Les défenses de l'organisme

Le schéma représente les trois lignes de défense de l'organisme. Écrire le nom des lignes repérées par A, B et C, en les classant de la plus externe à la plus interne, et indiquer laquelle est spécifique de chaque agent infectieux.

Une petite égratignure guérit toute seule, sans traitement. Décrire la chaîne de défenses qui agit depuis la rupture de la peau jusqu'à la fermeture de la plaie, en indiquant quelle ligne de défense intervient à chaque moment.

Citer quatre barrières de l'organisme qui gênent l'entrée des micro-organismes (peau, muqueuses, larmes, acidité gastrique…) et expliquer comment chacune protège.

Expliquer le rôle du mucus et des muqueuses des voies respiratoires comme barrière défensive contre les micro-organismes.

Une brûlure étendue est une urgence grave même s'il n'y a pas d'infection au début. Expliquer, en lien avec les lignes de défense, pourquoi la peau brûlée met la vie en danger et quel risque apparaît dans les jours suivants.

Expliquer ce que sont les phagocytes, à quel groupe de composants du sang ils appartiennent et pourquoi on dit qu'ils « mangent » les microbes.

Expliquer ce qu'est l'inflammation et quels sont ses quatre signes caractéristiques dans la zone touchée.

Quand on se plante une écharde, la zone devient rouge, chaude et gonflée. Expliquer ce qui se passe, comment s'appelle cette réponse, quelles cellules sanguines se rendent sur place et pourquoi cette réaction, bien que gênante, est bénéfique.

La fièvre est une augmentation contrôlée de la température corporelle au cours de nombreuses infections. Justifier pourquoi on peut la considérer comme un mécanisme de défense et pas seulement comme un symptôme, et expliquer dans quelles situations il convient de la traiter.

Un adolescent présente une température corporelle de 37,9 °C et un mal de gorge avec une légère inflammation. Sa mère veut lui donner immédiatement de fortes doses d'antipyrétiques et d'anti-inflammatoires pour que sa température redescende aussitôt à 36,5 °C. a) À partir du rôle défensif de la fièvre modérée et de l'inflammation (arrivée de phagocytes, augmentation du métabolisme cellulaire et ralentissement de la reproduction des microbes), justifier pourquoi supprimer totalement ces symptômes légers pourrait prolonger l'infection. b) Prévoir et justifier quel danger vital surviendrait si la fièvre dépassait 41,5 °C de façon continue, en expliquant l'effet de la chaleur extrême sur les protéines et les enzymes de nos cellules.

Expliquer ce qu'est un anticorps, quelles cellules le fabriquent et pourquoi chaque anticorps n'agit que contre un agent infectieux précis.

Expliquer ce que sont les lymphocytes et quelles deux grandes tâches ils accomplissent dans la réponse spécifique.

Indiquer si ces affirmations sont vraies ou fausses et justifier la réponse : a) il faut toujours faire baisser la fièvre immédiatement avec un médicament ; b) les anticorps sont des protéines fabriquées par l'organisme lui-même ; c) la première fois qu'un microbe entre, la réponse spécifique est plus lente que la réponse non spécifique.

Comparer la réponse immunitaire non spécifique et la réponse spécifique : rapidité d'action, cellules impliquées, mémoire face au même agent et un exemple d'action de chacune face à une même infection.

Face à une même bactérie, les phagocytes agissent d'abord, puis les lymphocytes. Comparer les deux réponses : ordre d'arrivée, façon de reconnaître l'envahisseur et ce qui reste dans l'organisme quand chacune a terminé son travail.

Dans une étude, on mesure la quantité d'anticorps dans le sang d'une personne contre une bactérie pathogène à deux moments différents : après le premier contact (jour 1), les anticorps mettent 10 jours à apparaître et atteignent un niveau maximal de 15 unités ; après une seconde contamination un an plus tard (jour 365), en seulement 2 jours les anticorps atteignent 250 unités. a) Interpréter ces résultats en justifiant la différence de rapidité et de quantité à partir de la fonction des lymphocytes mémoire. b) Justifier comment les vaccins exploitent ce même principe biologique pour nous protéger sans que nous ayons à subir la maladie.

Une personne affirme : « Se vacciner contre la grippe ne sert à rien ; ma tante s'est fait vacciner en novembre et en janvier elle a eu la grippe, alitée, avec malaise et toux ». Réfuter sa conclusion en utilisant vos connaissances sur la réponse immunitaire : a) Justifier pourquoi le virus de la grippe peut infecter une personne vaccinée s'il a subi de petites mutations de ses antigènes de surface et pourquoi cela oblige à changer le vaccin chaque année. b) Prévoir et justifier ce qu'aurait été l'évolution de l'infection chez sa tante si elle n'avait pas été vaccinée, en expliquant le rôle des anticorps et des lymphocytes produits grâce au vaccin précédent.

Aux personnes auxquelles on retire la rate, on recommande de se faire vacciner davantage et de surveiller toute infection. Expliquer quel lien existe entre la rate et les globules blancs et pourquoi son absence affaiblit les défenses sans les supprimer.

Lors d'une grippe, les ganglions du cou gonflent. Expliquer ce que sont les ganglions lymphatiques, ce qui se passe à l'intérieur pendant une infection et pourquoi leur gonflement montre que les défenses sont à l'œuvre.

Un patient sous chimiothérapie est diagnostiqué avec une pneumonie causée par Pneumocystis jirovecii, un champignon inoffensif qui vit dans les voies respiratoires de la population saine sans causer aucun dommage. Analyser ce cas clinique : a) Justifier pourquoi cette infection est qualifiée d'« opportuniste » en s'appuyant sur l'état des défenses du patient après le traitement. b) Si un proche en bonne santé vit en contact étroit avec lui, prévoir s'il tombera malade à cause de ce même champignon et justifier la réponse. c) Concevoir deux mesures préventives concrètes que l'entourage hospitalier ou familial doit appliquer pour le protéger contre d'autres agents pathogènes courants.

Les lymphocytes T auxiliaires jouent le rôle de coordinateurs centraux du système immunitaire, car ils donnent le signal chimique qui active à la fois les lymphocytes B (qui fabriquent des anticorps) et les macrophages et lymphocytes cytotoxiques. Le virus du VIH infecte et détruit spécifiquement ces cellules. a) Prévoir quelles conséquences en chaîne subit le système de défense lorsqu'il perd ces lymphocytes précis et en déduire pourquoi les patients atteints d'un sida avancé ne meurent pas du virus lui-même mais d'autres infections. b) Si une association de médicaments antirétroviraux freine la multiplication du virus jusqu'à le rendre indétectable, prévoir ce qu'il adviendra de la numération des lymphocytes et de la santé du patient.

Hélène a reçu une greffe de rein et doit prendre des médicaments immunosuppresseurs tous les jours. Au bout de quelques mois, ses médecins ajustent la dose avec beaucoup de prudence : s'ils augmentent beaucoup la quantité, Hélène contracte fréquemment des infections bactériennes et fongiques ; s'ils baissent la dose, le rein greffé commence à perdre sa fonction de filtration. a) Justifier le dilemme biologique qui explique ce délicat équilibre, en identifiant quels composants du système immunitaire interviennent dans chacun des deux risques. b) Si Hélène doit se rendre dans un centre de santé pendant une épidémie de grippe, prévoir les risques particuliers qu'elle court et justifier deux mesures d'autoprotection indispensables qu'elle doit adopter.

En se promenant dans un parc au printemps, Marc se met à éternuer sans arrêt, ses yeux larmoient et la peau de son cou rougit. Un ami lui dit : « Tu as attrapé une bactérie très agressive ; prends vite un antibiotique pour te soigner ». a) Réfuter les deux erreurs scientifiques de l'affirmation de son ami en expliquant ce qui se passe réellement dans le système immunitaire de Marc face au pollen. b) Le médecin lui prescrit un médicament « antihistaminique ». Prévoir et expliquer l'effet de ce médicament sur ses vaisseaux sanguins et ses muqueuses à partir de l'action de l'histamine lors d'une réaction allergique.

Dans le diabète de type 1, les lymphocytes détruisent de façon sélective les cellules bêta du pancréas (chargées de fabriquer l'insuline) en confondant leurs protéines de membrane avec celles d'un agent pathogène dangereux. a) Analyser ce processus en utilisant avec précision les termes « antigène », « auto-anticorps » et « tolérance au soi », en expliquant en quoi cette attaque diffère de celle menée contre une bactérie envahissante. b) Un élève propose : « Comme c'est une attaque cellulaire, on pourrait guérir définitivement le diabète en administrant des antibiotiques ou en détruisant tout le système immunitaire du patient ». Réfuter de façon argumentée ces deux propositions.