Infection et système immunitaire Les moyens de défenses contre l’infection Dr Lasserre Cours IFSI 1ère année Septembre 2009

PLAN Agents infectieux et terminologie Le système immunitaire - Immunité non spécifique - Immunité spécifique

INTRODUCTION SUR L’INFECTION

Le corps humain et les agents infectieux Agents infectieux: Bactéries, Virus, Champignons, Parasites et Prions Différence fondamentale entre colonisation et infection

Colonisation et infection Le corps humain héberge 400 espèces de bactéries différentes, et au total dix fois plus de bactéries qu’il ne contient de cellules Commensal : organisme vivant au contact ou à proximité immédiate de son hôte sans provoquer chez lui d’effet nuisible L’homme est porteur sain de germes qui ne le rendent pas malade A l’inverse il existe des agents infectieux pathogènes obligatoires

Définition de l’infection Ensemble des manifestations cliniques et biologiques résultant de la pénétration dans l’organisme d’agents pathogènes

Infection et terminologie (1) L' infection est le terme désignant soit une maladie infectieuse en général, soit la contamination par un germe L' infectiologie est la branche de la médecine concernant les maladies infectieuses Le médecin spécialiste est un infectiologue Suivant le type de germe, on parle également de bactériologie, de virologie, de mycologie, de parasitologie

Infection et terminologie (2) Le contage désigne la mise en contact avec un germe La contamination est la pénétration du germe dans un organisme

Infection et terminologie (3) La période d’incubation est le délai entre le contage et la première manifestation de la maladie. Le malade peut être contagieux durant ce temps La période de contagion est le temps pendant lequel le patient excrète le germe et peut le transmettre. Elle dépend de chaque maladie infectieuse.

Infection et terminologie (4) Les infections nosocomiales sont des infections acquises à l’hôpital. Elles sont particulièrement complexes et dangereuses car elles surviennent chez des sujets affaiblis et concernent souvent des germes résistants aux antibiotiques. Il s’agit d’un problème de santé publique majeur.

Infections opportunistes L'organisme humain tolère la présence de bactéries à la surface de sa peau et de ses muqueuses en établissant des relations de commensalisme, voire de symbiose. Toutefois, ces bactéries peuvent profiter de l'opportunité que leur offre une défaillance du système immunitaire pour provoquer une infection grave appelée infection opportuniste (exemple: infection à Pneumocystis chez les immunodéprimés).

Principales sources de contamination Source cutanée: la plus importante Source aérienne Le malade peut s’infecter à partir: de sa propre flore (auto-infection) de la flore d’un autre malade (infection croisée) de la flore d’une tierce personne (personnel soignant, visiteurs…) d’un problème technique (instruments mal désinfectés, filtre stérile déchiré…)

Les portes d’entrée des infections Voie rhinopharyngée Voie digestive Voie cutanée (lésion, plaie) Urinaire (sondage) Sanguine Conjonctivale Broncho-pulmonaire (respirateur)

LE SYSTEME IMMUNITAIRE

Le système immunitaire Immunité (im - munus) im : particule latine marquant la négation munus : charge, impôt L'immunité désignait initialement la résistance d'un organisme vis-à-vis d'un agent infectieux Cette définition s'est ensuite élargie à l'ensemble des réactions tendant à éliminer des substances étrangères

Définition de l’immunité L'ensemble des mécanismes biologiques permettant à un organisme: de reconnaître et de tolérer ce qui lui appartient en propre # le soi de reconnaître et de rejeter ce qui lui est étranger # le non soi (les substances étrangères ou les agents infectieux, mais aussi ses propres constituants altérés, comme des cellules tumorales)

Fonctions du système immunitaire Le système immunitaire assume vis-à-vis des agents infectieux une double fonction : contenir les agents infectieux commensaux qui peuvent devenir à l'occasion des pathogènes opportunistes s'opposer à la pénétration des agents infectieux qui sont des pathogènes spécifiques

Différents types d’immunité Immunité non spécifique D’action immédiate, qui va intervenir quelque soit l’agent infectieux Immunité spécifique Se développe en quelques jours et dépend de la reconnaissance spécifique de la substance étrangère, elle garde le souvenir de la rencontre

IMMUNITE NON SPECIFIQUE

Immunité non spécifique Non spécifique donc polyvalente Existe avant tout contact avec l'agent infectieux : sa mise en oeuvre est donc immédiate quelque soit l'agent infectieux rencontré (virus, bactérie, parasite…), le mode d'action est le même : c'est la phagocytose, initiée et entretenue par la réaction inflammatoire

LA BARRIERE CUTANEO-MUQUEUSE

La barrière cutanéo-muqueuse La meilleure façon d'éviter l'infection tissulaire, c'est d'empêcher l'introduction de l'agresseur : c'est le rôle de la barrière cutanéo-muqueuse qui constitue la première ligne de défense non spécifique La couche cornée de la peau et l'épithélium des muqueuses forment une enveloppe cellulaire continue séparant l'organisme du milieu extérieur et s'oppose à la pénétration des micro-organismes

Constituants de la barrière cutanée (1) la peau La peau est normalement imperméable à la plupart des agents infectieux. Le risque d'infection survient quand cette barrière est lésée (plaie, piqûre, morsure, brûlure) le sébum Le sébum sécrété par les glandes sébacées et la sueur sécrétée par les glandes sudoripares ont une action antifongique et antibactérienne

Constituants de la barrière cutanée (2) la flore commensale La flore commensale défend son territoire et s'oppose à l'implantation de bactéries virulentes. Un traitement antibiotique agressif, en détruisant la flore intestinale normale, peut favoriser le développement de germes pathogènes (diarrhées post antibiothérapie)

Altérations de la barrière cutanée Toute lésion cutanée expose à un risque infectieux - Brûlures - Plaie - Perfusions…

La barrière épithéliale muqueuse (1) Plus fine donc plus exposée que la peau, équipée de moyens de défense supplémentaires facteurs mécaniques Turbulences de l'air au niveau du nez, mouvements des cils vibratiles de l'arbre respiratoire, balayage de la muqueuse oculaire par les paupières, lavage sous pression de la muqueuse urétrale par l'urine s'opposent à l'implantation des micro-organismes

La barrière épithéliale muqueuse (2) facteurs chimiques Les facteurs chimiques sont représentés par les sécrétions comme les larmes, la salive, le mucus nasal et bronchique, le suc gastrique, la bile Ces sécrétions jouent un rôle parce qu'elles sont toxiques pour les micro-organismes, le mucus qu'elles contiennent englue les micro- organismes

Altération de la barrière épithéliale muqueuse Tout obstacle à l'écoulement des sécrétions réalise un obstacle à l'évacuation des germes et peut être source d'infections (sténose bronchique, stase dans les voies biliaires, stase urinaire, obstruction des follicules pilo- sébacés) car il empêche l'accès des médiateurs de la réponse immunitaire.

Deuxième ligne de défense Si la barrière cutanéo-muqueuse est franchie, une réaction inflammatoire locale va mobiliser sur le site de l'agression une armée de cellules phagocytaires qui ont pour mission d'éliminer les intrus avec la collaboration de facteurs humoraux Deux principaux mécanismes défensifs entre en jeu: la destruction par des facteurs chimiques solubles (enzymes bactéricides) la phagocytose

LA REACTION INFLAMMATOIRE

Définition de la réaction inflammatoire C’est l’ensemble des réactions qui se produisent lors de l’introduction d’un élément étranger dans l’organisme Elle a pour but son élimination et va comprendre plusieurs étapes

La réaction inflammatoire La vasodilatation locale survient dans les premières secondes de la réaction inflammatoire et déclenche l'apparition clinique des signes cardinaux de l'inflammation aiguë : douleur, rougeur, chaleur et œdème La vasodilatation locale assure l'exsudation plasmatique et la traversée des cellules, apportant ainsi au niveau du foyer infectieux les facteurs humoraux et cellulaires

Eléments de la réaction inflammatoire La première étape consiste en l’activation de différentes cellules qui libèrent des substances chimiques (médiateurs) Ces substances chimiques entraînent au niveau du foyer de nombreuses réactions des vaisseaux et des cellules

Cellules résidentes du tissu conjonctif le fibroblaste le mastocyte le macrophage

Cellules de la circulation sanguine Dans la circulation sanguine locale, on trouve les polynucléaires neutrophiles, éosinophiles et basophiles, les lymphocytes et les plaquettes. Les cellules NK (Natural Killer)

Polynucléaire neutrophile Polynucléaire basophile Polynucléaire éosinophile Monocyte Lymphocyte et plaquette

Facteurs humoraux Le système du complément comprend une vingtaine de protéines plasmatiques L‘interleukine 1 (IL1) Le Tumor Necrosis Factor alpha (TNF) Les interferons (IFN) La C Reactive Protéine (CRP)

La CRP La CRP est une protéine synthétisée par le foie. Elle doit son nom au fait qu'elle est capable de précipiter avec le polysaccharide C du pneumocoque Normalement présente dans le sang à l'état de traces (<4 mg/l). Sa concentration augmente rapidement dès le début de la réaction inflammatoire (stimulation par l'interleukine 1 sécrétée par le macrophage activé) La concentration se normalise dès que le processus inflammatoire est contrôlé.

La phagocytose Adhésion des agents infectieux aux membranes des cellules phagocytaires Englobement des bactéries dans la cellule Formation d’une vacuole et fusion avec un lysosome donnant une vacuole de digestion

PHAGOCYTOSE

Diminution du la capacité de phagocytose Elle peut être ralentie par des facteurs nutritionnels (dénutrition, carence en certains minéraux:fer, zinc, calcium, magnésium, en vitamines A et C) Toxiques (tabac, alcool) Pathologiques (diabètes, traitement corticoïdes, neutropénies)

IMMUNITE SPECIFIQUE IMMUNITE HUMORALE ET IMMUNITE CELLULAIRE

L‘immunité spécifique Adaptée à chaque agent infectieux Notion d’antigène et d’anticorps Nécessite une reconnaissance préalable de l'agresseur : sa première mise en oeuvre est par conséquent retardée (phase de latence de la réaction "primaire") Modalités variées et font appel à des médiateurs cellulaires, les lymphocytes T et B

L’immunité spécifique Se distingue de l‘immunité non spécifique par sa faculté de conserver en mémoire le souvenir de la première agression Une agression ultérieure par le même agent infectieux entraînera une réponse immunitaire plus rapide, plus affine et plus intense

Notion d’Antigène et d’anticorps Les antigènes, facteurs déclenchants de la réaction immunitaire, sont le plus souvent des protéines. Ils sont nombreux et variés : bactéries, virus, parasites, cellules étrangères, substances toxiques, médicaments... Les anticorps sont la forme sécrétée de l'immunoglobuline de membrane d'un lymphocyte B et on les retrouve dans le sérum et les humeurs. Chaque anticorps est capable de se fixer spécifiquement à l'antigène qui a déclenché sa production.

Anticorps Rôles des anticorps Remarque: 1er AC synthétisés IgM (Malade) 2ème AC synthétisés IgG (Guéri)

Les organes de l'immunité spécifique (1) Moëlle osseuse, thymus, rate, ganglions lymphatiques et tissu lymphoïde sont le lieu de production et de différenciation des cellules de l'immunité

Les organes de l'immunité spécifique (2) Les organes centraux - Le thymus - La moëlle osseuse Les organes périphériques - les ganglions lymphatiques - la rate - les formations lymphoïdes annexées au tube digestif ou au système respiratoire Ces organes lymphoïdes périphériques sont le siège de la réaction immunitaire

Les cellules de l’immunité spécifique (1) Les lymphocytes Ils se trouvent dans le sang, la lymphe, les ganglions, la rate et le thymus Les lymphocytes sont les cellules effectrices de la réaction immunitaire. Ils comprennent les lymphocytes B et les lymphocytes T, parmi lesquels on distingue spécialement deux sous-populations : les T auxiliaires ou T helper (Th) et les T suppresseurs ou cytotoxiques (Tc)

Les cellules de l'immunité spécifique (2) Les cellules présentatrices de l ’antigène Les cellules présentatrices d'antigènes capturent les antigènes, les conditionnent et les présentent sous forme "immunogène" aux lymphocytes, via les molécules du CMH (Complexe Majeur d'Histocompatibilité) De nombreuses variétés de cellules assurent cette fonction et en particulier les macrophages et les cellules du  « système des phagocytes mononucléés »

Lymphocytes T4, T8 et B (3) Les marqueurs CD (pour Cluster of differentiation, numérotés 1,2,3,4 ... il en existe plus de 100) sont des molécules dont la présence sur la membrane cellulaire identifie une cellule ou révèle son état fonctionnel. Ainsi, les lymphocytes Th portent le marqueur CD4 et sont encore appelés T4 ou CD4+ ; les lymphocytes Tc portent le marqueur CD8 et sont appelés T8 ou CD8+ Les récepteurs pour l'antigène sont fixés dans la membrane des lymphocytes. Ce récepteur permet à chaque lymphocyte de reconnaître spécifiquement un antigène Le récepteur pour l'antigène des lymphocytes B est une immunoglobuline de membrane

La réaction à médiation humorale (1) La réaction à médiation humorale met en jeu des lymphocytes B. La stimulation par l’antigène provoque la transformation lymphoblastique de ceux qui possèdent le site récepteur de l'antigène ayant généré la réaction immunitaire et leur multiplication en "cellules effectrices B" avec différenciation en plasmocytes qui sécrètent les anticorps ou immunoglobulines spécifiques de l’antigène (IgM, IgG, IgA, IgE, IgD).

La réaction à médiation humorale (2) Ces Immunoglobulines (anticorps) vont se fixer à l’antigène (agent infectieux) et faciliter son élimination par le système de phagocytose.

La réaction à médiation cellulaire (1) La réaction à médiation cellulaire met en jeu des lymphocytes T La stimulation antigénique provoque la transformation lymphoblastique des lymphocytes porteurs de sites récepteurs et leur multiplication en cellules effectrices ou cellules mémoires.

La réaction à médiation cellulaire (2) les cellules effectrices T sont directement actives (lymphocytes T cytotoxiques)         les cellules mémoire T sont les lymphocytes T auxiliaires (ou "helper"). Elles sont spécifiques de l'antigène, ont une durée de vie longue, et se multiplient lors de chaque stimulation antigénique.

ADCC

Les déficits immunitaires Insuffisance des moyens de défense de l’organisme

Origine des principaux déficits immunitaires (1) Pathologies impliquant l’immunité spécifique ou non spécifique, ou les deux. Déficits immunitaires congénitaux: Absence d’anticorps, de médiateurs… Déficits immunitaires acquis: Hémopathies, SIDA… Certains traitements médicamenteux Corticoïdes Anticancéreux Immunosuppresseurs

Origine des principaux déficits immunitaires (2) Irradiations Age Malnutrition, diabète, éthylisme chronique Traumatismes psychique Grossesse

Immunité acquise et vaccination La rencontre avec certains agents infectieux permet à l’organisme d’acquérir une immunité durable (Rougeole, oreillons, rubéole, varicelle…) D’autres agents infectieux ne donne jamais d’immunité durable (grippe, paludisme,VIH…) La vaccination permet de prévenir d’une première infection en utilisant la capacité de mémoire du système immunitaire