Système immunitaire inné

Barrières anatomiques

Le système immunitaire inné comprend la peau. Les couches externes de la peau sont appelées "épithéliales". Les cellules épithéliales forment une barrière physique cireuse qui empêche la plupart des agents infectieux d'entrer en contact avec la peau. Ces cellules constituent la première ligne de défense du système immunitaire inné contre les organismes envahisseurs.

Les vieilles cellules de la peau tombent, ce qui permet d'éliminer les bactéries qui se sont collées à la peau.

La peau se poursuit à l'intérieur sous la forme de la paroi de l'intestin et du poumon. Dans les intestins ou les poumons, le mouvement par péristaltisme ou cils aide à éliminer les agents infectieux. De plus, le mucus emprisonne les agents infectieux. Dans les intestins, la flore intestinale peut empêcher les bactéries pathogènes en sécrétant des substances toxiques, ou en entrant en compétition avec les bactéries pathogènes pour les nutriments ou pour la fixation aux surfaces cellulaires.

L'action de rinçage des larmes et de la salive aide à prévenir l'infection des yeux et de la bouche.

Inflammation

L'inflammation est l'une des premières réponses du système immunitaire aux agents pathogènes ou aux substances étrangères qui franchissent les barrières anatomiques.

L'inflammation est stimulée par des facteurs chimiques libérés par les cellules lésées. Elle crée une barrière physique contre la propagation de l'infection et favorise la guérison des tissus endommagés après l'élimination des agents pathogènes.

Les facteurs chimiques produits pendant l'inflammation attirent les phagocytes, en particulier les neutrophiles. Les neutrophiles déclenchent alors d'autres parties du système immunitaire.

Système de complément

Le système du complément est une cascade biochimique du système immunitaire qui aide les anticorps à éliminer les pathogènes ou à les marquer pour qu'ils soient détruits par d'autres cellules.

La cascade est composée de nombreuses protéines plasmatiques, qui sont fabriquées dans le foie. Les protéines travaillent ensemble pour :

• déclenchent le recrutement de cellules inflammatoires.
• étiqueter les agents pathogènes pour les détruire en recouvrant leur surface.
• de perturber la membrane plasmique d'une cellule infectée, provoquant la cytolyse de la cellule infectée et la mort de l'agent pathogène.
• débarrasser le corps des complexes antigènes-anticorps neutralisés.

Des éléments de la cascade du complément peuvent être trouvés dans de nombreuses espèces non mammifères, notamment des plantes, des oiseaux, des poissons et certaines espèces d'invertébrés.

Cellules de la réponse immunitaire innée

Tous les globules blancs (WBC) sont connus sous le nom de leucocytes. Les leucocytes sont différents des autres cellules de l'organisme : ils fonctionnent comme des organismes unicellulaires indépendants. Ils peuvent se déplacer librement et capturer des débris cellulaires, des particules étrangères ou des microorganismes envahissants. Ils sont produits par les cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse.

Les leucocytes innés comprennent : Les cellules tueuses naturelles, les mastocytes, les éosinophiles, les basophiles ; et les cellules phagocytaires, y compris les macrophages, les neutrophiles et les cellules dendritiques. Ils identifient et éliminent les agents pathogènes qui provoquent des infections.

Mastocytes

Les mastocytes sont un type de cellule immunitaire innée dans le tissu conjonctif et les muqueuses. Elles sont intimement associées à la défense contre les agents pathogènes et à la cicatrisation des plaies. Ils sont également souvent associés à l'allergie et à l'anaphylaxie. Lorsqu'ils sont activés, les mastocytes libèrent rapidement dans l'environnement des granules caractéristiques, riches en histamine et en héparine, ainsi que divers médiateurs hormonaux et des cytokines chimiotactiques. L'histamine dilate les vaisseaux sanguins, provoquant les signes d'inflammation, et recrute des neutrophiles et des macrophages.

Phagocytes

Le mot "phagocyte" signifie littéralement "cellule mangeuse". Il s'agit de cellules immunitaires qui engloutissent, c'est-à-dire phagocytent, des agents pathogènes ou des particules. Pour engloutir une particule ou un agent pathogène, un phagocyte étend des parties de sa membrane plasmique, enveloppant la membrane autour de la particule jusqu'à ce qu'elle soit enveloppée (c'est-à-dire que la particule est maintenant à l'intérieur de la cellule). Une fois à l'intérieur de la cellule, le pathogène envahissant est contenu dans un endosome qui fusionne avec un lysosome. Le lysosome contient des enzymes et des acides qui tuent et digèrent la particule ou l'organisme. Les phagocytes patrouillent généralement dans l'organisme à la recherche de pathogènes, mais sont également capables de réagir à un groupe de signaux moléculaires hautement spécialisés produits par d'autres cellules, appelés cytokines. Les cellules phagocytaires du système immunitaire comprennent les macrophages], les neutrophiles et les cellules dendritiques.

La phagocytose des propres cellules de l'hôte est courante dans le cadre du développement et de l'entretien régulier des tissus. Lorsque les cellules de l'hôte meurent, les cellules phagocytaires les retirent du site affecté. En éliminant les cellules mortes, la phagocytose est une partie importante du processus de guérison.

Macrophages

Les macrophages sont de grands leucocytes phagocytaires. Ils peuvent se déplacer à travers la membrane cellulaire des vaisseaux capillaires et passer d'une cellule à l'autre pour chasser les agents pathogènes envahissants. Les macrophages sont les phagocytes les plus efficaces, et peuvent phagocyter un nombre important de bactéries ou d'autres cellules ou microbes. La liaison des molécules bactériennes à des récepteurs à la surface d'un macrophage déclenche l'engloutissement et la destruction des bactéries. Les agents pathogènes stimulent également le macrophage à produire des chimiokines, qui convoquent d'autres cellules sur le site de l'infection.

Neutrophiles

Les neutrophiles et deux autres types de cellules (éosinophiles et basophiles), sont connus sous le nom de granulocytes (parce qu'ils ont des granules dans leur cytoplasme) ou de cellules polymorphonucléaires (PMN) en raison de leurs noyaux lobés distinctifs.

Les granulés de neutrophiles contiennent diverses substances toxiques qui tuent ou inhibent la croissance des bactéries et des champignons. Les principaux produits du neutrophile sont des agents oxydants puissants. Il s'agit notamment du peroxyde d'hydrogène, des radicaux libres d'oxygène et de l'hypochlorite. Les neutrophiles sont le type de phagocyte le plus abondant, avec 50 à 60 % du total des leucocytes en circulation. Ils sont généralement les premières cellules à arriver sur le site d'une infection. La moelle osseuse d'un adulte normal et sain produit plus de 100 milliards de neutrophiles par jour, et plus de 10 fois plus par jour lors d'une inflammation aiguë.

Cellules dendritiques

Les cellules dendritiques (CD) sont des cellules phagocytaires présentes dans les tissus qui sont en contact avec l'environnement extérieur, principalement la peau (où elles sont souvent appelées cellules de Langerhans), et la muqueuse interne du nez, des poumons, de l'estomac et des intestins. Les cellules dendritiques sont très importantes dans le processus de présentation de l'antigène et servent de lien entre le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif.

Basophiles et éosinophiles

Les basophiles et les éosinophiles sont des cellules apparentées au neutrophile (voir ci-dessus). Lorsqu'ils sont activés par un agent pathogène, les basophiles libérant de l'histamine sont importants pour la défense contre les parasites et jouent un rôle dans les réactions allergiques (comme l'asthme). Lorsqu'ils sont activés, les éosinophiles sécrètent une série de protéines hautement toxiques et de radicaux libres qui tuent les bactéries et les parasites. Ces mêmes substances chimiques provoquent également des lésions tissulaires lors des réactions allergiques. L'activation et la libération de toxines par les éosinophiles sont donc étroitement réglementées pour éviter toute destruction tissulaire inappropriée.

Les cellules tueuses naturelles

Les cellules tueuses naturelles, ou cellules NK, sont une partie du système immunitaire inné qui n'attaque pas directement les microbes envahisseurs. Au contraire, les cellules NK détruisent les cellules hôtes compromises, telles que les cellules tumorales ou les cellules infectées par un virus. Le système reconnaît ces cellules par un état appelé "manque de soi". Ce terme décrit les cellules présentant de faibles niveaux d'un marqueur de surface cellulaire appelé CMH I (complexe majeur d'histocompatibilité). Cela peut se produire dans les infections virales des cellules hôtes. Elles ont été appelées "tueuses naturelles" parce qu'elles n'ont pas besoin d'être activées pour tuer les cellules qui sont "manquantes".

Image du sang humain circulant normalement au microscope électronique à balayage. On peut y voir des globules rouges, plusieurs globules blancs, y compris des lymphocytes, un monocyte, un neutrophile et de nombreuses petites plaquettes en forme de disque.


Un macrophage


Un neutrophile


Un éosinophile

Systèmes immunitaires des invertébrés

Peptides antimicrobiens

Les peptides antimicrobiens, ou peptides de défense de l'hôte, font partie de la réponse immunitaire innée. On les trouve dans toutes les classes de la vie. Ces peptides sont des antibiotiques puissants à large spectre. Ils tuent les bactéries gram négatives et gram positives, les mycobactéries (y compris Mycobacterium tuberculosis), les virus enveloppés, les champignons et même les cellules transformées ou cancéreuses.

Les sources de poissons marins présentent des niveaux élevés de composés antimicrobiens. Des tests effectués sur des poissons vivants ont montré que les peptides de poisson utilisés dans les ingrédients des aliments destinés à la consommation humaine et animale fonctionnaient bien.

Différentes structures de peptides antimicrobiens