Tuberculose -TD-Exercice - Lycée René Cassin

Tuberculose
-TD-Exercice-
Vous trouverez le document numérique sur le site internet du Lycée René Cassin (http://www.lyccassin-gonesse.ac-versailles.fr/). Enregistrez le sur votre session avant de commencer à le remplir
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Ce soir vous trouverez sur le site du Lycée l’ensemble des réponses aux questions posées pour cette
journée.
Bon travail et courage.
1.
Le bacille de Koch
Document 1 Description d’une bactérie
Echelle : 0,5µm=1cm
1.1 Indiquer la morphologie de la bactérie représentée sur le schéma du document 1 :
Cette bactérie est un bacille.
1.2 D’après le document 1 , estimer la taille de la bactérie responsable de la tuberculose
pulmonaire(mycobactérie).
 La longueur : 3 µm avec capsule ; 2,25µm sans capsule
 Le diamètre : 1,25 µm avec capsule ; 0,75µm sans capsule
Comparer la taille d’une bactérie avec celle d’un virus et d’un leucocyte
 Un virus :
Beaucoup plus petit : 100 nm
 Un leucocyte : Beaucoup plus gros : 25 µm
1.3 A l’aide de la description du document 1, donner les annotations du schéma de la cellule
bactérienne.
 Les éléments constants
-1 : Ribosome
-2 : Paroi
-3 : Membrane plasmique
-4 : cytoplasme
-5 : ADN circulaire(appareil nucléaire)
 Les éléments
inconstants
-6 : Plasmide
-7 : Capsule
-8 : Flagelle
-9 : Pili
facultatifs
ou
1.4 En se limitant aux éléments constants, citer trois différences essentielles entre une cellule
bactérienne et une cellule animale.1
- : Paroi pour la bacétrie
- : Pas de noyau pour la bactérie
- : pas de réticulum
La cellule bactérienne est une cellule procaryote. Définir ce terme.
Elle ne possède pas un véritable noyau
Déduire et définir l’adjectif qui qualifie une cellule animale au regard de la bactérie qui est
une cellule procaryote.
La cellule animale possède un vrai noyau, c'est une cellule eucaryote
1.5 Associer à chaque annotation du document 1 à la fonction de la colonne de droite.
Nom de la structure
Appareil nucléaire
Cytoplasme
Capsule
Pili
Flagelle
Plasmide
paroi
Membrane
Ribosome
Rôle de la structure
Il est le support de l’information génétique
Il contient des molécules en solution et est le siège de réactions
biochimiques.
Elle protège la bactérie de la phagocytose
Ils assurent le transfert d’informations génétiques entre bactéries
Il assure la mobilité de la bactérie
Ils sont le support de l’information génétique de la bactérie
Elle maintien la morphologie de la bactérie et assure sa protection
Elle est le siège de la respiration cellulaire
Il réalise la synthèse protéique
1.6 Le Bacille de Koch (B.K.) est une bactérie pathogène, définir les termes suivants :
 Pathogène :
Qui provoque des maladies
 Pathogénicité Capacité à provoquer des maladies
1
Voir structure et ultrastructure de la cellule (cours de 1ère)
Citer les structures qui entourent le cytoplasme du B.K.
Membrane, paroi et une capsule.
Proposer une hypothèse pour expliquer la pathogénicité du B.K. :
La paroi et la capsule protège le B.K. de la phagocytose
2.
L’infection bactérienne
Document 2 Un cas clinique
Face ventrale
1,0
3,0
Côté gauche
Côté droit
5,0
4,0
2,0
6,0
2.1 Titrer le cliché du document 2, en précisant la technique utilisée.
Face dorsale
Préciser le plan de coupe et la vue qui correspond à cette observation.
Plan transversal, vue du dessous
Placer sur le document les expressions suivantes : Face dorsale, face ventrale, côté droit et
coté gauche.
Repérer et nommer les principaux organes visibles. Placer les chiffres 1 à 6 sur le cliché.
-1 : Coeur
-4 : Poumon gauche
-2 : Vertebre
-5 : Aorte
-3 : Poumon droit
-6 : Côte
Repérer et nommer l’anomalie visible sur ce cliché2.
Les poumons présentent des opacités qui apparaissent en blanc.
2
Les structures à nommer sont appelés aussi tubercules. A un stade plus avancé de la maladie, le contenu des
tubercules se liquéfie et s’effondre pour former des cavernes.
2.2 Lister les signes cliniques et paracliniques présentés par monsieur D et compléter le tableau.
Signes cliniques
Signes paracliniques
-Altération de l'état général (asthénie , anorexie,
amaigrissement...)
-Toux fébrile
-Pneumopathie traînante et ne cédant pas au
traitement
-Hémoptysie
-Opacité au niveau des lobes pulmonaires
-Expectoration contenant des B.K.
-BK présent dans le sang, les urines, la
moelle osseuse et le liquide gastrique.
Souligner dans le tableau le signe d’appel de la tuberculose
2.3 Les évènements qui conduisent à la tuberculose sont donnés dans la liste ci-dessous, dans le
désordre. Classer les évènements dans l’ordre chronologique en leur attribuant les lettres A à
G.
1
2
3
4
5
6
7
Evénement
Une émission de gouttelettes contenant du B.K. par un sujet atteint de tuberculose
pulmonaire
Une dissémination par voie lymphatique et ganglionnaire, puis sanguine, avec des
localisations secondaires extrapulmonaires(os, méninges,…)
Une phase asymptomatique dans 90% des cas, mais avec une réaction positive à la
tuberculine3.
Une première réaction immunitaire du sujet infecté, la multiplication du B.K. dans
les macrophages alvéolaires.
Une multiplication des B.K. au niveau pulmonaire, dans 10% des cas, malgré la
première réaction immunitaire4.
Une inhalation des B.K. par un sujet(une centaine de bactéries suffis pour infecter),
les B.K. atteignent une alvéole pulmonaire.
L’apparition de manifestations cliniques et radiologiques pour environ 10% des cas.
lettre
A
G
C
D
E
B
F
2.4 Associer les lettres A à g à la phase correspondante de la maladie.
Phase de la maladie
Evènements
Contamination
A, B
Primo-infection ou « tuberculose-infection »
C, D
Tuberculose ou « tuberculose-maladie »
E, F, G
2.5 Les B.K. est un élément du « non soi ». Il entraîne chez le sujet contaminé une première
réaction immunitaire qui met en jeu des macrophages : la maladie est au stade de la
tuberculose-infection.
Cocher la proposition correcte
 L’immunité mise en jeu est :
✔
Naturelle
Spécifique
Acquise
✔
Innée
 Les macrophages réalisent la :
Réaction inflammatoire
Cicatrisation
✔
Phagocytose
L’infection
Ce processus aboutit dans 90% des cas à une guérison définitive. Cependant pour 10% des sujets
infectés, la tuberculose-maladie se met en place. Proposer une explication à cette évolution.
Les mycobactéries résistent à la phagocytose.
3
Le test à la tuberculine ou intradermo-réaction à la tuberculine est un test de dépistage de la primo-infection. Il
permet également de vérifier la situation vaccinale : un test positif se manifeste localement par une induration et
un érythème.
4
Dans la moitié des cas cette multiplication est précoce (moins de 5 ans) ; pour les autres, elle intervient plus
tardivement(parfois plusieurs dizaines d’année après la contamination).
3.
Les lymphocytes T8, la réponse immunitaire
Document 3 Des expériences.
3.1 Analyser la première série d’expériences(BCG5).
Cocher l’interprétation correcte :
✔ Le BCG induit chez le cobaye A une réaction immunitaire qui le protège contre le B.K..
Le BCG détruit le B.K. injecté ultérieurement
Le BCG empêche la multiplication du B.K. dans le cobaye A.
Le BCG facilite la phagocytose du B.K..
Conclure quant à l’action du BCG. Cocher la proposition correcte.
Le cobaye A est :
Stérilisé
✔ Immunisé
Désensibilisé
Séropositif
3.2 Analyser et interpréter la seconde série d’expériences.
Déduire de ces expériences l’élément responsable de la survie de cobaye A.
Les LT8 sont responasbles de la survie du cobaye A.
Proposer une hypothèse quant au mode d’action du BCG.
Le BCG déclenche une réaction immunitaire à médiation cellulaire.
Les LT8 activés et différenciés en LTc vont détruire les B.K..
3.3 L’immunité mise en jeu par le document 3 est spécifique.
Définir l’expression : immunité spécifique.
Cette immunité reconnaît spécifiquement l'antigène.
Cocher l’expression synonyme de l’immunité spécifique :
Immunité naturelle
Immunité innée
✔
Immunité acquise
L’immunité mise en évidence par le document 3 est à médiation cellulaire.
Justifier cette expression.
Elle fait intervenir des cellules (LT8)
Rappeler le nom de l’autre immunité spécifique.
Réaction Immunitaire à Médiation Humorale
5
Le BCG est un bacille tuberculeux atténué, c’est à dire qui a perdu sont pouvoir pathogène, tout en gardant son
immunogénicité.
Document 4 La chronologie des étapes
3.4 Les différents acteurs de la réaction immunitaire sont schématisés dans le tableau. Nommer
chaque acteur.
Bactérie
Macrophage
LT4
LT8
Donner les annotations des schéma du tableau.
-1 : Antigène
-2 : Vucuole de digestion
-3 : Complexe Majeur d'Histocomptabilité
-4 : Récepteur T
Les cellules désignées par les lettres cet d ont une origine commune. Rappeler cette origine.
 Lieu de production : Moelle rouge des os
 Lieu de maturation : Thymus
3.5 Rappeler le nom des trois phases de la réaction immunitaire schématisée dans le document
4. Décrire chaque étape représentée par les lettres A à H.
Phase
Induction
Etape
A
B
C
Amplification
D
E
F
Effectrice
G
H
Description
Arrivé du bacille
Phagocytose
Présentation de l'antigène et activation des lymphocytes
Multiplication clonale des LT4
Multiplication clonale des LT8
Mémorisation de l'antigène (LTmémoire)
Différentiation des LT8 en LT cytolytiques
Le LT8 effectue la cytolyse de l’antigène et de la cellule infectée
Donner la signification des flèches en pointillés sur le document 4.
Interleukines
3.6 La réaction immunitaire décrite met en jeu des coopérations cellulaires. Préciser en quoi
consiste ces coopérations.
Entre les macrophages et les LT4 :
Le macrophage active le LT4 en lui présentant l'antigène
Entre les macrophages et les LT8 :
Le macrophage active le LT8 en lui présentant l'antigène
Entre les LT4 et les LT8 :
Le LT4 active le LT8 grâce aux interleukines 1 et 2
Document 5 La cytolyse
3.7 Les étapes de la cytolyse sont données dans la liste ci-dessous, dans le désordre. Classer les
étapes dans l’ordre chronologique en leur attribuant les lettres de A à E.
Evénement
Lettre
3
L’action des enzymes aboutit à la lyse de la cellule cible et à la
fragmentation de son ADN.
Les perforines contenues dans les lysosomes sont déversées dans l’espace
intercellulaire.
D’autres enzymes du LT8 pénètre dans la cellule.
4
Un contact s’établit entre la cellule cible et le LT8.
5
En présence de Ca2+ , les perforines s’associent et créent un canal à
travers la membrane plasmique de la cellule cible.
1
2
E
B
D
A
C
Indiquer le processus qui permet au LT8 de lyser la cellule cible.
Le LT8 se fixe sur la cellule cible et libère ses perforines qui perforent la membrane de
la cellule cible.
Dans le monde, la tuberculose tue 3 millions de personnes par an. Le nombre de personnes infectées par le
bacille tuberculeux est estimé à 1,7 milliard, celui des personnes atteinte de tuberculose-maladie à 16 à 20
millions.
En France, l’incidence de la maladie est de 18 pour 100 000, à savoir 9000 par an. Une décroissance régulière
de l’ordre de 5% par an était observée, mais celle-ci est actuellement stoppée. La tuberculose peux conduire à
la mort du sujet contaminé. Les réactions immunitaires spécifiques mises en jeu contre le B.K. ne sont pas
toujours efficaces.
3.8 Une première raison tient au B.K. lui même. Cocher les propositions correctes.
Les LT8 sont la cible du B.K..
✔ Les perforines traversent difficilement les enveloppes bactériennes.
Les ions Ca2+ neutralisent les perforines dans l’espace intercellulaire.
✔ Les B.K. se multiplient.
3.9 Une seconde raison tient au sujet contaminé par le B.K.. Le cas clinique du document 2
présente la situation particulière de monsieur D..
Nommer les deux infections dont souffre monsieur D.
 Infection au HIV

Infection par le bacille tuberculeux
Préciser , dans cette situation le type de maladie auquel correspond la tuberculose.
C'est une maladie oportuniste
Proposer une explication au développement de la tuberculose chez monsieur D et plus largement
à la recrudescence6 chez les sujets infectés par le HIV7.
Ces personnes ont plus leur système de défense spécifique fonctionnel et
donc ne peuvent se défendre contre les B.K.
Plus généralement, l’incidence de la tuberculose est lié à la situation sanitaire et aux conditions
de vie des personnes.
Cocher les cas particulièrement concernés par la tuberculose :
Les patients athéromateux
Les femmes ménopausées
✔ Les personnes dénutries
✔ Les patients traités par chimiothérapie
6
7
La recrudescence correspond à une augmentation de l’incidence d’une maladie.
Les sujet infecté par le HIV perdent leurs LT4.
Les personnes en situation précaires
Les personnes âgées
✔ Les patients en phase sida
✔ Les greffés traités contre les rejets de greffe
Les patients obèses
✔
4.
L’antibiothérapie
Document 6 Un antibiogramme
4.1 Définir une antibiothérapie.
Traitement d'une personne avec des antibiotiques dans le but de détruire une infection
bactérienne dont il est l'objet.
4.2 Définir un antibiogramme.
Un antibiogramme est une technique de laboratoire visant à tester la sensibilité
d'une souche bactérienne vis-à-vis d'un ou plusieurs antibiotiques supposés ou
connus.
Préciser l’intérêt de l’antibiogramme dans le choix du traitement d’un sujet.
Il permet de déterminer les antibiotiques efficaces pour l'antibiothérapie.
4.3 Analyser l’antibiogramme du document 6.
Déduire l’antibiotique le pus efficace.
Cocher sur la photographie
4.4 L’utilisation répété ou prolongée d’un antibiotique peut contribuer à l’apparition de souches
bactériennes résistantes à cet antibiotique.
Cocher la définition qui correspond à une multirésistance bactérienne.
Plusieurs souches bactériennes sont résistantes à un même antibiotique.
✔ Une même souche bactérienne est résistante à plusieurs antibiotiques différents.
Un patient traité par un antibiotique devient résistant à plusieurs souches bactériennes.
Une multirésistance bactérienne peut être à l’origine :
✔
✔
D’une maladie opportuniste.
D’une infection nosocomiale.
D’une recrudescence de la tuberculose.
D’une recrudescence du sida.
5.
Vaccination
Document 7
5.1 Un vaccin est immunogène et non pathogène. Définir ces adjectifs.
 Immunogène : capable de déclancher ne réaction immunitaire
 Non pathogène : Incapable de rendre malade
Cocher la proposition exacte. La vaccination est une thérapie :
Curative
✔ Préventive
Palliative
Justifier : Elle permet de protéger contre une maladie que l'on pourrait contracter.
5.2 Le cobaye A du document 3 est immunisé contre la tuberculose ; il est vacciné contre le
B.K..
Rappeler les réponses immunitaires de cobaye à l’injection du BCG
 La réponse non spécifique : Phagocytose
 La réponse spécifique :
Réponse Immunitaire à médiation Cellulaire
Préciser l’effecteur final de ces réponses pour le cobaye A.
LT cytolytique
Justifier le délais d’un mois entre l’injection de BCG et l’injection de BK.
Le temps que les LTcytolytiques soient produits.
La vaccination repose sur l’existence d’une mémoire immunitaire.
Donner la lettre de l’étape du document 4 qui met en jeu cette « mémoire » immunitaire :
F
5.3 Le cobaye E du document 3 survit à l’injection de B.K.
Préciser la raison de cette survie du cobaye E.
Les LT8 cytolytiques lysent les B.K..
Cocher la réponse exacte. Le cobaye E :
✔ Est vacciné contre le BK
✔
N’est pas vacciné contre le BK
Justifier la réponse :
Les LT8 ne resteront pas très longtemps dans l'organisme du cobaye.
Déduire la réaction du cobaye E si une nouvelle injection de BK avait lieu un mois plus tard.
Il n'y aura plus de LT8 Cytolytiques contre le B.K, l'animal meurt.
5.4 A l’aide du document 7 et des réponses aux questions 5.2 et 5.3, donner le principe de la
vaccination.
On injecte un antigène non toxique capable de déclencher une réaction immunitaire
protectrice sur le long terme.
5.5 Présenter l’intérêt de la vaccination dans la protection individuelle et collective.
La politique de santé publique dans le domaine de la vaccination évolue. Préciser cette évolution
dans le cas de la tuberculose dans les pays occidentaux.
Cocher l’hypothèse correcte :
Dans la population générale,
✔
La vaccination par le BCG n’est plus efficace.
Le risque de contamination par le BK est très faible dans nos pays.
La tuberculose est entièrement éradiquée en Europe.
La tuberculose est soignée facilement.
Document 8
Cocher les propositions exactes.
L’anatoxine est :
✔
✔
Un anticorps anti-tétanique.
Un antigène anti-tétanique.
Une molécule antigénique mais non immunogène.
Une molécule immunogène mais non pathogène.
L’injection d’anatoxine à un sujet induit(provoque) :
✔
✔
La production d’anticorps anti-tétanique par les Plasmocytes de ce sujet.
La production de LT cytolytiques chez ce sujet.
La neutralisation de la toxine tétanique au cas où le sujet est exposé.
La cytolyse du bacille du tétanos au cas où le sujet est exposé.
Préciser le type de réponse immunitaire mis en jeux :
Réaction Immunitaire à médiation Humorale
5.6 Analyser le graphique obtenu suite à la 1ère injection d’anatoxine : la réponse primaire.
De 0 à 8 jour, c'est la phase de latence; il n'y a pas d'anticorps produit.
De 8 à 25 jour c'est la phase de production d'anticorps et elle devient maximale au 25ème jour.
Du 25 au 35 jour la concentration d'anticorps diminue, la protection contre l'antigène se réduit.
Expliquer l’existence d’une phase de latence8 :
C'est le temps de produire les anticorps par le système immunitaire.
Comparer la réponse secondaire, suite à la seconde injection d’anatoxine, à la réponse primaire :
Elle est immédiate et plus intense.
Un sujet qui présente une plaie susceptible d’être souillée par de la terre est exposé au risque de tétanos. En effet,
la terre peut contenir des spores de Clostridium tetani ; ces spores germent dans l’organisme du sujet et le bacille
produit la toxine mortelle. Si la protection vaccinale du sujet n’est pas garantie, une sérothérapie s’impose : elle
consiste en une injection de sérum contenant l’anticorps anti-tétanos. La plupart du temps cette thérapie d’urgence
est associée à un rappel du vaccin, cette association constitue une sérovaccination.
5.7 Relier la thérapie utilisée à ces caractéristiques.
 Sérothérapie
 Vaccination









Le principe actif est un anticorps Sérothérapie
Le principe actif est un antigène Vaccination
Sérothérapie
La protection est immédiate
La protection est différée
Vaccination
La protection est spécifique
Vaccination et sérothérapie
La protection est durable
Vaccination
La protection est limitée dans le temps Sérothérapie
Vaccination
L’immunité est active
L’immunité est passive Sérothérapie
5.8 Donner l’intérêt de la sérovaccination :
Elle permet une double protection : immédiate et dont le relais et pris par l'immunité
donnée par le vaccin sur le long terme.
8
La phase de latence est le temps avant de voir apparaître les anticorps dans le sang circulant.