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Présentation du système immunitaire

Par

Peter J. Delves

, PhD, University College London, London, UK

Dernière révision totale mai 2019| Dernière modification du contenu mai 2019
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Les faits en bref
Ressources du sujet

Le système immunitaire a pour mission de protéger l’organisme contre des envahisseurs étrangers ou dangereux. Ces envahisseurs peuvent être :

  • Micro-organismes (généralement appelés germes, tels que des bactéries, des virus ou des champignons)

  • Parasites (tels que des vers)

  • Cellules cancéreuses

  • Organes et tissus greffés

Afin de défendre l’organisme contre ces envahisseurs, le système immunitaire doit être capable de distinguer

  • Ce qui appartient au corps (soi)

  • Ce qui n’en fait pas partie (exogène ou étranger)

Les antigènes sont des substances que le système immunitaire peut reconnaître et qui stimulent une réponse immunitaire. Si des antigènes sont perçus comme dangereux (par exemple, s’ils peuvent causer une maladie), ils peuvent stimuler une réponse immunitaire dans l’organisme. Les antigènes peuvent être situés à l’intérieur ou à la surface des bactéries, des virus, d’autres micro-organismes, des parasites ou des cellules cancéreuses. Dans d’autres cas, il s’agit de substances indépendantes, telles que des molécules alimentaires ou des pollens.

Une réponse immunitaire normale implique les éléments suivants :

  • Reconnaissance d’un antigène étranger potentiellement dangereux

  • Activation et mobilisation des forces pour se défendre contre cet antigène

  • Attaque de cet antigène

  • Contrôle et fin de l’attaque

Si le système immunitaire ne fonctionne pas bien et confond des substances endogènes et exogènes, il peut attaquer les propres tissus de l’organisme, induisant une maladie auto-immune telle que la polyarthrite rhumatoïde, la thyroïdite de Hashimoto ou le lupus érythémateux systémique (lupus).

Un trouble du système immunitaire se produit lorsque

  • L’organisme génère une réponse immunitaire contre lui-même (maladie auto-immune).

  • L’organisme ne parvient pas à générer de réponse immunitaire appropriée contre des micro-organismes envahisseurs (déficit immunitaire).

  • L’organisme génère une réponse immunitaire excessive à des antigènes étrangers, souvent inoffensifs, et endommage les tissus normaux (réaction allergique).

Composants du système immunitaire

Le système immunitaire est composé de nombreux éléments :

Les anticorps (immunoglobulines), qui sont des protéines produites par les globules blancs appelés lymphocytes B, se lient solidement à l’antigène d’un envahisseur, en marquant l’envahisseur afin de l’attaquer ou en le neutralisant directement. Le corps produit des milliers d’anticorps différents. Chaque anticorps est spécifique à un antigène donné.

Les antigènes sont des substances que le système immunitaire peut reconnaître et qui stimulent une réponse immunitaire.

Les lymphocytes B sont des globules blancs qui produisent des anticorps spécifiques à l’antigène qui a stimulé leur production.

Les basophiles sont des globules blancs qui libèrent de l’histamine (substance impliquée dans les réactions allergiques) et produisent des substances permettant d’attirer d’autres globules blancs (neutrophiles et éosinophiles) sur le lieu de l’infection.

Les cellules constituent la plus petite unité d’un organisme vivant, elles sont constituées d’un noyau et d’un cytoplasme entouré d’une membrane.

Le chimiotactisme est le processus consistant à utiliser une substance chimique afin d’attirer des cellules vers un site particulier.

Le système du complément se compose d’un groupe de protéines impliquées dans une série de réactions (appelée cascade du complément), visant à défendre l’organisme, par exemple en tuant les bactéries et autres cellules étrangères, en facilitant l’identification et l’ingestion des cellules étrangères par les macrophages et en attirant les macrophages et les neutrophiles vers le lieu de l’infection.

Les cytokines sont des protéines sécrétées par les cellules immunitaires ainsi que d’autres cellules, agissant comme messagers du système immunitaire pour contribuer à réguler une réponse immunitaire.

Les cellules dendritiques sont dérivées des globules blancs. Elles résident dans les tissus et aident les lymphocytes T à reconnaître les antigènes étrangers.

Les éosinophiles sont des globules blancs tuant les bactéries et les autres cellules étrangères trop grosses pour être ingérées qui peuvent contribuer à immobiliser et tuer les parasites et à détruire les cellules cancéreuses. Les éosinophiles sont également impliqués dans les réactions allergiques.

Les lymphocytes T Helper sont des globules blancs aidant les lymphocytes B à produire des anticorps contre les antigènes étrangers, aidant les lymphocytes T Killer à s’activer et stimulant les macrophages, ce qui leur permet d’ingérer plus efficacement les cellules infectées ou anormales.

L’histocompatibilité (littéralement, compatibilité du tissu) est déterminée par les antigènes leucocytaires humains (molécules d’auto-identification). L’histocompatibilité est utilisée pour établir si un tissu ou un organe greffé sera accepté par le receveur.

Les antigènes leucocytaires humains (HLA) sont un groupe de molécules d’identification situées à la surface de toutes les cellules, selon une combinaison presque unique pour chaque personne, permettant ainsi à l’organisme de faire la distinction entre les substances endogènes et exogènes. Ce groupe de molécules d’identification est également appelé complexe majeur d’histocompatibilité.

Un complexe immunitaire est un anticorps fixé à un antigène.

Une réponse immunitaire est la réaction du système immunitaire à un antigène.

On appelle également les anticorps des immunoglobulines.

L’interleukine est un type de messager (cytokine) sécrété par certains globules blancs en vue d’affecter d’autres globules blancs.

Les lymphocytes T Killer (cytotoxiques) sont des lymphocytes T qui se fixent aux cellules infectées et aux cellules cancéreuses pour les tuer.

On appelle également leucocytes les globules blancs tels que monocytes, neutrophiles, éosinophiles, basophiles ou lymphocytes (lymphocyte B ou lymphocyte T).

Les lymphocytes sont les globules blancs responsables de l’immunité acquise (spécifique), notamment de la production d’anticorps (par les lymphocytes B), de la distinction entre les substances endogènes et les substances exogènes (par les lymphocytes T) et de la destruction des cellules infectées et des cellules cancéreuses (par les lymphocytes T Killer).

Les macrophages sont de grandes cellules qui se développent à partir de globules blancs appelés monocytes. Ils ingèrent les bactéries et d’autres cellules étrangères et aident les lymphocytes T à identifier les micro-organismes et les autres substances étrangères. Les macrophages sont normalement présents dans les poumons, la peau, le foie et les autres tissus.

Le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) est un synonyme des antigènes leucocytaires humains.

Les mastocytes sont des cellules présentes dans les tissus qui libèrent de l’histamine et d’autres substances impliquées dans les réactions inflammatoires et allergiques.

Une molécule est un groupe d’atomes associés d’un point de vue chimique pour former une substance unique.

Les lymphocytes Natural Killer sont un type de globule blanc capable de reconnaître et de tuer des cellules anormales, telles que certaines cellules infectées ou cancéreuses, sans avoir d’abord à apprendre que les cellules sont anormales.

Les neutrophiles sont des globules blancs qui ingèrent et tuent les bactéries et les autres cellules étrangères.

Les phagocytes sont un type de cellule qui ingère et tue ou détruit les micro-organismes envahisseurs, les autres cellules ou fragments cellulaires. Les phagocytes comprennent les macrophages et les neutrophiles.

La phagocytose est le processus par lequel une cellule enveloppe et ingère un micro-organisme envahisseur, une autre cellule ou un fragment cellulaire.

Un récepteur est une molécule située à la surface ou à l’intérieur d’une cellule, capable d’identifier des molécules particulières, qui s’adaptent parfaitement à elle, comme une clé entre dans une serrure.

Les lymphocytes T régulateurs (suppresseurs) sont des globules blancs contribuant à mettre fin à une réponse immunitaire.

Les lymphocytes T sont des globules blancs impliqués dans l’immunité acquise. Il en existe trois types : Helper, Killer (cytotoxiques) et régulateurs.

Lignes de défense

Le corps dispose d’une série de défenses. Ces défenses comprennent :

  • Barrières physiques

  • Globules blancs

  • Molécules, telles que les anticorps et les protéines du complément

  • Organes lymphoïdes

Barrières physiques

La première ligne de défense contre les envahisseurs consiste en des barrières mécaniques ou physiques :

  • La peau

  • La cornée des yeux

  • Les membranes qui tapissent les voies respiratoires, digestives, urinaires et celles de l’appareil reproducteur

Tant que ces barrières restent intactes, il est impossible à de nombreux envahisseurs de pénétrer dans l’organisme. Si l’une de ces barrières est rompue, par exemple si des brûlures étendues lèsent la peau, le risque d’infection augmente.

De plus, les barrières sont protégées par des sécrétions qui contiennent des enzymes capables de détruire les bactéries. La sueur, les larmes dans les yeux, le mucus des voies respiratoires et digestives ou les sécrétions du vagin en sont des exemples.

Globules blancs

La ligne de défense suivante implique les globules blancs (leucocytes) qui circulent dans le sang et les tissus, à la recherche de micro-organismes et autres envahisseurs pour les attaquer.

Ce mécanisme se déroule en deux phases :

  • Immunité innée

  • Immunité acquise

Immunité innée (naturelle) : « Innée » signifie qu’une personne naît avec elle. Par conséquent, l’immunité innée ne nécessite pas de rencontre préalable avec un micro-organisme ou un autre envahisseur pour fonctionner efficacement. Elle répond immédiatement aux envahisseurs, sans avoir besoin d’apprendre à les reconnaître. Plusieurs types de globules blancs sont impliqués :

  • Les phagocytes ingèrent les envahisseurs. Les phagocytes comprennent les macrophages, les neutrophiles, les monocytes et les cellules dendritiques.

  • Les lymphocytes Natural Killer sont prêts à reconnaître et tuer les cellules cancéreuses ainsi que celles qui sont infectées par certains virus.

  • Certains globules blancs (tels que les basophiles et les éosinophiles) libèrent des substances impliquées dans l’inflammation, telles que les cytokines, et les réactions allergiques, telles que l’histamine. Certaines de ces cellules peuvent détruire directement les envahisseurs.

Immunité acquise (adaptative ou spécifique) : Dans l’immunité acquise, les globules blancs appelés lymphocytes (lymphocytes B et lymphocytes T) rencontrent un envahisseur, apprennent comment l’attaquer et le mémorisent afin de pouvoir l’attaquer plus efficacement la prochaine fois qu’ils le rencontreront. L’immunité acquise met du temps à se développer suite à la première rencontre avec un nouvel envahisseur parce que les lymphocytes doivent s’adapter à lui. Par la suite, toutefois, la réponse est rapide. Les lymphocytes B et les lymphocytes T collaborent pour détruire les envahisseurs. Pour pouvoir reconnaître les envahisseurs, les lymphocytes T ont besoin de l’assistante de cellules particulières appelées cellules présentatrices d’antigènes (par exemple, les cellules dendritiques, voir la figure Comment les lymphocytes T reconnaissent-ils les antigènes ?). Ces cellules ingèrent l’envahisseur et le scindent en fragments.

Molécules

L’immunité innée et l’immunité acquise interagissent, s’influencent mutuellement, directement ou par l’intermédiaire de molécules qui attirent ou activent d’autres cellules du système immunitaire, au titre de l’étape de mobilisation du processus de défense. Ces molécules comprennent :

Ces substances ne sont pas contenues dans les cellules, mais dissoutes dans un liquide corporel, tel que le plasma (la partie liquide du sang).

Certaines de ces molécules, notamment certaines cytokines, favorisent l’inflammation.

Une inflammation se produit parce que ces molécules attirent des cellules du système immunitaire vers le tissu affecté. Pour faciliter la venue de ces cellules vers le tissu, l’organisme envoie plus de sang vers lui. Afin de transporter plus de sang vers le tissu, les vaisseaux sanguins s’élargissent et deviennent plus poreux afin de permettre à une plus grande quantité de liquide et de cellules de les quitter pour pénétrer dans le tissu. L’inflammation tend ainsi à induire une rougeur, de la chaleur et un gonflement. Elle a pour objectif de contenir l’infection pour qu’elle ne s’étende pas. Ensuite, d’autres substances produites par le système immunitaire contribuent à l’arrêt de l’inflammation et à la guérison des tissus lésés. Bien qu’une inflammation puisse être gênante, elle indique que le système immunitaire fait son travail. Toutefois, une inflammation excessive ou de longue durée (chronique) peut être nuisible.

Organes lymphoïdes

Outre les cellules dispersées dans tout l’organisme, le système immunitaire comprend plusieurs organes. Ils sont classés en organes lymphoïdes primaires ou secondaires.

Les organes lymphoïdes primaires sont les sites de production et/ou de multiplication des globules blancs :

  • Il s’agit de la moelle osseuse qui produit tous les différents types de globules blancs, notamment les neutrophiles, les éosinophiles, les basophiles, les monocytes, les lymphocytes B ainsi que les cellules qui se développent en lymphocytes T (précurseurs des lymphocytes T).

  • Dans le thymus, les lymphocytes T se multiplient et apprennent à reconnaître les antigènes étrangers ainsi qu’à ignorer les propres antigènes de l’organisme. Les lymphocytes T sont essentiels à l’immunité acquise.

Lorsqu’ils sont nécessaires pour défendre l’organisme, les globules blancs sont mobilisés, principalement à partir de la moelle osseuse. Ils passent ensuite dans la circulation sanguine pour atteindre les zones dans lesquelles ils sont nécessaires.

Système lymphatique : Contribue à la défense contre les infections

Le système lymphatique est un constituant essentiel du système immunitaire, avec le thymus, la moelle osseuse, la rate, les amygdales, l’appendice et les plaques de Peyer de l’intestin grêle.

Le système lymphatique est un réseau de ganglions reliés par des vaisseaux lymphatiques. Ce système transporte la lymphe à travers l’organisme.

La lymphe se forme à partir d’un liquide qui s’infiltre à travers les fines parois des capillaires qui irriguent les tissus corporels. Ce liquide contient de l’oxygène, des protéines ainsi que d’autres nutriments qui nourrissent les tissus. Une partie de ce liquide retourne dans les capillaires et une autre pénètre dans les vaisseaux lymphatiques (pour former la lymphe).

De petits vaisseaux lymphatiques sont reliés à de plus gros, et forment finalement le canal thoracique. Ce dernier est le plus gros vaisseau lymphatique. Il rejoint la veine sous-clavière ramenant ainsi la lymphe dans la circulation sanguine.

La lymphe transporte également les substances étrangères (telles que des bactéries), les cellules cancéreuses ainsi que les cellules mortes ou lésées susceptibles de se trouver dans les tissus vers les vaisseaux lymphatiques, puis dans les ganglions lymphatiques, en vue de les éliminer. La lymphe contient de nombreux globules blancs.

Toutes les substances véhiculées par la lymphe passent au moins dans un ganglion lymphatique, où les substances étrangères peuvent être filtrées et détruites, avant que le liquide ne retourne dans la circulation sanguine. Dans les ganglions lymphatiques, les globules blancs peuvent s’accumuler, interagir mutuellement et avec les antigènes, et déclencher des réponses immunitaires contre les corps étrangers. Les ganglions lymphatiques contiennent un tissu réticulaire regorgeant de lymphocytes B, lymphocytes T, cellules dendritiques ainsi que de macrophages. Les micro-organismes nocifs sont filtrés par le tissu réticulaire puis identifiés et attaqués par les lymphocytes B et les lymphocytes T.

Les ganglions lymphatiques sont souvent regroupés dans les régions où les vaisseaux lymphatiques se ramifient, telles que le cou, l’aisselle ou l’aine.

Système lymphatique : Contribue à la défense contre les infections

Les organes lymphoïdes secondaires comprennent :

  • Rate

  • Ganglions lymphatiques

  • Amygdales

  • Appendice

  • Plaques de Peyer dans l’intestin grêle

Ces organes piègent les micro-organismes et les autres substances étrangères et permettent aux cellules matures du système immunitaire de se rassembler, d’interagir entre elles ainsi qu’avec les substances étrangères et de générer une réponse immunitaire spécifique.

Les ganglions lymphatiques sont répartis dans l’organisme sur des points stratégiques reliés par un important réseau de vaisseaux lymphatiques, le système lymphatique. Le système lymphatique transporte les micro-organismes, les autres substances étrangères, les cellules cancéreuses ainsi que les cellules mortes ou lésées, des tissus vers les ganglions lymphatiques, où ces substances et cellules sont filtrées et détruites. Ensuite, une fois filtrée, la lymphe retourne dans la circulation sanguine.

Les ganglions lymphatiques constituent l’un des premiers lieux à partir duquel les cellules cancéreuses peuvent se disséminer. C’est la raison pour laquelle les médecins évaluent souvent l’état des ganglions lymphatiques pour établir si un cancer s’est disséminé. La présence de cellules cancéreuses dans un ganglion lymphatique peut induire une augmentation de son volume. Les ganglions lymphatiques peuvent également gonfler suite à une infection, car les réponses immunitaires aux infections sont générées dans les ganglions lymphatiques. Il arrive qu’un ganglion lymphatique gonfle car les bactéries transportées vers lui ne sont pas tuées et l’infectent lui-même (lymphadénite).

Le saviez-vous ?

  • Les ganglions lymphatiques contiennent un tissu réticulaire dans lequel les micro-organismes pathogènes et les cellules endommagées ou mortes sont filtrés et détruits.

Plan d’action

Une réponse immunitaire efficace contre des envahisseurs nécessite :

  • Reconnaissance

  • Activation et mobilisation

  • Régulation

  • Résolution

Reconnaissance

Pour pouvoir détruire les envahisseurs, le système immunitaire doit en premier lieu les reconnaître. Il doit ainsi être capable de faire la distinction entre les éléments exogènes (étrangers) et les éléments endogènes. Le système immunitaire est à même de faire cette distinction, parce que toutes les cellules présentent des molécules d’identification (antigènes) à leur surface. Les micro-organismes sont reconnus parce qu’ils présentent à leur surface des molécules d’identification étrangères.

Chez l’homme, les molécules du soi les plus importantes sont appelées :

  • antigènes leucocytaires humains (HLA) ou complexe majeur d’histocompatibilité (CMH)

Les molécules HLA sont appelées antigènes, car, si elles sont transplantées, lors d’une greffe de rein ou de peau par exemple, elles peuvent déclencher une réponse immunitaire chez une autre personne (normalement, elles ne génèrent aucune réponse immunitaire chez la personne qui les possède). Chacun possède une combinaison de molécules HLA presque unique. Le système immunitaire de chaque personne reconnaît normalement cette combinaison unique comme endogène. Une cellule qui présente à sa surface des molécules différentes de celles des autres cellules du même organisme est identifiée comme étrangère. Le système immunitaire l’attaque alors. Cette cellule peut être une cellule de tissu transplanté ou une cellule de l’organisme qui a été infectée par un micro-organisme envahisseur ou altérée par un cancer. (Les molécules HLA sont celles que les médecins essaient de faire correspondre lorsqu’une personne a besoin d’une greffe d’organe.)

Certains globules blancs, les lymphocytes B, sont capables de reconnaître directement les envahisseurs. D’autres par contre, les lymphocytes T, ont besoin de l’aide d’autres cellules dites cellules présentatrices d’antigènes :

  • Les cellules présentatrices d’antigènes ingèrent l’envahisseur et le scindent en fragments.

  • Les fragments d’antigènes provenant de l’envahisseur sont combinés aux molécules HLA lorsqu’ils sont assemblés dans la cellule présentatrice d’antigènes.

  • La combinaison des fragments d’antigènes et des molécules HLA est déplacée vers la surface de la cellule.

  • Un lymphocyte T porteur d’un récepteur lui correspondant à sa surface peut se fixer à la partie de la molécule HLA présentant le fragment d’antigène, comme une clé dans une serrure.

  • Le lymphocyte T est alors activé et commence à lutter contre les envahisseurs possédant cet antigène.

Comment les lymphocytes T reconnaissent-ils les antigènes ?

Les lymphocytes T font partie du système de surveillance immunitaire. Ils circulent dans le sang et le système lymphatique. Lorsqu’ils parviennent aux ganglions lymphatiques ou à un autre organe lymphoïde secondaire, ils recherchent la présence de substances étrangères (antigènes) dans l’organisme. Toutefois, avant de pouvoir totalement reconnaître un antigène étranger et y répondre, l’antigène doit être traité et présenté au lymphocyte T par un autre globule blanc, dénommé cellule présentatrice d’antigène. Les cellules présentatrices d’antigènes se composent de cellules dendritiques (les plus efficaces), de macrophages ainsi que de lymphocytes B.

Comment les lymphocytes T reconnaissent-ils les antigènes ?

Activation et mobilisation

Les globules blancs sont activés lorsqu’ils reconnaissent les envahisseurs. Par exemple, lorsque la cellule présentatrice d’antigène présente des fragments d’antigène liés à des molécules HLA à un lymphocyte T, ce dernier se fixe aux fragments et s’active. Les lymphocytes B peuvent être directement activés par les envahisseurs. Une fois activés, les globules blancs ingèrent ou tuent l’envahisseur, voire les deux. Plusieurs types de globules blancs sont généralement nécessaires pour tuer un envahisseur.

Les cellules immunitaires, telles que les macrophages ou les lymphocytes T activés, libèrent des substances qui attirent d’autres cellules immunitaires vers le site infecté, mobilisant ainsi les défenses de l’organisme. L’envahisseur lui-même peut libérer des substances attirant les cellules immunitaires.

Régulation

La réponse immunitaire doit être régulée afin de prévenir d’importants dommages pour l’organisme, comme c’est le cas dans les maladies auto-immunes. Les lymphocytes T régulateurs (suppresseurs) contribuent à contrôler la réponse en sécrétant des cytokines (messagers chimiques du système immunitaire) qui inhibent les réponses immunitaires. Ces cellules empêchent la réponse immunitaire de se poursuivre indéfiniment.

Résolution

La résolution consiste à confiner l’envahisseur et à l’éliminer de l’organisme. Une fois l’envahisseur éliminé, la plupart des globules blancs s’autodétruisent et sont ingérés. Ceux qui restent sont appelés les cellules mémoire. L’organisme conserve des cellules mémoire, au titre de l’immunité acquise, afin de mémoriser des envahisseurs particuliers et d’y répondre plus énergiquement lors d’une prochaine rencontre.

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