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Enseignant: Fouedjeu Wamba Ponce (Lycée Bilingue d'Akwa) & Mengue Nelly (Lycée Général Leclerc)
Introduction
L’organisme s’oppose en permanence à la pénétration ou à l’invasion par un élément étranger en faisant intervenir un ensemble de défenses constitué d’organes et de cellules. Ces organes et ces cellules reparties dans tout l’organisme constituent le système immunitaire (système de défense de l’organisme).
L’immunité est la propriété, la résistance naturelle ou acquise d’un organisme vivant à un agent infectieux (microbe) ou toxique (venin, toxine…).
L’immunologie est la branche de la biologie qui étudie les mécanismes de défense de l’organisme
Objectifs du chapitre
– Définir la notion de « soi » et identifier ses déterminants moléculaires.
– Définir la notion de « non soi » et identifier ses éléments.
– Expliquer la différence entre le soi et le non soi.
– Identifier les cellules immunitaires de l’organisme.
– Déterminer l’origine des cellules immunitaires.
– Expliquer la spécificité des lymphocytes B et T.
– Déterminer la structure de leur récepteur membranaire.
– Décrire et schématiser les différentes étapes de la phagocytose.
– Expliquer le mécanisme d’une réponse immunitaire spécifique à médiation humorale.
– Expliquer le mécanisme d’une réponse immunitaire spécifique à médiation cellulaire.
I – Le « soi » et le « non soi »
1- Mise en évidence.
Une greffe est un transfert d’organe ou de tissu d’un donneur à un receveur. Alors que la transplantation est une greffe avec rétablissement immédiat de la circulation sanguine.
– L’autogreffe est une greffe où le donneur est aussi le receveur
– L’homogreffe ou allogreffe est une greffe où le donneur et le receveur sont de la même espèce
– L’isogreffe est une greffe entre deux vrais jumeaux
– L’hétérogreffe ou xénogreffe c’est lorsque le donneur et le receveur ne sont de la même espèce.
Une greffe de peau humaine réalisée entre un donneur A et un receveur B, se vascularisé en 5 jours, mais au 12e jour, la greffe est détruite.
Au 17e siècle, les transfusions sanguines réalisées entre un animal et un homme se soldaient par des échecs. Reprises au 19e siècle, les transfusions sanguines provoquèrent à nouveau des accidents.
2- Définition
Les cellules et les substances qui ont la charge de défendre l’organisme doivent pouvoir faire la différence entre ce qui est étranger, le soi’’ et ce qui appartient à l’organisme : le ‘’soi’’.
Le « soi » est l’ensemble des molécules dont la présence dans l’organisme résulte de l’expression du génome (l’expression des allèles de chaque individu). Ces molécules peuvent être intracellulaires, extracellulaires ou même membranaires.
Le « non soi » est l’ensemble des molécules non codées par le génome susceptibles d’être reconnues comme étrangères par l’organisme. Ces molécules ou antigènes ont deux sources possibles :
– Soit elles proviennent de l‘extérieur et peuvent être pathogènes ou non (non soi exogène)
– Soit elles proviennent des propres cellules de l’individu qui ont été modifiées (non soi endogène, soi modifié).
II – Les bases de l’immunocompétence.
L’immunocompétence est la capacité de distinguer le soi du non soi. Elle est acquise lorsque les cellules immunitaires possèdent de récepteurs nécessaires à la reconnaissance du non soi.
1- Les principales cellules immunitaires
-Les granulocytes qui sont aussi appelés polynucléaires et dont le noyau est plurilobé. Leur cytoplasme contient de granulations d’où leur nom. Parmi les granulocytes on a : les éosinophiles, les neutrophiles et les acidophiles. Ils réalisent la phagocytose deviennent immunocompétentes dans la moelle osseuse.
– Les lymphocytes qui sont des cellules avec un gros noyau et un cytoplasme réduit. Les lymphocytes sont les globules blancs de la lymphe. Les lymphocytes acquièrent leur immunocompétence dans les organes lymphoïdes centraux : la moelle osseuse pour les lymphocytes B et le thymus pour les lymphocytes T. Les lymphocytes B une fois transformés en plasmocytes sécrètent des anticorps.
– Les monocytes qui sont de grosses cellules avec un noyau présentant une encoche. Les monocytes une fois dans les tissus, au lieu de l’infection, deviennent des macrophages capables de phagocytose. Les macrophages sont des leucocytes tissulaires.
2- L’origine des cellules immunitaires
Toutes les cellules sanguines donc les cellules immunitaires naissent dans la moelle rouge des os à partir de cellules souches pluripotentes avant de devenir fonctionnelles (immunocompétentes)
Parmi les cellules sanguines, celles qui interviennent dans la défense immunitaire sont les granulocytes, les macrophages et les lymphocytes
3- Les structures de reconnaissance du soi
Les structures de reconnaissance du soi sont des protéines membranaires ou récepteurs membranaires permettant de reconnaître le non soi.
– Les récepteurs des granulocytes et des macrophages sont capables de reconnaître un grand nombre d’antigènes ; ces cellules sont non spécifiques.
– Les lymphocytes comprennent
Les lymphocytes B (LB) qui sont spécifiques à un antigène donné, les LB sont capables de se transformer en plasmocytes et produire des anticorps circulants lorsqu’ils sont activés.
Les lymphocytesT4 (LT4) produisent l’interleukine pour amplifier les réponses immunitaires
Les lymphocytes T8 (LT8) sont aussi spécifiques à un antigène donné, ils se transforment en lymphocytes tueurs lorsqu’ils sont activés pour détruire spécifiquement un antigène.
Les lymphocytes tueurs naturels (LNK), ne sont pas spécifiques et peuvent s’attaquer à n’importe qu’elle cellule tumorale. Les récepteurs des lymphocytes T font la double reconnaissance c’est-à-dire qu’ils reconnaissent l’antigène associé au HLA ou encore le soi modifié
4- Les déterminants du soi
Les structures responsables du soi sont des marqueurs membranaires situés sur la membrane plasmique des cellules de chaque individu. On distingue :
– Les marqueurs mineurs
– Les marqueurs majeurs
a)Les marqueurs mineurs Ils sont portés par les hématies qui sont des cellules anucléées, ils déterminent le groupe sanguin et le facteur rhésus.
– Le groupe sanguin : le système ABO
Le groupe sanguin est déterminé par présence sur la membrane des hématies de marqueurs spécifiques ou antigènes : un individu qui possède le marqueur de type A est du groupe A, celui qui possède le marqueur de type B est du groupe B et un individu qui ne possède pas du tout de marqueurs est du groupe O. Les transfusions sanguines doivent donc respecter la présence des ces marqueurs (voir génétique).
– Le facteur rhésus
Il s’agit aussi de marqueur porté par les hématies. Celui qui porte le marqueur rhésus est rhésus positif (Rh+) et celui qui ne porte pas le marqueur rhésus est rhésus négatif (Rh-). Les transfusions sanguines et les unions doivent également respecter la présence de marqueur (voir génétique).
- b) Les marqueurs majeurs d’histocompatibilité (antigènes HLA)
Ce sont des glycoprotéines dont la synthèse est gouvernée par des gènes situés sur le chromosome numéro 6. Ils sont portés par toutes cellules nucléées de l’organisme à l’exception des gamètes. Ils constituent le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). Chez l’être humain spécifiquement, le CMH est appelé HLA (Human Leucocyte Antigen). Ces glycoprotéines appartiennent à deux classes :
– Les molécules de classe I sont présentes à la surface de toutes les cellules nucléées.
– Les molécules de classe II sont présentes en particulier à la surface des lymphocytes et des macrophages.
III – La réponse immunitaire
On distingue deux types de réponses immunitaires – La réponse immunitaire non spécifique ou naturelle
– La réponse immunitaire spécifique ou acquise
1- L’immunité non spécifique ou réponse immunitaire non spécifique
L’immunité innée est non spécifique, c’est-à-dire que chacun de ses éléments attaque toutes les cibles sans distinction. Elle comporte toutes les structures et barrières naturelles (peau, muqueuse, cils…) qui empêchent la pénétration des agents étranger, auxquels s’ajoute la phagocytose, l’inflammation, les interférons et la système du complément.
- a) Les barrières naturelles.
Elles s’opposent à la pénétration des microbes. En fonction de leur modalité d’action, ces barrières sont classées en barrière anatomique (peau, muqueuse), en barrière chimique (sueur, larmes), en barrière biochimique (enzymes) et en barrière écologique (flore microbienne).
- b) L’inflammation ou réaction inflammatoire
Lorsque les barrières naturelles de l’organisme sont franchies dans le cas d’une blessure, d’une brûlure, d’une piqûre ou d’une morsure il y a une infection. La réaction inflammatoire se caractérise par :
– la rougeur et la chaleur dues à la dilatation des capillaires
– Le gonflement, provoqué par la fuite du plasma sanguin dans les tissus
– la douleur due à une excitation des terminaisons nerveuses par les toxines bactérienne.
Ces mécanismes permettent d’attirer certains globules blancs qui se dirigent vers le lieu de l’infection pour réaliser la phagocytose.
- c) La phagocytose
C’est un système de défense naturelle de l’organisme assuré par les cellules phagocytaires ou phagocytes que sont les macrophages et les granulocytes. La phagocytose est le mécanisme par lequel certains globules blancs ingèrent et digèrent des particules étrangères ou des microbes. Il se forme à l’intérieur du phagocyte une vésicule de phagocytose ou phagosome.
Les étapes de la phagocytose
- d) Les interférons
Ce sont des substances sécrétées lorsqu’une cellule est infectée par un virus et dont le but est d’alerter les cellules voisines. Ces dernières produisent des protéines antivirales qui en cas de pénétration d’un virus s’opposent à sa multiplication.
- e) le système du complément
C’est un ensemble de protéines du sérum sanguin fabriqué par le foie. Il constitue le moyen principal de lutte contre les infections bactériennes en détruisant les bactéries par la formation des pores dans leur membrane.
2- L’immunité spécifique ou réponse immunitaire spécifique.
Elle comporte deux modes d’actions : -la réponse immunitaire spécifique à médiation humorale -la réponse immunitaire spécifique à médiation cellulaire.
Chaque lymphocyte B ou T exprime sur sa surface un grand nombre de récepteurs tous spécifiques du même antigène, il est présent dans l’organisme en quelques milers d’exemplaires dont l’ensemble constitue un clone. L’organisme contient des millions de clones différents et peut donc détecter une collection extraordinairement variée d’antigènes. L’ensemble des récepteurs exprimés à la surface des lymphocytes d’un individu constitue son répertoire immunologique.
NB : Les cellules immunitaire naissent toutes dans la moelle osseuse avant de devenir fonctionnelles on dit immunocompétentes (capables de reconnaître le non soi). Les lymphocytes B acquièrent leur immunocompétence dans la moelle osseuse pendant que les lymphocytes T l’acquièrent dans le thymus.
- a) La réponse immunitaire spécifique à médiation humorale.
Elle a pour support les plasmocytes (lymphocytes B) et consiste en sécrétion d’anticorps circulants spécifiques du déterminant antigénique. Ce genre de réponse s’observe dans le cas des maladies comme le tétanos ou l’organisme est envahi par les toxines (antigène soluble).
Un lymphocyte B reconnaît l’antigène grâce à son site de reconnaissance : c’est la sélection clonale. Le lymphocyte B sélectionné se multiplie activement par mitose et est l’origine d’un clone : c’est la prolifération clonale (les LT4 amplifient cette phase de prolifération). Par l suite une partie des lymphocytes B activés se transforment en plasmocytes ; c’est la différenciation clonale et l’autre partie devient des lymphocytes B mémoire.
Les plasmocytes sécrètent des anticorps (immunoglobulines) qui peuvent précipiter les antigènes solubles, marquer les parois bactériennes ou se fixer sur les particules virales. La réaction anticorps antigène donne un complexe immun qui sera détecté et phagocyté par les macrophages.
Les lymphocytes B mémoire produits sont directement activables lors d’un deuxième contact avec cet antigène, la réponse sera plus rapide et amplifiée ; c’est sur ce principe que se fonde la vaccination.
NB : La réaction anticorps antigène donne un complexe immun (complexe anticorps-antigène) qui sera détecté et phagocyté par les macrophages.
- b) La réponse immunitaire spécifique à médiation cellulaire.
Elle a pour support les lymphocytes cytotoxiques ou lymphocytes tueurs. En effet, il existe deux types de lymphocytes :
– Les LT8 qui possèdent des récepteurs CD8
– Les LT4 qui possèdent des récepteurs CD4
Ce sont les LT8 qui donnent naissance aux lymphocytes tueurs capables de détruire spécifiquement toutes cellules anormales.
Les lymphocytes T reconnaissent les cellules infectées par les bactéries, par les virus ou par les bactéries endocellulaires comme pour le cas de la tuberculose. Les LT reconnaissent aussi les cellules cancéreuses ou greffées, le soi modifié exposé à la surface des macrophages (cellule présentatrice d’antigène) après que ceux-ci aient phagocytés des antigènes.
Après la reconnaissance du soi modifié, les LT4 sécrétrices produisent de l’interleukine destiné à activer à la fois la prolifération des lymphocytes B et des lymphocytes T.
Dans la réponse immunitaire à médiation cellulaire, il y a d’abord la reconnaissance de l’antigène par un clone de lymphocytes T8 ; c’est la sélection clonale. Le clone de LT8 sélectionné se multiplie sois l’action de l’interleukine ; c’est la prolifération clonale et par la suite une partie des LT8 se différencient en cellules tueuses (LTc) ; c’est la différenciation clonale, pendant que l’autre partie se transforme en LT8 mémoires. Les LTc détruisent toutes les cellules présentant le même type d’antigène par apoptose ou à l’aide de la perforine.
Que la réponse soit cellulaire ou humorale, les macrophages éboueurs de l’organisme interviendront pour phagocyter les débris et nettoyer l’organisme. Il y a donc une véritable collaboration entre les défenses spécifiques et non spécifiques ceci d’autant plus que l.
NB : Les lymphocytes T4 par la sécrétion d’interleukine jouent un rôle central dans la défense immunitaire spécifique. Ils sont appelés chefs d’orchestre du système immunitaire. Expliquer les mécanismes aboutissant à la neutralisation et à l’élimination des antigènes.
