Des virus, des bactéries, des parasites ou des éléments inertes








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Chapitre 1 : vue d’ensemble du système immunitaire.
L’organisme est soumis à des agressions de type biologiques, chimiques (usines,…) ou physiques (rayons solaires).


  • Les agressions biologiques


Peuvent être des virus, des bactéries, des parasites ou des éléments inertes (pollen). Ceux-ci ne sont pas pathogènes à la base, mais peuvent donner lieu à des réactions allergiques (réponse immunitaire inappropriée).

Les virus et les bactéries ne fonctionnent pas de la même façon.

Les bactéries sont des organismes à part entière qui se suffisent à elles-mêmes. Il faut noter qu’elles ne sont pas toutes pathogènes et que certaines sont indispensables à notre métabolisme (flore).

Les virus, par contre, sont obligatoirement des parasites. Cela veut dire qu’ils doivent se servir d’un organisme hôte pour pouvoir vivre.
Suivant la nature du pathogène, le système immunitaire adoptera une réponse appropriée.


  • Comment l’organisme se défend-il contre les agents infectieux ?


Il existe deux types d’immunités qui n’ont pas la même spécificité ni la même vitesse.

    • L’immunité naturelle ou innée.

Elle est activée très rapidement (0-4h après l’infection) et constitue notre première ligne de défense.

Elle permet la présentation des antigènes aux lymphocytes et est indispensable pour l’activation de la réponse adaptative.

    • L’immunité acquise ou adaptative.

Elle est activée plus tardivement (plus de 96h).

Elle comprend deux types d’actions :

- l’immunité humorale qui permet la défense contre les pathogènes extracellulaires (bactéries, toxines, stades précoces de certaines infections virales). Elle permet l’activation des anticorps.

- l’immunité à médiation cellulaire qui constitue une défense contre les antigènes endogènes (intracellulaires) comme les virus, les bactéries intracellulaires et les cellules cancéreuses.
En général…

Le mode de fonctionnement des deux types d’immunités est différent :

Pour l’immunité naturelle, les agents pathogènes seront reconnus par des effecteurs « non spécifiques ». Ceux-ci peuvent reconnaître si l’antigène est de type bactérien ou viral mais seront incapables de distinguer deux types de bactéries.

L’immunité acquise est plus spécifique : après l’infection, l’antigène est transporté vers les organes lymphoïdes secondaires (rate, glande lymphoïde,…) puis sera reconnu par des lymphocytes T naïfs. Ceux-ci se divisent de façon clonale et permettent la disparition de l’agent infectieux.

Il faut bien comprendre que les deux types d’immunités agissent de paire dans la réponse immunitaire : l’immunité naturelle enclenche l’immunité adaptative. En présentant les éléments étrangers à l’immunité acquise elle définit la nature de celle-ci (réponse humorale ou à médiation cellulaire).

De même, l’immunité adaptative va renforcer l’action de la réponse innée.
Sans immunité naturelle, la quantité des microorganismes ne serait pas du tout freinée.

Sans immunité acquise, il n’y aurait qu’un léger retardement de la croissance des microorganismes (figure dia 8).
Au cours de l’évolution, la réponse adaptative apparaît après la réponse innée et est propre aux vertébrés.


  • L’immunité naturelle ou innée


Elle est présente tout au long de l’évolution (ancestrale).

Son mode d’action est « non spécifique » et stéréotypé (sa réponse sera toujours la même malgré l’infection d’un pathogène récidiviste).

Elle limite l’infection avant l’induction et l’action efficace de la réponse immunitaire adaptative et permet l’activation et le contrôle de celle-ci.

NB : elle suffit si l’agent infectieux n’est présent qu’en petite quantité.
Elle est la première ligne de défense caractérisée par

-des  barrières  passives :

Qui peuvent être anatomiques (peau, muqueuses,…) ou physiologiques comme la température, le PH, l’environnement microbiologique et les médiateurs chimiques. Ceux-ci peuvent être des lysozymes (présents dans les muqueuses et les larmes) qui clivent la paroi des bactéries, des interférons et des compléments (solubles dans le sang).
-des barrières actives :

On retrouve les barrières cellulaires qui permettent la phagocytose des éléments infectieux (macrophage), ainsi que les cellules à médiateurs qui exocytent le contenu de leurs granules dans le milieu (histamine, enzymes,…) et les cellules « natural killer » (NK).
- des barrières inflammatoires :

Caractérisées par une rougeur et un gonflement (œdème).

L’inflammation se déroule en plusieurs étapes :

1. la reconnaissance d’un pathogène par un macrophage au niveau des protéines membranaires, induit une libération de cytokine.

Celle-ci a des propriétés particulières, notamment l’augmentation de la perméabilité des capillaires, la vasodilatation ainsi que l’attraction des monocytes (chimiotaxie).

2. la vasodilatation des capillaires provoque une rougeur et un gonflement.

3. l’augmentation de la perméabilité permet une accumulation de liquide et de cellules à l’endroit infecté ce qui provoque un œdème.

4. l’afflux de phagocytes vers les tissus permet la phagocytose des pathogènes et la libération d’enzymes lytiques. S’ensuit une accumulation de cellules mortes (pus).

L’immunité naturelle peut reconnaître des signaux de dangers (7) :

- les endotoxines

- la mannose des parois bactériennes

- l’ADN bactérien

- l’ADN et ARN viral

- les cytokines

- les dérivés réactifs de l’oxygène (radicaux libres)

- le matériel nécrotique (cellules mortes par nécrose)
NB : la nécrose est la mort subite et accidentelle de la cellule. Celle-ci explose et libère ses composants dans le milieu comme des dérivés de l’oxygène (peroxysomes) ou des enzymes hydrolytiques (lysosomes)  inflammation.

L’apoptose est une mort programmée qui ne constitue pas de danger pour l’organisme (corps apoptotiques).
L’immunité naturelle est non spécifique mais elle permet une reconnaissance de structures microbiennes hautement conservées (PAMPs). Celles-ci sont produites par les microorganismes et non pas par les cellules hôtes (extracellulaire).

Elles sont essentielles à la survie du pathogène et donc conservées au cours de l’évolution.

Ce sont des signatures moléculaires d’une classe de pathogène (ex : peptidoglycanes, lipopolysaccharides,… pour toutes les bactéries).
Les PAMPs sont reconnus par des récepteurs : les PRRs.

Il existe plusieurs familles de récepteurs, dont les récepteurs TOLL.

Ceux-ci sont des protéines intra membranaires ancestrales.

Ils sont présents chez la drosophile et possèdent des homologues chez les plantes.

Ils peuvent s’associer en dimère.

Mode d’action :

1. le pathogène se fixe au récepteur

2. modification du récepteur qui active des protéasomes qui dégradent l’IKB.

La IKB est l’inhibitrice du complexe protéique NF-KB. Le trimère est au repos.

3. Lorsque l’IKB est détruite, le complexe NF-KB est activé.

4. Le NF-KB migre vers le noyau est active un gène promoteur qui code pour la cytokine.

5. inflammation.
Les NOD sont des récepteurs cytoplasmiques qui reconnaissent des éléments étrangers qui sont entrés dans la cellule.
Pour résumer, les caractéristiques des récepteurs de la réponse innée (5) sont :

- une spécificité « héritée » (réaction avec pathogène sans modifications) >< distribution clonale.

- expression à la surface de toutes les cellules de même nature (même récepteurs sur les cellules de même nature).

- induction d’une réponse immédiate (NF-KB).

- codés par un seul gène.

- reconnaissance d’une large gamme de pathogènes (pas de précision).


  • L’immunité acquise ou adaptative.

Elle est capable de distinguer le soi et le non soi.

Elle reconnaît un danger spécifiquement (type de bactéries, type de virus,…) et est dotée de mémoire.

Elle est autorégulée.
Les cellules qui constituent cette réponse adaptative peuvent agir sur des éléments extracellulaires (toxines bactéries) et font dès lors partie de la réponse humorale, ou sur des éléments intracellulaire (protéines virales) et constitueront la réponse à médiation cellulaire.

Les cellules de la réponse humorale sont principalement des lymphocytes B capables de produire des anti-corps après présentation d’un fragment du pathogène par un macrophage (activation par l’immunité innée).

Les cellules de la réponse à médiation cellulaire sont des lymphocytes T (de type auxiliaires ou cytolytiques).

Les lymphocytes Th sont particuliers car ils activent spécifiquement l’une ou l’autre cellule du système immunitaire (macrophage, B, Tc) : ils sont dits « chefs d’orchestre ». 
Les caractéristiques des récepteurs sont très différentes de la réponse innée :

- ils sont codés par de nombreux gène (réarrangements génétiques)

- ils font l’objet d’une distribution clonale : un même type de cellule possède des récepteurs différents pour permettre une grand spécificité dans la reconnaissance du pathogène. La reproduction de ces cellules se fait de façon clonale.
Pour résumer, la réponse adaptative constitue une réponse sur mesure, c’est-à-dire qu’elle peut reconnaître des cellules du NON SOI par des récepteurs spécifiques et réalise une prise de conscience de cette reconnaissance par transmission de signaux. Il y a donc une mise en jeu de molécules ou de cellules chargées d’éliminer l’intrus.

Elle est aussi dotée de mémoire.

L’efficacité de la réponse adaptative dépend d’un système approprié de reconnaissance et de présentation des structures étrangères ainsi que de la possibilité d’interactions entre les cellules présentatrices et les cellules du système immunitaire.

Les cellules qui interviennent sont détaillées au chapitre deux.


  • Résumé du chapitre :




IMMUNITE INNEE

IMMUNITE ADAPTATIVE

Réponse très rapide

Réponse lente

Réponse stéréotypée

Réponse variée et adaptée au pathogène

Efficacité limitée et constante

Efficacité croissante avec le temps




Mémoire


Chapitre 2 : cellules et organes du système immunitaire.


  • Organes lymphoïdes


Ils sont le lieu de production et de maturation des cellules immunitaires et peuvent être primaires ou secondaires.
Les organes lymphoïdes primaires sont la moelle osseuse et le thymus. La moelle osseuse renferme des cellules souches capables de se différencier en n’importe quelles cellules du sang et principalement des lymphocytes B. Elle produit également des Lymphocytes T immatures qui vont ensuite migrer vers le Thymus pour acquérir leurs récepteurs spécifiques. 
Les organes lymphoïdes secondaires sont les ganglions lymphatiques, l’appendice, les vaisseaux lymphatiques, la rate, les amygdales,…

Ils sont responsables des interactions entre les lymphocytes matures et les antigènes provenant des tissus périphériques (site de rencontre).


    • Organe lymphatique primaire : le thymus.

C’est le lieu de maturation et de sélection des lymphocytes T.

Les cellules stromales (architecture : fibroblastes,…) exprimant un taux importants de molécules CMH I ou II ont un rôle important.

Le thymus permet l’élimination par apoptose (95 à 99%) des cellules incapables de reconnaître des cellules du SOI et ayant une trop grande affinité pour les antigènes du SOI. Les cellules incapables de reconnaître le CMH (car récepteur TCR inapproprié) sont donc apoptosées.
Le rôle du thymus a été étudié dans des modèles expérimentaux sur des souris athymiques (NUDE) et thymectomisées.
Le syndrome de DIGEORGE est une pathologie qui présente un déficit au niveau du thymus. Il en découle une absence de cellules T circulantes, une absence d’immunité à médiation cellulaire ainsi qu’une sensibilité accrue aux maladies infectieuses.
L’expérience de la dia 94 permet de comprendre l’importance des lymphocytes T dans la réponse immunitaire, les RX détruisant les lymphocytes. Il est important de noter que l’ensemble du système immunitaire doit être reconstruit pour une réponse optimale.


  • Hématopoïèse


Définition : formation et développement des cellules du sang à partir de cellules souches hématopoïétiques (érythrocytes, leucocytes et plaquettes).

Elle se réalise pendant l’embryogenèse dans le sac vitellin et ensuite dans le foie fœtal et dans la rate pour finir dans la moelle osseuse.

Après la naissance elle se réalise dans la moelle osseuse.

C’est un phénomène continu avec une continuelle régénération des cellules.
Elle donne lieu à deux voies : la lignée myéloïde et la lignée lymphoïde.

La lignée myéloïde regroupe les macrophages - monocytes, les cellules dendritiques, les mégacaryocytes (qui produisent les plaquettes), les globules rouges et les PMN des globules blancs.

La lignée lymphoïde rassemble les lymphocytes et les cellules NK.

Une cellule souche empruntera une des voies en fonction des facteurs trophiques de l’environnement.
Les cellules souches hématopoïétiques sont capables de s’auto renouveler et sont pluripotentes (capables de se différencier en différent type cellulaire) qui donnent les cellules du sang (érythrocytes, leucocytes et plaquettes).
L’hématopoïèse est régulée par (3) :

-le taux et la nature des cytokines produites par les cellules stromales de la moelle osseuse (cellules architectes) et par les macrophages ou les lymphocytes T activés.

-l’expression des récepteurs aux cytokines sur les cellules souches et progénitrices.

-l’élimination de certaines cellules par induction d’apoptose.


  • Cellules du système immunitaire

Sont les globules rouges, les plaquettes, les cellules dendritiques et les globules blancs. 

Ceux-ci comprennent les neutrophiles, les lymphocytes, les monocytes, les éosinophiles et les basophiles.

Ce sont les neutrophiles qui sont présents en plus grande quantité dans les globules blancs (50-70%) alors que les lymphocytes ne représentent que 20 à 40%.


  • La lignée lymphoïde 




    • Les lymphocytes

Ils représentent 20-40% des leucocytes et 99% des cellules de la lymphe. Ils sont regroupés en trois populations :

- les cellules B (qui créent des anti-corps)

- les cellules T : auxiliaires (Th) qui émettent des signaux d’alerte.

cytotoxiques (Tc) qui lysent les cellules.

- les cellules NK (nulles).
Le site de maturation des Lymphocytes B est la moelle osseuse (bourse de Fabricius pour les oiseaux) et celui des lymphocytes T est le Thymus.


  • Comment distinguer les sous populations des lymphocytes ?


Ils possèdent des protéines (corécepteurs) caractérisant une sous population de cellules et qui sont désignées par le terme CDn (
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