Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë TS thème 3A N. Pidancier N. Pidancier Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë Activité 1 : Identification des cellules du système immunitaire dans le sang Cellules immunitaires du sang Type de cellules Granulocytes Monocytes Lymphocytes (B ou T) caractéristiques Proportion par rapport à 40 à 75% l'ensemble des leucocytes 2 à 10% 24 à 40% Taille 12 à 18 µm 20 à 25 µm 8 à 15 µm Forme du noyau Plusieurs lobes Bilobé ou mamelonné Plus ou moins arrondi, volumineux cytoplasme Nombreuses granulations dans le cytoplasme Souvent à bord irrégulier Pas de granulations Durée de vie Quelques jours Quelques jours à quelques mois Aspect en microscopie optique Quelques mois à plusieurs années Impossible de distinguer les LB et LT au MO Localisation possible Sang mais peuvent passer dans les tissus Sang. Se transforment en macrophage quand ils sortent des vaisseaux sanguins Rôles Réalisent la phagocytose Joue un rôle dans (immunité innée) l'immunité innée Sang et organes lymphoïdes secondaires (rate, ganglions lymphatiques, amygdales, végétations) Participent à l'immunité adaptative Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë N. Pidancier Les organes lymphoïdes Thymus et moelle osseuse sont des organes lymphoïdes primaires. Toutes les cellules du sang naissent dans la moelle osseuse à partir de cellules souches, responsables des différentes lignées de cellules sanguines. Après leur naissance dans la moelle osseuse, les lymphocytes T (=thymus) migrent vers le thymus où ils vont acquérir leur récepteur spécifique et acquérir leur immunocompétence. Tant qu'ils n'ont pas été en contact avec un antigène, on parle de LT naïfs. Les lymphocytes B acquièrent leur récepteur spécifique au niveau de la moelle osseuse (B=bones,os). Les lymphocytes T et B reconnaissant nos propres cellules sont éliminés. Les LB et LT naïfs quittent ensuite les organes lymphoïdes primaires et migrent vers les organes lymphoïdes secondaires (rate, ganglions lymphatiques...) Activité 2 : Déroulement et acteurs de la réaction inflammatoire Les symptômes de l'inflammation aiguë et leur interprétation : - D'après les résultats de l'analyse sanguine, on observe un nombre supérieur aux normes pour les leucocytes (en particulier les polynucléaires neutrophiles=granulocytes) dans le sang Or les leucocytes sont des cellules de l'immunité L'augmentation des leucocytes dans le sang est donc le signe d'une infection et d'une réponse du système immuntaire qui lutte contre celle-ci. - Il y a présence de pus au niveau de la lésion, signe d'infection bactérienne Le pus contient des cellules mortes, des granulocytes et des bactéries. Doc 1 p. 268 : La plaie montre rapidement après la blessure les symptômes de la réaction inflammatoire aiguë : rougeur, gonflement, chaleur et douleur. Doc 2 p. 268 : présentation des différents agents pathogènes (virus, bactéries, champignons, parasites) Doc 4 p. 268 : Comparaison de lames minces de peau avant et après lésion en microscopie optique Constat : Rapidement après la lésion, le diamètre des capillaires sanguins augmente (vasodilatation). Déduction : Cela permet l'apport de sang (donc rougeur et chaleur) et facilite l'arrivée massive de cellules de l'immunité sur le site de la lésion. Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë N. Pidancier Constat : Du plasma s'est infiltré sous l'épiderme. Interprétation : Il y a augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins, du plasma sort des vaisseaux sanguins, cela facilite la sortie des cellules du sang dans les tissus et entraîne le gonflement Constat : Il y a présence de nombreux leucocytes dans le derme (on reconnaît un granulocyte dans l'encadré). Or les granulocytes sont originaires du sang et peuvent réaliser la phagocytose. Donc les granulocytes quittent les vaisseaux sanguins et migrent vers le site de la lésion afin d'éliminer les agents pathogènes par phagocytose. Détection du signal de danger : rôles des cellules sentinelles (doc 1 p. 270) Des cellules détectent les agents pathogènes ou les cellules anormales de notre organisme (cellules cancéreuses). Ces cellules sont des cellules sentinelles. Les différentes cellules sentinelles (voir tableau page suivante) Doc 5 p. 271 :graphique montrant l'évolution de la concentration en TNF in vitro produit par des macrophages de souris témoin ou mutante en présence d'un virus (virus de l'herpès). Le TNF( Tumor Necrosis Factor) est un médiateur chimique de l'inflammation. Constat : Les souris mutantes produisent peu de TNF (inférieur à 1 unité) pendant la durée de l'expérience alors que les souris témoin produisent une quantité croissante de TNF jusqu'à 5 unité de TNF. Or chez les souris mutantes le récepteur (PRR) de l'immunité innée est inactivé. On en déduit que la libération de médiateurs chimiques de l'inflammation nécessite la reconnaissance du virus (agent pathogène) au niveau des récepteurs PRR de l'immunité. Doc 6 p. 271: Les agents pathogènes possèdent de nombreux motifs moléculaires en commun appelés PAMP (Pathogen Associated Molecular Pattern). Les cellules sentinelles reconnaissent les PAMP des agents pathogènes grâce à leur récepteur PRR (Pattern Recognition Receptor). La fixation de PAMP sur les PRR active les cellules sentinelles. Les récepteurs de l’immunité innée sont présents chez des organismes très divers ( insectes, plantes..) L’immunité innée repose donc sur des mécanismes de reconnaissance conservés au cours de l’évolution. Source : http://www.sabiosciences.com/ Après leur activation, les cellules sentinelles sécrètent des médiateurs chimiques puis réalisent la phagocytose. Les médiateurs chimiques Doc 1 p. 272 : résultat d'expérience réalisée chez une souris in vivo pour montrer le rôle de l'histamine Constat : Un colorant fluorescent a été injecté dans la circulation sanguine d'une souris. Sans injection d'histamine, la fluorescence au niveau des tissus du muscle est nulle alors qu'avec injection d'histamine, la fluorescence augmente immédiatement au niveau des tissus du muscle. Or pour se retrouver dans les tissus du muscle, la fluorescence est sortie des vaisseaux sanguins vers le muscle. Donc l'histamine augmente la perméabilité des vaisseaux sanguins. Doc 2 p. 272 : Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë N. Pidancier Constat : On constate que les granulocyte ont la possibilité de quitter les vaisseaux sanguins au voisinage d'un site infecté (= diapédèse). On peut supposer que des substances chimiques libérées au niveau du site d'infection attirent les granulocytes. Doc 3 et 4 p. 272 : Graphique montrant l'expression de la sélectine , une protéine fabriquée au niveau de la paroi interne des vaisseaux sanguins. Schéma montrant le rôle des molécules d'adhésions dans la migration des cellules immunitaires du sang vers un tissu infecté. Constat : L'expression de la sélectine augmente rapidement après l'injection de TNF (=médiateur chimique) et la sélectine est une molécule permettant aux granulocytes de se fixer sur la paroi interne des vaisseaux sanguins Le TNF permet de faciliter la sortie des granulocytes des vaisseaux sanguins au voisinange du site d'infection et il est produit une fois que les cellules sentinelles ont reconnu un agent pathogène (doc 5 p. 271) Doc 6 p. 273 :schéma montrant le mode d'action des médicaments anti-inflammatoires Les cellules immunitaires (mastocytes, macrophage et granulocyte) sécrètent des prostaglandines (médiateurs chimiques) participant à la réaction inflammatoire aiguë. Bilan : Les cellules sentinelles après avoir reconnu un agent pathogène sécrètent des médiateurs chimiques (TNF, histamines, prostaglandines) qui - conduisent à la vasodilatation et l'augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins - attirent les cellules phagocytaires (granulocytes, monocytes) sur le site d'infection − déclenchent la douleur (protaglandines)=signal d'avertissement pour notre organisme d'une menace La phagocytose animation http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0064-2 Les cellules pouvant réaliser la phagocytose : Cellules dendritiques macrophages granulocytes Déroulement de la phagocytose : voir schéma du cours 1-adhésion du pathogène à la membrane de la cellule phagocytaire via les récepteurs PRR et les PAMP de l'agent pathogène 2- ingestion du pathogène 3- digestion du pathogène et élimination des débris. Certaines molécules du pathogène vont ensuite être associées à des protéines du CMH (complexe majeur d'histocompatibilité) puis être présentées sur la membrane de la cellule phagocytaire. C'est la présentation de l'antigène. Les cellules capables de présenter l'antigène sont appelées cellules présentatrices de l'antigène (CPA). Source (doc 5 p. 275 belin SVT 2012) En général, l'immunité innée via la phagocytose conduit à une élimination des agents pathogènes. Mais la réaction inflammatoire aiguë est parfois insuffisante et la réponse immunitaire se poursuit par l'immunité adaptative. Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë N. Pidancier Acteurs cellulaires et moléculaires de la réaction inflammatoire aiguë Acteurs cellulaires Acteurs moléculaires Détection des agents pathogènes Récepteur PRR des cellules sentinelles : reconnaissance des PAMP Cellules dentritiques Macrophages Médiateurs chimiques de l'inflammation (histamine, prostaglandines, Mastocytes TNF...) : activent, stimulent, attirent les cellules de l'immunité innée Phagocytose: Cellules dendritiques Granulocytes macrophages Schéma-bilan : voir cours pour les cellules dendritiques et macrophages, la phagocytose est suivie d'une présentation des peptides des agents pathogènes sur leurs molécules membranaires du CMH. Cela va permettre d'initier l'immunité adaptative Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë Types N. Pidancier Localisation et rôles Cellules Tissus et organes lymphoïdes secondaires dendritiques Acteur cellulaire de l'immunité innée doc 2 p. 270 Détecte les agents pathogènes. (Les récepteurs PRR fixent les PAMP des agents pathogènes) Réalise la phagocyte Sécrète des médiateurs chimiques de l'inflammation Initie l'immunité adaptative Une fois activée, migre vers les ganglions lymphatiques et présente les fragments antigéniques sur leurs molécules du CMH aux Lymphocytes (CPA). Macrophages Dans tous tissus doc 1 à 4 p. Acteur cellulaire de l'immunité innée 274 Détecte les agents pathogènes via récepteur PRR libération de médiateurs chimiques de l'inflammation réalise la phagocytose Initie l'immunité adaptative capable de présenter l'antigène sur leurs molécules du CMH aux cellules de l'immunité adaptative Lymphocytes (CPA) Mastocytes Dans tous tissus, proches des vaisseaux doc 4 p. 271 sanguins Acteur cellulaire de l'immunité innée. sécrète des médiateurs chimiques de l'inflammation (histamine, TNF...) L'histamine par exemple a un effet vasodilatateur Cellules dendritiques matures (PLS Oct 2000) Macrophage au ME Mastocytes en MO en haut et en ME en bas. Les granulations sont alors très visibles Les cellules sentinelles Correction du TP15 : La réaction inflammatoire aiguë N. Pidancier Exercice: Le rôle des médicaments anti-inflammatoires Doc 1 : La fabrication des prostaglandines nécessite plusieurs étapes d'après la voie de biosynthèse représentée. Pour chacune d'entre elle, des enzymes sont indispensables. En particulier, la cyclooxygenase (COX) permet la transformation de l'acide arachidonique en prostaglandines H et G. On en déduit que la COX a pour substrat l'acide arachidonique et que si une des étapes de la voie de biosynthèse est bloquée, il ne peut y avoir synthèse de prostaglandines. Doc 2 : on constate dans le tableau qu'en présence de LPS (=PAMP) les granulocytes et monocytes possèdent une quantité croissante de COX au cours du temps dans leur cytoplasme. On en déduit que les granulocytes et monocytes fabriquent une quantité croissante de COX dans les heures suivant une infection. Plus la quantité d'enzyme présente dans le cytoplasme est importante , plus la fabrication de prostaglandines est importante. Activité avec Rastop On constate que la COX possède un site actif au niveau duquel se fixe le substrat (acide arachidonique) et que l'ibuprofène se fixe au même endroit. Les 3 acides aminés de la COX se fixant à l'ibuprofène sont situés au niveau du site actif. On peut supposer que lorsque l'ibuprofène se fixe sur le site actif de la COX, l'acide arachidonique, son substrat habituel, ne peut y accèder. Dans ce cas, l'acide arachidonique ne serait pas transformé en prostaglandines. Doc 4 graphique montrant le pourcentage de l'activité de la COX en fonction de la concentration d'ibuprofène Une concentration de 10-7 µM d'ibuprofène n'a pas d'effet mais à des concentrations supérieures,l'activité de la COX est fortement réduite. Celle-ci est nulle pour 10-4 µM d'ibuprofène. On en déduit que l'ibuprofène se fixe au niveau du site actif de la COX, celle-ci est donc inhibée. Sans production de prostaglandine, les effets néfastes de la réaction inflammatoire sont réduits sans que l'efficacité de celle-ci soit diminuée.