TP 23 : la réaction inflammatoire

TS – SVT – Thème 3A – TP 23 – Lycée Jacques Prévert – Boulogne-Billancourt
TP 23 : la réaction inflammatoire : symptômes et déroulement
Livre pages 278-279 (symptômes) et 280 à 283 (déroulement)
Activité 1 : Les étapes de la réaction inflammatoire
Eglantine Lapic s’est piqué le doigt en taillant ses rosiers. La plaie a peu
saigné, Eglantine ne s’en est pas souciée et ne l’a pas désinfectée. Deux
jours plus tard, la plaie est rouge, douloureuse, gonflée, chaude et du
pus s’est formé.
Mme Lapic consulte son médecin afin de comprendre ses symptômes et
obtenir un traitement.
A l’aide des ressources mises à votre disposition, déterminez les quatre
signes cliniques qui caractérisent une inflammation ; repérez les
mécanismes de la réaction inflammatoire expliquant les symptômes de
Mme Lapic en complétant le document ci-joint.
L’activité 2 permettra de comprendre de mode d’action de l’aspirine
prescrite par le médecin.
Document 1 – Résultats d’une prise de sang de Mme Lapic
Cellules sanguines
Hématies = globules rouges
Leucocytes = globules blancs
Dont :
Granulocytes
Lymphocytes
Monocytes
Plaquettes
Valeurs de référence
par mm3 de sang
4 400 000 à 5 500 000
4 000 à 10 000
Nombre de cellules par mm3
de sang chez Mme Lapic
5 080 000
14 200
2 000 à 7 500
1 000 à 4 000
200 à 1 000
150 000 à 400 000
11 786
1 704
710
203 000
Une préparation microscopique correspondant à un frottis sanguin vous est fournie. En vous aidant de la
photographie ci-dessous, repérer au microscope les leucocytes dont le nombre a augmenté chez Mme Lapic.
Appeler le professeur pour vérification.
Photographie d’un frottis sanguin prise au MO (coloration MGG)
Remarques :
1) Platelets correspond aux plaquettes
2) érythrocyte est l’autre nom donné
aux globules rouges ou hématies)
derme
épiderme
Document 2 – coupe de peau normale (en haut) et pendant la réaction inflammatoire (en bas)
Remarque : l’accolement des granulocytes à la paroi des vaisseaux sanguins porte le nom de margination.
Document 3 - Les cellules sentinelles et leurs rôles
Les cellules sentinelles sont des cellules immunitaires qui résident en permanence dans les tissus, même
lorsque ces derniers ne sont pas lésés ou infectés.
Les cellules sentinelles
Cellule dendritique (taille
variable)
observées au microscope électronique.
Mastocyte (20 à 30 µm)
Macrophage (30 à 60 µm)
Ces cellules expriment sur leur membrane
plasmique une dizaine de récepteurs dits de
l’immunité innée (appelés PRR) dont un est
représenté sur le schéma ci-contre. Ces
récepteurs reconnaissent par exemple des
composants de la paroi des bactéries (appelés
PAMP).
Si la reconnaissance a lieu, les cellules sentinelles
sont activées et libèrent des médiateurs
chimiques de l’inflammation, c’est-à-dire des
molécules
contribuant
à
la
réaction
inflammatoire.
Remarque pour aller plus loin…:
PRR : « Pattern Recognition Receptor »
Chacune des cellules sentinelles exprime un certain jeu de ces récepteurs lui permettant de reconnaître les grands
groupes de micro-organismes. Au niveau fonctionnel, certains PRR permettent la phagocytose, d’autres l’activation
des cellules : en effet, la fixation de PAMP à des PRR est indispensable pour déclencher les mécanismes de l’immunité
innée : phagocytose et/ou sécrétion de médiateurs chimiques.
PAMP : « Pathogen Associated Molecular Pattern »
Ils sont très conservés au cours de l'évolution car indispensables à la survie des micro-organismes. Ils sont diversifiés
selon le type de micro-organisme mais invariants entre micro-organismes du même groupe.
Document 4 – Les médiateurs chimiques impliqués dans la réaction inflammatoire aigüe
Par exemple, les mastocytes présentent dans leur cytoplasme des granulations contenant des substances
chimiques comme l’histamine. Un mastocyte activé libère dans le milieu environnant de l’histamine qui a un
effet vasodilatateur (= dilatation des vaisseaux) ce qui provoque un afflux de sang expliquant la rougeur et la
chaleur au niveau de la plaie. Cette dilatation des vaisseaux sanguins entraîne une sortie de plasma sanguin
dans les tissus avoisinants à l’origine du gonflement (œdème). Autrement dit, l’histamine augmente aussi la
perméabilité vasculaire.
D’autres médiateurs chimiques peuvent être libérés :
- Les prostaglandines : Elles ont aussi un effet vasodilatateur (+ augmentent la perméabilité vasculaire)
et elles stimulent les récepteurs sensoriels de la douleur appelés nocicepteurs. Elles ont également
une action sur des neurones hypothalamiques qui contrôlent la température corporelle, ce qui
entraine la fièvre.
- Les chimiokines et cytokines attirent d’autres cellules sur le lieu de l’inflammation par chimiotactisme.
La sortie des cellules des vaisseaux sanguins pour se rendre sur le lieu de l’inflammation porte le nom
de diapédèse. Ces médiateurs chimiques permettent aussi de déclencher la phagocytose.
Illustration de la sortie d’un granulocyte d’un vaisseau sanguin
(= diapédèse) vers un site
inflammatoire (MET) suite à
l’émission de médiateurs
chimiques
Document 5 - Animation simplifiée de la réaction inflammatoire
http://musibiol.net/biologie/
puis dans animation (sur la gauche) choisir « réaction inflammatoire ».
Document 6 - L’élimination de l’agresseur par la phagocytose
Granulocytes, cellules dendritiques et macrophages sont parfois regroupées sous le nom de phagocytes car
elles sont toutes douées de phagocytose, c’est-à-dire la capacité de reconnaitre un agent infectieux, de
l’englober dans leur cytoplasme puis de le digérer.
La phagocytose est la première défense mise en place pour s’opposer à la multiplication de l’agent infectieux.
Lorsque l’infection est importante, il se crée un mélange de bactéries et de phagocytes morts qui constitue le
pus.
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0064-2
Illustration du déroulement de la phagocytose
Activité 2 : Mode d’action d’un médicament anti-inflammatoire : l’aspirine
Les prostaglandines sont fabriquées par une succession
de réactions chimiques catalysées par des enzymes
(phospholipase, cyclo-oxygénase).
Les symptômes provoqués par les prostaglandines,
dont la douleur et éventuellement la fièvre, sont
difficilement supportés par l’organisme quand ils sont
trop intenses. Aussi, l’Homme a développé des
médicaments permettant de limiter les symptômes de
la réaction inflammatoire : les anti-inflammatoires.
Pb : Comment agissent-ils ?
Outil : logiciel de visualisation de molécules en 3D :
RASTOP voir fiche technique
Document 1 : Généralités sur le fonctionnement
des enzymes
•
•
•
Les enzymes sont des protéines constituées de
centaines d’acides aminés.
Pour agir, l’enzyme doit entrer en contact avec la
molécule de substrat qui lui est spécifique pour
former un complexe enzyme-substrat. Cette
liaison avec la molécule de substrat est suivie de la
libération des produits de la réaction (ici les
Site actif :
prostaglandines).
Ce contact s’établit au niveau d’une zone particulière de l’enzyme, que l’on nomme le site actif, c’est une zone en
creux et de forme complémentaire d’une partie de la molécule de substrat. Le site actif est constitué de quelques
acides aminés qui assurent une liaison temporaire avec le substrat spécifique, ce qui permet le déroulement de la
réaction.
Document 2 : Influence de l’aspirine sur l’activité de l’enzyme
cyclo-oxygénase (COX)
On mesure l’activité de l’enzyme COX en présence de
concentrations croissantes d’aspirine (10-7 à 10-3 µM = µmol/L).
N.B : Les valeurs sont données en pourcentage d’activité de la
COX, le maximum étant attribué en l’absence d’aspirine.
TS – SVT – Thème 3A – TP 23 – annexe de l’activité 2 - Lycée Jacques Prévert – Boulogne-Billancourt
Activité : Visualisation du mode d’action de l’aspirine sur la COX avec Rastop
Des études de biologie moléculaire ont montré que la molécule d’aspirine se fixe sur l’acide
aminé 120 (Arginine) de la COX et de ce fait interagit avec les acides aminés 385 (tyrosine) et
530 (sérine) de l’enzyme.
Fichiers de Rastop :
• "cox1_ac_arachidonique.pdb" : Molécule de cyclo-oxygénase associée à son substrat,
l’acide arachidonique.
Molécule de cyclo-oxygénase (enzyme) notée : chaîne A
Site actif repérable avec les acides aminés : Arg 120, Tyr 385, Ser 530
Substrat : acide arachidonique noté : ACD700
L’acide arachidonique est noté 700 et est considéré par le logiciel comme appartenant à la
même molécule, donc si l’on veut sélectionner son expression, il faut, dans Abc, taper *A and
700 (ou *A and ACD700).
RQ. D’autres portions moléculaires apparaissent quand on choisit une coloration par chaîne
donc ne pas privilégier cette action.
• "cox1_aspirine.pdb" : Molécule de cyclo-oxygénase associée à l’aspirine.
La molécule de Cyclo-oxygénase porte toujours le nom de chaîne A.
L’aspirine porte le nom de SAL et est considérée aussi par le logiciel comme appartenant à la
même molécule.
Utiliser les fonctionnalités de Rastop afin d’obtenir des résultats exploitables :
- Affichage mosaïque pour effectuer une étude comparative
- Editeur de commande pour sélectionner quelques éléments de la molécule (voir fiche
technique)
- Affichage en sphères de VDW de certains éléments caractéristiques.
- Palette de couleurs pour différencier des éléments caractéristiques

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