Nom : Prénom : Classe : TP n°1: La réaction inflammatoire, manifestation de l’immunité innée Vous êtes Docteur H. Un patient vous explique : il s’est blessé au doigt, en chutant à vélo en forêt, il y a deux jours. La plaie a peu saigné. Actuellement, il a mal et vous constatez que sa plaie est gonflée, chaude, rouge, purulente. Vous diagnostiquez une réaction inflammatoire aigüe. Vous ôtez une épine, puis vous nettoyez et désinfectez sa plaie. Problème posé: en quoi les processus mis en jeu lors de l’inflammation permettent-ils le maintien de l’intégrité de l’organisme ? Compétences : Observer et comparer une coupe histologique en microscopie avant et lors d’une réaction inflammatoire aigüe. Faire une observation microscopique d’un frottis sanguin humain et repérer différentes cellules immunitaires. Exploiter des informations pour identifier les cellules et les molécules impliquées dans la réaction inflammatoire. Mettre en œuvre un protocole en respectant rigoureusement les étapes. Faire un schéma fonctionnel de phagocytose (fiche méthode) pour communiquer dans un langage scientifique. Utiliser un logiciel de visualisation moléculaire (RASTOP) pour établir la relation entre la structure et la fonction de molécules intervenant dans l’inflammation. Exploiter des données expérimentales et cliniques pour identifier les effets recherchés et indésirables des médicaments antalgiques et anti-inflammatoires. Savoir les processus, les cellules et les molécules impliquées (médiateurs chimiques) mis en jeu lors de la réaction inflammatoire. Savoir immunité innée/ immunité adaptative et évolution. Ressources : Documents + livre SVT. Vidéo : réaction inflammatoire (cndp). Animation flash : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio0064-2 http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio0005-3 logiciel Rastop : modèle moléculaire – COX + acide arachidonique, acide arachidonique seul, ibuprofène seul. Matériel : frottis sanguin humain. vers de terre, suspension de levures. Microscope, lames et lamelles. Matériel informatique. Activité 1 : comprendre les symptômes de la réaction inflammatoire. 1. A partir du document 1 et de votre livre p 292-293, expliquer l’origine biologique des symptômes ressentis par votre patient. 2. Pourquoi la sensation douloureuse, bien que désagréable, peut-elle être considérée comme bénéfique ? Activité 2: comprendre la mise en place et les conséquences biologiques de la réaction inflammatoire. 1. Observer au microscope le frottis sanguin humain et repérer différents acteurs sanguins du système immunitaire (document 2). 2. Expliquer comment la réaction inflammatoire se met en place (p294). 1 3. Expliquer comment la réaction inflammatoire participe à la défense de l’organisme en éliminant les agents infectieux (bactéries, virus, champignons, …). Vidéo réaction inflammatoire, animation flash+ p 295. 4. Suivre le protocole pour observer la phagocytose de cellules de levure effectuée par les coelomocytes de Vers de terre (document 3). 5. Faire un schéma fonctionnel du déroulement de la phagocytose. Activité 3: contrôler les symptômes de la réaction inflammatoire. La réaction inflammatoire permet donc la mise en place de la réponse immunitaire innée (participation à l’élimination des agents infectieux) et la mise en place d’une réponse immunitaire adaptative. Cependant, comme c’est le cas chez votre patient, lorsque les symptômes de la réaction inflammatoire perdurent ou sont trop importants (fièvre, douleur) vous devez lui prescrire des anti-inflammatoires. 1. Justifiez le choix d’un traitement adapté pour votre patient (document 4). 2. Présenter, à partir de l’exploitation des documents 5, 6 et 7, les conditions de la production des prostaglandines inflammatoires. 3. A partir de l’exploitation du document 8 et de l’utilisation des fonctionnalités du logiciel Rastop, rechercher une explication à l’activité anti-inflammatoire de l’ibuprofène. Activité 4 : immunité et évolution (p 291). 1. D’un point de vue évolutif, en quoi les deux stratégies de l’immunité se distinguent-elles ? 2. Argumenter l’idée que l’immunité innée repose sur des mécanismes de reconnaissance très conservés au cours de l’évolution. Activité 5 : la mise en place d’une réponse immunitaire adaptative (p296-297). 1. Expliquer pourquoi la réponse immunitaire adaptative nécessite d’être « préparée ». 2. Résumer l’enchaînement des étapes et mécanismes de cette préparation. 2 Document 1 : extrait du dossier médical du patient. 1. Prélèvement effectué par le laboratoire le 6/01/16 SANG HEMOGRAMME Valeurs du patient Valeurs normales selon l’âge Globules blancs Globules rouges Hémoglobine FORMULE LEUCOCYTAIRE 12000 par mm3 5480 000 par mm3 16.6 g/100 ml 4000-10000 4 500 000- 6500 000 11-27 Polynucléaires neutrophiles Polynucléaires éosinophiles Polynucléaires basophiles Lymphocytes Monocytes PLAQUETTES 8500 par mm3 500 par mm3 450 par mm3 3500 par mm3 1600 par mm3 173 000 par mm3 1450-7500 inf à 500 200 1000-4000 100-1000 150 000- 450 000 2. Coupe de peau comportant un corps étranger (microscope optique) Des réactions inflammatoires se produisent autour de tout corps étranger dans un tissu. Ainsi, dans une coupe de peau, nous trouvons en 1 une épine qui s'est implantée (cellules végétales très géométriques et régulières). Tout autour en 2 apparaît une réaction inflammatoire où l'on peut trouver diverses cellules phagocytaires (monocytes, polynucléaires). 3 Document 2 : les cellules du système immunitaire. Frottis sanguin : globules rouges (cellules sans noyau), amas de particules (plaquettes sanguines), et cellules à noyaux les leucocytes ou globules blancs. 1 globule blanc (7000 par mm3 de sang) pour 700 globules rouges (si pas d’infection). Photos ci-dessous ; coloration ou non, microscope optique ou électronique transmission ou balayage. LEUCOCYTE GRANULOCYTE ou POLYNUCLEAIRE Noyau réparti en plusieurs lobes Photographie DIAMETRE MOYEN 12 à 14 µm MASTOCYTE Contient de nombreux granules. 8 à 20 µm MONOCYTE Grosses cellules avec un noyau volumineux souvent en forme de fer à cheval (300 à 600 par mm3 sang) MACROPHAGE (pas dans sang mais tissus) Provient des monocytes sanguins. CELLULE DENDRITIQUE Avec nombreux prolongements cytoplasmiques . Présence dans tous les tissus. LYMPHOCYTE Petites cellules avec un noyau arrondi qui occupe presque tout le volume de la cellule (800 à 2300 par mm3 de sang) 20 µm 30 à 60 µm variable RÔLES PRINCIPAUX -Neutrophiles : phagocytose. -Eosinophiles : libération de granules permettant de dégrader les antigènes trop gros pour être phagocytés. -Basophiles : libération d’histamine lors de la réaction inflammatoire -Sécrétion d’histamine (vasodilatation des vaisseaux sanguins et chimiotactisme des autres leucocytes) et de prostaglandines. -Peuvent traverser la paroi des vaisseaux et se transformer en macrophages. -Sécrétion de médiateurs chimiques de l’inflammation. -Phagocytose (membrane très déformable) -Sécrétion de médiateurs chimiques de l’inflammation. -Phagocytose. -Cellule présentatrice de l’antigène. -Sécrétion de médiateurs chimiques de l’inflammation. -2 types : lymphocytes B et T. -Réponse immunitaire adaptative. 7 à 9 µm 4 Document 3 : protocole pour observer la phagocytose de cellules de levure par des macrophages de Lombric. 5 Document 4 : trousse à pharmacie. Document 5: la chaîne de biosynthèse des prostaglandines. 6 Document 6 : conditions de synthèse de la cyclo-oxygénase (COX) dans les monocytes ou granulocytes. Document 7 : mode d’action moléculaire des enzymes et de l’ibuprofène. Document 8 : influence de l’ibuprofène sur l’activité de la COX. 7