pour mission d’épurer la lymphe donc de ce fait ils permettent la surveillance de nombreux territoires comme la peau, les organes profonds, via le tissu interstitiel des tissus. N.B. : Une augmentation de volume des nœuds lymphatiques (= adénopathie) survient en cas de processus inflammatoire mais aussi lors de maladie (ex. : cancéreuse) au niveau des zones dont ils drainent la lymphe. UNICAEN | UFR SANTE| 7 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Le lymphœdème est un gonflement pâteux accompagné d’une sensation de tension et de lourdeur avec limitation des mouvements. Il résulte de l’ablation des nœuds lymphatiques (ex. : axillaires dans le cas d’un cancer du sein) ce qui génère une perturbation de l’écoulement de la lymphe. 2.2.4. Les vaisseaux lymphatiques Ils représentent un deuxième système circulatoire, en parallèle du système veineux grâce auquel la lymphe sera reconduite dans le flux sanguin. Après passage dans les ganglions lymphatiques la lymphe se collecte dans les gros troncs collecteurs lymphatiques. 2.2.5. Les follicules et nodules lymphatiques = tissu lymphoïde Ce sont des amas de tissu lymphatique. Ils sont représentés par :  les amygdales = tonsilles (position stratégique pour les réponses immunitaires),  les plaques de Peyer (dans l’intestin),  les nodules lymphatiques (dans l’appendice). UNICAEN | UFR SANTE| 8 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Les structures du système lymphatique Figure 17.1 p. 423 Manuel d'anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck UNICAEN | UFR SANTE| 9 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 3. La défense innée ou immunité non spécifique Elle induit une réaction inflammatoire. C’est un système de défense de 1re intention qui assure une protection immédiate. C’est la capacité de notre organisme à résister à un grand nombre d’éléments ou substances étrangers ou agents pathogènes de façon non spécifique. Elle intervient très rapidement et elle est responsable par exemple de l’inactivation immédiate des bactéries qui ont pénétré dans la peau par le biais d’une petite blessure. Ce système est composé de plusieurs mécanismes de défense. 3.1. Première ligne de défense = la peau et les muqueuses Ce sont des barrières physiques et chimiques contre les agents pathogènes et les substances étrangères. 3.1.1. Protection physique 3.1.1.1. L’épiderme Constitué de plusieurs couches de cellules kératinisées, il constitue un obstacle physique tel une armure. De plus, la desquamation quotidienne des cellules épidermiques (renouvellement journalier de la peau) contribue à éliminer physiquement les microbes fixés à la surface de la peau. (Cf. cours sur la peau) N.B. : lorsque la peau est lésée (ex. : plaie, coupure, brûlure, piqûre, incision chirurgicale), cette barrière physique n’est plus, ouvrant la voie aux micro-organismes qui peuvent éventuellement s’établir dans les tissus ou entrer dans le sang. En pratique, toute plaie ouverte requière alors un pansement occlusif qui remplace la peau en créant une barrière artificielle jusqu’à la cicatrisation. Attention un milieu occlusif trop humide peut permettre de voir proliférer des germes anaérobies (n’ayant pas besoin d’oxygène pour se développer), raison pour laquelle le pansement doit être réalisé de façon stérile. 3.1.1.2. Les muqueuses Secrètent du mucus (liquide visqueux) qui emprisonne les microbes et les substances étrangères et qui possèdent des cils vibratiles aidant le mucus à retenir les germes et à les refouler vers la périphérie et donc l’extérieur de l’organisme. (Ex. : voie respiratoire supérieure + toux et éternuement). Pathologie : La mucoviscidose induit la production d’un mucus respiratoire anormal, favorisant la colonisation de l’arbre respiratoire par différentes bactéries et aboutissant à des infections à répétitions. D’autres liquides produits par différents organes participent à la protection de l’épiderme et des muqueuses :  L’appareil lacrymal produit des larmes de façon journalière pour humidifier la cornée. Le clignement des yeux répartit alors les larmes sur l’ensemble du globe oculaire et effectue un lavage continuel empêchant les microbes de se fixer. Ces larmes sont produites également en réponse à des substances irritantes atteignant la cornée afin de les évacuer. UNICAEN | UFR SANTE| 10 LE SYSTEME IMMUNITAIRE    La salive nettoie la surface des dents et des muqueuses buccales. L’évacuation de l’urine nettoie l’urètre et retarde la colonisation microbienne. La défécation et les vomissements sont de processus qui expulsent également certains agents pathogènes. 3.1.2. Protection biochimique Les barrières de protection physique intègrent en leur sein des micro-organismes inoffensifs (= flore normale naturelle) qui produisent des lysozymes = enzymes ayant un pouvoir bactéricide qui les rendent encore plus efficaces :  Sébum (enduit protecteur à la surface de la peau) inhibe la croissance de certains champignons et bactéries du fait de l’acidité de la peau.   Sueur contient un lysozyme (enzyme) qui dégrade la paroi cellulaire de certaines bactéries.   Suc gastrique acide détruit de nombreuses bactéries et la plupart des toxines. D’autres liquides organiques tels que les larmes, la salive, les secrétions nasales contiennent aussi un lysozyme. Sécrétions vaginales légèrement acides luttent contre la prolifération bactérienne. 3.2. Seconde ligne de défense = les défenses internes Il existe des protéines antimicrobiennes associées à des éléments cellulaires. 3.2.1. Les protéines antimicrobiennes Elles sont contenues dans le sang et le liquide interstitiel. Leur rôle est de s’opposer à la multiplication des microorganismes et ce de différentes façons. 3.2.1.1. Le système du complément Il est composé de 9 facteurs de C1 à C9. Ce sont des protéines plasmatiques (dosage sanguin du facteur C3 perturbé dans certaines maladies auto-immunes). Ces protéines sont des enzymes inactives dans le plasma qui peuvent être activées lorsqu’un germe pénètre dans l’organisme. Elles marquent le germe (ajout d’un épitote à leur surface membranaire) pour qu’il soit plus facilement reconnu et phagocyté. Ainsi l’activation d’une enzyme engendre l’activation des autres enzymes de ce système = réaction en chaîne pour permettre une action large du système de complément envers une agression microbienne. Le système du complément amplifie les réactions immunitaires, allergiques ou inflammatoires. 3.2.1.2. Les interférons Ce sont des protéines virales produites par les lymphocytes, les phagocytes et les fibroblastes infectés par un virus. Ils diffusent vers les cellules saines situées à proximité où ils déclenchent la synthèse de protéines qui perturbent la réplication virale. N.B. : L’interféron est utilisé en traitement dans certaines formes rares de leucémie, différentes formes d’hépatite virale et en prévention des infections en cas de dépression des défenses. UNICAEN | UFR SANTE| 11 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 3.2.1.3. Les transferrines Protéines qui se lient au fer présent dans certains liquides de l’organisme (sang, lait maternel, salive et larmes). Elles inhibent la prolifération microbienne en privant les bactéries de fer, dont elles ont besoin pour se multiplier. 3.2.1.4. Les peptides antimicrobiens Ils sont produits par les phagocytes et les cellules épithéliales des muqueuses. Ils engendrent la lyse des microorganismes. 3.2.2. Les cellules 3.2.2.1. Les phagocytes : macrophage (= macrophagocyte) et granulocyte neutrophile Ils sont spécialisés dans la phagocytose. Ce sont les « éboueurs » de l’organisme. Lorsque les microorganismes parviennent à pénétrer dans l’organisme et à survivre à l’action des protéines antimicrobiennes (ex. : à travers une lésion des barrières externes), ils sont attaqués par des phagocytes (= cellules mangeuses : phagos = manger) ou par des cellules tueuses naturelles (NK) (Cf. paragraphe cidessous pour les NK). Des macrophagocytes sont des sentinelles réparties dans les tissus et lorsque survient une infection, les granulocytes neutrophiles sont les premiers à phagocyter l’intrus. Ensuite ils sont rejoints par les macrophagocytes qui poursuivent la phagocytose. (N.B. : Il existe 2 types de macrophagocytes :   libres : présents dans la plupart des tissus mais mobiles fixes : montent la garde dans certains tissus et en sont spécifiques : histiocytes dans la peau, cellule de Kuppfer dans le foie, macrophages alvéolaires dans les poumons, microglies dans le SN, macrophage tissulaire dans la rate et les ganglions lymphatiques et la moelle osseuse rouge) 3.2.2.2. Les cellules tueuses naturelles (NK = Natural Killer) Ce sont des lymphocytes présents dans la le sang, la rate, la moelle osseuse rouge et les nœuds lymphatiques. Elles s’attaquent aux microorganismes et à certaines cellules cancéreuses. N.B. : Certaines personnes atteintes de cancer ou du SIDA ont soit un nombre insuffisant de cellules tueuses, soit elles sont défectueuses. UNICAEN | UFR SANTE| 12 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 3.2.3. La réaction inflammatoire C’est une réaction de défense de l’organisme en réponse à une lésion tissulaire. C’est un mécanisme de défense inné, qui se déroule de la même façon quelle que soit le type de lésion et d’agent pathogène (coupure, brûlure, exposition aux rayonnements, invasion virale ou bactérienne). Elle a pour but de limiter la propagation des microorganismes vers d’autres tissus et de préparer la réparation tissulaire. La réaction inflammatoire Figure 17.5 p. 428 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck Les 4 signes caractéristiques de l’inflammation sont :     Œdème ou tuméfaction Rougeur Douleur Chaleur L’inflammation se déroule en 3 phases : 3.2.3.1. Phase de vasodilatation et augmentation de la perméabilité capillaire En réponse à une lésion, de l’histamine est libérée par différents types de globules blancs. Suite à cela apparaissent :  une vasodilatation des vaisseaux sanguins (augmentation du calibre des vaisseaux) qui permet d’accroître le débit sanguin dans le secteur lésé et par la suite qui contribue à l’élimination des produits toxiques microbiens et des cellules mortes,  une augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins permet aux protéines de la coagulation, notamment le fibrinogène, de former un caillot (de fibrine) isolant les microorganismes et ses toxines, et à des anticorps de traverser la paroi des vaisseaux pour se rendre sur les lieux de l’agression. Quelques minutes après la lésion apparaissent chaleur, rougeur et œdème. UNICAEN | UFR SANTE| 13 LE SYSTEME IMMUNITAIRE La rougeur et la chaleur sont provoquées par la grande quantité de sang chaud qui traverse la région. La température locale augmente légèrement et engendre une accélération des réactions métaboliques ce qui produit encore plus de chaleur. L’œdème résulte de l’augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins et une plus grande quantité de liquide vasculaire s’échappe vers les espaces tissulaires. La douleur, immédiate ou différée, peut provenir de lésions de fibres nerveuses ou de la stimulation des capteurs à la douleur situés dans la zone ou la douleur est induite par les produits toxiques des microorganismes et/ou de l’augmentation de pression due à l’œdème. 3.2.3.2. Phase de migration des phagocytes Peu de temps après le début de l’apparition du processus inflammatoire, il y a un afflux massif des phagocytes sur les lieux de la lésion. Les granulocytes neutrophiles quittent les vaisseaux sanguins (= diapédèse) vers le tissu lésé. 3.2.3.3. Phase de phagocytose et réparation tissulaire (= cicatrisation) Les phagocytes vont tenter de détruire les envahisseurs par phagocytose. Les phagocytes vont entourer, absorber l’agent étranger pour le digérer grâce à des enzymes produites par le leucocyte. N.B. : la moelle produit de nouveaux leucocytes qu’elle libère dans le sang d’où leur augmentation dans le sang = hyper leucocytose que l’on peut voir sur un hémogramme. Au début de la réaction inflammatoire les granulocytes neutrophiles prédominent mais ils meurent rapidement. Après plusieurs heures d’inflammation, ils sont remplacés par des monocytes qui après pénétration dans le tissu infecté se transforment en macrophagocytes qui ingèrent les tissus endommagés mais aussi les granulocytes neutrophiles et les microorganismes. Ces phagocytes après plusieurs jours d’inflammation, meurent. Une poche de débris (phagocytes morts et tissus endommagés) se forme = pus, qui soit s’écoule dans une cavité ou soit se rend à la surface du corps pour s’évacuer. Lorsque le pus ne peut pas s’échapper, un abcès se forme (ex. : furoncles, boutons, clous). 3.2.4. La fièvre La fièvre est une température corporelle qui s’élève au-dessus de la valeur de consigne (norme entre 36,5°C et 37,5°C). Elle résulte d’une modification dans le réglage du thermostat hypothalamique (centre de régulation de la température corporelle). Elle apparaît souvent dans une réaction inflammatoire ou une infection. L’augmentation de la valeur de consigne au sein du noyau antérieur de l’hypothalamus est liée lors de processus infectieux, inflammatoires et certaines maladies auto-immunes, à la sécrétion de protéines par les macrophages, à la sécrétion de prostaglandines par les cellules endothéliales proches de l’hypothalamus, et aux substances type interleukines et tumoral necrosis factor. UNICAEN | UFR SANTE| 14 LE SYSTEME IMMUNITAIRE N.B. : Attention une hyperthermie est une augmentation de la température du corps sans modification de la valeur de consigne, elle est physiologique et induite par un exercice physique ou une température ambiante élevée. Élément Fonctions Première ligne de défense : la peau et les muqueuses Facteurs physiques Épiderme Oppose une barrière mécanique à la pénétration des microorganismes Muqueuses Empêchent l’accès à de nombreux microorganismes, mais ne sont pas aussi efficaces que la peau intacte. Mucus Emprisonne les microorganismes dans les voies respiratoires et le tube digestif. Vibrisses Filtrent les microorganismes et la poussière dans le nez. Cils Aidés du mucus, emprisonnent et évacuent les microorganismes et la poussière des voies respiratoires supérieures. Larmes Diluent et emportent avec elles les microorganismes et les substances irritantes. Salive Enlève les microorganismes de la surface des dents et les muqueuses de la bouche. Sueur Emporte les microorganismes qui se déposent à la surface de la peau. Urine Chasse les microorganismes de l’urètre. Défécation et vomissement Expulsent les microorganismes de l’organisme. Facteurs chimiques Sébum Forme un film protecteur acide sur la peau, qui empêche la croissance de nombreux microorganismes. Lysozyme Détruit les bactéries. La sueur, les larmes, la salive, les sécrétions nasales et d’autres liquides tissulaires contiennent du lysozyme. Suc gastrique Détruit les bactéries et la plupart des toxines dans l’estomac. Sécrétions vaginales Entravent la croissance des bactéries exposées à l’acidité des sécrétions ; expulsent les microorganismes hors du vagin. Seconde ligne de défense : les défenses internes Protéines antimicrobiennes internes Interférons Protègent les cellules saines de l’hôte contre l’infection virale. Système du complément Cause la cytolyse des microorganismes, favorise la phagocytose et contribue à la réaction inflammatoire. UNICAEN | UFR SANTE| 15 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Transferrines Inhibent la croissance de certaines bactéries en réduisant la quantité de fer disponible. Peptides antimicrobiens Cause la lyse des microorganismes. Cellules tueuses naturelles (NK) Tuent des cellules cibles infectées en libérant des protéines qui détruisent leur membrane. Phagocytes Englobent et digèrent les microorganismes et d’autres particules. Inflammation Circonscrit et détruit les microorganismes, et enclenche la réparation tissulaire. Fièvre Amplifie les effets des interférons, inhibe la prolifération de certains microorganismes et accélère les réactions de l’organisme qui facilitent la guérison. Les défenses innées Tableau 17.1 p. 429 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck 4. La défense adaptative ou immunité spécifique Elle engendre une réaction ciblée : la réaction antigène-anticorps. Ce type d’immunité correspond à une adaptation de la défense en fonction du microorganisme présent = un antigène en particulier. C’est donc une action ciblée. Toute cellule de l’organisme est porteuse d’un antigène donc tout microorganisme possède un antigène = marqueur spécifique. L’organisme possède des molécules de reconnaissance des antigènes (protéines). Lorsqu’elles détectent un antigène étranger à l’organisme, des anticorps spécifiques à ce marqueur seront fabriqués. Ainsi, l’organisme est capable de reconnaître ce qui vient de lui sans engendrer de réaction immunitaire (sauf dans le cas de maladie dite auto-immune), et ce qui vient d’un agent étranger donc considéré comme pathogène. N.B. : l’immunologie est la science qui étudie ce type de système de défense antigène/anticorps. 4.1. Les lymphocytes B et les lymphocytes T Ces cellules représentent la défense cellulaire du système spécifique. Les lymphocytes B se développent jusqu’à leur maturité dans la moelle osseuse rouge. Les lymphocytes T proviennent de la moelle osseuse et gagnent le thymus, organe dans lequel elles deviennent immunocompétentes = capables de produire des réponses immunitaires. La plupart de ces lymphocytes vont produire des protéines dont certaines sont des récepteurs d’antigènes, c’est à dire capable de reconnaître un antigène particulier et de s’y lier. UNICAEN | UFR SANTE| 16 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 4.2. Les réponses immunitaires Elles sont différentes selon le type de lymphocytes : Certains lymphocytes T vont agir comme des soldats capables de détruire l’antigène étranger. Les lymphocytes B vont eux se transformer en plasmocytes (plasma) qui fabriquent un anticorps. Parfois pour un seul envahisseur les 2 types d’actions sont menés. Ainsi un antigène étranger va inciter le système immunitaire à fabriquer un anticorps qui lui correspond afin de détruire l’antigène envahisseur et/ou à fabriquer des lymphocytes T. Ce système de défense spécifique doit être capable de reconnaître ses propres structures moléculaires des structures étrangères pour protéger l’intégrité du « soi ». Sans cette fonction la mort de l’individu apparaîtrait en quelques jours. Afin d’éviter ce triste sort, il existe les molécules du MHC (Major Histocompatibility Complex = CMH Complexe Majeur d’Histocompatibilité). Ces molécules sont spécifiques à chaque individu et sont donc très différentes d’un individu à l’autre (et aussi entre les hommes et les animaux) Elles sont identiques chez les jumeaux issus du même œuf (homozygotes). Ces marqueurs sont présents à la surface de chaque cellule d’un organisme sauf les globules rouges qui ont un marqueur spécifique = antigène A ou antigène B ou les 2 antigènes A et B ou l’absence d’antigène A et B (forme les groupes sanguins A, B, AB ou O). Toute cellule possède donc des protéines membranaires intervenant dans la communication intercellulaire. N.B. : Le CMH est souvent désigné également par l’abréviation HLA (Human Leucocyte Antigen = antigène leucocytaire humain). N.B. : Dons d’organes : recherche de tissus adaptés (donneur) vers le receveur en réalisant le typage HLA de ce tissu ou organe afin d’apprécier au mieux les 2 modèles du MHC des deux individus (donneur et receveur). Cependant, comme les molécules du MHC sont différentes d’un individu à l’autre, les organes étrangers greffés seraient presque toujours rejetés et ne sont tolérés que grâce à un fort traitement immunosuppresseur (affaiblissement des défenses immunitaires par traitement médicamenteux) Ainsi il est possible de tromper le système de défense et de réduire les réactions de rejet du nouvel organe par l’organisme receveur. Mais le traitement médicamenteux reste nécessaire à vie mis à part le cas particulier des jumeaux. Pour une transfusion sanguine le sang d’un même groupe pourra être apporté à un individu alors que le contraire produira une réaction d’incompatibilité sanguine, allant jusqu’au décès de l’individu. UNICAEN | UFR SANTE| 17 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 4.3. Les anticorps ou immunoglobulines Les anticorps constituent la défense humorale du système spécifique. Les anticorps sont des protéines plasmatiques appartenant à un groupe protéique appelé globulines. Ils portent aussi le nom d’immunoglobulines (= Ig), réparties en 5 classes : Les classes d’immunoglobulines Tableau 17.2 p. 432 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck Les anticorps sont des protéines complexes synthétisées par les plasmocytes. Cette synthèse d’anticorps est déclenchée par la présence de l’antigène lui correspondant. Les anticorps diffusent alors dans les liquides organiques et se lient à l’antigène correspondant, afin de le détruire, pour être ensuite éliminés par phagocytose. N.B. : Les anticorps peuvent être dosés dans le sang par prélèvement sanguin. Pour qu’une réaction antigène / anticorps ait lieu, les lymphocytes T et B doivent reconnaître la présence d’un antigène étranger. Les lymphocytes B sont capables de reconnaitre directement un antigène tandis que les lymphocytes T ne reconnaissent un antigène que si celui-ci est présenté avec une molécule du CMH. Pour cela, des cellules (appelés CPA : Cellules Présentatrices d’Antigènes) combinent un antigène étranger et une molécule du CMH avant de les exposer à leur surface membranaire. UNICAEN | UFR SANTE| 18 LE SYSTEME IMMUNITAIRE La structure d’un anticorps et la relation entre antigène et anticorps Figure 17.6 p. 431 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck Le traitement et la présentation d’un antigène par une cellule présentatrice d’antigène Figure 17.7 p. 433 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck La CPA migre alors vers un tissu lymphatique où elle présente ce complexe antigène/CMH aux lymphocytes T. Ces cellules sont informées de la présence d’un envahisseur étranger et sont alors activées. UNICAEN | UFR SANTE| 19 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 4.4. Les réponses immunitaires à partir des lymphocytes T La liaison d’un lymphocyte T à un complexe antigène/CMH va engendrer par divisions multiples, l’apparition de lymphocytes identiques qui seront capables de reconnaître cet antigène. Avant la première exposition à un antigène donné, quelques lymphocytes peuvent reconnaître l’antigène. Après une première réponse immunitaire des milliers de lymphocytes apparaissent. La multiplication des lymphocytes T a lieu dans les tissus et organes lymphatiques secondaires, ce qui explique des inflammations des ganglions par exemple lors d’infections. Il existe 3 types de lymphocytes T : 4.4.1. Les cellules T auxiliaires (cellules Th ou cellules T4) Elles reconnaissent les antigènes étrangers présentés par certains types de cellules (cellules présentatrices d’antigènes qui ont phagocyté l’antigène). Les cellules T possèdent à leur surface des molécules de reconnaissance qui permettent d’identifier des antigènes = récepteurs antigéniques de la cellule T. Si ce récepteur antigénique correspond à l’antigène qui se présente (image de la serrure et de la clef), la cellule T auxiliaire va stimuler l’activation et la division des lymphocytes T cytotoxiques, la transformation des lymphocytes B en plasmocytes capables de produire des anticorps correspondants et le développement de cellules tueuses naturelles. 4.4.2. Les cellules T cytotoxiques (cellule TC ou cellules T8) Elles sont alors capables de déclencher le mécanisme de mort cellulaire programmée et de détruire les cellules infectées par les virus ou ayant subi une modification tumorale. Elles sont très efficaces face à certains microorganismes mais aussi face à certaines cellules tumorales et contre les greffons. UNICAEN | UFR SANTE| 20 LE SYSTEME IMMUNITAIRE 4.4.3. Les cellules T à mémoire Après un premier contact avec un antigène étranger, ces cellules ont gardé en mémoire cet antigène. Dès que celui-ci se présente dans l’organisme elles se multiplient afin que cet antigène puisse être combattu de manière plus rapide que lors de la première invasion. Ceci explique pourquoi on est atteint une seule fois dans sa vie par certaines maladies du fait de l’acquisition d’une immunité, c’est à dire d’une insensibilité acquise. Un 2e contact avec le même germe pathogène reste en général sans conséquence ou ne provoque aucune réaction visible = aucun signe ou aucun symptôme de maladie. La très faible quantité d’antigènes (par exemple dans les ganglions) maintient la mémoire immunologique cellulaire éveillée. Figure 17.8 p. 434 Manuel d'anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck UNICAEN | UFR SANTE| 21 LE SYSTEME IMMUNITAIRE L'action d'un lymphocyte T cytotoxique Figure 17.9 p. 435 Manuel d'anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck 4.5. Les réponses immunitaires et les lymphocytes B Les lymphocytes B ne se déplacent pas. Ils sont activés dans les tissus lymphatiques (nœuds lymphatiques et rate) où ils se divisent et se transforment en plasmocytes secrétant des anticorps. Les anticorps sont transportés ensuite par la lymphe et le sang vers le lieu de l’invasion. Au cours de l’activation d’un lymphocyte B, les récepteurs d’antigènes situés à leur surface se lient à un antigène en particulier. Le traitement de cet antigène s’effectue ainsi : Le lymphocyte B englobe et dégrade l’antigène en fragments qui vont se combiner aux protéines du CMH, formant un complexe antigène / CMH. Ce complexe est ensuite exposé à la surface de la membrane du lymphocyte B, qui devient une cellule présentatrice d’antigène, capable d’être aussi reconnue par les lymphocytes T auxiliaires. UNICAEN | UFR SANTE| 22 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Après leur activation certains lymphocytes B grossissent se divisent et se différencient en plasmocytes secrétant des anticorps. Après quelques jours ou semaines, chacun des plasmocytes secrète des centaines de millions d’anticorps pendant 4 à 5 jours puis meurent. Certains lymphocytes ne se différencient pas mais deviennent des lymphocytes B mémoires qui seront prêts à réagir lors d’une nouvelle attaque, mais de façon beaucoup plus rapide. Figure 17.11 p. 437 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck NB. : La vaccination utilise ce principe en injectant soit une petite quantité du micro-organisme désactivé ou soit un fragment d’agent pathogène, il se produit une activation des cellules T avec des cellules T à mémoire qui garderont ce type d’agent pathogène en mémoire capable dès l’arrivée de celui-ci dans l’organisme de le détruire et donc d’éviter la maladie pour un individu et à terme d’éradiquer certaines maladies dans la population générale. UNICAEN | UFR SANTE| 23 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Figure 17.10 p. 436 Manuel d’anatomie et de physiologie humaines TORTORA et DERRICKSON Éditions De Boeck À retenir : La défense non spécifique induit une réaction inflammatoire. La défense spécifique induit une réaction antigène anticorps. Chaque individu a une signature immunologique spécifique et unique. La vaccination utilise cette propriété de défense spécifique. UNICAEN | UFR SANTE| 24 LE SYSTEME IMMUNITAIRE Conclusion L’organisme est capable de se défendre seul contre la plupart des infections virales. Des médicaments antiviraux et antibiotiques ne doivent être utilisés que de façon restreinte et ciblée. Par ailleurs les médicaments actuellement disponibles n’agissent que contre une partie des virus et ont de nombreux effets secondaires car ils s’attaquent aussi à la cellule hôte. Pour l’instant l’impossibilité de maîtriser le VIH repose sur le fait qu’il s’attaque directement aux cellules du système de défense, et plus particulièrement les cellules T auxiliaires. Des années après l’infection initiale, le système de défense immunitaire s’écroule. S’installe alors une faiblesse croissante des défenses avec la survenue d’infections de plus en plus fréquentes et finalement un état que l’on appelle le SIDA associant une pathologie infectieuse et l’apparition de cancer. Mais parfois les plans d’attaque du système de défense provoquent des dérapages. Ces dérapages peuvent engendrer :  des allergies qui peuvent aller jusqu’à l’état de choc anaphylactique, une incompatibilité fœtomaternelle (incompatibilité des cellules sanguines surtout liée à la signature Rhésus),   des maladies auto-immunes, des déficits immunitaires. Ces dysfonctionnements seront étudiés dans une séquence d’enseignement en lien avec l’UE 2.10 : infectiologie, hygiène : « structure générale du système immunitaire : physiopathologie » Définitions immunologie : étude de l’immunité et des réactions qui en résultent immunité : état réfractaire dans lequel se trouve un individu vis à vis d’une maladie infectieuse ou parasitaire immunité naturelle : elle est alors héréditaire et spécifique de l’espèce immunité acquise : soit de façon artificielle (sérothérapie ou par vaccination), soit par un premier contact avec une maladie qui a provoqué la formation d’anticorps prévenant les récidives antigène : substance qui introduite dans l’organisme, est susceptible d’y provoquer l’apparition de facteurs réactionnels spécifiques appelés anticorps anticorps = immunoglobuline : substance protidique élaborée par l’organisme en réaction à l’introduction dans l’organisme, de substances étrangères dites antigènes virus : organisme de très petite taille se comportant en parasite absolu vis à vis de la cellule hôte qu’il infecte bactérie : micro-organisme formé d’une seule cellule procaryote champignon : organisme végétal UNICAEN | UFR SANTE| 25 LE SYSTEME IMMUNITAIRE parasite : tout animal ou végétal qui se nourrit aux dépens d’un organisme vivant, appelé hôte sans le détruire. germe : terme général désignant tout organisme microscopique vivant capable de provoquer une maladie (bactérie, virus, champignon) micro-organisme : équivalent de germe Tous droits réservés production UNICAEN · réalisation CEMU UNICAEN | UFR SANTE| 26