Notre corps face aux risques d'infection

Correction

1. Les trois familles de barrières

   Les barrières naturelles extérieures se rangent en trois familles : mécaniques (peau intacte, muqueuses, poils, cils), biochimiques (sébum, larmes et salive avec le lysozyme, suc gastrique acide) et biologiques (flore intestinale, lactobacilles du vagin).

2. Chaque proposition

   La peau intacte et les poils du nez arrêtent les microbes comme un obstacle : barrières mécaniques. Les bactéries de la flore intestinale occupent la place des pathogènes : barrière biologique. L'acidité du suc gastrique détruit beaucoup de microbes avalés avec les aliments : c'est une substance chimique, donc une barrière biochimique.

L'acidité du suc gastrique.

Correction

1. Soi et non-soi

   Les cellules d'un organisme portent à leur surface des marqueurs (CMH, appelé HLA chez l'Homme) qui définissent le soi. Si les lymphocytes T du receveur reconnaissent les marqueurs du greffon comme du non-soi, ils déclenchent le rejet.

2. Analyse des cas

   Peau d'un donneur décédé ou d'un frère non jumeau : allogreffe, marqueurs différents, donc rejet sans traitement. Peau de porc : xénogreffe, rejet. Peau prélevée sur la cuisse de la personne brûlée : autogreffe, mêmes marqueurs, donc aucune réponse immunitaire de rejet.

La peau prélevée sur la cuisse de la personne brûlée (autogreffe).

Correction

1. Question 1

   Les salmonelles sont avalées avec le poulet mal cuit : les microbes entrent par le tube digestif. Dans le cas 1, les gouttelettes sont inhalées (voie respiratoire) ; dans le cas 3, le bacille entre par une plaie.

   Réponse. Cas 2.

2. Question 2

   La peau est une barrière mécanique : ici elle est coupée, la plaie profonde et souillée de terre laisse entrer les spores du bacille du tétanos.

   Réponse. La plaie.

3. Question 3

   Le bacille du tétanos vit dans la terre et entre par une plaie : il ne se transmet pas d'une personne à l'autre par voie respiratoire. Justification attendue : préciser la porte d'entrée (la plaie) et l'origine (la terre).

   Réponse. Faux.

4. Question 4

   Le cas 1 est une contamination par voie respiratoire : les gestes efficaces retiennent ou éliminent les gouttelettes et les virus. Chaque comportement cité doit être justifié : citer ne suffit pas.

   Réponse rédigée. Pour limiter la propagation de la grippe, on peut se laver régulièrement les mains : les virus déposés sur les mains sont éliminés avant d'être portés au visage ou transmis à d'autres personnes. On peut aussi tousser ou éternuer dans un mouchoir jetable ou dans le coude : cela retient les gouttelettes qui contiennent les virus et qui se transmettent par voie respiratoire. Rester chez soi quand on est malade et aérer la classe évitent également de contaminer les autres.

1) Cas 2 ; 2) La plaie ; 3) Faux ; 4) voir la réponse rédigée

Barème de cet exercice

• 1 : Réponse attendue : Cas 2 (1 point)
• 2 : Réponse attendue : La plaie (1 point)
• 3 : Réponse : faux (1 point)
• 3 : Justification : le bacille du tétanos provient de la terre et pénètre par une plaie, il ne se transmet pas par la toux (1 point)
• 4 : Premier comportement cité (geste de prévention réaliste) (0.5 point)
• 4 : Justification du premier comportement (lien avec la voie de contamination) (1 point)
• 4 : Deuxième comportement cité, différent du premier (0.5 point)
• 4 : Justification du deuxième comportement (1 point)

Correction

1. Question 1

   Grandeur cherchée : l'écart en pourcentage par rapport à la limite supérieure. Formule : écart = (valeur mesurée − limite supérieure) / limite supérieure × 100. Calcul : (13 500 − 10 000) / 10 000 × 100 = 0,35 × 100. Réponse : la valeur dépasse la limite de 35 %.

2. Question 2

   Grandeur cherchée : le nombre de globules blancs dans 5 mL. 5 mL = 5 × 1 000 mm³ = 5 000 mm³. Calcul : 13 500 × 5 000 = 67 500 000. Réponse : 67 500 000 globules blancs (6,75 × 10^7).

3. Question 3

   La valeur mesurée (13 500) est supérieure à la valeur normale maximale (10 000) : le nombre de globules blancs est augmenté. Les globules blancs (macrophages, lymphocytes) assurent la défense de l'organisme : leur augmentation traduit une réaction de l'organisme à une infection.

1) 35 % ; 2) 67 500 000 globules blancs ; 3) valeur supérieure à la normale, signe d'une réaction à une infection.

Barème de cet exercice

• 1 : Grandeur cherchée et formule : écart relatif en % = (valeur mesurée − limite supérieure) / limite supérieure × 100 (1 point)
• 1 : Calcul effectué : (13 500 − 10 000) / 10 000 × 100 (1 point)
• 1 : Réponse numérique avec son unité : 35 % (1 point)
• 2 : Conversion du volume : 5 mL = 5 000 mm³ (1 point)
• 2 : Calcul effectué : 13 500 × 5 000 (1 point)
• 2 : Réponse numérique : 67 500 000 globules blancs (ou 6,75 × 10^7) (1 point)
• 3 : Constat : la valeur mesurée est supérieure à la normale (augmentation du nombre de globules blancs) (1 point)
• 3 : Interprétation : les globules blancs assurent la défense de l'organisme, leur nombre augmente lors d'une infection (1 point)

Correction

1. Question 1

   Rougeur, chaleur, gonflement et douleur sont les quatre signes de la réaction inflammatoire, une défense innée de l'organisme.

   Réponse. La réaction inflammatoire.

2. Question 2

   Les cellules blessées libèrent des médiateurs chimiques qui dilatent les capillaires : le sang afflue, d'où la rougeur et la chaleur. Le passage du plasma explique le gonflement ; l'irritation des terminaisons nerveuses, la douleur.

   Réponse. La dilatation des capillaires sanguins, qui amène plus de sang.

3. Question 3

   Le macrophage entoure le microbe, l'ingère et le digère : c'est la phagocytose.

   Réponse. La phagocytose.

4. Question 4

   Le macrophage rejoint d'abord le foyer d'infection (4), puis il se déforme et entoure le microbe (2), l'ingère et le digère (1) et enfin rejette les déchets (3).

   Réponse. 4 ; 2 ; 1 ; 3.

5. Question 5

   Le gonflement et la douleur ont chacun leur cause : il faut les expliquer séparément.

   Réponse rédigée. Les cellules blessées libèrent des médiateurs chimiques qui dilatent les capillaires. Du plasma sort alors des capillaires et s'infiltre dans les tissus : ceux-ci gonflent. La douleur vient de l'irritation des terminaisons nerveuses, qui envoient des messages nerveux vers le cerveau.

1) La réaction inflammatoire ; 2) La dilatation des capillaires sanguins, qui amène plus de sang ; 3) La phagocytose ; 4) 4 ; 2 ; 1 ; 3 ; 5) voir la réponse rédigée

Barème de cet exercice

• 1 : Réponse attendue : La réaction inflammatoire (1 point)
• 2 : Réponse attendue : La dilatation des capillaires sanguins, qui amène plus de sang (2 points)
• 3 : Réponse attendue : La phagocytose (1 point)
• 4 : Réponse attendue : 4 ; 2 ; 1 ; 3 (2 points)
• 5 : Les médiateurs chimiques libérés par les cellules blessées dilatent les capillaires. (1 point)
• 5 : Du plasma sort des capillaires et s'infiltre dans les tissus, qui gonflent. (1 point)
• 5 : Les terminaisons nerveuses irritées produisent la douleur. (1 point)

Correction

1. Question 1

   Dans le tableau, le taux passe de 0 à 5, puis 20 au jour 14 (maximum), puis diminue.

   Réponse. 14 jours.

2. Question 2

   Après le rappel, le maximum est 300 ; après la première injection, il est 20. Le rapport vaut 300 / 20 = 15.

   Réponse. 15.

3. Question 3

   Au jour 60, le taux n'est plus que de 4 : il a fortement diminué après le maximum du jour 14.

   Réponse. Faux.

4. Question 4

   La comparaison des deux courbes se fait sur deux critères : la rapidité (7 jours après le rappel, le taux est déjà 150 contre 5 après la première injection) et l'intensité (maximum de 300 contre 20).

   Réponse rédigée. Lors de la première injection, le système immunitaire rencontre l'antigène pour la première fois : il produit des anticorps après environ une semaine et en petite quantité. Des lymphocytes mémoire sont alors gardés. Lors du rappel, ces cellules mémoire reconnaissent vite l'antigène : la production d'anticorps est plus rapide (150 en 7 jours contre 5) et plus forte (300 contre 20). Comme le taux d'anticorps diminue avec le temps, les rappels entretiennent la mémoire immunitaire et maintiennent un taux protecteur.

1) 14 jours ; 2) 15 ; 3) Faux ; 4) voir la réponse rédigée

Barème de cet exercice

• 1 : Réponse attendue : 14 jours (1 point)
• 2 : Lecture des deux maxima : 300 après le rappel (jour 104), 20 après la première injection (jour 14) (1 point)
• 2 : Calcul effectué : 300 / 20 (1 point)
• 2 : Réponse numérique : le taux maximal est multiplié par 15 (1 point)
• 3 : Réponse attendue : Faux (1 point)
• 4 : Le premier contact avec l'antigène donne une réponse lente (anticorps après environ une semaine) et faible. (1 point)
• 4 : Des lymphocytes mémoire gardent le souvenir de l'antigène. (1 point)
• 4 : Lors du rappel, la mémoire immunitaire donne une réponse plus rapide et plus forte. (1 point)
• 4 : Le taux d'anticorps diminue avec le temps : les rappels entretiennent la mémoire et maintiennent un taux protecteur. (1 point)

Correction

1. Question 1

   Chaque lot est comparé au lot A, qui montre l'effet de la toxine sans protection. Le lot D est un témoin : il montre que le sérum ne protège que s'il vient d'une souris immunisée.

   Réponse rédigée. Les souris du lot A n'ont ni anticorps ni mémoire contre la toxine : elle agit et elles meurent. L'anatoxine injectée au lot B est inoffensive mais déclenche la production d'anticorps et de cellules mémoire. Au jour 21, ces anticorps neutralisent la toxine en formant des complexes immuns : les souris survivent. Le sérum du lot B contient des anticorps antitoxine : les souris du lot C sont protégées sans avoir fabriqué leurs propres anticorps. Le sérum du lot A ne contient pas d'anticorps contre la toxine : les souris du lot D meurent, ce qui montre que ce sont bien les anticorps du lot B qui protègent.

2. Question 2

   Une souris vaccinée a fabriqué elle-même ses anticorps et ses cellules mémoire après l'injection d'un antigène inoffensif : c'est le cas du lot B. Le lot C a reçu des anticorps déjà fabriqués.

   Réponse. Lot B.

3. Question 3

   La protection vient d'anticorps présents dans le sérum, dirigés contre un antigène précis : la défense est spécifique (acquise) et humorale.

   Réponse. acquise à médiation humorale (anticorps).

4. Question 4

   Le jury attend le vocabulaire du cours : anticorps, antigène, complexe immun, spécifique, humorale.

   Réponse rédigée. Le sérum du lot B contient des anticorps, des protéines produites par les lymphocytes B. Leur forme est complémentaire de la toxine, l'antigène, sur laquelle ils se fixent : le complexe immun formé neutralise la toxine et favorise son élimination par les macrophages. La défense est donc spécifique, acquise, et à médiation humorale puisqu'elle repose sur des anticorps.

1) voir la réponse rédigée ; 2) Lot B ; 3) acquise à médiation humorale (anticorps) ; 4) voir la réponse rédigée

Barème de cet exercice

• 1 : Les souris du lot A n'ont ni anticorps ni mémoire contre la toxine : elle agit et elles meurent. (1 point)
• 1 : L'anatoxine du lot B déclenche la production d'anticorps et de cellules mémoire sans rendre malade. (1.5 points)
• 1 : Au jour 21, les anticorps du lot B neutralisent la toxine en formant des complexes immuns : elles survivent. (1.5 points)
• 1 : Le sérum du lot B contient des anticorps antitoxine : les souris du lot C sont protégées sans avoir fabriqué leurs propres anticorps. (1 point)
• 1 : Le sérum du lot A ne contient pas d'anticorps contre la toxine : les souris du lot D meurent, le lot D sert de témoin. (1 point)
• 2 : Réponse attendue : Lot B (1 point)
• 3 : Réponse attendue : acquise à médiation humorale (anticorps) (1 point)
• 4 : Le sérum apporte des anticorps, protéines de forme complémentaire de l'antigène, ici la toxine. (1 point)
• 4 : Le complexe immun antigène-anticorps neutralise la toxine. (1 point)

Correction

1. Question 1

   Dans l'expérience 1, la peau vient de la souris A elle-même : c'est une autogreffe, le greffon porte les marqueurs du soi et il est accepté.

   Réponse. Expérience 1.

2. Question 2

   Une greffe entre deux individus de génotypes différents est une allogreffe : le greffon est reconnu comme non-soi.

   Réponse rédigée. Les souris A et B ont des génotypes différents, donc des marqueurs (CMH) différents à la surface de leurs cellules. Les lymphocytes T de la souris A reconnaissent ces marqueurs comme du non-soi : ils se comportent comme des antigènes. Une réponse immunitaire de rejet se déclenche et les globules blancs détruisent le greffon en dix jours.

3. Question 3

   Deux comparaisons, deux conclusions : la vitesse (4 jours contre 10) montre la mémoire ; le greffon C rejeté en 10 jours montre que la mémoire ne vaut que pour B.

   Réponse rédigée. Dans l'expérience 3, la souris A a déjà rencontré la peau de B : le second greffon B est détruit en 4 jours au lieu de 10. La réponse est plus rapide grâce à la mémoire immunitaire. Dans l'expérience 4, la peau de C, jamais rencontrée, est détruite en 10 jours comme lors d'une première greffe : la réponse rapide ne concerne que les marqueurs de B déjà rencontrés, elle est donc spécifique.

4. Question 4

   Avec le sérum (expérience 5), le greffon B est détruit en 10 jours : pas d'accélération. Avec les lymphocytes T (expérience 6), il est détruit en 4 jours : ce sont eux qui portent la mémoire du rejet.

   Réponse. La mémoire du rejet se transmet par les lymphocytes T et non par le sérum.

1) Expérience 1 ; 2) voir la réponse rédigée ; 3) voir la réponse rédigée ; 4) La mémoire du rejet se transmet par les lymphocytes T et non par le sérum

Barème de cet exercice

• 1 : Réponse attendue : Expérience 1 (1 point)
• 2 : Les souris A et B ont des marqueurs (CMH) différents à la surface de leurs cellules. (1 point)
• 2 : Les lymphocytes T du receveur reconnaissent les marqueurs du greffon comme du non-soi, comme des antigènes. (1 point)
• 2 : Une réponse immunitaire de rejet détruit le greffon. (1 point)
• 3 : Expérience 3 : le greffon B est rejeté en 4 jours au lieu de 10, la réponse est plus rapide grâce à la mémoire immunitaire. (1 point)
• 3 : Expérience 4 : le greffon C est rejeté en 10 jours, comme une première greffe. (1 point)
• 3 : La réponse rapide ne concerne que les marqueurs déjà rencontrés (B) : elle est spécifique. (1 point)
• 4 : Réponse attendue : La mémoire du rejet se transmet par les lymphocytes T et non par le sérum (1 point)

Correction

1. Plan de la réponse

   Une réponse complète suit l'ordre chronologique du document : barrières naturelles, défense innée (jours 1 à 3), défense acquise (anticorps au jour 6, cellules tueuses), guérison, puis mémoire immunitaire (six mois plus tard).

2. Défense innée

   Les barrières naturelles freinent le virus. Le virus qui les franchit provoque la réaction inflammatoire (nez qui coule) et la phagocytose par les macrophages. La fièvre (38,5 à 39 °C) accélère les défenses.

3. Défense acquise

   Les lymphocytes B produisent des anticorps, détectables au jour 6 : ils se fixent sur l'antigène viral et forment un complexe immun qui neutralise le virus. Les lymphocytes T tueurs détruisent les cellules infectées qui portent l'antigène.

4. Mémoire

   Des lymphocytes mémoire persistent après la guérison : six mois plus tard, le même virus est éliminé sans maladie, car la réponse est plus rapide et plus forte.

Les barrières naturelles, comme les muqueuses du nez et leur mucus, freinent d'abord l'entrée des virus. Le virus qui les franchit déclenche la réaction inflammatoire et l'action des macrophages : c'est la défense innée, rapide et non spécifique. La fièvre accélère les défenses et aide à éliminer les agents pathogènes peu résistants. Ensuite, la défense acquise agit : les lymphocytes B produisent des anticorps qui se fixent sur l'antigène du virus, et le complexe immun neutralise le virus. Les lymphocytes T tueurs détruisent les cellules infectées qui portent l'antigène. Des lymphocytes mémoire persistent : lors d'une nouvelle rencontre avec le même virus, la réponse est plus rapide et plus forte, d'où l'absence de maladie six mois plus tard.