Activités 1èreSpécialité - Thème 3 : Corps humain et santé

« Activités 1èreSpécialité - Thème 3 : Corps humain et santé Partie 3B : le fonctionnement du système immunitaire humain Le système immunitaire est constitué d'organes, de cellules et de molécules qui coopèrent pour assurer l’immunité de l'organisme et contribuer ainsi à sa santé. L’immunité est un ensemble de mécanismes intégrés visant à protéger l’organisme des agents infectieux, des cellules cancéreuses ou des dommages tissulaires. Tous les êtres vivants ont des systèmes de défense adaptés à leurs caractéristiques et leurs besoins.

Chez les animaux, ces systèmes comprennent des dispositifs de surveillance qui fonctionnent sans relâche et qui patrouillent dans tout l’organisme, ainsi que des mécanismes de réaction déclenchés par la perception d’un élément étranger ou la modification d’une cellule de l’organisme. Ce système comprend deux étages de défenses aux stratégies différentes : - l’immunité́ innée, la première à s’être mise en place aux cours de l’évolution, chez l’ancêtre commun des animaux ; - l’immunité́ adaptative qui apparaît chez les vertébrés, s’ajoute et se combine à l’immunité innée. Les capacités immunitaires d’un individu évoluent au cours de sa vie suite au contact avec différents antigènes.

Elles faiblissent chez les personnes âgées.

Elles peuvent être enrichies dès l’enfance et pendant toute la vie grâce à l'aide de vaccins, de sérums, de transplantations et autres interventions médicales préventives ou curatives. Chapitre 3B-1: L’immunité innée (Semaine 1) Problématique : comment s’organisent les défenses immunitaires innées, communes à tous les animaux ? Chez les animaux, il existe une première ligne de défense appelée immunité innée, qui se déclenche lorsqu’une barrière naturelle de l’organisme (peau ou muqueuse d’une voie interne) est rompue et qu’un agent infectieux pénètre au sein d’un tissu ex : coupure qui s’infecte. Elle se déclenche aussi lorsqu’un tissu est lésé ex : entorse, coup de soleil… Une des premières manifestations de l’immunité innée est la réaction inflammatoire aigüe > vidéo de présentation générale à voir en introduction : Inflammation aigue A partir de l’analyse des ressources proposées et des observations réalisées, présenter de manière argumentée les principales caractéristiques des mécanismes de défense innée : - stéréotypées, avec des symptômes inflammatoires standards (rougeur, chaleur, gonflement et douleur) - peu spécifiques, avec des éléments impliqués peu nombreux et avec une mise en œuvre identique et systématique face à n'importe quelle agression déclenchante - homologues, c'est-à-dire d’origine évolutive commune chez tous les animaux - impliquant des interactions moléculaires, dont certaines peuvent être limitées par des anti inflammatoires. Document 1 : des symptômes de la réaction inflammatoire aiguë, un des mécanismes de l’immunité innée Page 1 sur 6 Evolution de la température d’une plaie infectée Cette personne présente une infection bactérienne au niveau d’une cicatrice consécutive à une opération chirurgicale. Document 2 : la reconnaissance des agents infectieux par les récepteurs de cellules de l'immunité innée présentes dans les tissus Dans tous les tissus du corps se trouvent des cellules de l’immunité innée (macrophages, mastocytes, cellules dendritiques).

Elles possèdent plusieurs types de récepteurs membranaires capables de reconnaître quelques molécules caractéristiques de microorganismes dès leur entrée dans nos tissus. Parmi ces récepteurs se trouvent les protéines TLR (Toll Like Receptor) nommées ainsi en raison de leur similitude avec la protéine Toll découverte chez la Drosophile d'abord pour son implication dans le développement embryonnaire puis pour son rôle immunitaire. Il existe seulement une dizaine de classes de récepteurs TLR différentes (à comparer aux millions d'anticorps différents produits par les lymphocytes) qui reconnaissent un spectre assez large de molécules étrangères (antigènes). > Utiliser le logiciel : Rastop ou Libmol avec les fichiers fournis à ouvrir " tlr5_flagelline.pdb" et "tlr3_arn.pdb" ----> pour observer 2 simulations d'interactions moléculaires entre cellules de l’immunité innée et "microbes" Deux exemples vous sont présentés ici : - Le TLR-5 modélisé dans "Rastop" reconnaît la flagelline, une protéine constitutive des flagelles bactériens.

De nombreuses bactéries flagellées sont impliquées dans les infections des systèmes digestifs, urinaires et respiratoires. Le flagelle confère à ces bactéries une mobilité qui favorise leurs capacités infectieuses.

La flagelline est le constituant essentiel des filaments moteurs du flagelle. Le récepteur TLR5 est localisé au sein de la membrane cytoplasmique des cellules immunitaires innées animales et sa liaison avec la flagelline déclenche le processus inflammatoire. - Le TLR-3 modélisé dans "Rastop" reconnaît l'ARN sous forme de double brin de plus de 35 nucléotides, caractéristique de beaucoup de virus.

Sa liaison avec un ARN double brin déclenche le processus inflammatoire. > Grâce aux fonctionnalités de « Rastop », faire apparaitre différemment les TLR et les molécules microbiennes Document 3 : comparaison entre un tissu sain et un tissu infecté en pleine réaction inflammatoire Page 2 sur 6 Rappel : Le plasma sanguin est le composant liquide du sang, dans lequel les cellules sanguines sont en suspension. Il constitue 55 % du volume total du sang Document 4 : les cellules sanguines de l’immunité innée parmi d’autres cellules sanguines Polynucléaire neutrophile Le noyau est formé de lobes reliés entre eux par un fin filet chromatinien. ---> Rôle de phagocytose Polynucléaire éosinophile Le cytoplasme est rempli de volumineuses granulations.

Le noyau est souvent bilobé, comme sur cette image. ---> Rôle de digestion enzymatique Polynucléaire basophile De volumineuses granulations cytoplasmiques violet foncé masquent plus ou moins le noyau. ---> Rôle de sécrétion de l'histamine 0 15 m Lymphocyte Petite cellule.... »