Bactéries, Virus et Système Immunitaire : Guide Complet

Bactéries : Reproduction et Caractéristiques

1) Les bactéries sont des organismes primitifs à reproduction asexuée (fission, split simple ou bipartition) où la cellule se scinde, donnant naissance à deux cellules identiques. Il n'y a donc pas de variabilité.

2) La forme la plus évoluée de la reproduction asexuée est la sporulation : si l'environnement devient défavorable (humidité, changement de température ou manque de nutriments), la bactérie forme une spore (couverture résistante) et entre dans un état latent. Le cycle d'activité métabolique reprend après la rupture de la spore (exospora). Si la couverture ne se brise pas, l'activité est connue sous le nom d'endospore.

3) Le processus de sporulation est observé chez les mousses, les champignons, les fougères et certaines algues. Il leur permet d'élargir leur distribution géographique lorsque les spores trouvent un environnement optimal, mais cette méthode ne permet pas de variabilité.

4) La forme primitive de la reproduction sexuée est la conjugaison, qui est l'échange de gènes (segments) de l'ADN du donneur au receveur des bactéries. Cela permet à cette dernière d'acquérir une plus grande résistance aux antibiotiques.

5) Pour que la conjugaison se produise, il doit y avoir jonction entre les deux bactéries et création d'un pont de conjugaison (pili) dans lequel les gènes chromosomiques supplémentaires (plasmides) de la cellule donneuse sont transférés à la bactérie receveuse, lui conférant de nouveaux gènes.

6) La conjugaison chromosomique : les gènes transférés sur un chromosome avec des plasmides sont transférés à une autre bactérie qui n'en a pas. Une fois le processus terminé, la bactérie receveuse présente une variabilité génétique.

Bipartition:

La sporulation:

Plasmides:

Anthrax : Une Maladie Bactérienne Dangereuse

1) L'anthrax est une maladie bactérienne agressive qui a causé des décès et a été utilisée comme arme biologique.

2) Les herbivores peuvent être vecteurs de la bactérie pathogène, qui se trouve dans le sol (réservoir). L'homme et les animaux sont affectés car les bactéries forment des spores qui restent dormantes pendant une longue période grâce à leur enveloppe résistante (exine et intine), ce qui étend leur répartition géographique.

Virus : Structure et Mode d'Action

1) Les virus sont des macromolécules avec une enveloppe protéique et un intérieur contenant un type d'acide nucléique (ADN ou ARN).

2) Ce sont des parasites obligatoires qui doivent utiliser le matériel génétique de la cellule parasitée pour assurer leur métabolisme.

3) Ils se présentent sous forme de cristaux de différentes formes et sont considérés comme le premier lien entre le vivant et le non-vivant.

4) Comme ils ne sont pas des cellules, ils ne sont inclus dans aucun règne et n'ont pas de nom scientifique. Ils sont désignés comme des parasites du corps, comme le virus de la mosaïque du tabac ou les bactériophages (qui parasitent les bactéries).

5) Ces virus parasitent les plantes, les bactéries, les animaux et les humains, causant diverses maladies qui peuvent entraîner la mort.

6) Ils ne peuvent pas être contrôlés par les antibiotiques, qui sont spécifiques aux bactéries. Les médicaments servent uniquement à diminuer leur action, car les virus se reproduisent rapidement. C'est pourquoi il est difficile de contrôler la propagation du VIH, qui, en phase terminale, génère le SIDA.

7) Leur agressivité élevée les rend utilisables comme armes biologiques, causant diverses maladies telles que :

1. La grippe
2. Le rhume
3. La rougeole
4. L'herpès
5. Les verrues
6. Le SIDA
7. L'hépatite infectieuse
8. La mononucléose
9. La rubéole
10. La varicelle
11. La rage
12. Les oreillons
13. La poliomyélite
14. La variole
15. La grippe humaine
16. Les condylomes
17. Le hantavirus
18. La grippe aviaire

8) Au Chili, le hantavirus a causé un taux élevé de décès récemment.

Bactériophage : Virus Parasitant les Bactéries

1) Les bactériophages sont des virus capables de parasiter les bactéries. Ils peuvent se développer selon une voie lytique (destruction de la bactérie et doublement des particules virales) ou une voie lysogénique (incorporation du matériel génétique viral dans le matériel génétique de la bactérie). Si le matériel génétique viral rejoint le matériel génétique bactérien, il est appelé prophage plasmidial. De cette manière, la bactérie ne subit pas d'action de destruction virale.

2) Lorsque le virus se double dans la cellule hôte parasitée sans former de capside ou de virion, il est appelé prion.

3) Les prions sont des molécules de protéines virales capables d'altérer le métabolisme cellulaire, ce qui peut causer la mort et des maladies comme la maladie de la vache folle.

4) Au cours de la réplication virale indépendante d'un rétrovirus ou adénovirus, les étapes suivantes doivent être respectées :

1. Pénétration : Le virus peut être verrouillé par la cellule hôte. Certains virus possèdent des protéines de surface qui se lient à des récepteurs sur la membrane plasmique des cellules hôtes et stimulent l'endocytose. Ensuite, le matériel génétique viral est libéré dans le cytoplasme.
2. Reproduction : Le matériel génétique est copié de nombreuses fois.
3. Transcription : Le matériel génétique viral est utilisé comme modèle pour l'ARN (m).
4. Synthèse des protéines : Dans le cytoplasme hôte, l'ARN (m) est responsable de la synthèse des protéines virales.
5. Assemblage viral : Le matériel génétique viral et l'enzyme sont impliqués dans la protéine d'enveloppe.
6. Sortie : Le virus quitte la cellule par la génération de la membrane cellulaire ou la rupture de la cellule.

Cycle de vie d'un bactériophage :

Voie lytique : Le matériel génétique viral est activé et ses gènes sont transcrits ou traduits pour diriger l'assemblage de nouvelles particules virales, ce qui conduit à la rupture (lyse) de la cellule receveuse du matériel génétique viral (cellule infectée).

Voie lysogène : L'intégration du matériel génétique viral dans l'ADN de la cellule hôte entraîne une expression minimale des gènes viraux, mais le virus conserve son plein potentiel de synthèse de nouveaux virus.

Symptômes des Maladies Virales

1. Fièvre
2. Maux de tête
3. Frissons
4. Douleur musculaire
5. Inflammation cutanée
6. Nausées
7. Vomissements
8. Rhinorrhée
9. Diarrhée

Antigènes : Définition et Rôle

1) Les antigènes sont des protéines spécifiques à la surface (à l'intérieur ou capside) d'organismes pathogènes.

2) Leur présence dans les globules rouges détermine le groupe sanguin.

3) Pendant le processus d'infection, l'antigène bactérien ou viral est présent dans le plasma sanguin et provoque une maladie. Son diagnostic est effectué par détection de la présence de l'antigène dans le plasma.

4) Par exemple, le SIDA est détecté par le test Elisa. Dans certains cas, le virus affecte l'hôte et génère des symptômes qui mènent au stade terminal du SIDA (voie lytique).

5) Dans certains cas, l'hôte n'a pas de symptômes (asymptomatique), élaborant une voie lysogène.

Virus de l'Immunodéficience Humaine (VIH)

1) Les symptômes du SIDA sont déclenchés par l'impact du VIH dans sa phase finale.

2) C'est maintenant une pandémie qui affecte le monde entier. Comme les MST, il peut se propager de plusieurs manières (tableau).

3) L'origine du VIH fait l'objet de différentes théories : la manipulation génétique en laboratoire (sans contrôle de la propagation dans l'environnement) ou la transmission du singe vert africain à l'homme par la bestialité ou l'ingestion de viande contaminée.

4) Le VIH est un rétrovirus qui ne peut être éradiqué en raison de sa mutation rapide.

5) La présence du VIH est reconnue par le test Elisa, qui reconnaît l'antigène.

6) Les personnes porteuses de cet antigène sont dites VIH+ et sont susceptibles de développer la maladie. Ces patients symptomatiques meurent généralement dans un délai de 10 ans.

7) Le traitement de la toxicomanie est l'utilisation de la trithérapie, mais cela ne fait que réduire la progression de la maladie, sans éliminer le virus.

8) Dans certains cas, un VIH+ peut être asymptomatique. Si, après 10 ans sans symptômes, il est toujours vivant, il se transforme en porteur sain, capable d'infecter un hôte sain.

9) Le VIH affecte le système immunitaire, entraînant dans sa phase finale le SIDA, qui permet le développement de maladies opportunistes.

10) Le VIH affecte les globules blancs, qui sont essentiels au système immunitaire (de 6000 à 8000 GB x ml de sang, puis bg x 200 ml de sang).

Transmission du VIH :

1. Transfusion de sang contaminé
2. Rapports sexuels avec une personne contaminée
3. Promiscuité sexuelle
4. Lait maternel contaminé
5. Grossesse de la mère contaminée
6. Utilisation de brosses à dents contaminées (gingivite)
7. Utilisation de rasoirs contaminés
8. Tatouages
9. Seringues contaminées
10. Sang de toxicomanes

Le VIH ne se transmet pas par :

1. Serrer la main
2. Piqûres d'insectes
3. Étreintes
4. Baisers superficiels

Globules Blancs : Production et Caractéristiques

1) Site de production :

• Ganglions lymphatiques
• Appendice
• Rate
• Thymus
• Moelle osseuse rouge des os plats

2) Caractéristiques :

• Diapédèse
• Chimiotactisme positif
• Pseudopodes
• Phagocytose

Les taux de VIH affectent les LTCD 4 (helpers ou assistants) et les LTCD 8 (cytotoxiques).

Système Immunitaire et Barrières Défensives

1) Notre corps possède une série de mécanismes de défense qui agissent mécaniquement à l'aide de sécrétions chimiques produites par le corps lui-même ou par des cellules spécialisées (les globules blancs).

2) Parmi ces mécanismes, on peut citer :

1. La peau
2. La glaire
3. Les cheveux et les villosités
4. Les cellules ciliées
5. Les larmes
6. La salive
7. L'urine
8. La défécation
9. Les vomissements
10. Le pH acide de la peau
11. Le suc gastrique
12. Les interférons
13. La fièvre
14. L'inflammation
15. Les globules blancs
16. La toux

3) Les villosités sont conçues pour filtrer les germes et les poussières en suspension afin de ne pas entrer dans le système respiratoire lors de l'inspiration.

4) Les sécrétions de mucus visent à piéger les impuretés et les différents agents pathogènes, en particulier dans les voies respiratoires et gastro-intestinales.

5) Les cellules ciliées (petits poils) réussissent à piéger et à éliminer les substances étrangères, en particulier dans les voies respiratoires et les organes génitaux (dans l'oviducte).

6) La salive et les larmes contiennent du lysozyme (enzyme) qui agit comme un bactéricide. Les larmes lubrifient l'œil en piégeant les impuretés, tandis que la salive, par son aspect mucilagineux, contribue à former le bol alimentaire et à réduire la friction avec la gorge.

7) Les vomissements éliminent les substances étrangères présentes dans l'estomac.

8) Les cellules pariétales situées dans l'estomac produisent de l'HCl (acide chlorhydrique) et contribuent à un pH acide, agissant comme enzymes digestives et bactéricides.

9) L'urine tue les micro-organismes présents dans le corps et certains agents pathogènes dans l'urètre.

10) La défécation entraîne et élimine les micro-organismes de la flore microbienne, notamment les coliformes fécaux.

11) La fièvre, due à la montée en température, inhibe la croissance des micro-organismes, accélère le processus de récupération et intensifie l'effet de l'interféron.

12) L'interféron est une protéine produite par l'organisme qui protège les cellules non infectées des maladies virales.

13) L'inflammation détruit les germes, limite leur propagation et permet la réparation des tissus. C'est un indicateur que l'homéostasie est modifiée.

14) La lymphe est un liquide semblable au sang, mais sans globules rouges. Elle contient des ganglions lymphatiques (centres de production de cellules sanguines blanches) qui s'enflamment en cas d'infection.

15) Le liquide tissulaire entoure les tissus.

16) Les lymphomes sont des nœuds lymphatiques qui créent un tissu tumoral. Une biopsie permet d'évaluer leur agressivité.

17) La peau, principal organe de protection, couvre tout le corps, agit comme une barrière physique, possède des villosités et des pores qui libèrent la sueur et maintiennent la peau lubrifiée (pour empêcher l'entrée d'agents étrangers).

18) La sueur libère des toxines et régule la température corporelle.

19) Les glandes sébacées libèrent des huiles pour hydrater la peau.

Globules Blancs : Barrière Cellulaire et Immunité

1) Barrière cellulaire principale.

2) Confèrent au corps l'immunité cellulaire, ce qui signifie qu'ils tuent les cellules infectées, les micro-organismes ou les agents pathogènes. Ils assurent également l'immunité humorale.

3) Les sécrétions humorales produites (anticorps ou agglutinines) agissent dans l'élimination des antigènes ou aglutinogènes. Les lymphocytes B et les lymphocytes T remplissent leur fonction, respectivement.

4) Leucopénie : moins de 200 GB par ml de sang (SIDA).

5) Leucémie : nombreux globules blancs malformés (cancer).

6) Lorsque la quantité de globules blancs diminue, le corps est exposé à des maladies opportunistes (VIH).

7) Lorsque ces troubles sanguins augmentent de manière significative, ils attaquent le corps lui-même (leucémie).

8) Apoptose : mort cellulaire programmée.

Caractéristiques des Globules Blancs

1) Phagocytose : propriété exclusive de ces cellules, qui englobent les agents pathogènes par vacuole ou phagosome. Pour ce faire, le sang produit des pseudopodes (fausses pattes ou déformation de la membrane cellulaire).

2) Seules les cellules B produisent des anticorps.

3) Diapédèse : capacité à traverser les capillaires pour atteindre les sites d'infection.

4) Chimiotactisme positif : capacité à reconnaître les substances chimiques (antigènes) pour annuler leur action, soit par phagocytose (neutrophiles ou macrophages), soit en produisant des anticorps (agglutinines) par les LB.

La durée de vie des globules blancs varie de quelques jours à des mois, voire des années, selon leur fonction. Ils ont également des tailles différentes (5 microns à 18-20 microns de diamètre).

Ils peuvent être classés de plusieurs façons : fonction, type d'immunité, apparence du noyau (critère le plus couramment utilisé).

Aglutinogène = toxine ou antigène.

Antitoxine = agglutinine ou anticorps.

Globules Blancs Agranulaires

1) Ils peuvent être classés comme monocytes qui, en mûrissant, deviennent des macrophages (plus grands). Avec les neutrophiles, ils ont la capacité d'engloutir et de détruire les substances étrangères à la cellule infectée (affaiblie par d'autres globules blancs).

Lymphocytes

1) Une barrière de défense principale.

2) Ils exercent un large spectre d'action et sont responsables de l'immunité humorale par des protéines spécifiques (mises à disposition dans le plasma sanguin) qui visent à réduire l'action de l'antigène (aglutinogène).

3) Selon le mode d'action, on distingue les lymphocytes B (dans la rate) et les lymphocytes T (dans le thymus).

Lymphocytes B

1) Responsables de l'immunité humorale, ils sécrètent des anticorps spécifiques qui agissent sur l'agent pathogène pour annuler son action (antigène ou aglutinogène).

2) Ils peuvent agir sur le plasma sanguin de différentes manières :

• Antitoxines : inhibent l'action des toxines produites par les pathogènes.
• Agglutinines : se lient à l'agent pathogène pour prévenir sa propagation.
• Précipitation : provoque la précipitation, réduisant ainsi la dispersion.
• Opsonines : protéines qui affaiblissent ou percent la membrane des agents pathogènes par l'intermédiaire de l'enzyme perforine, permettant aux macrophages (Natural Killers) de compléter leur destruction (opsonisation).
• Citolicinas : protéines qui détruisent la cellule.

3) Les cellules B mémoire produisent des anticorps qui restent dans le plasma sanguin de l'organisme pour reconnaître et réagir à une seconde infection par l'agent pathogène (facilitation de la réponse immunitaire).

Lymphocytes T

1) Mûrissent dans le thymus.

2) Caractérisés par l'immunité cellulaire qu'ils confèrent à l'organisme.

3) Ils ont la capacité de tuer par contact direct avec la cellule.

4) Parmi eux, on note :

• CD4 (assistant)
• CD8 (cytotoxique ou cytolytique)
• Suppresseurs
• Mémoire
• Auxiliaire NK