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) Le derme, l’hypoderme et l’épiderme correspondent au tissu conjonctif. L’épiderme est la première couche de la peau. C’est une partie relativement mince constituée de plusieurs couches et de différentes cellules. Le derme est la plus grande partie de la peau. Il est constitué de différentes couches et est traversé par certains nerfs. L’hypoderme est la partie initiale de la peau. Il se situe juste au-dessus du réseau artériel et est composé de la base des follicules pileux et des adipocytes. 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. 2 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 propriétés qui confirment que l’épiderme est une barrière aux agents infectieux sont : - Protection physique/mécanique - Protection biochimique - Protection biologique - Donnez les différentes protections conférées et expliquez rapidement pour chacune en quoi elle consiste (en utilisant vos propres termes) Grâce à mes propres et uniques termes, je suis à même de dire que les différentes protections sont : - Protection physique/mécanique : Kératine à la surface de la peau, balayage de l’œil par les paupières. - Protection biochimique : Avec l’acidité pour la peau et les sécrétions lacrymales pour les muqueuses. - Protection biologique : Les bactéries saprophytes de la flore commensale protège nt la peau et les muqueuses. 2. Donnez la définition de contamination. La contamination représente l’envahissement d’un être-vivant par des microorganismes pathogènes. Quelles sont les différentes voies de contamination de l’organisme ? DIAPO 1 Les différentes voies de contamination de l’organisme Schéma ci-dessous à compléter. 3 Voies de contamination Barrières naturelles Voies respiratoires Cils de la trachée Voie cutanée Peau Voie digestive Muqueuse Voie génitale 3. Compléter le tableau ci-dessous concernant l’intérêt immunologique des éléments associés aux muqueuses après en avoir donné une définition. Muqueuse Elément lié le mucus respiratoire les cils Intérêt immunologique Le mucus est une substance de consistance visqueuse, souvent incolore et presque transparente. Il est essentiellement produit par les cellules glandulaires des différentes muqueuses de l'organisme. Il sert de barrière contre les bactéries. Les cils sont de minuscules poils, que l'on trouve par exemple sur le bord des paupières, dans les trompes de Fallope, ou dans la muqueuse nasale. Leur rôle et de filtrer les particules ou de faire circuler des substances le long du revêtement muqueux, grâce à leurs mouvements vibratoires. Mouvement ciliaire permet en emportant des bactéries à travers des sécrétions de mucus dans les voies 4 respiratoires et il possède des propriétés bactéricides oculaire digestive les sécrétions nasales Stoppent les germes pathogènes les paupières Protection les larmes Protection biochimique la salive Protection antiseptique le suc gastrique Acidité détruisant les microorganismes le suc pancréatique et la bile la flore intestinale commensale Protection antiseptique Anihilation des microorganismes pathogènes 4. Associer chaque élément au type d’action qui lui correspond. Eléments immunitaires une action physique ou mécanique Cellules jointives Sébum Sueur Mucus Cils respiratoires Lysozyme Paupières Bile, suc pancréatique une action chimique Flore commensale Miction Acidité gastrique une action biologique 5. Proposer des exemples de situations dans lesquelles la peau et/ou les muqueuses ne vont plus jouer correctement leur rôle de barrière. 5 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 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 toxi6 infection. 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. Un microorganisme est un microorganisme qui est susceptible de contaminer un homme et de provoquer une maladie infectieuse. 2. Citer les différentes modalités du pouvoir pathogène chez les bactéries. Les différentes modalités du pouvoir pathogène sont : - pouvoir infectieux pouvoir invasif 3. Déterminer microorganisme. les principaux éléments qui influencent la pathogénicité d’un 4. Relier chaque expression de gauche à sa définition à droite. 7 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 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. 8 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. Environ 5% de la population hébergerait cette bactérie, sans pourtant être malade : on parle de porteurs sains. Agent responsable Listeria monocytogène Etre dans un intervalle de chaleur de 2 à 42°C Elle se multiplie dans les cellules intestinales après y avoir Mode de contamination été amené par les aliments contaminés. Puis elle gagne le système sanguin (et quelque fois le cerveau ou le placenta). Conditions de croissance Pouvoir pathogène Symptômes Traitement fièvre, maux de tête, douleurs musculaires et parfois des symptômes neuro-méningés des méningites, des septicémies, des avortements. Un traitement par des antibiotiques adaptés est nécessaire. 7. Une infection correspond à une agression de l’organisme par une bactérie ou un agent infectieux. La virulence d'un pathogène est sous la dépendance de trois facteurs : D’après les documents 3,4, 5 et 6. 9 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. 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 10 contamination = barrières naturelles traversées lors de la contamination, les modes d'infection. (tableau) 11 12 SYNTHESE CHAPITRE 1 A compléter La peau et les muqueuses sont des barrières immunitaires (épithéliums de revêtement) qui constituent la première ligne de défense de l’organisme contre le milieu extérieur Elles présentent chacune trois types de protection : mécanique ou ?, biologique, biochimique. La peau possède ainsi : une protection mécanique grâce à sa surface externe. (cellules interstitiel. + épiderme.) et interne aux microorganismes. De plus ? et ? . quotidiennes éliminent la plupart des bactéries. une protection biochimique assurée par l’ ? (transpiration, sueur) qui s’oppose au développement des bactéries et des champignons microscopiques. Une protection biologique assurée par la flore microbienne [ensemble de micro-organismes qui vivent aux dépens de leur hôte sans lui être normalement pathogène (dangereux)] de surface qui contient des bactéries immunitaires. limitant le développement des germes pathogènes. 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 13 14