I) Nous sommes entourés de micro-organismes : TP1
Notre environnement pullule de micro-organismes : bactéries, virus, moisissures (champignons microscopiques). Certains (pas tous) sont dangereux pour notre organisme : ils sont dits pathogènes. Mais pas de panique, 95% des micro-organismes sont sans dangers pour l'espèce humaine: ils sont d'ailleurs souvent très utiles! Notre organisme est en contact permanent avec ces micro-organismes...
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Définitions :
Bactérie : petite cellule sans noyau en forme de bâtonnet (bacille) ou de sphère (cocci) pour la plupart. Taille : quelques micromètres.
Virus : morceau d'ADN encapsulé qui parasite les cellules afin de se multiplier. Taille : 100nm en moyenne.
Les bactéries
Bactéries du yaourt (Streptococcus thermophilus et Lacobacillus bulgaricus)
Un "yaourt" peut avoir l'appellation YAOURT si seulement ces deux bactéries ont été utilisées pour la fermentation. Sinon on parlera de LAIT FERMENTE (exemple: lait fermenté au bifidus)
Bactérie (type bacille) au microscope électronique (fausses couleurs). Les bactéries sont des CELLULES qui ne possèdent pas de noyau.
Formes des bactéries. Selon leur forme, on les appelle différemment.
Les virus
Virus de la grippe (au microscope électronique). les virus sont bien plus petits que les bactéries, et non visibles avec un microscope optique.
Virus qui sortent d'une cellule. Les virus ne sont pas vraiment vivants: ce ne sont pas des cellules. Ils se multiplient en utilisant des cellules (appelées dans ce cas "cellules-hôte").
Schéma d'un virus. Un virus n'est pas une cellule. C'est un brin d'ADN (rassemblant quelques gènes) enfermé dans une capside, et une enveloppe (pas toujours présente).
ATTENTION AUX ECHELLES!
II) La contamination et l’infection par certains micro-organismes : (TP2)
1) La contamination :
Notre peau et nos muqueuses ("peau" fine et fragile à l'intérieur du corps. Exemples: voies respiratoires, ou tube digestif) sont des barrières naturelles (barrières mécaniques mais aussi chimiques: la peau produit de la sueur légèrement acide, et les muqueuses sécrètent du mucus empêchant les micro-organismes de trop adhérer). Les micro-organismes présents naturellement sur nous constituent le MICROBIOTE. Ces microbes nous protègent aussi en "occupant" le milieu, empêchant les pathogènes de venir.
Mais parfois, les micro-organismes peuvent franchir la peau ou les muqueuses : c’est la contamination.
Les micro-organismes peuvent se transmettre par diverses voies (on parle de voies de transmission ou contagion)
Il existe diverses voies de transmission:
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les relations sexuelles (on parle d'IST: Infections Sexuellement Transmissibles)
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les gouttelettes de salive lors d'un éternuement (=aérosol)
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les échanges de seringues
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Les aliments mal conservés ou préparés avec une mauvaise hygiène
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l'échange d'objets ou boire dans un même verre.
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2) L’infection :
Quand les conditions de vies sont bonnes (température/sources de nourriture), les micro-organismes prolifèrent: c’est l’infection. Les bactéries se multiplient en se divisant et produisent des toxines (=molécules ayant des effets négatifs pour l'organisme) responsables de symptômes (exemples: boutons, toux, douleurs,...). Les virus se multiplient en parasitant des cellules de l’organisme qui finissent par mourir (en éclatant et libérant ainsi une grande quantité de virus nouvellement produits).
L'infection correspond à la phase où les micro-organismes se multiplient...
... et provoquent des "dégâts" sur l'organisme.
Spasmes musculaires chez un patient atteint de tétanos. Les bactéries du tétanos libèrent des molécules (les toxines tétaniques) qui vont perturber le fonctionnement du système nerveux, avec pour conséquence la mort. Peinture de Sir Charles Bell, 1809.
La toxine botulique est libérée par la bactérie Clostridium botulinum. Cette molécule empêche la contraction des muscles, provoquant une paralysie. Cette toxine est mieux connue sous le nom de « Botox ». Son injection locale paralyse les muscles.
Les virus sont incapables de se reproduire sans une cellule. L'ADN viral est le "plan de construction" du virus. Ainsi, la cellule-hôte va lire cet ADN et produire de nouveaux virus. Au finale, la cellule peut finir par éclater. La destruction de nombreuses cellules est aussi responsables de symptômes.
(illustration issue du manuel SVT 3eme Bréal)
III) Les moyens de luttes:
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1) Prévenir les contaminations:
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Il existe des moyens d'éviter toute contagion et contamination:
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-Le port de "barrières mécaniques": gants, masques, préservatifs (dans le cas des IST)
-La mise en quarantaine des malades (isolement)
-des méthodes d'hygiènes:
l'ASEPSIE: lavages au savon, alcool, gel hydroalcoolique, stérilisation. L'asepsie est l'élimination des micro-organismes d'une zone (objets, peau, sol, ...)
l'ANTISEPSIE: Destruction des micro-organismes d'une plaie, avec un désinfectant entre autres.
2) Lutter contre les infections:
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S'il y a eu contamination, on peut lutter contre les bactéries en utilisant des ANTIBIOTIQUES. Ces derniers sont des molécules, produites par des micro-organismes (souvent des champignons) ou obtenues par synthèse, qui vont tuer les bactéries. Cependant, un antibiotique n'agit pas forcément contre toutes les espèces de bactéries (il faut pouvoir choisir le bon, et cela peut se faire grâce à un antibiogramme). De plus, ils n'ont aucun effet sur les virus et leur utilisation doit se faire de façon mesurée, car à force d'en utiliser, nous sélectionnons sans le vouloir des bactéries résistantes. Il faut donc ensuite trouver de nouveaux antibiotiques.
A. Fleming (1881-1955), Prix Nobel de microbiologie
en 1945 avec Florey et Chain
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La pénicilline a été découverte accidentellement en 1928. Il faudra attendre plus de 10 ans avant de pouvoir produire cet antibiotique en masse. Les soldats américains blessés bénéficieront de ce médicament "miracle"
Exemple de résultat qu'a pu obtenir Alexander Flemming.
La trainée blanchâtre correspond à des colonies de bactéries (staphylocoques). La moisissure est un champignon: le penicillium. Autour de la moisissure, il y a une zone où les staphylocoques sont absents, due à la libération de pénicilline par le champignon.
Exemple d'antiobiogramme.
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La boîte de Pétri est colonisée par des millions de staphylocoques dorés. Des pastilles d'antibiotiques ont été collées au fond de la boîte en même temps que la mise en culture des bactéries. Au bout de quelques jours, on voit les résultats:
C'est la pastille de gentamicine 500µg qui a été la plus efficace. Il faudra donc utiliser la gentamicine contre cette bactérie.
IV) Les mécanismes de défense de l’organisme
Pb : Qu’est-ce qui nous protège dans notre organisme ?
Des leucocytes (globules blancs) au microscope (au milieu d'hématies, ou globules rouges)
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Schéma des organes de l'immunité (ou lymphatiques)
Ce qui nous protège dans notre organisme
Dans notre organisme, des cellules assurent la défense de l’organisme face aux infections : ce sont les cellules immunitaires appelées leucocytes. Il existe plusieurs types de leucocytes : les lymphocytes et les cellules « phagocytaires ».
Les leucocytes sont produits dans la moelle rouge des os et le thymus. Les ganglions sont des organes de stockage et de multiplication des leucocytes.
Pb : Comment les leucocytes agissent-ils contre des micro-organismes en cas de blessures ?
La réponse immédiate et non spécifique
Pour faire face aux infections, il existe un premier type de réaction : La phagocytose. Cette réaction est l’incorporation et la destruction d’un microbe par les phagocytes (macrophages, polynucléaires…). Elle peut s’accompagner d’une réaction inflammatoire.
Cette réponse immunitaire est non spécifique : un phagocyte peut avaler n’importe quel microbe.
Pb : Qu'est-ce qu'un anticorps et quel est leur mode d'action ?
La réponse lente et spécifique: les lymphocytes B
Lorsque l’infection se généralise, d’autres réactions plus lentes se mettent en place. Elles font intervenir les lymphocytes. Ces derniers reconnaissent les molécules portées ou produites par les agents microbiens : les antigènes.
Les lymphocytes spécifiques de l’antigène qui ont reconnu ce dernier vont se reproduire dans les ganglions lymphatiques.
Les lymphocytes B (B comme "Bone marrow" c'est à dire moelle osseuse) vont produire les anticorps (des molécules en forme de "Y") qui se lient à l’antigène afin de le neutraliser. Les microbes neutralisés seront ensuite éliminés par phagocytose
La réponse lente et spécifique: les lymphocytes T
Les lymphocytes T détruisent par contact direct les cellules infectées par des virus ou les cellules cancéreuses (ils portent des antigènes reconnus comme étrangers à leur surface).
V) Stimulations et perturbations des défenses immunitaires
Stimuler et aider les défenses de l'organisme
Pb : La protection contre un micro-organisme (élément étranger) peut-elle durer ?
Des résultats d'analyses appelées: SEROLOGIE.
En prélevant le sérum d'une personne, on peut savoir si elle possède des anticorps spécifiques. Si elle en possède, on dit qu'elle est SEROPOSITIVE (ici, la femme enceinte est séropositive à la rubéole, mais séronégative au virus du SIDA).
Cette femme a déjà rencontré le virus de la rubéole (ou son antigène seulement), étant jeune.
Expérience de greffes, et mise en évidence d'une mémoire immunitaire:
Le rejet du greffon est plus rapide lors de la deuxième tentative sur la même souris (avec le même donneur), mais pas au même endroit.
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Graphique montrant l'évolution de la quantité d'anticorps dans le sang, en fonction du temps, après plusieurs injection d'un même antigène.
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La mémoire immunitaire
Après un infection, quelques lymphocytes persistent dans l’organisme : il garde en mémoire la rencontre avec l’antigène. Lors d’un second contact avec le même antigène, la réponse immunitaire spécifique sera plus rapide et plus forte.
Pb : Quel est le principe de la vaccination ?
Mise au point que beaucoup de gens devrait faire: site du Pharmachien
La vaccination
La vaccination stimule la production d’anticorps de l’organisme : on injecte l’antigène seul (ou le microbe atténué) pour que l’organisme produise des anticorps spécifiques. Grâce à la mémoire immunitaire, la personne vaccinée est protégée durant un certain temps. Des rappels sont cependant nécessaires.
Un individu vacciné (immunisé) sera moins contagieux et risque moins de transmettre des maladies aux personnes vulnérables (nourrissons, personnes âgées, immuno-déprimées suite à une greffe, ou ayant une maladie comme le SIDA ou une leucémie...)
Perturbations du système immunitaire
Pb : Qu’est-ce que le SIDA ?
Photo de VIH au microscope électronique à transmission (à gauche)
Schéma d'un VIH (à droite)
Le SIDA
L’immunodéficience est la faible voire l’absence de défenses immunitaires. On peut l’avoir à cause du VIH (virus du SIDA). Ce dernier se réplique en utilisant les cellules immunitaires (revoir ce qu'est un virus, plus haut): les maladies opportunistes mais aussi des cancers peuvent se déclarer. Le SIDA est incurable actuellement.
Pb : Qu'est-ce qu'une allergie ?
Les allergies
Les allergies sont des réactions disproportionnées de l’organisme face à un corps étranger. Les symptômes de l’allergie (comme les écoulements du nez, l’eczema, les gonflements…) sont causés par la libération d’une molécule appelée « histamine », produite par un type de leucocyte : les mastocytes.