L'immunité est la capacité de l'organisme à se protéger face à un agent étranger, appelé antigène, qu'il soit d'origine externe ou interne. La réaction immunitaire provoquée par la présence d'un antigène dans l'organisme peut-être assurée par des mécanismes innés, c'est-à-dire disponibles avant toute entrée d'un élément étranger, et non spécifiques, c'est-à-dire identiques quelque soit l'agent déclencheur. La détection d'un agent pathogène déclenche une réponse inflammatoire suivie d'une destruction par phagocytose.
1. Qu'est ce que le soi et le non-soi ?
• Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments capables de faire la distinction entre les cellules et les molécules qui lui appartiennent, constituant le « soi », et celles qui proviennent d'autres organismes, constituant le « non-soi ». Il représente un mécanisme de défense contre les agents pathogènes tels que les virus, les bactéries, les parasites ou contre certaines molécules « étrangères » toxiques. Il est responsable du phénomène de rejet de greffe. Il est également capable de détecter et de détruire les cellules de son propre organisme quand elles sont transformées par un virus ou un processus cancéreux et devenues du « soi modifié ».
• Le soi immunitaire d'un individu est l'ensemble des molécules résultant de l'expression de son génome. Il ne déclenche généralement pas de réaction immunitaire. Le soi est exposé sur la membrane des cellules sous forme de molécules protéiques. Ces molécules constituent des marqueurs membranaires de son identité ou marqueurs du soi.
• Les marqueurs du soi ou antigènes majeurs d'histocompatibilité sont un ensemble de protéines membranaires résultant de l'expression de gènes constituant chez l'homme le système HLA (human leucocyte antigen). Situé sur le chromosome no 6, ce groupe de six gènes est extrêmement polymorphe : chaque gène possède de nombreux allèles, tous bien représentés dans les populations. La majorité des individus est hétérozygote et possède deux allèles différents pour chaque gène, soit une combinaison de douze allèles. Le nombre de génotypes possibles est énorme. De plus, les allèles sont codominants et s'expriment tous ; les six gènes permettent donc la synthèse de douze protéines membranaires différentes. La probabilité de rencontrer deux individus possédant les mêmes marqueurs du soi est infime. Les gènes du système HLA s'expriment dans toutes les cellules nucléées de l'organisme. Les protéines résultant de l'activité de ces gènes, à l'origine de la distinction entre le soi et le non-soi, entraînent un rejet de greffe de peau en sept à dix jours et sont aussi à l'origine du déclenchement des réactions immunitaires face à un antigène.
Remarque : On appelle marqueurs mineurs d'histocompatibilité les facteurs de groupes sanguins, qui déterminent l'appartenance de chaque individu à un groupe, et ne permettent pas de distinguer les individus du même groupe.
Exercice n°1Exercice n°2
• Le non-soi d'un individu est défini par des marqueurs cellulaires ou toute autre molécule différente du soi, reconnus comme étrangers par l'organisme. Il est immunogène.
• On appelle antigène tout élément capable de se fixer sur des cellules ou molécules immunitaires et de déclencher une réaction de défense. On distingue :
  • les antigènes particulaires, comme les macromolécules localisées sur la paroi des bactéries ;
  • les antigènes solubles, qui sont des molécules libres dans l'organisme, comme les toxines bactériennes ; elles sont généralement de nature protéique ou polysaccharidique, ou sont des dérivés lipidiques. Ce peut être également des antigènes endogènes comme les marqueurs tumoraux.
• Parmi les antigènes particulaires, on peut distinguer les antigènes du soi, normalement présents dans l'organisme, et que le système immunitaire ignore, et les antigènes du non-soi, dont la présence dans l'organisme est anormale ; il peut s'agir de marqueurs du soi, de greffons (allogreffons provenant d'un autre individu de la même espèce, de xénogreffons provenant d'un individu d'une autre espèce), de cellules étrangères ou d'éléments de l'organisme devenus anormaux (soi modifié). Lorsque le système immunitaire fonctionne de façon normale, une réponse immunitaire se développe en direction des seuls antigènes du non-soi ou du soi modifié. Un greffon peut ainsi être rejeté.
Exercice n°3
2. Quels sont les acteurs de l'immunité inée ?
• L'immunité innée constitue la première barrière de défense de l'organisme, car elle est déclenchée quelle que soit la nature de l'antigène détecté. Les systèmes passifs, qui agissent par leur seule présence, sont classés dans les barrières. Il existe également des systèmes actifs au niveau cellulaire ou moléculaire. Les acteurs principaux de la défense innée sont :
  • la barrière cutanéo-muqueuse : la peau recouverte de kératine est étanche aux micro-organismes; elle présente des germes qui empêchent sa colonisation par des espèces concurrentes; elle sécrète le sébum, antiseptique, et la sueur, dont l'acidité bloque la prolifération de nombreux germes ;
  • la barrière microbienne : outre les germes présents sur la peau, d'autres colonisent naturellement les muqueuses et le tube digestif ;
  • la fièvre : l'augmentation de la température corporelle bloque la prolifération des germes pathogènes, et accélère le processus de réparation du corps, lésé lors de l'infection et par les mécanismes de défense ;
  • les cellules de l'immunité innée : soit elles détruisent totalement les antigènes cellulaires détectés (cellules K, NK), soit elles les présentent aux mécanismes de l'immunité acquise pour faciliter leur destruction, on les appelle alors CPA pour Cellules Présentant l'Antigène (phagocytes, cellules dendritiques, cellules de Langerhans de la peau, etc.).
3. Quelles sont les mécanismes de l'inflammation ?
• À l'occasion du premier contact avec un antigène, des mécanismes de défense naturelle ou « innés » sont mis en jeu. Il s'agit de mécanismes non spécifiques qui interviennent quel que soit l'agent infectieux rencontré et qui existent avant tout contact avec cet agent. Leur mise en œuvre est donc immédiate. Parmi ces mécanismes, on a déjà évoqué ci-dessus une défense physique et une défense biochimique, ci ces barrières ne sont pas suffisamment efficaces et que l'agent pathogène pénètre dans l'organisme, il s'ensuit une réaction inflammatoire.Les quatre signes de l'inflammation sont rougeur, chaleur, douleur et œdème.
• La réaction inflammatoire apparaît après une blessure ou une piqûre, ou encore naturellement au niveau des voies respiratoires ou digestives.
• La chaleur et la rougeur sont dues à la dilatation locale des vaisseaux sanguins et à l'augmentation du débit sanguin (4). La douleur est due à la compression des fibres nerveuses liée à l'afflux sanguin. L'œdème est dû à la libération, à partir des vaisseaux sanguins, de plasma contenant des cellules et des quantités importantes de protéines, nécessaires à la réponse immunitaire (1). Des globules blancs du sang se rendent ainsi rapidement sur le lieu de l'infection pour capturer et digérer les agents infectieux.
Exercice n°4Exercice n°5
L'immunité innée - illustration 1
4. Comment se déroule la phagocytose, dernière étape de la réaction inflammatoire ?
• La phagocytose est le processus qui permet à certains globules blancs d'éliminer les micro-organismes pathogènes. Elle se déroule dans les tissus. Elle est réalisée par les cellules phagocytaires, ou phagocytes. Ils comprennent des granulocytes (ou polynucléaires) et des macrophages, qui apparaissent dans les tissus par transformation des monocytes du sang.
• La phagocytose se réalise en quatre étapes :
  • une phase de reconnaissance, grâce à des récepteurs membranaires fixés sur les phagocytes, qui les rendent capables de reconnaître des molécules présentes à la surface des bactéries ;
  • une phase d'adhésion, au cours de laquelle les phagocytes s'accolent à l'agent étranger, se déforment et émettent des prolongements, les pseudopodes, qui emprisonnent la particule ;
  • une phase d'ingestion, pendant laquelle la particule est progressivement incluse dans le phagocyte. Elle est enfermée à l'intérieur du cytoplasme, dans une vésicule de phagocytose ou phagosome ;
  • une phase de digestion, où des organites cytoplasmiques spécialisés, les lysosomes, vont déverser les enzymes qu'ils contiennent dans la vésicule. La conséquence est la dégradation de la particule ingérée.
L'immunité innée - illustration 2
• Il y a formation sur le lieu de l'infection d'un liquide jaunâtre, le pus. Il contient des granulocytes neutrophiles ou des macrophages, des débris cellulaires, des cellules mortes ou mourantes. Les cellules phagocytaires absorbent peu à peu le pus. Elles jouent le rôle d'éboueur et assurent un nettoyage permanent de l'organisme.
• Le plus souvent, les macrophages éliminent totalement les micro-organismes présents au niveau d'une plaie ou d'un site infecté. Parfois, les micro-organismes résistent à la phagocytose ; l'infection peut alors progresser, et d'autres réactions immunitaires dites acquises, plus lentes, sont alors mises en œuvre.
Pour activer l'immunité acquise, les CPA (macrophages, cellules dendritiques, cellule de Langerhans), ne détruisent pas entièrement l'antigène, elles conservent ses marqueurs et les présentent aux cellules spécifiques de l'antigène, qui constituent l'ultime moyen de défense de l'organisme.
Exercice n°6Exercice n°7
À retenir
• Le fonctionnement du système immunitaire repose sur la capacité de l'organisme à distinguer le soi du non soi.
• Le non soi est immunogène, et les molécules qui le constituent sont appelées des antigènes. Les substances antigéniques peuvent être particulaires ou solubles.
• La première réponse d'un organisme au contact d'un élément étranger est une réponse non spécifique et innée. Elle repose sur l'existence de barrières cutanées et muqueuses ou sur des réactions biochimiques de destruction de l'agent étranger par des substances toxiques. En dernier lieu, c'est une réaction inflammatoire qui est déclenchée.
• Un mécanisme de phagocytose se met alors en place et des cellules phagocytaires ingèrent puis hydrolysent l'antigène.
Le soi immunitaire :
Cochez la bonne réponse.
est l'ensemble des gènes de l'organisme.
est défini par des marqueurs membranaires.
déclenche une réaction immunitaire.
Le soi immunitaire est l'ensemble des molécules résultant de l'expression de son génome. Il est défini par des marqueurs membranaires. Il ne déclenche pas de réaction immunitaire.
Le système HLA :
Cochez la bonne réponse.
désigne un ensemble de gènes permettant la synthèse de protéines nécessaires à la réalisation des greffes.
est caractérisé par un petit nombre d'allèles pour chacun des gènes qui le constituent.
désigne un ensemble de gènes codant pour des protéines membranaires.
Le système HLA désigne un ensemble de gènes codant pour des protéines membranaires. Il permet de définir le soi de l'individu et est responsable du rejet des greffes.
Un antigène :
Cochez la bonne réponse.
est toujours une molécule soluble.
est une substance étrangère à l'organisme.
n'est pas immunogène.
Un antigène est une molécule soluble ou une particule ; c'est une substance étrangère à l'organisme, qui est immunogène.
Un mécanisme immunitaire inné est :
Cochez la bonne réponse.
un mécanisme qui se met en place après l'entrée de l'agent étranger dans l'organisme.
un mécanisme qui n'intervient que pour certains agents étrangers.
un mécanisme qui agit par des moyens physiques, biochimiques ou cellulaires.
Un mécanisme immunitaire inné est un mécanisme qui existe avant l'entrée de l'agent étranger dans l'organisme, et qui intervient pour tout agent étranger. C'est un mécanisme qui agit par des moyens physiques, biochimiques ou cellulaires.
Les défenses naturelles de l'organisme :
Cochez la bonne réponse.
se trouvent par exemple au niveau de la peau et des muqueuses.
mettent toujours en jeu une réaction inflammatoire.
nécessitent un délai pour leur mise en œuvre, lors d'un contact avec un agent étranger.
Les défenses naturelles de l'organisme se trouvent entre autres au niveau de la peau et des muqueuses et sont mises en œuvre immédiatement, lors d'un contact avec un agent étranger. La réaction inflammatoire n'est mise en jeu que si les barrières naturelles n'ont pas été suffisantes.
Les phagocytes :
Cochez la bonne réponse.
sont munis de récepteurs membranaires leur permettant de reconnaître les éléments étrangers.
réalisent la phagocytose dans le sang.
tuent leurs cellules cibles par contact.
Les phagocytes tuent leurs cellules cibles par hydrolyse après ingestion. Ils réalisent la phagocytose dans les tissus et sont munis de récepteurs membranaires leur permettant de reconnaître les éléments étrangers.
La phagocytose :
Cochez la bonne réponse.
est réalisée par des monocytes du sang.
aboutit toujours à la destruction de l'antigène.
se déroule en 4 étapes.
La phagocytose se déroule en 4 étapes (reconnaissance, adhésion, ingestion, digestion). Elle n'aboutit pas toujours à la destruction de l'antigène et met en jeu des macrophages, forme tissulaire issue de la tranformation des monocytes sanguins.