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CHAPITRE 4 LE MAINTIEN DE L`INTÉGRITÉ DE L`ORGANISME

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COURS ELEVES TS
07/02/16
CHAPITRE 4
LE MAINTIEN DE L'INTÉGRITÉ DE L'ORGANISME :
QUELQUES ASPECTS DE LA RÉACTION IMMUNITAIRE
L'organisme est protégé par un certains nombre de « barrières » intervenant avant tout problème
(infection, blessure), on parle de défenses naturelles :
• barrières mécaniques (revêtement cutanéo-muqueux, flux d'air et de liquide,
péristaltisme intestinal, mouvements ciliaires…).
• barrières physicochimiques
(acidité gastrique, certaines enzymes comme la
pepsine ou le lysozyme, peptides antibactériens).
• barrières écologiques
(flore microbienne commensale, par compétition et par
excrétion de substances antimicrobiennes).
Si ces défenses naturelles sont franchies intervient le système
immunitaire constitué d'organes, de cellules et de molécules
spécialisées dans le maintien de l'intégrité de l'organisme .
Le système immunitaire réagit à la perception de signaux de
danger (entrée d'éléments étrangers, modification des cellules de
l'organisme). Par l'activité de ses différents effecteurs, il réduit ou
élimine le trouble à l'origine de sa mise en action.
La bonne santé d'un individu résulte d'un équilibre dynamique entretenu par les réactions immunitaires
en réponse à des dérèglements internes ou à des agressions du milieu extérieur (physiques, chimiques ou
biologiques). Chez les vertébrés, ce système comprend un ensemble de défenses utilisant deux types de
stratégies : l'immunité innée et l'immunité adaptative.
4.1
La réaction inflammatoire, un élément de la réponse immunitaire innée :
La réaction inflammatoire aiguë est généralement déclenchée par une agression traumatique et/ou
microbienne. Elle est caractérisée par une série de symptômes stéréotypés , rougeur, chaleur, gonflement et
douleur. .
4.1.1 Le déclenchement de l'intervention des cellules de l'immunité innée
Suite à une blessure, des micro-organismes pathogènes pénètrent dans l’organisme via la peau ou
les muqueuses. Les micro-organismes pathogènes sont caractérisés par certains motifs moléculaires de
formes particulières nommés PAMP (pathogen-associated molecular patterns).
Les cellules de l'immunité innée comme les mastocytes et les cellules phagocytaires
(granulocytes, macrophages, cellules dendritiques) disposent de récepteurs nommés PRR (Pattern
recognition receptor) pouvant se fixer sur les PAMP (leurs formes sont complémentaires) .
Les PAMP étant, par définition, présents chez un grand nombre de micro-organismes, une même
cellule de l'immunité innée peut donc agir contre un grand nombre de microbes (tous ceux pour lesquels
elle dispose de récepteurs de type PRR).
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4.1.2 Les principales étapes de la réaction inflammatoire suite à une blessure
La fixation de molécules complémentaires aux récepteurs de type PRR active
les cellules de l'immunité innée, en particulier des mastocytes, qui produisent de
nombreux médiateurs chimiques de l'inflammation (histamine, cytokines,
prostaglandines … = molécules) fournissant un signal de danger au système
immunitaire pour déclencher et stimuler la réponse inflammatoire. Ces médiateurs
déclenchent :
- une vasodilatation
- d'où un accroissement de la perméabilité des vaisseaux
- d’où une migration des cellules phagocytaires 
- puis une action des cellules phagocytaires contre les micro-organismes
- et enfin une réparation de la lésion 
Certaines des cellules de défense sont capables de détruire les intrus par phagocytose  
Quelques étapes de l'inflammation
Étapes de la phagocytose

4.1.3 Les caractéristiques de l'immunité innée.
L'immunité innée ne nécessite pas d'apprentissage préalable, elle est génétiquement héritée et
présente dès la naissance (d'où le terme innée).
Elle repose sur des mécanismes de reconnaissance et d'action très conservés au cours de
l'évolution. Très rapidement mise en œuvre, l'immunité innée est la première à intervenir lors de situations
variées (atteinte des tissus, infection, cancer). C'est une première ligne de défense qui agit d'abord seule
puis se prolonge pendant toute la réaction immunitaire. Elle est identique chez tous les individus.
La réaction inflammatoire aiguë a pour but de reconnaître, détruire et éliminer les pathogènes, c'est
un mécanisme essentiel de l'immunité innée.
Mais, parfois, la réaction inflammatoire dépasse ses objectifs et produit des effets gênants voir
délétères. C'est pourquoi des substances médicamenteuses ont été mises au point afin de limiter ces effets,
ce sont les anti-inflammatoires (corticoïdes, aspirine, ibuprofène). Leur action permet de bloquer le
déclenchement de la réaction inflammatoire ou sa suractivation. Leur effet est lié à un blocage de la
production des médiateurs chimiques de l'inflammation.
Enfin, la réaction inflammatoire prépare le déclenchement de l'immunité adaptative.
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4.2
L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée
Alors que l'immunité innée est largement répandue chez les êtres vivants, l'immunité adaptative est
propre au taxon (groupe) des vertébrés. Son apparition remonte à environ -450 millions d’années. Elle s'ajoute à
l'immunité innée et assure une action plus spécifique contre des molécules, ou parties de molécules.
4.2.1 La production des cellules adaptatives
Les défenses adaptatives associées aux défenses innées visent à
éliminer la cause du déclenchement de la réaction immunitaire. Les
principales cellules effectrices de l'immunité adaptative sont les
lymphocytes.
Les lymphocytes sont produits dans la moelle osseuse et
éduqués/sélectionnés dans le thymus (lymphocytes T) ou la moelle
osseuse (lymphocytes B). Moelle osseuse et thymus sont les organes
lymphoïdes primaires .
L'immunité adaptative évolue dans les organes lymphoïdes
secondaires (ganglions, rate, amygdale …) au gré des rencontres
aléatoires avec des éléments étrangers.
4.2.2 L' éducation du système adaptatif par élimination des cellules
dangereuses
On constate que le système immunitaire, normalement, ne réagit pas contre des molécules de
l'organisme ou de ses symbiotes. Cela est vrai notamment pour la réponse adaptative. Pourtant, les
cellules de l'immunité adaptative, d'une grande diversité, sont produites aléatoirement par des mécanismes
génétiques qui permettent potentiellement de répondre à n'importe quelle molécule (y compris des
cellules de l'organisme ou de ses symbiotes).
L'éducation du système immunitaire adaptatif se fait par répression ou élimination des cellules
autoréactives (potentiellement dangereuses pour l'organisme). Toutes les cellules non éliminées sont
prêtes à agir. En l'absence de cette étape, les cellules ne sont pas efficaces.
L'éducation des lymphocytes T se fait dans le thymus (d’où le T de lymphocytes T), celle des
lymphocytes B se fait dans la moelle osseuse (d’où le B de lymphocytes B).
Cellules non
éduquées, aucune
activité possible
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Cellules éduquées,
activité possible
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4.2.3 Les interactions des cellules adaptatives avec les micro-organismes
Les lymphocytes peuvent se fixer à des formes spécifiques à chaque micro-organisme (les
antigènes). Un antigène se définit comme toute structure moléculaire pouvant être reconnue par un
récepteur de l’immunité adaptative.
Comme pour l'immunité innée, la fixation se fait grâce à
des récepteurs, récepteurs de type TCR (T cell receptor) pour les
lymphocytes T, BCR (B cell receptor) pour les lymphocytes B.
Mais, un lymphocyte donné ne pouvant disposer de
récepteurs complémentaires de toutes les formes existantes
(variété énorme dans la nature), chaque lymphocyte est
spécialisé contre une seule forme et possède donc un seul type
de récepteur. Il y a donc une spécificité très étroite d'un
lymphocyte vis-à-vis d’un antigène donné.
Par contre chaque lymphocyte produit est différent de son prédécesseur et de son suivant. Cette
variété des lymphocytes explique le répertoire immunitaire de l'organisme (ensemble des éléments
différents reconnus par le système immunitaire) et assure une protection contre la plupart des microbes.
4.2.4 L'activation des cellules adaptatives
La réponse immunitaire adaptative est fondée sur une coopération entre trois populations cellulaires :
• les cellules présentatrices d’antigènes (qui appartiennent à l’immunité innée)
• les lymphocytes B
• les lymphocytes T
Les lymphocytes ne deviennent des cellules effectrices (agissantes) qu'après une première rencontre
avec un antigène déclenchant leur activation. L'activation d'un lymphocyte se fait par la fixation d'un
antigène sur les récepteurs de ce lymphocyte. Les lymphocytes B peuvent se fixer sur les antigènes isolés
alors que les lymphocytes T ne peuvent se fixer que sur les antigènes présentés par une cellule
présentatrice d'antigène (CPA). Les principales cellules présentatrices d’antigènes sont les cellules
dendritiques.
Le mode d'action des
cellules dendritiques
Les cellules présentatrices d’antigènes ont donc pour fonction de reconnaître le pathogène de
l’internaliser, de le découper et d’en présenter des fragments associés avec les molécules du CMH
(Protéines situées à la surface des cellules de l'organisme et particulières à chaque organisme = carte
d'identité de l'organisme) .
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Présentation d'un
antigène par une cellule
dendritique (en bleu)
(cellule présentatrice
d'antigène = CPA)
La reconnaissance d’un antigène par un lymphocyte donné conduit à activer ce lymphocyte, il y a
donc sélection des cellules dont les récepteurs ont une forme adaptée à celle de l'antigène .
Les lymphocytes activés se multiplient, il y a production de clones des lymphocytes potentiellement
efficaces (car capables de se fixer aux antigènes).
4.2.5 L'action des cellules adaptatives
Parmi les lymphocytes T, on distingue les T CD4 et les T CD8, en référence aux marqueurs de
surface qu’ils portent. Dans les organes lymphoïdes secondaires, les cellules dendritiques présentent
l’antigène aux lymphocytes T CD4 et T CD8, lesquels se différencient alors respectivement en
lymphocytes T auxiliaires (LTh) et en lymphocytes T cytotoxiques LTc).
4.2.5.1 Action des Lth (h pour helper = auxiliaire)
Les LTh sont au centre de la réponse immunitaire adaptative grâce à l’émission de cytokines
(protéines de communication entre les cellules du système immunitaire): ils participent en
particulier à la multiplication des lymphocytes activés (amplification).
Cellules mémoires
Cellules effectrices
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Parmi les cytokines, l’interleukine 2 (IL2) est produite notamment par les cellules
dendritiques et les LTh, et joue un rôle déterminant dans l’activation et l’amplification clonale des
lymphocytes T CD4+ et CD8+. Le VIH (virus du SIDA) détruit les LT CD4 empêchant ainsi la
phase d'amplification
4.2.5.2 Action des LB
Les lymphocytes B activés se différencient
en plasmocytes.
La synthèse d’anticorps par les plasmocytes
est la signature d’une réaction de l’organisme à la
présence d’éléments étrangers.
Ils agissent dans le milieu extracellulaire (ou
milieu intérieur) en se liant spécifiquement aux
antigènes qui ont déclenché leur formation.
Les anticorps sont des immunoglobulines,
protéines circulantes du milieu intérieur
constituées d’une partie constante et d’une partie
variable. Isolés les anticorps sont solubles .
Anticorps et phagocytose
La spécificité des anticorps est due à la partie variable. La liaison antigène – anticorps
entraîne la formation de complexes immuns et active les récepteurs de la partie constante des
anticorps.
Les
complexes
immuns sont insolubles et
précipitent donc.
Les
cellules
phagocytaires,
ayant
des
Complexe immun
récepteurs de la partie constante
des anticorps fixés sur un
antigène, se fixent sur ces
récepteurs et éliminent les
complexes immuns par phagocytose.
La séropositivité correspond à la présence
d’anticorps spécifiques d'un antigène donné (séropositivité
pour le VIH par exemple). Les anticorps participent à la destruction de l'antigène.
4.2.5.3 Action des LT cytotoxiques
Après l’entrée d’un antigène dans l’organisme, et suite au contact avec cet antigène, les
lymphocytes T8 spécifiques de cet antigène sont activés. Ils se différencient en lymphocytes T8
cytotoxiques, effecteurs de l’immunité acquise complémentaires des anticorps.
Les cellules infectées expriment à leur surface des fragments peptidiques issus des protéines
du pathogène, que n’expriment pas les cellules saines. Ces fragments vont jouer le rôle d'antigènes.
Les lymphocytes T, par leurs TCR, reconnaissent les cellules infectées. Cette reconnaissance
déclenche un mécanisme d’élimination des cellules infectées .
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Action des lymphocytes T
cytotoxiques sur une cellule infectée
Les lymphocytes T cytotoxiques complètent donc l’action des anticorps en détruisant les
cellules infectées .
En conclusion, alors que les cellules de l’immunité innée sont omniprésentes dans l’organisme et prêtes à
agir de façon immédiate, les cellules de l’immunité adaptative, concentrées dans les organes lymphoïdes
secondaires, ne sont activées qu’à la suite d’une rencontre avec l’antigène qui leur est spécifique. Par
opposition à l’immunité innée, les récepteurs de l’immunité adaptative forment un répertoire immense qui est
différent d’un individu à l’autre car il s’adapte à l’environnement infectieux de chacun.
Les deux immunités sont complémentaires: l’innée prépare l’adaptative et ce sont les cellules dendritiques
qui servent de relais en présentant aux lymphocytes T les antigènes qu’elles ont captés sur le lieu de l’infection.
Les mécanismes effecteurs de l’immunité adaptative ne préexistent pas, ils s’acquièrent spécifiquement face à
un intrus donné.
Lorsque l'action du système de défense n'est plus nécessaire, la plupart des cellules adaptatives devenues
inutiles meurent. Mais il subsiste une catégorie particulière de lymphocytes qui peuvent survivre de nombreuses
années : les lymphocytes mémoire. Ils permettent une réaction beaucoup plus rapide en cas de nouvelle
infection.
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4.3
L'évolution du phénotype immunitaire au cours de la vie
La maturation du système immunitaire se fait par l’évolution du répertoire immunitaire au cours de la vie
de l’individu. Le système immunitaire adaptatif se construit au cours de la vie de l’individu en fonction des
micro-organismes rencontrés et garde ces rencontres en mémoire, tel un apprentissage.
4.3.1 La mémoire immunitaire :
DIAPORAMA VACCINS
Une fois formés, certains effecteurs
de l'immunité adaptative sont conservés
grâce à des cellules-mémoires à longue
durée de vie.
Cette mémoire immunitaire
permet une réponse secondaire à
l'antigène plus rapide et quantitativement
plus importante qui assure une protection
de l'organisme vis-à-vis de cet antigène
. La vaccination déclenche une telle
mémorisation .
Mise en évidence de la mémoire immunitaire
4.3.2 L' activation de la mémoire immunitaire
L'injection de produits immunogènes mais non pathogènes (particules virales, virus atténués, etc.)
provoque la formation d'un pool de cellules mémoires dirigées contre l'agent d'une maladie. L'adjuvant du
vaccin déclenche la réaction innée indispensable à l'installation de la réaction adaptative. La comparaison
de l’efficacité et du risque de différents types de vaccins permet de comprendre l’importance et le rôle des
adjuvants. Ces derniers fournissent les signaux de danger nécessaires à l’activation de la réaction innée
préalable à la réaction adaptative.
Le phénotype immunitaire d'un individu se forme au gré des expositions aux antigènes et permet
son adaptation à l'environnement. La vaccination permet d'agir sur ce phénomène. La production aléatoire
de lymphocytes naïfs est continue tout au long de la vie mais, au fil du temps, le pool des lymphocytes
mémoires augmente.
Les adjuvants des vaccins ont pour fonction de mimer le signal de danger envoyé par les cellules
dendritiques suite à leur activation (voir 41). Ils préparent donc l'organisme au déclenchement de la
réaction adaptative liée au vaccin, un peu comme la réaction inflammatoire prépare la réaction adaptative
naturelle.
4.3.3 Les caractéristiques des cellules mémoires
Il est admis que les cellules-mémoires ont une durée de vie très longue. Il est possible qu’elles se
multiplient, mais les scientifiques ignorent actuellement dans quel organe. De plus, des plasmocytes à
longue durée de vie présents dans la moelle osseuse continuent de produire des anticorps (ce qui explique
la persistance des anticorps longtemps après vaccination). La production de toutes ces cellules,
naturellement ou après vaccination, entraîne une évolution du phénotype immunitaire selon son
environnement.
Bien au-delà de la protection individuelle, la vaccination a pour objectif une protection collective et une
éradication du pathogène (lorsque son seul hôte est l’Homme). La couverture vaccinale de la population
constitue un véritable enjeu de société.
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Le maintien de l'intégrité de l'organisme : quelques aspects de la
réaction immunitaire
Table des matières
CHAPITRE 4LE MAINTIEN DE L'INTÉGRITÉ DE L'ORGANISME : QUELQUES ASPECTS DE LA
RÉACTION IMMUNITAIRE.....................................................................................................................1
4.1La réaction inflammatoire, un élément de la réponse immunitaire innée :....................................................................1
4.1.1Le déclenchement de l'intervention des cellules de l'immunité innée............................................................................1
4.1.2Les principales étapes de la réaction inflammatoire suite à une blessure......................................................................2
4.1.3Les caractéristiques de l'immunité innée........................................................................................................................2
4.2L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée............................................................................................3
4.2.1La production des cellules adaptatives...........................................................................................................................3
4.2.2L' éducation du système adaptatif par élimination des cellules dangereuses.................................................................3
4.2.3Les interactions des cellules adaptatives avec les micro-organismes............................................................................4
4.2.4L'activation des cellules adaptatives...............................................................................................................................4
4.2.5L'action des cellules adaptatives.....................................................................................................................................5
4.3L'évolution du phénotype immunitaire au cours de la vie...............................................................................................8
4.3.1La mémoire immunitaire :..............................................................................................................................................8
4.3.2L' activation de la mémoire immunitaire........................................................................................................................8
4.3.3Les caractéristiques des cellules mémoires....................................................................................................................8
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