Transcript cellules du si

IMMUNOLOGIE ET INFECTION
(1ère partie)
Louise GAZAGNE
Praticien Hygiéniste
CH BEZIERS
IFSI 2006
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PLAN
-
Définition
Morphologie du système immunitaire
Cellules du système immunitaire
Le système du complément
L’inflammation
Génèse de la réaction immunitaire
Immunologie appliquée
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Le système immunitaire est un moyen de défense remarquable qui
existe chez de nombreuses espèces (plantes, insectes, …) mais dont la
forme la plus évoluée est retrouvée chez les vertébrés
Il s’agit d’un ensemble de moyens (organes, tissus, cellules, molécules)
qui permet de répondre rapidement et souvent de façon spécifique à
l’attaque de nombreux pathogènes auxquels nous sommes confrontés
Nous sommes en contact permanent avec des microorganismes qui sont
des pathogènes potentiels (bactéries, virus, champignons, parasites) :
Contact par l’air que nous respirons, les aliments que nous mangeons, les
contacts avec les autres (hommes, animaux), lors de blessures
Les voies d’entrée sont donc multiples : voie respiratoire, voie
digestive, sécrétions, peau, sang, …
Quand ces barrières physiques sont franchies, un ensemble de
mécanismes complémentaires se mettent en place : la réponse
immunitaire
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DEFINITION
Immunité : ensemble de mécanismes biologiques permettant à un
organisme :
- de reconnaître et tolérer ce qui lui appartient (le soi)
- de reconnaître et rejeter ce qui lui est étranger (le non soi) ex :
microorganismes, substances étrangères, …
Système immunitaire : ensemble des structures et mécanismes
impliqués dans l’immunité
Le rôle principal de l’immunité est d’empêcher la pénétration des
germes quand les premières barrières de défenses de l’organisme sont
dépassées (barrières externes : peau, muqueuses)
Le système immunitaire contrôle aussi l’intégrité générale de
l’organisme (destruction des cellules tumorales, rejet des greffes,
contrôle de la relation foeto-maternelle, …)
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DEFINITION
Barrières non spécifiques :
 peau
 cellules mortes de l’épiderme
 substances qui recouvrent la peau et les muqueuses : sueur, sébum,
salive sécrétions lacrymales, sécrétions vaginales, ... Toutes ces
substances contiennent du lysozyme (action antibiotique)
 mucus
 acides forts sécrétés par l’estomac, sels biliaires
 motricité bronchique et digestive
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DEFINITION
L’immunité met en jeu deux processus :
- l’immunité non spécifique (ou naturelle, ou innée) : ensemble des
mécanismes de défense mis en place dans les tissus atteints dés le
début d’une agression de toute nature et qui fait intervenir des cellules
responsables de la phagocytose. L’immunité naturelle ne possède pas de
mémoire ni de spécificité (même action en réponse à toute stimulation)
- l’immunité spécifique (ou acquise) : se développe en quelques jours,
elle vient de la reconnaissance de la substance étrangère, elle garde un
souvenir de cette rencontre. Elle implique le système lymphoïde :
prolifération de lymphocytes et production d’anticorps. Elle n’existe
que chez les vertébrés.
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DEFINITION
IMMUNITE NATURELLE
IMMUNITE ACQUISE
- Nombre important de cellules - Nombre très faible de
capables d’attaquer le
cellules spécifiques du
pathogène1
pathogène1
- Immédiate
- Retardée
- Non spécifique d’antigènes2
- Spécifique d’antigènes2
- Pas de mémoire immunitaire
- Mémoire immunitaire
- Pas de différence entre
réponse primaire et
secondaire
-
Réponse secondaire plus
rapide et plus efficace
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Cellules disponibles avant l’entrée du pathogène
Substance ayant la capacité de provoquer une
réponse immunitaire
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MORPHOLOGIE
DU SYSTEME IMMUNITAIRE (SI)
I. ORGANES DU SYSTEME IMMUNITAIRE
Organes souches : la moelle osseuse donnent naissance aux lignées de
cellules leucocytaires : monocytes, granuleux et lymphocytes.
Une partie des cellules souches lymphoïdes poursuit son développement
sur place (lymphocytes B) et une autre partie quitte la moelle osseuse par
voie sanguine pour subir une maturation au niveau du thymus (lymphocytes
T)
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Maturation des lymphocytes
Cellules souches de la moelle osseuse
Traitement
par la moelle
osseuse
Traitement
par le thymus
Lymphocyte T
Lymphoblaste
Lymphocyte B
Antigène
Antigène
Réaction immunitaire à
médiation cellulaire
Coopération
Antigène
Plasmocyte
Réaction immunitaire à médiation
humorale :Anticorps
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MORPHOLOGIE DU SI
Organes secondaires : organes lymphoïdes périphériques (ganglions,
rate, tube digestif, appareil respiratoire, glande mammaire), ils
hébergent les lymphocytes B et T. Ces cellules recirculent en
permanence et s’échangent avec celles des autres organes par
l’intermédiaire de la lymphe et du sang
Les organes secondaires sont constitués :
- Des ganglions : (fabriquent et drainent la lymphe), permettent la
surveillance de nombreux territoires : peau, organes profonds … Près
de 1000 ganglions (réniformes, quelques mm de diamètre) sont répartis
dans différents points de l’organisme
- De la rate : rôle d’épuration du sang (fabrique aussi de la lymphe) et
de défense de l’organisme (septicémies à germes peu pathogènes et
septicémies graves à bacilles gram négatif apparaissent chez les
personnes splénectomisées)
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MORPHOLOGIE DU SI
- Du tube digestif, de l’appareil respiratoire et de la glande mammaire :
Tube digestif et appareil respiratoire = protection des portes d’entrée
 Dans le tube digestif on trouve :
- les amygdales qui protègent l’arbre trachéobronchique
- les plaques de Peyer (îlots lymphoïdes disséminés le long du tube
digestif)
 Dans les muqueuses digestives et respiratoire, on trouve de
nombreux lymphocytes T et B isolés, ainsi que des immunoglobulines
 La glande mammaire permet la protection du tube digestif de
l’enfant
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MORPHOLOGIE DU SI
Amygdales
Thymus
Ganglions lymphatiques
Rate
Vaisseaux lymphatiques
Moelle osseuse
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CELLULES DU SI
II. CELLULES DE L’IMMUNITE NON SPECIFIQUE
A. Cellules présentant l’antigène : monocytes, macrophages
= Système des phagocytes mononuclées : cellules provenant de la moelle
osseuse que l’on retrouve dans la circulation sanguine
Les monocytes effectuent un passage bref dans le sang (qlqs jours) et
migrent vers les tissus pour devenir des macrophages tissulaires (ils
s’adaptent souvent aux caractéristiques morphologiques de ces tissus :
histiocytes du tissu conjonctif, cellules de Kupffer du foie,
macrophages alvéolaires du poumon …)
La durée de vie des macrophages est de quelques mois
Au total : cellule circulante = monocyte, cellule mature intra-tissulaire =
macrophage (natural killer : NK)
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CELLULES DU SI
Macrophage = rôle fondamental dans la réponse immunitaire :
 non spécifique : ils phagocytent et détruisent les cellules ou agents
pathogènes (bactéries, parasites, mais aussi particules inertes) et
produisent des molécules qui interviennent dans la réaction
inflammatoire (Tumor Necrosis Factor a (TNF-a), l’interleukine 1 et 6 )
 spécifique : ils jouent un rôle primordial dans la phase initiale de
toute réponse immunitaire puisqu’ils présentent l’antigène aux
lymphocytes (Cellule Présentant l’Antigène : CPA). Ils sécrètent
l’interleukine 1 (Il-1) qui a une action sur la multiplication des
lymphocytes T
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CELLULES DU SI
B. Granulocytes (ou polynucléaires)
Présents dans le sang mais exercent leur activité au sein des tissus
 Granulocytes neutrophiles (PNN) : principale fonction = phagocytose
(non spécifique mais aussi spécifique). Attirés vers leur cible par
certaines substances (peptides) libérées par les bactéries et par
certaines fractions du complément (C3, C5). Ce sont aussi des Cellules
NK (natural killer)
 Granulocytes éosinophiles (PNE) : cellules phagocytaires taux
sanguins élevés lors de parasitoses ou d’états allergiques
 Granulocytes basophiles (PNB) : présentent sur leur membrane des
récepteurs de haute affinité aux immunoglobulines E
C. Les Cellules NK (Natural Killer ou tueurs naturels)
Ces cellules ont la capacité de tuer de manière non spécifique une
cellule infectée (par un virus, une bactérie ou un parasite) ou une cellule
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tumorale
CELLULES DU SI
III. CELLULES DE L’IMMUNITE SPECIFIQUE : LES LYMPHOCYTES
Sont présent dans le sang, la lymphe et tous les organes lymphoïdes
(ganglions, rate, thymus, tube digestif …)
La réponse immunitaire provoque l’activation de cellules lymphoïdes par
l’antigène. Cette activation se traduit par la synthèse de molécules
effectrices par les lymphocytes
Population très hétérogène (diverses sous-populations)
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CELLULES DU SI
A. Lymphocytes T
Maturation contrôlée par le thymus = thymodépendants
Les lymphocytes T ont un récepteur membranaire à l’AG = TCR (T Cell
Receptor). Ce récepteur a la taille, l’aspect général et les propriétés des
immunoglobulines. Chaque lymphocyte T a son propre TCR
La population des lymphocytes T est hétérogène :
 Lymphocytes CD4 (ou lymphocytes T auxiliaires ou T helpers) :
 expriment un marqueur membranaire = CD4
 cellules coordinatrices majeures du SI, leur fonction essentielle est la
production de nombreuses cytokines : Interleukine 2 (Il-2), Interleukines
4, 5, 6, Interféron g (INF-g)
 il existe deux types de lymphocytes CD4 :
 Th1 (produisent Il-2 et INF-g) déclenchent la réponse
immunitaire à médiation cellulaire qui met en jeu les lymphocytes
cytotoxiques
 Th2 (produisent les interleukines 2, 4, 5), participent à
l’Immunité à Médiation Humorale (IMH) (aident les lymphocytes B à
produirent des anti-corps (AC))
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CELLULES DU SI
 Lymphocytes CD8 (ou lymphocytes T cytotoxiques) :
 participent uniquement à l’Immunité à Médiation Cellulaire (IMC)
(possèdent des granules de perforine)
 lymphocytes Tc (cytotoxiques) = effecteurs de la réponse immunitaire
à médiation cellulaire, ils détruisent les cellules infectées et les cellules
cancéreuses (possèdent des granules de perforine). Ils expriment le
marqueur membranaire = CD8
 Lymphocytes Ts (ou lymphocytes T suppresseurs) :
 régulent la réponse immunitaire
Ces cellules différent dans leur fonction effectrice, leur fonction de
régulation et leur façon de reconnaître l’antigène (AG)
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CELLULES DU SI
B. Lymphocytes B et Immunoglobulines
 les lymphocytes B naissent et se développent dans la moelle osseuse
 entrée d’un microorganisme  apparition de molécules solubles
capable de se fixer sur ce microorganisme = anticorps (AC) ou
immunoglobuline (Ig). Le microorganisme est alors un antigène (AG)
 les Ig sont fabriquées par les plasmocytes (lymphocytes B activés),
elles existent sous forme soluble dans le plasma ou sous forme de
protéine membranaire sur le lymphocytes B. C’est alors le récepteur à
l’AG du lymphocyte B ou BCR (B Cell Receptor)
 l’Ig est donc la forme soluble du récepteur des lymphocytes B pour
l’AG
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CELLULES DU SI
Structure des Immunoglobulines
 Structure bipolaire, deux parties distinctes :
- une partie qui détermine la spécificité de l’AC pour l’AG = partie
variable
- une partie qui détermine les propriétés fonctionnelles de l’Ig = partie
constante
 Ig = 2 chaînes lourdes identiques (H=heavy)
2 chaînes légères identiques (L=light)
 Le type de chaîne lourde est propre à chaque classe d’Ig :
- chaîne g = Ig G
- chaîne m = Ig M
- chaîne a = Ig A
- chaîne d = Ig D
- chaîne e = Ig E
 Ces différentes classes d’Ig sont présentes en quantités variables
dans le plasma
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CELLULES DU SI
Structure générale des Immunoglobulines
VL
VH
Partie variable =
Fab (fixation à
l’AG)
CH1
Chaîne L
CL
CH2
CH1
CH3
Chaînes H
CL
Chaîne L
VH
CH4
VL
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Partie constante = Fc
(fixation au récepteur
cellulaire)
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CELLULES DU SI
Structure des Immunoglobulines
 La partie permettant la fixation de l’AG = site AC = Fab
 La partie de l’AG reconnue par l’AC = épitope ou déterminant
antigénique
 La partie constante permet :
 la fixation du complément (IgG et IgM)
 la neutralisation (fixation sur toxines bactériennes)
 la traversée du placenta (IgG)
 la fixation aux monocytes, macrophages, Polynucléaires
Neutrophiles (PNN), lymphocytes
 la fixation basophiles circulants (IgE) : réaction d’hypersensibilité
immédiate
 l’opsonisation : les Ig rendent les cellules phagocytaires capables
d’ingérer des microorganismes et d’autres AG étrangers
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CELLULES DU SI
Caractéristiques des différentes classes d’IG
 Ig G
- 75% des Ig du sérum  12 g/l de sérum
- Ig neutralisant les toxines bactériennes et les virus, opsonisantes,
fixant le complément, qui traversent la barrière placentaire
Chaînes H
de type g
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CELLULES DU SI
 Ig M
- 10% des Ig du sérum  1,5 g/l de sérum
- Ig la plus volumineuse, elle fixe le complément, a un pouvoir lytique très
puissant
- C’est la première vague d’AC qui apparaît après une primo-infection
Intérêt +++ en diagnostic (date une infection : ex : rubéole et grossesse)
Chaînes H
de type m
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CELLULES DU SI
 Ig A
- 2 types : IgA sérique, IgA exocrine, en général dimériques :
Ig A sérique : 15% des Ig du sérum  2 g/l de sérum
IgA exocrine = Ig des sécrétions (salivaire, lacrymale, nasale, bronchique,
gastro-intestinale, mammaire) : rôle +++ défense des portes d’entrée
(microbes inhalés, ingérés …)
Pièce sécrétoire
Chaînes H
de type a
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CELLULES DU SI
 Ig D
- très faible quantité : 40 mg/l (300 fois moins que les IgG)
- rôle dans les phénomènes de mémoire et dans la différenciation des
lymphocytes B
 Ig E
- à l’état de trace dans le sérum : 100 µg/l
- rôle dans les phénomènes d’allergie +++ et dans la défense contre les
parasites
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CELLULES DU SI
Tableau récapitulatif des Immunoglobulines
IgG
IgM
Ig A
Ig D
IgE
Taux sérique (g/l)
8-12
0.5-1.9
1.4-4
0.03-0.4
0.0001
% extra-vasculaire
60
20
60
25
50
Demi-vie (jours)
21
5
7
2.8
2.3
Valence
2
10
2 ou 4
2
2
Fixation complément
+
+
-
-
-
Transfert placentaire
+
-
-
-
-
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CELLULES DU SI
Immunoglobulines et foetus
 Seules les IgG maternelles franchissent la barrière placentaire. Ce
passage reste faible jusqu’à la 20ème semaine puis augmente
 Grand intérêt pour certaines infections congénitales :
Ex la toxoplasmose : si taux élevé d’IgM antitoxoplasmose dans le sang du
cordon  fabrication par le fœtus  mise en place d’une thérapeutique
adaptée
 Chez l’enfant les IgM atteignent le taux de l’adulte à 1 an, les IgG à 2
ans et les IgA à la puberté
 A la naissance les IgG présentes proviennent de la mère, la synthèse
des IgG commence lentement chez le bébé  à 3 mois : trou
immunologique (sensibilité +++ aux infections)
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CELLULES DU SI
B. Les leucocytes (formule sanguine)
Granulocyte
neutrophile
Granulocyte
éosinophile
Granulocyte
basophile
Lymphocytes
Monocytes
40-70%
1-4%
0.5-1%
20-45%
4-8%
Phagocytose Destruction
des
des
bactéries
parasites
Libération de
médiateurs
chimiques
(réaction
inflammatoire)
B
Production
d’anticorps
(réponse
humorale)
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T
Phagocytose
Attaque des (transformation
cellules
en macrophages
infectées
dans les tissus)
(réponse
cellulaire)
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LE SYSTEME DU COMPLEMENT
 Système auxiliaire de l’immunité en particulier de la réponse innée et
de la réponse humorale
  30 protéines plasmatiques et membranaires (sur les macrophages,
les neutrophiles, les lymphocytes), synthétisées par le foie et les
macrophages
 Activées par un système de cascades protéolytique
 2 voies peuvent activer le système du complément :
- La voie alterne induite directement par les substances
bactériennes (exemple : lipopolysaccharide, polyosides de capsule
bactérienne ...)
- La voie classique (déclenchée par les AC spécifiques de la
bactérie)
Toutes ces voies conduisent à l’activation de la fraction C3 qui elle-même
active C5 (activité chimiotactique ++++ sur les polynucléaires neutrophiles
+ facilitent la phagocytose)
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LE SYSTEME DU COMPLEMENT
 une grande moitié des protéines du complément servent à réguler
l’action des facteurs C1-C9 pour éviter l’emballement du système et
protéger nos propres cellules contre le complément
Le complément a 3 grandes fonctions :
 l’opsonisation : C3 s’attachent à la surface des bactéries ce qui facilite
leur phagocytose par les macrophages et les PNN
 l’inflammation : C5 se fixe sur les mastocytes (dégranulation et
libération de molécules pro-inflammatoires telles que l’histamine) et les
neutrophiles (chimiotactisme vers le foyer infectieux)
 la lyse : les fragments C6-C9 perforent la membrane et la paroi des
bactéries
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L’INFLAMMATION
= Douleur, rougeur, chaleur, gonflement
= effet de certaines molécules solubles sur les vaisseaux sanguins locaux
Les phénomènes mis en jeu :
 vasodilatation :  locale du  du vaisseau qui devient perméable aux
leucocytes. La vasodilatation provoque l’échauffement et le rougissement
de la plaie
  de la perméabilité vasculaire : les jonctions entre les cellules
épithéliales du vaisseau se relâchent (passage de molécules et de cellules
à travers l’endothélium)
 recrutement et activation des neutrophiles (sous l’action de molécules
comme le C5) qui phagocytent plus et produisent des oxydants et des
enzymes protéolytiques  tuent les bactéries  production de pus
 fièvre produite par des agents comme l’interleukine 1, inhibe la
prolifération des micoorganismes thermosensibles, augmente les
performances des cellules du système immunitaire
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