L'immunité Innée

Chapitre 12

L'immunité innée

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Consigne

Compléter votre document d'accompagnement par l'étude des différentes documents mis à votre disposition (graphiques, iconographie, vidéo ...)

Activités

Activités

Introduction

La réponse inflammatoire

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

Elimination des pathogènes

Amorce de la réponse immunitaire adaptative

Contrôler la réaction inflammatoire

Introduction

● Dès la naissance, un enfant est capable de se défendre contre la plupart des agressions, microbiennes en particulier. Ce type de défense, génétiquement hérité, est qualifié de réponse immunitaire innée. Celle-ci fait appel à des mécanismes de défense nécessitant aucun apprentissage et mettant en jeu des cellules spécialisées. Cette réponse immunitaire innée existe chez tous les êtres vivants pluricellulaires. (Chapitre 12) ● Chez les vertébrés, et chez l’Homme en particulier, un second mécanisme de défense s’ajoute aux défenses innées : on le qualifie de réponse immunitaire adaptative. Les mécanismes mis en jeu dans ce cas s’élaborent face à un intrus donné et font intervenir des cellules spécialisées comme les lymphocytes B et T. (Chapitre 13)

Mise en évidence de la réponse inflammatoire aigüe

Compléter le tableau suivant à partir de l'étude des documents mis à votre disposition

Doc 2

Doc 3

Doc 1

SUITE

Doc 7

Doc 5

Doc 6

Doc 4

Quelle molécule est impliquée dans la sensation de douleur ?

Introduire le mot de passe

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

A - Les cellules de l'immunité innée

B - la reconnaissance des agents pathogènes

C - Les médiateurs chimiques produits

Schéma bilan

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

A - Les cellules de l'immunité innée

Visiter les sites suivants et recueillez des informations sur ces cellules immunitaires :

• Monocytes
• Granulocytes
• Mascocytes
• Macrophages
• Cellules dendritiques

SUITE

Quel nom est donné à l'ensemble des globules blancs ?

Introduire le mot de passe

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

A - Les cellules de l'immunité innée

Bilan à recopier (suite) D’autres leucocytes, circulant dans le sang, sont également recrutés lors de la réponse innée : ce sont les granulocytes et les monocytes.

• Les granulocytes sont des cellules circulantes. On les retrouve dans le sang mais aussi la lymphe (liquide incolore, de même composition que le plasma sanguin, qui baigne les espaces intercellulaires)
• Les monocytes sont des cellules circulantes qui migrent dans les tissus (diapédèse) et s’y différencient en macrophage.

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

B - La reconnaissance des agents pathogènes

La réponse immunitaire innée est fondée sur le fait que ces cellules immunitaires présentent à sa surface des récepteurs (les TLR) capables de détecter des motifs moléculaires communs à de nombreux agents pathogènes (composants de la paroi cellulaire pour les bactéries ou les champignons, motifs du génome pour les virus par exemple). Ces motifs présents à la surface des espèces microbiennes sont appelés PAMP.

Doc 1

SUITE

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

B - La reconnaissance des agents pathogènes

La comparaison des séquences moléculaires des récepteurs de surface (qui sont des protéines) montre que ceux-ci ont été très conservés au cours de l’évolution

Doc 4

Doc 3

Doc 2

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

C - les médiateurs chimiques produits

Consigne : D’après l’étude des documents, indiquer quels sont les médiateurs chimiques impliqués et leur rôle

Doc 1

Doc 4

Doc 3

Doc 2

SUITE

A quel type de médiateur chimique appartient IL-1 ?

Introduire le mot de passe

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

C - les médiateurs chimiques produits

Bilan à compléter : (suite) Ainsi les cellules sanguines comme les granulocytes ou monocytes vont passer du sang vers les tissus infectés en s’insérant entre les cellules de la paroi des vaisseaux dilatés : c’est le phénomène de diapédèse. Toujours sous l’effet des interleukines, les monocytes se transforment (se différencient) en macrophages. Très rapidement, de nombreux leucocytes sont ainsi recrutés et entrent en action sur le lieu même de l’infection ou de la lésion.

Les cellules immunitaires à l'origine des médiateurs chimiques

Schéma bilan

Reproduisez ce schéma et complétez-le avec les informations recueillies précédemment

SUITE

Sortie des cellules à travers les vaisseaux sanguins

Introduire le mot de passe

Elimination des pathogènes

L’inflammation crée un environnement propice au recrutement des cellules immunitaires, en particulier des granulocytes, des macrophages et des cellules dendritiques. Toutes ces cellules sont parfois regroupées sous le nom de phagocytes car elles sont douées de phagocytose, c’est-à-dire de la capacité de reconnaître un agent infectieux, de l’englober dans leur cytoplasme puis de le digérer. La phagocytose est la première défense mis en place pour s’opposer à la multiplication de l’agent infectieux. Lorsque l’infection est importante, les granulocytes impliqués sont très nombreux. Il se crée un mélange de bactéries et de granulocytes morts qui constitue le pus.

SUITE

Elimination des pathogènes

+ document 3 page 315

SUITE

Elimination des pathogènes

Les granulocytes et les macrophages recrutés et activés ont la capacité de neutraliser les agents infectieux et de faire disparaître les débris des cellules d’un tissu lésé par le mécanisme de phagocytose (raison pour laquelle ces cellules sont aussi qualifiées de phagocytes). La phagocytose s’effectue en plusieurs étapes :

• L’adhésion de la cellule immunitaire à la paroi de l’élément à éliminer, après reconnaissance grâce aux récepteurs membranaires
• L’ingestion de l’élément par déformation du cytoplasme qui vient l’entourer et l’englober dans une vacuole de phagocytose
• La digestion intracellulaire grâce à des enzymes qui provoquent la lyse des constituants de l’élément phagocyté.
• Le rejet des déchets issus de la digestion à l’extérieur de la cellule immunitaire.

La réaction inflammatoire : amorce de la réponse immunitaire adaptative

Consigne : A partir de l'étude des documents suivants, montrer que la réaction inflammatoire, par l'action des cellules dendritiques, est une amorce de la réponse immunitaire adaptative

Doc 1

Doc 2

SUITE

La réaction inflammatoire : amorce de la réponse immunitaire adaptative

Parmi les cellules de l’immunité innée, les cellules dendritiques ont un rôle particulier. Ces cellules sont présentes dans tous les tissus de l’organisme à l’exception du cerveau. Leur forme étoilée résulte de la présence de nombreux prolongements cytoplasmiques qui leur permettent d’établir des contacts. Elles sont capables de phagocytose et possèdent des molécules de surface, appelées molécules du CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité), sur lesquelles elles peuvent exposer de petits fragments issus de la digestion de l’élément phagocyté. La molécule spécifique de l’élément agresseur ainsi exposé est qualifiée d’antigène (ce qui signifie qu’elle peut générer une réaction spécifiquement dirigée contre elle). Les macrophages sont également susceptibles de présenter l’antigène de la même façon. On dit alors que ces cellules sont des cellules présentatrices de l’antigène ou CPA. Ce mécanisme va amorcer la réponse immunitaire adaptative auprès des lymphocytes, cellules spécifiques de la réponse adaptative.

Contrôler la réaction inflammatoire

La réaction inflammatoire est nécessaire, mais elle peut entraîner des douleurs persistantes parfois difficiles à supporter. Différents médicaments aident l’organisme à limiter des symptômes du processus inflammatoire.

• Les antalgiques sont des médicaments qui réduisent ou suppriment la douleur.
• Les anti-inflammatoires sont des médicaments qui limitent l’ensemble des processus de la réaction inflammatoire.

Très utilisés, ces médicaments ne sont cependant pas anodins et leurs effets secondaires (brûlures d'estomac, fluidification du sang, action sur le foie et les reins) doivent être pris en compte.

Doc 1

SUITE

Contrôler la réaction inflammatoire

Activité : Les traitements antalgiques et anti-inflammatoires A partir des documents de votre manuel page 316-31, Expliquer les propriétés des anti-inflammatoires et antalgiques de l’acide acétylsalicylique et de la curcumine. Pour cela : - Expliquer comment est produite la sensation de douleur (doc. 2) - Indiquer comment se déroule la synthèse des prostaglandines (doc. 2) - Expliquer comment l’acétylsalicylique inhibe cette même synthèse (doc. 3) - Déterminer le mode d’action de la curcumine sur la synthèse des prostaglandines (doc 5). Même question pour le thé vert (doc 5)

SUITE

FIN

Les cytokinesLes cytokines sont des molécules libérées suite à une réaction inflammatoire. Elles sont présentes sur le lieu de l’infection ou de la lésion. Ces molécules permettent d’augmenter la perméabilité de la paroi des vaisseaux sanguins situés sur le lieu de l’infection.

Un exemple d’analyse avec le logiciel ANAGENE pour le récepteur TLR4

Pourcentage d'identité entre les séquences de TLR4 de divers espèces. Un pourcentage supérieur à 30% implique une origine commune des protéines comparées.

Des mécanismes conservés au cours de l’évolution

Chez un insecte, la drosophile, la réponse immunitaire innée se caractérise par la synthèse de peptides antimicrobiens en réponse à une infection. Par exemple, en cas d'attaque par une moisissure, des récepteurs situés sur la membrane des cellules de la drosophile (récepteurs Tolls) détecte des molécules du champignon ce qui déclenche la production et la libération par les cellules d'une substance qui diffuse dans tout l'organisme et détruit l'agresseur. Une famille de 10 récepteurs, les récepteurs TLR (Toll Like Receptors), apparentés à ceux de la drosophile, a été identifiée chez les mammifères. Une partie de ce récepteur, constitué de 150 acides aminés environ est également présent dans les protéines de résistance à l'infection chez les plantes

La sélectine E est une molécule d'adhésion impliquée dans la diapédèse des cellules immunitaires de souris. On mesure son expression en présence ou en l'absence de TNF-α. L'épaisseur de la bande est proportionnelle à la quantité d'ARNm présent.

Coupe transversale du derme dans une peau sain et dans une peau infectée (vues au MO)

L'accumulation de plasma et de cellules sur le site infecté forment un liquide blanchâtre : le pus.

Graphique présentant la vasodilatation en fonction de l’écart de température

Des relevés expérimentaux réalisés chez l’Homme permettent de suivre l’écart de température par rapport à la normale consécutif à une modification de la vasodilatation suite à une lésion de la peau et/ou l’entrée d’un élément étranger.

Graphique présentant la fluorescence dans un muscle après injection d’histamine en fonction du temps. Un colorant fluorescent est injecté dans la circulation sanguine d'une souris. On injecte ensuite de l'histamine dans l'un de ses muscles puis on suit la fluorescence dans les tissus proches des vaisseaux sanguins irriguant le muscle traité.

Graphique présentant la variation de la vasodilatation d’un vaisseau sanguin en fonction de l’injection d’histamine au niveau d’un tissu lésé.

Une plaie cutanée Le cliché est pris 24h après une lésion à l'origine une infection bactérienne. Rougeur, chaleur, douleur et gonflement sont les signes classiques de la réponse inflammatoire aïgue.

La synchronisation des étapes de la réaction inflammatoire, indispensable à son efficacité, suggère qu'il existe un contrôle qui déclenche ou arrête les réactions au moment adéquat. Les médiateurs chimiques sont des molécules produites par les cellules immunitaires lorsque certaines conditions sont réunies. Ils modifient l'activité ou le mécanisme d'action des cellules immunitaires. Il existe plusieurs types de médiateurs chimiques : les cytokines pro-inflammatoires comme les interleukines (exemple IL-1) et les facteurs de nécrose (TNF-α), les chemokines (exemple CCL5)...

L’immunité innée, une immunité largement répandue chez les êtres vivants Tous les organismes pluricellulaires font appel à la réponse immunitaire innée pour combattre les infections par les micro-organismes. C’est le cas dans l’ensemble des espèces animales décrites à l’heure actuelle, soit plus de 2 millions. Parmi elles, seuls les vertébrés (soit 45 000 espèces environ) utilisent, en plus de la réponse innée, une réponse immunitaire adaptative

Origine de la douleur Le message nerveux à l’origine de la douleur prend naissance au niveau des récepteurs sensoriels spécifiques, les nocicepteurs, dispersés dans les tissus cutanés, musculaires et articulaires, ainsi que dans la paroi des viscères. Les cellules lésées ou agréssées produisent une prostaglandine, médiateur chimique qui stimule les nocicepteurs. Le nessage nerveux est ensuite acheminé par la moelle épinière vers le cortex cérébral où la sensation douloureuse est élaborée.