Partie 3- chapitre 2 - SVT au Lycée Maupassant

Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Séance 1 : la réaction inflammatoire, un exemple de réaction immunitaire innée
Situation de départ : Mr X s’est blessé le genou en coupant des rosiers. La plaie a peu saigné mais deux jours plus tard, la plaie est douloureuse, gonflée, rouge et du pus s’est formé.
M. X est alors obligé de consulter un docteur qui nettoie la plaie et lui prescrit comme anti-inflammatoire de l’ibuprofène et lui demande de revenir si les symptômes de cette inflammation
ne disparaissent pas.
L´objectif : Vous êtes le docteur de M. X et vous devez faire un rapport détaillé de sa situation médicale afin de lui expliquer les mécanismes de cette inflammation.
Vous devez pour cela utiliser les documents proposés, les observations microscopiques, une animation et le logiciel de comparaison de molécule « Rastop ».
Matériel à votre disposition
-Documents 1 -2-4-5-6-8 et livre
page 268-271
-Microscope
-Lames minces de frottis sanguins
d´une personne normale et d´une
personne malade.
-Document 2
Ce qui est attendu dans votre rapport
Poste 1 : La réaction inflammatoire
- A partir du doc 1 réaliser un tableau comparatif d’une peau saine et d’une peau lésée au niveau
de l’épiderme, des vaisseaux sanguins et des cellules.
- Expliquer en une phrase ce qu´est une réaction inflammatoire. (document 1 - 2 et 7 )
- Compléter un tableau de synthèse permettant de révéler l'origine, au niveau tissulaire, cellulaire,
moléculaire des différents symptômes cliniques observés lors d’une inflammation
Symptômes extérieurs
Origine au niveau
Origine au niveau
Origine au niveau
de la réaction
tissulaire
cellulaire
moléculaire
inflammatoire
Poste 2 : Les cellules du sang
- Observer les frottis sanguins d'un sujet normal et d'un sujet présentant une infection bactérienne
(septicémie). Identifier les globules blancs impliqués dans cette réaction.
- Réaliser un dessin comparé des deux frottis. (vous devez pouvoir identifier n’importe quelles
cellules observables)
+ certaines cellules se ressemblent le rapport entre la surface de leur noyau et leur cytoplasme permet
de les identifier et d’estimer leur activité. Proposer une méthode pour différencier plasmocyte et
lymphocyte.
-Ordinateur et animation
« phagocytose »
- doc 7
-Document 1à 4 page 274
- doc 5 page 275
-Logiciel Rastop et la fiche
protocole d´utilisation
-Document 5 – 9 et 10
Poste 3 : Les cellules immunitaires impliquées dans cette réaction inflammatoire.
- Expliquer le rôle des cellules immunitaires dans la phagocytose
- Identifier les 4 étapes et préciser à partir du doc 5 page 275 une 5éme étape
- Compléter le schéma d’un macrophage (doc 8) en figurant les 5 étapes
Poste 4 : Les médicaments anti-inflammatoires
- Justifier le traitement à base d’ibuprofène (Advil, Nurofen…) pour traiter l´inflammation et la
douleur.
- Présenter une image justifiant votre réponse
Compétences
Observer et comparer une
coupe histologique ou des
documents en microscopie
avant et lors d'une réaction
inflammatoire aiguë.
Présenter les résultats pour les
communiquer
Recenser, extraire et exploiter
des informations, sur les cellules
et les molécules impliquées
dans la réaction inflammatoire
aiguë.
Recenser, extraire et exploiter
des informations, y compris
à l´aide d´une logiciel, sur les effets
de
médicaments antalgiques et
anti-inflammatoires.
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Document 2 : Les symptômes de l’inflammation
Document 1 : doc 4 page 269
plaie
de mX
Document 3 : principales cellules immunitaires
Plasmocyte : cellule sécrétrice d’anticorps issue de la différenciation d’un
lymphocyte B. Localisation : sang et organes lymphoïdes secondaires.
Document 4
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Document 4 : extrait du dossier médical de M X
Doc 5
Document 6 : Biosynthèse des prostaglandines
Données expérimentales
On mesure l’activité de l’enzyme de la cyclo-oxygénase (COX) en présence de
concentrations croissantes d’ibuprofène (10-7 à 10-3 µM).
Protocole : En absence d’ibuprofène, on mesure l’activité d’une quantité ‘Q’
de COX et on lui attribue la valeur 100% d’activité. On ajoute ensuite à la
même quantité ‘Q’ de COX une quantité ‘q‘ d’ibuprofène, puis on mesure
l’activité de l’enzyme (c’est à dire la synthèse de prostaglandine à partir de
l’acide arachidonique).
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Document 7 Mouvement d’un granulocyte
Document 8 : doc 1-2-4-5-6 page 270/271
Fiche protocole du logiciel « RASTOP »
Mode d’action des médicaments anti-inflammatoires
Des études moléculaires ont montré que la molécule
d’ibuprofène se fixe au niveau du site actif de la molécule
COX et interagit, entre autre, avec 3 acides aminés :
l’arginine, la tyrosine et la sérine.
Protocole :
Traiter les modèles moléculaires afin :
- d´identifier les substrats, acide arachidonique (noté acd
dans RasTop) ou ibuprofène (noté ibp), de chaque complexe
enzymatique COX,
- de localiser les acides aminés du site actif qui assurent une
liaison temporaire avec le substrat spécifique.
Fichiers disponible de modélisation moléculaires des
complexes :
-Enzyme cox avec son substrat : fichier « enzyme_cox_ acide
arachidonique.pdb »
-Enzyme cox avec ibuprofène : fichier
« enzyme_cox_ibuprofène.pdb »
-Acides aminés du site actif : Arginine 120(noter : arg120),
Sérine 530(noter : ser530),, tyrosine 385. (noter : tyr385),
Document 9 : Schéma d’un macrophage
Document 10 : doc 6 page 273
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Notions construites :
-
La réaction inflammatoire aiguë (RIA) est un mécanisme essentiel de l’immunité innée. Elle fait suite à l'infection ou
à la lésion d'un tissu et met en jeu des cellules et des molécules à l'origine de symptômes stéréotypés (rougeur,
chaleur, gonflement, douleur).
-
Les microorganismes seront rapidement éliminés lors d´une réaction immunitaire rapide et non spécifique, la
phagocytose, qui fait intervenir des cellules phagocytaires.
-
L´ibuprofène est un anti-inflammatoire qui réduit l´inflammation, la douleur et la fièvre.
Éléments de réponse et barème :
Poste 1 : les symptômes de la réaction inflammatoire
Type de
peau
Peau saine
Aspect de l'épiderme et du
derme
collés
Aspect des vaisseaux
sanguins
Présents, petit diamètre
Peau
inflammée
Décollés avec infiltration de
plasma
Présents, dilatés, paroi plus
épaisse
Symptômes extérieurs
de la réaction
inflammatoire
Rougeur
Chaleur
Œdème
Douleur
Origine au niveau tissulaire


Aspect des cellules
Nbreuses fibres, noyaux ds épiderme visibles
Fibres disparues ou masquées, nombreux
noyaux de GB ( granulocytes) présents dans le
derme, et épiderme semble écrasé avec noyaux
peu visibles
Origine au niveau cellulaire
Afflux de différents globules
blancs par diapédèse (aptitude
des cellules à traverser la paroi
des vs) et chimiotactisme

(attraction des cellules par des
molécules). Les GB sont :
monocytes donnant les
macrophages dans les tissus,
granulocytes circulants, cellules
dendritiques, et mastocytes ds les
tissus
Fibres C nociceptives activées par la pression exercée par l'afflux
de plasma et par des médiateurs chimiques
Afflux de sang
dilatation des
capillaires sanguins
infiltration de
plasma dans les
tissus, entre les
cellules
Origine au niveau
moléculaire
Médiateurs chimiques :
 interleukines IL ou
cytokines
chimiokines (
chimiotactisme)
 cox 2
 prostaglandines
histamine (
démangeaisons)...
Médiateurs chimiques :
 prostaglandines,
bradykinines...
Rougeur : vasodilatation => afflux de sang ; douleur => stimulation des nerfs ; gonflement => vasodilatation, sortie de plasma
et sortie de globules blancs des vaisseaux sanguins : recrutement des GB ; sensation de chaleur => afflux de sang ;
Les cellules sont attirées sur le lieu de l’infection par médiateurs chimiques de l´inflammation comme le TNF, libérés par
certaines cellules de l’immunité dont les mastocytes, et l’histamine qui a un rôle de vasodilatateur.
Poste 2 : Observation au microscope d’un frottis sanguin d’une personne saine et d’une personne souffrant d’une réaction
inflammatoire (leucémique)
- Identification des cellules impliquée dans l’inflammation : augmentation du nombre de globules blancs ou leucocytes : ce
sont des granulocytes (à noyau plurilobé)
- Dessin au crayon, ressemblant, mettant en évidence la différence du nombre de GB entre le sujet normal et la sujet sain, la
différence de taille entre GR et GB, soigné, titré, avec comme légende : plasma, globule rouge ou hématie, globule blanc ou
granulocyte, noyau plurilobé
Poste 3 : Animation montrant
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Les granulocytes peuvent traverser la paroi des vaisseaux sanguins pour se rendre sur lieu de l’infection.
Les microbes seront éliminés lors de la phagocytose par les GB : granulocytes, macrophages et cellules dendritiques.
Poste 4 : Rastop
Logiciel rastop : on attend à ce que les élèves :
les différentes chaînes de la molécule sont colorées, le substrat apparaît ainsi que les 3 acides aminés du site actif
distingués par une couleur différente.
distinguer par une couleur/mode de représentation les 3 acides aminés du site actif et l’ibuprofène.
=> L’ibuprofène occupe le site actif de la COX au niveau de 3 aa (arginine 120, tyrosine 385 et sérine 530), empêchant la
fixation de l’acide arachidonique et donc empêchant la synthèse de prostaglandine => dans la vasodilatation, fièvre et
douleur=> diminution de la réaction inflammatoire.
Séance 1 : Réponse immunitaire innée - Maintien de l’intégrité de l’organisme
Ibuprofène
Aide majeure si besoin:
1)
Ouvrir avec Rastop le fichier « cox_acide_arachidonique.pdb » pour obtenir à l´écran la molécule de
l´enzyme COX liés à son substrat l´acide arachidonique.
2)
Colorer les différentes chaînes de la molécule : atomes/colorer par/chaîne
3)
Faire apparaître le substrat acide arachidonique : taper « acd » dans la fenêtre de l´icône « expression ».
4)
Faire apparaître les acides aminés qui composent le site actif de l´enzyme : taper la position de l´acide
aminé dans la fenêtre « expression » puis représentation en « sphère » et « colorer » en jaune.
Appeler le professeur pour vérifier
5)
Ouvrir le fichier « cox_ibuprofène.pdb ».
6)
Faire apparaître le substrat ibuprofène noté IBP ainsi que les 3 acides aminés du site actif.
7)
Présenter les deux molécules de façon à les comparer.
Appeler le professeur pour vérifier