Chapitre 1 : Les mécanismes des réponses immunitaires innées et

Chapitre 1 : Les mécanismes des réponses immunitaires innées et adaptatives
Le système immunitaire est constitué d’organes, de cellules et de molécules qui contribuent au maintien de
l’intégrité de l’organisme. Le système immunitaire tolère habituellement les composantes de l’organisme mais
il réagit à la perception de signaux de danger (entrée d’éléments étrangers et modification des cellules de
l’organisme). Par l’activité de ses différents effecteurs, il réduit ou élimine le trouble à l’origine de sa mise
en action. La bonne santé d’un individu résulte d’un équilibre dynamique entretenu par des réactions
immunitaires en réponse à des dérèglements internes ou des agressions du milieu extérieur (physiques,
chimiques ou biologiques). Chez les vertébrés, ce système comprend un ensemble de défenses aux stratégies
très différentes : l’immunité innée et l’immunité adaptative.
L’immunologie correspond à l’étude du système immunitaire. Le système immunitaire correspond entre autre à un
ensemble de cellules qui sont produites au niveau d’organes dits lymphoïdes, zones du corps intervenant plus
particulièrement dans la défense immunitaire, dispersés dans le corps. Leur communication s’effectue grâce aux
réseaux sanguins et lymphatiques. Les organes lymphoïdes primaires sont un lieu de production des cellules de
l’immunité (thymus (maturation lymphocytes T), moelle osseuse) et les secondaires sont un lieu d’action
immunitaire (rate (surveillance du sang) et ganglions lymphatiques (surveillance de différentes régions du corps
et des cellules)).
Au niveau de tous les organes, il y a des réseaux de capillaires sanguins où les cellules de la paroi ne sont pas
strictement jointives. Ainsi, du plasma sanguin et des globules blancs quittent ces vaisseaux pour former la lymphe
qui remplit les espaces intercellulaires. Le sang et la lymphe sont connectés. Les globules blancs traversent les
parois des capillaires sanguins, rejoignent la lymphe et ainsi, patrouillent tout le corps (les globules rouges restent
dans le sang).
Barrières naturelles du corps humain (exemples) :
- Barrières physiques : la peau (desquamation des cellules épidermiques emportant les micro-organismes)
empêche l’entrée des pathogènes, les battements de paupières nettoient l’œil de façon régulière.
- Barrières chimiques : la peau est recouverte d'un mélange composé entre autres d'acides gras, de sébum
et de peptides antibactériens. Le pH à la surface de la peau est maintenu acide (entre 3 et 5). Les glandes
sudoripares sécrètent un antibiotique naturel (dermicidine efficace contre bactéries et eumycètes).
Acidité estomac détruit certains pathogènes. Salive, larmes et sécrétions muqueuses sécrètent lysozyme
enzyme qui attaque paroi bactérie.
- Barrières microbiologiques : la flore bactérienne présente sur la peau et les muqueuses occupe la place et
empêche les pathogènes de s’installer.

I. En quoi les processus mis en jeu lors de l’inflammation permettent-ils le maintien de l’intégrité de
l’organisme ? (TP n°1)
1. Les caractéristiques de la réaction inflammatoire.
La réaction inflammatoire correspond à une réponse immunitaire innée. L'immunité innée ne nécessite pas
d'apprentissage préalable, est génétiquement héritée et est présente dès la naissance. Elle est mise en œuvre
très rapidement en cas d’intrusions de pathogènes (bactérie, virus, champignon ou parasite), de présence de
cellules anormales qui sont cancéreuses (considérées comme étrangères) ou de lésion des tissus.
Elle repose sur des mécanismes de reconnaissance et d'action très conservés au cours de l'évolution (récepteurs
PRR : ex les récepteurs TLR (gènes homologues) qui détectent les pathogènes chez la drosophile existent aussi
chez les mammifères). Très rapidement mise en œuvre, l'immunité innée est la première à intervenir lors de
situations variées (atteintes des tissus, infection, cancer). C’est une première ligne de défense qui agit d’abord
seule puis se prolonge pendant la toute la réaction immunitaire.
Quel que soit le facteur qui la déclenche, la RI se traduit toujours par 4 symptômes : douleur, rougeur, gonflement
et chaleur au niveau de la zone infectée. L’observation des tissus montre un afflux de cellules de l’immunité : les
granulocytes et les monocytes et cellules dendritiques.
2. Les étapes de la réaction inflammatoire
a) Suite à une agression (infection, lésion ou cancer) les cellules de l’immunité innée (cellules sentinelles)
déjà présentes sur le site de l’infection sont activées (se fixent sur le pathogène grâce à des récepteurs
présents sur leur membrane) et synthétisent des molécules appelées : médiateurs chimiques de
l’inflammation. Ces molécules permettent le déclenchement de la réaction inflammatoire, sa poursuite et
sa diffusion à partir du foyer initial. La libération des médiateurs de l’inflammation provoque la dilatation
des vaisseaux sanguins et ainsi l’arrivée en masse des cellules (diapédèse) de l’immunité innée sur le site
inflammatoire. Ces cellules libèrent à leur tour des médiateurs provoquant le recrutement (amplification)
d’autres cellules immunitaires sur le site (granulocytes, cellules dendritiques et monocytes). Certains
médiateurs chimiques stimulent des récepteurs sensoriels spécifiques à l’origine de messages nerveux de
la douleur qui constitue un signal d’alarme.

Médiateurs chimiques de l’inflammation (chimiokines et cytokines) :
- L’histamine (mastocyte) permet la vasodilatation et augmente la perméabilité de la paroi des vaisseaux
facilitant le passage des granulocytes et monocytes. Ceci provoque aussi une infiltration de plasma dans les
tissus et donc le gonflement (œdème). La peau est un tissu très vascularisé et innervé. Lors de l’œdème, des
terminaisons nerveuses sont comprimées entraînant une sensation de douleur.
- Les prostaglandines (mastocyte) vont activer les récepteurs de la douleur (permettant l’alerter l’individu). Elles
participent aussi à la vasodilatation et à l’apparition de fièvre.
Le TNF (alpha) permet entre autre aux granulocytes de s’accrocher à la paroi des vaisseaux sanguins au niveau de
la zone et stimule la phagocytose au niveau des macrophages (voir DS évolution).
b) L’action des granulocytes, cellules dendritiques et monocytes :
Sur le site de l’inflammation, les monocytes de différencient en macrophages et vont alors éliminer (avec les
granulocytes et cellules dendritiques) les agents pathogènes par phagocytose. Ces cellules sont aussi appelées
phagocytes ou cellules phagocytaires. Ce mot provient de phagocyte -ose, du grec ancien phagos (« glouton »), de
kutos (« cellule, cavité »). Ces cellules ont la particularité de pouvoir se déformer et d’émettre des prolongements
cytoplasmiques, les pseudopodes.
La phagocytose se déroule en 4 étapes :
- Adhésion de la membrane de la cellule phagocytaire au pathogène rendue possible par la reconnaissance
de molécules communes à un grand nombre de pathogènes (polysaccharides paroi des bactéries) grâce à
des récepteurs (PRR) sur les cellules phagocytaires.
- Absorption ou ingestion du pathogène : le phagocyte émet des pseudopodes, extensions cytoplasmiques,
qui entourent le pathogène pour former une vésicule dans le cytoplasme (= phagosome) du leucocyte.
- Digestion : le phagosome fusionne avec des vésicules présentes dans le cytoplasme (lysosomes) et qui
contiennent des enzymes de digestion (enzymes lysosomiques), les pathogènes sont digérés. Cette
fusion du phagosome et des lysosomes conduit à la formation d’un phagolysosome.
- Rejet des déchets à l’extérieur du phagocyte.
Macrophage (en bleu) englobant une cellule de levure (en vert)
Quelques microorganismes possèdent des adaptations qui les protègent contre la destruction par les phagocytes.
Ainsi, certaines bactéries sont entourées d’une capsule qui masque les polysaccharides de surface et à laquelle
les phagocytes ne peuvent se fixer. D’autres bactéries, comme le bacille de la tuberculose se laissent fixer et
englober mais résistent par la suite à la destruction lysosomique.
Parmi ces cellules, les cellules dendritiques, présentes dans tous les tissus de l’organisme (sauf cerveau),
possèdent des prolongements (riches en PRR) qui leur permettent de détecter efficacement les pathogènes. Ces
cellules, comme la plupart des autres cellules, exposent sur leu membrane des marqueurs, protéines particulières :
CMH molécules du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (identité de l’individu). Lors de la phagocytose, des

fragments (peptides) de l’antigène (issus digestion) se complexent aux marqueurs du CMH. Ce peptide étranger
ou antigène est ainsi exposé en surface de la cellule dendritique qui est une cellule présentatrice d’antigène ou
CPA. Ces cellules dendritiques activées migrent vers les ganglions lymphatiques, réservoirs de lymphocytes
T. Ces cellules dendritiques sont les CPA capables d’activer les lymphocytes T CD4.
Une lésion mineure cause donc une inflammation localisée. Toutefois, le corps peut aussi déclencher une réaction
systémique (généralisée) dans le cas d’une lésion importante ou d’une infection. Les cellules endommagées lancent
un appel à l’aide : elles sécrètent des molécules stimulant la libération d’un surplus de granulocytes issus de la
moelle osseuse rouge. Dans le cas d’une infection grave comme la méningite (méninges), le nombre de leucocytes
dans le sang peut être multiplié en quelques heures après le début de la réaction inflammatoire. La fièvre constitue
une autre réaction systémique à l’infection (déclenchée par des substances libérées par des macrophages activés :
réglage du thermostat de l’organisme à une température plus élevée). Une fièvre très forte est dangereuse mais
une fièvre modérée peut faciliter la phagocytose et augmenter la vitesse de réparation tissulaire en accélérant
les réactions de l’organisme).
Certaines infections bactériennes risquent de provoquer une réaction inflammatoire systémique, entraînant une
septicémie : celle-ci se produit lorsque des bactéries pénètrent dans le sang de façon régulière et massive à partir
d’un foyer quelconque. La septicémie se caractérise par une fièvre très élevée et une pression artérielle très
basse et peut entraîner un choc septique (vasodilatation associée à une forte perméabilité des vaisseaux sanguins
va entraîner une fuite de plasma vers les tissus donc une diminution du volume sanguin circulant à l’origine d’une
insuffisance circulatoire entraînant des malaises mais aussi une accélération de la fréquence cardiaque et une
dépression respiratoire pouvant être fatales) : cause principale des décès. Bref, l’inflammation localisée constitue
une étape essentielle de la guérison. Par contre, une réaction inflammatoire systémique peut avoir des effets
dangereux.
Le venin injecté sous la peau et certains médicaments peuvent produire une très forte réponse allergique appelée
choc anaphylactique, réaction allergique extrême, brutale pouvant conduire à la mort. Le mastocyte est une
cellule granuleuse présente essentiellement dans les tissus conjonctifs telle la peau. Il se caractérise par la
présence dans son cytoplasme de très nombreuses granulations contenant des médiateurs chimiques l’histamine.
Lorsqu’il est en contact avec un allergène et qu’il le reconnaît, le mastocyte libère ces médiateurs de façon très
rapide, par un mécanisme d’exocytose déclenchant ainsi des réactions allergiques immédiates. En effet,
l’histamine favorise la vasodilatation ce qui entraîne une baisse de tension à l’origine de malaise et la formation
d’œdèmes. En parallèle, l’histamine provoque une contraction des muscles situés au niveau des bronches provoquant
des difficultés respiratoires voire de l’asthme. Les muscles du système digestif sont aussi touchés causant des
troubles digestifs : diarrhées et vomissements. Si la crise d’allergie trop aiguë n’est pas traitée rapidement, elle
peut entraîner la mort de l’individu.
Dans d’autres cas comme dans le cas de maladies auto-immunes (p 330) les leucocytes se retournent contre le soi
et déclenchent en permanence des réactions inflammatoires attaquant les organes et pouvant entraîner des
déficits fonctionnels de ces derniers. On dit que les réactions inflammatoires sont chroniques.
Pour limiter les réactions inflammatoires chroniques ou généralisées, les médecins ont recours à des anti-
inflammatoires.
3. Comment combattre la réaction inflammatoire
Les enzymes impliquées dans la production des médiateurs chimiques de l’inflammation.
Les médiateurs chimiques de l’inflammation sont produits par des voies du métabolisme dépendant d’enzymes clés.
Par exemple, la cyclo-oxygénase (COX) est une enzyme qui transforme l’acide arachidonique (substrat) en
prostaglandines H et G (produits). Cette transformation a lieu au niveau du site actif de l’enzyme.

Le mode d’action des anti-inflammatoires.
Les anti-inflammatoires sont des molécules chimiques qui permettent de diminuer fortement la production des
MCI et qui réduisent ainsi les symptômes de la RI. Les anti-inflammatoires sont de 2 types :
- Les AIS (Anti-Inflammatoires Stéroïdiens) comme la cortisone et les corticoïdes.
- Les AINS (Anti-Inflammatoires Non Stéroïdiens) comme l’aspirine et l’ibuprofène. L’ibuprofène est une molécule
qui peut prendre la place de l’acide arachidonique au niveau du site actif de la COX. Plus l’ibuprofène est présent,
plus l’activité de la COX est faible et devient nulle à 10-4 µmol/L d’ibuprofène. L’ibuprofène est donc un inhibiteur
de l’enzyme COX.
Des précautions à prendre
Dans certaines situations, il peut être utile de combattre la réaction inflammatoire. On utilise alors les anti-
inflammatoires qui vont bloquer la production de certains médiateurs chimiques comme les prostaglandines et
donc diminuer la sensation de douleur mais aussi l’inflammation. Les anti-inflammatoires ne doivent pas être pris
sur une longue durée sans être associés à un antibiotiques. En effet en diminuant l’inflammation, on diminue
l’efficacité de la RI et on permet alors à l’agent infectieux de s’installer.
L’immunité innée est une première ligne de défense qui agit d'abord seule puis se prolonge pendant toute la
réaction immunitaire. La réaction inflammatoire aiguë en est un mécanisme essentiel. Lorsque les mécanismes
de l’immunité innée ne suffisent pas, les cellules dendritiques vont permettre de déclencher l’immunité
adaptative. La RI prépare donc le déclenchement de l'immunité adaptative.
Cellule dendritique
II) Comment s’organise la réponse immunitaire adaptative ou acquise ?
Alors que l’immunité innée est largement répandue chez les êtres vivants, l’immunité adaptative est propre aux
vertébrés. Elle s’ajoute à l’immunité innée et assure une action plus spécifique contre des molécules, ou partie de
molécules.
Le corps des vertébrés contient deux types principaux de lymphocytes qui circulent dans le sang et la lymphe :
les lymphocytes B et les lymphocytes T. Leur concentration augmente particulièrement dans la rate, les ganglions
lymphatiques et d’autres tissus lymphoïdes. Les lymphocytes B et T reconnaissent spécifiquement des antigènes
spécifiques au moyen de récepteurs. Un lymphocyte T ou un lymphocyte B porte environ 100 000 récepteurs
antigénique, et tous les récepteurs sur une même cellule sont identiques (spécificité antigène).
1. Les lymphocytes T CD4
Lors de la pénétration d’un agent infectieux dans l’organisme, les cellules phagocytaires de la réaction
inflammatoire le phagocytent. Elles sont alors capables de présenter à leur surface membranaire les antigènes de
l’intrus associés aux molécules du CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité). Elles deviennent alors des cellules
présentatrices d’antigène (CPA). Sur la plupart des cellules, le CMH présente une molécule du soi mais lors d’une
infection, il présente l’antigène de l’agresseur. Cet antigène pourra alors être reconnu par les lymphocytes. Les
cellules dendritiques (CPA) vont migrer vers les ganglions lymphatiques. Dans cet organe, les LT CD4 vont interagir