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Mécanismes de défense contre l'infection

Par Allan R. Tunkel, MD, PhD, Brown University;

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Les défenses de l'hôte qui protègent contre l'infection comprennent les barrières naturelles (p. ex., peau et muqueuses), les réponses immunitaires non spécifiques (p. ex., les cellules phagocytaires [neutrophiles, macrophages] et leurs produits) et les réponses immunitaires spécifiques (p. ex., Ac, lymphocytes).

Barrières naturelles

Peau

la peau empêche habituellement l’invasion des micro-organismes lorsqu’elle n’est pas physiquement lésée (p. ex., par des blessures, des cathéters IV ou une incision chirurgicale). On compte parmi les exceptions les papillomavirus humains, qui peuvent envahir une peau normale et induire la formation de verrues, ainsi que certains parasites (p. ex., Schistosoma mansoni, Strongyloides stercoralis).

Muqueuses

de nombreuses muqueuses sont baignées de sécrétions ayant des propriétés antimicrobiennes (p. ex., la glaire cervicale, le liquide prostatique et les larmes qui contiennent du lysozyme qui scinde l'acide muramique des parois bactériennes, en particulier celui des micro-organismes Gram positifs). Les sécrétions locales contiennent également des immunoglobulines, principalement des IgG et des IgA sécrétoires, qui empêchent l'adhésion des micro-organismes aux cellules hôtes.

Voies respiratoires

les voies respiratoires supérieures possèdent des filtres aériens. Lorsque les micro-organismes atteignent l'arbre trachéobronchique, le courant ascendant mucociliaire les rejette hors du poumon. La toux permet également l'élimination des micro-organismes. Si des micro-organismes atteignent les alvéoles, ils sont phagocytés par les macrophages alvéolaires et les histiocytes tissulaires. Cependant, ces défenses peuvent être dépassées par le grand nombre de micro-organismes ou par une diminution de leur efficacité due à la pollution de l'air (p. ex., la fumée de cigarettes) ou par la perturbation des mécanismes protecteurs (p. ex., intubation endotrachéale ou trachéotomie).

Tractus gastro-intestinal

les barrières du tube digestif comprennent le pH acide de l’estomac et l’activité antibactérienne des enzymes pancréatiques, de la bile et des sécrétions intestinales. Le péristaltisme et la desquamation normale des cellules épithéliales éliminent les micro-organismes. Lorsque le péristaltisme est ralenti (p. ex., par des médicaments tels que la belladone ou les alcaloïdes de l'opium), cette élimination est retardée et entraîne une prolongation de certaines infections, telles que la shigellose symptomatique. Une diminution des mécanismes de défense peut prédisposer à certaines infections (p. ex., l'achlorhydrie gastrique prédispose à la salmonellose). La flore intestinale normale peut inhiber les germes pathogènes; la modification de cette flore par les antibiotiques permet une multiplication exagérée de micro-organismes naturellement pathogènes (p. ex., Salmonella typhimurium) ou une surinfection par des germes généralement commensaux (p. ex., Candida albicans).

Appareil génito-urinaire

Les barrières du système génito-urinaire comprennent la longueur de l’urètre (20 cm) chez l’homme, le pH acide du vagin chez la femme et l’hypertonie de la médullaire rénale. Le rein produit et excrète également de grandes quantités de mucoprotéine de Tamm-Horsfall, qui se lient avec certaines bactéries, favorisant leur excrétion sans dommage.

Réponses immunitaires non spécifiques

Les cytokines (dont les IL-1, IL-6, le tumor necrosis factor-α, et l'interféron-γ) sont produites principalement par les macrophages et les lymphocytes activés et transmettent une réponse de phase aiguë qui se développe indépendamment du micro-organisme en cause ( Cellules du système immunitaire : Cytokines). La réponse comprend une fièvre et une augmentation de la production de polynucléaires neutrophiles par la moelle osseuse. Les cellules endothéliales entraînent également de grandes quantités d'IL-8, qui attirent les polynucléaires neutrophiles.

Du fait de la réponse inflammatoire, les éléments du système immunitaire migrent vers les sites de lésion ou d'infection. Cette réaction se manifeste par une augmentation de la vascularisation et de la perméabilité vasculaire, permettant aux peptides chimiotactiques, aux polynucléaires neutrophiles et aux cellules mononucléées de quitter le compartiment intravasculaire. L'élimination des micro-organismes par les phagocytes (p. ex., neutrophiles et macrophages) limite la dissémination microbienne. Les phagocytes sont attirés vers les agents infectieux par chimiotactisme et les éliminent en libérant un contenu phagocytaire lysosomal qui contribue à la destruction de ces agents. Des produits oxydatifs tels que le peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée) sont produits par les phagocytes et détruisent les microbes phagocytés. Lorsque des anomalies quantitatives ou qualitatives des neutrophiles sont responsables d'une infection, celle-ci est habituellement prolongée, récidivante et répond difficilement aux antibiotiques. Les staphylocoques, les micro-organismes Gram négatifs et les champignons sont les agents pathogènes habituellement impliqués.

Réponses immunitaires spécifiques

En cas d’infection, l’hôte peut produire divers Ac (des glycoprotéines connues sous le nom d’Ig) qui se lient aux cibles antigéniques microbiennes spécifiques. Les Ac contribuent à éradiquer le micro-organisme Gram négatif en attirant les globules blancs de l'hôte et en activant le système du complément. Le système du complément ( Système du complément) détruit les parois cellulairesdes micro-organismes infectants, habituellement par la voie classique. Le complément peut également être activé à la surface de certains micro-organismes par la voie alterne. Les Ac peuvent également favoriser le dépôt de substances connues sous le nom d'opsonines (p. ex., protéine complémentaire C3b) à la surface des micro-organismes, qui vont favoriser la phagocytose. L'opsonisation est surtout importante pour la suppression des micro-organismes encapsulés tels les pneumocoques et les méningocoques.