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Vidéo de la leçon : Réponse immunitaire non spécifique Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire comment le corps empêche l’entrée des agents pathogènes, et à expliquer comment le système immunitaire non spécifique répond à une invasion d’agents pathogènes.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous découvrirons tout sur la réponse immunitaire non spécifique, le système inné chez l’homme, qui agit pour prévenir l’infection par des agents pathogènes embêtants. Nous explorerons les structures, les sécrétions et les réflexes qui limitent l’entrée des agents infectieux dans l’organisme. Et nous découvrirons comment les processus d’inflammation et de phagocytose travaillent ensemble pour cibler les agents pathogènes qui parviennent à échapper à cette première ligne de défense.

Tout commence avec un agent pathogène. Cela peut être une bactérie, un champignon, un virus ou même un protiste. Ces agents biologiques ne sont pas nuisibles en eux-mêmes. Mais s’ils acquièrent la capacité d’infecter un hôte, par exemple un humain, et de provoquer une maladie, ils deviennent dangereux et peuvent nous rendre vraiment malades. C’est à ce moment que nous les appelons pathogènes. Lorsque les agents pathogènes se préparent à envahir, le corps humain n’a qu’une seule option. Il doit se défendre contre l’attaque pour survivre. Et heureusement pour nous, il a un système spécialisé pour faire cela, le système immunitaire.

Le système immunitaire humain a trois lignes de défense. La première comprend tous les mécanismes qui empêchent l’agent pathogène de pénétrer à l’intérieur de l’organisme. La deuxième ligne de défense implique une réponse chimique et cellulaire, qui n’est pas spécifique. En d’autres termes, elle nous protège contre tous les agents pathogènes de la même manière, ce qui signifie qu’elle peut se déployer très rapidement. La troisième ligne de défense implique une réponse chimique et cellulaire spécifique à l’agent pathogène responsable de l’infection. C’est ce qu’on appelle la réponse immunitaire adaptative, ou acquise. Et elle met en général quatre à sept jours pour démarrer chez une personne qui est de base en bonne santé. Pour une personne ayant un problème de santé sous-jacent, cela peut prendre encore plus de temps.

Les première et deuxième lignes de défense sont regroupées ensemble sous le terme de réponse immunitaire innée ou non spécifique. Celle-ci est déclenchée immédiatement et peut limiter les infections graves pendant la préparation de la réponse immunitaire acquise. Dans cette vidéo, nous allons nous concentrer sur la réponse immunitaire non spécifique. Commençons donc par examiner de plus près les défenses de première ligne que le pathogène rencontrera lorsqu’il essayera d’envahir.

La peau est le plus grand organe du corps, couvrant et protégeant toutes ses surfaces externes. Elle agit donc comme une barrière physique à l’entrée des agents pathogènes. Alors que la peau protège les surfaces externes, l’organisme humain comporte de nombreuses ouvertures naturelles et surfaces internes que les agents pathogènes pourraient utiliser pour pénétrer à l’intérieur. Celles-ci sont protégés par des muqueuses. Comme leur nom le sous-entend, les muqueuses sécrètent du mucus, collant, qui tapisse les surfaces internes et piège les agents pathogènes qui tentent de pénétrer à l’intérieur.

Les muqueuses se trouvent principalement dans les yeux, les oreilles, le nez, la bouche, les voies respiratoires, l’anus et le vagin. Les yeux sont également protégés par un fluide sécrété par les glandes lacrymales. Ce fluide constitue nos larmes. En plus de pouvoir évacuer les corps étrangers comme les poussières des yeux, les larmes contiennent également des enzymes qui peuvent détruire certaines bactéries. Les oreilles ont également une deuxième sécrétion protectrice sous la forme de cire d’oreille, qui porte le nom scientifique de cérumen. Le cérumen est produit par l’oreille externe et piège les agents pathogènes et autres corps étrangers. Il a également été montré qu’il avait des propriétés antimicrobiennes et antifongiques.

La salive, produite dans la bouche par les glandes salivaires, contient des enzymes qui peuvent détruire certains types de bactéries. En plus de la sécrétion de mucus, certaines muqueuses, telles que celles qui tapissent les voies respiratoires, contiennent du tissu épithélial cilié. Les cellules de cet épithélium cilié ont à leur surface de minuscules structures ressemblant à des cheveux appelées cils. Les cils ont pour rôle de faire remonter le mucus contenant des agents pathogènes piégés et d'autres matières étrangères dans les voies respiratoires pour qu'il soit avalé.

Tout ce qui est avalé finit dans l’estomac. L’estomac contient des sucs gastriques, dont le pH est d’environ deux, ce qui signifie qu’ils sont très acides. La plupart des agents pathogènes qui pénètrent dans l’estomac, soit par notre nourriture, soit par le mucus des voies respiratoires, seront détruits par cet acide.

Le dernier type de défenses de première ligne sont les réflexes expulsifs. Ce sont des réflexes qui expulsent de force les agents potentiellement infectieux du corps. Les meilleurs exemples de réflexes expulsifs sont la toux, qui expulse des substances des voies respiratoires; les éternuements, qui expulsent des substances du nez; et les vomissements, qui expulsent des substances de l’estomac.

Malgré tous ces mécanismes, certains agents pathogènes parviennent toujours à se frayer un chemin dans l’organisme. Mais ce n’est pas parce qu’ils ont réussi à violer la première ligne de défense que les choses vont devenir plus faciles pour eux. Il est maintenant temps pour eux d’affronter la deuxième ligne de défense.

Lorsque les agents pathogènes pénètrent dans l’organisme et infectent un tissu particulier, par exemple ici, lorsque des bactéries infectent la peau à travers une plaie ouverte, le site de l’infection devient immédiatement rougi, enflé, douloureux et chaud. Ce sont tous des effets de la réponse inflammatoire ou inflammation.

Examinons cette réponse plus en détail. La peau abrite un type particulier de globules blancs appelés mastocytes. Les mastocytes détectent une blessure ou une infection et réagissent en libérant une molécule appelée histamine, comme représenté par les points jaunes sur ce schéma. L'histamine augmente le diamètre des vaisseaux sanguins de la peau, ce qui permet au sang de circuler davantage vers le site de l'infection. C’est ce qu’on appelle la vasodilatation, et c’est la raison pour laquelle la zone infectée devient chaude et rouge. L’histamine rend également les capillaires plus perméables, permettant à plus de fluide de pénétrer dans les tissus de la peau par le sang. Cela explique le gonflement.

En plus de l’histamine, les mastocytes libèrent également d’autres produits chimiques appelés cytokines, représentés ici par des points verts. Les cytokines sont chargées d’attirer les phagocytes, un autre type de globules blancs, vers le site de l’infection. En raison de l’augmentation du flux sanguin et de la perméabilité des capillaires, de nombreux phagocytes peuvent migrer très rapidement vers la zone infectée. Plus tard, les cytokines attireront d’autres types importants de globules blancs, mais elles feront partie de la réponse immunitaire spécifique. Nous ne le regarderons donc pas dans cette vidéo.

Une fois que notre armée de phagocytes a localisé les bactéries, elle doit tenter d’éliminer ces pathogènes envahisseurs de la seule manière qu’elle connait, par un processus appelé phagocytose. C’est le phénomène au cours duquel un phagocyte engloutit un pathogène avant de le digérer à l’aide d’enzymes.

Voyons les cinq étapes qui décrivent ce processus. La première étape est la liaison à la membrane. C’est là que les récepteurs sur la membrane du phagocyte reconnaissent et se lient aux protéines de la surface du pathogène. Ensuite, le pathogène est englouti par le phagocyte, formant un organite spécialisé appelé phagosome. Bien qu’on dirait à ce stade que le pathogène soit mangé par le phagocyte, nous devons nous assurer d’utiliser le mot «engloutir» au lieu de «manger», car un phagocyte n’a pas de bouche ni de système digestif. Donc, il ne peut rien manger.

La troisième étape est celle où le phagosome fusionne avec les lysosomes. Vous vous rappelez peut-être que les lysosomes sont des organites entourés par une membrane et contenant des enzymes qui fonctionnent mieux en conditions acides. Quand ils fusionnent avec un phagosome, une grande vésicule appelée phagolysosome est formée. Au cours de la quatrième étape, le pathogène est neutralisé et digéré par des enzymes à l’intérieur du phagolysosome. Les produits inoffensifs de la digestion des agents pathogènes sont alors soit libérés du phagocyte, soit présentés à la surface cellulaire de sa membrane dans le cadre de la réponse immunitaire spécifique. Bien que la phagocytose détruise la plupart des agents pathogènes, certaines bactéries, telles que celles qui causent la lèpre et la tuberculose, sont supposées survivre et échapper au phagolysosome, raison pour laquelle ces maladies peuvent être si dangereuses.

En plus de la phagocytose, il existe plusieurs autres mécanismes qui font partie de la réponse immunitaire non spécifique. Les cellules Natural Killer sont un type de globules blancs capables de reconnaître les cellules corporelles stressées. Si une cellule corporelle est stressée, cela peut être le signe qu’elle est infectée par un pathogène, comme un virus, ou qu’il s’agit d’une cellule tumorale qui prolifère de manière incontrôlable. Si une cellule Natural Killer détecte une cellule corporelle stressée, elle la détruira.

Comme nous l’avons déjà vu, les cytokines sont des molécules qui jouent un rôle important dans la communication de cellule à cellule lors d’une réponse immunitaire. L’interféron est une cytokine produite par des cellules corporelles qui ont été infectées par un virus. Il agit sur les cellules voisines pour inhiber la réplication virale. Si le virus ne peut pas se répliquer, l’infection ne pourra pas se propager aussi rapidement. L’interféron est également responsable de l’activation des cellules Natural Killer.

Enfin, le système du complément est une série de protéines solubles présentes dans le sang. Elles travaillent ensemble dans ce qu’on appelle une cascade du complément pour former un complexe d’attaque. Ce complexe fait des trous dans les membranes cellulaires des bactéries envahissantes, les détruisant. Les protéines du système du complément sont également impliquées dans la promotion de l’inflammation et dans la stimulation des phagocytes pour initier la phagocytose.

Maintenant, découvrons ce qui se passe lorsque ces réponses immunitaires ne fonctionnent pas correctement. La raison pour laquelle nous nous sentons malades lorsque nous avons une infection est principalement due à la réponse inflammatoire dont nous avons déjà parlé. Comme vous pouvez le voir sur ce graphique, la réponse inflammatoire est déclenchée lors de l’infection et augmente rapidement. Après environ une semaine, elle retombe lorsque le système immunitaire élimine le pathogène de l’organisme. C’est alors que nous commençons à nous sentir mieux.

Cependant, dans certaines circonstances, le niveau d’inflammation peut rester très élevé, comme le montre la ligne bleue dans le graphique. C’est ce qu’on appelle une inflammation chronique, et cela peut entraîner un certain nombre de problèmes de santé. Bien que nous ne comprenions toujours pas complètement toutes les causes de l’inflammation chronique, nous savons qu’elles peuvent être soit infectieuses, soit non infectieuses. Certains agents pathogènes peuvent échapper à notre système immunitaire et, par conséquent, ne pas être complètement éliminés de l’organisme. Les microbes intestinaux que nous ingérons dans nos aliments peuvent également parfois activer la réponse inflammatoire de manière inappropriée. Ce sont des exemples de causes infectieuses. Les causes non infectieuses comprennent l’obésité et les lésions tissulaires résultant de tumeurs, de troubles auto-immuns, l’athérosclérose et les maladies cardiaques.

L’inflammation chronique peut entraîner des modifications permanentes des tissus, comme la mort cellulaire, la cicatrisation, la croissance de vaisseaux sanguins et la prolifération cellulaire. Elle peut également être responsable de changements métaboliques, par exemple, une altération de la signalisation hormonale. Ces changements peuvent au final conduire à un certain nombre de maladies graves, y compris le diabète de type deux, la défaillance d’organes, le cancer et la maladie d’Alzheimer.

Maintenant que nous savons tout sur la réponse immunitaire non spécifique, examinons une question d’entraînement.

Comment l’histamine affecte-t-elle les vaisseaux sanguins à proximité d’une zone blessée? (A) Elle dilate les vaisseaux sanguins et diminue la perméabilité des capillaires. (B) Elle dilate les vaisseaux sanguins et augmente la perméabilité des capillaires. (C) Elle dilate les vaisseaux sanguins mais n’affecte pas la perméabilité des capillaires. (D) Elle resserre les vaisseaux sanguins mais n’affecte pas la perméabilité des capillaires. Ou (E), elle resserre les vaisseaux sanguins et augmente la perméabilité des capillaires.

Lorsque nous nous blessons, la zone touchée devient rapidement rouge, enflée, douloureuse et chaude. Bien que cela soit désagréable pour nous, c'est en fait un signe que l’organisme réagit à la blessure et commence à se réparer. Il le fait grâce à une réponse immunitaire non spécifique appelée inflammation.

L’inflammation, aussi appelée réponse inflammatoire, est déclenchée par un type spécial de globule blanc appelé mastocyte. Les mastocytes détectent les blessures ou infections et réagissent en libérant une molécule appelée histamine. C'est sur ce point que la question nous interroge. L’histamine a deux effets importants sur les vaisseaux sanguins près du site de la lésion. La première est qu’elle les dilate, ce qui permet à plus de sang de circuler vers la zone blessée. C’est la vasodilatation, et c’est ce qui provoque les rougeurs et la chaleur. Comme les options de réponse (D) et (E) disent que les vaisseaux sanguins se contractent, ce qui signifie qu’ils deviennent plus étroits, ces options sont fausses.

Le deuxième effet de l’histamine est qu’elle augmente la perméabilité des capillaires à proximité du site de la lésion. Cela permet à plus de liquide de pénétrer dans la zone lésée depuis le sang, apportant des globules blancs spécialisés comme les phagocytes, qui peuvent aider à éliminer toute infection. C’est ce qui provoque le gonflement. Nous avons donc déterminé comment l’histamine affecte les vaisseaux sanguins près d’une zone blessée. La bonne réponse est la (B). Elle dilate les vaisseaux sanguins et augmente la perméabilité des capillaires.

Résumons maintenant ce que nous avons appris dans cette vidéo en passant en revue les points clés. La première ligne de défense est un ensemble de mécanismes qui empêchent les agents pathogènes de pénétrer dans l’organisme. L’inflammation et la phagocytose sont des processus clés de la deuxième ligne de défense. L’inflammation est déclenchée et régulée par des messagers chimiques. Les phagocytes aident à éliminer l’infection en engloutissant des agents pathogènes. Et d’autres mécanismes de la réponse immunitaire non spécifique ont également un rôle important à jouer.

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