L'immunité innée, Première spé SVT : fiche de révision

Le fil du chapitre

L'immunité innée reconnaît sans apprendre et agit sur place en quelques heures : chaque signe de l'inflammation a une cause cellulaire ou moléculaire, et la réaction est une défense utile, pas la maladie.

Notions couvertes

Immunité innée
Réaction inflammatoire aiguë
Récepteurs de surface
Macrophage
Phagocytose
Granulocyte neutrophile
Mastocyte
Médiateurs chimiques de l'inflammation
Interleukines
Organes lymphoïdes
Cellule dendritique
Médicaments anti-inflammatoires

Le tableau du chapitre

Les quatre signes de l'inflammation, chacun avec sa cause

Un signe cité sans sa cause ne rapporte presque rien : lisez chaque colonne de haut en bas, du signe visible à ce qui le provoque, puis à ce qu'on mesure en TP.

Critère	Rougeur zone rouge autour de la lésion	Chaleur peau plus chaude au toucher	Gonflement œdème	Douleur sensibilité au toucher
Cause dans le tissu	vasodilatation : plus de sang dans les capillaires	afflux de sang chaud venu de l'intérieur du corps	perméabilité accrue : du plasma sort des capillaires	médiateurs sur les terminaisons nerveuses, et pression de l'œdème
Médiateurs en cause	histamine, prostaglandines	histamine, prostaglandines	histamine d'abord, puis cellules recrutées par les interleukines	prostaglandines surtout
Ce qu'on mesure	diamètre des capillaires sur coupe	température de la peau	épaisseur d'une oreille, volume d'une patte, colorant bleu sorti des vaisseaux	seuil de douleur : pression qui fait retirer la patte
Exemple chiffré de la série	capillaires de 8 à 19 µm (exercice 6)	zone rouge et chaude dès 1 h (exercice 2)	oreille épaissie de 68 % (exercice 6)	seuil abaissé de 54 % par une prostaglandine (exercice 7)
Effet de l'ibuprofène	atténuée	atténuée	réduit de 55 % (exercice 9)	seuil remonté de 38 à 78 g (exercice 9)

Rougeur zone rouge autour de la lésion

Cause dans le tissu: vasodilatation : plus de sang dans les capillaires
Médiateurs en cause: histamine, prostaglandines
Ce qu'on mesure: diamètre des capillaires sur coupe
Exemple chiffré de la série: capillaires de 8 à 19 µm (exercice 6)
Effet de l'ibuprofène: atténuée

Chaleur peau plus chaude au toucher

Cause dans le tissu: afflux de sang chaud venu de l'intérieur du corps
Médiateurs en cause: histamine, prostaglandines
Ce qu'on mesure: température de la peau
Exemple chiffré de la série: zone rouge et chaude dès 1 h (exercice 2)
Effet de l'ibuprofène: atténuée

Gonflement œdème

Cause dans le tissu: perméabilité accrue : du plasma sort des capillaires
Médiateurs en cause: histamine d'abord, puis cellules recrutées par les interleukines
Ce qu'on mesure: épaisseur d'une oreille, volume d'une patte, colorant bleu sorti des vaisseaux
Exemple chiffré de la série: oreille épaissie de 68 % (exercice 6)
Effet de l'ibuprofène: réduit de 55 % (exercice 9)

Douleur sensibilité au toucher

Cause dans le tissu: médiateurs sur les terminaisons nerveuses, et pression de l'œdème
Médiateurs en cause: prostaglandines surtout
Ce qu'on mesure: seuil de douleur : pression qui fait retirer la patte
Exemple chiffré de la série: seuil abaissé de 54 % par une prostaglandine (exercice 7)
Effet de l'ibuprofène: seuil remonté de 38 à 78 g (exercice 9)

Légende : les mots du tableau

Vasodilatation: L'élargissement des petits vaisseaux, qui laisse passer davantage de sang.
Perméabilité: La facilité avec laquelle le plasma traverse la paroi d'un capillaire.
Médiateurs: Les molécules libérées sur place par les cellules sentinelles, comme l'histamine et les prostaglandines.
Terminaisons nerveuses: Les extrémités des neurones sensitifs dans la peau, qui transmettent la douleur.
Œdème: Le gonflement d'un tissu gorgé du plasma sorti des vaisseaux.

Aucune case ne cite une bactérie : les quatre signes viennent de l'organisme lui-même, et ils existent aussi sans microbe, après une brûlure ou une entorse.

L'essentiel

Deux étages de défense, et ce qui les distingue

• L'immunité innée existe chez tous les animaux, dès la naissance, sans apprentissage : elle est génétiquement déterminée.
• Elle agit en quelques minutes à quelques heures, en tout point de l'organisme, après une infection comme après une simple lésion.
• Elle reconnaît des motifs moléculaires communs à de nombreux microbes, grâce à des récepteurs de surface : elle est peu spécifique et ne garde pas de mémoire spécifique d'un intrus.
• L'immunité adaptative, propre aux vertébrés, est spécifique d'un antigène, met plusieurs jours à se déclencher et garde une mémoire.
• L'innée agit d'abord seule, puis se prolonge pendant toute la réponse, et prépare l'adaptative.

L'immunité innée culmine dès le premier jour et agit seule pendant les quatre premiers ; l'adaptative culmine vers une semaine, pendant que l'innée se prolonge.

De la reconnaissance aux quatre signes

• Des cellules sentinelles du tissu, macrophages, mastocytes, cellules dendritiques, détectent l'intrus ou la lésion par leurs récepteurs de surface.
• Elles libèrent des médiateurs chimiques : histamine (stockée dans les granules des mastocytes, libérée en minutes), prostaglandines et interleukines (fabriquées en quelques heures).
• Effets : vasodilatation (rougeur, chaleur), perméabilité des capillaires (œdème), sensibilisation des terminaisons nerveuses (douleur), appel des phagocytes du sang.
• La réaction inflammatoire aiguë est donc une ACCUMULATION de cellules et de molécules sur le lieu de la lésion.

Au repos, un capillaire étroit et un mastocyte chargé de granules ; pendant l'inflammation, le capillaire dilaté laisse sortir plasma et granulocyte, et les médiateurs libérés atteignent la terminaison nerveuse.

Sur une copie, chaque signe s'écrit avec sa cause : « la rougeur traduit la dilatation des capillaires ».

Phagocytes et phagocytose, puis le ganglion

• Attirés par les interleukines, les granulocytes neutrophiles arrivent les premiers et en masse ; les monocytes suivent et deviennent des macrophages. Ils quittent le sang en traversant la paroi des capillaires : c'est la diapédèse.
• Phagocytose en quatre étapes : adhésion, ingestion dans une vacuole, digestion par les enzymes des lysosomes, rejet des débris.
• Le pus est fait surtout de granulocytes morts, de débris et de bactéries : il signale des défenses qui ont travaillé.
• Des cellules dendritiques portent des fragments de l'intrus jusqu'à un ganglion lymphatique, organe lymphoïde où des lymphocytes sont activés : la réaction inflammatoire prépare l'immunité adaptative.

La phagocytose dans l'ordre : la bactérie adhère, les pseudopodes l'enferment dans une vacuole, les lysosomes la digèrent, les débris sont rejetés.

Les pièges qui coûtent des points

Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.

1. Citer les quatre signes sans leur cause

2 points sur un exposé

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La zone est rouge, chaude, gonflée et douloureuse : c'est une réaction inflammatoire. »

Ce qu'il faut écrire

« La rougeur et la chaleur traduisent la dilatation des capillaires, le gonflement la sortie de plasma hors des capillaires devenus perméables, la douleur l'action des médiateurs sur les terminaisons nerveuses. »

Pourquoi : Le barème attend des mécanismes, pas une liste de symptômes : c'est la question c) de l'exercice 3 de la série.

2. Prendre l'inflammation pour la maladie

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« L'inflammation est causée par les bactéries ; il faut la supprimer avec un médicament. »

Ce qu'il faut écrire

« La réaction inflammatoire est une défense de l'organisme, qui amène sur place cellules et molécules ; un anti-inflammatoire peut en atténuer les signes gênants sans en traiter la cause. »

Pourquoi : Les signes sont produits par nos propres médiateurs, et existent sans aucun microbe après une brûlure ou une entorse (série, exercices 2 f et 8 a).

3. Prêter une mémoire à l'immunité innée

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La deuxième écharde déclenchera une réaction plus rapide, car le corps connaît déjà ces bactéries. »

Ce qu'il faut écrire

« La réaction inflammatoire apparaîtra dans le même délai : l'immunité innée ne garde pas de mémoire spécifique ; seule l'immunité adaptative en a une. »

Deux échardes à trois semaines d'écart : les granulocytes neutrophiles sont recrutés avec le même délai et la même intensité les deux fois.

Pourquoi : Génétiquement déterminée, l'immunité innée répond chaque fois aussi vite, mais pas plus vite (série, exercice 2 g).

4. Placer des lymphocytes dans les premières heures

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Une heure après l'écharde, des lymphocytes et des anticorps attaquent les bactéries. »

Ce qu'il faut écrire

« Dans les premières heures, ce sont les phagocytes de l'immunité innée, granulocytes neutrophiles et macrophages, qui agissent ; les lymphocytes sont activés plus tard, dans un ganglion. »

Pourquoi : Des souris sans lymphocytes contrôlent une infection exactement comme des souris normales pendant 24 h (série, exercice 10 b) ; un granulocyte se reconnaît à son noyau en plusieurs lobes (exercice 3).

5. Prêter aux macrophages une reconnaissance précise

1 point

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le macrophage reconnaît précisément l'espèce de bactérie, comme un anticorps. »

Ce qu'il faut écrire

« Le macrophage reconnaît, par ses récepteurs de surface, des motifs moléculaires partagés par de nombreuses bactéries. »

Pourquoi : Un même récepteur réagit à plusieurs espèces et à une seule molécule de paroi commune à beaucoup d'entre elles (série, exercices 8 d et 10 d).

6. Confondre anti-inflammatoire et antibiotique

toute la question

Ce qu'il ne faut pas écrire

« L'ibuprofène soigne l'infection en tuant les bactéries. »

Ce qu'il faut écrire

« L'ibuprofène bloque la cyclo-oxygénase, donc la synthèse des prostaglandines : il atténue œdème, douleur et fièvre, sans agir sur les bactéries. »

Pourquoi : Un anti-inflammatoire agit sur nos propres médiateurs ; c'est un antibiotique qui agit sur les bactéries (série, exercices 1 h et 9).

7. Rapporter un pourcentage à la mauvaise valeur

1 point de calcul

Ce qu'il ne faut pas écrire

« L'oreille s'est épaissie de $\dfrac{0{,}17}{0{,}42}\approx 40$ %. »

Ce qu'il faut écrire

« L'oreille s'est épaissie de $\dfrac{0{,}42-0{,}25}{0{,}25}\times 100=68$ %. »

Pourquoi : Une augmentation relative se rapporte toujours à la valeur de DÉPART ; sinon l'effet est sous-estimé (série, exercice 6 b).

8. Comparer à la mauvaise référence, ou sans témoin

1 point de démarche

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Avec la prostaglandine, le seuil de douleur baisse de $100-45=55$ %. »

Ce qu'il faut écrire

« Par rapport au lot témoin (98 g), le seuil baisse de $\dfrac{98-45}{98}\times 100\approx 54$ %. »

Pourquoi : Le témoin a reçu la même piqûre et le même volume : seule la molécule diffère. Sans lui, on ne sépare pas l'effet de la molécule de celui de l'injection (série, exercices 6 e et 7 c).

Quelle méthode choisir

Que montre ce document sur l'immunité innée ?

Repérez ce que le document mesure et la seule chose qui change d'un lot à l'autre.

Si des cellules comptées sur coupe, avant et après → un recrutement de cellules : accumulation de phagocytes sur le lieu de la lésion

Exemple : granulocytes neutrophiles de 5 à 410 par mm², soit 82 fois plus
Si une épaisseur, un volume, un colorant sorti des vaisseaux → un œdème : sortie de plasma par des capillaires plus perméables

Exemple : colorant bleu 9,5 fois plus abondant avec l'histamine
Si un seuil de douleur → une sensibilisation des terminaisons nerveuses par des médiateurs

Exemple : seuil de 98 à 45 g avec une prostaglandine
Si une molécule injectée seule → le rôle propre de ce médiateur, à comparer au lot témoin

dans l'organisme, les médiateurs agissent ensemble et se succèdent
Si un animal privé d'un gène de récepteur → le rôle de la reconnaissance dans le déclenchement de la réaction

Exemple : souris R⁻ : 23 fois moins d'interleukines, infection non contrôlée
Si un animal sans lymphocytes → ce que l'immunité innée fait seule

Exemple : contrôle normal pendant 24 h, puis l'infection repart
Si un médicament, avec et sans → l'étape bloquée et le signe atténué

Exemple : ibuprofène : prostaglandines réduites de 80 %, gonflement de 55 %

Si deux facteurs changent à la fois, aucune branche ne s'applique : l'expérience ne permet pas de conclure, et il faut le dire.

La rédaction attendue

Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.

Exploiter un document expérimental

Quand l'utiliser : « À l'aide des documents, montrez que... », « Exploitez les résultats... »

1 Je vois : relever les résultats UTILES, chiffrés, en citant le document et en comparant au témoin.
2 Je sais : rappeler la connaissance qui donne un sens au résultat (les médiateurs rendent les capillaires perméables).
3 J'en déduis : écrire la conclusion qui répond à la question posée, et non une description de plus.
4 Limiter la conclusion à ce qui a été testé : la molécule, la dose, la durée, l'espèce.

Phrase de conclusion

« Je vois que l'histamine fait sortir 9,5 fois plus de colorant que l'eau physiologique du lot témoin ; je sais que ce colorant ne traverse pas la paroi d'un capillaire normal ; j'en déduis que l'histamine rend les capillaires perméables, ce qui explique l'œdème. »

Le piège : Recopier le tableau sans conclure : la description seule rapporte au plus la moitié des points.

Barème : Environ un tiers pour les relevés, un tiers pour les connaissances mobilisées, un tiers pour la conclusion qui répond au problème.

Rédiger l'exposé structuré sur la réaction inflammatoire

Quand l'utiliser : « Expliquez comment l'organisme déclenche une réaction inflammatoire... »

1 Introduction : la situation (une plaie contaminée), l'immunité innée définie en une phrase, le problème posé.
2 Partie I : reconnaissance par les cellules sentinelles et leurs récepteurs, libération des médiateurs, les quatre signes avec leur cause, recrutement et phagocytose.
3 Partie II : cellules dendritiques, ganglion lymphatique, activation des lymphocytes : la préparation de l'immunité adaptative.
4 Conclusion : la réponse au problème, puis une ouverture (les anti-inflammatoires, l'immunité adaptative).

Phrase de conclusion

« Rapide, présente partout et peu spécifique, l'immunité innée contient l'infection dans les premières heures et déclenche l'immunité adaptative, lente et spécifique. »

Le piège : Décrire les documents un par un : dans un exposé, ils ne servent que d'exemples.

Barème : Organisation 3 points, exactitude et complétude 5 points, exemples 2 points (série, exercice 5).

Vérifier avant de rendre

Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.

Chaque signe a sa cause

Relisez votre copie : à côté de chaque mot rougeur, chaleur, gonflement, douleur, il doit y avoir un mécanisme.

« gonflement » seul ne rapporte rien ; « gonflement dû au plasma sorti des capillaires » rapporte le point.
Le pourcentage part de la valeur de départ

Une augmentation relative se divise par la valeur avant ; une valeur après plus grande donne un pourcentage plus petit et faux.

Épaisseur de 0,25 à 0,42 mm : $68$ % ; si vous trouvez $40$ %, vous avez divisé par $0{,}42$ .
Le témoin est nommé

Pour chaque phrase « la molécule fait ceci », citez le lot ou l'oreille qui ne diffère que par elle.

Oreille droite (extrait) contre oreille gauche (eau physiologique). Pas de témoin nommé : la phrase ne vaut que la moitié des points.
L'ordre de la phagocytose

La digestion se fait à l'intérieur de la cellule : elle vient forcément après l'ingestion.

Adhésion, ingestion, digestion, rejet. Une copie qui place la digestion avant l'ingestion fait digérer la bactérie hors de la cellule.

L'exercice type décortiqué

Exploiter des comptages de cellules après une petite plaie

On compte les granulocytes neutrophiles et les macrophages dans le derme, autour d'une petite plaie de la peau d'une souris, avant la plaie puis $6$ h, $24$ h, $3$ jours et $7$ jours après (valeurs fictives).

Décrivez l'évolution des deux populations, puis expliquez l'ordre d'arrivée de ces cellules.

Les granulocytes neutrophiles culminent à 24 h, les macrophages à 3 jours : les deux phagocytes n'arrivent pas en même temps.

Étape 1

Granulocytes neutrophiles : de $5$ à $420$ par mm² à $24$ h, soit $\dfrac{420}{5}=84$ fois plus, puis retour à $15$ à $7$ jours.

Pourquoi

Un facteur multiplicatif chiffre le recrutement ; « ça augmente beaucoup » ne rapporte rien.

Étape 2

Macrophages : de $30$ à $260$ par mm² à $3$ jours, soit $\dfrac{260}{30}\approx 8{,}7$ fois plus, puis $80$ à $7$ jours.

Pourquoi

On traite les deux populations de la même façon pour pouvoir les comparer.

Étape 3

Les granulocytes culminent à $24$ h, les macrophages à $3$ jours : les granulocytes arrivent les premiers.

Pourquoi

C'est le « je vois » : un constat chiffré sur le document, avant toute explication.

Étape 4

Je sais : les médiateurs et les interleukines libérés par les cellules sentinelles recrutent d'abord les granulocytes neutrophiles, très nombreux dans le sang ; ils phagocytent, puis meurent sur place.

Pourquoi

La connaissance donne un sens à l'ordre observé ; elle se cite après le relevé, pas à sa place.

Étape 5

J'en déduis : les macrophages, issus des monocytes recrutés plus lentement, prennent le relais : ils phagocytent les bactéries restantes et les granulocytes morts, et nettoient le tissu.

Pourquoi

La conclusion répond à la question posée, l'ordre d'arrivée, et non à une autre.

Étape 6

Vérification : à $7$ jours, les deux populations sont revenues près de leur niveau de départ, ce qui est cohérent avec une réaction aiguë qui s'éteint.

Pourquoi

Une réaction aiguë a un début et une fin ; des valeurs restées hautes signaleraient une inflammation qui dure.

Conclusion rédigée

Après une plaie, les granulocytes neutrophiles sont recrutés les premiers et en masse, puis les macrophages prennent le relais et nettoient le tissu ; la réaction inflammatoire aiguë s'éteint en une semaine.

L'erreur classique sur cet exercice : Conclure que « les macrophages sont plus efficaces car ils restent plus longtemps » : le document montre un ordre d'arrivée, pas une efficacité.

À savoir par cœur

• Immunité innée : tous les animaux, dès la naissance, génétiquement déterminée, rapide, peu spécifique, SANS mémoire spécifique.
• Reconnaissance : des récepteurs de surface détectent des motifs moléculaires communs à de nombreux microbes.
• Rougeur et chaleur = vasodilatation ; gonflement = plasma sorti des capillaires ; douleur = médiateurs sur les terminaisons nerveuses.
• Médiateurs : histamine (minutes), prostaglandines et interleukines (heures) ; les interleukines font communiquer les cellules.
• Phagocytose : adhésion, ingestion, digestion par les lysosomes, rejet des débris. Granulocytes neutrophiles d'abord, macrophages ensuite.
• Cellule dendritique, ganglion lymphatique, lymphocytes : la réaction inflammatoire PRÉPARE l'immunité adaptative.
• Ibuprofène : bloque la cyclo-oxygénase, moins de prostaglandines ; anti-inflammatoire et antalgique, jamais antibiotique.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre immunité innée et immunité adaptative ?

L'immunité innée existe chez tous les animaux, dès la naissance, et agit en quelques heures en reconnaissant des motifs communs à beaucoup de microbes, sans mémoire. L'immunité adaptative, propre aux vertébrés, reconnaît un antigène précis, met plusieurs jours à se déclencher et garde une mémoire. L'innée agit d'abord seule, puis prépare et accompagne l'adaptative.

Pourquoi une zone enflammée est-elle rouge, chaude, gonflée et douloureuse ?

Des médiateurs libérés par les cellules sentinelles dilatent les petits vaisseaux : plus de sang arrive, d'où la rougeur et la chaleur. Ils rendent aussi la paroi des capillaires perméable : du plasma sort et le tissu gonfle. Enfin, certains médiateurs, comme les prostaglandines, rendent les terminaisons nerveuses plus sensibles, et la pression de l'œdème s'y ajoute : c'est la douleur.

Quelles sont les étapes de la phagocytose ?

Il y en a quatre. Le phagocyte, macrophage ou granulocyte neutrophile, adhère à l'élément étranger. Il l'englobe par des pseudopodes et l'enferme dans une vacuole : c'est l'ingestion. Des lysosomes déversent leurs enzymes dans la vacuole et digèrent l'intrus. Enfin, les débris sont rejetés hors de la cellule.

Un anti-inflammatoire soigne-t-il une infection ?

Non. Un anti-inflammatoire comme l'ibuprofène bloque la fabrication de médiateurs de l'inflammation, les prostaglandines : il diminue l'œdème, la douleur et la fièvre, mais il n'agit pas sur les bactéries. Seul un antibiotique, prescrit par un médecin, agit sur elles. Pris sans avis, un anti-inflammatoire peut même masquer une infection qui s'aggrave.

Comment la réaction inflammatoire prépare-t-elle l'immunité adaptative ?

Pendant la réaction, des cellules dendritiques captent des fragments des microbes dans le tissu. Elles migrent par la lymphe jusqu'à un ganglion lymphatique, un organe lymphoïde, où elles présentent ces fragments aux lymphocytes. Seuls ceux qui les reconnaissent sont activés et se multiplient, et le ganglion grossit : l'immunité adaptative se déclenche.

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Exercices corrigés : L'immunité innée : réaction inflammatoire et phagocytose

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© Ahmed Squalli Houssaini. Fiche publiée sur www.letuteurscientifique.ca/fiches/1svt-immunite-innee. Libre pour l'usage personnel et en classe ; sa republication ailleurs demande une autorisation écrite (mentions légales).

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De la reconnaissance aux quatre signes

Phagocytes et phagocytose, puis le ganglion

Les pièges qui coûtent des points

1. Citer les quatre signes sans leur cause

2. Prendre l'inflammation pour la maladie

3. Prêter une mémoire à l'immunité innée

4. Placer des lymphocytes dans les premières heures

5. Prêter aux macrophages une reconnaissance précise

6. Confondre anti-inflammatoire et antibiotique

7. Rapporter un pourcentage à la mauvaise valeur

8. Comparer à la mauvaise référence, ou sans témoin

Quelle méthode choisir

Que montre ce document sur l'immunité innée ?

La rédaction attendue

Exploiter un document expérimental

Rédiger l'exposé structuré sur la réaction inflammatoire

Vérifier avant de rendre

L'exercice type décortiqué

Exploiter des comptages de cellules après une petite plaie

À savoir par cœur

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre immunité innée et immunité adaptative ?

Pourquoi une zone enflammée est-elle rouge, chaude, gonflée et douloureuse ?

Quelles sont les étapes de la phagocytose ?

Un anti-inflammatoire soigne-t-il une infection ?

Comment la réaction inflammatoire prépare-t-elle l'immunité adaptative ?

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