La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée

R. Kacem
Terminale S - SVT : Corps Humain et Santé
2015/2016
- Les granulocytes sont des leucocytes, reconnaissables au fait qu’ils possèdent un noyau
LATEX de forme
Chapitre 1 - La réaction inflammatoire, une réponse immunitaire innée
irrégulière. Dans leur cytoplasme, on trouve des vésicules qui peuvent être colorées par divers
colorants : ce sont les granulations.
- Les monocytes sont des leucocytes de plus grande taille, leur noyau est de grande taille et est
souvent en forme de rein. Ils se trouvent
localisés dans le sang qu’ils quittent pour se différencier
en macrophages.
Seuls les leucocytes jouent un rôle dans l’immunité.
1
L’immunité innée : première ligne de défense
L’organisme humain se trouve sans cesse confronté à des agressions, qu’elles soient d’origine
externe dues aux micro-organismes, ou bien d’origine interne dues aux cellules potentiellements
cancéreuses. Pourtant, le plus souvent, cet organisme se trouve en bonne santé. Il existe donc un
système de défense qui lui permet de lutter contre ces agressions : c’est le système immunitaire
comprenant des stratégies de défense différentes. Une de ces stratégies correspond à l’immunitée
innée.
1.1
Les défenses naturelles
6= barrières enpêchent la contamination par les micro-organismes pathogènes.
- Les barrières mécaniques :
- la peau : sa desquamation élimine des bactéries ou autres agents infectieux ayant adhérés à
la surface de l’épithélium. Il y a énormément de bactéries sur la peau : la peau est un
écosystème.
- les muqueuses : recouvrent les voies respiratoires, digestives . . . . ; les cellules juxtaposées
sont imperméables à la plupart des microbes, certaines possédant des cils vibratiles dont les
mouvements éliminent les particules.
- Les barrières mécaniques :
- acide gastrique, enzymes digestives, défensines (petits peptides présents en différents
endroits : voies respiratoires, tube digestif. . . )
- Les barrières microbiologiques :
- la flore intestinale : prévient la colonisation par des bactéries pathogènes en agissant
notamment par compétition pour les nutriments.
1.2
Les caractères de l’immunité innée
- C’est la seule immunitée que l’on possède dés la naissance.
- Elle ne nécessite pas d’apprentissage.
- Ses caractères sont hérités génétiquement.
- C’est l’immunité qui se déclenche en premier. Son action est immédiate dés la contamination.
- Son action est non spécifique (elle s’attaque à tous les microbes) et n’a pas de mémoire de
l’infection.
1.3
Les caractéristiques de la réaction inflammatoire
2.1
À l’échelle de l’organisme
Cette réaction locale est brève (quelques jours). Elle peut parfois se généraliser.
Quatre symptômes : Rougeur, Chaleur, Douleur et Gonflement.
- Rougeur : hausse du diamètre des capillaires sanguins, le débit sanguin est augmenté localement
- Chaleur : Afflux sanguin plus important, permet une activité plus rapide de certains acteurs
moléculaires, inhibe aussi le développement des micro-organismes
- Douleur : fibres C, bradykinine et prostaglandine
- Gonflement : Infiltration de plasma dans les tissus : exsudation
Libération sur le site de l’infection de petites molécules : les bradykinines qui sont des messagers chimiques qui provoquent la dilatation des vaisseaux sanguins. Nous avons dans notre peau
des fibres C qui sont reliées à notre cerveau qui véhiculent les messages de douleurs. Le pourcentage
de fibres C activées dépend également de la concentration en bradykinine. Les fibres C s’activent
plus facilement dans les tissus présentant une inflammation.
Suite à l’infection (entrée des microbes), il y a la contamination (multiplication des microbes).
Le but de l’organisme est que l’infection reste au niveau des tissus car il y a risque de multiplication
des microbes : septicémie lorsque les microbes se propagent dans les vaisseaux sanguins. Notre
organisme est conçu de telle façon d’empêcher cela naturellement.
On retrouve des PRR identiques chez des êtres vivants, plantes et insectes par exemple. Les
mécanismes de reconnaissance non spécifique ont donc été conservés au cours de l’évolution.
2.2 À l’échelle des tissus
La réaction inflammatoire se déclenche lorsqu’une plaie est faite sur la peau ou bien qu’un
micro-organisme réussit à franchir cette barrière. La peau infectée présente un grand nombre de
globules blancs(granulocytes et monocytes). Migration des ces cellules vers les tissus =⇒ c’est la
diapédèse : réponse à des signaux chimiques inflammatoires, les phagocytes traversent les cellules
du capillaire sanguin. Les globules blancs sont attirés hors du capillaire sanguin par chimiotactisme.
-
Margination : le globule blanc adhère à la paroi du vaisseau sanguin
Diapédèse : il s’insinue entre deux cellules de la paroi du capillaire sanguin
Chimiotactisme : il se dirige vers le foyer inflammatoire
Phagocytose : destruction des microbes
La défense moléculaire
Diverses molécules solubles sont aptes à reconnaı̂tre les éléments étrangers à l’organisme et à
induire leur élimination. Parmi ces molécules on peut citer :
- Le système du complément : ce dispositif désigne un ensemble de molécules qui vont
s’activer les unes à la suite des autres pour conduire à la formation d’un complexe moléculaire
dit ”d’attaque membranaire” qui, en s’insérant dans la membrane des cellules infectantes,
conduit à leur destruction.
- Les peptides antimicrobiens qui s’insèrent dans la paroi des bactéries, déstructurent celle-ci
et conduisent à la lyse bactérienne.
1.4
2
La défense cellulaire
Toutes ces étapes se réalisent grâce à l’action de messagers chimiques : les chimiokines. Les
monocytes se différencient en macrophages qui réalisent la phagocytose.
3
Les mécanismes de la réaction inflammatoire
3.1
Cellules sentinelles et déclenchement de la réaction inflammatoire
Il y a des cellules sentinelles dans nos tissus. Entres les cellules du derme, il y a certaines
cellules qui vérifient que ”tout va bien” : ce sont les cellules dendritiques, les mastocytes (qui
sont aussi responsables des allergies), et les macrophages. Ces cellules ont la particularité de se
déplacer dans les tissus où elles résident. Si il y a un danger, elles modifient leur comportement (elles
s’immobilisent à l’endroit de l’infection). Elles détectent des molécules présentes chez de nombreux
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L’élimination des agents infectieux : la phagocytose
- Adhésion : la membrane de la cellule phagocytaire adhère à la particule qu’elle va ingérer
- Ingestion : la cellule phagocytaire émet des pseudopodes qui entourent et internalisent la
bactérie dans une vésicule : le phagosome. C’est l’endocytose.
- Digestion : fusion des lysosomes qui se fixent au phagosome et déversent leurs enzymes lytiques
qui coupent la bactérie.
- Rejet des déchets : reconstitution de la membrane plasmique et les débris bactériens sont rejetés
en dehors de la cellule : c’est l’exocytose.
La phagocytose est un mécanisme universel (voir schéma cours).
6
Une réaction qui prépare la réaction adaptative
Définition : La réponse adaptative permet d’amplifier la réponse immunitaire et confère une
réponse spécifique à un agent infectieux ainsi qu’une réponse mémoire permettant une élimination
efficace de l’agent détecté. Cette réponse est plus lente mais plus efficace.
6.1
Figure 1 – Schéma fonctionnel de la réacton inflammatoire aiguë
microorganismes, les PAMPS, grâce à des récepteurs, des marqueurs membranaires présents sur
leur membrane plasmique : les récépteurs PRR.
Cette détection de signaux de dangers induit la sécrétion de signaux chimiques d’alerte qui sont les
médiateurs chimiques de l’inflammation.
3.2
L’action des médiateurs chimiques de l’inflammation
Les médiateurs chimiques de l’inflammation permettent le déclenchement de la réaction
inflammatoire, sa poursuite et sa diffusion à partir du foyer initial.
Les mastocytes libèrent de l’histamine qui provoque la vasodilatation des vaisseaux sanguins et
augmente la perméabilité vasculaire.
Les granulocytes libèrent des prostaglandines qui stimulent les récepteurs de la douleur. Les cytokines
ont des rôles variés : effet chimiotactique, recrutement et activation des cellules inflammatoires,
contrôle de la réponse inflammatoire..
Cela provoque l’arrivée en masse de cellules de l’immunité innée sur le site inflammatoire qui
libèrent à leur tour des médiateurs provoquant le recrutement d’autres cellules immunitaires : c’est
le phénomène d’amplification.
4
Le rôle clé des cellules dendritiques
Les débris cellulaires (petits fragments de peptides = antigène) sont exposés à la surface des
cellules dendritiques. Ce sont les seules cellules capables d’activer les lymphocytes naı̈fs, ce qui initie
la réponse immunitaire. La cellule dendritique devient une CPA = cellule présentatrice de
l’antigène.
Cette CPA va présenter l’antigène à d’autres acteurs de l’immunité. Les lymphocytes sont les cellules
de la réponse immunitaire adaptative mais elles doivent être activées par des CPA.
L’association CMH-antigène exposée à la surface des phagocytes est spécifique. Elle possède une
séquence propre qui lui donne une forme spécifique dans l’espace. Elle permettra le déclenchement
de la réponse immunitaire adaptative.
6.2
La rencontre des cellules dendritiques et des lymphocytes
Les cellules dendritiques matures migrent, par le système lymphatique, dans les organes lymphoı̈des secondaires (ex : les ganglions lymphatiques qui sont des réservoirs de lymphocytes). C’est
au cours de ce trajet qu’elle expose sur sa membrane un plus grand nombre d’antigènes.
Histamine : vasodilatation et perméabilité vasculaire, prostaglandine : douleur, cytokine : chimiotactisme, recrutement, chimiokine : attraction des cellules du système immunitaire, bradykinine :
dilatation des vaisseaux sanguins et douleur.
7
L’immunité innée du vivant
La découverte de cellules de l’immunité innée et du mécanisme de phagocytose chez l’Homme et la
souris a conduit à s’intéresser à la recherche de modes d’action similaires chez d’autres organismes.
Différentes études ont montré que des cellules phagocytaires existent chez un très grand nombre
d’organismes aussi bien vertébrés que non vertébrés. Il s’agit donc de phénomènes largement
répandus dans le vivant.
Le mode d’action des médicaments antalgiques et anti-inflammatoires
4.1
Les anti-inflammatoires non stéroı̈diens
L’aspirine : acide acétylsalicylique, empêche la synthèse des prostaglandines en bloquant l’action d’enzymes responsables de leur synthèse (cyclooxygénase).
Effet secondaire : bloque la sécrétion du mucus protecteur du tube digestif.
4.2
Les anti-inflammatoires stéroı̈diens
Les corticoı̈des : ils agissent sur la production de prostaglandine et limitent l’action des cytokines ce qui réduit la vasodilatation.
Exemple : cortisone qui ralentit la réaction inflammatoire, réaction sur le long terme.
Effets secondaires : hausse du taux de glucose, augmentation de la retention d’eau et d’ions sodium.
Cela demande donc un suivi médical et un régime alimentaire précis.
L’immunité innée repose sur des mécanismes de reconnaissance non spécifiques de
molécules communes à de nombreux pathogènes (PAMPs). Cette reconnaissance se fait grâce
aux récepteurs membranaires des cellules phagocytaires (PRR).
La comparaison des séquences protéiques de plusieurs récepteurs aux pathogènes présents sur les
cellules phagocytaires d’organismes variés révèle de grandes similitudes de séquences et de structure
de ces récepteurs.
Il s’agit donc de récepteurs et de mécanismes de reconnaissance conservés au cours de l’évolution.