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1. Le système immunitaire : organisation générale

Définition

Le système immunitaire est l'ensemble des organes, des cellules et des mécanismes qui permettent à l'organisme de se défendre contre les agressions extérieures (microbes, virus, parasites, substances étrangères) ainsi que contre l'apparition de cellules anormales (cellules infectées, cellules cancéreuses), tout en maintenant l'intégrité de l'organisme, c'est-à-dire en distinguant en permanence le « soi » (les constituants propres de l'organisme) du « non-soi » (tout élément étranger).

1.1. Les cellules de l'immunité

Les cellules responsables de la défense de l'organisme sont les globules blancs, ou leucocytes, produits en continu par la moelle osseuse et circulant dans le sang et la lymphe. On distingue plusieurs catégories principales :

  • Les polynucléaires : leucocytes à noyau lobé, dont les plus abondants (polynucléaires neutrophiles) sont capables de phagocytose, c'est-à-dire d'englober et de détruire directement les agents pathogènes ; ils constituent une des premières cellules recrutées lors d'une infection.
  • Les monocytes et macrophages : les monocytes circulent dans le sang puis se transforment, une fois installés dans les tissus, en macrophages ; ces derniers assurent une phagocytose efficace des agents pathogènes et des débris cellulaires, et jouent aussi un rôle de « sentinelle » en présentant des fragments d'antigènes aux lymphocytes, ce qui déclenche la réponse immunitaire spécifique.
  • Les lymphocytes : cellules clés de l'immunité spécifique, on distingue les lymphocytes B, qui, une fois activés, se différencient en cellules productrices d'anticorps, et les lymphocytes T, qui comprennent notamment les lymphocytes T cytotoxiques (destruction directe des cellules infectées ou anormales) et les lymphocytes T auxiliaires (coordination de la réponse immunitaire).

1.2. Les organes lymphoïdes centraux (ou primaires)

Moelle osseuse et thymus

Les organes lymphoïdes centraux (ou primaires) sont les lieux de production et de maturation des cellules immunitaires :

  • La moelle osseuse, tissu situé à l'intérieur de certains os, est le lieu de production de toutes les cellules sanguines, y compris les globules blancs, à partir de cellules souches ; c'est également là que les lymphocytes B achèvent leur maturation.
  • Le thymus, petit organe situé derrière le sternum, est le lieu où les lymphocytes T (issus eux aussi de la moelle osseuse) achèvent leur maturation ; c'est notamment dans le thymus que s'opère une sélection éliminant les lymphocytes T susceptibles de réagir contre les propres constituants de l'organisme (le « soi »).

1.3. Les organes lymphoïdes périphériques

Ganglions, rate, amygdales

Les organes lymphoïdes périphériques (ganglions lymphatiques, rate, amygdales) sont des lieux de rencontre entre les cellules immunitaires (lymphocytes, macrophages) et les antigènes provenant des tissus infectés. C'est dans ces organes que les lymphocytes reconnaissent spécifiquement un antigène, s'activent, se multiplient (prolifération clonale) et se différencient en cellules effectrices capables de déclencher une réponse immunitaire adaptée.

2. Les mécanismes effecteurs de l'immunité

2.1. L'immunité non spécifique (innée)

Définition

L'immunité non spécifique, ou innée, constitue la première ligne de défense de l'organisme. Elle est rapide (elle intervient dès les premières minutes ou premières heures suivant l'agression) mais non ciblée, c'est-à-dire qu'elle agit de la même façon quel que soit l'agent pathogène rencontré.

  • Les barrières naturelles : la peau et les muqueuses (respiratoires, digestives) constituent une première barrière physique et chimique qui empêche la pénétration de la plupart des agents pathogènes.
  • La phagocytose : lorsque des agents pathogènes franchissent ces barrières, les macrophages et les polynucléaires neutrophiles les reconnaissent, les englobent (phagocytose) puis les digèrent grâce à des enzymes contenues dans des vésicules internes.
  • La réaction inflammatoire : elle se traduit localement par une rougeur, une chaleur, un gonflement et une douleur, résultant de la dilatation des vaisseaux sanguins et de l'afflux de cellules immunitaires (notamment phagocytaires) au site de l'agression.

2.2. L'immunité spécifique (acquise)

Définition

L'immunité spécifique, ou acquise, se met en place plus lentement que l'immunité innée (quelques jours), mais elle est dirigée précisément contre un antigène donné. Elle comporte deux composantes complémentaires : l'immunité humorale et l'immunité cellulaire.

Immunité humorale

Les lymphocytes B, activés après reconnaissance spécifique d'un antigène (avec l'aide des lymphocytes T auxiliaires), prolifèrent puis se différencient en plasmocytes, cellules spécialisées dans la production massive d'anticorps (ou immunoglobulines). Chaque anticorps est spécifique d'un antigène donné : il s'y fixe et forme un complexe qui neutralise l'agent pathogène (empêchant par exemple un virus d'infecter une cellule) ou facilite son élimination par les phagocytes.

Immunité cellulaire

Les lymphocytes T assurent la composante cellulaire de la réponse spécifique. Les lymphocytes T cytotoxiques, une fois activés, reconnaissent et détruisent directement les cellules infectées par un virus ou les cellules anormales (cellules cancéreuses), en provoquant leur destruction. Les lymphocytes T auxiliaires (ou « helper ») ne détruisent pas directement les cellules cibles, mais coordonnent et amplifient l'ensemble de la réponse immunitaire, en stimulant à la fois les lymphocytes B et les lymphocytes T cytotoxiques.

2.3. La mémoire immunitaire

Principe et application

Lors du premier contact avec un antigène, une partie des lymphocytes B et T activés ne se différencie pas immédiatement en cellules effectrices, mais persiste durablement dans l'organisme sous forme de lymphocytes mémoire. Lors d'un contact ultérieur avec le même antigène, ces lymphocytes mémoire, déjà « préparés » et plus nombreux, permettent une réponse immunitaire beaucoup plus rapide et plus intense que lors du premier contact. Ce principe est à la base de la vaccination : l'injection d'un antigène atténué ou inactivé (le vaccin) déclenche une première réponse immunitaire et la formation de lymphocytes mémoire, sans provoquer la maladie, protégeant ainsi l'organisme lors d'une rencontre ultérieure avec l'agent pathogène réel.

3. Les problèmes actuels de l'immunologie

3.1. Les transfusions sanguines et le groupage sanguin

Le système ABO

Les globules rouges portent à leur surface des antigènes (système ABO : antigènes A, B, les deux, ou aucun) qui définissent le groupe sanguin d'un individu. Avant toute transfusion, il est indispensable de vérifier la compatibilité entre le groupe sanguin du donneur et celui du receveur : si les antigènes du sang transfusé sont reconnus comme étrangers par les anticorps naturellement présents dans le plasma du receveur, il se produit une réaction d'agglutination des globules rouges, potentiellement mortelle. Le groupage sanguin est donc un préalable systématique et obligatoire à toute transfusion.

3.2. Le VIH et le SIDA

Le VIH (virus de l'immunodéficience humaine) a la particularité de s'attaquer précisément aux cellules du système immunitaire, en particulier aux lymphocytes T auxiliaires (CD4), qu'il infecte et détruit progressivement. Cette destruction affaiblit peu à peu l'ensemble de la réponse immunitaire, puisque les lymphocytes T auxiliaires coordonnent à la fois l'immunité humorale et l'immunité cellulaire. Au stade avancé de l'infection, appelé SIDA (syndrome d'immunodéficience acquise), l'organisme, dépourvu de défenses efficaces, devient vulnérable à des infections dites opportunistes, normalement sans gravité chez un sujet immunocompétent.

3.3. L'auto-immunité

Définition

L'auto-immunité correspond à un dysfonctionnement du système immunitaire au cours duquel celui-ci perd la capacité de distinguer le « soi » du « non-soi » et se met à attaquer à tort les propres cellules ou tissus de l'organisme, considérés comme étrangers. Cette perte de tolérance au soi est à l'origine de maladies dites auto-immunes, qui peuvent toucher divers organes ou tissus selon la cible reconnue par erreur.

3.4. Le système immunitaire et les cancers

Le système immunitaire assure normalement une fonction de surveillance : il est capable de reconnaître et d'éliminer certaines cellules anormales, y compris des cellules cancéreuses naissantes, notamment grâce à l'action des lymphocytes T cytotoxiques. Cependant, certaines cellules cancéreuses développent des mécanismes qui leur permettent d'échapper à cette surveillance immunitaire (en se rendant moins reconnaissables, par exemple), ce qui leur permet de proliférer et de former une tumeur.

3.5. La transplantation et le rejet de greffes

Rejet et compatibilité tissulaire

Lorsqu'un organe est greffé chez un receveur, le système immunitaire de ce dernier peut reconnaître les cellules de l'organe transplanté comme étrangères (« non-soi »), en particulier via des marqueurs de surface appelés antigènes HLA (ou groupes tissulaires), et chercher à les détruire : c'est le rejet de greffe. Pour limiter ce risque, on recherche la meilleure compatibilité tissulaire possible entre donneur et receveur, et l'on administre au receveur des traitements immunosuppresseurs, qui atténuent la réponse immunitaire afin de favoriser la tolérance de l'organe greffé.

3.6. Les allergies

Définition

Une allergie est une réaction excessive et inappropriée du système immunitaire face à une substance normalement inoffensive pour l'organisme, appelée allergène (pollen, certains aliments, venin d'insecte, médicament...). Les manifestations peuvent être bénignes (éternuements, démangeaisons, urticaire) ou, dans les cas les plus graves, engager le pronostic vital, comme lors d'un choc anaphylactique, réaction allergique généralisée et brutale nécessitant une prise en charge médicale d'urgence.

4. Immunité non spécifique et immunité spécifique : comparaison

CritèreImmunité non spécifique (innée)Immunité spécifique (acquise)
RapiditéImmédiate (minutes à heures)Plus lente lors du premier contact (quelques jours)
SpécificitéNon ciblée : identique quel que soit l'agent pathogèneCiblée : dirigée contre un antigène précis
Cellules impliquéesPolynucléaires, macrophages (phagocytose)Lymphocytes B (anticorps) et lymphocytes T (cytotoxiques, auxiliaires)
MémoireAbsentePrésente (lymphocytes mémoire) : réponse plus rapide et plus intense lors d'un contact ultérieur

🧠 À retenir

  • Le système immunitaire repose sur des cellules (leucocytes : polynucléaires, macrophages, lymphocytes B et T), des organes centraux (moelle osseuse, thymus) et des organes périphériques (ganglions, rate, amygdales).
  • L'immunité non spécifique (phagocytose, inflammation) est rapide mais non ciblée ; l'immunité spécifique (anticorps produits par les plasmocytes, lymphocytes T cytotoxiques) est plus lente mais dirigée contre un antigène précis.
  • La mémoire immunitaire (lymphocytes mémoire) permet une réponse plus rapide et plus intense lors d'un second contact avec le même antigène : c'est le principe de la vaccination.
  • Le groupage sanguin (système ABO) est indispensable avant toute transfusion pour éviter une agglutination potentiellement mortelle ; le VIH détruit les lymphocytes T CD4, affaiblissant progressivement l'immunité jusqu'au stade SIDA.
  • L'auto-immunité, le rejet de greffe et les allergies illustrent des dysfonctionnements du système immunitaire, tandis que la surveillance immunitaire contribue normalement à limiter le développement de cellules cancéreuses.
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Rôle des cellules de l'immunité

● Facile

On considère trois cellules de l'immunité : le macrophage, le lymphocyte B et le lymphocyte T.

  1. Associer chacune de ces trois cellules à son rôle principal dans la défense de l'organisme.
  2. Préciser laquelle de ces cellules appartient à l'immunité non spécifique, et lesquelles appartiennent à l'immunité spécifique.
Correction
  1. Le macrophage assure la phagocytose : il englobe et digère les agents pathogènes, et présente des fragments d'antigènes aux lymphocytes. Le lymphocyte B, une fois activé, se différencie en plasmocyte producteur d'anticorps spécifiques d'un antigène donné. Le lymphocyte T (notamment cytotoxique) détruit directement les cellules infectées par un virus ou les cellules anormales ; le lymphocyte T auxiliaire coordonne la réponse immunitaire.
  2. Le macrophage appartient à l'immunité non spécifique (innée), car il agit de la même façon quel que soit l'agent pathogène. Les lymphocytes B et T appartiennent à l'immunité spécifique (acquise), car ils reconnaissent et répondent à un antigène précis.
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Immunité non spécifique et immunité spécifique

● Moyen

Le système immunitaire met en jeu deux grands types de mécanismes effecteurs.

  1. Expliquer la différence entre l'immunité non spécifique et l'immunité spécifique.
  2. Donner un exemple illustrant chacune de ces deux formes d'immunité.
Correction
  1. L'immunité non spécifique (innée) constitue la première ligne de défense : elle est rapide (minutes à heures) mais agit de la même manière quel que soit l'agent pathogène rencontré. L'immunité spécifique (acquise) se met en place plus lentement (quelques jours) mais est dirigée précisément contre un antigène donné, avec une composante humorale (anticorps) et une composante cellulaire (lymphocytes T).
  2. Exemple d'immunité non spécifique : la phagocytose d'une bactérie par un macrophage, indépendamment de la nature exacte de cette bactérie. Exemple d'immunité spécifique : la production, par les plasmocytes issus des lymphocytes B, d'anticorps spécifiques dirigés contre le virus de la rougeole, qui ne neutralisent que ce virus précis.
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Mémoire immunitaire et vaccination

● Moyen

La vaccination repose sur une propriété fondamentale du système immunitaire.

  1. Expliquer le principe de la mémoire immunitaire.
  2. Expliquer comment ce principe est mis à profit dans la vaccination.
Correction
  1. Lors du premier contact avec un antigène, une partie des lymphocytes B et T activés ne devient pas immédiatement effectrice mais persiste dans l'organisme sous forme de lymphocytes mémoire, plus nombreux et déjà « préparés ». Lors d'un contact ultérieur avec le même antigène, ces lymphocytes mémoire permettent une réponse immunitaire beaucoup plus rapide et plus intense que lors de la première rencontre.
  2. La vaccination consiste à injecter un antigène atténué ou inactivé (le vaccin), incapable de provoquer la maladie, mais suffisant pour déclencher une première réponse immunitaire et la formation de lymphocytes mémoire. Ainsi, lors d'une exposition ultérieure au véritable agent pathogène, l'organisme, déjà « immunisé », réagit rapidement et fortement, empêchant le développement de la maladie.
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Groupage sanguin et transfusion

● Moyen

Avant toute transfusion sanguine, un groupage sanguin est systématiquement réalisé.

  1. Rappeler le principe du système de groupage sanguin ABO.
  2. Expliquer pourquoi le groupage sanguin est indispensable avant une transfusion, en vous appuyant sur le principe de compatibilité.
  3. Que risquerait-on en transfusant à un patient un sang incompatible avec le sien ?
Correction
  1. Le système ABO repose sur la présence, à la surface des globules rouges, d'antigènes A et/ou B (ou d'aucun des deux), définissant les groupes sanguins A, B, AB ou O ; le plasma contient naturellement des anticorps dirigés contre les antigènes absents des propres globules rouges de l'individu.
  2. Le groupage sanguin permet de vérifier la compatibilité entre le sang du donneur et celui du receveur : si l'on transfuse des globules rouges portant un antigène reconnu par les anticorps du plasma du receveur, ceux-ci se fixent sur les globules rouges transfusés et provoquent leur agglutination.
  3. Une transfusion de sang incompatible provoquerait une réaction d'agglutination des globules rouges, pouvant entraîner l'obstruction de petits vaisseaux sanguins et une réaction potentiellement mortelle pour le patient.

Problème de synthèse

● Niveau Bac

Partie 1 — Réponse vaccinale. On mesure le taux d'anticorps spécifiques (en unités arbitraires, u.a.) dans le sang d'un individu après une primo-vaccination (première injection, au temps t = 0), puis après une injection de rappel réalisée plusieurs semaines plus tard :

  • Après la primo-vaccination : taux d'anticorps quasi nul jusqu'au 6e jour, puis augmentation progressive pour atteindre un maximum d'environ 20 u.a. vers le 15e jour, avant de diminuer lentement.
  • Après l'injection de rappel : dès le 2e jour, le taux d'anticorps augmente très rapidement pour atteindre un maximum d'environ 200 u.a. vers le 5e jour, soit une valeur dix fois plus élevée que le pic obtenu après la primo-vaccination, et cela beaucoup plus rapidement.
  1. Décrire les différences observées entre la réponse à la primo-vaccination et la réponse au rappel (rapidité d'apparition, intensité du pic).
  2. Expliquer ces différences à partir du principe de la mémoire immunitaire.

Partie 2 — Rejet de greffe. Un patient reçoit une greffe de rein provenant d'un donneur dont la compatibilité tissulaire (groupes HLA) avec le receveur est faible. Quelques semaines après la greffe, on observe une inflammation locale au niveau du greffon et une dégradation progressive de son fonctionnement, en l'absence de tout traitement immunosuppresseur.

  1. Interpréter ces observations : quel phénomène immunitaire est en train de se produire et pourquoi ?
  2. Proposer une mesure médicale qui aurait pu limiter ce phénomène, et expliquer son principe d'action.
Correction du problème de synthèse
  1. Après la primo-vaccination, le taux d'anticorps met du temps à augmenter (environ 6 jours de latence) et n'atteint qu'un pic modéré (20 u.a.) vers le 15e jour. Après le rappel, l'augmentation est beaucoup plus rapide (dès le 2e jour) et le pic atteint est beaucoup plus élevé (environ 200 u.a., soit dix fois plus), en un temps plus court (5 jours au lieu de 15).
  2. Lors de la primo-vaccination, l'organisme découvre l'antigène pour la première fois : il doit sélectionner, activer et faire proliférer un petit nombre de lymphocytes B spécifiques avant d'obtenir une production significative d'anticorps par les plasmocytes, d'où le délai et l'intensité modérée. La primo-vaccination génère cependant des lymphocytes B mémoire, plus nombreux et déjà sensibilisés à l'antigène. Lors du rappel, ces lymphocytes mémoire permettent une activation immédiate et une prolifération beaucoup plus rapide de plasmocytes, ce qui explique à la fois la rapidité et l'intensité beaucoup plus fortes de la réponse secondaire. C'est précisément ce principe de mémoire immunitaire qui justifie l'administration de rappels vaccinaux.
  3. Les observations (inflammation locale, dégradation progressive du fonctionnement du greffon) traduisent un rejet de greffe : le système immunitaire du receveur reconnaît les antigènes HLA du greffon, différents des siens (compatibilité tissulaire faible), comme du « non-soi », et déclenche contre lui une réponse immunitaire (notamment cellulaire, via les lymphocytes T cytotoxiques) visant à le détruire, comme il le ferait contre tout tissu étranger.
  4. Un traitement immunosuppresseur, administré au receveur dès la greffe et poursuivi ensuite, aurait pu limiter ce phénomène : il agit en atténuant la réactivité du système immunitaire du receveur (par exemple en freinant l'activation ou la prolifération des lymphocytes T), ce qui réduit le risque de rejet tout en favorisant la tolérance de l'organe greffé. Le choix d'un donneur présentant une meilleure compatibilité tissulaire (groupes HLA plus proches de ceux du receveur) aurait également réduit ce risque en amont.

QCM

10 questions · Correction immédiate

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0/10Répondues
Q1/10

Quel organe lymphoïde central assure la maturation des lymphocytes T ?

Q2/10

Quel organe lymphoïde central produit toutes les cellules sanguines ?

Q3/10

Une fois activé, le lymphocyte B se différencie en plasmocyte, dont le rôle est de :

Q4/10

Quelle cellule est capable de détruire directement les cellules infectées par un virus ?

Q5/10

Quelle est la principale différence entre immunité innée et immunité acquise ?

Q6/10

La phagocytose désigne :

Q7/10

Le principe de la mémoire immunitaire, à la base de la vaccination, repose sur :

Q8/10

Le groupage sanguin est indispensable avant une transfusion afin d'éviter :

Q9/10

Le VIH s'attaque principalement à quelles cellules de l'organisme ?

Q10/10

L'auto-immunité se définit comme :