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Anatomie et physiologie du système immunitaire
Chapitre 1
Il assure la défense de l’organisme et préserve son intégrité. Il est composé par des acteurs qui
sont les organes lymphoïdes, les cellules et les molécules.
Il doit être capable de reconnaître les propres constituant de l’organisme (= le soi) des éléments
étrangers (= le non soi) pour les éliminer. Quand l’organisme est agressé, les différents acteurs
réagissent grâce à deux mécanismes ; les réactions non spécifiques et les réactions spécifiques.
I) Le non soi
Il est constitué par des éléments étrangers appelés antigènes. Ce sont des substances identifiées
comme étrangères par les structures de reconnaissance du système immunitaire, et elles peuvent
déclencher des réactions immunitaires pour être éliminées.
1) Les antigènes exogènes
Les agents infectieux :
- Les champignons.
- Les bactéries.
- Les protozoaires (ex : le toxoplasme).
- Les virus.
Les greffes :
- Les allogreffes (= lorsque le donneur et le receveur appartiennent à la même espèce).
- Les xénogreffes (= lorsque donneur et receveur sont d’une espèce différente).
2) Les antigènes endogènes
Il s’agit du soi modifié (ex : cellules usées, mortes ou cancéreuses).
II) Le soi
Chaque individu est unique ; il possède ses propres marqueurs. On en distingue 2 sortes :
- Les marqueurs majeurs : c’est le système CMH (= Complexe Majeur
d’Histocompatibilité). Ils sont situés sur les membranes plasmiques de toutes les
cellules nucléées et sont responsables du rejet des greffes. Ils sont aussi appelés HLA.
- Les marqueurs mineurs : ils caractérisent les groupes sanguins et sont constitués par le
système ABO et le système rhésus.
Ces 2 systèmes sont dus à la présence ou à l’absence de substance fixée sur les membranes
plasmiques des globules rouges.
III) Les acteurs
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On distingue les organes, les cellules et les molécules lymphoïdes.
1) Les organes
Les organes et les formations lymphoïdes sont disséminés dans tout l’organisme. Ils sont reliés
entre eux par un réseau de vaisseaux sanguins et lymphatiques.
Les organes lymphoïdes primaires
Ils sont le siège de la différenciation et de la maturation des cellules du système immunitaire :
- Le thymus est un organe bilobé, situé en dessous du sternum, dans le médiastin. Sa taille
augmente pendant l’enfance et s’atrophie en fin de vie.
- La moelle osseuse rouge est située dans l’os spongieux ; elle intervient dans l’hématopoïèse
et a pour mission de produire toutes les cellules du sang. C’est le lieu de maturation des
lymphocytes B.
Les organes lymphoïdes secondaires
- Les ganglions lymphatiques (ou nœuds lymphatiques) sont invisibles car ils sont situés
dans le tissu conjonctif. On les trouve sur le trajet des vaisseaux lymphatiques et ils sont
regroupés dans certaines régions (inguinale, pelvienne, axillaire et cervicale). Ils peuvent
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être envahis par des micro-organismes et constituent une barrière anti-microbienne. Les
ganglions peuvent devenir des foyers cancéreux quand ils sont envahis de métastases.
- La rate est un organe richement vascularisé, situé sous le diaphragme, dans la cavité
abdominale (à gauche).
Elle est constituée à 30% de pulpe rouge ; elle filtre le sang, dégrade les globules rouges et
emmagasine des plaquettes : elle constitue donc une réserve de cellules sanguines. Elle
assure une fonction hématopoïétique jusqu’au dernier mois de la vie fœtale.
Elle est constituée à 20% de pulpe blanche (= formation lymphoïde). C’est un lieu de
prolifération des lymphocytes et d’élaboration des défenses immunitaires.
Les formations lymphoïdes
- Les amygdales forment des renflements dans la muqueuse, et d’après leur situation, on
distingue les amygdales palatines (latérales et dans la partie postérieure de la cavité
buccale), les amygdales pharyngiennes (= végétations situées dans la paroi post du nasopharynx), les toncilles tubaires (au niveau de l’ouverture des trompes d’Eustache, dans le
naso-pharynx) et les toncilles linguales (à la base de la langue).
- Dans les muqueuses digestives (ex : plaques de Peyer, dans la muqueuse de l’iléon).
- L’appendice est une structure où les lymphocytes mémoires sont produits (= lymphocytes
destinés à l’immunité à long terme).
2) Les cellules
Les réactions immunitaires nécessitent la coopération de plusieurs types de cellules appartenant
toutes à la lignée des globules blancs.
Les leucocytes circulants
On en distingue 3 sortes :
- Les polynucléaires ou granulocytes : ils possèdent un seul noyau polylobé, et leur
cytoplasme renferme des granulations. Selon l’affinité tinctoriale (= des couleurs), on
distingue 3 populations de polynucléaires :
o Les neutrophiles : ce sont les plus nombreux (60 à 70%) ; ils ont un rôle dans
les réactions inflammatoires, la phagocytose et la destruction des bactéries.
o Les éosinophiles ou acidophiles : 1 à 3%, ils sont actifs dans la destruction des
parasites et dans l’atténuation des allergies.
o Les basophiles : < 0,5%, leurs granulations renferment de l’histamine,
responsable des allergies.
- Les lymphocytes : 25% des globules blancs, ils constituent une population hétérogène
avec 2 populations :
o Les lymphocytes B ou LB : ils
acquièrent leur maturation (càd
leur immuno-compétence) dans
la moelle osseuse rouge, et ils
peuvent reconnaître les antigènes
grâce
à
des
récepteurs
membranaires.
o Les lymphocytes T ou LT : ils
acquièrent
leur
immuno-
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compétence (= fixation de leur récepteur membranaire) dans le thymus. Ces
substances ne sont pas capables de reconnaître directement les antigènes ; il
faut que l’antigène soit en parti digéré par un macrophage.
Les monocytes : ce sont les plus grosses cellules (10%) ; elles passent dans le sang et
arrivent dans les tissus où elles se transforment en macrophage.
Les leucocytes tissulaires
- Les macrophages : ils peuvent être libres dans les tissus ou fixés à certains organes
(ex : le poumon, le foie). Ils ont plusieurs rôles : la phagocytose (= digestion), la
sécrétion de substances qui stimulent les LB et les LT et une fonction immunitaire (il
n’y a pas de réactions immunitaires sans l’intervention des macrophages).
- Les monocytes : ce sont des cellules très mobiles qui luttent contre les virus et les
bactéries intra-celullaires.
3) Les molécules
Les cellules de l’immunité exercent leur fonction grâce aux substances qu’elles produisent.
Les substances fixées à la membrane plasmique
- Les substances fixées aux LB et LT.
- Les marqueurs biologiques : HLA, groupe sanguin et rhésus.
Ces substances servent à reconnaître les antigènes.
Les substances qui stimulent les réactions immunitaires
- L’histamine.
- Les interleukines : certaines sont utilisées dans les ttt anti-cancéreux.
On les appelle les médiateurs chimiques.
Les substances qui neutralisent les antigènes
- L’interférent : c’est une substance chimique produite par les cellules infectées par un
virus. Elle inhibe la croissance virale. La réaction n’est pas spécifique.
- La perforine : c’est une substance sécrétée par certains LT ; elle se fixe sur la
membrane plasmique de cellules cibles et entraîne leur destruction.
- Les lysozymes : ce sont des enzymes anti-bactériennes qui se trouvent dans la salive,
les larmes et les sécrétions nasales.
- Les pyogènes : ils sont responsables de la fièvre. C’est une substance chimique
sécrétée par les leucocytes, les macrocytes exposés aux bactéries ou à d’autres intrus.
L’organisme peut présenter une réaction locale (= réaction inflammatoire) ou une
réaction généralisée. Si une forte fièvre est dangereuse pour l’organisme, une fièvre
légère est bénéfique.
- La protéine C réactive : produite par le foie en réponse à des molécules de la réaction
inflammatoire, elle sert de repère clinique pour diagnostiquer une infection aiguë ou
une réaction inflammatoire.
- Les anticorps : ce sont des protéines libérées par un plasmocyte en réponse à
l’introduction dans l’organisme d’un antigène.
L’anticorps se lie de manière spécifique à l’antigène pour le neutraliser. On peut aussi
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parler d’immunoglobuline. Il appartient au groupe des gammaglobulines des protéines
sériques. Il a deux fonctions : récepteur de l’antigène, à la surface des LB et effecteur
de la réaction immunitaire humorale.
On distingue 4 types d’immunoglobulines :
o Les Ig G (75%) : elles protègent des bactéries, des virus et des toxines. Elles
circulent dans le sang et la lymphe, elles traversent le placenta et produisent
une immunité passive chez les fœtus et les nourrissons < 6 mois.
o Les Ig A : protègent les muqueuses ; on les trouve dans la salive, les sueurs et
le lait maternel.
o Les Ig M : c’est la première classe d’Ig libérée au cours d’une réaction. Sur le
plan du diagnostic, elle indique une infection récente.
o Les Ig E : elles existent dans le plasma à l’état de trace, mais la concentration
augmente en cas d’allergie.
Le complément : il est appelé ainsi car il complète et amplifie l’action des anticorps. Il
constitue l’un des principaux mécanismes de destruction des substances étrangères à
l’organisme.
Il forme un système constitué d’environs 20 protéines qui circulent dans le sang et qui
sont sous formes inactives. Lorsqu’elles sont activées, elles provoquent une cascade
de réactions. Ces activations se font de deux manières différentes :
o Spécifique par voie directe : les antigènes se fixent sur les anticorps (Ig M ou
Ig G).
o Non spécifique, par des composants de la membrane des microbes (bactéries
ou cellules infectées par des virus).
Le complément a plusieurs actions :
o Lyse les cellules étrangères ou infectées (= action cytolytique principale).
o Amplifie les processus inflammatoires.
o Favorise la phagocytose.
o Exerce des effets chimio-tactiques (il attire les globules blancs vers les lieux
d’infection).
NB : les individus ayant une déficience dans l’un des composants sont atteints par des infections
bactériennes répétées comme les individus ayant une déficience en anticorps.
IV) Les défenses de l’organisme
Les microbes pathogènes déclenchent une maladie infectieuse ou des troubles +/- graves.
L’organisme réagit et met en œuvre 2 types de réponse.
1) Les réponses non spécifiques
Naturelles, elles permettent de réagir rapidement aux agressions sans avoir à reconnaître les
substances étrangères.
L’organisme est cependant protéger de l’environnement par un certain nombre de barrières
naturelles.
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a) Les barrières naturelles
C’est la 1ère défense de l’organisme.
La peau :
- Barrière physique : assurée par la couche cornée constamment renouvelée, c’est une
protection contre les microbes.
- Barrière chimique : la sueur avec son pH acide ainsi que le sébum antibactéricide
s’opposent au développement des microbes.
- Barrière biologique : la flore bactérienne empêche les bactéries pathogènes de s’y
installer.
Les muqueuses : la présence de poils, de cils vibratiles et de mucus constitue une barrière
antimicrobienne (dans l’appareil respiratoire, digestif et génital).
Toutes ces barrières sont fragiles : la moindre plaie entraîne l’entrée de microbes.
La 2ème ligne de défense se met en place grâce à des mécanismes internes qui font intervenir des
cellules et des molécules.
b) Les moyens cellulaires
Lorsque les microbes arrivent dans les tissus, 2 mécanismes se déclenchent.
La réaction inflammatoire : immédiate, rapide et locale, elle est caractérisée par 4 symptômes.
Des médiateurs chimiques comme l’histamine ou le complément augmentent la perméabilité
capillaire. Les polynucléaires neutrophiles vont alors vers le lieu de l’infection ; les monocytes
suivent ensuite. Une fuite du plasma entraîne alors un gonflement (= tuméfaction). L’œdème
comprime les terminaisons nerveuses et donne une sensation de douleur. Il y a alors dilatation des
vaisseaux sanguins, ce qui augmente le débit sanguin et provoque une rougeur et de la chaleur.
La réaction inflammatoire amorce la réparation des tissus lésés et oriente les éléments actifs du
système immunitaire vers le lieu de l’infection.
NB : le début de la réaction inflammatoire est accompagné d’une leucocytose (= augmentation
du nombre des polynucléaires).
La réaction inflammatoire peut se manifester à la suite d’un traumatisme, d’une irritation par une
substance chimique ou d’une chaleur intense.
Pour que la réaction inflammatoire soit efficace, il faut qu’elle soit suivie par la phagocytose.
La phagocytose : c’est l’ingestion de particules étrangères solides par une cellule appelée
phagocyte (polynucléaires neutrophiles, acidophiles (spécifiques aux parasites) et monocytes).
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Elle se déroule en 3 étapes : l’adhésion ou adhérence, l’ingestion ou absorption et la digestion.
Dans les endroits gravement infectés, il se forme du pu (composé de polynucléaires, de microbes
morts et vivants et de cellules nécrosées). La suppuration peut alors se résorber d’elle-même
grâce à l’action des macrophages qui nettoient ; cependant, parfois le pu se collecte dans un sac
tapissé de fibres de collagène et forme un abcès.
Les microbes qui ont pu échapper à la phagocytose locale se retrouvent dans la circulation
lymphatique et provoquent une lymphangite (= réaction régionale).
S’ils arrivent à gagner les ganglions, ils provoquent une adénite.
Dans certains cas, les microbes gagnent la circulation générale et entraînent une septicémie (=
réaction généralisée).
c) Les moyens chimiques
L’interférent : non spécifique, il est anti-viral.
Le lysozyme : dans la salive et les larmes.
Les substances pyrogènes.
Le facteur du complément.
Lorsque la 2ème ligne de défense ne suffit pas, une 3ème ligne se met en place : c’est le système
immunitaire adaptatif ou spécifique.
2) Les réponses spécifiques
Adaptée, elle nécessite une reconnaissance de l’intrus ; les mécanismes ne sont donc pas
immédiats.
On distingue 2 mécanismes qui varient avec la nature de l’antigène : la réponse humorale et la
réponse cellulaire.
a) La réponse humorale
Elle est assurée par les anticorps qui circulent dans la lymphe et le sang.
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Ces anticorps réagissent de manière spécifique aux antigènes.
Les mécanismes de réponse : un antigène doit être facilement accessible (soluble, bactéries
extra-cellulaires, virus libres).
On compte 3 étapes :
- La reconnaissance : elle se fait de manière directe (les anticorps membranaires
reconnaissent directement l’antigène) ou indirecte (elle nécessite la coopération des
LT4 (= LTH ou LTa) qui sécrètent des interleukines quand ils sont activés,
provoquant alors l’activation des LB).
- La multiplication : les LB activés se multiplient.
- La différenciation : elle conduit à deux sortes de cellules :
o Les cellules effectrices ou plasmocytes qui sécrètent des anticorps libres.
o Les LB mémoires qui gardent les anticorps fixés sur leurs membranes et qui
peuvent provoquer des réactions humorales quasi immédiates s’ils rencontrent
de nouveau le même antigène.
NB : les anticorps circulants (Ig M) atteignent leur concentration maximale vers le 10ème jour,
avec ensuite leur production qui diminue.
Pour la vaccination, il faudra donc un rappel pour relancer la production des anticorps (Ig G) à
longue durée de vie.
NB : l’immunité humorale peut être transmise par sérum.
Les fonctions des anticorps : les anticorps n’ont pas la capacité de détruire les antigènes.
Avec les antigènes, ils forment un complexe immun visualisé en labo par :
- Des réactions d’agglutination des globules rouges : permet d’identifier les groupes
sanguins.
- Des réactions de précipitation avec les antigènes solubles.
Le complexe provoque l’activation du complément qui entraîne la lyse cellulaire.
b) La réponse cellulaire
Les substances protectrices sont des cellules vivantes.
La réponse cellulaire fait intervenir uniquement les LT et les macrophages.
Les LT forment une population hétérogène : LT4, LT8 ou LT cytotoxiques (= LTc) et
suppresseurs (= cellules de régulation qui libèrent des messagers chimiques pour diminuer la
réaction immunitaire).
Cette réponse se déroule avec les 3 même étapes que la réaction humorale :
- La reconnaissance : les LT8 reconnaissent et se lient à l’antigène (cellules
cancéreuses, greffes, parasitées par un virus ou une bactérie). Les LT8 peuvent avoir
besoin de l’aide des LT4 qui sécrètent les messagers chimiques pour les activer.
- La multiplication.
- La différenciation : il se forme 2 populations :
o Les LTc mémoires pour l’immunité spécifique durable.
o Les LTc se collent à des cellules infectées et ils injectent des molécules de
perforine qui perforent la membrane et provoquent la lyse cellulaire.
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Dans les 2 types d’immunité, on retrouve 3 phases :
- L’induction par la reconnaissance.
- L’amplification par la multiplication.
- La phase effectrice : les substances protectrices sont les anticorps du sang (réponse
humorale) ou les LTC (réponse cellulaire).
NB : on peut suivre l’immunité d’un individu vacciné par le BCG en faisant un test
tuberculinique (il détecte par réaction inflammatoire locale la présence de LT mémoire).
V) Acquisition de l’immunité
Naturelle
Artificielle
=> active : par contact avec des microbes.
=> passive : de la mère (par le placenta et le lait).
=> active : vaccination préventive.
=> passive : sérothérapie.
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