Thème 3 – Partie 3 : Le maintien de l’intégrité de l’organisme par les mécanismes immuns nécessite la reconnaissance et une coopération entre cellules immunocompétentes. Chapitre1 : Les barrières naturelles et les microorganismes pathogènes L’organisme possède des barrières naturelles qui limitent l’entrée d’agents étrangers, susceptibles de provoquer des troubles plus ou moins graves. I/Les barrières cutanéo-muqueuses : Document 1 La peau qu’on appelle également tégument est l’enveloppe de notre corps ; elle est en continuité avec les muqueuses qui recouvrent les cavités naturelles de notre organisme. Elle est également l’organe le plus visible et le plus vaste de notre organisme avec une surface de 1.8 m2 et un poids de 3 kg en moyenne chez l’homme adulte de 70 kg. La peau remplit de nombreuses fonctions, la principale étant une fonction de « barrière ». C’est un organe immunitaire qui détecte et combat les infections. Elle intervient aussi dans la thermorégulation. C’est un organe sensoriel qui transmet des informations sur le toucher, la douleur, … Représentation schématique de la peau humaine et de ses principaux composants Indiquez à quel type de tissu correspond le derme, l’hypoderme et l’épiderme. Trouvez une rapide définition de ces différents types de tissus. (Cf. Première) Derme : Le derme est un tissu conjonctif dense et fibro-élastique. Hypoderme : L’hypoderme est un tissu graisseux vascularisé composé de lobules adipeux contenant des adipocytes. Epiderme : L’épiderme est un épithélium pluristratifié kératinisé. Définition : Les tissus conjonctifs sont des tissus dont les cellules sont séparées par de la matrice extracellulaire. Les épithéliums sont des tissus constitués de cellules étroitement juxtaposées (ou jointives), sans interposition de fibre ou de substance fondamentale. 1 Document 2 Les barrières naturelles qui isolent l’organisme du milieu extérieur correspondent à nos épithéliums de revêtement : la peau et les muqueuses. Elles constituent la première ligne de défense de l’organisme. Elles constituent chacune trois types de protection : physique ou mécanique, biochimique, biologique. La peau Sa protection mécanique est assurée par la couche cornée dont les cellules contiennent de la kératine, qui rigidifie sa surface et la rend imperméable à la plupart des microorganismes pathogènes. Ces cellules sont jointives et ne présentent pas d’espace intercellulaire. Sa régénération et sa desquamation quotidienne éliminent la plupart des bactéries. Sa protection biochimique est assurée par son acidité (sébum, sueur) qui s’oppose au développement des bactéries et des champignons microscopiques. Sa protection biologique est assurée par la flore commensale [ensemble de microorganismes qui vivent aux dépens de leur hôte sans lui être normalement nuisibles] de surface qui contient des bactéries saprophytes limitant le développement des germes pathogènes. Les muqueuses Protection mécanique : la paupière balaye l’œil en permanence, les cils vibratiles des voies respiratoires aident le mucus chargé de grosses particules à être évacués et limitent la fixation des microorganismes. Protection biochimique : le lysozyme (enzyme bactéricide) et les anticorps de la salive et des sécrétions lacrymales ont un rôle antiseptique. L’acidité de l’estomac et du vagin, mais aussi de l’urine empêche la prolifération des microbes. Protection biologique : la flore commensale intestinale élimine des microorganismes pathogènes et stimule le système immunitaire (plaques de Peyer). La flore commensale vaginale (Bacille de Doderlein) crée un milieu acide défavorable. A l’aide des documents fournis répondre aux questions ci-dessous : 1. L’épiderme constitue une barrière imperméable à la plupart des agents infectieux. - Relever 3 de ses propriétés qui le confirment. Les 3 propriété sont : Des propriétés mécaniques, biologiques et chimiques. 2 - Donnez les différentes protections conférées et expliquez rapidement pour chacune en quoi elle consiste (en utilisant vos propres termes) - L’épiderme est un tissu recouvert de Kératine pour empêcher les microorganismes pathogènes de passés. Il est constitué de cellules jointives. Son acidité (sueur + sébum) et la flore commensale assure également sa protection chimique 2. Donnez la définition de contamination. Contamination ( du latin souillure) est le terme médical utilisé pour désigner l'envahissement d'un organisme vivant ou d'une chose par des microorganismes pathogènes. http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/medecinecontamination-3178/ Quelles sont les différentes voies de contamination de l’organisme ? DIAPO 1 Les différentes voies de contaminations sont : par la respiration, par la voie cutanée, digestive et sexuelle. Schéma ci-dessous à compléter. Barrière naturelle Voies de contamination Respiratoire Muqueuse peau Muqueuse Cutanée Digestive Sexuelle 3 3. Compléter le tableau ci-dessous concernant l’intérêt immunologique des éléments associés aux muqueuses après en avoir donné une définition. Muqueuse Elément lié Intérêt immunologique le mucus Limité la fixation des micro-organisme aident le mucus chargé de grosses particules à être évacués et limitent la fixation des microorganismes. respiratoire les cils oculaire les sécrétions nasales Limite fixation des micro-organismes les paupières balaye l’œil en permanence les larmes rôle antiseptique la salive rôle antiseptique le suc gastrique digestive empêche la prolifération des microbes le suc pancréatique et la bile la flore intestinale commensale empêche la prolifération des microbes élimine des microorganismes pathogènes et stimule le système immunitaire 4. Associer chaque élément au type d’action qui lui correspond. Eléments immunitaires Cellules jointives Sébum Sueur Mucus Cils respiratoires Lysozyme Paupières Bile, suc pancréatique Flore commensale Miction Acidité gastrique une action physique ou mécanique X une action chimique une action biologique X X X X X X X X X X 4 4. Proposer des exemples de situations dans lesquelles la peau et/ou les muqueuses ne vont plus jouer correctement leur rôle de barrière. Lorsque je tombe, je m’ouvre le genou, la peau ( voie cutanée) ne joue plus son rôle de barrière. Si pendant le repassage je me brûle avec le fer, ici aussi la peau ne joue plus son rôle de barrière. Si j’attrape un rhume ; la respiration ne fonctionne plus correctement. Lors de toutes infections où qu’elle soit située, elle affecte la fonction de barrière des muqueuses. II/ Microorganismes et infections Document 3 L’envahissement ou pouvoir invasif est la capacité de certaines bactéries d'envahir et de se multiplier rapidement dans les tissus d'un organisme hôte et d'y provoquer des troubles plus ou moins graves. Cet envahissement se fait en plusieurs étapes. Neisseriameningitidis, plus connu sous le nom de Bacille de la méningite, pénètre dans le corps de l'organisme par la voie nasale par exemple. Pour ne pas être évacuée par le souffle des narines, cette bactérie est équipée de "crochets", appelés pili, qui lui permettent de mieux se cramponner à la surface des cellules. Il s'agit d'une sorte de ventouses pour adhérer à la cellule hôte, d'abord de façon non spécifique et réversible, puis de façon définitive et irréversible. C'est l'étape de la fixation ou adhésion. Une fois fixée, la bactérie peut entrer dans les cellules par phagocytose, soit en entraînant la destruction de la cellule, soit en ne faisant que la traverser. Elle rejoint ainsi un tissu particulier, appelé tissu-cible. Certaines bactéries possèdent un équipement enzymatique, véritables outils qui lui permettent d'envahir et de détruire les tissus de l'hôte. C'est l'étape d'invasion. Quand la bactérie atteint un terrain favorable: il y a développement bactérien plus ou moins rapidement. C'est l'étape de multiplication. Document 4 La toxinogénèse ou pouvoir toxique est la capacité de certains micro-organismes à fabriquer des toxines. Il s'agit de biomolécule, de nature souvent protéique, mais surtout toxique, élaborée par des bactéries. On distingue 2 types de toxines bactériennes : endotoxine et exotoxine. L'endotoxine est une molécule glucidolipidoprotéique, qui appartient à la paroi de certaines bactéries et qui ne peut être libérée qu'à la mort de la bactérie. Elle a un pouvoir toxique faible. Elle agit sur les macrophages et sur le système de la coagulation. A des doses très élevées, il peut y avoir un choc mortel en quelques minutes. Exemple de bactéries : Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, ... Clostridium tetaniest plus connu sous le nom d'agent du tétanos. Ce bacille est introduit dans l'organisme par voie transcutanée comme par exemple une plaie profonde ou une piqûre avec une pointe rouillée. Là, la bactérie trouve les conditions idéales pour se multiplier au point d'infection et surtout libérer extérieurement pendant sa phase de 5 croissance un poison très toxique appelé exotoxine. Cette exotoxine agit à très faible dose. Transportée par le sang, elle agit sur les cellules du système nerveux : cette neurotoxine bloque les transmissions de l'influx nerveux, entraînant des contractures musculaires, pouvant provoquer une paralysie dite de contracture. Ces exotoxines peuvent être détruites par la chaleur et souvent par l'acidité de l'estomac (sauf la toxine botulique). Elles peuvent être excrétées totalement hors de la bactérie immédiatement, ou libérées en partie dans le milieu extérieur. Document 5 Le dépistage, dans les industries agro-alimentaires, des porteurs (sains) de germes pathogènes a pour but de prévenir la contamination des denrées alimentaires qu'ils sont appelés à manipuler dans l'exercice de leur profession et limiter ainsi le risque de toxiinfection. Les porteurs sains peuvent représenter un danger s'ils travaillent dans une cuisine collective ou sur une chaîne de conditionnement de produits alimentaires car ils sont susceptibles de contaminer les aliments qu'ils manipulent. Document 6 Par infection nosocomiale on entend : toute maladie provoquée par des micro-organismes, contractée dans un établissement de soins par tout patient après son admission, soit pour hospitalisation, soit pour y recevoir des soins ambulatoires, dont les symptômes apparaissent lors du séjour hospitalier ou après, dont l'infection soit reconnaissable au plan clinique ou microbiologique ou encore les deux à la fois. Les infections nosocomiales résultent de la conjonction de plusieurs facteurs. L'hôpital réunit, en effet, dans un espace limité : des malades immunodéprimés une concentration importante de micro-organismes pathogènes et opportunistes résistants aux antibiotiques des conditions favorisant le contact de ces micro-organismes avec les malades. 1. Expliquer ce qu’est un microorganisme pathogène. Citer les grandes catégories. C’est un micro-organisme qui n’est pas présent naturellement dans notre organisme et qui attaque ce dernier. Les deux grandes catégories de microorganismes sont : Endotoxine et exotoxine. 2. Citer les différentes modalités du pouvoir pathogène chez les bactéries. Endotoxine : Elle a un pouvoir toxique faible. Elle agit sur les macrophages et sur le système de la coagulation. A des doses très élevées, il peut y avoir un choc mortel en quelques minutes Exotoxine : agit à très faible dose. Transportée par le sang, elle agit sur les 6 cellules du système nerveux : cette neurotoxine bloque les transmissions de l'influx nerveux, entraînant des contractures musculaires, pouvant provoquer une paralysie dite de contracture. 3. Déterminer microorganisme. les principaux éléments qui influencent la pathogénicité d’un Les principaux éléments qui influent sur la pathogénicité d’un micro-organisme sont les milieux où la concentration des micro-organismes pathogènes est importante et où les conditions sont favorables à leurs croissances et les contacts avec des personnes ayant des micro-organismes pathogènes. 4. Relier chaque expression de gauche à sa définition à droite. 1- saprophyte 2-pathogène opportuniste 3- pathogène strict (spécifique) 4- commensal a) qui entraîne une infection qu’à l’occasion d’un affaiblissement des défenses de l’organisme b) qui vit avec un hôte sans lui nuire, mais en tirant profit de cette association c) qui se développe dans des milieux riches en matière organique morte qu’il dégrade. d) introduit dans l’organisme, provoque, chez la plupart des sujets non protégés, une pathologie spécifique 7 5. Déterminer les modalités du pouvoir pathogène du pneumocoque et du staphylocoque doré d’après les expériences réalisées et présentées ci-dessous : Cas du pneumocoque(Streptococcus pneumoniae) : Expérience A : l'inoculation à des souris de pneumocoques acapsulés n'entraîne aucun trouble. Expérience B: l'inoculation à des souris de pneumocoques capsulés entraîne rapidement leur mort. Après autopsie des souris de l'expérience B, on retrouve des pneumocoques dans le sang et dans de nombreux organes (poumons, foie, reins). Cas du staphylocoque doré(Staphvlococcus aureus) : Pour découvrir le mécanisme de la toxi-infection, on réalise les expériences suivantes sur une crème contaminée : une première fraction de crème est mise en suspension dans l'eau physiologique et injectée à un cobaye C1. Le cobaye meurt, et, après autopsie, on retrouve des coques Gram positif ; une deuxième fraction de crème est mise en culture pendant 24 heures, puis le milieu de culture est fiItré. Le fiItrat est injecté à un cobaye C2, qui meurt ; une troisième fraction de crème est mise en culture pendant 24 heures, puis la culture est portée 30 mn à 65 °C, irradiée aux UV, puis injectée à un cobaye C3. Celui-ci meurt, et après autopsie, il n'est pas retrouvé de coques Gram positif. Pneumocoque : est beaucoup plus dangereux lorsqu’il est encapsulé. Staphylocoque doré : ce micro-organisme est pathogène s’il est mis en culture et filtré. Il est thermo intolérant. 6. A l’aide du document 7, compléter le tableau d’identité de la listériose. Document 7 Listeria monocytogenes est partout. Elle vit dans l'eau, l'air, le sol, sur les plantes, ... Les animaux domestiques (boeuf, porc, volaille) l'hébergent encore plus fréquemment que l'homme. La bactérie peut s'être glissée dans un aliment à n'importe quelle étape de sa fabrication. Elle est peu exigeante en éléments nutritifs, résiste au sel et préfère les nourritures protéinées et grasses (fromage, viande et poisson). Elle se multiplie par grande chaleur (+42°C) et pousse encore à -2°C. Elle préfère néanmoins la fraîcheur (+4°C) : le séjour au réfrigérateur ne perturbe en rien sa prolifération. La Listeria est redoutable chez les personnes dont les défenses immunitaires sont faibles : nourrissons, grands malades, personnes âgées. Elle est amenée dans le système digestif par un aliment contaminé, se multiplie à l'intérieur des cellules intestinales, puis gagne le système sanguin et éventuellement le cerveau et le placenta. Les premiers symptômes de la listériose ressemblent à ceux de la grippe : fièvre, maux de tête, douleurs musculaires et parfois des symptômes neuro-méningés. Elle peut provoquer des méningites, des septicémies, des avortements. Un traitement par des antibiotiques adaptés est nécessaire pendant plusieurs semaines. 8 Environ 5% de la population hébergerait cette bactérie, sans pourtant être malade : on parle de porteurs sains. Agent responsable Conditions de croissance Mode de contamination Pouvoir pathogène Symptômes Traitement Aliment contaminé Température fraiche, peu exigeante Intestinale et système sanguin Elevé Fièvre, maux de tête, douleur musculaire et neuro méningé. Méningite, septicémie, avortement Antibiotique adapté 7. Une infection correspond à : l'envahissement puis la multiplication de micro- organismes au sein d'un organe du corps vivant La virulence d'un pathogène est sous la dépendance de trois facteurs : D’après les documents 3,4, 5 et 6. Toxine, prolifération et lieu d’infection. 8. Etude de quelques exemples Le choléra est une maladie due à une bactérie : le vibrion du cholera. Les personnes qui sont malades ont mangé des aliments ou bu de l’eau contenant ce vibrion. Dans les régions où sévissent des catastrophes naturelles : séisme, inondations importantes, … la destruction des systèmes d épuration des eaux usées peut favoriser une épidémie de choléra car les eaux courantes sont alors infestées de vibrion du choléra. Une fois dans le sang, cette bactérie se multiplie et surtout produit une molécule toxique, une toxine, qui via le sang rejoint et altère (abime) la paroi del’intestin grêle. Elle entraine des diarrhées et des vomissements qui caractérisent la maladie. La grippe est une maladie due à un virus : le virus de la grippe. Le virus se transmet d’une personne à une autre par les sécrétions et les gouttelettes émises par la toux, qui se propagent dans l’air. Le virus rentre dans l’organisme par le nez ou les yeux. Puis il se fixe et rentre à l’intérieur des cellules de la trachée et des bronches où il se multiplie.Les nouveaux virus produits sont libérés hors de la cellule et peuvent parasiter d’autres cellules. Beaucoup de cellules parasitées meurent. L’altération des cellules de la trachée et des bronches entraine une fièvre élevée, des courbatures, des maux de tête et généralement une rhinite, une pharyngite et une bronchite. 9 Le SIDA est du à un virus, le VIH. Les personnes sont contaminées après un rapport sexuel avec une personnecontaminée ou par contact avec du sang au niveau d'une plaie de la peau. Le SIDA est une maladie mortelle : sans traitement, la personne a une durée de vie de 3 à 20 ans en moyenne. Cependant grâce aux traitements, on prolonge la vie des personnes sur de longues années. Une fois contaminé, et en absence de traitement, le virus se multiplie à l'intérieur des cellules de défense de l'organisme. Cela entraine la destruction des cellules de défense (lymphocytes) et une inefficacité du système de défense de la personne. La personne devient vulnérable aux micro-organismes pathogènes (qui provoquent des maladies). La listériose est une maladie due à une bactérie, la Listeria. Cette bactérie se développe dans les fromages et les charcuteries mal conservés. Suite à l'ingestion d'un aliment contamine, la bactérie traverse la muqueuse intestinale et se développe dans tous les liquides du milieu intérieur : dans le sang, la lymphe et dans le liquide céphalo-rachidien, (liquide présent dans le cerveau). Elle peut ainsi provoquer un empoisonnement de la personne ou des atteintes du système nerveux. Il est donc primordial de respecter la chaine du froid de ces aliments et leur date limite de consommation. →Comparer dans un tableau à double entrée les différentes maladies présentées en indiquant les micro-organismes responsables, les modes de transmission, les modes de contamination = barrières naturelles traversées lors de la contamination, les modes d'infection. (tableau) 10 Maladie Micro Organisme Choléra grippe sida listériose Vibrion du choléra virus de la grippe Mode infection Dans le sang, la bactérie Se fixe et entre dans les Multiplication à l’intérieur Traverse la se multiplie et produit une cellules de la trachée et des cellules des défenses intestinale molécule toxique des bronches et de l’organisme multiplication Les eaux usées Mode de transmission Mode contamination muqueuse Sécrétion+ gouttelette contaminées après un Dans le sang, lymphe et émise par la toux rapport sexuel avec une liquide céphalo rachidien personne contaminée ou par contact avec du sang au niveau d'une plaie de la peau Aliment ou eau Le nez et les yeux et la contaminées après un Fromages et charcuterie contaminé par le vibrion bouche rapport sexuel avec une mal conservé personne contaminée ou par contact avec du sang au niveau d'une plaie de la peau 11 SYNTHESE CHAPITRE 1 A compléter La peau et les muqueuses sont des barrières naturelles. (épithéliums de revêtement) qui constituent la première ligne de défense de l’organisme contre le milieu extérieur. Elles présentent chacune trois types de protection : physique ou mécanique, biochimique, biologique. La peau possède ainsi : une protection mécanique grâce à sa surface rigide (cellules jointive + kératine.) et imperméable aux microorganismes. De plus régénération et desquamation quotidiennes éliminent la plupart des bactéries. une protection biochimique assurée par l’acidité (sébum, sueur) qui s’oppose au développement des bactéries et des champignons microscopiques. Une protection biologique assurée par la flore commensale [ensemble de micro-organismes qui vivent aux dépens de leur hôte sans lui être normalement nuisible] de surface qui contient des bactéries saprophytes limitant le développement des germes pathogène Les muqueuses : Protection mécanique : la paupière, les cils vibratiles ou les poils ainsi que le mucus permettent l’évacuation déchets et limitent la fixation des microorganismes. Protection biochimique : différentes sécrétions (enzyme bactéricide ou fongicide, anticorps, larme, rôle antiseptique, sécrétion acide ou basique). Protection biologique : la flore commensale élimine des microorganismes pathogènes et stimule le système immunitaire. Les différentes voies de contamination, c’est à dire d’entrée dans l’organisme, sont : respiratoire, sanguine, cutanée, génitale, digestive. Lorsque les barrières naturelles sont franchies, c’est l’infection, dont existent plusieurs modalités : infection intracellulaire virale ; infection bactérienne soit par septicémie soit par toxémie. La virulence d'un pathogène est ainsi sous la dépendance de trois facteurs : le pouvoir infectieux (la capacité à établir un foyer infectieux localisé), le pouvoir invasif (la capacité d'envahir et de se multiplier rapidement dans les tissus voisins du foyer d'infection), le pouvoir toxinogène (la capacité à produire des toxines, armes essentielles du pathogène capables d'empoisonner l'hôte). Définitions de : Saprophyte ; pathogène opportuniste pathogène strict (spécifique) ; commensal 12 Saprophyte ; bactéries limitant le développement des germes pathogènes Pathogène opportuniste : bactéries qui entraine une infection que a l’occasion d’un affaiblissement des défenses de l’organisme pathogène strict (spécifique) : bactéries qui s’introduit dans l’organisme, provoque, chez la plupart des sujets non protégés, une pathologie spécifique commensal : bactéries qui vit avec un hôte sans lui nuire, mais en tirant profit de cette association 13