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module de physique - biophysique OPTIQUE GEOMETRIQUE L’ŒIL - du point de vue de l’optique géométrique - (notions à retenir) Professeur M. CHEREF Département de Médecine Faculté de Médecine - Université ALGER 1 I- L’Œil : Anatomie (3) COUPE HORIZONTALE : Les milieux franchis par la lumière muscles ciliaires procès ciliaires cornée iris rétine macula lutea avec fovea centralis humeur vitrée La Cornée L’Humeur aqueuse Le Cristallin L’Humeur vitrée Pour atteindre La Rétine humeur aqueuse iris procès ciliaires muscles ciliaires I- L’Œil : Physiologie (2) Plus qu’un simple Appareil photographique, … Fonctionnement de l’Iris Phénomène d’Accommodation Complexité de l’Oeil II- Représentation biophysique de l’Œil (4) L’Œil Réduit Au sens de l’Optique Géométrique O + T 17 mm Rétine III- Phénomène d’Accommodation (1) CONDITIONS DE VISION NETTE Stigmatisme Taille suffisante des images Image sur la rétine Rétine et voies nerveuses optiques en état physiologique normal  Notion de Proximité X 1X  AO A B O OA + T Rétine III- Phénomène d’Accommodation (2)  Intervalle de vision distincte • Notion de Punctum Proximum (PP) Accommodation maximale • Notion de Punctum Remotum (PR) sans Accommodation Intervalle de vision distincte PR B A PP B A O OPP OPR P  1 PPO R  1 RPO + T Rétine III- Phénomène d’Accommodation (3)  Amplitude d’Accommodation A (1)  Fonction du Remotum et du Proximum DIFFERENCE ENTRE LA PROXIMITE DU REMOTUM ET LA PROXIMITE DU PROXIMUM A = R - P IV- Emmétropie et Amétropie (1)  Caractérisation de l’Œil emmétrope (étymologie : « œil bien proportionné ») - PR situé à l’Infini (Objet à l’Infini : > 5 m) Puissance optique minimale Remarque : ce qui définit l’emmétropie est la position du PR est non celle du PP (qui, par convention et commodité intellectuelle, est souvent supposée être à 25 cm en avant de l’œil).  La Myopie : « Excès de Puissance optique de l’Œil au repos » - PR situé à une distance finie en avant de l’Œil La vision d’objets situés à l’infini est FLOUE (d>PRMyope) Remarque : PP situé en avant du centre optique de l’Œil . Le PP du Myope est plus proche du centre optique de l’œil que celui de l’Emmétrope : d(OPPMyope) < d(OPPEmmétrope) IV- Emmétropie et Amétropie (3)  L’Hyperopie (ou Hypermétropie) « Déficit de Puissance optique de l’Œil au repos » - PR VIRTUEL : Le PR est situé en arrière de l’Œil  L’Astigmatie : - Astigmatie régulière (1) : 05 types d’astigmatisme « Caractérisée par des courbures différentes selon ses différents méridiens » Astigmatie myopique simple Astigmatie myopique composée Astigmatie mixte Astigmatie hyperopique simple Astigmatie hyperopique composée IV- Emmétropie et Amétropie (7)  La Presbytie : « Perte progressive d’accommodation » La Presbytie n’est pas une amétropie de la réfraction Au sens des amétropies précédemment citées - Amplitude d’Accommodation inférieure à 3 ou 4 d (dioptries) On dira que « l’on ne peut plus lire le Journal » - PP du Presbyte : d(OPPPresbyte) > d(OPPNon Presbyte) Indépendance du caractère emmétrope ou amétrope de l’Oeil V- Correction des anomalies de la Réfraction (2)  Correction des troubles de Myopie ou d’Hyperopie (1) MYOPIE PR B’ A’ B A PP O1 O + A’’ B’’ Rétine  L’image A’B’ de l’objet AB 1 'AO 1  1 AO 1  1 'FO 11 L’image A’’B’’ de l’image A’B’ Utilisation de Verres Divergents Objectif 1 ''OA  1 'OA  1 'OF Permettre la vision à l’infini sans accommoder V- Correction des anomalies de la Réfraction (3)  Correction des troubles de Myopie ou d’Hyperopie (2) Utilisation de Verres Convergents Objectif Permettre la vision à l’infini sans accommoder  Correction des troubles de l’Astigmatie régulière Objectif Amener les deux focales F1 et F2 sur la Rétine  Utilisation de verres : - Exemple des verres sphérocylindriques ou toriques V- Correction des anomalies de la Réfraction (4)  Correction des troubles de la Presbytie PRESBYTIE PR  PP B’ A’ B A O1 O + A’’ B’’ Rétine L’image A’B’ de l’objet AB 1 'AO 1  1 AO 1  1 'FO 11 Utilisation de Verres Convergents Objectif Permettre la vision Proche L’image A’’B’’ de l’image A’B’ 1 ''OA  1 'OA  1 'OF VERRES BIFOCAUX Permettre la vision Proche + La vision Eloignée VI- Correction des anomalies de la Réfraction (7)  Les Prothèses optiques : les lentilles de contact « Caractéristique essentielle : solidaires du globe oculaire » Inconvénients Avantages Maintien de la prothèse Accommodation apparente = réelle Respiration nécessaire de la cornée Taille des images plus proche de la normale Adaptation à l’œil délicate Champ visuel et du regard plus proche de la normale Complément : Correction des troubles de réfraction (1)  Exemple de la Myopie PR B A B’ A’ PP O1 O L’image A’’B’’ de l’image A’B’ 1 'OA 1 ''OA 1 'OF   + A’’ B’’ Rétine L’image A’B’ de l’objet AB 1 'AO 1  1 AO 1  1 'FO 11 Complément : Correction des troubles de réfraction (2) PRN PR B’ A’ PRC B A Punctum remotum PR Punctum Proximum PP O1 O O1 O B A PP PPN PPC B’ A’ + A’’ B’’ Rétine + A’’ B’’ Rétine Complément : Correction des troubles de réfraction (3) PRN OPRN PRC OPRC PPN OPPN PPC OPPC Vocabulaire Folklorique pour Traduire une Réalité Unique 1 'AO 1  1 AO 1  1 'FO 11 Leur utilisation ne doit pas faire oublier l’essentiel La Relation de Conjugaison
module de physique-biophysique OPTIQUE GEOMETRIQUE LES LENTILLES - ASSOCIATIONS DE DIOPTRES SPHERIQUES – (notions à retenir) Professeur M. CHEREF Département de Médecine Faculté de Médecine - Université ALGER 1 I- Les Lentilles (1) : Généralités (1)  Lentille : définition  MILIEU TRANSPARENT LIMITE PAR DEUX SURFACES  L’UNE AU MOINS DES SURFACES N’EST PAS PLANE  Lentille : autre manière de définir une lentille - Association de dioptres sphériques - caractérisée par un milieu d’indice de réfraction différent du milieu dans lequel elle baigne. I- Les Lentilles : Généralités (2)  Concept de Lentille mince  L’épaisseur [S1S2] est négligeable devant les rayons de courbure R1 et R2  En toute rigueur, [S1S2] négligeable devant R  1 R 2 R2 R1 C2 S1 S2 C1 II- Les Lentilles : Formes principales (3)  Lentilles Convergentes LENTILLE BICONVEXE LENTILLE PLAN CONVEXE MENISQUE CONVERGENT SYMBOLE II- Les Lentilles : Formes principales (4)  Lentilles Divergentes LENTILLE BICONCAVE LENTILLE PLAN CONCAVE MENISQUE DIVERGENT SYMBOLE III- Lentilles minces : Caractérisation (1)  exemples de défauts d’une lentille  Aberration de sphéricité [de la source S, l’image n’est pas nette]  Aberration de distorsion [mise en évidence par la réalisation d’une image par le quadrillage de l’écran]  Aberration chromatiques [exemple des bords d’une lentille qui agissent comme des prismes]  Conditions de Gauss  Les rayons lumineux font un angle petit avec l’axe optique de la lentille  Les rayons lumineux rencontrent la lentille au voisinage de sa région centrale III- Les Lentilles : Caractérisation (2)  Propriétés fondamentales (1)  Tout rayon lumineux passant par le centre optique d’une lentille (convergente ou divergente) ne subit aucune déviation. + III- Les Lentilles : Caractérisation (3)  Propriétés fondamentales (2)  Tout rayon incident parallèle à l’axe d’une lentille convergente émerge selon un rayon qui passe par un point de l’axe optique appelé foyer principal image et noté F’. + F’ III- Les Lentilles : Caractérisation (4)  Propriétés fondamentales (3)  Il existe un point de l’axe optique d’une lentille convergente situé avant la lentille appelé Foyer Principal objet et noté F, tel que tout rayon incident passant par ce point émerge de la lentille parallèlement à l’axe optique. + F III- Les Lentilles : Caractérisation (5)  Propriétés fondamentales (4)  Tout rayon incident parallèle à l’axe d’une lentille divergente émerge selon un rayon dont le support virtuel passe par un point de l’axe optique appelé foyer principal image et noté F’. F’ + III- Les Lentilles : Caractérisation (6)  Propriétés fondamentales (5)  Il existe un point de l’axe optique d’une lentille divergente situé après la lentille appelé Foyer principal objet et noté F, tel que tout rayon incident virtuel dont le support passe par ce point émerge de la lentille parallèlement à l’axe optique. + F III- Les Lentilles : Caractérisation (7)  Propriétés fondamentales (6)  Pour les deux types de lentilles, Foyer objet F et Foyer image F’ sont symétriques par rapport au centre optique de la lentille. Leur distance à ce centre, appelée distance focale, ne dépend pas du sens dans lequel se propage la lumière F F’ O O F’ F + III- Les Lentilles : Caractérisation (8)  Propriétés fondamentales (7)  Un faisceau de rayons parallèles inclinés sur l’axe principal donne un faisceau de rayons dont les supports convergent vers un foyer secondaire image obtenu par l’intersection du plan focal image et de l’axe secondaire auquel est parallèle le faisceau incident. + F’ F’’ III- Les Lentilles : Caractérisation (9)  Propriétés fondamentales (8)  Un faisceau de rayons incidents dont les supports se croisent en un foyer secondaire objet donne un faisceau émergent de rayons parallèles à l’axe secondaire obtenu en joignant le foyer secondaire au centre optique de la lentille. + F F IV- Relation de Conjugaison (3)  Équation générale 1 OA'  1 OA  1 OF' Cette équation est générale Elle ne dépend pas de la nature de la lentille Remarque :  La distance focale d’une lentille convergente est positive  La distance focale d’une lentille divergente est négative V- Grandissement  Schématisation et Équation générale B A F O F’ A’ B’ γ  B'A' AB + γ  γ  B'A' B'A' AB AB  OA' OA  g < 0 : L’image est renversée par rapport à l’objet  g > 0 : L’image est droite par rapport à l’objet VI- Notions de Vergence (1)  Vergence d’une lentille mince (1)  La vergence d’une lentille, notée C, est l’inverse de sa distance focale. Elle s’écrit : C  1 OF' L’unité de C est la dioptrie [ d ]  La vergence d’une lentille est une grandeur algébrique. Si la lentille est convergente, C > 0 Si la lentille est divergente, C < 0 V- Notions de Vergence (2)  Vergence d’une lentille mince (2)  La vergence d’une lentille, notée C, s’écrit également en fonction des caractéristiques matérielles (indices de réfraction) et géométriques (rayons de courbure) : Dans le cadre d’une lentille mince de vergence C n1 R2 R1 C2 S1 O S2 C1 C  n 2  1 OF' n 1  n 1     1 OC 1  1 OC 2    n2 V- Notions de Vergence (3)  Vergence d’un système de lentilles accolées  Plus généralement, la vergence C de la lentille MINCE équivalente, correspondant à l’association de lentilles Li minces et accolées (et de vergence respective Ci), s’écrit : C  iC i Dans le cas où il ne s’agit plus de lentille mince, il n’est plus exact d’écrire l’équation précédente. Pour exemple, la vergence C d’une lentille équivalente, correspondant à l’association de lentilles L1 et L2 accolées et de vergence respective C1 et C2, s’écrit, lorsque celle-ci est épaisse d’épaisseur e : CCeCCC 2 2   1 1
module de physique - biophysique BIOPHYSIQUE DES RAYONNEMENTS [ondes électromagnétiques – dualité onde corpuscule – rayonnement particulaire] notions à retenir Pr. M. CHEREF Département de Médecine Faculté de Médecine – Université ALGER 1 Rappels radiation électromagnétique classification des ondes électromagnétiques (rayonnement ionisant ou non ionisant) notions de double périodicité temporelle et spatiale longueur d’onde et célérité II- Définitions et caractérisation (4)  onde électromagnétique (a) - C’est la propagation simultanée d’un Champ électrique E et d’un Champ magnétique B qui vibrent à la même fréquence. - Exemples : la lumière visible, les rayonnements X, …… ONDE TRANSVERSALE représentation schématique II- Définitions et caractérisation (5)  onde électromagnétique (b) Radiation électromagnétique : rayonnement non ionisant (exemple de la lumière visible) et rayonnement ionisant (exemples des rayonnements X) 3.1011 3,75.1014 7,5.1014 3.1016 3.1020 Ondes radio IR Visible UV Rayons X R. NON IONISANTS R. IONISANTS RADIATIONS ELECTROMAGNETIQUES : CLASSIFICATION Une Onde Electromagnétique Ionisante : f (Hz) g s n o y a R III- Double périodicité et célérité d’une onde  Caractérisation (a)  Périodicité spatiale longueur d’onde l : Distance parcourue par l’onde en une période temporelle T  Périodicité temporelle période T d’une grandeur g (fonction du temps) : Temps le plus petit qui vérifie l’équation g(t+T) = g(t)  Périodicité temporelle fréquence f : Nombre de fois où l’onde oscille sur un cycle chaque seconde f 1 T Une Onde Electromagnétique Ionisante : III- Double périodicité et célérité d’une onde  Caractérisation (b)  Célérité d’une onde Célérité v : Vitesse à laquelle l’onde se propage dans le milieu considéré (v dépend du milieu dans lequel l’onde se propage)  Relation mathématique entre la longueur d’onde et la période T v  avec f λ T 1 T λ  Tv λ  v f longueur d’onde l : caractéristique extrinsèque de l’onde électromagnétique Une Onde Electromagnétique Ionisante : Dualité Onde – Corpuscule ? I- Historique et Problématique Expérience de l’Effet Photoélectrique Mise en Défaut de la Théorie Ondulatoire + Hypothèse du Quantum d’Énergie II- Effet photoélectrique (1)  Notion de Photon Théorie des Quantas reprise par Einstein - La lumière est constituée de grains (ou particules) : LES PHOTONS - Ces particules : Énergie accumulée en paquets LES QUANTAS - Chaque Quantum : UNE QUANTITE D’ENERGIE E νhE  Avec n = Fréquence h, constante de Planck : h = 6,6 . 10-34 SI II- Effet Photoélectrique (3)  Loi du Tout ou Rien E, énergie du Photon W, Barrière de Potentiel (énergie nécessaire pour libérer l’électron) Ec, énergie cinétique de l’électron WE  E c  WE E c  Whυ  Dans le vide (la célérité vaut c = 3.108 m/s) l  c  E c  hc λ  W II- Effet Photoélectrique (5)  Énergie Seuil W0 E (Énergie du Photon) énergie pour arracher l’électron à l’attraction du noyau W (Barrière de Potentiel) WE  Définition de la Fréquence seuil n0 hυW  0 0 Dans le vide l  0 c  0 1 eV = 1,6.10-19 J hc hc λ  λ  0 0 W W 0 0  12400 W (eV) 0 W 0 hc l 0 III- Dualité Onde – Corpuscule  Théorie des Quantas : la lumière est corpusculaire  Théorie ondulatoire : la lumière est une OEM Notion Dualistique de la Lumière (L. De Broglie) p  kh h  k  h 2π 2π λ p  h λ Rayonnement Particulaire ? I- Problématique  Mise en défaut de la Mécanique de Newton Énergie de plus en plus grande Les particules sont animées de vitesses de plus en plus importantes  Notion de Particules relativistes (lorsque la Mécanique Newtonienne ne peut expliquer le comportement de celles-ci) v c  0,1 Avec c = 3.108 m/s II- Mécanique Relativiste (1)  Postulats - Le Repos absolu n’existe pas - Tous les référentiels galiléens sont équivalents pour décrire les lois fondamentales de la Physique - Il existe une vitesse limite pour toute propagation. Cette vitesse est une constante universelle. Elle vaut c, la vitesse de propagation de la lumière dans le vide (c = 3.108 m/s) II- Mécanique Relativiste (3)  Aspects énergétiques 2cmE   0 cmαE   2 cmE   2  m 1  0 v c 2 2 2  c + β  v c cmαE   0 2  m 0 β1  2 2  c cmE   0 0 2 E C  (α cm1)-   0 2 E C  E-E 0  ( 1 β1  2 cm1)-   0 2 II- Mécanique Relativiste (4)  Quantité de Mouvement et Énergie cmE   2  2  c m 1  0 v c 2 2 cmαE   0 2  m 0 β1  2 2  c avec β  v c 0 2 0  + cmE  +   vmP   2 cmE   4  2 .cp 2 2 0
module de physique - biophysique BIOPHYSIQUE DES RAYONNEMENTS INTRODUCTION A L’ETUDE DES ONDES [concept d’onde, origine physique et comportement] notions à retenir Pr. M. CHEREF Département de Médecine Faculté de Médecine – Université ALGER 1 Utilisation des ondes électromagnétiques Thérapeutique exemple de la radiothérapie Diagnostic exemple de la radiographie X Notion de rayonnement ionisant Le concept d’onde ? I- Concept d’onde (1) exemple d’une onde élastique Individu I t = 0 S S t = t0 t = t0 + D2t t = t0 + D1t t = t0 + D3t Phénomène de propagation résultant de la mise en branle successive des particules matérielles qui composent la corde lors de l’émission générée par l’individu I, et après la réflexion sur l’obstacle S I- Concept d’onde (2) [du latin « unda : eau courante »]  Définition Phénomène résultant de la propagation dans un milieu d’une succession de signaux (ou ébranlements) émis par un système émetteur  Types d’Ondes - Ondes électromagnétiques - Ondes mécaniques  Formalisme mathématique Une onde est régie par l’équation de D’Alembert  Origines physiques et comportements différents II- Définitions et caractérisation (1) différenciation entre les ondes électromagnétiques et les ondes sonores (ondes mécaniques) lampe sonnette Vide Air dans le vide dans l’air on voit la lampe allumée on voit la lampe allumée on n’entend pas le son on entend le son à la différence de l’onde sonore une radiation électromagnétique n’a pas besoin d’un milieu matériel pour se propager II- Définitions et caractérisation (4)  onde électromagnétique (a) - C’est la propagation simultanée d’un Champ électrique E et d’un Champ magnétique B qui vibrent à la même fréquence. - Exemples : la lumière visible, les rayonnements X, …… ONDE TRANSVERSALE représentation schématique II- Définitions et caractérisation (5)  onde électromagnétique (b) Radiation électromagnétique : rayonnement non ionisant (exemple de la lumière visible) et rayonnement ionisant (exemples des rayonnements X) 3.1011 3,75.1014 7,5.1014 3.1016 3.1020 Ondes radio IR Visible UV Rayons X R. NON IONISANTS R. IONISANTS RADIATIONS ELECTROMAGNETIQUES : CLASSIFICATION Une Onde Electromagnétique Ionisante : f (Hz) g s n o y a R III- Double périodicité et célérité d’une onde  Caractérisation (a)  Périodicité spatiale longueur d’onde l : Distance parcourue par l’onde en une période temporelle T  Périodicité temporelle période T d’une grandeur g (fonction du temps) : Temps le plus petit qui vérifie l’équation g(t+T) = g(t)  Périodicité temporelle fréquence f : Nombre de fois où l’onde oscille sur un cycle chaque seconde f 1 T Une Onde Electromagnétique Ionisante : III- Double périodicité et célérité d’une onde  Caractérisation (b)  Célérité d’une onde Célérité v : Vitesse à laquelle l’onde se propage dans le milieu considéré (v dépend du milieu dans lequel l’onde se propage)  Relation mathématique entre la longueur d’onde et la période T v  avec f λ T 1 T λ  Tv λ  v f longueur d’onde l : caractéristique extrinsèque de l’onde électromagnétique Une Onde Electromagnétique Ionisante :
module de physique - biophysique BIOPHYSIQUE DES RAYONNEMENTS [rayonnement X] notions à retenir Pr. M. CHEREF Département de Médecine Faculté de Médecine – Université ALGER 1 Rayonnement X introduction aux RX : découverte des RX ; intérêt des RX origine et caractérisation des RX ; production des RX classification des RX émission RX : spectre continu – spectre discontinu compléments de physique atomique I- Historique et Réalités  Rayons X : Découverte Wilhelm Conrad ROENTGEN November 8, 1895  Imagerie X, aujourd’hui X Rays Radiologie Conventionnelle CT scanner Film (Détecteur) Détecteur Imagerie directe Imagerie indirecte (reconstruction) II- Origine et Production de RX (1)  Physique atomique Cortège électronique Rayons X Rg et Rx différents du fait de leurs origines  Production de RX Tube de Coolidge : Production de rayons X par effet thermoélectrique - Filament chauffé - Tension accélératrice U de l’ordre de dizaines de milliers de Volts - Énergie cinétique au niveau de l’anode : dizaines de KeV émission d’électrons II- Origine et Production de RX (2) Schéma Synoptique Électrons accélérés et dirigés vers l’anode Haute tension U entre l’anode et la cathode Longueur d’onde limite lmin dépend de la tension appliquée lmin diminue lorsque U augmente III- Classification Rayonnement X 3.1016 3.1020 UV RX très mous RX mous RX durs RX très durs R g f (Hz) l(A) dans le vide 100 10 1 0,1 0,01 Spectre des Rayons X IV- Interprétation Physique (1)  Émission de RX (a) Interaction des électrons rapides avec les atomes de l’anode (noyaux atomiques et cortèges électroniques)  Rayonnement de Freinage Interaction Coulombienne avec les noyaux atomiques - Décélération des électrons - Rayonnement sous forme de photons X Variations d’énergie cinétique des électrons Spectre Continu λ min  ch  E Cmax  ch  Ue  dφ dE K.I.Z (E0-E) E = Ecmax E IV- Interprétation Physique (2)  Émission de RX (b)  Spectre caractéristique de l’anode (ou anticathode) Collisions avec les électrons des couches profondes des cortèges électroniques - Ionisation des atomes de l’anode - Retour à l’état fondamental Etat excité Émission de photons X W1 W2 dφ dE W3 E = Ecmax Caractérisation de la nature de l’anode Spectre Discontinu + Continu E IV- Interprétation Physique (3)  Complément de Physique atomique (1)  Nombres quantiques : - n = nombre quantique principal (quantifie l’énergie totale de l’électron) - l = nombre quantique secondaire [l < n] (quantifie le moment cinétique orbital) - m = nombre quantique magnétique [ - l < m < + l ] - s = nombre quantique de spin [s = ½ ou s = - ½ ] - j = nombre quantique quantifiant le moment cinétique global (orbital et propre) j l  s IV- Interprétation Physique (4)  Complément de Physique atomique (2)  Conditions sur les nombres quantiques : Lors d’une transition électronique, la conservation du moment cinétique impose des conditions sur les nombres quantiques. Il s’agit des « Règles de Sélection » : 1 l    et     0j ou j 1  IV- Interprétation Physique (5)  Complément de Physique atomique (3)  Représentation schématique : n l j 5/2 3/2 3/2 ½ ½ 3/2 ½ ½ 3d M5 3d M4 3p M3 3p M2 3s M1 2p L3 2p L2 2s L1 1s 1 0 ½ Ka Kb L1a L2a L3a M L K
Calcul de probabilités 29 mars 2021 1 Expérience et événements aléatoires 1.1 Phénomènes aléatoires : On appelle expérience ou épreuve aléatoire, noté ε, une action (ou processus) qui est répé- tée dans des conditions identiques, peut conduire à des résultats (observations possibles) diﬀérents (dépendent du hasard). - Un résultat possible de l’expérience est appelé issue ou événement élémentaire ou éventualité noté ω. - L’ensemble de toues les issues possibles est appelé Espace fondamentale où l’univers noté Ω. - Un événement est symbolisé par un sous-ensemble de Ω noté par A, B, C, .... - L’ensemble de tous les événements (sous ensembles) de Ω s’appelle algèbre des événements notée A avec cardA = 2cardΩ. Exemple 1 : Soit ε : "lancé d’une pièce de monnaie " On a Ω = {P, F}, A = {∅, P, F, Ω} cardΩ = 2 =⇒ cardA = 22 = 4 1.2 Événement particuliers - Un singleton {ω} est un événement élémentaire. - Ω = {ω1, ω2, ..., ωn} est l’événement certain car il est toujours réalisé. - L’ensemble vide (∅) est l’événement impossible car il n’est jamais réalisé. 2 Opérations sur les événements Les événement aléatoires étant des ensembles, on peut eﬀectuer les opérations logiques, habi- tuelles. 2.1 événement contraire ou complémentaire A L’événement contraire ou complémentaire de A noté A, est l’événement composé des résul- tats de Ω qui n’appartiennent pas à A. Le contraire de A noté ¯A, est réalisé quand A n’est pas réalisé. Ω = ∅, ∅ = Ω, A = {ωi ∈ Ω \| ωi /∈ A} 1 2.2 Produit ou intersection d’événement A (cid:84) B (A inter B) L’intersection de deux événements A et B, notée A (cid:84) B (lire "A et B"), est un événement composé des résultats de Ω qui appartiennent à la fois à A et à B A (cid:84) B est réalisé si, et seulement si, A et B sont simultanément réalisés, ω ∈ A (cid:84) B ⇔ ω ∈ A et ω ∈ B. 2.3 Événement incompatible (mutuellement exclusif ) Deux événements sont dits incompatible s’il ne peuvent pas se produire simultanément. Si deux événement sont incompatible, alors A (cid:84) B = ∅. 2.4 Réunion d’événement A ∪ B (A union B) L’union de deux événement A et B, notée A ∪ B (lire "A ou B"), est un événement composé des résultats de Ω qui appartiennent à A ou à B, ou aux deux à la fois. A ∪ B est réalisé si A ou B est réalisé ( si, et seulement si, au moins un des événements est réalisé). ω ∈ A ∪ B ⇔ ω ∈ A ou ω ∈ B. 2.5 Système complet d’événements Une partition de Ω est un système complet d’événements. Autrement dit, des événements (Ai)i∈I forment un système complet : 1- s’ils sont diﬀérent de ∅, 2- deux à deux incompatible (mutuellement exclusifs). 3- ∪i∈IAi = Ω. 2.6 Inclusion A ⊂ B A ⊂ B signiﬁe que la réalisation de A implique la réalisation de B. Exemple 2 : Soit ε : "lancé de dé" Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6} A = {2, 4, 6}= obtenir un nombres pair, B = {1, 3, 5}= obtenir un nombres impair, C = {2, 4}= obtenir 2 ou 4, D = {8} = ∅, E = {6} . A = B, B = A, A ∪ B = Ω, A ∩ B = ∅, A ∩ C = {2, 4}, E ∪ C = {2, 4, 6}. 2.7 Relation de Morgan - A ∩ B = A ∪ B - A ∪ B = A ∩ B 3 Probabilités sur un espace ﬁni La probabilité de A, noté P(A) égale à : P(A) = cardA cardΩ = \|A\| \|Ω\| = n N = nombre de cas f avorable `a A nombre de cas total (possible) Avec cardΩ = N et cardA = n 2 Déﬁnition 3.1 Soit ε expérience aléatoire d’espace fondamentale Ω, soit A l’algèbre des événe- ments. On appelle probabilités P sur (Ω, A) l’application : P : A −→ [0, 1] A −→ P(A) = p tel que : (i) pour tout événements A, P(A) (cid:62) 0. (ii) P(Ω) = 1. (iii) ∀A, B ∈ A : A ∩ B = ∅ ⇒ P(A ∪ B) = P(A) + P(B) On cherche donc à associer à un événement un nombre P(A) = p qui représente la chance que cet événement se réalise. 3.1 Propriétés 1- P(Ω) = 1, P(∅) = 0, 2- P(A) = 1 − P(A) 3- A ⊂ B ⇒ P(A) (cid:54) P(B) 4- P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B) (A et B sont quelconque). 5- P(A ∪ B) = P(A) + P(B) (A et B sont incompatibles). 6- P(A − B) = P(A ∩ B) = P(A) − P(A ∩ B). 7- P(B − A) = P(B ∩ A) = P(B) − P(A ∩ B). 8- P(A ∪ B ∪ C) = (cid:2)P(A) + P(B) + P(C)(cid:3) − (cid:2)P(A ∩ B) + P(A ∩ C) + P(B ∩ C)(cid:3) + (cid:2)P(A ∩ B ∩ C)(cid:3) 3.2 Cas particulier 3.2.1 Cas d’équiprobabilité Déﬁnition 3.2 Deux événements sont dit équiprobables A et B si, et seulement si ⇔ P(A) = P(B). Exemple : ε −→ Ω = {ω1, ω2, ..., ωN} équiprobables ⇐⇒ P({ωi}) = P({ωj}), ∀i, j = 1, ...N P({ωi}) = 1 N , i, j =1, ...N. \|Ω\| = 1 3.2.2 Probabilité d’un événement : Considérons un événements quelconque A ﬁni de cardinal n. A ⊂ Ω, A = {ω1, ω2, ..., ωn}, n (cid:54) N. i=0 ωi) = (cid:80)n P(A) = P((cid:83)n i=1 P(ωi) = n N = \|A\| \|Ω\| = cas f avorable cas total . Remarque : En calcule probabilités le tirage successif sans remise quand l’ordre n’est pas déﬁni ≡ tirage simultanés. 3 4 Probabilités conditionnelles On appelle probabilité conditionnelle d’un événement A par rapport à un événement B la probabilité que l’événement A se réalise sachant que l’événement B s’est déjà réalisé. La probabilité conditionnelle d’un événement A par rapport à un événement B notée P(A/B) ou PB(A) (lire "probabilité d’obtenir A si B s’est réalisé" ou "probabilité d’obtenir A sachant que B s’est produit". Déﬁnition 4.1 Soit (Ω, A, P) un espace de probabilité. La probabilité de A conditionnelle à B, notée P(A/B) ou PB(A) est : P(A/B) = PB(A) = P(A sachant B) = P(A∩B) P(B/A) = PA(B) = P(B sachant A) = P(A∩B) P(B) avec P(B) (cid:54)= 0 P(A) avec P(A) (cid:54)= 0 Remarque : 1- Si (A ∩ B) = ∅ ⇔ P(A/B) = 0. 2- Cas d’équiprobabilités : P(A) = \|A\| \|Ω\| ; P(A/B) = P(A∩B) P(B) = \|A∩B\| \|Ω\| \|B\| \|Ω\| = \|A∩B\| \|Ω\| Exemple : Soit ε :"lancer de deux dés", Ω = {1, 2, ..., 6}2, \| Ω \|= 62 = 36 A = ”Avoir (4, 3 )” ⇒ A = {(4, 3)}; \| A \|= 1 . B = Avoir la somme = 7 ⇒ B = {(i, j ) tq i + j = 6} = {(1, 6), (2, 5), (3, 4), (4, 3), (5, 2), (6, 1)}; \| B \|= 6 A ∩ B = (4, 3), P(A/B) = P(A∩B) P(B) = 1 6 , P(B/A) = P(A∩B) P(A) = 6 6 = 1 5 Probabilités de l’intersection (Axiome (formule) de proba- bilité composées A, B et C trois événements tel que : P(A) (cid:54)= 0, P(B) (cid:54)= 0 et P(C) (cid:54)= 0 (i) P(A ∩ B) = P(A/B)P(B) = P(B/A)P(A) (ii) P(A ∩ B ∩ C) = P(A)P(B/A)P(C/A ∩ B) (iii) Soit (Ai)i=1,...,n tel que P(Ai) (cid:54)= 0 ∀i = 1, ..., n. P(A1 ∩ A2 ∩ ... ∩ An) = P(A1.A2.....An) = P(A1)P(A2/A1)P(A3/A1A2)P(An/A1A2....An−1) Exemple : Tirage successive sans remise de deux boules dans un sac contenant 10 boules blanche et 5 boules noires. Quelle est la probabilités pour q’elles soit : a) Les deux boules blanches. b)Les deux boules noires. c) Une boule blanche et une boule noire. d) Les deux boules de même couleurs. Soit Ai = Avoir une boule Blanche au ime tirage i = 1, 2 Bi = Avoir une boule Noir au ime tirage i = 1, 2 a) P(A1 ∩ A2) = P(A1)P(A2/A1) = ( 10 15 ) × ( 9 14 ) = ( 3 7 ) 4 b) P(B1 ∩ B2) = P(B1)P(B2/B1) = ( 5 15 ) × ( 4 14 ) = ( 2 21 ) c) P(A1 ∩ B2) = P(A1)P(B2/A1) + P(B1)P(A2/B1) 14 ) = ( 10 15 ) × ( 5 21 ) 15 ) × ( 10 14 ) + ( 5 = ( 10 d) P(A1 ∩ A2) + P(B1 ∩ B2) = 3 7 + 2 21 = 11 21 . 6 Indépendance Déﬁnition 6.1 Soient A et B deux événements tel que P(A) (cid:54)= 0, P(B) (cid:54)= 0 () A est indépendant de B si : P(A/B) = P(A) Ceci veut dire que la réalisation de B n’inﬂue pas sur la réalisation de A. (La connaissance de B ne change pas les chances de réalisation de A) () B est indépendant de A si : P(B/A) = P(B) (*) A est B sont indépendants si : P(A/B) = P(A) ou P(B/A) = P(B). Déﬁnition 6.2 A et B sont indépendants si l’on a : P(A ∩ B) = P(A)P(B) En eﬀet A est indépendant de B ⇔ P(A/B) = P(A) ⇔ P(A/B) = P(A∩B) P(B) = P(A) ⇔ P(A ∩ B) = P(A) × P(B) Remarque : 1) A ∩ B = ∅ n’implique pas A et B sont indépendants. A ∩ B = ∅ ⇔ A et B sont incompatibles. 2) Si A et B deux événements indépendant alors (A, ¯B), ( ¯A, B), ( ¯A, ¯B) sont des événements indépendants. 6.1 Indépendance mutuelle : Soient A , B et C trois événements tel que P(A) (cid:54)= 0, P(B) (cid:54)= 0 et P(C) (cid:54)= 0 On dit que A , B et C sont mutuellement indépendants ⇔ (i) Les trois événements sont indépendants deux à deux (P(A ∩ B) = P(A)P(B), P(A ∩ C) = P(A)P(C) , P(B ∩ C) = P(B)P(C). (ii) P(A ∩ B ∩ C) = P(A)P(B)P(C) Remarque : 1) L’indépendance mutuelle implique l’indépendance deux à deux. 2)L’indépendance deux à deux n’implique pas l’indépendance mutuelle. Exemple( exercice de la série) : ε :jeter deux pièces de monnaies Ω = {PP, FF, PF, FP} A : Avoir Face sur la première pièces → A = {FF, FP}. 5 B : Avoir Face sur la deuxième pièces → B = {FF, PF}. C : Avoir Face sur une seule des deux pièces → C = {PF, FP}. On a : P(A) = P(B) = P(C) = 2 4 = 1 2 P(A ∩ B) = P({FF}) = 1 4 , P(A ∩ C) = P({FP}) = 1 4 , P(B ∩ C) = P({PF}) = 1 4 P(A ∩ B) = P(A)P(B) ⇔ A et B ind´ependants P(A ∩ C) = P(A)P(C) ⇔ A et C ind´ependants P(B ∩ C) = P(B)P(C) ⇔ B et C ind´ependants Mais A ∩ B ∩ C = ∅; P(A ∩ B ∩ C) = 0 (cid:54)= P(A)P(B)P(C) Les trois événement ne sont pas mutuellement indépendants mais il sont deux à deux indépen- dants. 7 Théorème de Bayes 7.1 Formule des probabilités totales : Soit B1, B2, ..., Bn, n événements tel que (Bi)i=1,...,n forme un système complet (une parti- tion)de Ω c’est -à-dire : Ω = B1 ∪ B2 ∪ ... ∪ Bn et Bi ∩ Bj = ∅, ∀i (cid:54)= j, i = 1, ..., n, j = 1, ..., n Soient A un événement on a : P(A) = n (cid:88) i=1 P(A/Bi)P(Bi) Démonstration : A = A ∩ (B1 ∪ B2 ∪ ... ∪ Bn) = (A ∩ B1) ∪ (A ∩ B2) ∪ ...(A ∩ Bn) Avec (A ∩ Bi) ∩ (A ∩ Bj) = ∅, ∀i (cid:54)= j. ⇒ P(A) = P(A ∩ B1) + P(A ∩ B2) + ... + P(A ∩ Bn) = n (cid:88) i=1 P(A ∩ Bi) = n (cid:88) i=1 P(A/Bi)P(Bi) . Exemple (exercice de la série) : On suppose que dans une population ou il y a autant d’hommes que de femmes, 5 hommes sue 100 et 25 femmes sur 10000 sont daltoniens. On prend une personne au hasard, quelle est la probabilité pour q’elle soit daltonien ? On a : D = (D ∩ H) ∪ (D ∩ F) P(D) = P(D ∩ H) + P(D ∩ F) = P(D/H)P(H) + P(D/F)P(F) = (0.05)(0.5) + (0.0025)(05) = 0.025 6 7.2 Théorème de Bayes : Sous les même conditions que la formule des probabilités totales on a : P(Bi/A) = P(A/Bi)P(Bi) i=1 P(A/Bi)P(Bi) (cid:80)n ∀i = 1, ..., n (On cherche la probabilité que Bi soit réalisé à travers A, ∀i = 1, ..., n. Démonstration : P(Bi/A) = P(Bi ∩ A) P(A) = P(A/Bi)P(Bi) i=1 P(A/Bi)P(Bi) (cid:80)n ∀i = 1, ..., n Exemple précédent : Si la personne choisie est daltonienne, quelle est la probabilité pour quelle soit un homme ? P(H/D) = P(H ∩ D) P(D) = P(D/H)P(H) P(D) = 0.05 × ×0.5 0.025 = 0.952. 7

Calcul de probabilités Chapitre3 : Variables Aléatoires Continues B. VARIABLES ALEATOIRES CONTINUES I. NOTIONS GENERALES SUR LES VARIABLES ALEATOIRES CONTINUES Définition 1 Une variable aléatoire,X, est dite continue, si l‘ensemble des valeurs qu’elle peut prendre appartiennent à un intervalle réel. Soit = [a, b]. = Remarque Lorsque X est une variable aléatoire continue, P (X = x) = 0 alors on ne peut pas définir la loi de probabilité comme dans le cas discret, mais on la définira par sa fonction de répartition ou sa densité de probabilité II. FONCTION DE REPARTITION ET LOI DE PROBABILITE Définition 1 : La fonction de répartition de la variable aléatoire X notée FX , est l’ application FX : x Dans le cas d’une variable aléatoire continue On a donc . f(x) est appelée densité de probabilité de la v.a X Remarques  La fonction de répartition FX d’une variable aléatoire continue vérifie les propriétés énoncées pour la fonction de répartition d’une variable aléatoire discrète et elle est continue sur  Dans le cas continu et car ( La surface d’un point est nulle) Définition 2 : Soit fX une fonction réelle fX : x fX est la densité de probabilité de la v.a continue X si et seulement si et vérifie III. ESPERANCE MATHEMATIQUE ET VARIANCE Dans le cas d’une variable aléatoire continue, si les intégrales généralisées existent alors : E(X) = V (X) = E(X2) – E2(X) où E (X2) = YAHIF Page 1 sur 2 )(X)(Xx1,0)()(xXPxFXxdttfxF)()(dxxdFxfX)()()()(xXPxXP)()(aXPaXPxxXP0)()(xfXxdttfxF)()()(0)(0)(XxsiXxsixf1)(dxxfdxxfx)(dxxfx)(2 Calcul de probabilités Chapitre3 : Variables Aléatoires Continues Exercice 7: Une v.a continue admet pour densité de probabilité la fonction f(x) : 1. Déterminer la valeur de k pour que f(x) soit effectivement une densité de probabilité 2. Déterminer la fonction de répartition de X 3. Calculer P( 0< X < 3) 4. Calculer E(X), V(X), σ(X) 5. Déterminer la médiane de X, c’est-à-dire le réel m tel que P(X ≤ m) = 0.5. Corrigé: 1. k = ? tel que 2. La fonction de répartition : i) Si alors ii) Si alors iii) Si alors Pour résumer on a donc 3. P(0<X<3) = ? On a P(0<X<3) = P(X < 3) – P(X 0) = F(3) – F(0) = 1 - 4. E(X)= ?, V(X) = ?, σ(X)= ? i) E(X) = = = ii) V (X) = E(X2) – E2(X) où E(X2) = E(X2) = 5. La médiane = alors V (X)= - = = = 0.47 m = ? tel que P(X ≤ m) =F(m) = 0.5 2 racines m1= 0.65 et m2= - 4.65. m2 [-1, 1] donc à exclure et alors la médiane = 0.65 YAHIF Page 2 sur 2 onxpourkxxfsin0]1,1[2)(1)(dxxf11)(dxxf1)2.(11dxkx21kxdttfxFx)()(1x00)(xdtxF11xxdttfxF)()(1)1(21dttxdtt1)1(21xdtt1)1(212122212xx1xxdttfxF)()(xdtt1)1(2111)1(21dtt1)1(211xdtt111121222110)(2xsixsixxxsixF4341dxxfx)(11)1(21dxxx31dxxfx)(2112)1(21dxxx31319192)(X92212122212mm
Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles Chapitre 4 : LOIS USUELLES A. LOIS USUELLES DISCRETES I. Loi de Bernoulli Une épreuve de Bernoulli est une expérience aléatoire qui ne comporte que deux issues possibles, l’une appelée succès(S) et de probabilité p, l’autre appelée échec(E) et de probabilité q=1 − p. = on posera X = 1 si S et X = 0 si E La loi de probabilité est alors appelée loi de Bernoulli de paramètre p. ( 0 < p<1 ) C’est la loi discrète basique et fondamentale que l’on rencontre tout le temps. 1. Définition Une variable aléatoire suit une loi de Bernoulli de paramètre p si et seulement si elle ne peut prendre que les deux valeurs 0 ou 1, ie = P(X=1) = P(S)= p et P(X=0) = P(E)= 1-p = q soit xi 0 1 pi 1-p p 1 On note traditionnellement : X B(p) Exemple : On lance un dé cubique équilibré. On s’intéresse à l’événement : «obtenir un six» qu’on considérera comme succès (S). On pose X = 1 si S et X = 0 si E alors X B(p) avec p = P(S) = 1/6 2. Espérance et variance Si X suit une loi de Bernoulli de paramètre p, alors E(X) = p et V (X) = pq = p(1 − p). On a E(X) = = p V(X) = E(X2) – E2(X) =p – p2= p(1 − p). xi 0 1 1-p p 1 pi xi pi 0 2 pi 0 xi p P= E(X) p P =E(X2) Exemple précédent : E(X) = p=1/6 et V (X) = pq = 1/6 (1 − 1/6) = 5/36. YAHI.F Page 1 sur 7 ES,1,0niiipx1 Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles II - Loi binomiale 1. Schéma de Bernoulli Un schéma de Bernoulli est la répétition d’épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes (c’est-à-dire que l’issue d’une épreuve ne dépend pas des issues des épreuves précédentes : donc la probabilité de succès reste inchangée). 2. Loi binomiale a) modélisation On considère un schéma de Bernoulli constitué de n épreuves indépendantes, et on note X la variable aléatoire qui compte le nombre de succès obtenus à la suite de la réalisation des n épreuves. La loi de probabilité de la variable aléatoire X est appelée loi binomiale de paramètres n et p, et elle est notée B(n, p) et donnée = i) son support ii) P( X = k ) = k En effet, on a P(X=k) = P(avoir k succès sur n essais) = P(avoir k succès et (n-k) Echecs) . Chaque liste formée de k succès, et donc de n − k échecs, a pour probabilité :pk(1 − p)n−k. car les événements S et E sont indépendants. Il y a Pn(k, n-k) = échecs alors façons différentes de choisir la position des k succès (et donc des (n-k) P( X = k ) = k b) Définition X est une variable aléatoire binomiale de paramètres et n si et seulement si elle prend ses valeurs dans l’ensemble = et p ( 0 < p < 1 ) et P( X = k ) = k On écrit traditionnellement : X B(n, p) c) Exemple: On lance un dé équilibré 3 fois de suite. On note X la variable aléatoire égale au nombre de fois où l’événement S : ”obtenir un six” est réalisé Déterminer la loi de probabilité de X. Solution Soit X la v.a représentant le nombre de fois où on a obtenu un six après avoir jeté un dé 3 fois. Soit l’expérience aléatoire qui consiste à jeter le dé la première fois = YAHI.F Page 2 sur 7 n.,..........,2,1,0knkknppC)1(n.,..........,2,1,0knCknkknppC)1(n.,..........,2,1,0*Nn.,..........,2,1,0knkknppC)1(n.,..........,2,1,0ES, Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles S : ”obtenir un six” et : ”ne pas obtenir un six” est une épreuve de Bernoulli , on répète cette expérience 3 fois de façon indépendante Alors X qui représente le nombre de succès ( X B(n, p) avec n = 3 et p = P(S) = 1/6 ) obtenus est de loi binomiale P( X = k ) = k d) proposition Soit (Xi)i=1,..,n une suite de variables aléatoires indépendantes de même de loi de Bernoulli de paramètre p. On montre que la variable aléatoire X= B(n, p) e) Espérance et variance Si X suit une loi binomiale de paramètres n et p, alors E(X) = np et V(X) = npq = np(1 − p). Démonstration si Xi B(p) alors E(Xi) = p et V (Xi) = pq de plus en utilisant les propriétés de l’espérance et de la variance, et la proposition précédente, i on a E(X) = E( )= = = np V(X) = V( )= = = npq car les v.a Xi sont indépendantes Remarque :  Lorsque les tirages sont avec remise, les tirages sont indépendants, mais lorsqu’il n’y a pas remise, les tirages sont dépendants.  Cependant, lorsque la population de base est très grande, les résultats sont quasiment les mêmes que l’on considère les tirages avec remise ou sans.  Dans la pratique dès que , alors on considère que la loi binomiale s’applique. N étant la taille de la population et n de l’échantillon. Exemple Une urne contient 20 boules dont 12 noires, 8 blanches. On tire successivement et sans remise 2 boules. Soit X la v.a désignant le nombre de boules blanches obtenues. Quelle est la loi de probabilité de X ? Solution Soit l’expérience aléatoire qui consiste à tirer une boule alors : « la boule n’est pas blanche » : « la boule est blanche » et est une épreuve de Bernoulli , on répète cette expérience 2 fois mais pas de façon = indépendante car les tirages se font sans remise Alors la v.a X qui représente le nombre de succès ( est donnée par ) obtenus n’est pas est de loi binomiale. YAHI.F Page 3 sur 7 ESkkkC33611613,2,1,0niiX1n.,..........,2,1,0niiX1)(1niiXEnip1niiX1)(1niiXVqpni1%10NnES,SES Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles P( X = k ) = k appelée une loi hypergéométrique Cependant on a N=20, n=2 alors donc cette loi hypergéométrique peut être approximée par une loi binomiale de paramètre n = 2 et p = P(S) = 8/20 =0.4 III - Loi de Poisson 1. Définition Une v.a. X suit une loi de Poisson de paramètre sa loi de probabilité est donnée par ( > 0) si pour tout entier naturel k, P(X = k) = On écrit traditionnellement : X P( ) 2. Domaine d’application La loi de Poisson est souvent liée au temps. ex : X= le nombre d’appels téléphoniques reçus par un standard pendant période de temps T 3. Espérance mathématique et variance Si X suit une loi de Poisson de paramètre E(X) = V(X) = 4. Propriétés i) La moyenne est proportionnelle au temps. Soit X le nombre d’appels téléphoniques reçus par un standard pendant période de temps T et Y le nombre d’appels téléphoniques reçus par un standard pendant période de temps T’ Supposons que X P( ) et Y P( ’) alors ii) Soit X et une variable aléatoire de loi de Poisson de paramètre aléatoire de loi de Poisson de paramètre variable S = X+Y est de loi de Poisson de paramètre + et soit Y et une variable telles que X et Y soient indépendantes, alors la . 5. Exercice Un standard téléphonique reçoit en moyenne 10 appels entre 9h et 10h 1. Calculer la probabilité que le nombre d’appels 9h et 10h soit de 3 ; supérieur à 3. 2. Calculer la probabilité que le nombre d’appels 11h 30 et 12h soit de 3 ; supérieur à 3. Solution 1. Soit X le nombre d’appels téléphoniques reçus par un standard entre 9h et 10h (T=1h=60mn) YAHI.F Page 4 sur 7 2202128CCCkk,2,1,0%10Nn!kek0k''TTTT'''' Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles On sait que X P( ) P(X = k) = avec = E(X) = 10 Alors P(X=k) = d’où P(X=3) = = 7.57 10-3 et P(X>3) = 1 – P(X≤3) = 1 - = 1- [ + + + ] =0.99 2. Soit Y le nombre d’appels téléphoniques reçus par un standard entre 11h 30 et 12h (ici T’=30mn) On sait que Y P( ) tel que = = 5 alors P(Y=k) = Donc P(Y=3) = = 0.14 et P(Y>3) = 1 – P(Y≤3) = 1 - = 0.735 6. Relation de récurrence Soit X une v.a.r qui suit une loi de Poisson de paramètre , on montre facilement que : Remarque Cette méthode de calcul s’avérera très utile dans le test d’ajustement d’une distribution expérimentale à une distribution de Poisson à voir dans la 3ième partie du programme 7. Approximation d’une loi binomiale par une loi de Poisson La loi de Poisson régit les phénomènes rares, elle apparaît comme la loi limite de la loi binomiale dans certaines conditions Lorsque p est petit, n est grand et le produit binomiale B(n, p) à la loi de Poisson P( ) avec = pas trop grand on peut approcher la loi . Dans la pratique, l’approximation se fait quand n , p 0,1 et 10. Exercice 16 de la série de TD Dans une population donnée, une maladie rare se présente avec une probabilité p=0,01. On extrait un échantillon de taille 100 et soit X le nombre d’individus présentant cette maladie. 1. Quelle est la loi de X ? Par quelle loi peut-on l’approximer ? Justifier 2. Quelle est la probabilité d’avoir au moins deux personnes ayant cette maladie ? Solution Soit X le nombre d’individus présentant cette maladie parmi l’échantillon de taille 100 1. X B(n, p) avec n = 100 et p = 0.01 YAHI.F Page 5 sur 7 !kek0k!1010kek0k!310310e30)(kkXP10e!0100!1101!2102!3103'TT''603010!55kek0k!3535e30)(kkYPeXP)0(0)(1)1(kkXPkkXPpnpn05pn Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles On a n = 100 > 50 , p = 0.01< 0.1 et binomiale par une loi de Poisson de paramètre = = 1 =1 < 10 alors on peut approximer cette loi X P( ) P(X = k) = 2. P(X 2) = 1 - P(X< 2) = 1- [P(X=0) + P(X=1) =1- [ + ] = 0.26 Exercice 5 de la série de TD Une urne contient 10 boules dont 5 rouges, 3 blanches et 2 noires. On tire successivement et avec remise 2 boules. Soit X la v.a désignant le nombre de boules blanches obtenues. 1. Quelle est la loi de probabilité de X ? 2. Calculer son espérance et sa variance. 3. Soit Y= -3X+2. Calculer l’espérance et la variance de Y. Solution Soit X la v.a désignant le nombre de boules blanches obtenues. 1. Soit l’expérience aléatoire qui consiste à tirer une boule alors = : « la boule est blanche » et : « la boule n’est pas blanche » est une épreuve de Bernoulli , on répète cette expérience 2 fois de façon indépendante car les tirage se font avec remise Alors la v.a X qui représente le nombre de succès ( X B(n, p) avec n = 2 et p = P(S) = 3/10 =0.3 ) obtenus est de loi binomiale P( X = k ) = k 2. E(X) = = 2 0.3 = 0.6 et V(X) = = =0.6 0.7 = 0.42 3. E(Y) = E(-3X+2) = -3 E(X) +2 = 0.2 V(Y) = V(-3X+2) = (-3)2 V(X) = 3.78 Exercice 12 de la série de TD La probabilité qu’un individu présente une allergie à un certain sérum donné est p=0,3. On injecte le sérum à 5 individus. 1. Quelle est la loi de probabilité de la v.a nombre d’individus présentant une allergie ? 2. Quel est le nombre moyen d’individus allergiques ? 3. Quelle est la probabilité d’avoir au plus un individu présentant cette allergie ? Solution Soit X la v.a représentant le nombre d’individus présentant une allergie parmi les 5 individus auxquels on a injecté le sérum. 1. X B(n, p) avec n = 5 et p = P(S) = 0.3 P( X = k ) = k voir exercice précédent 1. E(X) = 2. P(X≤1) = P(X=0) + P(X=1)= = 5 0.3 = 1.5 + = 0.6842 Exercice 15 de la série On a constaté qu’au service d’urgence d’un certain hôpital se présentaient en moyenne 3 malades chaque jour. Le nombre de patients se présentant chaque jour est supposé de distribution de Poisson. Lorsque 3 malades au plus se présentent, un médecin peut assurer seul leur prise en charge. Lorsqu’il y a au moins 4 malades, un second médecin est mobilisé. YAHI.F Page 6 sur 7 pnpn1!11ke0k1e1eES,SESkkkC22)3.01(3.0,2,1,0pnqpn)1(ppnkkkC55)3.01(3.05..,,2,1,0pn05005)3.01()3.0(C15115)3.01()3.0(C Calcul de probabilités Chapitre 4 : Lois usuelles A. La probabilité qu’aucun malade ne se présente de la journée est 0,1 environ (à 0,01 près) B. La probabilité qu’au plus un malade se présente de la journée est 0,2 environ (à 0,01 près) C. Le nombre moyen de médecins mobilisés pour cette consultation est1,35 environ D. Le nombre moyen de médecins mobilisés pour cette consultation est1,65 environ E. Le nombre moyen de médecins mobilisés pour cette consultation est1,92 environ Solution B et C A. X : Le nombre de patients se présentant chaque jour X P( )avec =3 P(X = k) = P(X=0) = = 0.05 A fausse B. P(X≤1) = P(X=0) + P(X=1) = +3 = 0.1991 = 0.2 B vraie C. N = nombre de médecins mobilisés, E(N)= ? N prend la valeurs n1= 1 si X ≤ 3 et la valeurs n2= 2 si X 4 E(N)= = 1 P(X ≤ 3) +2 P( X 4) = P(X ≤ 3) +2(1- P(X ≤ 3))= 2- P(X ≤ 3) =2-0.6472=1.353 = 1.35 C vraie pour =1 , P(X = k) = P(X 2) = 1- P(X<2) = 1- [ P(X=0) + P(X=1) ] = 1 – [ e-1(1+1)]= 0.26 YAHI.F Page 7 sur 7 !33kek0k3e3e3e)(1iniinNPn!11ke0k

B. LOIS USUELLES CONTINUES I. Loi normale 1. Définition Une variable aléatoire continue X suit une loi normale de paramètres m et notée ) où N(m, définie sur et > 0, si et seulement si sa densité de probabilité est la fonction f par : Cette densité forme une courbe en cloche. Elle admet la droite x = m comme axe de symétrie et deux points d’inflexion d’abscisse et représentent respectivement la moyenne et l’écart-type de la v.a X. 2. Fonction de répartition FX(x) = P(X ≤ x) = = i. Graphiquement C’est l’aire délimitée par la courbe en cloche, l’axe des abscisses et à gauche de la droite t= x ii. Analytiquement Cette intégrale ne peut être calculée directement. Pour ce faire on doit passer par le cas particulier où m=0 et =1, on parle alors de la loi normale centrée réduite. YAHI.F Page 1 sur 12 22mxexfmx22)(2121)(mxmxdttf)(xmtdte22)(2121 3. Propriété des 3 On montre que : • P[m − •P[m −2 • P[m−3 voir démonstration page 9. < X < m + < X < m+ 2 < X < m+ 3 ] = 0.6826 ] = 0.9545 ] = 0.9973 68% des valeurs sont dans [m − 95% des valeurs sont dans [m−2 99, 7% des valeurs sont dans [m−3 ; m + ] ; m+ 2 ; m+3 ] ] II Loi normale centrée réduite N( 0; 1) 1. Définition : Une v.a.r continue Z suit une loi normale centrée réduite si et seulement si sa densité de probabilité est la fonction f définie sur par : Cette densité forme une courbe en cloche. Elle admet la droite x = 0 comme axe de symétrie et deux points d’inflexion d’abscisse 2. Espérance et Variance On montre que si Z une variable aléatoire de loi N(0,1) alors E(Z)=0 et V(Z)=1. Démonstration On a E(Z) = et E(Z2) = = = alors V(Z) = E(Z2) – E2(Z) =1 = 0 ( intégrale sur d’une fonction impaire ) = 1 ( à admettre) 3. La fonction de répartition FZ(z) = P(Z ≤ z) = = i. Graphiquement : C’est l’aire délimitée par la courbe en cloche, l’axe des abscisses et par la droite t= z La fonction de répartition de la loi normale centrée réduite se note généralement . P(Z≤z) = YAHI.F Page 2 sur 12 zezfz22121)(1xdzzfz)(dzezz2221dzzfz)(2dzezz22221zdttf)(ztdte22121)(z ii. Analytiquement Cette intégrale a été calculée par interpolation et donnée sous forme de table statistique Ses valeurs peuvent se lire sur une table donnée en annexe. La table ne donne que les valeurs de P(Z sont négatives, on les déduit par symétrie. z) = pour z positif. Pour les valeurs de z qui iii. Propriétés = P(Z 0 ) = = P(Z 0) = 1 - par symétrie de la densité f(z ) par rapport à la droite z =0 z 0 et z 0 4. Lecture de la table N(0,1) a. Lecture directe : z est donné, lire =  si 0 Exemple : z < 4 lire = ? sur la table z =1,24 s’écrit comme 1,2 + 0,04 alors et de la colonne 0,04. On lit = 0,8925 se trouve à l’intersection de la ligne 1,2  si z 4 alors =1  si z <0 on utilise la propriété de symétrie soit Exemple : = ? On a = 1- = 1- 0,8925 = 0.1075 = 1 - b. Lecture inverse : = est donné, lire z = le quantile d’ordre , noté aussi  si lire z = ? z = ? = = 0.67 est au croisement de la ligne 0.4 et de la colonne = 0.67 Exemple1 : On voit que 0.04 alors z = 0.44 Exemple2 : On remarque que 0.8930 n’existe pas sur la table, on prendra la valeur la plus proche de 0.8925 < 0.8930 < 08944 qui correspond à . Par encadrement, on lit sur la table que = 0.8930 z = ? < . < prendra = donc z = 1.24 = 0.8925 est la valeur la plus proche 0.8930 proche, par conséquent on YAHI.F Page 3 sur 12 )(z)0(21)(z)(z)(z21)(z21)(z)(z)24.1()24.1()24.1()(z)(z)(z)24.1()24.1()24.1()(z)(1q21)(z)(z)(z)(z)(z)24.1()(z)25.1()24.1()(z)24.1(  si lire z . Utiliser la relation de symétrie Exemple : Trouver z tel que =0.25 On a z < 0 -z > 0. On calculera donc = 1 - = 1 – 0.25 = 0.75 -z = 0.67 z = -0.67 5. Théorème Si la variable aléatoire X suit une loi normale N(m, ), alors la variable aléatoire i) suit la loi normale centrée réduite N(0,1). ii) P(X x) = iii) P(X x) = tel Démonstration i) A admettre ii) On a P(X x) = P(X-m x-m) = P car En posant et , de plus d’après i) on sait que Z N(0,1) Alors on a bien P(X x) = P(Z z) = iii) P(X x) = 1 - P(X x) = 1- = P(X x) = Exercice 1. Démontrer la propriété des 3 2. Montrer que si X est une variable aléatoire de loi N(m, V(X)= de la loi N(m, ) citée précédemment . ) alors E(X)= et Solution 1. Montrons que Si X N(m, ) P[m − < X < m + ] = 0.6826 ? En effet, D’après le théorème, on sait que si X N(m, ) alors N(0,1) On a P[m − < X < m + ] = P = P(-1 Z 1) = P(Z 1) –P(Z -1) = - = - [1- ] = 2 -1= 2 0.8413-1=0.6826 Remarque les deux autres propriétés se démontrent de la même façon. 2. Toujours d’après le théorème, si X N(m, ) alors N(0,1) De plus on sait que si Z N(0,1) alors E(Z)=0 et V(Z)=1. On a E(X) = =m et YAHI.F Page 4 sur 12 21)(z)(z21)(z)(z)(z)(z2mXZ)(z)(zmxzmxmX0mXZmxz)(z)(z)(z)(z22m222mXZmmmXmm)()()1()1()1()1()1(2mXZmXZZmX)(ZEm22)()(ZVXV Exercice 10 de la série de TD Dans une population humaine, la mesure de la quantité d’urée dans le sang en (mg/100ml) a donné une moyenne de 27mg/100ml et une variance de 25 (mg/100ml)2 . On suppose que cette variable est de loi Normale. On prend un individu au hasard. 1. Quelle est la probabilité que sa quantité d’urée soit inférieure à 24,5 ? 2. Déterminer la limite x0, appelé seuil pathologique, tel qu’il y ait 2,5% d’individus dont la quantité d’urée est supérieure à cette valeur x0. solution X= la quantité d’urée dans le sang , E(X)= 27 et V(X)= 25 1. P(X<24.5) ? On sait que si X N(m, ) alors N(0,1) et P(X x) = où P(X<24.5) = P(X 24.5) = = = 1- = 1- 0.6915=0.3085 2. x0 = ? tel P( X> x0 ) = 0.025 On a P( X> x0 ) = 1 - P(X x0 )= 0.025 P(X x0 ) = 1-0.025 = 0.975 de plus on sait que P(X x0 ) = = 0.975 z0 = 1.96 avec donc = 27+5 1.96=36.8 On conclut que le seuil pathologique est de 36.8 mg/100ml III - Approximation d’une loi binomiale par une loi Normale Théorème Pour n suffisamment grand, et p ni trop grand, ni trop petit, la loi binomiale peut être approximée par la loi normale Dans la pratique on doit avoir n > 30, Dans ce cas la loi B(n, p) Démonstration La démonstration découle du théorème central limite. Voir page 15 ) avec m = 5 et N(m, 5 . et = Remarque : Dans certains cas limites, la loi binomiale pourrait être approximée à la fois par la loi de Poisson et la loi normale. On préfèrera l’approximation par la loi normale, car il n’y aura qu’une seule probabilité à calculer. exemple On lance deux dés 200 fois. Quelle est la probabilité d’avoir au moins 10 fois le double as ? Soit X = le nombre de fois où on obtient le double as en 200 jets de 2 dés X B(n, p) avec n = 200 et p = p = P(1,1) P(X ) = 1- P(X ) = 1 - = 1- ces calculs sont très ardus donc on approxime cette loi . YAHI.F Page 5 sur 12 2mXZ)(zmxz25275.24)5.0()5.0()(0zmxz0000zmxpnqn2pn2qpn361101090)(kkXPkkkkC200902003635361 - on a n = 200 > 50 , p = et np = 5.56 < 10 donc on peut approximer cette loi B(200, ) par une loi P(5,56) et alors P(X ) = 1- P(X ) = 1 - Là on aurait 10 calculs de probabilités à faire. - mais on a aussi on a n = 200 > 30 , np = 5.56 > 5 et nq =194.44 >5 donc on peut approximer cette loi B(n, p) par une loi N(m, ) avec m = et =5.4 = = 5.56 donc P(X ) = 1- P(X ) = 1 - = 1- = 1-0.9719= 0.0281 Exercice 12 de la série de TD On veut connaître la proportion, p, d’individus d’une population très grande, résistant à un certain antibiotique. Sur un échantillon de 1000 individus, on a observé que le nombre moyen d’individus résistant à l’antibiotique est 62,5. Soit X le nombre d’individus résistant à l’antibiotique parmi les 1000 observés. 1. Donner la loi de la v.a X et donner une estimation de la proportion p. 2. Par quelle loi peut-on approximer la loi de X ? Calculer alors P(X > 30) et P(30<X< 40). Solution X le nombre d’individus résistant à l’antibiotique parmi les 1000 observés. E(X) = 62.5 1. Loi de la v.a X ? X B(n, p) avec n = 1000 et p = ? ( voir corrigé de l’ex 12 de la série de TD) On sait que si X B(n, p) alors E(X) = = =0.0625. On peut donc estimer p à 6.25% 2. On a n = 1000 > 30, = 62.5 >5 et = n - = 937.5 >5 alors on peut approximer cette loi binomiale par une loi N(m, ) avec m = = 62.5 et = P(X>30)= ? =58.59 Si X N(m, ) alors N(0,1) et P(X x) = où Alors P(X>30)= = = 1 P(30<X< 40)= ? P(30<X< 40) =P(X 40)- P(X 30) = - 0 (car P(X 30) = 1- P(X>30)= 0) = = 1 - = 1-0.9984= 1.6 10-3 YAHI.F Page 6 sur 12 1.036136110109056.5!)56.5(kkke2np2npq10104.556.510)91.1(pnnXEp)(10005.62pnqnpn2pn2qpn2mXZ)(zmxz59.585.6230)24.4(59.585.6240)94.2()94.2( IV. Propriétés de la loi Normale 1. Théorème 1: Soit (Xi)i=1,..,n une suite de variables aléatoires indépendantes de lois N(mi, réels quelconques. On montre que : ) et a et b deux 1. X = N(m, ) avec et = 2. Y = a X + b N(a m +b, a2 ) 2. Théorème 2: Soit (Xi)i=1,..,n une suite de variables aléatoires indépendantes identiquement distribuées(i.i.d) de loi N(m, ). On montre que : a. la variable aléatoire X= N(nm, n ) b. c. est la moyenne échantillonnale = N(0,1) 3. Théorème Central Limite (T.C.L) Soit (Xi)i=1,..,n une suite de variables aléatoires indépendantes identiquement distribuées(i.i.d) de moyenne E(Xi) = m et V(Xi) = On montre qu’ à partir de n>30 : = 1, 2, .., n . a. la variable aléatoire X= N(nm, n ) b. et Z= = N(0,1) YAHI.F Page 7 sur 12 2iniiX12niimm12nii1222niiX12),(121nmNXnXniiXnmXZmXn2iniiX12),(121nmNXnXniinmXmXn V. Lois dérivées de la loi normale. Parfois, on est amené à utiliser d’autres lois que la loi normale, entre autres la loi du khi-deux et la loi de Student très utiles en statistique inférentielle. Ces lois dépendent d’un paramètre entier, appelé degré de liberté (d.d.l) De même que pour la loi normale N(0,1), on disposera de tables statistiques pour ces lois. 1. La loi du Khi-deux ( ) a. Définition Soient X1, X2,…..,Xn des variables aléatoires indépendantes de même loi N(0,1). Par définition la v.a X= suit une loi du khi-deux à n degrés de liberté. On note X suit une loi du khi-deux à 1 degré de liberté. On note X Remarques :  Si X1 une variable aléatoire indépendante de loi N(0,1) alors par définition la variable aléatoire X=  Une variable de loi du  La loi du tabulée.  La table donne la valeur x = F-1(1- admet une densité difficile à retenir qui nous est pas très utile car la loi est est toujours positive, donc sa densité n’est pas symétrique qui le quantile d’ordre (1- ) telle que P(X>x) = ) b. Espérance et Variance si la v.a X alors E(X) = et V(X) = c. Approximation par la loi normale Si n > 30 et X , on peut montrer d’après le TCL que X N( , 2 ) d. Exemples de lecture de la table Soit X On croise la ligne =20 et la colonne = 0.10, on lit x = 28.412 , trouver x tel que P(X>x) = 0.10 YAHI.F Page 8 sur 12 2niiX12)(2n21X)1(222)(22)(2)20(2  Soit X P(X ≤x) = 0.05 On croise la ligne =10 et la colonne = 0.95 , on lit x=3.940 , trouver x tel que P(X ≤x) = 0.05 P(X>x) = 0.95 , trouver x tel que P(X ≤x) = 0.05  Soit X = 40 > 30 alors on approxime la loi du On considère que X , 2 ) N( par la loi N( , 2 ) P(X x) = 0.05 , On a z < 0 -z > 0. On calculera donc = 1 - = 1 – 0.05 = 0.95 n’existe pas sur la table, On a 0.9495 < 0.95 < 0.9505, l’écart est le même de chaque côté, on approchera l’une ou l’autre des deux valeurs. On prend = 0.9495= z = -1.64 -z = 1.64 par = = 25.33 e. Théorème Soient X1 et X2 deux variables aléatoires indépendantes telles que X1 alors on montre que X1 + X2 et X2 Exercice 14 de la série Soit T le taux sanguin (en u/ml) d’une substance. On note TM ce taux chez les malades atteints de la maladie (notés:M) et TNM chez les non malades (notés:NM). On connaît les lois de TM et TMN. Soit Y la v.a représentant la différence du taux sanguin de cette substance entre les malades et les non malades. Y= TM - TMN. Malades M Distribution de TM : N ( Non Malades NM Distribution de TMN : N (  QCM 1 la v.a Y est de loi A. N ( D. Khi-2 à 2ddl E. une autre loi B. N ( C. Khi-2 à 4ddl  QCM 2 : A. P(Y=10)= 0,5 B.P(Y<15)= 0,3745 C.P(Y 15) = 0,4129 D. P(Y 15) = 0,5871 E .P(Y 15) = 0,6255 Solution QCM1 réponse B TM , TMN N ( les variables TM et TMN sont indépendantes alors m= E(Y) = E (TM - TMN) = E (TM) – E(TMN)= N ( = V(Y) = V (TM - TMN) = V (TM) + V(TMN)= Y= TM - TMN N( , ) - YAHI.F Page 9 sur 12 )10(2)40(2)(22xz2xzzx221)(z)(z)(z)(z)(z)(z)64.1(zx2)64.1(40240x)(21)(212)(221),2MM110M12M),2NMNM100NM10NM),22NMMNMM),22NMMNMM),2MM),2NMNMm2MNM222NMM QCM 2 réponse E A faux car Y est une variable continue alors P(Y=y) = 0 P(Y 10)= 0,5 car E(Y) = 10 , ce qui est juste c’est P(Y 15)=? Y N( , ) m= - = 110-100= 10 , = = 122 + 102 = 244 P(Y 15) = 0.6255 Exercice 15 de la série On considère une variable X1 distribuée selon une loi normale d’espérance 0 et de variance 4, et une variable X2 distribuée selon une loi normale centrée réduite; X1 et X2 sont indépendantes  QCM 1 A. var(X1 + X2) = 9 B. (donc X1/2 et X2 aussi), var(X1/2 + X2) = 2 C. (X1/2 + X2 ) suit une loi Normale centrée réduite. D. X1 + X2 suit une loi normale d’espérance 0 et de variance 4 E. X1 + X2 suit une loi normale d’espérance 0 et de variance 5  QCM 2: A. E( ) = 0 B. E( ) = 4 C. E( + ) = 4 D. E. + /4 + est distribuée selon un χ2 à 2 degrés de liberté est distribuée selon un χ2 à 2 degrés de liberté Solution QCM1 réponses B et E N(0,4) , X2 X1 N(0,1) , X1 et X2 sont indépendantes A. V(X1 + X2) = V(X1 )+V( X2) = 4+1 = 5 alors A est faux B. = V(X1 )+V( X2) = 2 alors B est juste C. X1 et X2 sont de loi normales alors est de loi normale =0 et =2 alors C est faux D. V(X1 + X2) = V(X1 )+V( X2) = 5 alors D est faux E. X1 et X2 sont de loi normales alors E(X1 + X2) = E(X1 )+E( X2) = 0+0 = 0 et V(X1 + X2) = 5 alors E est juste est de loi normale QCM 2 réponse E 2) – E2 (X1 ) V(X1) = E( X1 D est faux car X1 n’est pas une N(0,1) E( X1 2) = V(X1) + E2 (X1 ) = 4 + 0 = 4 A faux , B juste, C faux YAHI.F Page 10 sur 12 ym2MNM222NMM244101532.021X21X21X22X21X22X21X22X212XXV221212XX)()(2122121XEXEXXE212XXV21XX E. N(0,1) alors , de même X2 N(0,1) alors , de plus X1 et X2 sont indépendantes , on conclut que = alors E est juste Exercice 17 de la série Dans une certaine pathologie, la durée d’hospitalisation est distribuée selon un de liberté. A. L’écart-type de la durée d’hospitalisation est 6 jours B. 50% des sujets ont une durée d’hospitalisation supérieure à 18 jours C. Plus de 5% des patients restent hospitalisés au moins 4 semaines D. Plus de 10% des patients restent hospitalisés au moins 4 semaines E. Moins de 25% des patients restent hospitalisés entre 3 et 4 semaines à 18 degrés solution A, C et E Soit X : la durée d’hospitalisation, X , =18 A. On sait que V(X) = 2 = 36 = = 6 A vraie B. P(X<18)=05 , or E(X) = =18 , la loi du n’est pas symétrique B fausse C. 4 semaines = 28 jours. La table donne P(X>28.87)=0.05, 28< 28.87 alors P(X>28) > P(X>28.87) C vraie D. La table donne P(X>25.99)= 0.1 , 28>25.99 alors P(X>28) < P(X>25.99) D fausse E. La table donne P(X>20.60)= 0.3 et P(X>28.87)=0.05 => P(20.60<X< 28.87)= 0.3 -0.05 = 0.25 comme [21,28] P(21<X< 28) < P(20.60<X< 28.87) E vraie [20.60,28.87] 2. Loi de Student a. définition Soient X et Y deux variables aléatoires indépendantes de lois respectives N(0,1) et . Posons = Par définition la variable aléatoire T suit une loi de Student à On note T ) ou bien T ) St( t( degrés de liberté YAHI.F Page 11 sur 12 21X212X2)1(22X2)1(22212XX2)11(2)2(22)()(X36)(2)(2YXTYX b. propriétés  La densité de la variable T est en forme de « cloche », mais plus aplatie que celle d’une loi normale de mêmes paramètres. Elle est symétrique par rapport à l’axe t =0, on retrouve donc les propriétés de symétrie de la loi N(0,1) soit P(T<-t) = P(T>t)  La loi de Student admet une densité difficile à retenir qui nous est pas très utile car la loi est tabulée.  La table donne la valeur positive t = telle que P ( = = P(T<-t) + P(T>t) = + c. Espérance et Variance si la v.a T St( ) alors E(T) =0 et V(T) = d. Approximation par la loi normale Si n > 30 et T St( ) alors on peut l’approcher par T N(0, 1) e. Exemples de lecture de la table  Soit T St(20) , trouver t tel que P( = 0.05 On croise la ligne =20 et la colonne = 0.05 , on lit t = 2.086  Soit T St(10) , trouver t tel que P(T>t) = 0.1 La table donne P( = = P(T<-t) + P(T>t) = + ; P(T>t) = = 0.1 donc =0.20 On croise la ligne =10 et la colonne = 0.2, on lit t = 1.372  Soit T St(15) , trouver t tel que P(T< -t) = 0.01 Idem P(T< -t) = = 0.01 donc =0.02 On croise la ligne =15 et la colonne = 0.02, on lit t = 2.602 alors –t = -2,602  Soit T St(35) , trouver t tel que P(T< t) = 0.025 =35 > 30 alors T N(0, 1) P(T< t) = 0.025 = <0.025 donc = 1- =0.975 -t = 1.96 t = -1.96 YAHI.F Page 12 sur 12 )tT2222)tT)tT2222)(t)(t)(t
Chapitre 2 Estimation I. Introduction Le problème de l’estimation statistique est le suivant : On cherche à connaître les valeurs de certaines caractéristiques (paramètres) d’une variable aléatoire grâce à des observations réalisées sur un échantillon. Exemple. a. Quelle est la fréquence d’une certaine maladie dans une population donnée ? b. Quel est le taux de glycémie moyen dans la population ? Il est impossible de répondre de façon précise à ces questions. On y apporte deux types de réponses :  On produit une valeur qui nous semble être la « meilleure » possible : c’est l’estimation ponctuelle  On produit un intervalle de valeurs possibles, compatibles avec les observations : c’est l’estimation par intervalle de confiance Notations Dans tout ce qui suit - La variable aléatoire d’intérêt sera notée X - Le paramètre à estimer est noté - La moyenne de la population (ou la moyenne théorique ) soit E(X) sera notée m - La moyenne de l’échantillon (ou la moyenne observée ) sera notée - La variance de la population (ou la moyenne théorique) soit V(X) sera notée - La variance de l’échantillon (ou la variance observée) sera notée - La proportion d’un certain événement A dans la population soit P(A) sera notée po - La proportion de l’événement A dans l’échantillon ou (observée) sera notée p Rappels : , = , n étant la taille de l’échantillon choisi (x1, x2,,…Xn). YAHI.F Page 1 sur 9 x22Sniixnx11221niixxnS2121xxnniinAp II. Estimation ponctuelle 1. Définition A partir d’un n-échantillon (X1,…,Xn ) de la variable aléatoire X, on construit une nouvelle variable aléatoire t(X1,…,Xn ) dont les réalisations se rapprochent de la valeur du paramètre à estimer Cette nouvelle variable notée T ou Tn = t(X1,…,Xn ) est appelée estimateur de . . Exemple est l’estimateur naturel de m =E(X) La moyenne de la population m est estimée par la moyenne de l’échantillon 2. Propriétés Un estimateur est une fonction de l’échantillon : c’est donc une variable aléatoire qui possède une densité (au sens large), une moyenne et une variance. Ces deux grandeurs permettent de comparer, dans une certaine mesure, plusieurs estimateurs entre eux. a. Estimateur sans biais - Le biais d’un estimateur T est noté B(T). C’est la différence moyenne entre sa valeur et celle de la quantité qu’il estime. B(T) = E(T- ) = E(T) - - Un estimateur T est dit être un estimateur sans biais du paramètre on écrit T ESB de si et seulement si B(T) = 0 E(T- ) = 0 E(T) = b. Variance minimum - La variance d’un estimateur T est définie par V(T) = E( T-E (T) )2 = E(T2) – E2(T) - Si deux estimateurs sont sans biais, le « meilleur » d’entre eux est celui qui a la plus petite variance c. Erreur quadratique moyenne - L’erreur quadratique moyenne d’un estimateur T est notée EQM(T). EQM(T) = E( T- )2 = V(T) + B2(T) - Elle permet de comparer plusieurs estimateurs entre eux qu’ils soient sans biais ou non. Le « meilleur » d’entre eux est celui qui a la plus petite erreur quadratique moyenne. - Si T est un estimateur sans biais du paramètre alors B(T) = 0 EQM(T) = V(T) YAHI.F Page 2 sur 9 XXnTnii11X 3. Exemples a. Estimation de la moyenne est le « meilleur » estimateur de m. C’est un estimateur sans biais et à On montre que variance minimum de m. On écrit : , est la valeur estimée de m. b. Estimation de la variance De la même façon, on pourrait estimer la variance de la population par la variance de l’échantillon , mais n’est pas un estimateur sans biais de car E( )= , alors on lui préférera = qui est un estimateur sans biais de . On écrira : , est la valeur estimée de . On a = = = . est appelée variance corrigée. c. Estimation de la proportion On montre que p est le « meilleur » estimateur de po. On écrit : est la valeur estimée de po. , 4. Proposition Soit T un estimateur d’un paramètre estimateur de f ( ). , et soit f une fonction réelle alors f (T) est un ex : est l’ estimateur alors = est l’estimateur de = , = = Exercice 1 série5 Dans l’analyse du sang d’un échantillon de 100 malades pris au hasard dans une population de personnes hospitalisées pour des anomalies sanguines, on a relevé le poids de calcium X et proposé les résultats suivants : = 1449900 mg2 = 12000mg ; 1) Estimer la moyenne, la variance et l’écart-type d’une mesure pour individu de la population solution a. On sait que , on calcule = = alors mg b. On sait que , on calcule = = =99 mg2 alors = 100 mg2 c. 100 alors = 10 mg YAHI.F Page 3 sur 9 Xxmˆmˆ22S2S22S21nn22'S21Snn22ˆ21Snn2ˆ22'S21Snn1nn21niixxn211niixxn2'Soppˆpˆ2'S22'S'S2ˆ'SSnn1ix2ixxmˆxniixn1112010012000120ˆm2ˆ21Snn2S2121xxnnii2)120(10014499002ˆ99991002ˆˆ100 III. Estimation par intervalles de confiance. 1. Introduction. a. Définitions par un intervalle de confiance [a, b] (qu’on notera IC) avec une , est équivalent à dire que P( [a, b] ) = 1- est le risque ou l’erreur (de première espèce). ) est appelée niveau de confiance ou taux de sécurité est fixé au préalable, ( < 10%)  Estimer un paramètre certaine probabilité 1-  Cette probabilité (1-  En général on prend =5% b. Signification d’un intervalle de confiance Les intervalles de confiance sont basés sur les estimateurs ponctuels du paramètre des variables aléatoires, prenant donc différentes valeurs selon l’échantillon choisi. Si on calcule les intervalles de confiance sur plusieurs échantillons, on est sûr que parmi eux, il y en aurait (1- 100% qui contiendraient la vraie valeur du paramètre à estimer , qui sont . ) 2. 1. Intervalle de confiance pour la moyenne On veut trouver deux réels a et b tel que P( ) = 1- (1) a. connu i. n < 30 Dans le cas où n , on doit supposer que la population mère est de loi normale N(m, ). Dans ce cas et N(0,1) On cherchera alors deux réels z1 et z2 tels que P( ) = 1- On choisira z1 et z2 symétriques : z1 = - z2, de façon à avoir et P( ) = =P( ) L’intervalle de confiance pour la moyenne au risque s’écrit donc comme : = et sont respectivement les quantiles d’ordre et 1- de la loi N(0,1) ii. n D’après le TCL, on sait que on retrouve le même intervalle de confiance. b. inconnu donc estimé par : = . On pose T = = = St(n-1) YAHI.F Page 4 sur 9 bma2302),(2nmNXnmXZ21zZz1zZ22zZ)()(mICnzXnzX2121,nzX212z21z2230),(2nmNX2ˆSnn1nmXˆ1nSmXnSmX' i. n < 30 On cherchera deux réels t1 et t2 tels que P( ) = 1- et P( ) = =P( ) Alors on obtient = ii. n T est de loi de Student à (n-1) degré de liberté qu’on ne peut pas approximer par une N(0,1) . = On donne quelques valeurs particulières de 1% 10% 5% 2.58 1.96 1.64 Remarque : L’intervalle de confiance pour la moyenne est centré en 2.2. Exercice 1 série 6 2) Donner l’intervalle de confiance à 95%, puis à 99% du poids moyen de calcium pour l’ensemble des malades et comparer ces deux intervalles Solution 2) ? On est dans le cas où n=100>30 , Attention : Ce qu’on connaît (calculé) est la variance S2 la variance estimée et de inconnue . l’échantillon alors = AN (Application Numérique)  1- = 95% = 5% = 1.96 = = ou bien = =  1- = 99% = 1% = 2.58 YAHI.F Page 5 sur 9 21tTt1tT22tT)()(mIC1)()1(nStXnnStXn')1()(30)()(mIC12_1nSzXnSzX'2_121zX)()(mIC2)()(mIC121nSzXnSzX'2121z)(%)5(mIC121nSzX11009996.112096.112096.112,04.118)(%)5(mICnSzX'2110010096.112096.112,04.11821z21z donc = = Comparaison des deux intervalles : L’IC au risque de 1% est plus large que celui au un risque de 5% D’une manière générale, plus le risque est grand, moins large est l’intervalle de confiance. > 2.3 Précision d’un l’intervalle de confiance a. Définition On définit la précision comme étant la demi longueur de l’intervalle de confiance. Si alors la précision notée h = = , L étant la longueur de l’intervalle de confiance. Le « meilleur » intervalle, celui qui est le plus précis est celui qui a la plus petite longueur (ou demi longueur). b. Exemple Dans le cas de la moyenne, on a vu que l’intervalle de confiance pour la moyenne est centré en alors il s’écrit toujours comme On a P( de m et « meilleure » est la précision de l’estimation. ) = 1- , donc plus la longueur h est petite , plus se rapproche c. Risque et précision On a vu que > D’une manière générale, plus le risque confiance, donc plus précis il est. est grand, moins large est l’intervalle de d. Taille de l’échantillon 1) On veut connaître la taille n de l’échantillon nécessaire pour avoir une précision de h0 2) On veut connaître la taille minimale n0 de l’échantillon, nécessaire pour avoir une précision d’au moins h0 Exemple : Choisissons le cas le plus fréquent dans le calcul des intervalles de confiance pour la moyenne n > 30 et inconnu. YAHI.F Page 6 sur 9 )(%)1(mIC11009958.212058.212058.212,42.117%)5(IC%)1(IC)()(1mIC)()(2mIC12baIC,)()(2ab2LX)()(mIChXhX,hXmhXX)()(1mIC)()(2mIC122 = 1) n = ? tel que h = h0 On a h = = h0 2) n = ? tel que h ≤ h0 On a h = ≤ h0 n0 = E où E[ . ] désigne la partie entière Exercice 6 de la série 6: On a mesuré la pression sanguine chez 32 chèvres. L’intervalle de confiance à 95% de la pression moyenne est [4,7 ; 5,5] en cm de mercure (Hg). 1) Déterminer la pression moyenne correspondant aux 32 chèvres. 2) Quel est le nombre minimal de chèvres qu’il aurait fallu utiliser pour obtenir une précision d’au moins 2% ? On supposera que la moyenne et la variance restent inchangées. Solution 1) on a n =32 > 30 [4,7 ; 5,5] = ? L’intervalle de confiance pour la moyenne est centré en alors 5.1(Hg). 2) n = ? tel que h ≤ h0 = 0.02 On sait que h = car la variance de la population est inconnue. On doit calculer S en supposant que dans ce nouvel échantillon la moyenne et la variance restent inchangées. h = A.N = 5% = 1.96 , 0.4 =1.14 h = ≤ h0 = 12482.36 La taille minimale pour avoir une précision d’au moins 2% est n0 = E[12482.36 ] +1= 12483 n0 est le plus petit entier supérieur à 12482.36 n0 = 12483 YAHI.F Page 7 sur 9 )()(mIChX121nSzX21z1nS12021Shzn21z1nS12021Shzn112021Shz)(%)5(mICxx25.57.4x21z1nS221z1nS211znhS21z27.45.5h96.11324.0S21z1nS12021Shzn114.102.096.12n Exercice 4 de la série 6: On a mesuré chez 50 adultes le taux d’acide urique et on a obtenu une moyenne de 47,3 mg/l et un écart-type de 1,85 mg/l. 1) Donner les intervalles de confiance aux niveaux 95% et 90% pour le taux moyen d’acide urique dans la population. Comparer ces deux intervalles. 2) On suppose que la variance dans la population est égale à 2,5 m/g2. Donner le nombre d’adultes n que l’on doit examiner pour que l’intervalle de confiance soit [46,9 ; 48,1] au risque de 5%, puis au risque de 1%. Conclure. Solution 1) voir solution exercice 1 2) est connue, =2.5. n = ? On sait que h = = AN :  = 5% = 1.96 , =2.5, = 26.67 27  = 1% = 2.58 = 46.23 47 3. Intervalle de confiance pour la proportion Remarques  Les intervalles de confiance pour la proportion ne se calculent que pour les grands échantillons ( n> 30).  Pour les petits échantillons, il existe des abaques qui donnent les intervalles de confiances pour la proportion pour certaines valeurs de et de n Calcul de l’intervalle de confiance On veut trouver deux réels a et b tel que P( ) = 1- En vérifiant toujours les conditions de validité : n> 30, 5 et 5 On a vu que la fréquence P ( cf cours échantillonnage) On pose . Z est de loi N(0,1) (cf cours échantillonnage). YAHI.F Page 8 sur 9 2221zn21zn22221hzn21z26.029.461.48h5.26.096.12n21z5.26.058.22nbpa00np0nqnpppN)1(,000npppPZ)1(000 On se retrouve dans les mêmes dispositions que lors du calcul de l’intervalle de confiance pour la moyenne. Alors En estimant p0 sous le radical par p, on obtient = Remarque : est centré en p = = Exercice 7 de la série 6: Une étude sur un échantillon de 100 souris d’une certaine race a montré que la présence de cancers spontanés est de 25% 1) Donner l’intervalle de confiance au risque de 5% pour la proportion de cancers spontanés dans la population. 2) Quelle taille d’échantillon minimale doit-on prendre pour avoir une précision d’au moins 1% ? Solution 1) On vérifie les conditions de validité : n > 30 , n> 30, 5 et 5 donc on peut calculer AN : Quand n’est pas donné, prendre toujours = 5% = = 2) n = ? tel que h ≤ h0 = 0.01 n = ? tel que h = ≤ h0 AN : =7203 , la taille minimale = 7203 YAHI.F Page 9 sur 9 1]1()1([002100021nppzppnppzpP)(0)(pICnppzpnppzp)1(,)1(2121nppzp)1(21)(0)(pIC)(0)(pIChphp,hpnpnq)(0)(pIC)(0)(pICnppzp)1(21)(0)05.0(pIC10075.025.096.125.00849.025.03349.0,1651.021znpp)1(pqhzn202175.025.001.096.12n
Partie 3 : Statistique inférentielle Chapitre 1 Echantillonnage I. Introduction L’inférence statistique est l’ensemble des méthodes permettant de tirer des conclusions sur une à partir des données provenant d’un échantillon choisi dans cette population. Le problème qui se pose alors est le suivant : comment choisir une partie de la population qui reproduit le plus fidèlement ses caractéristiques. C’est le problème de l’échantillonnage. Il existe différents types d’échantillonnage, on se mettra dans le cas de l’échantillonnage aléatoire simple. - Un échantillon est obtenu par tirages avec remise de n individus dans la population de référence. Définition 1 Un échantillon de taille n est donné par n variables aléatoires (X1,…,Xn ) indépendantes et de même loi (celle de X) Définition 2 Une statistique sur un échantillon (X1,…Xn ) est une v.a fonction mesurable de l’échantillon ; Y= f (X1,…, Xn). Après réalisation, la v.a Y prend la valeur f(x1, x2,,…Xn). Les statistiques sont utilisées pour estimer les caractéristiques de la population totale. Les statistiques les plus utilisées sont la moyenne empirique, la variance empirique, la fréquence empirique II. Loi d’échantillonnage 1. Pour des moyennes. On étudie une population de taille N, de variance de taille n. Un élément quelconque X de l’échantillon suit la loi d’échantillonnage de taille n et de moyenne Quand n est grand ( n>30 ), la loi d’échantillonnage peut être approchée par une loi normale supposée connue et soit un échantillon . (cf. TCL) Exemple Dans une population, l’écart-type de la taille est 5cm. Si sur 200 personnes, la taille moyenne =175cm, alors la taille X d’un individu quelconque issu de cette population suit la observée loi d’échantillonnage = . YAHI.F Page 1 sur 2 2X),(2nXNX)2005,175(2N)125.0,175(N 2. Pour les fréquences On étudie une population de taille N et un caractère X à deux éventualités (Echec ou Succès) avec une probabilité de succès p. X est de loi de Bernoulli de paramètre p avec E(X) = p et V(X) = pq= p(1-p) Si on prélève un échantillon de taille n, le nombre de succès Xn est de loi B(n,p) avec E(Xn) =n p et V(Xn) =n pq= n p(1-p) Quand n est grand ( n>30 ), la loi de la fréquence F = des succès peut être approchée par une loi normale (cf. théorème de Moivre) Exemple Considérons une population où 10% des gens développent une certaine allergie. Dans un échantillon de 100 personnes, le nombre d’allergiques suit une loi B(100 ; 0.1). On approxime la loi de la fréquence par une loi normale YAHI.F Page 2 sur 2 nXn))1(,(npppN)10.9,1.0(4N

Tests d’hypothèses Chapt 1 : Introduction Chapitre 1 : Introduction 1. Utilités des tests statistiques en santé a. Evaluation de l’efficacité d’un traitement b. Evaluation des facteurs risque. c. Finalité des tests statistiques 2. Principe général des tests d’hypothèses a. Mise en oeuvre d’un test statistique La mise en oeuvre d’un test statistique nécessite plusieurs étapes et se fait toujours avant le recueil des données. - Etape 1 : choix de H0. - Choisir clairement l’hypothèse nulle H0. - En général (toujours dans notre programme); H0 engage une égalité - L’hypothèse alternative H1 est l’hypothèse complémentaire de H0. - H0 et H1 ne sont pas symétriques. Exemple 1 : On veut comparer p=la proportion de cancer après traitement à p0 = la proportion de cancer avant traitement On testera H0 : p = p0 contre H1 : p H0 : le traitement est inactif contre H1 : le traitement est actif H0 : il n’y a pas de différence significative entre les deux proportions. p0 Etape 2 : La statistique de test - Les tests statistiques sont basés sur des lois théoriques usuelles bien connues telles que la loi Normale, la loi de Student, la loi du Khi-deux …. - On construit une variable aléatoire à partir d’un échantillon choisi (X1,…Xn), donc fonction des observations. Cette variable aléatoire est appelée statistique de test. - On choisira une statistique de test de loi connue sous H0 (si H0 est vraie). On pourrait citer comme exemples les statistiques de test suivantes qui sous certaines conditions d’application suivent des lois connues (voir cours Estimation) N(0,1) et T = St(n-1) Etape 3 : Conclusion - Fixer l’erreur . En général, on prend = 5%. - Définir une règle de décision qui est le rejet ou le non rejet de H0. Soit U la statistique de test et son quantile d’ordre . Calculer la valeur de U observée sur l'échantillon. Utiliser la règle de décision suivante : si , on rejette H0 au risque et si ,on ne rejette pas H0 au risque YAHI.F Page 1 sur 2 nmXZ1nSmXu210uuu0uu0 Tests d’hypothèses Chapt 1 : Introduction Remarque : Si H0 est rejetée au risque alors H0 est rejetée au risque Si H0 est non rejetée au risque alors H0 est non rejetée au risque . b. Différents types d’erreur i) Erreur de première espèce ou erreur de type I notée = P( rejeter H0 alors que H0 est vraie) = P( conclure H1 alors que H0 est vraie). ii) Erreur de seconde espèce ou erreur de type II notée = P( rejeter H1 alors que H1 est vraie) = P( conclure H0 alors que H1 est vraie). Remarques : - est fixée au préalable ( = 5% en général) - Les hypothèses H0 et H1 ne sont pas symétriques, et Il est plus grave de commettre l’erreur que l’erreur n’ont pas le même poids. au , d’où l’intérêt de fixer préalable et de choisir minimum. Exemple : Dans un essai thérapeutique où le but est d’établir l’efficacité d’un traitement, le risque d’erreur le plus grave est de déclarer que le traitement est efficace alors qu’il ne l’est pas, plutôt que le traitement n’est pas efficace alors qu’il l’est pas . On choisira alors = P( le traitement est efficace alors qu’il ne l’est pas) = P( le traitement n’est pas efficace alors qu’il ne l’est pas) et c. La puissance d’un test notée La puissance d’un test est définie par : = 1 - = 1 - P( rejeter H1 alors que H1 est vraie) = P( ne pas rejeter H1 alors que H1 est vraie) Remarque : Le « meilleur » test est celui pour lequel, on ne commet aucune erreur ou la plus petite erreur possible. Pour avec est fixé , le « meilleur » test, est celui qui a la plus forte puissance ( 0 : c’est le test le plus puissant, test PP 1), donc celui YAHI.F Page 2 sur 2 '','',

Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Chapitre 2 : Tests de conformité Dans le cas général, le but est de comparer un paramètre de l’échantillon , à un paramètre de la population (ou à un paramètre de référence) connu . = H0 : H0 : Il n’y a pas de différence significative entre les deux paramètres H0 : L’échantillon est représentatif de la population Notations pour toute la suite du cours est la population à comparer à l’échantillon E est de moyenne , variance et de proportion On extrait un échantillon de , de taille , moyenne , variance et de proportion I. Tests pour la moyenne Le but est de comparer la moyenne, (ou à une valeur de référence) connue. , d’un échantillon, à la moyenne m d’une population = H0 : H0 : Il n’y a pas de différence significative entre la moyenne de l’échantillon et celle de la population. H0 : L’échantillon est représentatif de la population. 1. Test basé sur l’intervalle de pari. a. Définition d’un intervalle de pari Un intervalle de pari (I. P) de niveau (1- encore intervalle de fluctuation (IF) ; contient avec une probabilité fixée la valeur observée ), ou encore intervalle de pari au risque , ou que l’on va obtenir après la réalisation de l’expérience. Il s’agit donc de trouver deux valeurs a et b telles que P( ) = 1- Remarque : P( P( ) = 1- ) = 1- est le paramètre de l’échantillon est le paramètre de la population, connu Pour obtenir l’intervalle de pari d’une moyenne observée dans l’écriture de l’intervalle de confiance. On a : , il suffit de remplacer par m = P( ) = 1- , h étant la précision (cf cours IC) alors = P( ) = 1- , Etape 1: Choix de H0. b. Le test Etape 2: Calcul de = YAHI.F Page 1 sur 9 000m20pnx2Spxxmba)()(IPba)(0)(ICba000xx)()(mIChxhx;hxmhx)()(xIPhmhm;hmxhm)()(xIPhmhm; Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Etape 3: Conclusion - si - si H0 est non rejetée au risque H0 est rejetée au risque . 2. Test de l’écart réduit a. connu Etape 1: Choix de H0. Etape 2 : La statistique de test - On pose , Z est de loi N(0,1) sous H0, . ( On parle de test Z) si n > 30 , Z est de loi N(0,1) ( cf cours IC) 30 , on supposera que l’échantillon provient d’une population de loi normale, si n alors Z est de loi N(0,1) ( cf cours IC) Etape 3: Conclusion - On calcule la valeur de Z sur l'échantillon - si , H0 est rejetée au risque et si , H0 est non rejetée au risque b. Etape 1: Choix de H0. inconnu Etape 2 : La statistique de test : On parle de test T ou test de Student T est de loi de Student à si n si n > 30 , on approxime la loi de Student par la loi N(0,1) ( cf cours IC) 30 , on supposera que l’échantillon provient d’une population de loi normale = (n-1) ( cf cours IC) ddl avec Etape 3: Conclusion - On calcule la valeur de T sur l'échantillon - pour n > 30, si , H0 est rejetée au risque pour n 30, si , H0 est rejetée au risque Exercice 1 de la série Le taux moyen de glycémie pour une certaine population est de 0,9 g/l. 1. Sur un échantillon de 37 sujets, le taux moyen de glycémie est de 1.2 g/l avec un écart- type de 0.4 g/l. Peut-on considérer, au seuil de confiance de 0.95, que l’échantillon est représentatif de la population ? 2. Quelle serait votre réponse si on ne dispose que de 26 sujets ? (On supposera que le taux de glycémie suit une loi normale). YAHI.F Page 2 sur 9 x)()(xIPx)()(xIPnmXZ0z210zz210zz1nSmXT0t210zt)()1(0ntt Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Réponse m = 0.9 donc m est connu, = 1.2, S = 0.4, 1- =0.95 =0.05 Remarque : On peut choisir l’une ou l’autre des deux méthodes vues en cours. 1. n = 37 > 30, a. L’écart réduit (Test Z : n > 30) H0 : L’échantillon est représentatif de la population. La statistique de test : on a qui est inconnu alors on pose . - On calcule la valeur de T sur l'échantillon Conclusion Sous H0, T , = n-1 = 36 > 30, donc on approxime cette loi de Student par la loi N(0,1). ie : t36( )= = 1.96 pour =0.05 donc H0 est rejetée au risque 5%. L’échantillon n’est pas représentatif de la population, ou bien l’échantillon ne provient pas de cette la population. b. Test basé sur l’intervalle de pari. m=0.9 , h = = 1.96 = 0.13 = = = 1.2, alors H0 est rejetée au risque 5%. 2. n = 26 < 30 alors on supposera que le taux de glycémie suit une loi normale. a. L’écart réduit (Test T : n < 30) Sous H0, T Student par la loi N(0,1) avec = n-1 = 25 < 30, alors on ne peut pas approximer cette loi de - = 3.75, = 2.060 > alors H0 est rejetée au risque 5% b. Test basé sur l’intervalle de pari. = , h = =2.060 = 0.1648 = , = 1.2 alors H0 est rejetée au risque 5%. YAHI.F Page 3 sur 9 x1nSmXT0t5.4364.09.02.10tSt21z210zt)()(xIPhmhm;21z1nS364.0)()05.0(xIP03.1;77.0xx)()(xIPSt0t)05.0(25t0t)05.0(25t)()(xIPhmhm;)()1(nt1nS254.0)()05.0(xIP06.1;74.0x06.1;74.0 Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité II. Tests pour la proportion Le but est de comparer la proportion p de l’échantillon, à la proportion de la population. est connu = H0 : H0 : Il n’y a pas de différence significative entre les deux paramètres H0 : L’échantillon est représentatif de la population 1. Test basé sur l’intervalle de pari a. Intervalle de pari de la proportion Pour obtenir l’intervalle de pari d’une proportion observée p, il suffit de remplacer p par p0 dans l’écriture de l’intervalle de confiance. Si n> 30, np ≥ 5 et nq ≥ 5, alors donc l’intervalle de pari pour p s’écrit pour > 30 , np0 ≥ 5 , nq0 ≥ 5 comme : b. Le test = Etape 1 : choix de H0. H0 : H0 : Il n’y a pas de différence significative entre la proportion observée et la proportion théorique H0 : L’échantillon est représentatif de la population Etape 2 : Calcul de IP Etape 3 : conclusion - - si si H0 est non rejetée au risque H0 est rejetée au risque 2. Test de l’écart réduit (ou test Z) En vérifiant toujours les conditions de validité : n> 30, 5 et 5 - On pose , Sous H0, Z est de loi N(0,1) - - calculer la valeur de Z sur l'échantillon si , H0 est rejetée au risque et si , H0 est non rejetée au risque YAHI.F Page 4 sur 9 0p0pp0p)(0)(pICnppzpnppzp)1(,)1(2121)()(pIPnppzpnppzp)1(,)1(0021000210p0pp)()(pIPp)()(pIP0np0nqnppppZ)1(0000z210zz210zz Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Exercice 2 série Afin de tester une solution toxique, on l’injecte à un groupe de 80 souris. On admet que l’injection est mortelle dans 80% des cas. Le fait que 20 souris ne soient pas mortes, est-il compatible, au niveau de confiance de 99%, avec l’hypothèse faite sur le taux de mortalité ? Procéder par 3 méthodes (la 3ème méthode le khi2 sera vue plus loin) solution : Soit M : « L’injection est mortelle » p0 = P(M) = 0.8 et p = 1ère méthode : L’intervalle de pari H0 : Le fait que 20 souris ne soient pas mortes, est compatible avec l’hypothèse faite sur le taux de mortalité. On vérifie les conditions de validité : On a = 0.8, n=80>30 , np0 = 64>5 , nq0 = 16>5 =[0.6846 ; 0.9154] Conclusion : p=0.75, alors H0 est non rejetée au risque 1% 2ème méthode : L’écart réduit En vérifiant toujours les conditions de validité : n> 30, 5 et 5 On calcule , = 1.118 Conclusion : pour 99%, = 2.58 >z0 donc H0 est non rejetée au risque 1%. YAHI.F Page 5 sur 9 75.08020800p)(%)1(pIP802.08.058.28.0,802.08.058.28.0p)(%)1(pIP0np0nq0z808.02.075.08.00z121z Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité III. Test du Khi-deux de conformité 1. Comparaison d’une réparation (distribution) observée à une répartition théorique. Les tests du khi-deux sont relatifs aux variables qualitatives. Soit X une variable qualitative présentant k modalités (classes) Soit sa distribution théorique et sa distribution observée sur un échantillon de taille n H0 : = = = à la classe i dans la population) et = à la classe i dans l’échantillon) H0 : La distribution théorique est conforme à la distribution observée. Plutôt que de comparer les proportions théoriques aux proportions observées, on comparera les effectifs théoriques (calculés), Ci = aux effectifs observés, Oi = , On définit la statistique de test suivante : Sous H0, cette statistique est de loi du Khi-2 à ddl avec = k-1 On rejettera H0 si sa valeur calculée sur l’échantillon est lue sur la table du khi-deux, correspondant à = k-1 et fixé  Cas où il existe un effectif calculé <5 i) k> 2 On procède à un regroupement de classes. Les classes à regrouper doivent être successives On regroupera autant de classes que nécessaires pour que tous les Alors = k’-1 où k’ est le nombre de classes après regroupement. ii) k=2 Dans ce cas on ne peut pas faire de regroupement, mais on procède à la « correction » de Yates définie par : qui est de loi du Khi-2 à 1 ddl, donc on rejettera H0 au risque , si sa valeur calculée sur l’échantillon Exercice 5 On sait que pour l’ensemble de l’Europe, les pourcentages des 4 groupes sanguins s’établissent ainsi : 45% pour O, 35% pour A, 16% pour B et 4% pour AB. Un échantillon de 100 individus est prélevé au hasard, dans une zone montagneuse, 35 sont du groupe O, 35 de A, 20 de B et 10 de AB. Peut-on penser qu’il y a conformité entre ces résultats et ceux établis pour l’ensemble de l’Europe au risque de 5% . YAHI.F Page 6 sur 9 0pp0ppip01ipki,...,2,1ip0XP(ipXP(inp0inpki,...,2,1kiiiiCCO122)(15iC2cal)(2)(25iC212221iiiiyatesCCO2cal)(21 Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Solution La v.a d’intérêt X= groupe sanguin est une variable qualitative qui présente 4 modalités Il s’agit de comparer une réparation observée à une répartition théorique, donc on procède au test du khi-2 H0 : Il y a une conformité entre les groupes sanguins de cette région montagneuse et ceux établis pour l’ensemble de l’Europe Pour calculer = , on résume les données dans un tableau 1 classes ci = oi O A B AB Total 0.45 45 0.35 35 0.16 16 0.04 4 1 100 35 35 20 10 100 classes O ci = 45 oi 35 A B et AB 16+4=20 20+10=30 35 35 0 L’effectif calculé de la 4ième classe (AB) est inférieur à 5, alors on regroupe les casses 3 et 4 avant de calculer la valeur observée de la statistique de test. Voir tableau 2 Total 100 100 =7.22 = k’-1= 3-1=2, = 0.05, = 5.99, alors Ho est rejetée au risque 5% 2. Comparaison d’une proportion observée à une proportion théorique ou à une valeur de référence C’est un cas particulier du cas précédent. La variable qualitative étudiée étant répartie en deux classes Classe 1 Classe 2 = 1- = Total 1 = 1- = 1 Ci Oi = = H0 : Il suffit donc de choisir une classe, - si on choisit la classe 1 on teste H0 : - si on choisit la classe 2 on teste H0 : = et = = et = = = contre H1 : contre H1 : Si alors H0 sera rejetée au risque YAHI.F Page 7 sur 9 2calkiiiicco12)()05.0(222cal)05.0(220ppip01ip.2,1i10p1p20p2p10q1q20q2q10p1p10p1p01q1q10q1q2cal)(2ip0inp0iiiCco2)(2calinp0iiicco2)(45)4535(220)2030(22cal0p01p02p01p01q01np01nqnp1p2p1p1q1np12npn Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité Si il existe un Ci inférieur à 5, alors procéder à la « correction de Yates». Remarque : Ce test est équivalent au test de l’écart réduit de conformité pour comparer une proportion observée à une proportion théorique. Numériquement = 2, étant la valeur calculée du test de l’écart réduit Exercice 2 Afin de tester une solution toxique, on l’injecte à un groupe de 80 souris. On admet que l’injection est mortelle dans 80% des cas. Le fait que 20 souris ne soient pas mortes, est-il compatible, au niveau de confiance de 99%, avec l’hypothèse faite sur le taux de mortalité ? Procéder par 3 méthodes Solution Voir les deux premières méthodes p.5 3ème méthode : Test de conformité du khi-2 classes ci = oi M 0.8 64 0.2 16 Total 1 80 60 20 80 0.25 1 =1.25 ddl = 1, = 3.14 = 1.25 < 3.14 alors H0 est non rejetée au risque de 5% Remarque : On avait trouvé = 1.118, on a bien = 2 soit 1.25= (1.118)2 Exercice 3 : Dans un échantillon de 16 enfants on a dénombré 11 vaccinés par le B.C.G. Sachant que le pourcentage de vaccinés dans le pays est de 75%, peut-on affirmer que cet échantillon est représentatif de la population ? Solution H0 : l’échantillon est représentatif de la population On connaît 3 méthodes pour répondre cette question 1. IP : On vérifie les conditions de validité du test. On a n =16 < 30 alors le test est non valide 2. Test de l’écart réduit : On vérifie les conditions de validité du test. On a =16 0.75=12>5, mais =16-12 = 4<5 alors le test est non valide YAHI.F Page 8 sur 9 2cal0z0z)05.0(212cal0z2cal0z0np0nqip0inp0iiicco2)(M2cal Tests d’hypothèses Chapt 2 : Tests de conformité 3. Test du khi-2. C2 = 4< 5, donc on procède à la « correction » de Yates. classes Ci = Oi Vacciné 0.75 12 Non vacciné 0.25 4 16 Total 1 11 5 16 0.021 0.0625 = 0.0835 ddl = 1, Remarque : Le test du khi-2 est toujours concluant. = 3.14 = 0.0835 < 3.14 alors H0 est non rejetée au risque de 5% YAHI.F Page 9 sur 9 212221iiiicco21)05.0(212calip0inp0iiicco2)21(2cal
   ? t = 0 min t = 5 min t = ? min t = 15 min - Expression de vitesse - Constante de vitesse - Ordre de réaction (0 ; 1 ; 2) - Equation d’Arrhenius Mourad AMARA La cinétique chimique s’intéresse à l’étude des vitesses des réactions et des facteurs influençant le déroulement dans le temps des transformations. La vitesse d’une réaction est représentée par la variation de la concentration des réactifs ou des produits par rapport à une variation de temps, elle s’écrit pour la transformation : Réactifs  Produits 𝑣 = − 𝑑[𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 𝑑𝑡 = + 𝑑[𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑠 𝑑𝑡 Le signe négatif indique la disparition des réactifs, et positif l’apparition des produits. Cette vitesse peut également être exprimée pour chaque composé d’une réaction en tenant compte des coefficients stoechiométriques. Prenons le cas général suivant : aA + bB  cC + dD On a 𝑣 = − 1 𝑎 𝑑[𝐴 𝑑𝑡 = − 1 𝑏 𝑑[𝐵 𝑑𝑡 = + 1 𝑐 𝑑[𝐶 𝑑𝑡 = + 1 𝑑 𝑑[𝐷 𝑑𝑡 Exemple L’hydrogène et l’iode se combinent pour former l’iodure d’hydrogène : I2 + H2  2HI Les vitesses de disparitions de H2 et de I2 sont équivalentes mais de moitié plus petites que celle de l’apparition de HI (HI apparait plus rapidement que H2 ou I2 disparaissent). 𝑣𝐻𝐼 = 2𝑣𝐻2 = 2𝑣𝐼2 La vitesse uniforme devient : 𝑣 = − 𝐻2 𝑑𝑡 = − 𝐼2 𝑑𝑡 = + 1 2 𝑑[𝐻𝐼 𝑑𝑡 ORDRE D’UNE RÉACTION ET RELATION CINÉTIQUE La vitesse d’une réaction est directement liée à la concentration des réactifs L’équation générale de la proportionnalité s’écrit : 𝑣 = 𝑘 𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 𝛼 Où k est la constante de vitesse et  l’ordre de la réaction. Dans le cas d’une réaction à plusieurs réactifs,  représente l’ordre global qui est la somme des ordres partiels. A + B  Produits 𝑣 = 𝑘 𝐴 𝛾 𝐵 𝛽 Avec 𝛾 + 𝛽 = 𝛼 Ne pas confondre entre ordre partiel et coefficient stœchiométrique. Si molécularité (somme des coefficients stœchiométriques) la réaction est dite élémentaire. l’égalité ordre = Les paramètres d’une réaction peuvent être déterminés graphiquement : On a 𝑣 = 𝑘 𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 𝛼  ln 𝑣 = ln 𝑘 +∝ ln 𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 Le tracé de cette équation linéaire donne une droite de pente  et d’ordonnée à l’origine ln k. ln v ln k tan =  ln [réactif] Pour déterminer les ordres, la méthode généralement employée est de maintenir la concentration d’un des deux réactifs constante et de suivre la variation de la vitesse par rapport à l’autre réactif. Exercice d’application Considérons la réaction suivante : NO2 (g) + CO (g) → NO (g) + CO2 (g) Le tableau donne les vitesses en fonction des concentrations initiales de NO2 et de CO pour différentes expériences : 1. Déterminer les ordres partiels par rapport à NO2 et CO Expérience 1 2 3 4 [NO2]0 (mol.L-1) 0,12 0,24 0,24 0,48 [CO]0 (mol.L-1) 0,12 0,12 0,24 0,24 v0 (mol.L-1.s-1) 0,011 0,044 0,044 0,18 2. Exprimer la loi de vitesse et calculer la constante. Correction de l’exercice 1. L’équation de la vitesse est 𝑣 = 𝑘[𝑁𝑂2 𝛼[𝐶𝑂 𝛽 Le tableau des valeurs de vitesses montre que la variation de la concentration en CO n’influe pas sur la vitesse, contrairement à NO2. Expérience 1 : 𝑣0 = 𝑘(0,12 𝛼 0,12 𝛽 = 0,011 Expérience 2 : 𝑣0 = 𝑘(0,24 𝛼 0,12 𝛽 = 0,044 Expérience 3 : 𝑣0 = 𝑘(0,24 𝛼 0,24 𝛽 = 0,044 Le rapport des vitesses (2)/(1) donne 0,044 0,011 = 4,0 = 𝑘 0,24 𝛼 0,12 𝛽 𝑘 0,12 𝛼 0,12 𝛽 = 0,24 𝛼 0,12 𝛼 = 2𝛼 𝛼 = 2 Le rapport des vitesses (3)/(2) donne 0,044 0,044 = 1,0 = 𝑘 0,24 𝛼 0,24 𝛽 𝑘 0,24 𝛼 0,12 𝛽 = 0,24 𝛽 0,12 𝛽 = 2𝛽 𝛽 = 0 La 4ème expérience confirme les valeurs. Conclusion : l’ordre partiel par rapport à NO2 est 𝛼 = 2 et l’ordre partiel par rapport à CO est 𝛽 = 0 2- L’expression de la vitesse devient 𝑣 = 𝑘[𝑁𝑂2 2 La constante est 𝑘 = 𝑣0 𝑁𝑂2 0 2 = 0,044 0,24 2 = 0,76 RÉACTION D’ORDRE ZÉRO Dans une réaction d’ordre zéro, l’ordre global  = 0. Pour une transformation A  B L’équation devient 𝑣 = 𝑘 𝐴 ∝ = 𝑘 𝐴 0 = 𝑘 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Puisque la vitesse s’exprime aussi en fonction du temps et en considérant x la quantité de A ayant réagi dans un temps t par rapport à une quantité initiale [A0], on peut écrire : 𝑣 = 𝑘 = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 ce qui donne 𝑘. 𝑑𝑡 = 𝑑𝑥 qui équivaut à 𝑡 𝑥 𝑘. 𝑑𝑡 = 0 0 𝑑𝑥 alors 𝑘. 𝑡 = 𝑥 = 𝐴0 − [𝐴 L’équation cinétique : 𝐴 = 𝐴0 − 𝑘. 𝑡 𝐴 = 𝐴0 − 𝑘. 𝑡 D’autres paramètres sont caractéristiques de l’ordre zéro, notamment l’unité de k et le temps de demi- réaction. Ce dernier, correspond au temps au bout duquel les réactifs auront diminué de moitié. Lorsque t= t1/2 𝐴 = 𝐴 0 2 ce qui conduit à 𝑡 1 2 = 𝐴 0 2𝑘 On remarque que le temps de demi-réaction est proportionnel à la concentration initiale des réactifs. [A] Graphiquement L’unité de k est aussi déduite de l’équation aux dimensions on obtient k  mol.L-1.t-1 Pente = -k t RÉACTION D’ORDRE UN Cette fois que l’ordre global est  =1. L’équation de vitesse est alors 𝑣 = 𝑘 𝐴 ∝ = 𝑘 𝐴 1 = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 x la quantité disparue Cette équation devient : 𝑡 𝑥 𝑘. 𝑑𝑡 = 0 0 𝑑𝑥 𝑎 − 𝑥 On obtient alors ln 𝐴 = ln 𝐴 0 − 𝑘. 𝑡 ou ln 𝐴 0 𝐴 = 𝑘. 𝑡 En remplaçant par les vitesses : ln 𝑣 = ln 𝑣0 − 𝑘. 𝑡 ln 𝐴 = ln 𝐴 0 − 𝑘. 𝑡 en remplaçant l’équation aboutit à : [A] par [A]0/2 lorsque t = t1/2 𝑡 1 2 = 𝑙𝑛2 𝑘 Cette expression montre que le temps de demi-réaction dans le cas de l’ordre 1 est indépendant de la concentration initiale des réactifs. L’unité de k  t-1 ln[A] ln[A]0 Graphiquement Pente = -k t la pente de la droite conduit à k et l’ordonnée à l’origine représente ln[A]0 Exercice d’application L’hydrolyse du sucrose (C12H22O11) en fructose et en glucose obéit à l’équation de vitesse : 𝑣 = 0,0392. 𝐶12𝐻22𝑂11 en mol.L-1.h-1. Calculer le temps au bout duquel la concentration du sucrose passe de 0,015mol.L-1 à 0,013 mol.L-1 à la température de 300K. Correction de l’exercice L’équation de vitesse 𝑣 = 0,0392. 𝐶12𝐻22𝑂11 est de type 𝑣 = 𝑘. [𝐴  ordre 1 avec 𝑘 = 0,0392ℎ−1 Dans le cas de l’ordre 1, l’équation cinétique des concentrations est : le temps nécessaire pour la variation de la concentration en sucrose : 𝑡 = 1 𝑘 ln 𝐶12𝐻22𝑂11 = ln 𝐶12𝐻22𝑂11 0 − 𝑘. 𝑡 (ln 𝐶12𝐻22𝑂11 0 − ln 𝐶12𝐻22𝑂11 = 1 0,0392 (ln 0,015 − ln 0,013 = 3,65ℎ RÉACTION D’ORDRE DEUX L’ordre global de la réaction est  = 2 la vitesse s’écrit : 𝑣 = 𝑘 𝐴 ∝ = 𝑘 𝐴 2 = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 En prenant [A] = [A]0 - x et en intégrant l’équation on obtient : 1 𝐴 = 1 𝐴 0 + 𝑘. 𝑡 1 𝐴 = 1 𝐴 0 + 𝑘. 𝑡 Considérons également le temps de demi-réaction où [A] = ½ [A]0 On trouve 𝑡 1 2 = 1 𝑘. 𝐴 0 Ce temps de demi-réaction est inversement proportionnel à la concentration initiale des réactifs. L’unité de k  mol-1.L.t-1. L’utilisation de l’équation cinétique d’ordre 2 est valable pour une même concentration initiale dans le cas de deux réactifs différents. 1/[A] Graphiquement Pente = k 1/[A]0 t Exercice d’application On étudie la réaction suivante à 25°C : CH3CHBrCH3 + OH-  CH3CHOHCH3 + Br- (A) Le tableau suivant donne les résultats cinétiques de cette réaction (on considère la réaction indépendante de la concentration en OH-: [A]0 (mol.l-1) [A] (mol.l-1) t (min) 10-1 5,10-2 200 5,10-2 2,5 10-2 400 2,5 10-2 1,25 10-2 800 1,25 10-2 6,25 10-3 1600 1. Quel est l’ordre de cette réaction? Déduire l’expression de la vitesse. 2. La réaction est-elle élémentaire ? 3. Déterminer la constante de vitesse Correction de l’exercice 1. On voit que, dans tous les cas, les valeurs données correspondent à [A] = ½ [A]0, ce qui peut être obtenu au temps de demi-réaction. [A]0 (mol.l-1) [A] (mol.l-1) t (min) 10-1 5,10-2 200 5,10-2 2,5 10-2 400 2,5 10-2 1,25 10-2 800 1,25 10-2 6,25 10-3 1600 Or, les t½ obtenus sont variables (l’ordre 1 est à exclure) et sont inversement proportionnels aux concentrations initiales. La réaction est alors d’ordre 2. 2. L’ordre = 2 = la molécularité (1+1), la réaction est donc élémentaire. 1 CH3CHBrCH3 + 1 OH-  CH3CHOHCH3 + Br- 3. La constante de vitesse est déterminée soit à partir de l’équation cinétique d’ordre 2 ou du temps ½ : 𝑡 1 2 = 1 𝐴 0. 𝑘 𝑘 = 1 . [𝐴 0 𝑡 1 2 = 1 200. 10−1 = 1 400.5. 10−2 = 1 800.2,5. 10−2 = 1 1600.1,25. 10−2 = 0,05𝑚𝑜𝑙−1. 𝑙. 𝑚𝑖𝑛−1 EQUATION D’ARRHENIUS L’équation d’Arrhenius permet de mettre en évidence l’effet de la température et de la catalyse sur la vitesse d’une réaction 𝑘 = 𝐴𝑒− 𝐸𝑎 𝑅𝑇 Dans cette équation, A est la constante de fréquence caractéristique des collisions des espèces présentes, Ea est l’énergie d’activation et T la température. R prend la valeur 8,314 J.mol-1.K-1 ou 2 cal.mol-1.K-1.  Pour deux températures T1 et T2, les constantes de vitesse sont notées k1 et k2, telles que − 𝐸𝑎 𝑅𝑇1 𝑘1 = 𝐴𝑒 − 𝐸𝑎 𝑅𝑇2 𝑘2 = 𝐴𝑒 Le rapport des deux constantes donne : − 𝐸𝑎 𝑅 1 ( 𝑇2 − 1 𝑇1 = 𝑒 𝑘2 𝑘1 Ce qui mène à : ln 𝑘2 = ln 𝑘1 + 𝐸𝑎 𝑅 ( 𝑇2 − 𝑇1 𝑇2. 𝑇1 • Dans le cas de l’introduction du catalyseur, c’est l’énergie d’activation qui va diminuer, engendrant une augmentation de la vitesse de la réaction. Energie On observe que la réaction réalisée avec catalyseur se fait plus rapidement vu que la barrière énergétique à franchir qui est l’énergie d’activation est plus faible Ea’ < Ea. Avec catalyseur Ea Ea’ Sans catalyseur Réactifs Produits t A la même température et suivant d’Arrhenius, lorsque Ea’< Ea on obtient k’ > k. l’équation 𝑘 = 𝐴𝑒− 𝐸𝑎 𝑅𝑇 et 𝑘′ = 𝐴𝑒− 𝐸𝑎′ 𝑅𝑇 Le rapport donne : 𝑘′ 𝑘 = 𝐸𝑎′ 𝑅𝑇 𝐴𝑒− 𝐸𝑎 𝑅𝑇 𝐴𝑒− L’écart de l’énergie d’activation dû au catalyseur est donc obtenu grâce à l’équation : 𝐸𝑎 − 𝐸𝑎′ = 𝑅𝑇 ln 𝑘′ 𝑘 Exercice d’application Lors d’une transformation chimique, la constante de vitesse k a été déterminée pour deux températures : T(K) 280 360 k (s-1) 0,35 10,4 1. Quelle est alors l’énergie d’activation de cette réaction ? 2. La constante de vitesse aura quelle valeur à la température T= 320K ? Correction de l’exercice 1. L’énergie d’activation est reliée à la température et à la constante de vitesse par la loi d’Arhénius 𝑘 = 𝐴𝑒 −( 𝐸𝑎 𝑅𝑇 Si on considère que le facteur pre-éxponentiel (A) garde la même valeur dans l’intervalle de température : On peut écrire : 0,35 = 𝐴𝑒 −( 𝐸𝑎 8,31.280 (1) et 10,4 = 𝐴𝑒 −( 𝐸𝑎 8,31.360 (2) Le rapport des deux équations nous permettra d’obtenir Ea, tel que : ln 𝑘2 = ln 𝑘1 + 𝐸𝑎 𝑅 ( 𝑇2 − 𝑇1 𝑇2. 𝑇1  𝐸𝑎 = 8,314. 10−3. 280.360 360 − 280 𝑙𝑛 10,4 0,35 On trouve : Ea = 35,51kJ Cette valeur de l’énergie d’activation est employée pour le calcul de la nouvelle valeur de la constante de vitesse à T = 320K 𝐾 = 𝐴𝑒 −( 35,51 8,31.320 (3) 3 1  35,51.103.(320−280 8,31.280.320 𝑘 = 0,35𝑒 = 2,358𝑠−1 Merci
THERMOCHIMIE Pr. Mourad AMARA Deuxième partie Chaleur latente C’est la chaleur de la transformation qui correspond au changement d’état à la même température. On cite les transformations suivantes : Prenons l’exemple simple d’une mole de molécule d’eau qui passe d’un état solide à la température de -5°C à un état gazeux de 110°C. En combien d’étapes peut-on réaliser une telle transformation? Solide LiquideLiquide GazSolide GazFusionSolidificationLiquéfactionCondensationSublimationVaporisationPour faire passer l’eau ( -5°C) à l’eau (+110)C), le processus se fait selon 5 étapes avec soit changement d’état , soit changement de température DH Rappelons nous que le changement d’état se fait à température fixe de fusion ou de vaporisation nCp(s)DT nCp(g)DT'' DHfus ou DHvap Au changement de température pour le même état, rappelons nous la relation de Kirchhoff ∆𝐻2 = ∆𝐻1 + ∆𝐶𝑝. (𝑇2 − 𝑇1) Alors l’écart d’énergie entre les deux températures est : DH2 - DH1 = Cp(T2-T1) Cp au lieu de DCp car il ne s’agit pas de plusieurs composés entre produits et réactifs mais une même molécule H2O H2O(s) (0°C) DHfus H2O(l) (0°C) H2O(g) (100°C) DHvap H2O(l) (100°C) nCp(l)DT' DH = nCp(s)DT + DHfus + nCp(l)DT' + DHvap + nCp(g)DT'' H2O(s) H2O(g) (-5°C) (110°C)DHEnergie de liaison L’énergie de liaison correspond à l’énergie nécessaire à la formation ou à la rupture d’une liaison dans une transformation qui met en jeu des substances dans leur état gazeux. La formation d’une liaison se fait à partir des réactifs atomes gazeux Exemple 1 2H (g) + O (g)  H2O (g), DHR = 2DHO-H l’énergie de cette transformation correspond à l’énergie de formation de deux liaisons O-H, donc 2DHO-H. Exemple 2 2C (g) + 4H (g) + 2O(g)  CH3COOH DHR = DHC-C + 3DHC-H + DHO-H + DHC-O + DHC=O Rupture des liaisons correspond aux valeurs positives d’énergies Formation des liaisons correspond aux valeurs négatives d’énergies DEUXIEME PRINCIPE DE LA THERMODYNAMIQUE C’est le principe d’évolution des transformations : lors d’un processus spontané, l’entropie de l’univers augmente. L’entropie illustre l’état de dispersion de la matière, autrement dit le désordre. Par exemple, pour une même substance, l’entropie (S°) de l’état gazeux est plus élevée qu’à l’état liquide. Elle l’est encore plus qu’à l’état solide. Ceci explique, la spontanéité du phénomène de vaporisation ou de fusion. Exemple : S° H2O (g) > S° H2O (l) > S° H2O (s) D𝑆0 = 𝑆0 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑠 − 𝑆0(𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠 ) Exemple : L’entropie S° (carbone gazeux) = 158,1 J.K-1.mol-1 est plus élevée que l’entropie S° (Carbone solide) = 5,6 J.K-1.mol-1 La variation de l’entropie du processus de sublimation est positive : C(s)  C(g) D𝑆𝑠𝑢𝑏 0 = 𝑆𝐶(𝑔) 0 − 𝑆𝐶(𝑠) 0 = 158,1 − 5,6 = 152,5 𝐽. 𝐾−1 Energie de Gibbs ou Enthalpie libre DG C’est une fonction d’état qui permet de prévoir la spontanéité d’une transformation dans un système donné. La relation entre l’enthalpie libre, l’enthalpie et l’entropie : D𝐺0 = D𝐻0 − 𝑇. D𝑆0 Si la variation DG est négative, la réaction est dite spontanée dans les conditions standards. D’une manière générale, pour que la variation de l’enthalpie libre standards D𝐺0soit négative, il faut que : D𝐻0 − 𝑇. D𝑆0 < 0, alors 𝑇 > D𝐻0 D𝑆0 Exemple Calcul de DG° de la réaction de formation du protoxyde d’azote qui absorbe 82,1 kJ.mol-1 à la température de 298K. Les entropies standards à la même température valent respectivement pour l’azote, l’oxygène et le protoxyde d’azote : 205,2 J.K-1.mol-1, 191,6 J.K-1.mol-1 et 219,9 J.K-1.mol-1. Calculons d’abord, la variation d’entropie de la réaction : DS°R= S °N2O(g) -1/2 S° O2(g) –S° N2(g) =219,9 –121,916 -205,2 = -81,1 J.K-1 Ensuite, la variation de l’enthalpie libre standard : DG°=DH°-T.DS°=82,1 -298 x (-81,1.10-3)=106,26kJ > 0 La valeur positive indique alors que la réaction est non spontanée dans les conditions standards. C’est plutôt la réaction inverse, de décomposition, qui semble être spontanée. N2(g) + 1/2 O2(g) N2O(g)RÉSUMÉ Loi de Hess D𝑟𝐻0 = D𝐻𝑓 0 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑠 − D𝐻𝑓 0(𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠) DH > 0 réaction endothermique DH < 0 réaction exothermique Energie interne D𝑈 = D𝐻 − D𝑛. 𝑅. 𝑇 Loi de Kirchhoff (effet de la Température) ∆𝐻2 = ∆𝐻1 + ∆𝐶𝑝. (𝑇2 − 𝑇1) Enthalpie libre D𝐺0 = D𝐻0 − 𝑇. D𝑆0 DG < 0 réaction spontanée DG > 0 réaction non spontanée DG = 0 Equilibre DH°f : Les réactifs sont des corps purs DH (liaison) : Les réactifs atomes gazeux
THERMOCHIMIE Pr. Mourad AMARA s’intéresse thermochimie transformations à La chimiques de la matière et les échanges d’énergie en relation avec l’état initial et l’état final. l’étude des Première partie Notions élémentaires TEMPÉRATURE PRESSION SYSTÈME Elle représente le degré de l’agitation moléculaire et elle est exprimée en Kelvin (température absolue) avec T(K) = T(°C) + 273,15. Elle représente les interactions entre molécules et entre molécules et parois des récipients. Elle est exprimée en atmosphère, tel que : 1atm = 1,013bar = 1,013.105Pa = 760mmHg. C’est une partie de l’univers démarquée d’un milieu extérieur. Un système peut être ouvert, fermé ou isolé selon que l’échange effectué est celui de la matière ou de l’énergie. Dans un système ouvert, il y a échange d’énergie et de matière. Un système fermé échange l’énergie mais n’échange pas la matière. La matière et l’énergie ne sont pas échangées dans un système isolé. ETAT Un système est décrit par l’état de ses variables (T, P, V, n) qui sont reliés par l’équation des gaz parfaits : 𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇 R représente la constante des gaz parfaits, calculée dans les conditions standards : 𝑅 = 1𝑎𝑡𝑚. 22,4𝑙 1𝑚𝑜𝑙. 273𝑘 = 0,082𝑙𝑎𝑡𝑚𝑚𝑜𝑙−1𝐾−1. TRANSFORMATION C’est le passage du système d’un état donné à un autre. Ces états sont caractérisés par les variables P, V et T suivant des transformations isobare, isochore ou isotherme respectivement pour une pression, un volume ou température, finales et initiales identiques. 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝐸𝑡𝑎𝑡 (1) 𝑃1,𝑉1,𝑇1 𝐸𝑡𝑎𝑡 (2) 𝑃2,𝑉2,𝑇2 Premier principe de la thermodynamique C’est le principe de la conservation de l’énergie. Lors d’une transformation, l’énergie d’un système isolé reste constante. L’énergie échangée ne dépend pas du chemin suivi mais dépend seulement de l’état initial et de l’état final. ENERGIE INTERNE: U Elle combine le travail et la chaleur du système tel que U = W + Q. Le travail W = -p.V et la chaleur Q = n.C.T dépendent de la nature de la transformation. C représente la capacité calorifique molaire. A volume constant, transformation isochore, V = constant alors V = 0. On peut dire, puisque W = 0, que l’énergie interne est considérée comme une chaleur à volume constant ; L’équation devient : Cv est la capacité calorifique molaire à volume constant en J.mol-1.K-1. 𝑈 = 𝑄𝑣 = 𝑛. 𝐶𝑣. 𝑇 ENTHALPIE: H la réaction est réalisée à pression constante, Si expression : la chaleur échangée s’écrira alors QP , et elle a pour 𝐻 = 𝑄𝑝 = 𝑛. 𝐶𝑝. 𝑇 Puisque la chaleur est aussi reliée au travail et à l’énergie interne, on écrit : A température donnée, l’enthalpie d’une réaction devient alors : QP = U – W = U + p.V 𝐻 = 𝑈 + 𝑛. 𝑅. 𝑇 n est la variation des coefficients stœchiométriques des substances gazeuses. Si H < 0, la réaction est exothermique (dégage la chaleur). Et pour H > 0, la réaction est dite endothermique (absorbe la chaleur). LOI DE HESS la variation Dans des conditions expérimentales standards, de pression atmosphérique (1 bar), d’enthalpie d’une réaction représente la différence des enthalpies de formations des constituants des produits et des réactifs suivant l’expression : 𝑟𝐻0 = 𝐻𝑓 0 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑠 − 𝐻𝑓 0(𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠) 0 est la variation d’enthalpie standard de la réaction de formation d’un composé donné. Pour les corps 𝐻𝑓 purs et simples (O2, H2, N2, C(s), ...), cette enthalpie est nulle. La réaction de formation standard s’écrit à partir des éléments comme réactifs dans leur état naturel Ex. C(s) + O2(g)  CO2(g) Cette transformation représente une réaction de formation de CO2 à laquelle on associe 𝐻𝑓 0𝐶𝑂2 Autre exemple: 𝐻𝑓 0𝐻2𝑂(𝑙) correspond à la réaction : H2(g) + ½ O2(g)  H2O (l). Exemple de l’application de la loi de HESS : Réaction de combustion du butane C4H10(g) + 13/2 O2(g)  4CO2(g) + 5H2O(l) 0 𝑟𝐻𝑐𝑜𝑚𝑏 Avec 𝐻𝑓 0𝑂2 = 0. = 5𝐻𝑓 0𝐻2𝑂 + 4𝐻𝑓 0𝐶𝑂2 − 𝐻𝑓 0𝐶4𝐻10 − 13 2 𝐻𝑓 0𝑂2 L’application de la loi de Hess est également possible pour les transformations physiques : Ex. La réaction de vaporisation de l’eau : H2O (l)  H2O (g) 𝐻𝑣𝑎𝑝 0 = 𝐻𝑓 0𝐻2𝑂(𝑔) − 𝐻𝑓 0𝐻2𝑂(𝑙) La variation de l’enthalpie d’une réaction de formation est calculée à partir d’une réaction qui met en jeu des réactifs dans leur état standard naturel. MÉTHODE DES COMBINAISONS DES RÉACTIONS Il est possible dans certains cas, de procéder au calcul d’une fonction d’état énergétique par la combinaison linéaire de réactions secondaires lorsque les données le permettent. Exemple : Déterminons l’enthalpie de la réaction d’obtention du butanol (liq) à partir des trois réactions de formations En examinant la réaction principale, il apparait que deux molécules de C2H4 (g) sont nécessaires dans les réactifs, il faut alors inverser la réaction (3) et la multiplier par un facteur 2. La réaction (1) doit également être inversée, alors que la réaction (2) doit être considérée telle quelle. Les combinaisons suivantes ont été alors réalisées : (R) = -2x(3) – (1) + (2) 2C2H4(g) + H2O(g) C4H9OH(l) H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) (1)4C(s) + 5H2(g) + 1/2 O2(g) C4H9OH(l) (2)2C(s) + 2H2(g) C2H4(g) (3) RLOI DE KIRCHHOFF Lorsque la température varie, l’enthalpie d’une réaction est calculée à l’aide de l’équation de Kirchhoff : ∆𝐻2 = ∆𝐻1 + ∆𝐶𝑝. (𝑇2 − 𝑇1) Où H2 et H1 sont les enthalpies des réactions pour respectivement les températures T2 et T1. CP représente la variation des capacités calorifiques molaires entre produits et réactifs, tel que : ∆𝐶𝑃 = 𝐶𝑃 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑖𝑡𝑠 − 𝐶𝑃(𝑟é𝑎𝑐𝑡𝑖𝑓𝑠) Exemple de l’application de la loi de KIRCHHOFF : Calculer la chaleur de combustion du méthane CH4 à 800K sachant que la même chaleur calculée à 298K est -890,4kJ et les capacités calorifiques moyennes dans le domaine de température sont : CP(CH4) = 41,868J.mol-1.K-1 ; CP(O2) = 30,563J.mol-1.K-1 ; CP(CO2) = 41,449J.mol-1.K-1 ; CP(H2O) = 34,332J.mol-1.K-1 Correction: La réaction de combustion à 800K est : CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(g) ∆𝐻2 = ∆𝐻1 + ∆𝐶𝑝. (𝑇2 − 𝑇1) Calculons d’abords ∆𝐶𝑃 ∆𝐶𝑝 = CP(CO2) + 2 CP(H2O) - 2 CP(O2) - CP(CH4) ∆𝐶𝑝 = 41,449 + 2 (34,332) - 2 (30,563) – 41,868 = 7,119 J.K-1 = 7,119.10-3 kJ.K-1 ∆𝐻2 = -890,4 + 7,119.10-3.(800-298) = -886,82kJ EXERCICE 1. Ecrire la réaction de combustion du méthanol CH3OH(g) à 298K 2. Calculer la variation d’enthalpie standard de cette réaction 3. Déduire la quantité de chaleur à volume constant de cette réaction Données à 298K et sous 1 atm. CO2(g) + 3H2(g)  CH3OH(g) + H2O(l) (1) H°1 = -93KJ 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l) (2) H°2 = -570KJ H°f (CO2(g)) = -394,51kJ/mol CORRECTION DE L’EXERCICE 1. Réaction de combustion du méthanol : CH3OH(g) + 3/2 O2 (g)  CO2 (g) + 2H2O (l) 2. Calcul de la variation d’enthalpie standard de la réaction Première méthode : La loi de Hess est appliquée pour la détermination de l’enthalpie de la réaction : ∆𝐻°𝑓 (𝐻2𝑂 𝑙 )peut être déduit de la 2ème réaction : ∆𝐻°2 = 2∆𝐻°𝑓 (𝐻2𝑂 𝑙 ) et de la réaction (1) on déduit par la loi de Hess, ∆𝐻°𝑓 (𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝑔 ) ∶ ∆𝐻°𝑓 (𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝑔 ) = ∆𝐻°1 + ∆𝐻°𝑓 (𝐶𝑂2 𝑔 ) − ∆𝐻°𝑓 (𝐻2𝑂 𝑙 ) = −93 + −394,51 − 1 2 −570 = −202,51𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙 L’enthalpie de combustion devient : ∆𝐻°𝑐𝑜𝑚𝑏 = ∆𝐻°𝑓 (𝐶𝑂2 𝑔 ) + 2∆𝐻°𝑓 (𝐻2𝑂 𝑙 ) − ∆𝐻°𝑓 (𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝑔 ) = −394,51 + −570 − −202,51 = −762𝑘𝐽 Deuxième méthode : combinaison des réactions La réaction de combustion du méthanol peut être réécrite à partir des deux réactions, à condition d’inverser la première réaction, pour placer CH3OH comme réactif, la deuxième réaction doit être multipliée par un facteur de 3/2 pour équilibrer l’oxygène : -(1) : CH3OH(g) + H2O(l)  CO2(g) + 3H2(g) - H°1 = +93kJ 3/2 x (2) : 3H2(g) + 3/2 O2(g)  3 H2O(l) 3/2 H°2 = -570KJ Alors, Combustion = -(1)+ 3/2 x(2), c'est-à-dire ∆𝐻°𝑐𝑜𝑚𝑏 = −∆𝐻°1 + 3 2 ∆𝐻°2 = − −93 + 3 2 −570 = −762𝑘𝐽 3- La quantité de chaleur à volume constant est l’énergie interne : ∆𝑈°𝑐𝑜𝑚𝑏 = ∆𝐻°𝑐𝑜𝑚𝑏 − ∆𝑛. 𝑅𝑇 = −762 − 3 2 . 8,314. 10−3. 298 = −765,71𝑘𝐽
- Constante de l’équilibre - Evolution de l’équilibre - Déplacement de l’équilibre « Très souvent les transformations chimiques des réactifs en produits sont des réactions incomplètes. Une grande quantité de produits est obtenu, mais il subsiste toujours, des quantités de réactifs dans le mélange n’ayant pas réagi ou sont le résultat de la transformation inverse des produits en réactifs » La variation de l’enthalpie libre permet de prévoir le sens favorable d’une réaction. Pour un équilibre donné de type : aA + bB cC + dD Tels que a, b, c et d représentent les coefficients stœchiométriques respectifs, on définit, le quotient réactionnel Q, traduisant l’évolution de l’équilibre avant sa stabilisation : 𝑄 = 𝐶 𝑐. 𝐷 𝑑 𝐴 𝑎. 𝐵 𝑏 Ce quotient réactionnel, augmente au fur et à mesure de l’avancement de la réaction avec l’augmentation de la concentration en produits C et D et la diminution des concentrations des réactifs A et B. Lorsque l’équilibre s’établit, ce quotient réactionnel devient « constante d’équilibre », et il sera noté K. A cette valeur de K, l’enthalpie libre de la réaction devient égale à 0. 𝐺 = 𝐺0 + 𝑅𝑇𝑙𝑛𝐾 = 0 On obtient donc : 𝐺0 = −𝑅𝑇𝑙𝑛𝐾 Cette équation montre que, lorsque K est plus grand que 1 (produits supérieurs aux réactifs), l’enthalpie libre standard 𝐺0est négative, on dira que le sens direct est favorisé. Lorsque la réaction évolue dans le sens inverse, 𝐺0sera positif et K inférieur à 1. Ces calculs peuvent être réalisés sur des équilibres homogènes ou hétérogènes, les variables utilisées : concentrations, pression, nombre de moles en dépendront. Dans un équilibre homogène, les constituants de l’équilibre forment une seule phase. En général, ils sont dans un état gazeux ou sous forme de liquides miscibles. Un équilibre hétérogène est constitué de plusieurs phases qui coexistent. Les quantités des substances gazeuses sont exprimées en pression, alors que les éléments contenus dans des solutions liquides sont exprimés généralement en concentration. La constante d’équilibre K peut être alors exprimée soit en fonction des pressions (KP) soit en concentrations (KC). Exemple L’expression de la constante d’équilibre hétérogène de formation de CO2 (g) : C (s) + O2 (g) CO2 (g) Seuls les gaz sont exprimés dans Kp  𝐾𝑃 = 𝑃𝐶𝑂2 𝑃𝑂2 D’une manière générale, pour un équilibre homogène à l’état gazeux, on écrit : aA + bB cC + dD  𝐾𝑃 = 𝑐. 𝑃𝐷 𝑑 𝑃𝐶 𝑏 𝑎. 𝑃𝐵 𝑃𝐴 L’expression de la loi d’action de masse exprimée en concentrations donne : 𝐾𝑐 = 𝐶 𝑐. 𝐷 𝑑 𝐴 𝑎. 𝐵 𝑏 La pression partielle est reliée à la concentration par la loi des gaz parfaits : Pour le composé A par exemple, on a : 𝑃𝐴 = 𝑛𝐴 𝑉𝐴 . 𝑅𝑇 = 𝐴 . 𝑅𝑇 De la même manière pour les composés B, C et D les pressions seront exprimées en fonction des concentrations respectives. Par ailleurs, dans le cas d’un mélange homogène gazeux, le volume partiel est confondu avec le volume total : VA = VB = VC = VD = V, on obtient donc, en remplaçant, les pressions par les concentrations : 𝐾𝑃 = 𝐶 . 𝑅𝑇 𝑐. 𝐷 . 𝑅𝑇 𝑑 𝐴 . 𝑅𝑇 𝑎. 𝐵 . 𝑅𝑇 𝑏 = 𝐾𝑐. 𝑅𝑇 𝑐+𝑑−𝑎−𝑏 = 𝐾𝑐. 𝑅𝑇 ∆𝑛 Dans cette équation, R = 0,082 l.atm.mol-1.K-1, et n représente la variation des coefficients stœchiométriques des gaz entre produits et réactifs. Aussi, la pression totale du mélange est la somme des pressions partielles de chaque constituant gazeux : 𝑃𝑇 = 𝑃𝑖 = 𝑃𝐴 + 𝑃𝐵 + 𝑃𝐶 + 𝑃𝐷 = 𝑛𝐴 + 𝑛𝐵 + 𝑛𝐶 + 𝑛𝐷 . 𝑅. 𝑇 𝑉 = 𝑛𝑇. 𝑅. 𝑇 𝑉 La pression partielle devient : 𝑃𝑖 = 𝑛𝑖 𝑛𝑇 . 𝑃𝑇 = 𝑋𝑖. 𝑃𝑇 Xi est la fraction molaire. Exercice La décomposition du pentachlorure de phosphore se fait suivant la réaction : PCl5 (g) → PCl3 (g) + Cl2 (g) Quelle est la quantité initiale de PCl5 (g) qu’il faut introduire à 200°C dans un récipient de 1,5L qui permet l’obtention à l’équilibre d’une concentration de 0,12M de Cl2(g). On donne à cette température, Kp = 1,65. Correction de l’exercice Il s’agit initialement de chercher la valeur de Kc qui peut mener vers le nombre de mole total : On a l’équation entre Kp et Kc suivante : 𝐾𝑐 = 𝐾𝑝. (𝑅𝑇 −∆𝑛 avec ∆𝑛 = 1 + 1 − 1 = 1 Donc 𝐾𝑐 = 1,65. (0,082.473 −1= 0,0425 Or Kc est le rapport des concentrations à l’équilibre 𝐾𝑐 = 𝑃𝐶𝑙3 . [𝐶𝑙2 𝑃𝐶𝑙5 𝑃𝐶𝑙5 = 𝑃𝐶𝑙3 . [𝐶𝑙2 𝐾𝑐 = 0,12 2 0,0425 = 0,3388 𝑀 (les concentrations de Cl2 et de PCl3 sont identiques à l’équilibre). Connaissant le volume de l’enceinte, on en déduit la composition à l’équilibre de chaque espèce exprimée en nombre de mole 𝑛 = 𝐶. 𝑉 Ce qui donne 𝑛𝑃𝐶𝑙5 = 0,3388 .1,5 = 0,508𝑚𝑜𝑙 et 𝑛𝑃𝐶𝑙3 = 𝑛𝐶𝑙2 = 0,12 .1,5 = 0,18𝑚𝑜𝑙 Le nombre de mol total représente la somme à l’équilibre et correspond aussi à 𝑛𝑇 = 𝑛0 + 𝑥 avec 𝑥 la quantité ayant disparue ou la quantité produite en Cl2 ou PCl3. 𝑛𝑇 = 0,508 + 0,18 + 0,18 = 𝑛0 + 0,18 La quantité initiale en PCl3 est 𝑛0 = 0,688𝑚𝑜𝑙 On définit  comme étant le coefficient de dissociation d’un composé donné, exprimé par le rapport de sa quantité dissociée à l’équilibre sur sa quantité initiale : 𝑥 𝑛0 Avec 0 <  < 1 α = La quantité x est considérée comme étant la quantité dissociée, on peut écrire, pour un coefficient stœchiométrique égal à 1 : 𝑛𝑒𝑞 = 𝑛0 − 𝑥 = 𝑛0 − α. 𝑛0 = 𝑛0(1 − α Pour un composé gazeux, on peut exprimer la même équation en unité de pression α = 𝑃𝑥 𝑃0 D’une manière générale, le coefficient de dissociation est propre à un réactif donné et le taux de dissociation d’un réactif ou la production d’un produit dépend du coefficient stœchiométrique : aA nA + bB nB t = 0 teq nA -ax nB -bx cC 0 cx + dD 0 dx Les coefficients de dissociation de A et de B respectivement 𝐴 = 𝑎𝑥 𝑛𝐴 et 𝐵 = 𝑏𝑥 𝑛𝐵 Exercice On donne pour la réaction de synthèse du méthanol, les concentrations initiales des différents constituants CO (g) + 2H2 (g) ↔ CH3OH (g) Composé Concentration [CO]0 3,5M [H2]0 1,6M [CH3OH]0 1,3M 1. Déterminer la constante d’équilibre Kc, si à l’équilibre, on observe que [CO] = 3,2M. 2. En déduire Kp, si la température est maintenue à 450°C, ensuite calculer G° Correction de l’exercice 1. Détermination de Kc L’état d’avancement de l’équilibre est : CO t=0 3,5 teq 3,5-x 2H2 1,6 1,6-2x CH3OH 1,3 1,3+x Le raisonnement se fait aussi bien en termes de concentrations qu’en nombre de mole lorsque le volume du récipient est constant. La concentration restante de CO à l’équilibre est donnée égale à 3,2M. Ceci correspond à : 3,5 − 𝑥 = 3,2 𝑥 = 0,3𝑀 [CO] = 3,2M ; [H2]=1,6-2x = 1 M ; [CH3OH] = 1,3+x = 1,6M La constante d’équilibre est alors 𝐾𝑐 = [𝐶𝐻3𝑂𝐻 𝐶𝑂 .[𝐻2 2 = 1,6 3,2 .(1 2 = 0,5 2. Calcul de Kp et G° 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐. 𝑅𝑇 ∆𝑛 = 0,5. 0,082 .723 −2 = 1,4. 10−4 G° = - RT.lnKp  G° = -8,31 . 723. ln (1,4.10-4) = 53,315kJ PRINCIPE DE LECHATELIER Un système en équilibre peut être sujet à une perturbation due au milieu extérieur, l’équilibre se déplace dans un sens ou dans l’autre jusqu’à stabilisation. D’une manière générale, l’équilibre se déplace dans le sens opposé à la modification. Les paramètres pouvant agir sur un équilibre sont la pression, la température et le nombre de moles. Effet de la pression L’augmentation de la pression favorise le sens de diminution du nombre de mole des composés gazeux N2 + 2O2 1 2 N2O4 - Lorsque PT augmente, l’équilibre se déplace dans le sens 1, car il y a diminution des gaz. - Pour déplacer l’équilibre dans le sens inverse, il faut diminuer la pression totale Effet du nombre de moles N2 + 2O2 1 2 N2O4 L’équilibre se déplace dans le sens de la disparition du composé ajouté. l’ajout de N2 ou de O2 à l’équilibre précédent le fait déplacer dans le sens direct 1 Pour déplacer l’équilibre dans le sens inverse, il faut soit ajouter N2O4 soit diminuer N2 ou O2. Effet de la température L’augmentation de la température favorise le sens endothermique d’une réaction L’équation de Van’t Hoff illustre l’effet de la température sur le déplacement d’un équilibre : ln 𝐾2 = ln 𝐾1 + 𝐻 𝑅 1 𝑇1 − 1 𝑇2 K1 et K2 sont les constantes de l’équilibre aux températures T1 et T2 respectivement. Pour une réaction endothermique H>0, lorsque T augmente, on aura T2 > T1, ce qui donne d’après l’équation K2>K1 correspondant à une évolution qui favorise l’apparition des produits et la disparition des réactifs, c'est-à-dire, sens direct 1.
Acides et Bases Première partie Mourad AMARA Electrolytes Les électrolytes sont des espèces qui, en se dissociant dans l’eau, donnent une paire d’ions (cation et anion). Ce type de dissociation dans l’eau donne lieu à une solution aqueuse composée du solvant, l’eau et d’un soluté, l’électrolyte. L’électrolyte est considéré comme un bon conducteur. Les acides et les bases sont des électrolytes, car, en solution aqueuse ils se dissocient en donnant naissance à des ions positifs et négatifs. On distingue les électrolytes forts et les électrolytes faibles selon que la dissociation est totale ou incomplète, fort faible Dissociation totale Ca2+ + OH- OH- Dissociation incomplète + + - Définitions ARRHENIUS l’acide est une espèce qui libère des protons (H+) dans l’eau, la base est une espèce qui libère des hydroxydes (OH-) ; • • Cette définition a été complétée par celle de Bronsted puis Lewis. HCl, CH3COOH, … NaOH, Mg(OH)2, … BRÖNSTED – LOWRY • Un acide est une espèce susceptible de céder un proton à une autre espèce. • Une base est une espèce susceptible de capter un proton d’une autre espèce. LEWIS • Un acide est toute espèce pouvant accepter un doublet électronique libre • Une base est une espèce pouvant donner un doublet électronique libre HCl, CH3COOH, … NH3, CO3 2-, … BF3, Ag+, … H2O, PCl3, … FORCES DES ACIDES ET BASES Un acide fort est un acide totalement dissocié dans l’eau alors qu’un acide faible ne se dissocie que partiellement. Acides forts HCl + HNO3 + H2O  H2O  Cl- - NO3 + + H3O+ H3O+ Acides faibles On définit alors des couples acides/bases conjugués seulement pour les composés qui se dissocient partiellement : Exemple : HCN/CN- HCOOH/HCOO H3O+/H2O HCOOH + H2O HCOO- + H3O+HCN + H2O CN- + H3O+FORCES DES ACIDES ET BASES Une base forte est une base qui libère l’ion OH- suivant une réaction totale dans l’eau alors qu’une base faible ne fixe le proton que suivant une réaction équilibrée. Bases fortes Bases faibles Les couples mis en jeu pour les bases faibles impliquant la possibilité de la réaction inverse sont : NH4 +/NH3 CH3NH3 +/CH3NH2 H2O/OH- NaOH Na+aq + OH-aqH2OCa(OH)2 Ca2+aq + 2OH-aqH2OCH3NH2 + H2O CH3NH3+ + OH-NH3 + H2O NH4+ + OH-FORCES DES ACIDES ET BASES AUTOPROTOLYSE DE L’EAU L’eau est un composé appelé « amphotères » car se comporte comme acide devant une base et comme base devant un acide. La réaction d’autodissociation est : La constante d’équilibre de cette réaction est : 𝐾 = 𝐻3𝑂+ . [𝑂𝐻− 𝐻2𝑂 2 La constante d’autodissociation de l’eau devient : 𝐾𝑒 = 𝐾. 𝐻2𝑂 2 = 𝐻3𝑂+ . [𝑂𝐻− 𝑲𝒆 = 𝟏𝟎−𝟏𝟒 à 25°C 𝐻3𝑂+ . [𝑂𝐻− = 10−14  pH + pOH = 14 Dans un milieu neutre on a : 𝐻3𝑂+ = 𝑂𝐻− = 𝐾𝑒 = 10−7𝑚𝑜 𝑙 𝐿 H2O + H2O H3O+ + OH- FORCES DES ACIDES ET BASES La constante d’équilibre caractérise les réactions réversibles. Dans le cas d’un acide faible de type HA, on obtient dans l’eau : Pour cet équilibre, la loi d’action de masse donne : 𝐾 = 𝐴− . [𝐻3𝑂+ 𝐻𝐴 . [𝐻2𝑂 L’eau comme solvant, est en excès par rapport aux autres constituants. Sa concentration reste constante, et on peut écrire : 𝑲𝒂 = 𝐾. [𝐻2𝑂 = 𝑨− . [𝑯𝟑𝑶+ 𝑯𝑨 𝐾𝑎 est la constante d’acidité caractéristique du couple HA/A- avec : . 𝑝𝐾𝑎 = − log 𝐾𝑎 HA + H2O A- + H3O+ FORCES DES ACIDES ET BASES Le même raisonnement peut être fait pour une base faible dans l’eau : La constante d’équilibre s’exprime de la même manière : 𝐾 = 𝐵𝐻+ . [𝑂𝐻− 𝐵 . [𝐻2𝑂 La constante de basicité 𝐾𝑏 s’obtient en considérant la concentration de l’eau constante : 𝑲𝒃 = 𝐾. [𝐻2𝑂 = 𝑩𝑯+ . [𝑶𝑯− 𝑩 Et de même, on aura 𝑝𝐾𝑏 = − log 𝐾𝑏 B + H2O BH+ + OH- FORCES DES ACIDES ET BASES Un composé est d’autant plus acide que sa constante d’acidité Ka est élevée, c'est-à-dire pKa faible. Acides forts : HCl HNO3 H2SO4 HClO4 pKa acidité Acide HF HCOOH CH3COOH H2S HCN HS- Base conjuguée F- HCOO- CH3COO- HS- CN- S2- pKa 3,2 3,75 4,75 7,0 9,3 12,9 é t i d i c a Calcul des concentrations La concentration est généralement exprimée en molarité (mol/L) Lorsqu’elle est exprimée en normalité, elle indique la concentration en protons ou en hydroxyles échangés Normalité =Molarité x p Tel que p est le nombre de H+ ou de OH- susceptibles d’êtres échangés. Calculer la molarité, puis la normalité d’une solution de 200mL d’eau contenant 4g de NaOH (M = 40g/moL). Exemple : 𝐶 = 𝑛 𝑉 = 𝑚 𝑉 𝑀 On trouve : 𝐶 = 4 40 0,2 = 0,5𝑀 C = 0,5M = 0,5N. Exemple : [H2SO4] = 0,2M = 0,4N ; [Ca(OH)2] =0,5N = 0,25M ; [CH3NH2] = 0,1M = 0,1N Calcul des concentrations Dilution La concentration dans une solution donnée diminue après addition de l’eau. C’est le phénomène de dilution. Exemple A une solution contenant 200mL de HCl à la concentration de 0,5M, on ajoute 200mL d’eau. Que devient la nouvelle concentration? Le nombre de mol de HCl étant inchangé, on peut écrire l’équation de dilution : 𝑪𝒊. 𝑽𝒊 = 𝑪𝒇. 𝑽𝒇 Sachant que le volume final représente le volume total (initial + ajouté), on trouve la concentration finale : 𝐶𝑓 = 0,5.0,2 0,2 + 0,2 = 0,25𝑀 La concentration finale a été réduite de 2 fois, car le volume a augmenté de 2 fois. Calcul des concentrations Loi d’Otswald Dans le cas des électrolytes faibles, la dissociation est incomplète et l’équilibre devient réversible. D’après Otswald, à dilution infinie la concentration tend vers 0 et la dissociation augmente. Le coefficient de dissociation : 𝐾𝑎 𝐶0 Un acide faible très dilué peut ainsi se comporter comme un acide fort. De même pour une base faible lorsque C0 diminue,  augmente et tend vers 1. α = Exemple : Calculer le coefficient de dissociation  pour l’acide fluorhydrique HF (pKa = 3,17) de concentration C = 10-1M, puis dilué 100 fois. Réponse : Avant dilution :  = 10−𝑝𝐾𝑎 𝐶 = 10−3,17 10−1 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟐 Après dilution : ′ = 10−𝑝𝐾𝑎 𝐶′ = 10−3,17 10−1 100 = 𝟎, 𝟖𝟐 D’après les résultats on voit que 𝑪′ < 𝑪 ′ > Calcul du pH Le pH exprime le taux d’acidité ou de basicité d’une solution. En solution aqueuse, le pH appartient à l’intervalle [0 – 14 ] [H3O+] = [OH-] L’établissement des équations de calcul du pH se fera en fonction de la nature de la dissociation totale ou partielle de l’acide ou de la base. e u q i s a b s u P l l P u s a c i d e NaOH 1M (14) Lessive(13) Ammoniac domestique(11,9) Epinards (10,5) Détergent (10) Huile d’olive (9) Eau de mer (7 – 8,3) Sang (7,4) Neutre Lait (6,4) Urine (4,8 – 7,5) Eau de pluie (5,6) Sauce tomate (4-5) Soda (2,7 – 3,5) Jus de citron (2,2 – 2,4) Acides gastriques (1 – 3) HCl 1M (0) Calcul du pH ACIDE FORT Prenons l’exemple de l’acide fort HCl HCl + H2O  H3O+ + t = 0 t final C0 0 0 C0 Cl- 0 C0 On voit que : [H3O+] = [HCl]0 = C0 Alors pH = - log [H3O+] = - log C0  pH = - log C0 Calcul du pH BASE FORTE Prenons l’exemple de la base forte NaOH NaOH + H2O  Na+ aq + OH- aq t = 0 t final C0 0 0 C0 0 C0 On voit que : [OH-] = [NaOH]0 = C0 Alors poH = - log [OH-] = - log C0  14 - pH = - log [OH-] = - log C0  pH = 14 + log C0 Calcul du pH Acide faible Prenons l’exemple de l’acide faible HCOOH HCOOH + H2O HCOO- + H3O+ t = 0 t final C0 C0 - x 0 x 0 x 𝐾𝑎 = 𝐻𝐶𝑂𝑂− . [𝐻3𝑂+ [𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 𝐾𝑎 = 𝑥. 𝑥 (𝐶0 − 𝑥) On peut développer ensuite soit résoudre une équation du second degré soit faire une approximation On suppose C0 >> x Alors 𝐾𝑎 = 𝑥.𝑥 (𝐶0) = 𝑥2 𝐶0  𝐾𝑎 = 2 + [𝐻3𝑂 𝐶0  𝐻3𝑂 + = (𝐾𝑎 . 𝐶0) 1 2 Puisque pKa = - log Ka pH = - log [H3O+] On obtient donc 𝑝𝐻 = 1 2 (𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶0) Calcul du pH Base faible Prenons l’exemple de la base faible NH3 NH3 + H2O + NH4 + OH- t = 0 t final C0 C0 - x 0 x 0 x 𝐾𝑏 = − [𝑁𝐻4 + [𝑂𝐻 [𝑁𝐻3 𝐾𝑏 = 𝑥. 𝑥 (𝐶0 − 𝑥) On peut également faire une approximation On suppose C0 >> x Alors 𝐾𝑏 = 𝑥.𝑥 (𝐶0) = 𝑥2 𝐶0 Puisque pH + pOH = 14 pKa + pKb = 14  𝐾𝑏 = − 2 [𝑂𝐻 𝐶0  𝑂𝐻 − = (𝐾𝑏 . 𝐶0) 1 2 On obtient donc 𝑝𝐻 = 1 2 (14 + 𝑝𝐾𝑎 + log 𝐶0) Calcul du pH Acide fort pH = - log C0 Base forte pH = 14 + log C0 NaOH KOH Ca(OH)2 Al(OH)3 Acide faible 𝑝𝐻 = 1 2 (𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶0) Base faible 𝑝𝐻 = 1 2 (14 + 𝑝𝐾𝑎 + log 𝐶0) HCl HNO3 H2SO4 HClO4 HCOOH HF H3PO4 H2S NH3 CH3NH2 CH3NHCH3 3- PO4 Applications  Ecrire les réactions de dissociation des acides et bases suivantes dans l’eau et donner les couples conjugués : HNO3 – H2C2O4 – KOH – C2H5NH2 A.F. HNO3 a.f. H2C2O4 - HC2O4 B.F. KOH + + + + H2O  - NO3 H2O H2O H2O - HC2O4 2- C2O4  K+ aq + + + + H3O+ H3O+ H3O+ Pas de couples conjugués car absence de réaction inverse - H2C2O4 / HC2O4 HC2O4 2- - / C2O4 H3O+ / H2O OH- aq Pas de couples conjugués car absence de réaction inverse C2H5NH2 + H2O + C2H5NH3 + OH- b.f. C2H5NH3 + / C2H5NH 2 H2O/OH- Applications  Ecrire l’expression de la constante d’équilibre dans le cas de l’évolution réversible suivante, puis calculer lorsque [HF]0 = 0,1M et pKa(HF/F-) = 3,2 HF + H2O F- + H3O+ 𝐾𝑎 = 𝐹 + − . [𝐻3𝑂 [𝐻𝐹 Pour le même couple, il est permis d’écrire Kb par rapport à la base conjuguée F- , tel que : 𝐾𝑏 = 𝐾𝑒 𝐾𝑎 = 10−14 𝐾𝑎 Aussi, on peut connaitre la concentration de H3O+ à partir du Ka et de la concentration initiale, en considérant que : pH = ½(pKa – log C) = ½( 3,2 – log 0,1) =2,1 A l’équilibre : [H3O+] = [F-] Et [HF]  [HF]0 (approximation valable, puisque la dissociation étant très faible) 𝐾𝑎 = 𝐹 + − . [𝐻3𝑂 [𝐻𝐹 = + 2 [𝐻3𝑂 [𝐻𝐹 0  𝐻3𝑂 + = 𝐾𝑎. [𝐻𝐹 0 On sait que pKa = - log Ka  𝐾𝑎 = 10−𝑝𝐾𝑎 + 𝐻3𝑂 = 10−3,2. 0,1 = 7,9. 10−3𝑀 alors pH = -log [H3O+] = 2,1 Applications  Quelle est la molarité d’une solution de H2SO4 de pH = 0,5 ? Dans les expressions du pH, la concentration est exprimée en normalité H2SO4 est un diacide fort pH = -log C C = 10−𝑝𝐻 = 10−0,5 = 0,316𝑁 Normalité = Molarité x p p = Nbre de protons = 2  Molarité = ½ normalité  C = ½ . 0,316 = 0,158M  Quel est le pH d’une solution de CH3NH2 de pKb = 3,34 et de concentration C = 0,05M Les amines sont des bases faibles 𝑝𝐻 = 1 2 (14 + 𝑝𝐾𝑎 + log 𝐶0)  𝑝𝐻 = 1 2 (14 + 10,66 + log 0,05) = 11,78 Car pKa = 14-pKb = 14-3,34 = 10,66 Applications  Quel est le pH d’une solution de 200mL de l’acide acétique CH3COOH (pKa = 4,8) de concentration 0,01M après addition de 800mL d’eau ? Les acides carboxyliquers sont des acides faibles 𝑝𝐻 = 1 2 (𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶0) Calculons d’abord la nouvelle concentration après dilution : V (initial) = 200mL V (final) = 200mL + 800mL = 1000mL 𝑪𝒊. 𝑽𝒊 = 𝑪𝒇. 𝑽𝒇 𝐶𝑓 = 𝐶𝑖𝑉𝑖 𝑉𝑓 = 0,01 . 200 1000 = 0,002𝑀 C (initiale) = 0,01M 𝑝𝐻 = 1 2 (𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶0) = ½ (4,8 – log 0,002) = 3,75 Applications Calculer le pH d’une solution de Ca(OH)2 de concentration 0,005M pH = 14 + log C0 Les bases de type « Arrhenius » : M(OH)x sont des bases fortes Il faut aussi convertir la concentration en normalité Normalité = Molarité x p p = Nbre de OH- = 2 C0 = 0,005M x 2 = 0,01N pH = 14 + log C0 = 14 + log 0,01 = 12 MERCI A suivre …
Acides et Bases Deuxième partie : Titrages Mourad AMARA Solution Tampon La présence d’un acide faible et de sa base conjuguée ou d’une base faible et de son acide conjugué en solution aqueuse donne lieu à un milieu tamponné, c'est-à-dire une très faible variation du pH due à l’addition d’un acide ou d’une base. La formule d’Henderson-Hasselbach, permet de suivre le pH en fonction des concentrations : 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + log 𝑏𝑎𝑠𝑒 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒 Cette solution est obtenue de plusieurs manières : - La demi-neutralisation d’un acide ou d’une base faibles - Le mélange à l’état initial, à proportions équimolaires, d’un acide et de sa base conjuguée, ou d’une base et de son acide conjugué. La zone tampon est celle donnant un pH dans l’intervalle : 𝑝𝐾𝑎 − 1 < 𝑝𝐻 < 𝑝𝐾𝑎 + 1 correspondant à un rapport des concentrations [base] / [acide] compris entre 0,1 et 10. Solution Tampon Exemple : Quel est le pH du mélange de 0,2 mol de HCOOH avec 0,15 mol de HCOONa dans un volume d’un litre sachant que le pKa = 3,75. Pour ce mélange, on applique l’équation d’Henderson : 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + log 𝐻𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 = 3,75 + log 0,15 0,20 = 3,62 La valeur du pH ainsi trouvée est très proche du pKa. Ceci permet d’indiquer le caractère tampon du mélange. Titrages acido-basiques Le dosage d’un acide par une base ou d’une base par un acide appelé aussi titrage est effectué par addition contrôlée d’un acide fort ou d’une base forte à leurs antagonistes respectifs. La neutralisation est obtenue lorsqu’une quantité équivalente des deux espèces est présente en solution. Solution titrante D’un point de vu pratique, le suivi du pH est réalisé grâce à un pH-mètre constitué d’une électrode spécifique et d’un afficheur de la valeur du pH obtenue grâce au potentiel correspondant, ou bien, à défaut, par utilisation d’un indicateur coloré approprié. Solution à neutraliser pH mètre A l’équivalence : CAVA = CBVB Titrages acido-basiques Les indicateurs colorés sont des substances à caractère acido-basique qui changent de couleurs lorsqu’ils sont protonés ou déprotonés selon la nature du milieu dans lequel ils se trouvent. Le tableau suivant donne quelques indicateurs les plus utilisés avec les zones de virage respectives Première couleur Indicateur coloré Héliantine (méthylorange) Rouge Jaune Bleu de bromothymol incolore Phénolphtaléine Domaine du pH 3,1 - 4,4 6,2 – 7,6 8,0 – 10 Changement de couleur Orange Bleu Rouge A travers la lecture du tableau, on peut dire par exemple, que la couleur d’une solution acide de pH = 2 est rouge, jaune ou incolore selon que l’indicateur présent est l’héliantine, le bleu de bromothymol ou le phénolphtalèine. Cette couleur devient respectivement à pH = 11 orange, bleue ou rouge. Ex. Quel est le pH d’une solution incolore en présence de phénolphtaléine et bleue en présence du bleu de bromotymol? DOSAGE D’UN ACIDE FORT PAR UNE BASE FORTE La détermination du pH fera appel aux mêmes équations données dans la première partie du cours mais une comparaison préalable des nombres de moles est nécessaire. Considérons l’exemple du HA et du BOH qui nous permettra de retrouver les équations : HA + BOH  A- ,B+ + t = 0 nA nB 0 t : nB = 0 nB < nA nB = nA nB > nA 1er cas 2ème cas 3ème cas 4ème cas BOH HA nA-nB 0 0 0 0 nB-nA nB nA ou nB nA Ex. HCl + NaOH  Na+, Cl- + H2O H2O - - - - 2) C’est l’avant neutralisation, la base ajoutée est entièrement consommée. En solution, il reste une quantité d’acide n’ayant pas réagi et un sel neutre. Le pH sera toujours calculé à l’aide de la même équation, mais des quantités restantes dans un volume total. 𝑝𝐻 = − log 𝐶 = − log 𝑛𝐴 − 𝑛𝐵 𝑉𝐴 + 𝑉𝐵 4) La base forte est en excès, l’acide est totalement neutralisé. Le pH sera celui de la base forte. On applique l’équation correspondante : 𝑝𝐻 = 14 + log 𝐶 = 14 + log 𝑛𝐵 − 𝑛𝐴 𝑉𝐴 + 𝑉𝐵 1) La solution contient l’acide fort dans l’eau, l’expression du pH est alors : 𝑛𝐴 𝑉𝐴 𝑝𝐻 = − log 𝐶 = − log pH 4ème cas pH = 7 Point d’équivalence 3ème cas 2ème cas 1er cas 0 mL de BOH 3) C’est la neutralisation complète, la totalité de l’acide fort est consommée par une quantité équivalente de la base forte. La solution ne contient que le sel neutre. Le pH est alors neutre 𝑝𝐻 = 7. DOSAGE D’UNE BASE FORTE PAR UN ACIDE FORT De la même manière que dans le cas précédent, le suivi du titrage se fera en adéquation avec la comparaison des nombres de moles. HA dans la burette BOH + HA A- ,B+ + t = 0 nB nA 0 H2O - 1er cas 2ème cas 3ème cas 4ème cas BOH ErlenMeyer Agitateur t : nA = 0 nA < nB nA = nB nA > nB nB-nA 0 0 0 0 nA-nB nA nA ou nB nB - - - Ex. KOH + HNO3  NO3 -, K+ + H2O 2) C’est l’avant neutralisation, l’acide ajouté est entièrement consommé. En solution, il reste une quantité de base n’ayant pas réagi et un sel neutre. Le pH sera toujours calculé à l’aide de la même équation, mais des quantités restantes dans un volume total. 𝑛𝐵 − 𝑛𝐴 𝑉𝐴 + 𝑉𝐵 𝑝𝐻 = 14 + log 𝐶 = 14 + log 4) L’acide fort est en excès, la base est totalement neutralisée. Le pH sera celui de l’acide fort. On applique l’équation correspondante : 𝑝𝐻 = − log 𝐶 = − log 𝑛𝐴 − 𝑛𝐵 𝑉𝐴 + 𝑉𝐵 1) La solution contient la base forte dans l’eau, l’expression du pH est alors : 𝑝𝐻 = 14 + log 𝐶 = 14 + log 𝑛𝐵 𝑉𝐵 pH 1er cas 2ème cas 3ème cas Point d’équivalence pH = 7 4ème cas 0 mL de HA 3) C’est la neutralisation complète, la totalité de la base forte est consommée par une quantité équivalente de l’acide fort. La solution ne contient que le sel neutre. Le pH est alors neutre  𝑝𝐻 = 7. DOSAGE D’UN ACIDE FAIBLE PAR UNE BASE FORTE Là aussi, le titrage sera suivi à l’aide du tableau d’avancement de la réaction. Considérant le cas général d’un acide faible noté Haf réagissant avec une base forte notée BOH, on a : Haf + BOH  af- ,B+ + t = 0 na nB 0 H2O - t : nB = 0 nB < na nB = na nB > na 1er cas 2ème cas 3ème cas 4ème cas na-nB 0 0 - 0 0 nB-na nB nsel = na = nB na - - Ex. HCOOH + NaOH  HCOO-Na+ + H2O pH 4ème cas Point d’équivalence pH > 7 3ème cas pH = pKa 2ème cas 1er cas 0 V1/2 mL de BOH 2) L’addition de la base permet une neutralisation partielle. L’examen du tableau d’avancement permet de voir que dans ce cas, il reste une quantité de l’acide faible non dissocié (Haf) en plus du sel basique faible correspondant (af-, B+). 4) Dans ce cas, il y a un excès de base forte et une consommation totale de l’acide avec Dans ce cas, c’est l’équation d’Henderson qui formation du sel basique faible correspondant. est utilisée : Pour calculer le pH, il sera considéré en solution 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + log la présence des deux espèces basiques BOH et af-. Cette dernière sera négligée puisque le calcul = 𝑝𝐾𝑎 + log = 𝑝𝐾𝑎 + log rigoureux conduira au même résultat. 𝑛𝐵 (𝑛𝑎 − 𝑛𝐵) [𝑎𝑓−, 𝐵+] [𝐻𝑎𝑓] (𝑛𝑎 − 𝑛𝐵) (𝑉𝑎 + 𝑉𝐵) 𝑛𝐵 (𝑉𝑎 + 𝑉𝐵) 1) C’est le cas du début du titrage, avant addition du titrant, la solution contient seulement l’acide faible. Le pH se calcule grâce à l’équation correspondante : Le pH sera donc celui de la base forte : Dans cette équation, le cas particulier de la 𝑛𝐵 − 𝑛𝑎 𝑛𝐴 𝑉𝑎 + 𝑉𝐵 𝑝𝐾𝑎 − log 2 𝑝𝐻 = 14 + log 𝐶 = 14 + log 1 demi-neutralisation apparait lorsque 𝑛𝐵 = 𝑝𝐻 = 2 on trouve alors pH = pKa. 𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶 = 𝑛𝑎 𝑉𝑎 1 2 3) C’est la neutralisation complète, la totalité de l’acide faible a été consommée par l’équivalent de la base forte. La solution finale contient seulement le sel d’une quantité égale à l’acide initial. Le sel étant basique faible, l’équation du calcul du pH est : 𝑝𝐻 = 1 2 𝑝𝐾𝑎 + 14 + log 𝐶 = 1 2 𝑝𝐾𝑎 + 14 + log 𝑛𝑠𝑒𝑙 (𝑉𝑎 + 𝑉𝐵) DOSAGE D’UNE BASE FAIBLE PAR UN ACIDE FORT Le tableau d’avancement de la réaction permet d’établir les équations correspondantes aux calculs du pH. Considérons le cas général d’une base faible noté bf réagissant avec un acide fort HA, on a : bf + HA  Hbf+, A- t = 0 nb nA 0 - t : nA = 0 nA < nb nA = nb nA > nb 1er cas 2ème cas 3ème cas 4ème cas nb-nA 0 0 - 0 0 nA-nb nA nsel = nA = nb nb - - Ex. NH3 + HCl  NH4 +, Cl- 1) C’est le cas du début du titrage, avant addition du titrant, la solution contient seulement la base faible. Le pH se calcule grâce à l’équation correspondante : 𝑝𝐻 = 1 2 𝑝𝐾𝑎 + 14 + log 𝐶 = 2) L’addition de l’acide permet une neutralisation 1 partielle. L’examen du tableau d’avancement 2 permet de voir que dans ce cas, il reste une quantité de base non protonée (bf) en plus du sel acide faible correspondant (Hbf+, A-). 𝑝𝐾𝑎 + 14 + log 𝑛𝑏 (𝑉𝑏) 𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + log Dans ce cas, c’est l’équation d’Henderson qui est utilisée : 4) Dans ce cas, il y a un excès de l’acide fort et une consommation totale de la base avec [𝑏𝑓] formation du sel acide faible correspondant. [𝐻𝑏𝑓+, 𝐴−] Pour calculer le pH, il sera considéré en solution (𝑛𝑏 − 𝑛𝐴) la présence des deux espèces acides HA et 𝑛𝐴 Hbf+. Ce dernier sera négligé puisque le calcul rigoureux conduira au même résultat. Dans cette équation, le cas particulier de la demi- 𝑛𝑏 − 𝑛𝐴 (𝑛𝐴) = 𝑝𝐾𝑎 + log = 𝑝𝐾𝑎 + log (𝑉𝐴 + 𝑉𝑏) (𝑉𝐴 + 𝑉𝑏) pH 1er cas pH = pKa 2ème cas pH < 7 3ème cas Point d’équivalence 4ème cas mL de HA 0 V1/2 Le pH sera donc celui de l’acide fort : neutralisation apparait lorsque 𝑛𝐴 = 𝑛𝐴 − 𝑛𝑏 trouve alors pH = pKa. 𝑉𝐴 + 𝑉𝑏 𝑝𝐻 = − log 𝐶 = − log 𝑛𝑏 2 on 3) C’est la neutralisation complète, la totalité de la base faible a été consommée par l’équivalent de l’acide fort. La solution finale contient seulement le sel d’une quantité égale à la base initiale. Le sel étant acide faible, l’équation du calcul du pH est : 𝑝𝐻 = 1 2 𝑝𝐾𝑎 − log 𝐶 = 1 2 𝑝𝐾𝑎 − log 𝑛𝑠𝑒𝑙 (𝑉𝐴 + 𝑉𝑏) MERCI
𝒔 = 𝒙+𝒚 𝑲𝒔 𝒙𝒙. 𝒚𝒚 Solubilité Sel AgIO3 BaF2 réaction Ks = s = AgIO3  Ag+ + IO3 - BaF2  Ba2+ + 2F- s2 4s3 Cr(OH)3 Cr(OH)3  Cr3+ + 3OH- 27s4 Hg2(SCN)2 Hg2(SCN)2  Hg2 2+ + 2SCN- 4s3 mol/L 𝟏, 𝟕𝟔. 𝟏𝟎−𝟒 𝟔, 𝟐𝟗. 𝟏𝟎−𝟑 𝟏, 𝟐𝟑. 𝟏𝟎−𝟖 𝟐. 𝟏𝟎−𝟕 Mourad AMARA 𝐊𝐬 𝟑 𝐊𝐬 𝟒 𝟒 𝐊𝐬 𝟐𝟕 𝟑 𝐊𝐬 𝟒 Dans ce chapitre, ils seront traités les équilibres hétérogènes dans des solutions aqueuses en mettant l’accent sur la dissolution du sel et sur les conditions permettant sa précipitation. - Expression de la constante d’équilibre notée Ks - Ecriture des réactions de dissolution des sels et calculs des solubilités - Effets sur la solubilité : température, pH ions en commun -Conditions de précipitation CONSTANTE D’ÉQUILIBRE Un équilibre de solubilité d’un solide dans l’eau peut être envisagé de deux manières : - Une dissolution donnant naissance à des ions en solution Exemple : le chlorure d’argent se dissout partiellement dans l’eau pour donner des ions chlorures (-I) et argent (+I) : - Un équilibre de solvatation d’un solide Exemple : l’iode solide est en équilibre dans l’eau avec l’iode solvaté : Ag++ Cl- (1)AgCl (s)I2 (s) I2 (aq) (2)La constante de l’équilibre exprime le rapport des concentrations des espèces dissoutes dans l’eau, en considérant l’activité d’un solide comme étant égale à 1. Ainsi, on peut écrire pour les deux équilibres respectivement Ks (1) et Ks (2) : 𝐾𝑠 1 = 𝐴𝑔+ . 𝐶𝑙− 𝐾𝑠 2 = 𝐼2(𝑎𝑞 Pour un sel de formule générale AxBy (s), la dissolution dans l’eau permet d’écrire la constante de solubilité générale : 𝐾𝑠 = 𝐴𝑦+ 𝑥. 𝐵𝑥− 𝑦 AxBy (s) xAy+(aq) + yBx-(aq)I2 (s) I2 (aq) (2)Ag++ Cl- (1)AgCl (s) La dissolution est obtenue grâce à la solvatation par des molécules d’eau orientées suivant la polarité des espèces entourées. Le tableau suivant donne quelques valeurs de constantes de solubilité : Composé Ks BaSO4 Mg(OH)2 5,6.10-12 1,1.10-10 Hg2Cl2 1,4.10-18 PbI2 9,8.10-9 Ag2CrO4 1,1.10-12 SrCO3 5,6.10-10 CuBr 6,3.10-10 Zn(CN)2 8,0.10-12 SrF2 4,3.10-9 OHHOHHOHHOHHOHHOHHBx-Ay+CALCUL DE LA SOLUBILITÉ La détermination de la solubilité maximale d’un sel peu soluble repose principalement sur la valeur de sa constante d’équilibre. L’unité de mesure est mol/L, mais peut être également exprimée en g/L. L’écriture de l’équilibre de dissociation et du tableau d’avancement permet d’évaluer rapidement la relation entre Ks et solubilité. Exemple 1 L’expression de la constante d’équilibre en prenant en considération l’activité du solide et son excès : 𝐾𝑠 = 𝐶𝑢+ . 𝐵𝑟− = 𝑠. 𝑠 = 𝑠2 La solubilité est alors : 𝒔 = 𝑲𝒔 = 𝟔, 𝟑. 𝟏𝟎−𝟏𝟎 = 𝟐, 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓𝒎𝒐𝒍/𝑳 CuBr (s) Cu+(aq) + Br-(aq)t = 0 C0 0 0teq C0-s s sExemple 2 Pour déterminer la solubilité de PbI2 (s) dans l’eau, La réaction de dissociation s’écrit : La constante d’équilibre s’écrit : 𝐾𝑠 = 𝑃𝑏2+ . 𝐼− 2 = 𝑠. 2𝑠 2 = 4𝑠3 La solubilité devient : 𝑠 = 3 𝐾𝑠 4 = 3 9,8. 10−9 4 = 1,34. 10−3𝑚𝑜 𝑙 𝐿 D’une manière générale, pour une dissociation d’un composé AxBy(s), le calcul s’effectue à partir du Ks, tel que : 𝐾𝑠 = 𝐴𝑦+ 𝑥. 𝐵𝑥− 𝑦 = 𝑥𝑠𝑥. 𝑦𝑠𝑦 = 𝑥𝑥𝑦𝑦. 𝑠𝑥+𝑦  𝒔 = 𝒙+𝒚 𝑲𝒔 𝒙𝒙. 𝒚𝒚 PbI2 (s) Pb2+(aq) + 2I- (aq)t = 0 C0 0 0teq C0-s s 2sL’équation de calcul dépend de la réaction : Sel AgIO3 BaF2 réaction AgIO3  Ag+ + IO3 BaF2  Ba2+ + 2F- - Ks = s2 4s3 Cr(OH)3 Cr(OH)3  Cr3+ + 3OH- 27s4 Hg2(SCN)2 Hg2(SCN)2  Hg2 2+ + 2SCN- 4s3 s = mol/L 1,76. 10−4 6,29. 10−3 1,23. 10−8 2. 10−7 𝐾𝑠 3 𝐾𝑠 4 4 𝐾𝑠 27 3 𝐾𝑠 4 EFFET DE L’ION EN COMMUN La solubilité d’un solide diminue après introduction d’un ion commun au composé solide. Ceci est justifié par le déplacement de l’équilibre dans le sens opposé de façon à consommer cet ajout. Exemple 3 Reprenons le même exemple cité plus haut, celui de PbI2 Dans un milieu contenant NaI (considéré comme totalement soluble) de concentration C0 = 0,1M, l’équilibre devient : L’excès signifie la faible dissolution du solide. L’expression et la valeur du Ks étant inchangés, on écrit : 𝐾𝑠 = 𝑃𝑏2+ . 𝐼− 2 = 𝑠′. 2𝑠′ + 𝐶0 2 𝟐, Pour simplifier la résolution de l’équation, l’approximation nécessaire 2s’+C0 ≈ C0 est justifiée, on obtient donc 𝑲𝒔 = 𝒔′. 𝑪𝟎 ce qui donne pour C0 = 0,1M par exemple, 𝑠′ = 9,8.10−9 (0,1 2 = 9,8. 10−7𝑚𝑜𝑙/𝐿 𝐾𝑠 2 = 𝐶0 On voit que s’ < s confirmant la diminution de la solubilité sous l’effet de l’ion en commun. PbI2 (s) Pb2+(aq) + 2I- (aq)t = 0 excès 0 C0teq excès s' 2s'+C0EFFET DE LA TEMPÉRATURE La température agit sur les équilibres de dissolution du sel suivant les conditions de la loi de Van’t Hoff. L’augmentation de la température favorise le sens endothermique. ln 𝐾s2 = ln 𝐾s1 + 𝐻 𝑅 1 𝑇1 − 1 𝑇2 La plupart des réactions de dissolution du sel sont endothermique, nécessitant un chauffage pour croitre les quantités dissoutes. Réaction endothermique : lorsque T   Ks   solubilité « S »  EFFET DU PH Les ions OH- rentrent dans la composition d’une grande partie des sels peu solubles, c’est pourquoi le pH peut constituer un outil de contrôle des équilibres de dissolution. La loi de Lechatelier de déplacement des équilibres permet de suivre le sens favorable à l’ajout ou à la diminution des ions OH-. Exemple 4 Mg(OH)2, Ks = 5,6.10-12 La solubilité est calculée suivant l’équilibre de dissolution : Mg (OH)2 (s)  Mg2+ + 2OH- 𝐾𝑠 = 𝑀𝑔2+ . 𝑂𝐻− 2 = 𝑠. 2𝑠 2 = 4𝑠3 qui donne une solubilité de 1,12.10-4mol/L Et puisque [OH-] = 2s = 2,24.10-4mol/L correspondant à pOH = 3,65 ou pH =10,35. Lorsque pH > 10,35  pOH < 3,65  [OH-] > 10-3,65 M, la réaction va se déplacer dans le sens inverse, précipitation de Mg(OH)2 RÉACTIONS COMPÉTITIVES Lorsque plusieurs sels co-existent dans la même solution : Le solide possédant la plus faible valeur de solubilité (déduite du Ks ou du pKs) est celui qui se dissouts en dernier. Exemple 5 Lequel qui se dissout en premier ? solubilité (Ag2CrO4 (Ks = 1,1.10-12)) < solubilité (Ag2CO3 (Ks = 8,5.10-12)) < solubilité (Ag2SO4 (Ks = 1,2.10-5)) Ag2SO4 se dissout en premier (S ) On remarque que la solubilité augmente avec l’augmentation du Ks pour des sels de même formulation chimique Ce n’est pas le cas entre AgCl et Ag2CrO4, puisque les solubilités respectives sont 1,34.10-5mol/L < 6,5.10-5mol/L alors que Ks (AgCl = 1,8.10-10) > Ks (Ag2CrO4 = 1,1.10-12) CONDITIONS DE PRÉCIPITATION La précipitation est la réaction inverse de la dissolution du solide en équilibre avec ses ions : le mélange de deux ions en solutions (cation + anion) conduit-il nécessairement à la précipitation du solide ? il s’agit de comparer le produit ionique (produit des concentrations) avec le Ks afin de situer l’état d’équilibre ou l’état de saturation correspondant à la consommation de toutes les molécules d’eau servant à la dissolution du sel. Par ailleurs, ce produit ionique a été défini précédemment comme étant le quotient de la réaction Q qui exprime les concentrations des espèces hors équilibre. On a alors 3 possibilités :  Q < Ks : la solution est insaturée, pas de précipitation  Q = Ks : la solution est saturée, il y a équilibre entre le solide et les ions  Q > Ks : il y a précipitation du sel Exemple 6 On mélange 30mL de Pb(NO3)2 0,03M avec 20mL de NaI 3.10-3M. On donne Ks (PbI2) = 7,1.10-9 Y-a-t-il précipitation de PbI2 ? Justifier Pour précipiter PbI2, la condition Q = 𝑃𝑏2+ . [𝐼−]2> 𝐾𝑠 doit être respectée. Après mélange, en tenant compte de l’effet de dilution, les concentrations deviennent Cf = CiVi/Vf 𝑃𝑏2+ = 0,03 .30 30 + 20 = 0,018𝑀 𝐼− = 3. 10−3. 20 20 + 30 = 0,0012𝑀 Le produit ionique : 𝑃𝑏2+ . [𝐼−]2= 0,018. (0,0012 2= 2,59. 10−8 > 𝐾𝑠  Il y a précipitation de PbI2. Merci
LA COMMUNICATION INTERCELLULAIRE UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF – DEPARTEMENT DE MEDECINE. PREMIERE ANNEE DE MEDECINE ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. PR YAHIA • Dans ce chapitre, nous allons étudier les principaux moyens de communication des cellules • et voir comment elles envoient des signaux • et comment elles interprètent ceux qu’elles reçoivent I/INTRODUCTION • La communication intercellulaire est l’une des caractéristiques des organismes pluricellulaires, qui assure la direction des processus fondamentaux des cellules, coordonne leur activité permet aux différentes cellules de l’organisme à percevoir leur micro-environnement • Elle est assurée par: des molécules chimiques (messagers ou molécules informatives)  émises par une cellule (dite émettrice)  reconnues par une autre cellule (dite réceptrice). II/LES DIFFÉRENTS TYPES DE COMMUNICATIONS CELLULAIRES • Chaque type cellulaire dispose d’un ensemble de récepteurs qui lui permet de répondre à un ensemble spécifique de molécules de signalisation produites par d’autres cellules. • Ces molécules de signalisation fonctionnent de façon coordonnée pour contrôler le comportement de la cellule. • les cellules peuvent avoir besoin de plusieurs signaux :selon le type de signal, les conséquences au niveau cellulaire seront :  survie, (flèches bleues),  prolifération (flèches rouges)  et/ou différenciation cellulaire. (flèches vertes)  L’absence de signaux conduits à la mort cellulaire. III/LES QUATRE TYPES DE SIGNALISATION • On peut classer ces modes de communication en fonction de la distance qui sépare la cellule émettrice du signal de la cellule cible. De la distance la plus longue à la plus courte on trouve : • 1) La communication endocrine • 2) La communication paracrine • 3) La communication autocrine • 4) La communication synaptique chimique 1/ La communication endocrine • Elle concerne les hormones • celles-ci sont libérées dans la circulation sanguine générale. • Elles agissent à distance sur une cellule qui possède un récepteur spécifique. • Le délai pour que le signal atteigne sa cible est long (de quelques secondes à plusieurs minutes). 2/ La communication paracrine • Le signal est libéré dans la matrice extracellulaire • et agit seulement sur les cellules voisines. • Elle concerne les médiateurs locaux. • Ex : facteurs de croissance, médiateurs de l’inflammation. 3/ La communication autocrine • La cellule répond au signal qu’elle a elle-même sécrété. • Ex : les facteurs de croissance et les cytokines. 4/ La communication synaptique chimique • Le signal est libéré par la cellule présynaptique • agit seulement sur la cellule post- synaptique d’une jonction spécialisée voisine (synapse chimique). • Il n’y a pas de dispersion du signal et l’action est très rapide (de l’ordre de la ms). • Elle concerne les neurotransmetteurs • (ex : acétylcholine, glutamate, noradrénaline…). IV/LES 3 PRINCIPAUX TYPES DE SIGNAUX CHIMIQUES • 1. Les molécules informatives hydrosolubles 2. Les molécules informatives liposolubles 3. Les radicaux libres gazeux 1/ Les molécules informatives hydrosolubles • Elles ne peuvent pas traverser la bicouche lipidique de la membrane plasmique. • Elles agissent grâce à des récepteurs spécifiques situés sur la membrane plasmique de la cellule cible. • Leur durée de vie très courte (ms, s pour les neurotransmetteurs ou quelques min pour les hormones). • Elles induisent des réponses rapides et de courte durée. • Ces réponses correspondent à une régulation et activent de protéines pré-existantes dans la cellule cible (enzymes, canaux ioniques, facteurs de régulation de la transcription) Ces molécules sont • Les facteurs de croissance : ce sont des protéines ou des polypeptides qui jouent un rôle dans la prolifération et la survie des cellules. Désignés le plus souvent par GF : Growth Factor. • Les neurotransmetteurs : ce sont le plus souvent des dérivés d’acides aminés (noradrénaline, sérotonine, GABA…) ou des polypeptides qui jouent un rôle dans l’excitation ou l’inhibition des neurones au niveau des synapses. • Les hormones : ce sont des molécules : – peptidiques (2-100 acides aminés). Ex : vasopressine, ocytocine, insuline… – protéiques (> 100 AA). Ex : hormone de croissance (GH) ; – glycoprotéiques. Ex : LH, FSH. • Les cytokines : Ce sont des protéines ou des polypeptides qui jouent un rôle dans la réponse immunitaire et l’infl ammation. Ex : interleukines (IL). 2/ Les molécules informatives liposolubles • Elles franchissent la membrane plasmique par diffusion simple. • Elles activent ensuite un récepteur intracellulaire qui se fixe sur des régions cibles de l’ADN et régulent la transcription des gènes. • Elles induisent des réponses plus tardives et de plus longue durée. Elles n’agissent pas sur des protéines pré-existantes • Ces molécules sont transportées dans le sang (cas des hormones liposolubles) grâce à des transporteurs protéiques spécifiques avant d’être libérées au contact de la membrane plasmique des cellules cibles. • EX: – les hormones thyroïdiennes (T3 et T4), dérivées d’un acide aminé : la tyrosine ; – Les hormones stéroïdes, dérivées du cholestérol. Ex : cortisol, œstradiol, testostérone, progestérone… – Les prostaglandines, dérivées de l’acide arachidonique (acide gras à 20 C). 3/ Les radicaux libres gazeux • Ils diffusent librement à travers la membrane plasmique. • Ils agissent directement sur des enzymes cytosoliques sans intervention d’un récepteur membranaire ou intracellulaire. • Les mieux connus sont CO (monoxyde de carbone) et NO (monoxyde d’azote). • Ils sont toxiques à forte concentration. V/LES RÉCEPTEURS MEMBRANAIRES DES MOLÉCULES HYDROSOLUBLES ET LEUR DIVERSITÉ Il existe trois classes principales de récepteurs membranaires • Les récepteurs canaux ioniques • Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) • Les récepteurs enzymes (à activité enzymatique) 1/LES SIGNAUX HYDROSOLUBLES ET LES RÉCEPTEURS CANAUX IONIQUES • mode de fonctionnement le plus simple et le plus direct • Ce sont des canaux ioniques ligand –dépendant, • une superfamille de récepteurs multimériques dont chaque monomère possède 4 domaines transmembranaires. • Leur ouverture est déclenchée par la fixation de leur ligand spécifique. • Exemple : Le récepteur nicotinique musculaire de l’acétylcholine est un pentamère de 300 kDa formé de 5 sous-unités qui délimitent le canal ionique: 2 sous-unités α (alpha) portant les sites de fixation du ligand, 1 sous-unité β(beta) 1 sous-unité γ(gamma) 1 sous-unité δ(delta). • La fixation de l’acétylcholine sur chaque sous-unité α provoque une réorganisation de la structure des 5 sous-unités  qui déclenche l’ouverture du canal ionique. • Conséquences : entrée de Na+ à l’origine d’une dépolarisation de la cellule musculaire • C’est ainsi que le récepteur nicotinique joue un rôle important dans la transmission neuromusculaire et le couplage excitation- contraction. 2/Les signaux hydrosolubles et les récepteurs membranaires couplés aux protéines G (RCPG) • Les RCPG sont des protéines transmembranaires (glycoprotéines) contrôlent indirectement l’activité d’une protéine cible liée à la membrane plasmique (une enzyme ou un canal ionique) par l’intermédiaire d’une protéine G hétérotrimérique. 2/Les signaux hydrosolubles et les récepteurs membranaires couplés aux protéines G (RCPG) • Structure des RCPG • Ils appartiennent à une superfamille de protéines qui possèdent 7 domaines transmembranaires. • Leur extrémité N- terminale est extracellulaire (flèche rouge) Cascade d’activation des RCPG La voie de signalisation par les RCPG fait intervenir 6 partenaires : • Le premier messager qui est un ligand extracellulaire. Ex : noradrénaline, glucagon. • Les RCPG. • Les protéines G hétérotrimériques (= transducteurs). • Des effecteurs primaires qui sont des canaux ioniques ou des enzymes. Ex : adénylate cyclase, phospholipase C… • Des seconds messagers dont la concentration intracellulaire est contrôlée par les effecteurs primaires. Ex : AMPc, Ca2+… • Des effecteurs secondaires activés par les seconds messagers. Ex. : protéine kinase A activée par AMPc. La fixation du premier messager sur le RCPG aboutit après un très important phénomène d’amplification, à la modification de nombreuses activités cellulaires Les protéines G • La protéine G est une protéine hétérotrimérique ancrée dans le feuillet interne de la membrane plasmique • Elles appartiennent à une vaste superfamille de protéines liant le GTP et l’hydrolysant en GDP. Elles sont composées de 3 sous-unités (SU) une SU α qui fixe le GDP le GTP et possède une activité GTPasique une SU β  une SU γ qui forment un dimère indissociable. La SU α et la SU γ sont liées de manière covalente à des acides gras, ce qui leur permet de s’ancrer de façon temporaire au feuillet cytosolique de la membrane plasmique. Les protéines G • Le transfert d’informations entre le RCPG et l’effecteur primaire repose sur le cycle fonctionnel des protéines G : • 1) La fixation du premier messager sur le RCPG active la protéine G et déclenche l’échange d’une molécule de GDP par une molécule de GTP au niveau de la SU α. • 2) Cet échange induit la dissociation du complexe trimérique et la SU α se sépare des deux autres. • 3) α et βγ modulent l’activité de nombreux effecteurs primaires protéines G • La sous unité α activée stimule l’adénylate cyclase, • enzyme capable de transformer l’ATP en AMPc. • Les molécules d’AMPc produites en quantités importantes jouent le rôle de seconds messagers • responsables d’amplification du signal et de la transmission du message à l’intérieur de la cellule. • (Exemple : Adrénaline, glucagon, ACTH…) Exemple 2 : Voie de signalisation par la phospholipase C • La fixation du ligand sur son récepteur spécifique (muscarinique) engendre l’activation de la phospholipase C par l’intermédiaire de la protéine G (Gq, sous unité α), • Ce qui conduit à la formation de deux seconds messagers, l’inositol 1,4,5 triphosphate (IP3) et le diacyl glycérol (DAG). • L’IP3 migre à l’intérieur de la cellule et s’attache sur ces récepteurs spécifiques (canaux Ca++ ligands dépendant) situés sur la membrane de RE ce qui entraine la libération de Ca++ dans le cytosol. • Quant au DAG, il reste lié à la membrane plasmique et active la protéine kinase C qui est responsable d’une cascade de phosphorylation. Exemple de ligands (Acétylcholine sur son récepteur muscarinique, Histamine…..). 3/Les signaux hydrosolubles et les récepteurs enzymes • Ces récepteurs existent sous 4 grandes classes:  1. les récepteurs à activité kinase (Tyrosine, sérine/thréonine)+ + +  2. les récepteurs à activité phosphatase (Tyrosine, sérine/thréonine).  3.Les récepteurs couplés aux kinases(Tyrosine, histidine)  4.les guanylates cyclases transmembranaires (synthèse de GMPc) • Caractéristiques :Ils sont inactifs à l’état de monomère et agissent pour la plupart sous forme de dimère 3/Les signaux hydrosolubles et les récepteurs enzymes • Ils possèdent : un seul domaine transmembranaire ;  un domaine extracellulaire N-terminal glycosylé qui fixe le ligand ; une extrémité cytoplasmique C-terminale qui porte l’activité enzymatique intrinsèque ou est directement associée à une enzyme • Exemple des récepteurs aux facteurs de croissance GF • La fixation successive de 2 molécules de ligand induit la dimérisation du récepteur et son autophosphorylation qui lui permet alors de recruter des protéines associées. • Cette fixation permet au récepteur d’activer la protéine G monomérique Ras. Cette activation est indirecte et fait intervenir :  une protéine intermédiaire, qui se fixe sur le récepteur (Grb2) ;  une protéine qui se fixe sur Grb2 et stimule l’échange de GDP par du GTP au niveau de Ras (Sos = GEF). • Ras activée induit une cascade de phosphorylations dans laquelle une série de protéines kinases interagissent de manière séquentielle : MAP-kinasekinase-kinases (= Raf) et MAP-kinase-kinases (= MEK). • La dernière kinase est une MAP kinase (Mitogene Activated Protein Kinase). Cette cascade aboutit à la modification d’activité de protéines cytosoliques et à l’activation de facteurs de transcription. Cette voie permet de réguler la prolifération, la différenciation et la survie cellulaire. . (A) Un récepteur couplé à un canal ionique l’ouvre (ou le ferme), en réponse à la liaison de sa molécule de signalisation extracellulaire. Ces canaux sont aussi appelés canaux ioniques à ouverture contrôlée par un transmetteur. (B) Quand un récepteur couplé à une protéine G lie la molécule de signalisation extracellulaire qui lui est spécifique, le signal est d’abord transmis à protéine G sur l’autre face de la membrane. La protéine G activée quitte alors le récepteur et active (ou inhibe) une enzyme cible (ou un canal ionique, non montré) dans la même membrane. La protéine G est représentée ici comme une seule molécule ; c’est en fait un complexe de trois sous-unités protéiques. (C) La liaison d’une molécule de signalisation à un récepteur couplé à une enzyme déclenche l’activité de l’enzyme située à l’autre extrémité du récepteur, à l’intérieur de la cellule. nombreux récepteurs couplés à une enzyme ont une activité enzymatique propre (à gauche), mais d’autres fonctionnent avec des enzymes qui leur sont associées (à droite). QUELQUES DEFINITIONS POUR UNE MEILLEURE COMPRÉHENSION DU COURS A NE PAS APPRENDRE PAR COEUR RÉFÉRENCES • Cédric Favro, Fabienne Nicolle-Biologie cellulaire UE2-Hachette Supérieur (2011) • Alberts Bray Hopkin Johnson Lewis Raff Roberts Walter, L'essentiel de la biologie cellulaire-lavoisier 3e édition (2012) • Communication intercellulaire par des signaux chimiques Pr Aouati • Communication Signalisation cellulaire, M Dehimat
SYSTÈME ENDOMEMBRANAIRE (2eme partie) APPAREIL DE GOLGI ET LYSOSOMES DR H. BOUZERIA . SERVICE DE BIOLOGIE CELLULAIRE (CPMC ALGER) APPAREIL DE GOLGI LE PLAN   I/ GENERALITES ET DEFINITION   II/ STRUCTURE   III/ ROLES   IV/ BIOGENESE I/ GENERALITES   L’appareil de Golgi est un organite intra- cytoplasmique présent dans toutes les cellules eucaryotes , situé au voisinage du noyau.   Décrit pour la 1ère fois en 1898 par le chercheur italien Camillo Golgi lors de ces travaux effectués sur les cellules nerveuses en utilisant la coloration à l’argent.   L’appareil de Golgi constitue un lieu majeur des modifications post-traductionnelles (de transfert et de tri ) des molécules, ainsi que de synthèse des glycoprotéines   L’appareil de Golgi est constitué par un ensemble de vésicules et saccules aplatis ces derniers sont disposés en pile, les uns sur les autres , chaque pile est constituée de 4 à 30 saccules.   Chaque pile de saccules porte le nom de dictyosome. II/ STRUCTURE (dictyosome en mé) 1/ Au microscopie optique:   L’appareil de Golgi est localisé prés du noyau, mis en évidence grâce à la coloration des cellules par les sels de nitrate ammoniacal, constitué par plusieurs dictyosomes .   Le dictyosome a une structure argyrophile (= fixant l’argent) ,en forme de croissant, incurvé et polarisé. Chaque dictyosome présente : - Une face concave dirigée vers la périphérie de la cellule ( vers la membrane plasmique). -Une face convexe en relation avec le réticulum endoplasmique granulaire(REG) .   REMARQUE : Le nombre de dictyosomes dépend de l’activité sécrétoire de la cellule: plus l’activité sécrétoire est importante ,plus le nombre de dictyosome observable est important: EXEMPLES : - cellules nerveuses: 50 à 100 dictyosomes. - cellules sécrétrices : 10 à 20 dictyosomes. - Les autres cellules : 5 à 10 dictyosomes. - Exceptionnellement ,l’appareil de Golgi de certaines cellules comporte seulement un seul dictyosome 2/ Microscopie électronique à transmission:   Chaque dictyosome correspond à un empilement de plusieurs saccules individualisés ( 4 à 30 saccules par dictyosome).   Le saccule a une forme de disque aplatit, correspond a une membrane biologique délimitant une citerne; élément de base du dictyosome et fait environ 1µ de diamètre. Le dictyosome est polarisé présente : - Une face CIS , convexe correspond au compartiment d’entrée = face de formation, proche du noyau , dirigée vers le REG , - Une face TRANS , concave correspond au compartiment de sortie = face de maturation , dirigée vers la périphérie c’est à dire la membrane plasmique. c Sur le plan fonctionnel chaque dictyosome comporte 5 compartiments (fonctionnellement et biochimiquement différents) : 1 - Le réseau cis Golgien : un ensemble interconnecté de tubulures, de saccules et de vésicules de transition en provenance du réticulum endoplasmique granulaire , proche du compartiment cis. 2- Le compartiment cis : comporte quelques saccules au niveau de la partie convexe ( face cis= face de formation= face d’entrée dans le dictyosome) 3 - Le compartiment médian : quelques saccules, assure la transformation, fait suite au compartiment cis. ERGIC=Réseau cis Golgien TGN = Réseau trans Golgien 4 - Le compartiment trans : quelques saccules au niveau de la partie concave (face trans = face de maturation = face de sortie du dictyosome) 5 -Le réseau trans golgien : ensemble interconnecté de tubulures , saccules et vésicules trans ( vésicules de sécrétion) , localisé au niveau de la face trans NB : - Les dictyosomes peuvent communiquer entre eux grâce à des canalicules latéraux qui connectent les dictyosomes les uns aux autres. ERGIC Face Trans Région médiane Face Cis Différents compartiments de l’appareil de Golgi FONCTIONNEMENT DU DICTYOSOME Le fonctionnement et la relation du dictyosome avec les autres compartiments du SEM réalise un flux membranaire constant bidirectionnel, ( l’appareil de Golgi est le carrefour de ce flux) (voir cours SEM) avec 2 voies: A/ LA VOIE ALLER = flux sortant ou centrifuge: a- Les vésicules de transition: assurent le transport entre le REG et la face Cis de l’appareil de Golgi (assurent la continuité entre le REG et les dictyosomes de l’appareil de Golgi) : -Constituées d’une membrane provenant du REG, -Contiennent des molécules produites dans le REG, - Fusionnent ensemble pour former un saccule Cis. b- La progression : Les saccules Cis par le flux membranaire vont se retrouver dans le compartiment médian puis dans le compartiment Trans, puis bourgeonnement en petites vésicules contenant des molécules qui ont traversé le Dictyosome pour rejoindre leur destination finale = vésicules sécrétoires. B/ LA VOIE RETOUR = flux entrant ou centripète : Latéralement on trouve une voie retour constituée des vésicules latérales qui circulent entre les compartiments du Golgi et le REG. 3/ LE ROLE: Maturation et Modification post-traductionnelle des molécules synthétisées dans le REG tout en traversant le dictyosome (glycosylation). EN RESUME Vésicules de transition Vésicules de transport Communication Communication REG CGN Cis Médian Médian Trans Vésicules de sécrétion Communication TGN Mbr PL TGN endosome TGN phagosome CGN=RESEAU CIS GOLGIEN TGN=RESEAU TRANS GOLGIEN Trans TGN TGN Vacuole autophagique La composition chimique   La composition chimique (moléculaire) des membranes des différents saccules golgiens est très variable d’un saccule à un autre ; elle dépend de la fonction de chaque portion, en moyenne les protéines représentent 60 à 65% et les lipides entre 35 et 40% , c’est une composition intermédiaire entre le REG et la membrane plasmique.   L’épaisseur de la membrane de l’appareil de golgi s’accroit de 6nm pour les saccules de la face cis et de 7,5nm pour ceux de la face trans. III/ Rôles de l’appareil de Golgi   L’appareil de Golgi assure 3 fonctions: 1/ La O-glycosylation: Ajout d’un oligosaccharide sur le OH de la chaine latérale d’une serine ou thréonine (protéines trans- membranaires et protéines solubles) . Les résidus sont associés un à un au polypeptide oligosaccharide en général court (3oses) et peu ramifié , grâce à l’enzyme o-oligosaccharides protéines transférase . La O-glycosylation se déroule uniquement dans l’appareil de Golgi au niveau des saccules médians et trans . Séquence consensus de la O .glycosylation Accrochage des sucres un par un sur l’oxygène de la sérine ou thréonine 2/ La N-glycosylation : concerne les protéines trans- membranaire ou solubles déjà modifiées par la N- glycosylation dans le REG. Elle consiste en: a/ La phosphorylation des résidus mannose: - Etape indispensable à la maturation fonctionnelle des enzymes lysosomales et à leur adressage vers le compartiment des lysosomes. -Elle se déroule dans le réseau Cis Golgien grâce à l’enzyme : phosphotransférase. b/ L’enlèvement des résidus mannose: - se déroule dans les saccules médians grâce à l’enzyme : la Golgi mannosidase II . c/ Addition de nouveaux résidus sucrés: - Addition de 1 à 2 galactose N.acetyl-glucosamine (GLcNAc) , grâce à l’enzyme N-glucosamine transferase II au niveau des saccules golgiens médians. - Addition de l’acide N-acetyl-neuraminique (NANA) grâce à l’enzyme NANA transférase, au niveau du réseau trans golgien. d/ La sulfatation des sucres et des protéines: - C’est l’ajout d’un groupement sulfate SO4 à des glycoprotéines sécrétées ,destinées à la matrice extra- cellulaire ou membranaire. - Elle se déroule au niveau des saccules trans, grâce à l’enzyme sulfotransférase. Résumé : Les Différents compartiments de l’appareil de Golgi et les enzymes correspondant 3/ LE TRI , Adressage, maturation et exportation: L’appareil de Golgi assure le transport des protéines dans la cellule en les emballant dans des vésicules. Le trafic vésiculaire entre les différents compartiments du SEM suit un flux membranaire bidirectionnel ( un flux sortant centrifuge et un flux entrant centripète) ( voir plus haut) . le flux membranaire permanent vectoriel exporte à 2 destinations différentes , à chaque destination , correspond un type de vésicule précis, défini par le revêtement protéique qui l’entoure, on distingue: v Les vésicules tapissées de Clathrine couplées à des protéines d’adaptation et des récepteurs spécifiques , sont destinées à un transport contrôlé spécifique ( sécrétion régulée) avec: - Les vésicules API : pour sécrétion contrôlée du réseau trans golgien. - Les vésicules APII : pour la membrane plasmique (endocytose, vers les endosomes). - Les vésicules APIII : pour le trafic vésiculaire du réseau trans golgien vers les lysosomes. Remarque: La Clathrine et les protéines d’adaptation seront éliminées au cours de leur transport dans le cytoplasme. shema v Les vésicules tapissées de Coatomères : destinées aux transports constitutifs, le matériel de la sécrétion correspond à des glycoproteines de la membrane plasmique et GAG du melieu extra-cellulaire avec: - Les vésicules Cop I : pour la navette entre saccules du dictyosome = la voie de retour vers le REG. - Les vésicules Cop II : pour aller du REG vers les saccules Cis. Les protéines CopII revêtent les vésicules de transitions alors que les protéines CopI revêtent les vésicules de retour Exemple de tri , emballage et adressage et maturation des enzymes lysosomales: ü  Le tri: - Les enzymes lysosomales synthétisées dans le REG, -transformées dans le Golgi cis avec phosphorylation des résidus mannoses (= enzymes phosphorylées), -Transférées dans le Golgi trans où elles se fixent aux récepteurs membranaires spécifiques +++ (identifiées) ü  Emballage: La présence des récepteurs sur la membrane des saccules trans permet de fixer les enzymes pour les diriger spécifiquement vers les lysosomes dans des vésicules particulières appelées vésicules de triage. ü  Adressage vers leurs destinations finales et maturation: L’augmentation progressive de l’acidité dans les vésicules de triage permet à l’enzyme de se séparer de ces récepteurs et de rejoindre le lysosome et les récepteurs seront recyclés. Les enzymes subissent leur maturation au cours de leur transport dans le cytoplasme grâce à des protéases, avec augmentation progressive de la taille de la vésicule.   Exp insuline schema IV/ Biogenèse de l’appareil de Golgi Le renouvellement se fait soit : - A partir du REG: Par bourgeonnement de la face lisse du REG , se forment les vésicules de transition qui en fusionnant donnent naissance à des saccules nouvellement formés poussent les 1er formés vers la face trans où ils se fragmentent donnant naissance aux vésicules de sécrétion dans le réseau trans golgien(TGN) . - A partir du compartiment endosomal: L’appareil de golgi reçoit en permanence des vésicules d’endocytose . LES LYSOSOMES LE PLAN I/ GENERALITES ET DEFINITION II/ CLASSIFICATION III/ COMPOSITION CHIMIQUE IV/ ROLES DES LYSOSOMES V/CONCLUSION DR H.BOUZERIA CPMC ALGER 2020/20°21 I/ GENERALITES •  Les lysosomes sont des organites intracytoplasmiques de toutes les cellules eucaryotes à l’exception des hématies . •  Abondants (environ une centaine de vésicules par cellule ) dans les cellules à activité phagocytaire (macrophages) ou glandulaire (cellules hépatiques et cellules thyroïdiennes) •  Ce sont de petites vésicules membranaires de 0,2 à 1 micro mètre de diamètre, font parti du système endomembranaire. •  Ils interviennent dans la dégradation (catabolisme) des macromolécules (protéines, lipides…….) d’origine extracellulaire= hétérophagie ou intracellulaire = autophagie, grâce à leurs hydrolases •  Caractérisés par un contenu acide , le PH entre 4,5 et 5,5. II/ CLASSIFICATION LA CLASSIFICATION DES LYSOSOMES EST BASEE SELON LEUR STADE FONCTIONNEL , ON DISTINGUE: a- Les lysosomes primaires: correspondent aux vésicules qui contiennent des hydrolases inactives. b- Les lysosomes secondaires: correspondent aux vésicules qui contiennent des hydrolases actives et des substrats en cours de digestion. (On a 2 cas) Le lysosome II se forme soit a partir : 1 - De la fusion d’un lysosome I avec un autophagosome donnant naissance à un lysosome II appelé autolysosome ou vacuole autophagique. ( autophagosome = substrat à dégrader provient de la cellule elle même: exemple mitochondrie sénescente ou fraction de la membrane plasmique, entouré par une cytomembrane du RE). 2 - De la fusion d’un lysosome I avec un hétérophagosome, donnant naissance à un lysosome II appelé hétérolysosome ou phagolysosome ou vacuole hétérophagique. (hétérophagosome = substrat à dégrader est étranger à la cellule exemple corps étranger ou bactérie …. qui pénètrent dans la cellule par endocytose, ou par phagocytose) . Lysosome I Fragment du RE Mitochondrie sénescente (non fonctionnelle) Vacuole hétérophagique Lysosome I Lysosome II Lysosome I Vacuole autophagique •  c/ Les lysosomes III : Correspond aux corps résiduels : Dans le lysosome, la majorité des substances contenues dans les vacuoles d’autophagie ou d’hétérophagie sont digérées, cependant il persiste dans le lysosome un résidu insoluble, lorsque la quantité d’enzyme est insuffisante ou lorsque certaines substances sont résistantes à l’action des enzymes. III/ COMPOSITION CHIMIQUE A/ Techniques d’isolement - L’isolement est réalisé à partir d’un homogénat cellulaire, les lysosomes sont récupérés au deuxième culot d’une ultracentrifugation différentielle avec les mitochondries et les peroxysomes. - Une 2éme centrifugation par gradient de densité́ permet d’isoler la sous fraction lysosomes pures. - La rupture membranaire est réalisée grâce à un choc hypotonique ou une agitation mécanique, - suivie d’une centrifugation, qui permet d’isoler les fractions membranes et matrices afin d’être analysé. B Composition chimique : 1- De la membrane lysosomale: elle est relativement épaisse fait entre 75-100A composée de 45% de lipides : cholestérol+++ et phospholipides et 55% de protéines ( environ une trentaine de protéines différentes à PM entre20 et200Kd) , surtout des glycoprotéines. On connaît quatre classes de glycoprotéines : §  des glycoprotéines structurales dont certaines sont utilisées comme marqueurs : Lamp1, Lamp2, Lamp3 (lysosome-associated membrane protein). Il s’agit de protéines fortement glycosylées, dont les sucres réalisent un véritable manteau de protection, ils sont constants et spécifiques aux lysosomes. §  des glycoprotéines enzymatiques, dont le nombre varie d’un type cellulaire à un autre, telles que les phosphatases acides. §  des ATP ase –H+ dépendantes (pompe à protons) qui assurent le maintien d’un PH acide à l’intérieur du lysosome. §  des perméases : Protéines transmembranaires +++: 1-d’importation : permettant l’entrée dans la lumière lysosomale de molécules destinées à la dégradation. 2- d’exportation : assurant la sortie des produits du catabolisme (sucre , AA, nucléotides ….) vers le hyaloplasme. Composition biochimique de la membrane et du contenu du lysosome 2- La matrice lysosomale ( contenu ): comporte plus 60 hydrolases différentes : §  Il s’agit de glycoprotéines enzymatiques solubles. §  Inactives à l’état natif; agissant en milieu acide à un PH=4 -5, inactives à un PH=7. §  Leur nature varie selon le type cellulaire, les lysosomes d’un même tissu ne possèdent pas tous le même équipement enzymatique . Ex : protéases, nucléases, lipases, phosphatases, glycosydases, sulfatasses. §  Les enzymes lysosomales sont des hydrolases, capable de lyser par hydrolyse toutes les molécules que la cellule contient = Dégradation des polymères en monomères . IV/ ROLES DES LYSOSOMES En raison d’un équipement enzymatique riche et varié, les lysosomes assurent la digestion d’un grand nombre de substrats soit: 1 - A l’intérieur de la cellule : c’est la digestion intra cellulaire . 2 - A l’extérieur de la cellule : c’est la digestion extra cellulaire . 1- Digestion intracellulaire: - C’est un processus très fréquent , intervient dans plusieurs fonctions cellulaires - En fonction de l’origine des substrat à digérer on distingue: •  a/ Hétérophagie •  b/ Autophagie a/ L’hétérophagie : - Origine des substrats : exogènes, pénètrent dans la cellule par endocytose ou phagocytose. - Etapes de l’hétérophagie: §  Capture des substrats par endocytose ou phagocytose. §  §  §  Digestion des substrats à l’intérieur de cet hétérolysosome. Formation d’une vacuole d’endocytose. Formation d’un hétérolysosome (ou lysosomes II ). • Les produits de dégradation quittent le lysosome et seront utilisés par la cellule dans de nouvelles synthèses. • Les produits non digérés ou déchets seront éliminés hors de la cellule par exocytose ( processus de défécation cellulaire ) seront drainés par le système lymphatique. Lysosome I Fragment du REG Mitochondrie sénescente (non fonctionnelle) Vacuole hétérophagique Lysosome I Lysosome II Lysosome I Vacuole autophagique Exemples de fonctions cellulaires assurées par hétérophagie: •  La nutrition cellulaire par les produits de dégradation : AA , monosaccarides ,acides gras . •  Les défenses de l’organisme (macrophages) . b/ L’autophagie: -  Origine des substrats: endogènes : Il s’agit d’organites sénescents ou de territoires cellulaires altérés. -  Etapes de l’autophagie: §  Formation d’un autophagosome. §  Formation d’un autolysosome (lysosomes II ) ou vacuole autophagique par fusion de l’autophagosome avec un lysosomes I Exemple de fonction cellulaires assurées par autophagie: La crinophagie: Dégradation par les lysosomes des grains de secrétions en excès des cellules glandulaires endocrines et exocrines quand les besoins de l’organisme sont satisfaits, un mécanisme de régulation de la sécrétion (constitue cellulaire) . Destruction des organites cellulaires : Les organites cellulaires sénescents sont détruits par les lysosomes par un processus d’autophagie. Différenciation embryonnaire et métamorphose: les lysosomes interviennent dans les phénomènes d’autolyse responsables de la disparition totale des territoires cellulaires inutiles au développement embryonnaire . 2- Digestion extra cellulaire : §  C’est un processus moins fréquent. §  Dans ce cas les enzymes lysosomales sont libérées à l’extérieur de la cellule par exocytose. §  C’est un processus observé dans par exemple: -La thrombolyse : dissolution du caillot de sang. - La fécondation : dissolution de la membrane ovulaire par les enzymes lysosomales du spermatozoïde V/ BIOGENESE - Formation des lysosomes I Les lysosomes I proviennent par bourgeonnement des membranes des saccules trans de l’appareil de golgi ou du réseau trans golgien(TGN) . Leur formation se déroule en 6 étapes: Etape 1 : synthèse des hydrolases dans le REG sous forme inactive (proenzymes). Etape 2 : transfert de ces hydrolases dans le golgi où elles sont phosphorylées au niveau de résidus mannose 6 phosphate . Etape 3 : formation du complexe hydrolase/récepteur mannose 6 phosphate, les hydrolases se fixent par leur résidus mannose 6 P sur des récepteur M6P ( présents sur les membranes des saccules du golgi trans). Reconnaissance hydrolase - M6P par son récepteur au niveau du réseau Trans golgien ( TGN ) lysosome I Perte du Pi Hydrolase mature lysosome I Récepteur du M6P Séquence signal M6P Etape 4 : formation de vésicules de triages contenant des enzymes lysosomales. Etape 5 : acidification progressive de la vésicule de triage durant le transport aboutit à une séparation de l’enzyme du récepteur. Etape 6 : ségrégation de la vésicule de triage en 2 parties: - une partie tubulaire contenant les récepteurs qui seront recyclés. - une partie vésiculaire contenant les enzymes destinées aux lysosomes I Puis LYSOSOMES I LYSOSOMES II LYSOSOMES III . VI/ CONCLUSION Les lysosomes sont de petits organites, constituent une véritable machine indispensable au bon fonctionnement de l’organisme, leur trouble fonctionnel aboutit chez l’homme à des maladies dites maladies lysosomales avec 2 types: 1/ Maladies lysosomales congénitales: liés soit - A un déficit enzymatique. - ou dues à une anomalie des perméases. 2/ Maladies lysosomales acquises: induites par certains agents pathogènes ou certaines drogues qui perturbent la fonction des lysosomes .
UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD Le nucléole I- Généralités- Définition  Le nucléole est une masse plus au moins sphérique non limité par une membrane, observé dans le noyau interphasique et parfois durant la prophase.  Il est formé autour de régions chromosomiques spécifique appelées NOR = les régions organisatrices du nucléole (Nucleolar Organizing Regions).  Il est le centre de synthèse des ARN ribosomiques et le lieu d'assemblage des sous- unités ribosomales des ribosomes.  Il est très fortement coloré par les préparations standards, en nombre défini pour chaque type cellulaire, généralement 1 ou 2 par noyau ou plusieurs (ovocytes en croissance) ou absent (spermatozoïdes).  Le nucléole contient de grandes boucles de chromatine qui proviennent de plusieurs fibres de chromatine, chaque boucle est appelée « organisateur nucléolaire ». Au cours de la mitose les organisateurs nucléolaires se situent au niveau des constrictions secondaires des 5 paires de chromosomes acrocentriques (13, 14, 15, 21, 22).  Chaque boucle d’ADN d’un organisateur nucléolaire porte 20 copies du gène codant pour les ARN ribosomiques. Ces gènes sont regroupés sur la constriction secondaire d’un chromosome acrocentrique. Le nombre total des copies du gène codant pour les ARN ribosomiques dans le génome est de 200 situées dans le nucléole sur les 5 paires de chromosomes acrocentriques.  Le nucléole est dynamique, présent pendant toute l’interphase et absent pendant la mitose. La disparition du nucléole à la prophase est liée à la condensation de la chromatine pour devenir des chromosomes et donc l'arrêt, de l'activité des organisateurs nucléolaires. Sa réformation à la décondensation des chromosomes qui se transforment en chromatine et à la reprise de leur activité. la télophase est liée à 1 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD II- Morphologie et structure 1/ En microscopie optique a- En contraste de phase in vivo : le nucléole apparait sous forme d’une masse réfringente hétérogène. b- Après fixation et coloration : le nucléole est caractérisé par une forte affinité pour les colorants basiques. - La technique Unna et Brachet : colore en rouge le nucléole. - L’imprégnation argentique permet d’observer 2 composants principaux : * Un réseau fibrillaire. * Un réseau granulaire. Avec à la périphérie un anneau incomplet de chromatine c’est la chromatine nucléo- associée. 2-/ En microscopie électronique à transmission : le nucléole apparait sous forme d’une masse hétérogène formée par : a/ Le centre fibrillaire ou cœur fibrillaire (CF): Constitué de fibrilles qui correspondent aux espaceurs intergéniques non transcrits séparant plusieurs gènes d’ADNr (ADN ribosomique). b-/ Le composant fibrillaire dense ou CFD: Constitué de fibrilles plus denses aux électrons que celles du CF c’est de l’ARNr néo transcrit. c/ Le composant granulaire (CG): Représente le site de stockage des particules préribosomiques, formé par les ARNr complexés à des protéines cytosoliques (assemblage des S/U40S et 60S). d/La chromatine nucléolo-associée: C’est un anneau plus au moins complet d’hétérochromatine entourant le nucléole et pénétrant plus au moins profondément dans la structure nucléolaire. 2 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD III- Composition chimique Le nucléole est composé d’ADNr, d’ARNr et de protéines réparties comme suit 1/L’ADN nucléolaire : se présente sous 2 formes a- Une forme condensée: Correspond à la chromatine nucléolo-associée (péri et intranucléolaire). b- Une forme en boucle: représentée par L’ADN des organisateurs nucléolaires ou ADNr renfermant les gènes des différents ARNr excepté celui de l’ARNr 5s (la constriction secondaire du bras court des 5 paires de chromosomes acrocentriques associés aux nucléoles). 2/Les ARN nucléolaires : Présence de divers ARNr : l’ARNr 45s c’est le précurseur des autres ARNr (ARNr 28s,18s,5.8s).  Excepté l’ARNr 5s dont la transcription est extranucléolaire. 3- Les protéines nucléolaires : Représente 90 % du poids sec du nucléole, on distingue : * Des protéines histones associées à l’ADN nucléolaire. * Des protéines non histones (de protection ou enzymatique). IV- Organisation moléculaire : 1- Structure moléculaire de l’organisateur nucléolaire 3 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD L’ADN de l’organisateur nucléolaire est constitué par 2 types de segments d’ADN : - Des segments transcrits correspondant à des régions d’ADN nucléolaire ou gènes codant pour les ARNr. - Des segments non transcrits correspondant aux espaceurs intergéniques non transcrits (séquences nucléotidiques non transcrits). - Chaque gène qui code pour les ARN ribosomiques est transcrit par l’ARN polymérase I en ARN préribosomique appelé ARNr 45s. - L’ARNr 45s comprend les séquences des ARNr 18s, 5.8s et 28s, ainsi que des séquences d’ADN transcrites appelées les espaceurs intragéniques transcrits. Transcription des ARNr d’origine nucléolaire 2- Organisation moléculaire des zones fibrillaires et granulaire : Cette étude ne peut être réalisée qu’après ségrégation ou séparation des zones nucléolaire par action d’un milieu de faible force ionique. a- Organisation moléculaire de la partie fibrillaire: La partie fibrillaire apparait constituée de fibres d’ADN circulaire périodiquement couvertes de séquences fibrillaires : - Les séquences fibrillaires ou segments recouverts correspondent aux gènes ARNr 45s en cours de transcription (les fibrilles d’ARN complexées à des protéines fixées sur la fibre axiale d’ADN par un granule représentant l’ARN polymérase) = CFD - Les Portions de fibre d’ADN (nues) dépourvues de fibrilles espaceurs intergéniques non transcrits = CF. constituent latérales les 4 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD b- Organisation moléculaire de la partie granulaire = CG: C’est des particules ribonucléoprotéiques (RNP) constituant en réalité des fibrilles (ARNr) dont la transcription est achevée et qui se détachent se replient en pelotons associées à des protéines importées du cytoplasme. V- Rôles du nucléole Le nucléole constitue le lieu de formation des préribosomes avec 2 aspects fondamentales ou 2 phases : 1- Biosynthèse et métabolisme post transcriptionnel des ARN préribosomiques : Ce processus se déroule en 2 étapes : 1ère Etape : Transcription des ARNr - Elle nécessite de l’ADNr (ADN ribosomique), de l’ARN polymérase I et des protéines nucléolaires solubles. - Elle concerne plusieurs complexes de transcription en même temps donnant l’image en arbre de noël sur les préparations d’ADNr étalées. La transcription des gènes d’ADNr réalise limage dite de l’arbre de noël sur des préparations d’ADNr étalé 5 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD 2ème Etape : Métabolisme post transcriptionnel et maturation : Cette étape consiste en plusieurs processus : - Epissage ou maturation de l’ARNr 45s : c’est le clivage ou la fragmentation de l’ARNr 45 en ARNr18s, 5.8s et 28s + enlèvement des espaceurs intragéniques transcrits grâce à des endonucléases. La transcription de l’ADN nucléolaire en ARNr 45s et la maturation de l’ARNr 45s se - déroulent au niveau composant fibrillaire dense (CFD) du nucléole. - Association des ARNr avec de protéines ribosomiques d’origine cytoplasmique et formation des s/u (sous-unité) des ribosomes se déroule au niveau du composant granulaire (CG) du nucléole comme suit : ARNr18s + 30 protéines S = petite s/u ribosome ARNr 28s + ARNr 5.8s + ARNr 5s + 40 protéines L = grosse s/u ribosome 2- Migration et assemblage des s/u des ribosomes dans le cytosol : Les deux (02) s/u ribosomales quittent le noyau pour aller dans le cytoplasme lieu de leur assemblage en ribosomes et ce lors de l’initiation de la protéo-synthèse. VI- Biogénèse - Le nucléole apparait à la télophase il est bien organisé et visible durant toute l’interphase, il disparait généralement à la prophase. Sa reconstitution débute par la synthèse de la partie fibrillaire à partir des boucles déployées au niveau de la constriction secondaire, elle se termine par la synthèse de la partie granulaire. - En effet la genèse du nucléole débute par la synthèse de l’organisateur nucléolaire lequel se duplique au cours de la phase S du cycle ₵aire pour se répartir équitablement entre les 2 ₵ filles et se poursuit par la transcription des gènes de cet organisateur. Les nucléoles ne sont donc pas des organites constants, ils représentent une phase de l’activité chromosomique ce qui fait que leur apparition et leur activité sont liés à la transcription de l’ADNr. 6 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD Bibliographie : - 1- Shaw PJ, Jordan EG. The nucleolus. Annu Rev Cell Dev Biol 1995; 11 : 93–121 - 2- Scheer U, Hock R. Structure and function of the nucleolus. Curr Opin Cell Biol 1999; 11 : 385–90 - 3- Mélèse T, Xue Z. The nucleolus : an organelle formed by the act of building a ribosome. Curr Opin Cell Biol 1995; 7 : 319–24. - 4- Trumtel S, Léger-Silvestre I, Gleizes PE, Teulières F, Gas N. Assembly and functional organization of the nucleolus : ultrastructural analysis of Saccharomyces cerevisiae mutants. Mol Biol Cell 2000; 11 : 2175–89. - 5- Grummt I. Regulation of mammalian ribosomal gene transcription by RNA polymerase I. Prog Nucleic Acids Res Mol Biol 1999; 62: 109-54. - 6- Shiratori M, Suzuki T, Itoh C, Goto M, Furuichi Y, Matsumoto T. WRN helicase accelarates the transcription of ribosomal RNA as a component of an RNA polymerase Iassociated - complex. Oncogene 2002; 21: 2447-54 7
UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD LA CHROMATINE I- Généralités : Les 2 m d'ADN d'une cellule humaine sont empaquetés en 46 chromosomes qui se tiennent dans un noyau de 6 à 10 µm de diamètre. Cette compaction est rendue possible grâce à l’association de la double hélice de l’ADN qui est le support de l’information génétique aux protéines histones formant la chromatine. II- Le compactage ou l'empaquetage de l'ADN : -Deux exemplaires de chacune des protéines Histones (H2A, H2B, H3 et H4) se regroupent en octamère, l’ADN s’enroule autour d’eux et il fait 2 tours (cela correspond à 146 paires de bases) la structure ainsi composé forme un Nucléosome. - L'association de l'ADN avec les protéines histones donne naissance à une structure d'aspect en collier de perles (les perles c'est les nucléosomes) c'est la fibre de chromatine en collier de perles ou fibre nucléosomique de 11 nm de diamètre, c’est le premier degré de compactage de l’ADN ou de la chromatine. - Une cinquième protéine histone H1, assure l’agrégation des nucléosomes, qui constitue le 2ème degré de compactage de la fibre nucléosomique de 11 nm de diamètre en fibre de chromatine de 30 nm de diamètre. 1 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD L’agrégation des nucléosomes se fait selon 02 modèles : a- Le modèle solénoïde: les nucléosomes s’enroule en superhélice, chaque tour de spire contient 6 nucléosomes. b- Le modèle zigzag : les nucléosomes s’enroulent en 02 hélices. à un L’enroulement degré - supplémentaire de la fibre de chromatine de 30 nm de diamètre, qui s’organise grâce des protéines charpentes (d’échafaudage) en boucles de 300 nm de diamètre. spirale la mitose - Lors de les boucles de chromatine de 300 nm de diamètre, se compactent en formant des rosettes de 700 nm de diamètre, qui correspond au diamètre de la chromatide, ainsi le diamètre d’un chromosome formé de 02 chromatides liées au niveau du centromère est de 1400 nm. III- Méthodes d’étude et mise en évidence  La chromatine (du grec chromos = couleur) a été découverte vers 1880 par Walther Flemming.  En 1970 les premières observations des fibres chromatiniennes en microscopie électronique, révèlent l’existence du nucléosome, l’unité structurale de base de la chromatine. Plusieurs techniques sont utilisées pour l’étude de la chromatine parmi ces techniques : 1- La microscopie électronique (ME) La technique des noyaux éclatés associé à la coloration négative, permet L’éclatement des noyaux par des solutions ioniques (salines), provoquent un étalement de la chromatine permettant son observation en ME après ombrage métallique à l’état entier. 2 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD L’observation de coupes minces en MET permet l’identification au niveau des noyaux interphasiques : la chromatine proprement dite : représentée par 1- L’euchromatine : - Faiblement colorable en ME. - Disposée en un réseau lâche entre les amas d’hétérochromatine. - Représente 10 à 20 % de la chromatine totale. - Dépourvu d’histone H1 et possède une structure en fibre nucléosomique en collier de perles. - Transcriptionnellement active et à réplication précoce. 2- L’hétérochromatine : - Fortement colorable en ME. - Condensée et disposée principalement contre la lamine ou associée aux nucléoles. - Elle représente 80 à 90 % de la chromatine totale. - Elle est riche en histone H1 et possède une structure solénoïdes. - Transcriptionnellement inactive et à réplication tardive. 3 Fibre nucléosomique en collier deperles de 11 nm = fibre AFibre chromatinienne de 30 nm = fibre BFaible concentrations salinesConcentrations salines plus élevéesSolénoïde de 30 nm Microphotographie d’un noyau interphasique observé en MET UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD L’hétérochromatine est de types : a- L’hétérochromatine facultative :  Dynamique : Condensée et inactive et ce de façon réversible.  Contient des gènes qui sont inactivés ou réduit au silence, dans certains stades du développement ou dans certains types cellulaires.  L’exemple type de la chromatine facultative est l’inactivation de l’un des 02 chromosomes X d’origine maternelle ou paternelle chez la femme. b- L’hétérochromatine constitutive :  Totalement condensée et inactive et ce de façon permanente et irréversible.  Contient des séquences d’ADN répétées.  Située au niveau des télomères et au tour des centromères. 2- Autoradiographie : Permet l’étude des caractéristiques physiologiques de la chromatine, parmi ces techniques on distingue : a- L’injection de thymidine tritiée puis détection de la radioactivité: celle-ci apparait: - Au début de la phase S au niveau de l’euchromatine. - En fin de la phase S au niveau de l’hétérochromatine. Signification : - L’euchromatine est de réplication précoce (début de S). - L’hétérochromatine est de réplication tardive (fin de S). b- L’injection de l’uridine tritiée: (précurseur radioactif) incorporé dans les cellules pour localiser le lieu de synthèse des ARN grâce à la détection de la radioactivité par l’autoradiographie. Signification : - La radioactivité est détectée au niveau de l’euchromatine qui est Transcriptionnellement active (il y a synthèse d’ARN). - La radioactivité n’est pas détectée au niveau l’hétérochromatine qui est Transcriptionnellement inactive (il n’y a pas de synthèse d’ARN). 4 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD IV- Composition chimique de la chromatine : la chromatine est constituée : 1- D’ADN = acide désoxyribonucléique : molécule bicaténaire, formée de deux (02) chaînes de nucléotides antiparallèles, les nucléotides de la même chaîne s’associent par des liaisons phosphodiester, formant le squelette carbonique de la molécule d’ADN. Un nucléotide = désoxyribose + groupement phosphate + l’une des 04 base azoté (A, T, C, G) L’ADN est classé en 03 grandes classes : a- ADN non répétitif (ADN à séquence unique) C’est des séquences d’ADN codant pour des protéines spécifiques. b- ADN moyennement répétitif (ADN à séquences répétées dispersées) Gènes des ARNr et ARNt. c- ADN hautement répétitif (ADN à séquences répétées en tandem) Correspond à l’ADN retrouvé au niveau de l’hétérochromatine constitutive. 2- De protéines : réparties en 02 groupes : Les protéines acides non histones : Protéines de la réplication et de la transcription. Les protéines basiques histones : nucléosomiques (H2A, H2B, H3, H4) et internucléosomique (H1). 3- D’ARN : présent au niveau de l’euchromatine. V- Mécanisme de modification de la structure de la chromatine Les gènes sont utilisés différemment par les cellules, ces changements d’activité des gènes liés aux modifications de la structure de la chromatine, n’impliquant pas de modifications de la séquence d’ADN est appelé épigénétique. Les modifications épigénétiques sont réversibles. Il existe plusieurs mécanismes épigénique, l’un de ces mécanismes : La modification chimique des histones Cible majoritairement la partie sortante du nucléosome de la queue N terminale de l’histone nucléosomique, le plus souvent l’histone H3 (chaque histone nucléosomique s’organise en un domaine central globulaire formé de 3 hélices et 2 boucles, et 02 extrémités N et C terminales appelées les queues des histones, mobiles de structure variable, se localisent vers l’extérieur ou sortent du nucléosome) 5 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD 1- L’acétylation des histones nucléosomiques L’acétylation des histones nucléosomiques consiste à l’ajout d’un groupement acétyle (CH3- CO-) à l’extrémité N terminales des histones nucléosomiques, assurée par les enzymes histones acétyltransférases (HAT) induit une décondensation de la chromatine. 2- La méthylation des histones nucléosomiques  La méthylation des lysines par l’ajout d’un groupement méthyl (CH3), à l’extrémité N terminale des histones nucléosomiques assurée les méthylases transférases d’histones (HMT), induit le plus souvent une condensation de la chromatine.  La méthylation des arginines par l’ajout d’un groupement méthyl (CH3), à l’extrémité N terminale des histones nucléosomiques assurée les méthylases transférases d’histones (HMT), induit le plus souvent une décondensation de la chromatine.  Les lysines et les arginines ciblés sont en majorité situées sur les extrémités N-terminales des histones H3 et H4. 3- La phosphorylation des histones nucléosomiques La phosphorylation des histones nucléosomiques induit le plus souvent une décondensation de la chromatine. VI- Les rôles de la chromatine  Par l’ADN et l’ARN qui la composent la chromatine constitue le support et le vecteur de l’information génétique.  Garanti par duplication de l’ADN la transmission de cette information génétique d’une cellule mère à une cellule fille grâce à la division cellulaire.  L’ARN provenant de la transcription de l’ADN est le vecteur de l’information génétique au sein de la cellule elle-même.  Assure le fonctionnement de la machine cellulaire (biosynthèse des protéines).  La fonction principale de l'hétérochromatine est de protéger l'ADN des dommages causés par l'endonucléase. 6 UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. BOUGRINA Dr. HARHAD VII- La conclusion : La technique de peinture chromosomique, a permis d’établir une cartographie précise de la chromatine et de comprendre que l’agencement de la chromatine dans le noyau n’est pas aléatoire. La chromatine correspondant à chaque chromosome occupe un territoire bien précis dans le noyau. Bibliographie : 1- Anderson JD, Lowary PT, Widom J. Effects of histone acetylation on the equilibrium accessibility of nucleosomal DNA target sites11Edited by R. Ebright. Journal of Molecular Biology. 2001;307(4):977- 985. doi:10.1006/jmbi.2001.4528 2- Bigot Y. ADN satellites : structure, fonction et évolution. Veterinary Research. 1994;25(6):586-587. Accessed January 4, 2021. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00902268 3- Bretones G, Delgado MD, León J. Myc and cell cycle control. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms. 2015;1849(5):506-516. doi:10.1016/j.bbagrm.2014.03.013 4- Cau, Pierre. Seite, Raymond. Cours de Biologie Cellulaire. Paris: éd. Ellipses, 1996 5- Elgin SCR, Weintraub H. Chromosomal Proteins and Chromatin Structure. 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Dr Hamoum RÉSUMÉ "CYCLE CELLULAIRE" La division d’une cellule mère (la mitose) aboutit à la formation de deux cellules filles identiques c’est-à-dire : Ayant les mêmes caractères morphologiques et physiologiques. Ayant le même patrimoine génétique (même nombre de chromosomes). La mitose est précédée d’une interphase où la cellule contrôle sa croissance et son environnement (phase G1), duplique son ADN (phase S), puis se prépare à la mitose (phase G2). En s’assurant qu’il n’y a pas eu de dommages au niveau de l’ADN. La mitose et l’interphase constituent le cycle cellulaire. Le bon déroulement de ce cycle implique l’intervention des facteurs régulateurs. La phase G1 : Les complexes CDK4/6-cyclines D contrôlent la croissance et l’environnement de la cellule. Fin de la phase G1 : Le complexe CDK2-Cycline E assure la transition G1-S. Ces deux complexes permettent la libération du facteur E2F nécessaire à cette transition. · E2F est libéré suite à la phosphorylation de la protéine Rb. Les complexes CDK1-Cyclines A/B : Ils assurent la transition de G2-M c’est-à-dire assurent l’entrée en mitose (c’est le facteur MPF), si l’ADN est correctement répliqué en phase S. Ceci représente le déroulement normal du cycle. Si une anomalie est détectée (anomalie de l’environnement de la cellule/ anomalie lors de la réplication de l’ADN/ mauvais alignement des chromosomes avant l’anaphase) la cellule dispose de mécanismes permettant l’arrêt du cycle cellulaire, elle tentera de réparer l’ADN. Si non la cellule déclenche son apoptose. C’est la voie de répression dépendante du gène P53. Le gène P53: Code pour la synthèse de la protéine P53. Celle-ci se fixe au promoteur du gène P21 pour permettre la synthèse de la protéine P21. Cette dernière, inhibe l’activité de phosphorylation des complexes CDK-Cyclines. La même chose pour les protéines P15 et P16. La protéine Rb est alors hypophosphorylée. Elle fixe E2F empêchant la progression du cycle cellulaire. -Le gène P53 est un gène récessif donc la mutation d’un seul allèle ne va pas inhiber son action. -Le gène P53 agit par le biais de la protéine P21, comme il peut agir via un complexe protéique appelé complexe DREAM. Le gène c-Myc: C’est un gène normal de la cellule, permettant sa prolifération, sa croissance et sa différenciation. Pour cela, ce gène active le cycle cellulaire en stimulant la synthèse des cyclines et inhibe la voie de répression. Lorsque c-Myc est muté (mutation activatrice), il va entraîner une prolifération anarchique de la cellule (genèse des tumeurs). La voie de répression, quant à elle, subit une mutation inhibitrice. • Le gène c-Myc est appelé proto-oncogène. • Il peut subir une mutation et devenir oncogène, cette mutation peut être d’origine virale. La mutation d’un seul allèle de ce gène provoque des tumeurs: c’est un gène dominant. Donc, la genèse des tumeurs sera l’effet d’une activation du gène c-Myc ou d’une inhibition de la voie de répression de P53. N.B : La synthèse des cyclines spécifiques à chaque phase de control est nécessaire au bon déroulement du cycle car les CDK nécessitent pour leur fonctionnement un couplage avec les cyclines spécifiques (Complexe CDK-Cycline).
UNIVERSITE D’ALGER I - FACULTE DE MEDECINE D'ALGER ZIANIA DEPARTEMENT DE MEDECINE PREMIERE ANNEE DE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE DE CYTOLOGIE. Dr. Hamoum Plan I.Définition II.Les phases du cycle cellulaire A. L’interphase B. La mitose III.Régulation du cycle cellulaire I. Définition : Le cycle cellulaire est l’ensemble des modifications qu’une cellule subit depuis sa formation après la division d’une cellule mère jusqu’au moment ou elle a fini de se diviser en deux cellules filles, ayant les mêmes caractères morphologiques et physiologiques de la cellule mère. Toutes les cellules se divisent, à l’exception des hématies, des neurones et des cellules musculaires squelettiques. II. Les phases du cycle cellulaire : Le cycle cellulaire comprend deux grandes étapes l’interphase et la mitose : A. L’interphase : C’est la plus longue période du cycle, elle correspond à la période comprise entre la fin d’une division et le début de la suivante. Sa durée varie en fonction de la nature et des conditions physiologiques de la cellule. Ex : les cellules intestinales se divisent deux fois par jour, les cellules hépatiques une à deux fois par an. L’interphase se décompose en trois phases successives : la phase G1, la phase S et la Phase G2. (G : initiale de Gap, intervalle). 1) Phase G1 : dure 5 à 10h, selon la nature de la cellule. Elle est appelée phase de présynthèse (par rapport à la synthèse de l’ADN), au cours de laquelle :  La cellule se prépare à la réplication (synthèse d’enzymes) et accumule des réserves pour la division cellulaire.  Synthétise les molécules d’ARN (messagers, ribosomaux et de transfert) et les 2 protéines nécessaires à l’accroissement cellulaire. L’ADN responsable de la synthèse des ARN est situé dans l’euchromatine. La cellule contrôle sa taille et son environnement. Le passage de la phase G1 à S est décisif car la cellule s’engage de façon irréversible dans le cycle. Cependant, la cellule peut interrompre sa progression dans le cycle et entrer en phase G0 de quiescence ou elle reste des jours, des semaines ou même des années sans se multiplier. Exemple : Les neurones, les cellules musculaires. 2) Phase S : dure 6 à 8h. C’est la phase de synthèse caractérisée par :  La duplication de l’ADN (assurant le maintien de la quantité et de la qualité de l’ADN caractéristique de l’espèce).  La synthèse des histones.  La duplication du centriole. 3) La phase G2 : de durée plus courte, 4 à 5h. C’est la phase prémitotique. Un certain nombre de facteurs y sont synthétisés, en particulier les facteurs de condensation de la chromatine. Comme la phase G1, elle représente une phase de croissance cytoplasmique.  On constate un raccourcissement des phases G1 et G2 dans les cellules à division rapide comme les cellules embryonnaires et leur disparition dans les cellules cancéreuses. 3 B. La phase M : ou la mitose. I. Généralités: La mitose est un phénomène continu, qui désigne : Une étape bien particulière du cycle de vie des cellules eucaryotes, dit « cycle cellulaire ». La division d’une cellule mère en deux cellules filles identiques. L’étape durant la quelle les chromosomes sont bien visibles. II. Conséquences: 1. La Caryodiérèse: division du noyau. 2. La Cytodiérèse: division du cytoplasme. III. Caractéristiques: La mitose se caractérise par la:  Spiralisation des chromosomes. Apparition dans le cytoplasme d’un fuseau de microtubules: Fuseau mitotique. Disparition de l’enveloppe nucléaire. Distribution de l’ADN de manière égale entre les deux cellules filles. Reconstitution du noyau des cellules filles. IV. Le déroulement de la mitose: La mitose se déroule en quatre étapes caractéristiques qui sont la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. La mitose dure entre 1 et 3 heures. 1. Prophase: dure 20 à 30 minutes, et est caractérisée par: 4 La condensation de la chromatine en structures très ordonnées et individualisées appelées chromosomes, suite à un enroulement accru de la fibre chromatinienne qui semble se "condenser". Le deuxième organite important de la prophase est le centrosome, composé initialement de deux centrioles. Comme pour les chromosomes, le centrosome s'est dupliqué avant le début de la prophase, durant la phase S (en 4 centrioles). Les 4 centrioles se séparent durant la prophase, formant deux centrosomes qui migrent chacun vers un pôle de la cellule. Le nucléole diminue de taille et disparait. Le cytosquelette de microtubules se réorganise pour former le fuseau mitotique, structure bipolaire qui s'étend entre les deux centrosomes. Condensation de la chromatine Prophase Mise en place du fuseau mitotique 2. Prométaphase: Certains auteurs considèrent la prométaphase comme une partie de la prophase, plutôt que comme une phase distincte. Elle dure 5 à 10 minutes. Débute par la rupture de l’enveloppe nucléaire, qui se disperse sous forme de vésicules dans le cytoplasme. Cette rupture est liée à une disparition du réseau de lamines nucléaires. Des complexes protéiques spécialisés : les kinétochores, se forment au niveau des centromères. Le fuseau mitotique entre en contact avec les chromosomes, qui se fixent sur les microtubules par l’intermédiaire du kinétochore (deux kinétochores par chromosomes donc un par chromatide). Ces microtubules sont appelés : microtubules Kinétochoriens. Les microtubules du fuseau qui ne sont pas en contact avec les chromosomes sont appelés : microtubules polaires. Les microtubules qui ne font pas partie du fuseau forment l’Aster, sont les microtubules astraux. 3. Métaphase: dure 20 à 30 minutes, caractérisée par: -Un rassemblement de tous les chromosomes sur la plaque équatoriale (Partie moyenne de la cellule) fixés par leurs kinétochores, à distance égale des deux pôles. -Condensation maximale des chromosomes. Le chromosome métaphasique: est au maximum de sa condensation, et est constitué de deux chromatides reliés par un centromère. 5 4. Anaphase : dure 5 à 8 minutes. Clivage du centromère, les chromatides deviennent indépendants. Raccourcissement des microtubules kinétochoriens, et ascension polaire des chromatides qui deviennent des chromosomes indépendants, partagés en deux lots identiques dans chaque pôle.  Elongation des microtubules polaires entrainant un allongement de la cellule. 5. Télophase: Dure 20 minutes. - Arrêt de migration des chromosomes regroupés en éventail aux pôles cellulaires. - Les chromatides commencent à se décondenser. - Reconstitution de l’enveloppe nucléaire, et réapparition du nucléole. 6. Cytodiérèse:  Différenciation de l’anneau contractile, constitué de myofilaments d’actine et de myosine.  Formation du sillon de division dans un plan perpendiculaire à l'axe du fuseau mitotique et sépare la cellule en deux. Le sillon de division se resserre jusqu'à former un corps intermédiaire, formant un passage étroit entre les deux cellules filles et qui contient le reste du fuseau mitotique.  Contraction de l’anneau et séparation physiques des deux cellules filles. 6 Évolution de la quantité d’ADN par cellule et aspect des chromosomes au cours du cycle cellulaire. 1. Durant la phase G1: Le chromosome est constitué d'une molécule d'ADN double brin associé à des histones, quantité d'ADN : 2n 2. À la fin de la phase S: Chaque chromosome est constitué de deux filaments (chromatide) ayant la même structure double brin, quantité d'ADN : 4n. 3. Durant la phase G2: La quantité d'ADN est double de celle de la phase G1 4n. La cellule est dite tétraploïde. 4. A la fin de la mitose : Séparation des deux chromatides constituant le chromosome métaphasique et répartition de l'ADN équitablement entre les 2 cellules filles. 7 III. Régulation du cycle cellulaire : Généralités: Pour assurer, d’une part la succession des quatre phases du cycle cellulaire et d’autre part l’obtention de deux cellules filles rigoureusement identiques (surveillance de l'ADN). La cellule dispose de systèmes de régulation hautement perfectionnés, qui opèrent à différents niveaux. D’une part, il existe dans la cellule des molécules (protéines enzymatiques) assurant l’exécution de chaque phase mais aussi la transition d’une phase à une autre. Ces molécules sont représentées par les Cdk ou les Kinases-cycline dépendantes. D’autre part, il existe un système de surveillance assurant l’inhibition des Cdk et donc l’arrêt du cycle cellulaire si l’étape précédente n’est pas terminée ou si une réparation est nécessaire. Il s’agit dans ce cas de protéines inhibitrices du cycle cellulaire (P53, P21, P15 et P16). a. Les points de contrôles :  Le premier point de contrôle est situé à la fin de la phase G1, aussi appelé point de restriction à partir duquel la cellule s’engage dans le cycle après vérification de son environnement notamment la présence de nutriments et de facteurs de croissance.  Le deuxième point de contrôle est situé à la fin de la phase G2. Il s’agit ici de contrôler encore une fois la croissance cellulaire mais aussi et surtout l’intégrité du génome (réplication totale et correcte de l’ADN).  Le troisième point de contrôle est situé au niveau de la transition métaphase-anaphase. La cellule contrôle essentiellement l’alignement des chromosomes sur la plaque équatoriale et leur fixation aux microtubules kinétochoriens ce qui permet la séparation égale des chromatides entre les deux cellules filles en fin de mitose. Ainsi, ces trois points de contrôle permettront l’obtention de deux cellules filles identiques. 8 b. Rôle des complexes Cdk/Cyclines :  Chaque contrôleur de phase est un hétérodimère = cdk/cycline, constitué d'un CdK (cyclines dépendantes protéines kinases) et d'une partie régulée = la Cycline (familles de protéines spécialisées appelées ainsi parce qu'elles subissent des cycles répétés de Ɛthèse et de dégradation à chaque division ₵ aire).  Cet hétérodimère n'est fonctionnelle que lorsque la Cdk et la cycline sont associées. Pour chaque phase il y a deux principaux contrôleurs:  cdk/cyclines G1 = SPF ( Start Promoting Factor) pour le passage de G1 → S.  cdk/cyclinesM = MPF (M phase Promoting Factor) pour la transition G2 → M. 9 Le premier point de contrôle (transition G1/S)  Le complexe CdK2/cycline E est produit à la fin de G1, ce complexe phosphoryle la protéine RB et libère le facteur E2F, ce facteur permet le passage de la cellule à la phase S.  Si pendant la phase G1 l'ADN est endommagée, la protéine P53 reconnait la lésion, et stimule la sécrétion de la protéine P21 qui inhibe l'activité de phosphorylation des complexes CdK/cycline. Ainsi la protéine RB se lie au facteur E2F empêchant la transition à la phase S et le cycle cellulaire est bloqué en G1.  Si les lésions de l'ADN sont réparées, les processus inhibiteurs sont levés, ce qui conduit au passage à la phase S. Si les lésions de l'ADN ne sont pas réparées la P53 déclenche l'apoptose de la cellule. Le deuxième point de contrôle (transition G2/M)  Le complexe CdK1/cycline B (ou A) est responsable de cette transition, c’est le facteur MPF. Ce facteur déclenche des événements indiquant l’entrée en mitose :  Condensation des chromosomes par phosphorylation des condensines  Fragmentation de l'enveloppe nucléaire par phosphoryation des lamines  Réorganisation du Golgi, Réticulum endoplasmique et du cystosquelette.  Si la protéine P53 détecte une lésion au niveau de l'ADN, elle bloque ce complexe et stimule la sécrétion de la protéine P21.  Cette protéine inhibe l'activité du complexes CdK1/cycline B (ou A).  Si les lésions de l'ADN ne sont pas réparées, les processus inhibiteurs sont levés, ce qui conduit au passage à la phase M. Si les lésions d l'ADN ne sont pas réparées la P53 déclenche l'apoptose de la cellule. 10 c. La voie de répression transcriptionnelle dépendante de P53 :  Les gènes P53 et RB (protéine du rétinoblastome) sont des gènes normaux de la cellule qui régulent le cycle cellulaire et la différentiation cellulaire, leurs produits (la protéine P53 et la protéine RB) empêchent la cellule de se transformer en cellule maligne, les gènes P53 et RB sont des gènes suppresseurs de tumeur.  C’est leur absence ou leur inactivation qui permet à la tumeur de se développer.  Ces gènes nécessitent la mutation des deux allèles de la même cellule pour que se développe une tumeur, ils agissent comme gènes récessifs.  La mutation d’un seul allèle prédispose au cancer.  Le gène P53 permet la synthèse de la protéine P53 qui à son tour active le gène de la P21. La P21 agit en inactivant les complexes Cdk-Cyclines entrainant l’hypophosphorylation de la protéine RB qui fixe le facteur E2F indispensable au passage à la phase S du cycle cellulaire et en conséquence le cycle cellulaire s’arrête. La protéine P53 possède donc un potentiel anti-tumoral.  Le gène P53 peut agir soit directement par le biais de la P21 ou indirectement via d’autres protéines ou de complexes protéiques. Exemple : le complexe DREAM qui assure la régulation de plus de 250 gènes associés au cycle cellulaire. La voie de répression transcriptionnelle indirecte dépendante de P53 via DREAM 11 d. Le gène c-Myc:  Le gène c-Myc induit l’hyperactivation des complexes cyclines/CdK et inhibe la transcription de la p21, p15 et p16.  La transformation du proto-oncogène en oncogène peut être le résultat d’une infection virale ( ).  La mutation d’un seul allèle du gène c-Myc est responsable de la formation des métastases ainsi que de la résistance au traitement : L’oncogène agit donc comme un allèle dominant. 12 Conclusion:  La voie p53 – p21 – DREAM – E2F contrôle l’expression des gènes du cycle cellulaire, cette voie peut contribuer à l'arrêt du cycle cellulaire, est une cible pour le traitement du cancer.  La protéine HPV E7 du virus du papillome humain (est responsable de près de 5 % de tous les cancers humains), se lie à la protéine pRB et altère sa fonction suppressive de tumeur. La protéine HPV E6 cible la p53.  Les médicaments inhibiteurs de CDK utilisés, dans le traitement du cancer tels que Palbociclib, utilisé dans le cancer du sein, inhibe les kinases du cycle cellulaire CDK4 et CDK6.  Les inhibiteurs de CDK visaient à l'origine à diminuer principalement la phosphorylation de pRB afin de favoriser la formation de complexes répresseurs transcriptionnels pRB /E2F. Donc ils visent l'hypophosphorylation de pRB, qui est une étape importante dans le contrôle du point de contrôle G1/S. 13
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE – DEPARTEMENT DE MEDECINE - ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIÈRE ANNÉE MEDECINE DE L’ANNEE 2020/2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT. Dr CHEBAB LES EPITHELIUMS Dr CHEBAB 1 Ce sont des tissus à prédominance cellulaire, Les cellules sont jointives et juxtaposées. Il existe 2 types d’épithéliums : Les épithéliums de revêtement ; - Ils recouvrent l’organisme, - Ils tapissent les cavités naturelles, conduits et V Sanguins. LES EPITHELIUMS 2 Les épithéliums glandulaires ; sécrètent des substances, qu’ils excrètent : - dans le milieu extérieur : les glandes exocrines; - dans le sang : les glandes endocrines. Les épithéliums glandulaires reposent sur une lame basale. La lame basale sépare l’épithélium du tissu conjonctif. Les épithéliums sont toujours avasculaires. lame basale LES EPITHELIUMS 3 Pôle apical Pôle basal différenciations apicales jonctions Desmosome Gap junction Tight junction interdigitations ciment intercellulaire différenciation basale lame basale LES EPITHELIUMS 4 Les cellules épithéliales sont associées entre elles grâce à des dispositifs d’adhésion tels que : - le ciment intercellulaire, - les dispositifs de jonctions : - desmosomes; - jonctions Gap; - jonctions Tight. - les interdigitations. Le pôle basal : il présente des invaginations basales, c’est le pôle par lequel la cellule reçoit les substances nutritives. il est proche des vaisseaux sanguins. Le pôle apical : est la région cellulaire riche en spécialisations (Ex : cils). LES EPITHELIUMS 5 jonction Tight jonction Gap filaments intermédiaires jonction Gap LES EPITHELIUMS desmosome 6 ciment intercellulaire La lame basale lamina rara lamina densa collagène de type IV glycoprotéines protéoglycanes fibronectines LES EPITHELIUMS 7 La lame basale est perméable. Rôles : - attache, - filtre sélectif. LES EPITHELIUMS 8 LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 9 ORIGINE EMBRYONNAIRE ET DISTRIBUTION Ectoblaste : - épiderme. Endoblaste - épithélium de revêtement de l’appareil digestif., - épithélium de revêtement de l’appareil respiratoire.. Mésoblaste : - endothéliums : c’est l’épithélium de revêtement des vaisseaux sanguins et cavités cardiaques. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 10 - mésothéliums : c’est l’épithélium de revêtement du (des) : péricarde plèvres péritoine LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 11 DES CLASSIFICATION REVÊTEMENT On utilise des critères morphologiques pour classer les épithéliums de revêtement : ÉPITHÉLIUMS DE 1 - forme des cellules pavimenteuses, cubiques, prismatiques. 2 - nombre de couches cellulaires 3 - spécialisations de la membrane plasmique apicale simple; stratifié; pseudostratifié. microvillosités steréocils, cils, cuticule. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 12 1 forme des cellules Cellules pavimenteuses Ce sont des cellules aplaties plus larges que hautes. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 13 Cellules cubiques Ce sont des cellules aussi larges que hautes. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 14 Cellules prismatiques Ce sont les cellules plus hautes que larges. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 15 2 - nombre de couches cellulaires Epithélium de revêtement simple É R pavimenteux simple É R cubique simple É R prismatique simple mesotheliums et endothéliums. tube contourné distal du rein muqueuse utérine 16 Epithélium de revêtement stratifié É R pavimenteux stratifié É R cubique stratifié É R prismatique stratifié épiderme canal excréteur des glandes sudoripares nasopharynx LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 17 Epithélium de revêtement pseudostratifié Toutes les cellules sont en contact avec la lame basale mais certaines n’atteignent pas le pôle apical. cellule prismatique cellule basale épithéliums de revêtement respiratoires LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 18 Epithélium transitionnel ou polymorphe. Ex : épithélium de revêtement de la vessie. Sa structure varie selon l’état de remplissage de la vessie. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 19 vessie vide : - l’épithélium de revêtement se relâche. - les cellules basales sont petites et polyédriques. - dans la région moyenne les cellules sont en forme de raquette ou piriformes. - en surface les cellules sont enflées, essentiellement au niveau de leur pôle apical. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 20 vessie pleine : l’épithélium de revêtement s’étire et devient mince. Les cellules s’aplatissent autres. et s’entassent les unes sur les Le nombre de couches est de 2 ou 3. L’épithélium apparait stratifié. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 21 Pathologie : Transformation irréversible d’un épithélium de revêtement. C’est le cas de épithélium de revêtement pseudostratifié des bronches. Il se transforme en épithélium de revêtement stratifié. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 22 3 - Spécialisations de la membrane plasmique apicale Ce sont les ou la : - microvillosités, - steréocils, - cils, - cuticule. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 23 Microvillosités Ce sont de courtes évaginations cytoplasmiques limitées par la membrane plasmique apicale de la cellule. Leur longueur est irrégulière. Au microscope photonique elles sont sous la forme : - d’un plateau strié, - d’une bordure en brosse, Rôle : elles augmentent la surface d’échange membranaire du pôle apical cellulaire . LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 24 Plateau strié M E M P plateau strié Ex : épithélium de revêtement intestinal. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 25 Bordure en brosse bordure en brosse M E M P Ex : tube contourné proximal du rein. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 26 Steréocils sont ce immobiles, recouvertes par la membrane plasmique. expansions longues des cytoplasmiques Elles ressemblent à des microvillosités mais s’agglutinent en touffes. stereocils M P M E É R prismatique pseudostratifié à stéréocils Ex : paroi du canal épididymaire. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 27 Cils Ce sont des évaginations cytoplasmiques mobiles, ayant des mouvement pendulaires ou ondulaires. Au microscope électronique, membrane plasmique, comporte des microtubules. la tige entourée d’une Rôle : mouvements cils Ex : épithéliums de revêtement respiratoires LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 28 Cuticule Au microscope superficielle du cytoplasme continue plus ou moins résistance. optique, c’est une constituant une condensation couche Rôle : la cuticule s’oppose à la résorption de l’urine. cuticule Ex : vessie LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 29 PROPRIETES DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT NUTRITION Les E R sont avasculaires à l’exception de la strie vasculaire de l’oreille interne et la rétine. Les échanges se font par diffusion à travers la lame basale.. Lame basale LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 30 La nutrition des épithéliums de revêtement stratifiés comme facilitée par des papilles vasculaires l’épiderme conjonctives. est papille vasculaire conjonctive LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 31 INNERVATION Les terminaisons nerveuses sont très abondantes. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 32 RENOUVELLEMENT Les cellules superficielles d’un E R sont sujettes : - à des traumatismes. - au vieillissement. La régénération des cellules épithéliales se fait par mitose.. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 33 Dans les épithéliums de revêtement simples : Les cellules souches isolées sont cellules. intercalées entre les Dans les épithéliums de revêtement pseudostratifiés : Les cellules souches sont les cellules basales isolées de l’épithélium de revêtement. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 34 Dans les épithéliums de revêtement stratifiés : Ce sont les cellules souches de l’assise basale germinative. Leur division donne - 1couche de cellules de la nouvelle A B G, - 1 couche cellulaire qui s'engage vers la surface de l’E R. Couches desquamante Couches superficielles Assise basale germinative LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 35 Les cellules superficielles se desquament successives superficielles. par couches Les nouvelles cellules formées migrent par glissement vers les régions de l’épithélium de revêtement ou les cellules se détachent pour les remplacer. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 36 FONCTIONS DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Il existe deux fonctions des épithéliums de revêtement. Fonctions de protection Protection mécanique : Contre les agressions mécaniques de l’épiderme. Protection chimique : Contre les agressions acides et enzymatiques dans l’estomac. Protection contre les radiations lumineuses nocives : Contre les agressions physiques de l’épiderme.. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 37 Fonctions d'échange et de transport. Absorption active pour l’épithélium de revêtement intestinal grâce au plateau strié. Absorption, excrétion et échange ioniques pour l’épithélium du tube rénal grâce a la bordure en brosse. LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 38 FIN LES EPITHELIUMS DE REVTEMENT 39
UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT 1 - NOTION D’EPITHELIUMS Les tissus épithéliaux sont constitués de cellules jointives, étroitement juxtaposées, sans interposition de matrice extracellulaire. Les cellules sont associées les unes aux autres grâce à des jonctions intercellulaires tels que les desmosomes, les jonctions Gap et les jonctionsTight (voir cours de cytologie). Ils sont avasculaires à l'exception de la strie vasculaire (oreille interne) et de la rétine. L'apport des nutriments et l'export des déchets se fait en relation avec le tissu conjonctif proprement dit sous-jacent par l'intermédiaire d'une lame basale, sur laquelle repose tout les épithélium. En effet les épithéliums reçoivent du conjonctif proprement dit sous-jacent (appelé chorion) la composante trophique qui leur est nécessaire, qu'il s'agisse des éléments nutritionnels nécessaires au métabolisme des cellules épithéliales, qu'il s'agisse de nombreux facteurs de signalisation ayant vocation de facteurs de croissance ou de différenciation. Le tissu conjonctif sous jacent transmet aussi aux épithéliums les terminaisons nerveuses. les cellules épithéliales sont souvent polarisées, les deux extrémités opposées sont différentes morphologiquement et biochimiquement. On distingue un pôle basal, tourné vers le tissu conjonctif proprement dit et un pôle apical du côté opposé généralement en rapport avec l'extérieur ou avec la lumière d'une cavité, d’un conduit de l'organisme (tube digestif, arbre respiratoire, voies urogénitales) Il existe deux groupes d’épithéliums : - Les épithéliums de revêtement qui sont variés et ont, suivant leur topographie, un rôle de protection, d'échange etc. Ils recouvrent la surface de l’organisme (épiderme), et tapissent les cavités (estomac), les conduits naturels (intestin) et les vaisseaux sanguins de l’organisme. - Les épithéliums glandulaires, peuvent être soit regroupés en organes comme les glandes salivaires, la thyroïde etc. Ils sont soit associés à un épithélium de revêtement comme dans les cas des glandes digestives ou respiratoires, ou bien reliés à des éléments unicellulaires dans un épithélium de revêtement (cellules caliciformes). Il y’a deux types d’épithéliums glandulaires :  Les épithéliums glandulaires exocrines qui excrètent leur produit dans le milieu extracellulaire,  Les épithéliums glandulaires endocrines qui expulsent leur produit directement dans le sang ou la lymphe. 1 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB 2 - GENERALITES SUR LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Les cellules épithéliales sont organisées différemment à leurs extrémités libres et à leur point d’attache. De telles différences sont liées à l’arrangement des groupements de cellules en nappe. Ils sont plus faciles à observer sur un épithélium simple. On distingue une surface basale d’ancrage, et une surface libre apicale. La surface basale est habituellement moins spécialisée. Elle présente des invaginations basales. Elle constitue le pôle par lequel la cellule reçoit les substances nutritives et se situe près des vaisseaux sanguins. La surface apicale est hautement spécialisée. Elle est directement sujette aux influences externes. La cellule possède à ce niveau des spécialisations telles que le plateau strié, la bordure en brosse, les stéréocils, la cuticule et les cils. Chaque cellule épithéliale possède donc une double polarité l’une structurale et l’autre fonctionnelle. Dans le cas des épithéliums stratifiés la polarité est moins évidente. Les cellules épithéliales possèdent un ensemble de dispositifs d’adhésion permettant la cohésion des cellules ; il s'agit du ciment intercellulaire, des interdigitations, des dispositifs de jonctions tels que les desmosomes, les jonctions Gap et les jonctionsTight. Les cellules épithéliales sont séparées du tissu conjonctif proprement dit qui les nourrit par une lame basale perméable. La lame basale n’est pas spécifique aux épithéliums puisqu’on la retrouve autour des fibres musculaires et des cellules de Schwann. Au microscope photonique la lame basale apparaît mince et continue. Au microscope électronique elle est constituée de deux couches, l’une interne claire ; la lamina rara et l’autre externe dense ; la lamina densa. L’analyse biochimique révèle la présence de collagène de type IV, de glycoprotéines, de protéoglycanes et de fibronectines. La lame basale joue les rôles d’attache et de filtre sélectif. Les cellules épithéliales présentent des différenciations intracellulaires parmi lesquelles ; les tonofibrilles (filament de kératine) et les tonofilaments qui s’attachent aux desmosomes. 3 - ORIGINE EMBRYOLOGIQUE DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Les épithéliums de revêtement dérivent de trois feuillets embryonnaires. Parmi eux on peut citer : - l’ectoblaste qui se différencie en épiderme et c. - l’endoblaste qui donnera l’épithélium des appareils respiratoire, digestif et c… - le mésoblaste donnera d’une part les endothéliums qui tapissent la paroi interne des vaisseaux sanguins et des cavités cardiaques et d’autres parts les mésothéliums au niveau du péricarde, des plèvres et du péritoine. 2 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB 4 - CLASSIFICATION DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT On classe les épithéliums de revêtement en fonction de plusieurs critères. Les principaux critères permettant de les classer sont d’ordre morphologique. Il s’agit de la forme des cellules, du nombre de couches cellulaires, de la nature des spécialisations apicales des cellules épithéliales. 4.1 - Forme des cellules épithéliales Les cellules épithéliales sont de formes variées, elles peuvent être pavimenteuse (ce sont les cellules aplaties les plus superficielles. Elles sont plus larges que hautes), cubiques (ce sont les cellules les plus superficielles, aussi larges que hautes) et prismatiques ou cylindriques (ce sont les cellules les plus superficielles, plus hautes que larges). La forme du noyau rappelle un type particulier de cellule. Dans les cellules pavimenteuses le noyau est un disque aplati ; dans les cellules cubiques, le noyau est sphérique. Dans les cellules cylindriques le noyau est ovoïde ou allongé. Le cytoplasme possède les mêmes caractères généraux de toutes les cellules, tous les organites habituels sont représentés : les tonofibrilles sont souvent présentes et proéminentes. 4.2 - Nombre de couches cellulaires L’épithélium de revêtement peut être simple, stratifie ou pseudostratifié. 4.2.1 - Les épithéliums de revêtements simples Un épithélium est dit simple s’il est formé par une seule couche de cellules reposant toutes sur la lame basale. On en distingue trois types : L’épithélium de revêtement pavimenteux simple a été d’abord appelé «épithélium pavimenteux» à cause de sa nature mince. Il s’observe dans les cavités séreuses : (mesothélium) et le système cardiovasculaire et lymphatique (endothélium). Les cellules qui le composent sont aplaties et jointives formant une couche unique. Le corps cellulaire est toujours étendu en comparaison avec la taille du noyau. Les cellules sont plus épaisses au centre où se localise le noyau. Les bordures cellulaires sont toujours irrégulières. L’aspect, vue de surface est habituellement hexagonal. L’ensemble de la nappe forme une mosaïque. En fait les cellules sont circulaires mais la pression exercée donne une forme hexagonale. La cellule qui entourée par six autres cellules. Les cellules mesothéliales sont des polygones avec tous les diamètres 3 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB approximativement égaux. Les cellules endothéliales sont des polygones typiquement allongés. L’épithélium de revêtement cubique simple. Dans ce cas les cellules sont des prismes courts avec un toit, une base et habituellement six côtés. Une coupe verticale donne une structure à quatre côtés, bien que le contour soit rarement un carré parfait on parle d’épithélium cubique. Il s’observe dans le tube contourné distal du rein. L’épithélium de revêtement prismatique (cylindrique) simple est observé dans la muqueuse utérine, épithélium intestinal, tube contourné proximal du rein. 4.2.2 - Les épithéliums de revêtement stratifiés Ils sont formés de deux ou plusieurs assises cellulaires. La couche la plus interne reposant sur la lame basale est dite assise basale germinative. Ce type contient des cellules qui se superposent réellement. Le nombre de couches peut varier de quelques couches à des douzaines de couches ou plus. Ce type est habituellement attaché sur des papilles vasculaires du tissu conjonctif proprement dit. Les cellules les plus profondes sont arrangées en une assise basale germinative. Les cellules superficielles peuvent être pavimenteuses, cubiques ou prismatiques. On distingue trois types d’épithéliums stratifiés : Épithélium de revêtement pavimenteux stratifié (épiderme). Il présente des cellules intermédiaires plus larges à contour polygonal. L’épithélium de revêtement cubique stratifié (canal excréteur des glandes sudoripares.) On y observe des cellules superficielles de forme plus cuboïdale. L’épithélium de revêtement prismatique stratifié (nasopharynx), Sur coupes, les cellules en surface sont cylindriques. Les cellules profondes sont polyédriques et irrégulières. 4.2.3 - Les épithéliums de revêtements pseudostratifiés Dans ce cas toutes les cellules sont en contact avec la lame basale mais certaines n’atteignent pas le pôle apical. Les cellules varient de longueur. Notons que les noyaux des cellules, sont situés à différents niveaux. Ce type a d’abord été confondu avec l’épithélium cylindrique stratifié, mais il s’agit d’une fausse impression de stratification. Ce sont des épithéliums de revêtement localisés au niveau des épithéliums de revêtement respiratoires et de la paroi du canal épididymaire. Dans ces épithéliums spécialisés, on observe généralement des cellules basales et des cellules prismatiques. 4 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB Un cas particulier d’épithélium de revêtement pseudostratifié est l’épithélium transitionnel ou polymorphe. C’est le cas de l’épithélium de revêtement de la vessie dont la structure varie avec son état de remplissage. C’est un épithélium plastique, dont l’apparence varie avec l’étirement. En état de relâchement de l’épithélium de revêtement les cellules basales sont petites et de forme polyédrique. Dans la partie moyennes les cellules sont plus larges souvent en forme de raquette ou piriformes. En surface les cellules sont enflées et cuboïdes, avec un pôle apical protubérant. Si l’épithélium est étiré, il devient plus mince. Les cellules s’aplatissent et paraissent s’entasser les unes sur les autres. Le nombre de couches peut se réduire à deux ou trois. La nappe cellulaire ressemble à un épithélium stratifié. REMARQUE : en pathologie, la transformation d’un épithélium est irréversible. C’est le cas d’un épithélium des bronches qui se transforme en épithélium stratifié squameux. 4.3 - Nature des spécialisations apicales 4.3.1 - Les microvillosités Ce sont des évaginations cytoplasmiques plus ou moins nombreuses, de longueur et de dispositions irrégulières que l'on observe au pôle apical des cellules des épithéliums de revêtement. Au microscope photonique elles apparaissent sous la forme d’un plateau strié, d’une bordure en brosse. Le plateau strié est représenté par des microvillosités rectilignes de même calibre (0,1 µm), de même longueur (1 à 2 µm) et disposées parallèlement de façon très ordonnée. Ce dispositif augmente la surface d’échange membranaire du pôle apical des cellules épithéliales de l’épithélium intestinal. La bordure en brosse est formée de microvillosités moins régulièrement disposées que dans le plateau strié. La fonction d'absorption est analogue à celle du plateau strié. Les cellules à bordure en brosse les plus typiques sont celles du tube contourné proximal du rein. 4.3.2 - Les stéréocils Ce sont des longues expansions cytoplasmiques immobiles, recouvertes par la membrane plasmique. Elles ressemblent à des microvillosités mais s’agglutinent en touffes. On les retrouve essentiellement au niveau de l’épithélium de revêtement de l’épididyme. 5 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB 4.3.3 - Les cils C’est le cas des cils vibratiles. Ces derniers sont des évaginations cytoplasmiques mobiles, douées de mouvement pendulaires ou ondulaires. Au microscope électronique, la tige entourée d’une membrane plasmique, comporte des microtubules. Les cils permettent à certains épithéliums de mettre en mouvement les éléments du contenu du conduit qu'ils bordent. On les observe au niveau des épithéliums de revêtement respiratoires. 4.3.4 - La cuticule Au microscope optique, c’est une condensation superficielle du cytoplasme constituant une couche continue plus ou moins résistance qui recouvre l’épithélium de revêtement de la vessie. Son rôle est de s’opposer a la résorption de l’urine REMARQUE : tous les épithéliums de revêtement doivent être décrits dans l’ordre des critères cités précédemment. 5 - PROPRIETES DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT 5.1 - NUTRITION Les épithéliums de revêtement sont généralement avasculaires, ils sont séparés des vaisseaux sanguins, du tissu conjonctif proprement dit, par la lame basale. Leur nutrition est assurée par les capillaires sanguins du tissu conjonctif proprement dit sur lequel ils reposent ; les échanges se font par diffusion à travers la lame basale. La nutrition des épithéliums stratifiés, tels que l’épiderme, l’œsophage, le vagin, est difficile par diffusion. Dans ce cas le tissu conjonctif proprement dit s’invagine profondément dans l’épithélium de revêtement, sous la forme de papilles vasculaires conjonctives. Ces derniers pénètrent sans provoquer la rupture de la lame basale. Les papilles vasculaires conjonctives facilitent la nutrition de ces épithéliums de revêtement. Il existe des exceptions ou les vaisseaux sanguins se mettent en contact direct avec les cellules épithéliales. C’est le cas de la strie vasculaire (oreille interne) et de la rétine. 5.2 - INNERVATION Les terminaisons nerveuses peuvent être très abondantes. Elles sont toujours amyéliniques dans leur segment intra-épithélial, mais les fibres 6 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB peuvent être myélinisées dans le reste de leur trajet. Elles sont soit réceptrices, conférant aux épithéliums de revêtement une fonction sensorielle, soit effectrices lorsqu'il y a une activité de sécrétion (épithéliums glandulaires). 5.3 - RENOUVELLEMENT Les cellules superficielles d’un épithélium de revêtement vieillissent, elles se desquament par couches successives superficielles, de plus elles peuvent être sujettes à des traumatismes divers. Leur régénération ou cicatrisation fait intervenir la mitose. Les épithéliums de revêtement doivent continuellement maintenir leur intégrité par renouvellement de leurs cellules différenciées. La multiplication concerne généralement des cellules souches indifférenciées, à durée de vie longue (leur division produit de nouvelles cellules souches et des cellules qui se différencient.) La répartition des cellules souches est variable. Dans les épithéliums de revêtement simples, les cellules souches sont isolées et intercalées entre les pôles basaux des cellules différenciées, le long de la membrane basale. Elles sont réparties de manière homogène dans l’épithélium de revêtement. Dans les épithéliums de revêtement pseudostratifiés, les cellules souches sont les cellules basales de l’épithélium de revêtement. Dans les épithéliums de revêtement stratifiés, elles forment une assise basale germinative. Ces cellules, sont engagées dans un cycle cellulaire à un moment donné. Leur division donne de nouvelles cellules basales et des cellules parabasales qui s’engagent de façon irréversible dans la voie de la différenciation. 6 - FONCTIONS DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Les fonctions sont variées et sont liées à la situation de l'épithélium de revêtement. 6.1 - FONCTIONS DE PROTECTION A - protection mécanique C’est la fonction principale des épithéliums malpighiens (épiderme, œsophage.) B - protection chimique C’est le cas de l’épithélium de revêtement gastrique qui assure une protection contre les agressions acides et enzymatiques. 7 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB C - protection contre les radiations lumineuses nocives L'épiderme arrête les radiations ionisantes à faible pénétration. Il renferme des mélanocytes dont le pigment (la mélanine) arrête les rayons ultraviolets et protège l'organisme contre leurs effets mutagènes. 6.2 - FONCTIONS D'ÉCHANGE ET DE TRANSPORT - c’est l’absorption active pour l’épithélium de revêtement intestinal, grâce au plateau strié. - c’est aussi l’absorption, l’excrétion et les échanges ioniques pour l'épithélium de revêtement du tube rénal grâce à la bordure en brosse. 8 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB CRITERES DE CLASSIFICATION DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT 1 - FORME DES CELLULES EPITHELLIALES Pavimenteux Cubique Prismatique 2 - NOMBRE DE COUCHES CELLULAIRES E R pavimenteux E R cubique simple simple E R prismatique simple E R prismatique pseudostratifié E R pavimenteux stratifié E R cubique E R prismatique stratifié stratifié 3 - SPECIALISATION DE LA MEMBRANE PLASMIQUE APICALE Plateau Bordure en strié brosse Steréocils Cuticule Cils 9 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB VARIETES DES EPITHELIUMS DE REVETEMENT cellule pavimenteuse lame basale tissu conjonctif proprement dit 1- Epithélium de revêtement pavimenteux simple. Ex : Endothélium, mésothélium. lumière cellule cubique lame basale tissu conjonctif proprement dit 2 - Épithélium de revêtement cubique simple. Ex : Tube contourné distal du rein. cellule prismatique lame basale tissu conjonctif proprement dit 3 - Epithélium de revêtement prismatique simple. Ex : Muqueuse utérine. plateau strié mucus cellule prismatique cellule caliciforme à mucus ouvert grains de mucine lame basale tissu conjonctif proprement dit 4 - Épithélium de revêtement prismatique simple à plateau strié à cellule caliciforme à mucus ouvert. Ex : Epithélium de revêtement intestinal. 10 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB mucus cellule prismatique grains de mucine cellule caliciforme à mucus fermé lame basale tissu conjonctif proprement dit 5 - Épithélium de revêtement prismatique simple à cellule caliciforme à mucus fermé. Ex : Epithélium de revêtement gastrique. bordure en brosse cellule prismatique lame basale tissu conjonctif proprement dit 6 - Épithélium de revêtement prismatique simple à bordure en brosse. Ex : Tube contourné proximal du rein. lame basale lumière cellule cubique tissu conjonctif proprement dit 7 - Épithélium de revêtement cubique stratifié. Ex : Canal excréteur des glandes sudoripares. 11 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB couche desquamante couche cornée couche hyaline couche granuleuse couche épineuse assise basale germinative lame basale tissu conjonctif proprement dit 8 - Épithélium de revêtement pavimenteux stratifié kératinisé squameux. Ex : Epiderme. couche superficielle couche intermédiaire couche parabasale assise basale germinative lame basale tissu conjonctif proprement dit 9 - Épithélium de revêtement pavimenteux stratifié non kératinisé. Ex : Épithélium de revêtement vaginal 12 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB cellule prismatique lame basale tissu conjonctif proprement dit 10 - Épithélium de revêtement prismatique stratifié. Ex : Nasopharynx. cils mucus cellule prismatique cellule caliciforme à mucus ouvert cellule basale lame basale tissu conjonctif proprement dit 11 - Épithélium de revêtement prismatique pseudostratifié cilié à cellule caliciforme à mucus ouvert. Ex : Epithélium de revêtement respiratoire. stéréocils cellule prismatique cellule basale lame basale tissu conjonctif proprement dit 12 - Épithélium de revêtement prismatique pseudostratifié stéréocilié. Ex : Paroi du canal épididymaire. 13 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS DE REVETEMENT Dr CHEBAB cuticule cellule superficielle cellule piriforme cellule basale lame basale tissu conjonctif proprement dit 13 - Épithélium de revêtement prismatique pseudostratifié à cuticule. Ex : Epithélium de revêtement de la vessie. 14
EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Ce sont des formations associés au (x) : - tissu conjonctif - vaisseaux sanguins. - nerfs. Les cellules des épithéliums glandulaires : - secrètent une ou plusieurs substances spécifiques. - excrètent ensuite ces substances pour l’usage des tissus de l’organisme. GLANDES EXOCRINES 2 Dans le milieu extérieur : les glandes exocrines Glande sudoripare Dans le sang ou la lymphe : les glandes endocrines. elles sont dépourvues de canal excréteur. Thyroïde GLANDES EXOCRINES 3 Les glandes peuvent être à la fois exocrines et endocrines. les glandes amphicrines : Pancréas GLANDES EXOCRINES 4 Remarque : Glande paracrine : Cellule qui excrète le produit à l’intention des cellules cibles voisines. Glande autocrine : Cellule qui excrète le produit qui agit directement sur elle même. GLANDES EXOCRINES 5 Glande neurocrine : Chaque cellule présente un prolongement qui entre en contact avec une cellule cible. L’excrétion du produit (neurohormones) s’effectue au niveau de l’extrémité du prolongement. C'est un dialogue qui s'établit entre le système nerveux et le système endocrinien. GLANDES EXOCRINES 6 HISTOGENESE DES GLANDES épithélium embryonnaire mésenchyme Epithélium de revêtement bourgeon épithélial plein Bourgeonnement de l’E R T C E R canal excréteur cellule glandulaire capillaire sanguin Migration de l’ébauche glandulaire dans le mésenchyme T C glandes exocrines glande endocrine 7 LES GLANDES EXOCRINES. GLANDES EXOCRINES 8 Les glandes exocrines sont en relation avec : - la surface de l’organisme (épiderme) grâce à un canal excréteur. -Les glandes exocrines sont en relation avec la lumière d’un organe creux (intestin) GLANDES EXOCRINES 9 Le canal excréteur permet le passage de la sécrétion glandulaire, la sécrétion glandulaire est élaborée au niveau de l’unité sécrétrice.. canal excréteur sécrétion glandulaire unité sécrétrice. GLANDES EXOCRINES 10 CLASSIFICATION DES GLANDES EXOCRINES Selon leur morphologie on classe les glandes exocrines suivant : 1 - le nombre des éléments cellulaires, 2 - la topographie des éléments cellulaires, 3 - la forme des unités sécrétrices. GLANDES EXOCRINES 11 REMARQUE : cellules caliciformes mucus cellule caliciforme à mucus ouvert cellule caliciforme à mucus fermé Elles élaborent du mucus. Le mucus intervient dans la lubrification et la protection des E R . GLANDES EXOCRINES 12 cellule caliciforme à mucus ouvert Structure : elles ont une m° plasmique apicale ouverte. Rôle : lubrification des épithéliums de revêtement. GLANDES EXOCRINES 13 cellule caliciforme à mucus fermé Structure : membrane plasmique apicale fermée. Rôle : protection des cellules contre les enzymes et acides au cours de la digestion , lubrification de l’épithéliums de revêtement. GLANDES EXOCRINES 14 1 - nombre des éléments cellulaires. Glandes exocrines unicellulaires Glandes exocrines pluricellulaires GLANDES EXOCRINES 15 Glandes exocrines unicellulaires mucus cellule caliciforme à mucus ouvert Ex : épithélium des voies respiratoire (trachée) GLANDES EXOCRINES 16 mucus cellule caliciforme à mucus ouvert Ex : épithélium intestinal GLANDES EXOCRINES 17 2 - topographie des éléments cellulaires. Glandes exocrines pluricellulaires Glandes exocrines de surface Glandes exocrines enfouies en profondeur dans le tissu conjonctif GLANDES EXOCRINES 18 Glandes exocrines de surface mucus cellule caliciforme à mucus fermé Ex : épithélium de revêtement gastrique GLANDES EXOCRINES 19 Glandes exocrines enfouies en profondeur dans le tissu conjonctif Elles sont localisées au niveau du tissu conjonctif. Elles constituent la majeure partie des glandes exocrines Elles sont constituées : - de canaux excréteurs - d’unités sécrétrices. canal excréteur unité sécrétrice. GLANDES EXOCRINES 21 3 - la forme des unités sécrétrices et des canaux. cellule caliciforme à mucus fermé Forme des unités sécrétrices. la portion sécrétrice est un : Tube Acinus Alvéole G Ex tubuleuse G Ex acineuse G Ex alvéolaire GLANDES EXOCRINES 22 Forme du canal excréteur Le canal excréteur est : absent unique ramifié G Ex sans C Ex G Ex simple G Ex composée GLANDES EXOCRINES 23 Certaines glandes peuvent présenter des lobules. G E Composée unilobulaire G E Composée Plurilobulaire conglomérée G E Composée Plurilobulaire conglobée GLANDES EXOCRINES 24 VARIETES DE GLANDES EXOCRINES G Ex tubuleuse Rectiligne sans C Ex G Ex tubuleuse simple contournée Ex : glande de lieberkuhn de l’intestin Ex : glande pylorique de l’estomac GLANDES EXOCRINES 25 G Ex tubuleuse simple ramifiée Ex : glande de Brunner du duodénum G Ex tubuleuse simple pelotonnée Ex : glandes sudoripares GLANDES EXOCRINES 26 G Ex acineuse simple Ex : glandes cutanées des batraciens G Ex acineuse composée plurilobulaire conglomérée Ex : glandes parotides GLANDES EXOCRINES 27 G Ex acineuse Composée plurilobulaire conglobée (agminèe) Ex : glandes mammaires GLANDES EXOCRINES 28 G E alvéolaire simple G Ex alvéolaire composée Ex : glandes sébacées Ex : glande de meibomius GLANDES EXOCRINES 29 G Ex tubulo-acineuse composée unilobulaire Ex : glande salivaire linguale G E tubulo-alvéolaire composée Ex : prostate GLANDES EXOCRINES 30 NATURE DU PRODUIT DE SÉCRÉTION Les produits élaborés par les cellules glandulaires exocrines sont variés : Produit muqueux (grains de mucine) Produit séreux (grains de zymogène = enzymes) Salive, Sueur, Larmes, Lait et c… GLANDES EXOCRINES 31 Produit muqueux mucus cytoplasme apical clair noyau basal aplati Cellule muqueuse Unité sécrétrice muqueuse Lumière visible GLANDES EXOCRINES 32 Produit séreux grains de zymogène Cellule séreuse cytoplasme apical sombre noyau arrondi parabasal Unité sécrétrice séreuse Lumière virtuelle GLANDES EXOCRINES 33 Produit séro-muqueux Canal excréteur unité muqueuse unité séreuse croissant de gianuzzi glande mixte séro-muqueuse GLANDES EXOCRINES 34 MODE D’EXCRÉTION Excrétion mérocrine Elimination du produit par diffusion et par exocytose. GLANDES EXOCRINES 35 Excrétion apocrine Elimination du produit avec une partie du cytoplasme apical qui se détache. La cellule restaure sa continuité. renouvelle ensuite ses organites perdus et GLANDES EXOCRINES 36 Excrétion holocrine Elimination du produit en même temps que toute cellule. la GLANDES EXOCRINES 37 FIN GLANDES EXOCRINES 38
UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES. 1 - DEFINITIONS. Les épithéliums glandulaires sont des formations anatomiques et histologiques complexes, associés au tissu conjonctif, aux vaisseaux sanguins et aux nerfs. Ils correspondent à des tissus dont les cellules élaborent des produits spéciaux de l’organisme spécifiques qu’elles excrètent pour l’usage d’autres tissus Les glandes qui excrètent leur produit de sécrétion vers l’extérieur sont des glandes exocrines. Dans ce cas la sécrétion glandulaire est généralement déversée dans une lumière puis véhiculée le long d’un canal excréteur. En bout de compte la sécrétion exocrine se dirige vers l’extérieur de l’organisme. C’est le cas de la glande sudoripare qui excrète son produit le long d’un canal excréteur qui s’abouche à la surface de l’épiderme. Le produit de sécrétion peut être libéré directement dans le sang ou la lymphe; on parle alors de glandes endocrines. Dans ce cas la sécrétion (hormones, facteurs de croissance, peptides régulateurs, etc., regroupés sous le terme général de facteurs de signalisation) est déversée directement dans le sang qui sert de vecteur aux facteurs de signalisation. Ces derniers atteignent ainsi les cellules cibles, souvent fort éloignées de la zone de sécrétion. Parfois la sécrétion peut ne pas être directement transférée dans le sang circulant mais transitoirement stockée, pour maturation, dans une vésicule ; c'est le cas de la glande thyroïde. Par opposition certaines cellules épithéliales glandulaires restent isolées et dispersées au sein même d'un épithélium de surface tout en acquérant par différenciation in situ une potentialité sécrétoire. On parle alors de cellules isolées, ayant la fonction de glande exocrines ou endocrines, intraépithélliale. En exemple on peut citer le cas des cellules caliciformes de l'épithélium de revêtement intestinal et des cellules C de la thyroïde. La glande peut être à la fois exocrine et endocrine, il s’agit de la glande amphicrine. A côté de ces glandes le système APUD (ou Uptake il existe Decarboxylation Amine Precursor) qui est un système endocrinien diffus de l'organisme dont les cellules sont capables de capter et de stocker les amines et le but de sécréter des hormones polypeptidiques. Les sécrétions de ces cellules agissent loco-régionalement. Ces sécrétions sont-elles mêmes sous l'influence d'autres substances, avec des rétros contrôles. leurs précurseurs dans Remarque : les sécrétions peuvent revêtir d’autres modalités. C’est le cas des glandes paracrine, autocrine, neurocrine. Donnons cependant d’ores et déjà une définition précise de ces différents modes sécrétoires. 1 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB - la glande paracrine déverse les facteurs de signalisation dans le milieu extracellulaire immédiat pour atteindre des cellules cibles du proche voisinage. - La glande autocrine est une cellule qui élabore des médiateurs chimiques agissant directement sur elle même grâce à des récepteurs spécifiques. - La glande neurocrine qualifie la production par une cellule de médiateurs chimiques selon un mode proche de la paracrinie. Néanmoins ces cellules acquièrent un prolongement qui entre en contact avec une cellule cible ou avec un capillaire sanguin. La sécrétion du facteur de signalisation s’effectue à l’extrémité du prolongement. Il s’agit d’une sécrétion dirigée, très proche de celle observée dans une synapse nerveuse chimique. Il faut signaler enfin que la régulation des secrétions glandulaires nécessite plusieurs facteurs, parmi eux ; les facteurs hormonaux, les facteurs nerveux, les facteurs cholinergiques et les facteurs locaux tels que le flux sanguin, et la perméabilité au calcium. On admet également que certaines cellules sont sensibles à des facteurs psychologiques et mécaniques. 2 - ORIGINE EMBRYONNAIRE DES GLANDES. Les épithéliums glandulaires se forment par invagination d'un épithélium embryonnaire au cours du développement embryonnaire. On observe ainsi la séquence prolifération, bourgeonnement puis invagination suivie ou non d'une rupture de la continuité avec l'épithélium de revêtement. Ce dernier donnera une glande exocrine s’il reste relié à l’épithélium d’origine. S’il perd tout contact avec cet épithélium de revêtement, il formera une glande endocrine. Ainsi, par exemple, les glandes sudoripares, se forment à partir de l'ectoblaste de surface ; les glandes digestives se différencient à partir de l’endoblaste; les corticosurrénales naissent à partir du mésoblaste. 3 - LES GLANDES EXOCRINES. Les glandes exocrines sont en relation avec la surface de l’organisme (épiderme) ou la lumière d’un organe creux (intestin) par l’intermédiaire d’un canal excréteur (sauf exceptions). C’est par l’intermédiaire de ce canal excréteur que sera drainé le produit de la sécrétion glandulaire. Cependant il existe des glandes exocrines situées dans l’épaisseur d’un épithélium de revêtement ; c’est le cas des glandes exocrines unicellulaires et des glandes exocrines de surface. 3.1 - CLASSIFICATION DES GLANDES EXOCRINES. On classe les glandes exocrines selon le nombre, la topographie et la forme des unîtes sécrétrices. 2 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB a - selon le nombre des éléments cellulaires. Exceptionnellement les glandes exocrines peuvent être unicellulaires. C’est le cas des cellules caliciformes a mucus ouvert. Cependant dans la majorité des cas les glandes exocrines sont multicellulaires. Les cellules caliciformes à mucus ouvert présentent une fonction glandulaire exocrine. Elles se caractérisent morphologiquement par la présence de vésicules de sécrétion accumulées à leur pôle apical. Ces cellules sécrétoires élaborent de grandes quantités de mucus. Ces cellules sont isolées parmi les cellules épithéliales des épithéliums respiratoires et intestinaux. . Leur noyau, est aplati et les organites cellulaires sont refoulés à la base, Leur membrane plasmique apicale est ouverte par endroits, ce qui permet au mucus d’êtres évacués continuellement afin de lubrifier le milieu extra cellulaire. b - selon la topographie des éléments cellulaires. Il s’agit de formations enfouies dans le tissu conjonctif, à l’exception des glandes exocrines de surface. Ces dernières sont constituées de cellules caliciformes à mucus fermées toujours groupées. Elles sont spécialisées dans la sécrétion du mucus. Elles sont typiques de l’épithélium gastrique ou elles assurent un rôle de lubrification et de protection contre les enzymes et les acides. c - selon la forme des unîtes sécrétoires glandulaires. Toutes les autres glandes sont enfouies dans le tissu conjonctif. Elles constituent la majeure partie des glandes exocrines. Elles sont constituées d’un ou plusieurs canaux et de portions sécrétrices. Chaque canal est une formation épithéliale, généralement, dépourvue de cellules sécrétrices, qui s’ouvre directement à la surface de l’épithélium de revêtement. Il constitue un lieu de passage du produit secrété. Si le canal est unique la glande est dite simple, s’il est ramifié, la glande est dite composée. Rarement le canal excréteur peut être absent. Les unités sécrétrices glandulaires exocrines peuvent s’agencer de diverses façons : en tube (glande tubuleuse), en grains de raisin ou acinus (glande acineuse), en sacs ou alvéoles (glande alvéolaire), mais il peut exister des types intermédiaires d’agencement comme les glandes tubulo-acineuse ou tubulo-alvéolaire ou les tubules peuvent coexister avec les acini ou les alvéoles. La glande tubuleuse à la forme d’un doigt de gant. Chaque tubule est droit, légèrement sinueux ou ramifié. L’unité sécrétoire de la glande acineuse, est formée de plusieurs cellules en forme de grain de raisins attachés aux canaux excréteurs, ce sont des acini 3 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB (un acinus). Chaque acinus présente des cellules de forme pyramidale dont les pôles apicaux encerclent une lumière étroite. Dans le cas ou les cellules glandulaires forment une sphère à contours irréguliers et à lumière beaucoup plus importante que la précédente, il s’agit de glande alvéolaire. d - selon le nombre de lobules glandulaires. glandes Certaines exocrines cas glandes être unilobulaire, présentant un seul lobe qui converge sur un canal terminal ; c’est le être plurilobulaire conglomérée avec plusieurs lobes convergeant sur un canal terminal (glandes parotides) ou plurilobulaire conglobée avec un canal qui débouche de chaque lobule et qui s’abouche directement à l’extérieur (glandes mammaires). linguales. Elle peut composées salivaires peuvent 3.2 - NATURE DU PRODUIT SECRÉTÉ. Ce critère s’intéresse essentiellement à la nature du produit secrété. Dans ce cas les produits élaborés par les cellules glandulaires exocrines sont très variés : salive (glandes salivaires), sueur (glandes sudoripares), sébum (glandes sébacées), lait (glandes mammaires) etc. Cependant les produits les plus fréquemment retrouvés dans l’organisme sont de type séreux et muqueux. Le produit muqueux correspond à une sécrétion de glycoprotéines appelée grains de mucine. Les cellules muqueuses se caractérisées par un noyau basal aplati et un cytoplasme apical clair. C’est l’exemple des glandes pyloriques de l’estomac. Quant au produit séreux, il correspond à des secrétions enzymatiques appelées grains de zymogène. Ces derniers sont élaborés par les cellules séreuses, de plus petite taille que les précédentes. Le cytoplasme apical des cellules séreuses est sombre. Quant au noyau, il est arrondi et parabasal. C’est l’exemple des glandes parotides. Dans certains cas le produit peut être séro-muqueux. Ce dernier est élaboré à partir d’une glande mixte séro-muqueuse caractérisée par une portion sécrétrice muqueuse centrale sur laquelle est greffée en périphérie une portion sécrétrice séreuse appelée croissant de gianuzzi. Ex : glande salivaire linguale. Notons que la lumière de la portion sécrétrice muqueuse est large, au contraire de la portion sécrétrice séreuse dont la lumière est virtuelle. 3.3 - MODE D’EXCRÉTION DU PRODUIT SECRÉTÉ. Les cellules glandulaires utilisent plusieurs mécanismes pour décharger leur produit de secrétions. La majorité des glandes exocrines utilisent le mode d’excrétion mérocrine. Dans ce cas le produit de sécrétion est éliminé par diffusion et par exocytose. C’est l’exemple des parotides. Cependant 4 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB certaines glandes exocrines expulsent leur produit de sécrétion en même temps qu’une partie du cytoplasme apical qui se détache (décapitation cellulaire). C’est l’excrétion apocrine. La cellule renouvelle par la suite ses organites perdus et restaure sa continuité durant la phase de repos. Ce cas est observé au niveau des glandes mammaires. Un troisième cas est le mode d’excrétion holocrine ; ici la cellule ne parcourt qu’un seul cycle sécrétoire. Elle se charge d’une quantité considérable de produit de secrétions et meurt. Le produit glandulaire sera constitué par l’ensemble de la cellule qui est entièrement excrétée par la glande. C’est le cas des glandes sébacées. REMARQUE : toutes les glandes exocrines doivent être décrites selon l’ordre des trois critères cités précédemment. 3.4 - VARIETES DES GLANDES EXOCRINES. Parmi les glandes exocrines enfouies dans le tissu conjonctif on peut citer (glande tubuleuse rectiligne sans canal excréteur la glande exocrine de lieberkuhn de l’intestin), la glande exocrine tubuleuse simple contournée (glandes pyloriques de l’estomac), la glande exocrine tubuleuse simple ramifiée (glandes de Brunner du duodénum), la glande exocrine tubuleuse simple pelotonnée (gland sudoripares), la glande exocrine acineuse simple (glandes cutanées des batraciens), la glande exocrine acineuse composée (parotides et glandes mammaires), glande exocrine tubulo-acineuse composée (glande salivaire linguale), la glande exocrine alvéolaire simple (glandes sébacées), la glande exocrine alvéolaire composée (glandes de meibomius), et la glande exocrine tubulo-alvéolaire composée (prostate). 4 - LES GLANDES ENDOCRINES. Ce sont des glandes généralement anatomiques. Elles libèrent leur produit de sécrétion appelé hormone directement dans le sang ou la lymphe. Les cellules glandulaires sont toujours au contact d’un capillaire sanguin. Les hormones sont élaborées le fonctionnement des organes situées à distance du lieu de synthèse. quantité. Elles régulent faible très en spécifiquement 4.1 - CLASSIFICATION DES GLANDES ENDOCRINES. Sur le plan morphologique les glandes endocrines sont agencées de différentes manières. Elles peuvent être unicellulaires ; Ce sont des glandes formées de cellules isolées ou regroupées (cellules C de la thyroïde). Les glandes endocrines peuvent être aussi pluricellulaires. L’organisation cellulaire permet de distinguer trois variétés glandulaires. 5 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Les glandes endocrines de type diffuses formées de cellules glandulaires isolées ou groupées en amas cellulaires. C’est le cas de la glande interstitielle du testicule ou sont localisées les cellules de leidig. Les glandes endocrines de type vésiculaire ; c’est le cas de la thyroïde. C’est une glande située en haut et en avant de la trachée. Les cellules glandulaires se disposent en une seule couche pour constituer de petites sphères ou vésicules. Cette disposition permet le stockage extra cellulaire de l’hormone inactive. En périphérie des vésicules, les cellules glandulaires sont séparées par une lame basale d’un tissu conjonctif richement vascularisé. Chaque cellule capte des précurseurs et de l’iode à partir des capillaires sanguins voisins. La synthèse de l’hormone inactive a lieu au niveau du R.E.G et de l’appareil de golgi. Cette hormone est ensuite excrétée par exocytose vers la lumière du follicule ou elle est iodée et stockée, pour constituer le colloïde. Sous l’effet de la T.S.H (hormone de stimulation de la thyroglobuline) la thyroglobuline iodée inactive repasse dans la cellule par endocytose. Elle est ensuite scindée en quatre parties, T1, T2, T3 et T4, sous l’action des hydrolases acides contenues dans les lysosomes. La T3 (triodothyronine) et la T4 (thyroxine) sont les hormones thyroïdiennes actives agissant entre autre sur la croissance. Quant à la T1 et la T2 elles restent dans la cellule ou elles sont recyclées pour la synthèse de nouvelles molécules. Les glandes endocrines tabulaires (ou cordonal) sont formées de travées cellulaires ; soit orientées (ou fasciculées), en cordons plus ou moins rectilignes (exemple : corticosurrénale) ; soit non orientées (ou réticulées) sous la forme de cordons cellulaires multidirectionnels (exemple : médullo-surrénales et parathyroïdes) ou bien mixtes comme dans le cas de la glande pituitaire. REMARQUE : Le mode d’excrétion des glandes endocrines se fait soit par libération des hormones protéiques, lorsque le produit secrété est une protéine ou glycoprotéine, l’extrusion se fait souvent par exocytose ou bien par libération des hormones stéroïdes et produits lipidiques (tableau 1). 4.2 - VARIETES DE GLANDES ENDOCRINES. Le système endocrinien se compose d’organes sécréteurs proprement dit parmi lesquels : L'hypothalamus : région située à la base du cerveau au-dessus de l'hypophyse, à laquelle il est rattaché par la tige pituitaire. L'hypothalamus sert de pont entre le système nerveux et le système endocrinien. Il est chargé de réguler l'activité de l'hypophyse par les GnRH (Gonadotrophin releasing hormone) et les GnIH (Gonadotrophin inhibitor hormone) qui sont libérée dans le sang. L'hypothalamus reçoit des messages en provenance des différentes régions de l’organisme. 6 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB L’hypophyse : elle est située dans l'étage moyen de la base du crâne, elle est placée dans une logette osseuse, la selle turcique. Elle comprend 3 parties ; l’antéhypophyse, la posthypophyse et l’hypophyse intermédiaire. Elle sécrète des hormones stimulant la glande thyroïde (TSH), la surrénale (ACTH), l’ovaire ou testicules (LH et FSH). Ces sécrétions sont contrôlées par l'hypothalamus. L’épiphyse : attachée au toit du 3e ventricule cérébral. Elle élabore la mélatonine qui assure un rôle important la nuit dans la régulation du sommeil et exerce sur l'appareil reproducteur une action inverse de celle de l'hypophyse. Les parathyroïdes : ce sont quatre glandes de la taille d'une lentille, disposées à la face postérieure de la thyroïde, qui élaborent les parathormones. La thyroïde : C’est une glande située à la base du cou, en avant de la trachée. Elle comprend 2 lobes reliés par un isthme. La thyroïde est stimulée par la (TSH) pour produire de la thyroxine (T4) et la triiodothyronine (T3). Le pancréas endocrine : constitué par les îlots (cellules) de Langhérans, situés entre les acini du pancréas exocrine. Les hormones élaborées sont l’insuline, le glucagon et la somatostatine. Les glandes surrénales : situées sur chaque rein. Elles sont formées de 2 parties bien distinctes : la corticosurrénale (élaborant le cortisol et l’aldostérone) et la médullosurrénale (élaborant l’adrénaline et la noradrénaline). Les ovaires : ce sont des glandes sexuelles féminines qui élaborent les œstrogènes et la progestérone de la puberté à la ménopause grâce aux cellules de la thèque interne et du corps jaune. La glande interstitielle des testicules : ce sont des glandes sexuelles masculines élaborant la testostérone grâce aux cellules de leidig. 5 - GLANDES AMPHICRINES. Certaine glandes possèdent à la fois des structures endocrines et exocrines. Ce sont des glandes amphicrine. Elles peuvent être : - Amphicrine homotypique. C’est le cas du foie ou la même population cellulaire ; les hépatocytes élaborent à la fois les secrétions endocrine (facteurs de coagulation) et exocrine (la bile). -Amphicrine hétérotopique. C’est le cas du pancréas. Ce dernier est constitué du pancréas exocrine responsable de la sécrétion exocrine et du pancréas endocrine responsable de la secrétions endocrine. 6 - CYCLE SECRETOIRE D’UNE CELLULE GLANDULAIRE. Lors du travail glandulaire, la cellule subit des transformations cycliques. Chaque cycle se caractérise par trois phases bien distinctes ; une phase de repos, une phase de synthèse ou de mise en charge et une phase d’excrétion. 7 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB La phase de repos est caractérisée par la captation de précurseurs à partir des vaisseaux sanguins et par la régénération d’organites, perdus, nécessaires pour de nouvelles synthèses. La phase de sécrétion est la synthèse des produits spécifiques, suivie de leur stockage intracellulaire sous diverses formes (grains, vacuoles et c…). La phase d’excrétion se traduit par la décharge du produit synthétisé soit dans le milieu extra cellulaire, soit directement dans le sang ou la lymphe, soit dans l’espace extracellulaire immédiat à l’intention des cellules voisines. Exemple des glandes mammaires : Elles sont d’origine epiblastiques. Les acini mammaires sont le siège de secrétions lactées. Trois composants essentiels entrent dans constitution de cette sécrétion ; les protéines, les lipides et les glucides. A l’état dynamique l’acinus mammaire subit un cycle sécrétoire avec des cellules cubiques sans enclaves au cours de la phase de repos, des cellules hautes pendant la phase de sécrétion (les inclusions protéiques et lipidiques donnent aux cellules un aspect en dôme) et des cellules décapitées après émission du produit durant la phase d’excrétion. 7 - LES CELLULES MYOEPITHELIALES. Ce sont des cellules musculaires, d’origine epiblastique. Elles ont une morphologie stellaire avec des expansions cytoplasmiques entourant les unités sécrétoires. Elles sont localisées entre la lame basale et la membrane plasmique basale des cellules épithéliales sécrétrices. Les cellules myoépithéliales ont Leur contraction entraîne l'expulsion du produit de sécrétion. des propriétés contractiles. 8 - LE SYSTEME APUD (Amine Precursor Uptake Decarboxylation). 8.1 - Origine du système APUD. C’est un ensemble de cellules issues des crêtes neurales, actuellement il semblerait qu’elles dérivent des cellules indifférenciées des épithéliums. 8.2 - Répartition du système APUD. Les cellules du système APUD sont isolées dans les épithéliums (de l’appareil respiratoire, des glandes salivaires et digestives). 8.3 - Rôle du système APUD. Les cellules du système APUD sont neuroendocrines. Elles élaborent des produits tels que la gastrine, le vip (vasoactive intestinal peptide) et le pp. 8 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB HISTOGENESE DES GLANDES. Formation d’une glande exocrine Epithélium embryonnaire Bourgeon épithélial plein Mésenchyme Formation d’une glande endocrine Migration de l’ébauche glandulaire dans le mésenchyme E R T C C G C S C Ex C G C S Glande exocrine pluricellulaire en profondeur Glande endocrine C Ex : canal excréteur ; C G : cellule glandulaire ; C S : capillaire sanguin ; E R : épithélium de revêtement ; T C : tissu conjonctif. 9 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB CLASSIFICATION DES GLANDES EXOCRINES (CRITERES RETENUS). Cellule séreuse (Produit séreux) Unité séreuse Cellule muqueuse (Produit muqueux) Unité muqueuse canalalicule unité muqueuse cellule myoépithéliale unité séreuse unité sécrétrice G Ex sero-muqueuse G Ex sero-muqueuse en coupe transversale en coupe longitudinale Structure de la cellule myoépithéliale phase de sécrétion phase de repos Excrétion mérocrine. phase d’excrétion 10 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Excrétion apocrine Excrétion holocrine canal excréteur canal intralobulaire TCPD unité sécrétrice Glande exocrine composée unilobulaire canal interlobulaire lobule canal excréteur canal intralobulaire unité sécrétrice Glande exocrine composée plurilobulaire conglomérée 11 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB canaux excréteurs épithélium de revêtement lobule unité sécrétrice Glande exocrine composée plurilobulaire conglobée VARIETES DE GLANDES EXOCRINES. Classification : glande exocrine unicellulaire muqueuse. Exemple : épithélium de revêtement respiratoire (et épithélium de revêtement intestinal). Classification : glande exocrine de surface muqueuse. Exemple : épithélium de revêtement gastrique. Classification : glande exocrine tubuleuse rectiligne sans canal excréteur muqueuse. Exemple : glande de lieberkuhn de l’intestin. 12 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Classification : glande exocrine tubuleuse simple contournée muqueuse. Exemple : glandes pyloriques de l’estomac. Classification : glande exocrine tubuleuse simple ramifiée. Exemple : glandes de Brunner du duodénum. Classification : glande exocrine tubuleuse simple pelotonnée. Exemple : glandes sudoripares. Classification : glande exocrine acineuse simple. Exemple : glandes cutanées des batraciens. Classification : glande exocrine acineuse composée plurilobulaire conglomérée séreuse mérocrine. Exemple : glandes parotides. 13 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Classification : glande exocrine acineuse composée plurilobulaire conglobée apocrine. Exemple : glandes mammaires. Classification : glande exocrine tubulo-acineuse composée unilobulaire séro-muqueuse. Exemple : glandes salivaires linguales. Classification : glande exocrine alvéolaire simple holocrine. Exemple : glandes sébacées. Classification : glande exocrine alvéolaire composée. Exemple : glandes de meibomius. 14 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB Classification : glande exocrine tubulo-alvéolaire composée. Exemple : prostate. LOCALISATION DES GLANDES ENDOCRINES. hypothalamus hypophyse thyroïde parathyroïde glande surrénale pancréas endocrine ovaire (corps jaune) testicule (glande interstitielle) 15 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB NATURE DU PRODUIT SECRETE. Structure de la cellule stéroidique Structure de la cellule peptidique VARIETES DE GLANDES ENDOCRINES. tube séminifère vaisseau sanguin cellules de leidig tissu interstitiel Classification : glande endocrine diffuse. Exemple : glande interstitielle du testicule. vaisseau sanguin lame basale lumière cellule thyroïdienne colloïde T C P D Classification : glande endocrine vésiculaire. Exemple : thyroïde. 16 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB colloïde thyroiodoglobuline inactive appareil de golgi REG iode vaisseau sanguin précurseurs Fonctionnement de la cellule thyroïdienne. cordons cellulaires orientés vaisseaux sanguins Classification : glande endocrine trabeculaire orientée. Exemple : corticosurrénales. cordons cellulaires orientés vaisseaux sanguins Classification : glande endocrine trabeculaire non orientée. Exemple : médullosurrénales et parathyroïdes. endocytose vésicule d’endocytose VE + L I aire L II aire T1, T2, T3 et T4 recyclage de T1 et T2 T3 et T4 17 UNIVERSITE D’ALGER 1 - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES EPITHELIUMS GLANDULAIRES Dr CHEBAB vaisseaux sanguins cordons cellulaires orientés cordons cellulaires non orientés Classification : glande endocrine trabeculaire mixte. Exemple : hypophyse TABLEAU 1 : Classification des hormones selon leur nature du produit secrété. Catégories d’Hormones Hormones Peptidiques Hormones Glandes Endocrines GnRH ou Gonadostimuline Hypothalamus GnIH ou Gonadostimuline " ACTH ou hormone corticotrope Adénohypophyse FSH (Folliculostimuline) LH (hormone lutéinisante) TSH (hormone thyréotrope) GH (hormone de croissance) MSH (hormone mélanotrope) Prolactine Insuline Glucagon Parathormone Calcitonine T3 (triiodothyronine) T4 (thyroxine) Adrénaline " " " " " " Pancréas (Ilots de Langhérans) " Parathyroïdes Thyroïde " " Médullosurrénales Hormones Stéroidique Minéralocorticoïdes (aldostérone) Corticosurrénales Glucocorticoïdes Androgènes (androsténedione) Progestérone Œstrogènes Testostérone " " Ovaires " Testicules 18
LES GLANDES ENDOCRINES Dr CHEBAB 1 Elles libèrent leur produit de secrétions appelé hormone directement dans le sang. Les cellules glandulaires sont toujours au contact d’un capillaire sanguin. Les hormones sont élaborées en très faible quantité. Elles régulent spécifiquement le fonctionnement des organes situés à distance du lieu de synthèse. GLANDES ENDOCRINES 2 hypothalamus hypophyse thyroïde parathyroïde glande surrénale pancréas endocrine ovaire testicule GLANDES ENDOCRINES 3 CLASSIFICATION MORPHOLOGIQUE DES GLANDES ENDOCRINES GLANDES ENDOCRINES UNICELLULAIRES Ex : cellules C de la thyroïde. cellules principale cellules C de la thyroïde GLANDES ENDOCRINES 4 GLANDES ENDOCRINES PLURICELLULAIRES GLANDE ENDOCRINE VÉSICULAIRE Structure : Les cellules glandulaires disposées en une seule couche pour constituer de petites sphères ou vésicules. extra cellulaire de Cette disposition permet le stockage l’hormone inactive. vaisseau sanguin lame basale lumière cellule thyroïdienne colloïde tissu conjonctif GLANDES ENDOCRINES 5 Fonctionnement de la cellule thyroïdienne colloïde thyroiodoglobuline inactive thyroiodoglobuline A Golgi R E G Iode vaisseau S précurseurs endocytose V E Lys aire + V E Lys II aire T1-T2-T3-T4 recyclage de T1 et T2 T3 et T4 GLANDES ENDOCRINES 6 GLANDES ENDOCRINES DIFFUSES Les cellules glandulaires sont isolées ou groupées en amas cellulaires. tube séminifère vaisseau sanguin cellule de leidig tissu interstitiel GLANDES ENDOCRINES 7 GLANDES ENDOCRINES TRABECULAIRES Les cellules glandulaires cellulaires. sont associées en cordons 1 - glande endocrine trabeculaire orientée (ou fasciculée) Structure : cordons cellulaires rectilignes et orientés. cordon cellulaire orienté vaisseau sanguin. GLANDES ENDOCRINES 8 2 - glande endocrine trabeculaire non orientée(ou réticulée) Structure : cordons cellulaires multidirectionnels. vaisseau sanguin. cordon cellulaire non orienté GLANDES ENDOCRINES 9 3 - glande endocrine trabeculaire mixte Structure : cordons cellulaires orientés et non orientés. vaisseau sanguin. cordon cellulaire orienté cordon cellulaire non orienté GLANDES ENDOCRINES 10 Catégories d’Hormones Hormones Glandes Endocrines GnRH ou Gonadostimuline GnIH ou Gonadostimuline ACTH ou hormone corticotrope FSH (Folliculostimuline) LH (hormone lutéinisante) TSH (hormone thyréotrope) GH (hormone de croissance) MSH (hormone mélanotrope) Prolactine Insuline Glucagon Parathormone Calcitonine T3 (triiodothyronine) T4 (thyroxine) Adrénaline Minéralocorticoïdes (aldostérone) Glucocorticoïdes Androgènes (androsténedione) Progestérone Œstrogènes Testostérone Hypothalamus Adénohypophyse Pancréas endocrine Parathyroïdes Thyroïde Médullosurrénales Corticosurrénales Ovaires Testicules Hormones Peptidiques Hormones Stéroïdes GLANDES ENDOCRINES GLANDES AMPHICRINES Ce sont des glandes possédant à la fois des structures endocrines et exocrines. - Glande amphicrine homotypique. Le même type de cellules identiques (les hépatocytes) assure à la fois la fonction endocrine et exocrine. - Glande amphicrine hétérotypique. Deux types cellulaires différents les cellules séreuses du pancréas exocrine assurant la fonction exocrine et les cellules peptidiques du pancréas endocrine la fonction endocrine. GLANDES ENDOCRINES 12 ACTIVITE GLANDULAIRE Lors du travail glandulaire, la cellule glandulaire subit des transformations cycliques dont : Phase de repos Phase de sécrétion G exocrine précurseurs G endocrine GLANDES ENDOCRINES Phase d’excrétion 13 Exemple des glandes mammaires : Elles sont d’origine epiblastiques. Les acini mammaires sont le siège de secrétions lactées. Le lait est constitué par : les protéines, les lipides et les glucides. GLANDES ENDOCRINES 14 l’acinus mammaire présente : - des cellules cubiques au cours de la phase de repos, - des cellules hautes pendant la phase de sécrétion. - durant la phase d’excrétion les cellules sont décapitées et deviennent cubiques. GLANDES ENDOCRINES15 15 CELLULE MYOÉPITHÉLIALE Origine : epiblastique. Structure : cellules musculaires avec prolongements cytoplasmique. Topographie : elles sont localisées entre la lame basale et le membrane plasmique de la cellule épithéliale. Rôle : contraction. membrane plasmique lame basale Cellule myoépithéliale GLANDES ENDOCRINES 16 LE SYSTÈME APUD Système APUD : Amine Precursor Uptake Decarboxylation Définition C’est un système neuro-endocrinien diffus dont cellules sont dispersées dans certains organes. les Les cellules sont capables de capter les acides aminés et de les decarboxyler, dans le but de sécréter des hormones polypeptidiques. Les hormones polypeptidiques agissent localement. GLANDES ENDOCRINES 17 Origine embryologique: Ce sont des cellules qui dérivent des crêtes neurales. actuellement il semblerait qu’elles dérivent des cellules indifférenciées des épithéliums. GLANDES ENDOCRINES 18 Répartition : Ce sont des cellules isolées dans les épithéliums (appareil respiratoire, glandes salivaires et digestives). Rôle : ce sont des cellules neuroendocrines élaborant des produits tels que la gastrine, vip (vasoactive intestinal peptide), pp etc. GLANDES ENDOCRINES 19 FIN GLANDES ENDOCRINES 20
LES TISSUS CONJONCTIFS Dr CHEBAB 1 1 - LES CELLULES MÉSENCHYMATEUSES Ce des sont mésoblastiques. cellules conjonctives, d'origine Elles ont gardé leurs caractères embryonnaires. Elles sont présentes dans divers tissus de l'organisme. Elles sont de forme étoilée. semblent Elles prolongements cytoplasmiques. attachées entre elles par leurs TISSU CONJONCTIF 2 cellule mésenchymateuse fibroblaste chondroblaste ostéoblaste TISSU CONJONCTIF 3 Des que les cellules mésenchymateuses sont stimulées elles se différencient, fibroblastes (cellules conjonctives), chondroblastes (cellules cartilagineuses) et ostéoblastes (cellules osseuses). Ces cellules élaborent ensuite les molécules de la matrice extracellulaire. TISSU CONJONCTIF 4 Les tissus conjonctifs sont formés de cellules de fibres et de substance fondamentale. cellule fibre substance fondamentale TISSU CONJONCTIF 5 Rôles : connexion entre les organes exemple : tendons. Emballage exemple : capsule et de la charpente. nutrition Pathologie : lieu de passage du liquide interstitiel. le tissu conjonctif est le tissu de l’inflammation. TISSU CONJONCTIF 6 Consistance de la substance fondamentale La matrice extracellulaire est de nature variable : dans le tissu conjonctif proprement dit elle est semi solide, dans le cartilage elle est solide et élastique,, dans le tissu osseux elle est solide et rigide. TISSU CONJONCTIF 7 On classe les tissus conjonctifs selon les proportions des éléments constitutifs. 1 - Tissu conjonctif proprement dit : A - Tissus conjonctifs collagènes : Tissu conjonctif lâche, Tissu conjonctif dense et fibreux. B - Tissus conjonctifs peu ou pas collagènes : Tissu conjonctif réticulé, Tissu conjonctif élastique. 2 - Tissus conjonctifs chondrogéne ou ostéogènes (tissus squelettiques) : Tissu cartilagineux, Tissu osseux. TISSU CONJONCTIF 8 LE TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 9 Tissu le plus répandu dans l’organisme humain. Il varie sur le plan morphologique et fonctionnel. Les cellules conjonctives ne sont pas jointives. Localisation : - autour des organes, - dans les organes. Rôles : - transport, - défense, - stockage, - réparation. les cellules, les fibres, la substance fondamentale, varient Qualitativement, Quantitativement. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 10 LES CELLULES On distingue au sein du tissu conjonctif proprement dit, deux types de populations cellulaires : Les cellules autochtones (fixes et mobiles). Les cellules immigrées. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 11 Cellules autochtones (fixes et mobiles) dans le tissu conjonctif proprement dit normal. fibroblaste fibrocyte histiocyte adipocyte de la graisse brune adipocyte de la graisse blanche TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 12 Dans le tissu conjonctif proprement dit irrité. macrophage plasmocyte mastocyte cellule géante d’irritation TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 13 Cellules immigrées Ce sont des cellules sanguines de passage dans le tissu conjonctif proprement dit. C’est le cas des leucocytes. granulocyte neutrophile granulocyte éosinophile granulocyte basophile monocyte lymphocyte TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 14 LES MATRICE EXTRACELLULAIRE DU TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT substance fondamentale fibre de collagène fibre élastique fibre de réticuline TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 15 FIBROBLASTE Ils sont présents dans tous les T C P D. les fibroblastes dérivent des cellules mésenchymateuses. et FIBROCYTE les fibrocytes dérivent des fibroblastes. FIBROBLASTE FIBROCYTE TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 16 FIBROBLASTE forme : variable (étoilée, allongée puis fusiforme.) noyau : mitotique. prolongements cytoplasmiques : multiples. cytoplasme : très basophile ; riche en R.E.G, en ribosomes. Rôle : synthèse des précurseurs protéiques, des fibres et de la substance fondamentale : les protéoglycanes, les molécules de procollagéne et de proélastine. synthèse des cytokines qui jouent un rôle important dans la défense antivirale. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 17 FIBROCYTE forme : fusiforme. noyau : faiblement mitotique. prolongements cytoplasmiques : absents. cytoplasme : faiblement basophile ; pauvre en R.E.G et en ribosomes. Rôle : synthèse des précurseurs protéiques, des fibres et de la substance fondamentale en faible quantité. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 18 LES ADIPOCYTES Ils sont spécialisées dans le stockage des lipides. Adipocyte de la graisse brune Adipocyte de la graisse blanche TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 19 Localisation Isolé Adipocyte (S) Groupés T C P D ADIPEUX TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 20 ADIPOCYTE I aire DE LA GRAISSE BRUNE Localisation : hypoderme des jeunes individus. Forme : polygonale. Taille : petite. Vacuoles lipidiques : multiples. Noyau : central. Mitochondries : abondantes. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 21 ADIPOCYTE II aire DE LA GRAISSE BLANCHE Localisation : hypoderme de l’adulte. Forme : ovoïde et sphérique. Taille : grande. Vacuoles lipidiques : unique Noyau : excentré. Mitochondries : peu nombreuses. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 22 HISTIOCYTE C’est une cellule de type quiescente. cytoplasme vacuolaire DEVENIR : en cas d’inflammation du tissu conjonctif proprement dit il se transforme en macrophage. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 23 MACROPHAGE. Ils appartient au système des phagocytes mononuclées. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 24 microvillosités noyau réniforme et excentré lysosome pseudopode Ultrastructure : membrane plasmique, riche en microvillosités. membrane plasmique sous la forme de pseudopodes, assurant des mouvements améboides. noyau réniforme et excentré. cytoplasme riche en lysosomes. élaborés au niveau d’un appareil de golgi très développé. Rôles : phagocytose des microbes et débris cellulaires. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 25 PLASMOCYTE Le plasmocyte caractérise le T C P D irrité. Localisation : tissus de cicatrisation, autour des greffes, métastases. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 26 Forme : ovalaire, parfois piriforme et volumineux. Structure : cytoplasme basophile riche en ribosomes, R.E.G. noyau excentré à chromatine en rayon de roue, Rôle : synthèse des anticorps (défense immunitaire). cytoplasme basophile noyau à chromatine en rayon de roue TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 27 MASTOCYTE Forme : arrondie ou ovalaire. Structure : Noyau central et sphérique, Cytoplasme basophile riche en vésicules de tailles variables contenant l’acide de hyaluronique.. l’histamine, l’héparine, de noyau central et sphérique cytoplasme basophile TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 28 Rôles : Héparine : anticoagulant. Histamine : déclenche la vasodilatation des capillaires, impliqué dans les processus anaphylactiques. acide hyaluronique : il assure un rôle dans l’inflammation. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 29 CELLULE GEANTE D’IRRITATION Ce sont des cellules de très grande taille. Structure : cytoplasme acidophile (riche en lysosomes,) noyaux multiples. Quant la particule a digérer est de grande taille, les macrophages fusionnent en cellule géante d’irritation. Exemple : cellules géantes de Langhans retrouvées au cours de la tuberculose. cytoplasme acidophile noyaux multiples TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 30 LA MATRICE EXTRACELLULAIRE DU T C P D substance fondamentale fibre de collagène fibre élastique fibre de réticulines TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 31 LES FIBRES CONJONCTIVES TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 32 fibre collagène fibre réticuline fibre élastique Molécule de procollagene Molécules de proelastine FIBROBLASTE et FIBROCYTE MATRICE EXTRACELLULAIRE précurseurs lieu de synthèse des précurseurs lieu d’assemblage TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 33 LES FIBRES DE COLLAGENE Elles sont extensibles mais non élastiques. Elles donnent au tissu conjonctif proprement dit sa résistance et sa solidité. C’est un tissu à striations transversales avec des bandes claires et des bandes sombres. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 34 COLLAGENESE C’est un mécanisme par lequel se forment les fibres de collagène. La collagènese se déroule en plusieurs étapes : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 35 ACTIVITE EXTRACELLULAIRE ACTIVITE INTRACELLULAIRE FIBRE DE COLLAGENE ASSEMBLAGE DES AA (GLY-LYS-PRO) FIBRILLE DE COLLAGENE MOLECULE DE TROPOCOLLAGENE CHAINE ALPHA DE PROCOLLAGENE MOLECULE DE PROCOLLAGENE M M P EXOCYTOSE DES Mol PROCOLLAGENE TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 36 Les fibres de collagène sont constituées par de fibrilles limitées par une gaine externe : la gaine de henlé. gaine de henlé fibrille fibre faisceau TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 37 chaine alpha de procollagéne molécules de tropocollagène fibrille de collagène fibre de collagène Ultrastructure des fibres de collagène. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 38 TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 39 VARIÉTÉS DE COLLAGÈNE : - Type I Il est le plus abondant. Il est observé au niveau des fibres de collagènes du derme, des tendons, du tissu osseux et de la dentine. - Type II : Il est localisé au niveau du cartilage. - Type III : -Il est spécifique des fibres de réticulines. - Type IV : Il est propre aux lames basales. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 40 LES FIBRES DE RETICULINE Les Fibres de réticuline sont plus minces que les fibres de collagène. Fibre de collagène Fibre de réticuline Ce sont des fibrille de collagène sur lesquelles se lient des complexes glucidiques. Fibrille de collagène Fibre de réticuline les mêmes striations transversales que Elles présentent celles des fibres de collagène. Exemple : capillaires sanguins, T C P D réticulé, T C P D adipeux et c. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 41 LES FIBRES ELASTIQUES PROPRIETES : Anastomosées, ramifiées, élastiques. Ce sont les plus mince. Absence de striations transversales. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 42 Structure de la fibre élastique molécule de tropoélastine microfibrilles glycoprotéiques TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 43 LA SUBSTANCE FONDAMENTALE Elle occupe les espaces entre les fibres et les cellules. Consistance : semi-solide. Origine : fibroblaste, sanguine par filtration plasmatique. Composition chimique - Eau : quantité très abondante. - Protéines : protéines fibreuses (M de procollagéne et de tropoélastine etc,) protéines d’adhésion (fibronectine et laminines), TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 44 protéines plasmatiques (anticorps), peptides d’origine endogène (issus de la lyse cellulaire), peptides d’origine exogène (issus de la digestion). -Métabolites variés : (glucose, urée et c …), - Sels minéraux essentiellement le chlorure de sodium.. - Protéoglycanes - Acide hyaluronique en quantité abondante. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 45 substance La fondamentale vieillissement par rapport à la (formation des rides). diminue le composante fibreuse avec TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 46 VARIETES DE TISSUS CONJONCTIFS PROPREMENT DITS Tissu conjonctif proprement dit lâche La proportion en fibres, en cellules et en substance fondamentale est équilibrée. Ex : tissus cellulaires sous cutanés. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 47 adipocyte II aire histiocyte vaisseau sanguin fibrocyte fibroblaste fibre élastique cellule mésenchymateuse fibre collagène fibre réticuline substance fondamentale TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 48 Tissu conjonctif proprement dit dense orienté unitendu Les fibres de collagène sont abondantes. Ex : tendons et ligaments. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 49 Tissu conjonctif proprement dit dense orienté bitendu. Les fibres de collagène sont abondantes. Ex : derme cornéen. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 50 Tissu conjonctif proprement dit dense non orienté Les fibres de collagène sont abondantes. Ex : capsules d’organes. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 51 Tissu conjonctif proprement dit réticulé Les fibres réticulines sont abondantes. Ex : trame des organes hématopoïétiques. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 52 Tissu conjonctif proprement dit élastique Les fibres élastiques sont abondantes. Ex : média des grosses artères. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 53 Tissu conjonctif proprement dit adipeux primaire Tissu conjonctif avec prédominance d’adipocytes I aires. Ex : graisse brune. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 54 Tissu conjonctif proprement dit adipeux secondaire Tissu conjonctif avec prédominance d’adipocytes II aires. Ex : graisse blanche. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 55 Tissu conjonctif proprement dit décidual Il se forme au cours de la grossesse sous l’effet de la progestérone. Les cellules de la muqueuse utérine se gonflent d’eau et se chargent en glycogène. Ex : muqueuse utérine. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 56 Tissu conjonctif proprement dit muqueux substance La gélatineuse. fondamentale abondante est de nature Ex : gelée de Wharton du cordon ombilical. TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 57 FIN TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 58
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B LE TISSU CONJONCTIF Le tissu conjonctif est le tissu le plus répandu dans l’organisme ; il est constitué d’un mélange en proportions variables de cellules, de fibres et de substance fondamentale. Il est d’origine mésenchymateuse. Les cellules mésenchymateuses sont des cellules qui dérivent du mésoblaste. Ce dernier est un feuillet embryonnaire de réserve de cellules souches multipotentes capables de se différencier en de nombreux types cellulaires qui font la diversité des tissus conjonctif. Au cours du développement embryonnaire, des cellules du mésoblaste se différencient en cellules conjonctives (fibroblastes), cartilagineuses (chondroblastes) ou osseuses (ostéoblastes). Ces cellules acquièrent très vite un très grand pouvoir de synthèse ; elles élaborent les molécules de la matrice extracellulaire ; c'est-à-dire celles qui composent les fibres et la substance fondamentale. Plus tard d’autres cellules s’ajoutent aux structures citées précédemment. L’ensemble aboutit à la mise en place du tissu conjonctif proprement dit, du tissu cartilagineux ou du tissu osseux. La substance fondamentale comble l’espace entre les cellules du tissu et les fibres. Elle est de consistance variable ; dans le tissu conjonctif proprement dit elle est semi solide, dans le tissu cartilagineux elle est solide et élastique, dans le tissu osseux elle est solide et rigide. Le tissu conjonctif assure plusieurs fonctions dont : - La connexion entre les organes : exemple des tendons - L’emballage : exemple de la capsule et de la charpente. - La nutrition : il constitue le lieu de passage du liquide interstitiel. Le liquide interstitiel est un milieu de transport liquide qui assure les échanges métaboliques entre les cellules et les capillaires sanguins. Une grande partie de ce liquide trouve son origine dans le sang. Sur le plan pathologique, le tissu conjonctif est le tissu de l’inflammation. On classe les tissus conjonctifs selon les proportions des éléments constitutifs. A - tissus conjonctifs collagènes : - - tissu conjonctif proprement dit lâche. tissu conjonctif proprement dit dense et fibreux. B – tissus conjonctifs peu ou pas collagènes : tissu conjonctif proprement dit réticulé. tissu conjonctif proprement dit élastique. - - C- tissus conjonctifs chondrogéne ou ostéogènes (tissus squelettiques) : - - tissu cartilagineux. tissu osseux. Remarque : A et B sont des tissus conjonctifs proprement dit. 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B LE TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT 1 - GENERALITES Le tissu conjonctif proprement dit est sans nul doute celui le plus représenté dans l’organisme humain. Il est très diversifié, tant sur le plan morphologique que sur le plan fonctionnel. Il a une architecture diffuse, occupant souvent des espaces sans limite nette. Les cellules conjonctives ne sont pas jointives ; il n’y a jamais de jonctions. Une matrice extracellulaire formée de fibres et d’une substance fondamentale est toujours présente. C’est un tissu localisé autour et dans les organes. Les rôles des différents tissus conjonctifs proprement dits dans l’organisme sont nombreux ; ils permettent le soutien, le transport, les transferts métaboliques, le stockage, la réparation, la défense contre les agressions via des processus phagocytaires et immunitaires etc… 2 - CLASSIFICATION DU TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT Les tissus conjonctifs proprement dits sont formés de cellules séparées les unes des autres, par des fibres protéiques et une substance fondamentale (liquide ou solide) qui baigne l'ensemble. 2.1 - LES CELLULES CONJONCTIVES Pour observer couramment utilisées sont : les cellules conjonctives, les colorations les plus - coloration Hématéine Eosine Safran (HES). C’est la coloration de routine en histopathologie. Hématéine Eosine Safran Colorant Basique Acide --------- Coloration Affinité pour Acides nucléiques Bleue Cytoplasme Rose Fibres de collagène Jaune - coloration par May-Grunwald-Giemsa (MGG). C’est la coloration de routine en hématologie. M G G Granulocytes basophiles Granulocytes éosinophiles Granulocytes neutrophiles Coloration de routine en hématologie Bleue Orange Beige-rose 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Les variétés cellulaires rencontrées au niveau du tissu conjonctif proprement dit sont : a - cellules autochtones (fixes et mobiles) a.1 - dans le tissu conjonctif proprement dit normal : ce sont des cellules fixes, d’origine mésenchymateuse, tels que le fibroblaste, le fibrocyte, l’histiocyte et l’adipocyte. a.2 - dans le tissu conjonctif proprement dit irrité : ce sont des cellules de l’inflammation, (cellules mobiles), tels que le plasmocyte, le mastocyte, le macrophage et les cellules géantes d’irritation (cellules de Langhans). b - cellules immigrées Ce sont des cellules sanguines de passage dans le tissu conjonctif proprement dit. C’est le cas des leucocytes tels que les granulocytes, les monocytes, et les lymphocytes. Le fibroblaste Il dérive de cellules mésenchymateuses. C’est une cellule jeune très active, présente dans tous les tissus conjonctifs proprement dits. Au microscope optique, il peut atteindre une taille est de 20 µ, sa forme est variable (étoilée, allongée puis fusiforme), le noyau est mitotique. Aux extrémités cellulaires il y’a de longs prolongements cytoplasmiques. Le cytoplasme très basophile, est riche en R.E.G, en ribosomes et en mitochondries, ce qui traduit une synthèse intense des précurseurs protéiques, des fibres et de la les molécules de substance fondamentale, tropocollagéne et de tropoélastine. Outre les molécules de la MEC, les fibroblastes synthétisent des cytokines et notamment de l’interféron-beta qui joue un rôle important dans la défense antivirale. les protéoglycanes, tels que Remarque : le fibrocyte est une cellule qui dérive du fibroblaste. Au cours de sa transformation, les caractères morphologiques et physiologiques régressent, les organites cytoplasmiques deviennent rares et réduits, le noyau devient non mitotique et les prolongements cytoplasmiques disparaissent. L’histiocyte C’est une cellule quiescente. Au microscope optique, il présente un cytoplasme vacuolaire, renfermant diverses enclaves. En cas d’inflammation du tissu conjonctif proprement dit il se transforme en macrophage. 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B L’adipocyte En microscopie optique, l’adipocyte est une cellule volumineuse (120 µm de diamètre). Il accumule, sous la forme de réserves, d’importantes quantités de lipides. Les adipocytes sont généralement groupés en tissu conjonctif proprement dit adipeux appelé aussi graisse. On distingue deux types de graisses : - La graisse brune formée d’adipocytes de très petite taille et de forme hexagonale. Leur noyau est central, les mitochondries abondantes et les vacuoles lipidiques multiples. - La graisse blanche présentant des adipocytes renfermant chacun une grande vacuole lipidique qui occupe la presque totalité du cytoplasme. Les adipocytes sont de grande taille et de forme ovoïde. Leur noyau est repoussé à la périphérie et les mitochondries sont moins nombreuses. Le plasmocyte Il caractérise le tissu conjonctif proprement dit irrité notamment au cours des infections chroniques. On le rencontre dans les tissus de cicatrisation, autour des greffes ou des métastases. Le plasmocyte est ovalaire, parfois piriforme et volumineux ; sa taille varie entre 10 et 30 µ. Le noyau plus ou moins excentré, porte une chromatine disposée en rayons de roue. Le cytoplasme, très basophile, témoigne d’une abondance en ribosomes et en R.E.G. Ce dernier assure la synthèse des anticorps. Le plasmocyte est un agent de l’immunité. Il dérive du lymphocyte B. ce dernier est une cellule circulante née dans les ganglions lymphatiques. Le mastocyte C’est une cellule arrondie ou ovalaire, sa taille varie de 10 à 30 µ. La surface cellulaire est hérissée de microvillosité. Le noyau central est sphérique. Son cytoplasme est bourré de granulations basophiles qui sont stockées dans des vésicules de tailles variées. Le mastocyte secrète de l’héparine, impliquée dans les phénomènes de coagulation sanguine, de l’histamine qui intervient dans la vasodilatation et dans le processus anaphylactique, et de l’acide hyaluronique qui intervient dans l’inflammation. 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Le macrophage Il appartient au système des phagocytes mononuclées. Le macrophage est soumis à de grandes variations de taille allant de 10 à 50 µ. Son aspect structural est lié à son degré d’activité. La surface cellulaire présente de nombreux pseudopodes, liés à des mouvements améboides. Le cytoplasme est riche en lysosomes. Le macrophage à un grand pouvoir de phagocytose vis à vis des microbes et des débris cellulaires présents dans le tissu conjonctif proprement dit. Le mécanisme d’action du macrophage se caractérise par une phase d’approche au cours de laquelle il se dirige vers la particule à phagocyter, il s’en suit une phase d’adhésivité à la particule, puis une phase d’englobement de la particule dans une vésicule d’endocytose. La particule est à la fin digérée (phase de digestion) puis éliminée dans la matrice extracellulaire (phase d’éxocytose). La cellule géante d’irritation Dans certains cas pathologiques les macrophages fusionnent en cellules géantes d’irritation. Ce sont des cellules volumineuses, à cytoplasmes acidophiles riche en lysosomes et plurinucléés (les noyaux sont disposés en fer à cheval, en collier etc.). C’est l’exemple des cellules géantes de Langhans retrouvées au cours de la tuberculose. La cellule géante d’irritation caractérise l’inflammation chronique. 2.2 - LA MATRICE EXTRACELLULAIRE Elle est représentée par des fibres conjonctives et une substance fondamentale. On observe trois variétés de fibres ; les fibres de collagène, les fibres de réticuline et les fibres élastiques. 2.2.1 - LES FIBRES CONJONCTIVES Pour colorer les fibres conjonctives on utilise les colorants suivants : Fibres de collagène Fibres élastiques Fibres de réticuline Rouge-orange Eosine Goldner Van gieson PAS Imprégnation d’argent Orcéine Résorcine-fushcine Rose Vert Rouge + Rien (ev rose) ++ Brun-violet Brun-violet +++ Noir 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Les fibres de collagène Au microscope électronique, ce sont les plus épaisses des fibres conjonctives. Les fibres de collagène sont des éléments extensibles mais non élastiques. Elles confèrent au tissu conjonctif proprement dit sa résistance aux forces mécaniques et sa solidité. Les acides aminés, dont la proline, la lysine, la glycine, l’hydroxyproline et l’hydroxylysine sont les précurseurs de la collagènese. La synthèse des précurseurs du collagène nécessite des mécanismes d'hydroxylation et de glycosylation. Dans le milieu extracellulaire les extrémités N et C terminales des molécules de tropocollagéne sont excisées par des enzymes, telles que les matrix-metalloprotéinases (MMP). La formation des fibres de collagène se réalise comme ci-dessous : Des sous unités de chaînes alpha sont synthétisés par le fibroblaste et s’assemblent par trois pour former les molécules de procollagène. Après exocytose, un “processing” élimine les extrémités des chaînes alpha, pour former des molécules de tropocollagène. La structure primaire des molécules de tropocollagène, protéine étirée et à plusieurs domaines, permet un autoassemblage extracellulaire orienté qui produit des fibrilles de collagène. Ces dernières s’associent parallèlement en fibres de collagène avec un chevauchement de 70 nm pour les molécules de tropocollagène constitutives de 2 fibrilles adjacentes. C’est ce chevauchement qui correspond à la périodicité (striation) observée pour le collagène. Les fibres sont liées entre elles par des interactions latérales sur des radicaux lysyl, rendant les faisceaux de fibres de collagène très résistants. La résistance et à la flexibilité des fibres de collagène sont dues aux propriétés physico-chimiques du collagène. Les variétés de collagène se déterminent par leur composition en acides amines et les propriétés physico- chimiques des molécules de tropocollagène ; on en distingue plusieurs types dont : - Le type I qui est le plus abondant. Il est observé au niveau des fibres de collagènes du derme, des tendons, du tissu osseux et de la dentine. - Le type II qui est localisé au niveau des fibres de collagènes du cartilage. - Le type III qui est spécifique des fibres de réticulines retrouvées au niveau des vaisseaux sanguins et du tissu adipeux, - Le type IV qui est propre aux lames basales. 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Les fibres de réticuline Observées au microscope optique après imprégnation argentique, elles apparaissent plus minces que les précédentes. Elles présentent les mêmes striations transversales que les fibrilles de collagène (à périodicité variant de 64 à 67 nm). L’analyse chimique met en évidence des molécules de tropocollagène, dont le précurseur est élaboré au niveau du fibroblaste. Les fibres de réticuline sont des fibrilles de collagène sur lesquelles se lie un complexe glucidique qui empêcherait toute association ultérieure de ces fibrilles. Les fibres de réticuline forment une charpente, sous la forme d’un réseau, au niveau des capillaires sanguins, du tissu réticulé, du tissu adipeux et c. Les fibres élastiques Elles apparaissent en microscopie optiques colorées à l’orcéine. Leur diamètre varie de 0,2 à 2 µm. Ce sont les plus minces. Elles sont moins fréquentes que les fibres de collagène. Les fibres élastiques sont toujours solitaires et ne s’observent jamais en faisceaux. Elles se ramifient et s’anastomosent beaucoup, pouvant former un réseau. Les fibres élastiques sont formées d’une région centrale avec des protéines fibreuses amorphes appelées molécules de tropoélastine, élaborées par le fibroblaste. Les molécules de tropoélastine sont entourées d’une gaine rigide constituée de composants microfibrillaires glycoprotéiques. Ces derniers sont groupés par paquet de 5 à 10 qui servent de « moule » à la molécule de tropoélastine. Avec le vieillissement on a une perte du composé fibrillaire élastique qui est remplacé par du collagène, ce phénomène s’appelle la sclérose. 2.2.2 - LA SUBSTANCE FONDAMENTALE C’est une substance homogène, amorphe, qui occupe les espaces compris entre les fibres et les cellules du tissu conjonctif proprement dit. Elle peut exister à l'état aqueux (fluide intercellulaire), ou à l'état de gel visqueux (semi-fluide). Sa composition ressemble à celle du plasma, avec des variations biochimiques locales. La substance fondamentale est riche en eau et en protéines. L’eau circule le long des fibres conjonctives afin de véhiculer les gaz, les éléments nutritifs et les sels minéraux en direction des cellules cibles. Quant aux protéines elles peuvent être des protéines fibreuses (molécules de tropocollagène et tropoélastine), des protéines d’adhésion (fibronectine et laminines), des protéines plasmatiques (surtout les globulines), des acides aminés et des peptides d’origine endogène (issus de la lyse cellulaire) ou exogène (issus de l’alimentation). 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B La substance fondamentale contient aussi des métabolites de nature variés (glucose, urée etc.), des protéoglycanes et des sels minéraux essentiellement le chlorure de sodium. Ce dernier intervient dans les mouvements de l’eau. Il faut noter qu’une accumulation exagérée de fluide intercellulaire cause l'œdème. La substance fondamentale est riche en acide hyaluronique, ce dernier intervient dans l’inflammation. L’origine de la substance fondamentale est double soit cellulaire (à partir du fibroblaste), soit sanguine par filtration plasmatique. La substance fondamentale diminue avec le vieillissement par rapport à la composante fibreuse (formation des rides). 3 - VARIETES DES TISSUS CONJONCTIFS PROPREMENT DITS En fonction des proportions des éléments constitutifs et de leurs propriétés, on distingue les variétés de tissus conjonctifs proprement dits suivants : Tissu conjonctif proprement dit lâche C’est un tissu conjonctif proprement dit sans prédominance d’éléments. La proportion en fibres, en cellules et en substance fondamentale est équilibrée. Il est très répandu dans l’organisme. Il est en rapport étroit avec le tissu épithélial. Le tissu conjonctif proprement dit lâche possède une très grande activité métabolique, ne serait-ce que parce qu’on le retrouve au contact d’un épithélium dont il n’est séparé que par une lame basale. Il est très répandu au niveau des tissus cellulaires sous cutanés (derme et hypoderme). Dans bien des cas, ce tissu conjonctif proprement dit lâche porte le nom de chorion. On le retrouve au niveau du chorion des muqueuses. Au sein de la substance fondamentale on reconnaît facilement les fibres constitutives de la trame matricielle extracellulaire. Les fibres de réticuline sont les plus ténues, formant un réseau fibrillaire. Les fibres de collagène sont les plus abondantes des fibres. Les fibres élastiques sont anastomosées en un réseau à large maille. Les cellules du tissu conjonctif proprement dit lâche sont dispersées au sein de la trame matricielle. Certaines cellules sont des constituants intrinsèques du tissu conjonctif proprement dit lâche ; c’est le cas des cellules fixes. Les autres cellules sont inconstantes. 8 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Tissu conjonctif proprement dit dense (fibreux) orienté unitendu C’est un tissu ou prédominent les fibres de collagène. Les fibres de collagène parallèles suivent des trajets unidirectionnels. C’est l’exemple des ligaments qui assurent plusieurs types de liaison ; dont, os-os. C’est aussi le cas des tendons qui sont des cordons fixés sur les parties du squelette offrant une prise aux muscles. De couleur blanche, ils possèdent une forte résistance due à leur structure en faisceaux de fibres. Il faut noter que les cellules tendineuses (appelées fibroblastes) se disposent entre les fibres de collagène Tissu conjonctif proprement dit dense (fibreux) orienté bitendu Dans ce cas les fibres de collagène sont disposées parallèlement entre elles et en plans superposés. Les fibres de chaque plan, ont une orientation perpendiculaire aux fibres du plan adjacent. Il est localisé au niveau du derme cornéen. Tissu conjonctif proprement dit dense (fibreux) non orienté Il est formé de très nombreuses fibres de collagène volumineuses, denses et entremêlées, sans orientation précise. C’est le cas des capsules d’organes (enveloppes d’organes), dont les forces attractives sont multidirectionnelles. Tissu conjonctif proprement dit réticulé Les fibres de réticuline prédominantes sont anastomosées. Elles réalisent un important réseau à mailles très serrées ou viennent s’insérer des cellules histiocytaires et constituant le réticulum cellulaire. Il est localisé au niveau de la trame des organes hématopoïétiques. Sa trame fibrillaire, principalement faite de collagène de type III, est dispersée dans une matrice riche en protéoglycanes. Tissu conjonctif proprement dit élastique Dans ce cas les fibres élastiques sont prédominantes. Ces fibres sont parallèles ente elles, anastomosées et groupées en faisceaux. Elles assurent une très bonne résistance à de très fortes pressions. On le retrouve au niveau de la média des grosses artères. 9 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Tissu conjonctif proprement dit adipeux primaire Il est localisé au niveau de la graisse brune. Il est très abondant chez le fœtus. Il assure la régulation de la température corporelle chez le nouveau-né. Sa couleur brunâtre révèle une teneur élevée des adipocytes en mitochondries (cytochrome oxydase) et sa riche vascularisation. Tissu conjonctif proprement dit adipeux secondaire tissu métaboliquement Il est présent au niveau la graisse blanche, (comme l’hypoderme de l’adulte). Il constitue 15 à 20 % du poids corporel chez l'homme, 20 à 25 % chez très actif, notamment dans la femme. C'est un l'absorption, la synthèse, la mise en réserve et la mobilisation de lipides. A la température du corps, la graisse se trouve sous forme d'huile. Elle se compose de triglycérides qui constituent une réserve énergétique à haute teneur calorifique. Le métabolisme de la graisse est grandement influencé par les hormones et le système nerveux. Remarque : Dans les tissus conjonctifs proprement dit adipeux les cellules adipeuses y sont organisées en groupes appelés lobules, séparés par des cloisons (septa) de tissu conjonctif proprement dit collagénique et réticulaire, infiltrées de vaisseaux sanguins et nerfs. Comme la graisse constitue un tissu de stockage, sa quantité varie avec l’état nutritionnel de l’individu. Tissu conjonctif proprement dit décidual Il se forme au niveau de la muqueuse utérine au cours de la grossesse sous l’effet de la progestérone. Les cellules de la muqueuse utérine se gonflent d’eau et se chargent en glycogène. Tissu conjonctif proprement dit muqueux C’est un tissu caractérisé par l’abondance de sa substance fondamentale de nature visqueuse. Au plan morphologique, il présente des fibroblastes de forme étoilée, souvent en réseau par leurs prolongements cytoplasmiques. La matrice extra cellulaire est très claire, ne contenant que peu de fibres. On le retrouve au niveau de la gelée de Wharton du cordon ombilical. 10 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B LES CELLULES DU TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT cellule mésenchymateuse histiocyte fibroblaste fibrocyte adipocyte de la graisse brune adipocyte de la graisse blanche macrophage plasmocyte mastocyte cellule géante d’irritation. 11 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B LA COLLAGENESE. 12 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B a chaine alpha de procollagéne molécule de procollagéne b a c fibrille de collagène fibre de collagène d d 2 - Ultrastructure des fibres de collagène. fibrille fibre faisceau 3 - Organisation des fibres de collagène. 13 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B VARIETES DE TISSUS CONJONCTIFS PROPREMENT DITS Classification : tissu conjonctif proprement dit lâche. Exemple : tissus cellulaires sous cutanés. Classification : tissu conjonctif proprement dit dense orienté unitendu. Exemple : tendons et ligaments. . 14 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Classification : tissu conjonctif proprement dit dense orienté bitendu. Exemple : derme cornéen. Classification : tissu conjonctif proprement dit dense non orienté. Exemple : capsules d’organes. Classification : tissu conjonctif proprement dit réticulé. Exemple : trame des organes hématopoïétiques. Classification : tissu conjonctif proprement dit élastique. Exemple : média des grosses artères. 15 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CONJONCTIF PROPREMENT DIT CHEBAB.B Classification : tissu conjonctif proprement dit adipeux primaire. Exemple : graisse brune. Classification : tissu conjonctif proprement dit adipeux secondaire. Exemple : graisse blanche. Classification : tissu conjonctif proprement dit décidual. Exemple : muqueuse utérine. Classification : tissu conjonctif proprement dit muqueux. Exemple : gelée de Wharton du cordon ombilical. 16
LE TISSU CARTILAGINEUX Dr CHEBAB Promotion 2020 - 2021 1 Le tissu cartilagineux dérive du mésoblaste. Il est d’origine mésenchymateuse. Il assure un rôle de soutien. Il constitue des pièces de soutènement des os. Il sert de support. Il facilite les mouvements. Il joue un rôle essentiel dans l’ossification. LE TISSU CARTILAGINEUX 2 Il est généralement situé au niveau : articulations boite crânienne disque intervertébral épiglotte trachée ménisques conduit auditif externe LE TISSU CARTILAGINEUX 3 Il est constitué de cellules, de fibres et de substance fondamentale. La matrice extracellulaire cartilagineuse est : solide et élastique. Les fibres et cartilage la résistance et l’élasticité. la substance fondamentale donnent au Le cartilage est avasculaire. LE TISSU CARTILAGINEUX 4 Certains cartilages sont entourés d’une fine couche de tissu conjonctif appelée périchondre. périchondre cartilage capillaire sanguin périchondre Le périchondre assure la nutrition et cartilage. la croissance du LE TISSU CARTILAGINEUX 5 Chez l’embryon et le fœtus, il constitue la majeure partie du squelette. épiphyses métaphyse diaphyse Chez l’enfant et l’adolescent le cartilage persiste au niveau des métaphyses ; constitue il conjugaison. le cartilage de LE TISSU CARTILAGINEUX 6 Au cours de l’ossification (formation de l’os) , une grande partie du tissu cartilagineux est remplacée par du tissu osseux. Chez l’adulte le cartilage est beaucoup plus rare. Le cartilage se développe de façon coordonnée et conjointe avec le tissu osseux. LE TISSU CARTILAGINEUX 7 METHODES D’ETUDE L’étude histologique d’une pièce de cartilage nécessite une fixation puis une décalcification afin d’obtenir des coupes de bonne qualité . Les décalcifiants les plus couramment utilisés sont : - l’ EDTA (acide éthylène diamine tétracétique,) - les polyacides. La pièce est ensuite Imprégnée et incluse dans la paraffine. Les colorations histologiques choisies sont adaptées à l’étude du cartilage. Exemple de coloration : L’hématoxyline-éosine-safran (HES) : colore les noyaux en violet, colore le cytoplasme en rose-rouge, colore les fibres collagène en jaune orangé. LE TISSU CARTILAGINEUX 8 HISTOLOGIE DU TISSU CARTILAGINEUX LES CELLULES. Le tissu cartilagineux est formé de : Chondrocytes, Chondroclastes; qui sont a la surface du cartilage. Ils naissent au niveau du périchondre. Ustr du chondrocyte Ustr du chondroclaste LE TISSU CARTILAGINEUX 9 LE CHONDROCYTE Forme : ovoïde ou sphérique . Structure : cytoplasme très basophile. noyau arrondi volumineux. cytoplasme basophile noyau arrondi volumineux structure du chondrocyte LE TISSU CARTILAGINEUX 10 Ultrastructure : cytoplasme riche en REG, en ribosomes, en formation en gouttelettes golgiennes, en vacuoles de glycogène et lipidiques. Le noyau présente un à plusieurs nucléoles. vacuole lipidique nucléole . noyau REG A G mitochondries vacuole de glycogène Ultra-structure du chondrocyte (M.E) LE TISSU CARTILAGINEUX 11 La membrane plasmique est irrégulière. Elle présente de nombreux prolongements qui s’insinuent dans la matrice cartilagineuse. Le logé dans une cavité, chondroplaste, entourée de matrice cartilagineuse. chondrocyte est appelée prolongements chondroplaste membrane plasmique matrice cartilagineuse Ultrastructure du chondrocyte LE TISSU CARTILAGINEUX 12 Rôles : synthèse : - précurseurs protéiques des fibres et de la substance fondamentale cartilagineuse, - des facteurs de croissance, - des cytokines. LE TISSU CARTILAGINEUX 13 Dans le cartilage fœtal : les chondrocytes sont isolés et répartis au hasard. Chez l’adulte : les chondrocytes forment des nids cellulaires, appelés groupes isogéniques. Ils dérivent d’une seule cellule. Les chondrocytes peuvent se diviser pour donner d’autre chondrocytes. Les chondrocytes peuvent également se différencier à lesquels dérivent de cellules partir chondroblastes mésenchymateuses. chondroblastes les capables de synthétiser et d’organiser une matrice extracellulaire cartilagineuse. sont des cellules LE TISSU CARTILAGINEUX 14 LE CHONDROCLASTE Structure : cellules géantes multinuclées. membrane plasmique à bordure en brosse. cytoplasme acidophile (riches en lysosomes). Le cytoplasme présente aussi des métalloprotéases (MMP) impliqués dans la résorption du cartilage. noyaux (multiple) lysosomes bordure en brosse matrice cartilagineuse Ultra structure du chondroclaste LE TISSU CARTILAGINEUX 15 Localisation : à la surface de la matrice cartilagineuse. Rôle : chondroclasie, c’est à dire digestion du cartilage. matrice cartilagineuse Ultra structure du chondroclaste LE TISSU CARTILAGINEUX 16 LES FIBRES. fin réseau un dans la substance forment Elles fondamentale. Les fibres de collagène Le collagène est de type I, II et IX. Elles sont visibles au microscope polarisant après digestion par la trypsine de la substance fondamentale. fibres de collagène Au microscope électronique les présentent la même périodicité (640 à 670 A°) que celles du tissu conjonctif. LE TISSU CARTILAGINEUX 17 Organisation des fibres de collagène Les fibres de collagène sont organisées en : - chondrones (paniers.) Les chondrocytes et leur microenvironnement péricellulaire constituent un chondrone. Ce dernier représente l’unité structurale, cartilage fonctionnelle et métabolique du hyalin. - fibres de collagène interterritoriales. chondrocyte fibres de collagène interterritoriales chondrone LE TISSU CARTILAGINEUX 18 LA SUBSTANCE FONDAMENTALE Structure : La substance fondamentale est basophile. Elle est métachromatique une fois colorée au bleu de toluidine. Elle est PAS +. Composition chimique : - eau : la plus abondante de la substance fondamentale, - sels minéraux (K+, Na+, Mg+ ,) - protéoglycanes sulfatés : (GAG) - chondroitine sulfaté, - kératane sulfaté, - acide hyaluronique (en faible quantité.) LE TISSU CARTILAGINEUX 19 (GAG) keratane sulfate (GAG) LE TISSU CARTILAGINEUX 20 CLASSIFICATION DU TISSU CARTILAGINEUX Il existe trois types de cartilages : - Le cartilage hyalin, - Le fibrocartilage, - Le cartilage élastique. LE TISSU CARTILAGINEUX 21 CARTILAGE HYALIN C’est un tissu sans prédominance d’éléments. Il est formé de cellules, fibres et substance fondamentale en quantité équivalente. chondrocytes fibres substance fondamentale LE TISSU CARTILAGINEUX 22 C’est le plus répandu dans l’organisme. Il présente un aspect blanc perlé. Il constitue le modèle, des pièces osseuses, chez l’embryon et le fœtus. On distingue deux types de cartilages hyalins : Le cartilage hyalin immature. Le cartilage hyalin mature : cartilages de conjugaison (métaphyses), cartilages articulaires (articulations), les autres cartilages hyalins. LE TISSU CARTILAGINEUX 23 CARTILAGE HYALIN IMMATURE. l’embryon et le fœtus on l’observe essentiellement chez au niveau des modèles des pièces osseuses. Il est observé au niveau des cartilages de croissance. La matrice extracellulaire présente de molécules de collagène de type IX. LE TISSU CARTILAGINEUX 24 CARTILAGE HYALIN MATURE Les fibres élastiques : Elles sont absentes. Les fibres de collagène : Elles sont formées, de molécules de collagène de type II. la substance fondamentale : Elle contient essentiellement de l'eau et des GAG sulfatés. Il existe plusieurs types de cartilages hyalins matures. LE TISSU CARTILAGINEUX 25 CARTILAGE HYALIN DE CONJUGAISON localisé au niveau des Il est métaphyses de l’os long. épiphyses métaphyse de intervient essentiellement, au Il cours de l’enfance l’adolescence, dans la croissance des os longs. et diaphyse Il assure l'allongement de l’os long. LE TISSU CARTILAGINEUX 26 CARTILAGE HYALIN ARTICULAIRE Ils sont localisés, au niveau des articulations situées entre 2 pièces osseuses. cartilage articulaire LE TISSU CARTILAGINEUX 27 La face articulaire est située entre 2 pièces osseuses. Elle assure la mobilité de l’articulation. face articulaire face abarticulaire La face abarticulaire (ou face opposée) est insérée dans l’os avec une calcification de la MEC cartilagineuse située à l’interface osseuse. La face latérale est limitée par le tissu synovial. Rôle : nutrition /mobilité de l’articulation. le tissu synovial assure la LE TISSU CARTILAGINEUX 28 Les cartilages articulaires empêchent, avec le liquide synovial, le frottement des surfaces osseuses. Le cartilage articulaire est déformable. Il résiste à la pression qui s’exerce sur l’articulation. Les cartilages articulaires se nourrissent à partir du liquide synovial. Il sont dépourvus de périchondre. LE TISSU CARTILAGINEUX 29 LES AUTRES CARTILAGES HYALINS On Les observe au niveau de : cartilage du nez cartilage de la trachée cartilages intercostaux LE TISSU CARTILAGINEUX 30 FIBRO-CARTILAGE Prédominance de fibres collagène de type I. Les fibres sont regroupées en épais faisceaux orientés détectables en M.O au trichrome de Masson. fibres collagène chondrocytes LE TISSU CARTILAGINEUX 31 Ils sont mécanique nécessitant rigidité et grande résistance. localisés au niveau des zones de contrainte disques intervertébraux symphyse pubienne ménisque du genou insertion du talon d’Achille Localisation du fibrocartilage LE TISSU CARTILAGINEUX 32 CARTILAGE ELASTIQUE Prédominance de fibres élastiques disposées en réseaux tridimensionnels (mise en évidence par l’orcéine). Ils assurent leur déformation et formes initiales. Le cartilage élastique a une densité cellulaire plus importante que les autres types de cartilage. la restitution de leurs fibres élastiques chondrocytes LE TISSU CARTILAGINEUX 33 Il se localise au niveau des zones nécessitant une grande flexibilité. trompe d’eustache conduit auditif épiglotte certains cartilages du larynx Localisation du cartilage élastique LE TISSU CARTILAGINEUX 34 LE PÉRICHONDRE Le périchondre (3) est un tissu conjonctif proprement dit qui entoure le cartilage, sauf au niveau des surfaces articulaires. 1 - couche externe fibreuse richement vascularisée. 2 - couche interne chondrogéne. 4 - tissu cartilagineux. fibroblaste 1 2 fibre collagène vaisseau Sanguin cellule mésenchymateuse chondroblaste fibre de scharpey chondrocyte matrice cartilagineuse Structure du périchondre LE TISSU CARTILAGINEUX 3 4 35 NUTRITION Le cartilage est un tissu avasculaire. La quantité remarquable de liquide présente dans la la diffusion des gaz, des matrice du cartilage permet substances nutritives et le rejet des déchets. La nutrition se fait à partir : - Périchondre grâce à couche externe fibreuse richement vascularisée, - Liquide synovial qui nourrit le cartilage articulaire. La diffusion est bloquée, calcifiée. lorsque la matrice devient LE TISSU CARTILAGINEUX 36 DÉVELOPPEMENT DU CARTILAGE à se chondrogenèse cellules fait La mésenchymateuses qui se transforment en chondroblastes, ces derniers synthétisent et libèrent les constituants de la M E C qui devient de plus en plus abondante et finissent par ‘s’emmurer’ pour devenir des chondrocytes. partir des pré-cartilage cartilage embryonnaire cartilage fœtal LE TISSU CARTILAGINEUX cartilage adulte 37 CROISSANCE croissance appositionnelle : C’est une croissance en épaisseur. Elle se réalise à partir de la couche interne chondrogéne du périchondre. Par différenciation de cellules mésenchymateuses en chondroblastes lesquels se transforment en chondrocytes. Elle s’effectue par apposition de couches successives de la pièce à substance cartilagineuse. cartilagineuse surface de la LE TISSU CARTILAGINEUX 38 croissance interstitielle Elle s’effectue par mitoses successives des chondrocytes. Les cellules filles d’un même clone cellulaire se disposent : - soit de manière rectiligne = groupes isogéniques axiaux. - soit de manière circulaire = groupes isogéniques coronaires. Groupe isogénique axial Groupe isogénique coronaire LE TISSU CARTILAGINEUX 39 La croissance interstitielle est observée chez le fœtus mais également au cours de la croissance osseuse post natale des os long. Jusqu'à la fin de la croissance, la métaphyse de l’os long renferme un cartilage de conjugaison qui participe à la croissance osseuse. LE TISSU CARTILAGINEUX 40 DÉGÉNÉRESCENCE DU CARTILAGE Elle est due soit à : Des atteintes cellulaires (calcification, lyse), Des atteintes de la matrice extracellulaire caractérisées par une lyse de la substance fondamentale et l’épaississement des fibres de collagène. Il s’en suit des troubles divers comme dans le cas de l’arthrose (dégénérescence du cartilage articulaire). LE TISSU CARTILAGINEUX 41 LE TISSU CARTILAGINEUX 42 FIN LE TISSU CARTILAGINEUX 43
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B LE TISSU CARTILAGINEUX 1 - GENERALITES. Le tissu cartilagineux est une forme d’adaptation morphologique et fonctionnelle en vue de la constitution de pièces de soutènement. Il assure un rôle de soutien. C’est un tissu conjonctif pauvre en cellules (10% de la masse totale) et dont la matrice extracellulaire est solide et élastique. Il est constitué de cellules (chondrocytes), de fibres et d’une substance fondamentale riche en cartilagéine. Les fibres et la substance fondamentale donnent au cartilage ses propriétés physiques particulières telles que la résistance et l’élasticité. Les importantes analogies avec le tissu osseux sont dues essentiellement au fait qu’ils se développent de façon coordonnée et conjointe jusqu'à la puberté. Au cours de l’ossification, la grande majorité du tissu cartilagineux est remplacée par du tissu osseux. Le tissu cartilagineux est avasculaire. A la surface du cartilage, on observe un tissu conjonctif, appelé périchondre. Ce dernier assure la nutrition et la croissance du cartilage. Le tissu cartilagineux constitue la majeure partie du squelette embryonnaire et fœtal. Chez l’enfant et l’adolescent il persiste entre la diaphyse et les épiphyses des os longs où il constitue le cartilage de conjugaison. Chez l’adulte le cartilage est plus rare. 2 - METHODES D’ETUDE. L’étude histologique du cartilage nécessite une étape de décalcification après la fixation de la pièce. La décalcification a pour but d’obtenir des coupes de bonne qualité pour l’observation au microscope. Les décalcifiants les plus couramment utilisés sont l’acide éthylène diamine tétracétique (EDTA) et les polyacides. Par la suite des étapes d’imprégnation et d’inclusion dans la paraffine son effectuées. Les colorations histologiques choisies sont adaptées à l’étude du cartilage. Elles permettent d’évaluer au mieux l’aspect et le contenu du tissu, tant au niveau cellulaire qu’a celui de la matrice extracellulaire. Un exemple de colorant utilisé est l’hématoxyline-éosine-safran (HES). Elle colore les noyaux en violet, le cytoplasme en rose-rouge et le collagène en jaune-orangé. 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B 3 - CLASSIFICATION DU TISSU CARTILAGINEUX. 3.1 - LES CELLULES. Chez l’adulte, le tissu cartilagineux est formé de chondrocytes. Il existe aussi des chondroclastes, cependant ce sont des cellules du périchondre qui résorbent la matrice cartilagineuse. 3.1.1 - LE CHONDROCYTE. Au microscope optique, le chondrocyte est une cellule sphérique ou ovoïde. Son diamètre varie entre 10 et 40 um. Le chondrocyte possède un noyau, arrondi, volumineux et un cytoplasme basophile. Au microscope électronique chaque cellule offre à voir un cytoplasme riche en réticulum endoplasmique granulaire, en ribosomes libres en formation golgiennes, en vacuoles de glycogène et en gouttelettes lipidiques. Le noyau présente un à plusieurs nucléoles. La membrane plasmique est irrégulière, elle envoie de courts prolongements dans la matrice environnante. Le chondrocyte occupe une logette au sein de la matrice extracellulaire appelée chondroplaste. Le chondrocyte et son microenvironnement péricellulaire est appelé chondrone. Ce dernier métabolique du cartilage hyalin. représente l’unité structurale, fonctionnelle et Dans le cartilage fœtal les cellules sont généralement isolées, réparties au hasard. Chez l’adulte, les chondrocytes forment des nids cellulaires, descendants d’une seule cellule, appelés groupes isogéniques. Les chondrocytes sont responsables de la synthèse des précurseurs protéiques des fibres et de la substance fondamentale cartilagineuse. Ils synthétisent aussi des cytokines et des facteurs de croissance. Les chondrocytes peuvent se diviser pour donner d’autre chondrocytes. Ceux-ci peuvent également se différencier à partir des cellules immatures dérivées des cellules mésenchymateuses, les chondroblastes. Ce sont des cellules capables de synthétiser et d’organiser une matrice extracellulaire cartilagineuse. 3.1.2 - LE CHONDROCLASTE. Le chondroclaste est localisé à la surface de la matrice cartilagineuse. C’est une cellule géante multinuclée présentant une membrane plasmique à bordure en brosse et un cytoplasme acidophile, riches en lysosomes, possédant l'équipement enzymatique nécessaire à la résorption du tissu cartilagineux et 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B notamment des métalloprotéases (matrix métalloprotéases : MMP). On appelle ce phénomène la chondroclasie. 3.2 - LES FIBRES CARTILAGINEUSES. Elles forment un réseau fin dans la substance fondamentale. Elles sont représentées essentiellement par les fibres de collagène et les fibres élastiques. Les fibres de collagène sont de type I, II ou IX. Les fibres collagènes ne sont pas visibles à l’état frais. On peut les observer au microscope polarisant ou par des techniques spéciales comme la digestion de la substance fondamentale par la trypsine. Au microscope électronique les fibres de collagène présentent une périodicité de 610 à 640 A° et un diamètre variable de 200 à 600 A°. Autour des chondrocyte, existe un espace pericellulaire riches en fibres. L’ensemble s’appelle chondrone. Les formations fibrillaires des chondrones sont des fibres de collagène ; elles dessinent des paniers. Les chondrones sont séparées par des fibres interterritoriales 3.3 - LA SUBSTANCE FONDAMENTALE. La substance fondamentale du tissu cartilagineux est homogène, translucide et basophile en technique ordinaire. Elle est métachromatique au bleu de toluidine et PAS (acide périodique de Schiff) positive. La substance fondamentale est riche en eau, en sels minéraux (K+, Na+, Mg+) et en protéoglycanes sulfatés. Les glycosaminoglycanes les plus importants sont la chondroitine sulfate (cartilagéine), le kératane sulfaté et l’acide hyaluronique. Ce dernier est présent, en quantité beaucoup moins importante que dans le cas du tissu conjonctif. 4 - VARIETES DE TISSU CARTILAGINEUX. On en distingue trois types ; le cartilage hyalin, le fibrocartilage et le cartilage élastique. 4.1 - CARTILAGE HYALIN. Il constitue le modèle des pièces osseuses chez l’embryon et le fœtus. Le cartilage hyalin est constitué de cellules, de formations fibrillaires et de substance fondamentale. Il est mis en évidence par la coloration au H.E.S (Hématoxyline-éosine-safran) qui colore le noyau en volet, le cytoplasme en rose ou rouge et le collagène en jaune orangé. 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B La substance fondamentale est constituée d’eau (60-90%), de sels minéraux (Na 95%, Ca, Mg, K, Cl...) et de substances organiques telles que le collagène. Le cartilage hyalin est le plus répandu des tissus cartilagineux. On l’appelle cartilage hyalin (du grec hyalos = glace) ; à cause de son matériel blanc perlé qui est quelque peu translucide ; cette apparence est due en particulier à sa substance intercellulaire. On en distingue deux types : - Le cartilage hyalin immature. - Le cartilage hyalin mature. C’est le cas du cartilage de conjugaison (au niveau des métaphyses des os long), du cartilage articulaire (au niveau des articulations) ou du cartilage intercostal, de la trachée, du nez etc. 4.1.1 - CARTILAGE HYALIN IMMATURE. Il est observé au niveau des cartilages de croissance. Chez l’embryon et le fœtus on l’observe essentiellement au niveau des modèles des pièces osseuses. La matrice de ce tissu est différente de la matrice du cartilage hyalin mature. En particulier, on observe la présence de collagène de type IX. 4.1.2 - CARTILAGE HYALIN MATURE. Les fibres de collagène sont formées, de molécules de tropocollagène de type II. Les fibres élastiques sont absentes, la substance fondamentale est riche en eau et en glycosaminoglycanes sulfatés. A - le cartilage hyalin de conjugaison Il est localisé au niveau des métaphyses de l’os long. Le cartilage hyalin de conjugaison intervient, au cours de l’enfance et de l’adolescence, dans la croissance des os longs, donc dans la taille du futur adulte. Jusqu’à l’âge adulte, la croissance en longueur des os s’effectue grâce à la prolifération des cartilages de conjugaison suivie d’une ossification. B - le cartilage hyalin articulaire Il est localisé au niveau des articulations mobiles. La face articulaire forme l’interface entre les deux pièces osseuses. Ainsi, les cartilages articulaires assurent la mobilité de l’articulation. La face opposée à l’articulation (ou face abarticulaire) est enchâssée dans l’os avec une calcification de la MEC cartilagineuse située à l’interface osseuse. Enfin, latéralement, l’articulation est limitée par le tissu synovial. 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B Les cartilages articulaires empêchent, avec le liquide synovial, le frottement des surfaces osseuses. Dépourvus de périchondre, les cartilages articulaires se nourrissent essentiellement à partir du liquide synovial. 4.2 - FIBRO-CARTILAGE. Il se localise dans les endroits nécessitant à la fois rigidité et grande résistance tels que les disques intervertébraux, la symphyse pubienne, le ménisque du genou, l’insertion du talon d’Achille etc. Le fibrocartilage possède une matrice extracellulaire qui renferme d’épais faisceaux de fibres de collagène de type I visibles par la coloration au trichrome de Masson. Ces fibres forment des faisceaux orientés détectables en microscopie optique après coloration au trichrome de Masson. Le fibrocartilage est particulièrement apte à résister de très fortes pressions, tout en gardant une certaine souplesse. 4.3 - CARTILAGE ELASTIQUE. Le cartilage élastique a une densité cellulaire plus importante que les autres types de cartilage avec présence de nombreuses fibres élastiques (mise en évidence par l’orcéine) disposées en réseaux tridimensionnels. Ces fibres permettent la déformation et la restitution de la forme initiale de ce cartilage. Le cartilage élastique s’observe au niveau des zones nécessitant une grande flexibilité, tels que le conduit auditif externe, l’épiglotte, la trompe d’eustache et certains cartilages du larynx. 5 - LE PERICHONDRE. Le périchondre est une gaine de tissu conjonctif qui entoure le cartilage, sauf au niveau des surfaces articulaires. Il est formé de deux couches : - Une couche superficielle fibreuse, richement vascularisée (c’est une couche nourricière). Elle présente de nombreuses fibres de collagène, des fibroblastes et une importante vascularisation. - Une couche profonde chondrogéne. Elle est formée par des fibres de scharpey. Ces dernières sont des fibres collagènes arciformes, servant de points d’ancrage, pénétrant dans le tissu cartilagineux. On y observe aussi des cellules mésenchymateuses qui sont à la différenciation donne des chondrocytes. Le cartilage formé à partir des chondroblastes du périchondre est apposé à la surface du cartilage préexistant et en augmente l’épaisseur. l’origine des chondroblastes dont 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B C’est un tissu vascularisé qui intervient dans la nutrition, la croissance et la dégénérescence du cartilage. 6 - NUTRITION DU CARTILAGE. Le tissu cartilagineux est avasculaire. Il ne comporte pas de capillaire suppléant à son oxygénation et à sa nutrition. La quantité remarquable de liquide présente dans la matrice du cartilage permet la diffusion des gaz, des substances nutritives et le rejet des déchets. La circulation se fait dans deux sens ; des capillaires vers les chondrocytes et vice vers ca. Un autre point très important, le mécanisme de diffusion de la matrice est bloqué, lorsque la matrice devient calcifiée. La calcification de la matrice entraine la mort des chondrocytes. La nutrition du cartilage se fait soit à partir des capillaires sanguins de la couche externe du périchondre, soit grâce au liquide synovial pour les cartilages articulaires 7 - DEVELOPPEMENT DU CARTILAGE. La chondrogenèse se fait à partir des cellules mésenchymateuses qui se transforment en chondroblastes, ces derniers synthétisent et libèrent les constituants de la matrice extracellulaire qui devient de plus en plus abondante et finissent par ‘s’emmurer’ pour devenir des chondrocytes. 8 - CROISSANCE DU CARTILAGE. La croissance du cartilage s’effectue selon une double modalité : - La croissance appositionnelle : C’est l’apposition de couches cartilagineuses périphériques résultante de la chondrification du périchondre à partir des cellules les plus internes, assurant la croissance en épaisseur. - La croissance dite interstitielle : Elle dépend du pouvoir mitogène des cellules du cartilage jeune et de l’orientation du plan de mitose : -Les groupes isogéniques axiaux ou sériés: Le plan reste le même d’une mitose à l’autre (croissance en longueur). -Des groupes isogéniques coronaires : Le plan varie d’une mitose à l’autre (croissance en épaisseur). La croissance interstitielle par groupes isogéniques axiaux est observée chez le fœtus mais également au cours de la croissance osseuse post-natale des os long. En effet jusqu'à la puberté, la métaphyse des os longs renferme un 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B cartilage de croissance nommé cartilage de conjugaison et qui participe à la croissance en longueur osseuse. 9 - DEGENERESCENCE DU CARTILAGE. Elle est due soit à des atteintes cellulaires (calcification, lyse) ou à l’atteinte de la matrice extracellulaire: lyse de la substance fondamentale et épaississement des fibres de collagène à l’origine de troubles divers comme dans le cas de l’arthrose (dégénérescence du cartilage articulaire). 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B pré-cartilage cartilage embryonnaire Histogenèse du cartilage cartilage fœtal cartilage adulte mitochondrie enclave de glycogène Observation du chondrocyte au microscope électronique. matrice cartilagineuse chondroplaste noyau membrane plasmique cytoplasme basophile prolongement Observation du chondrocyte au microscope optique. vacuole lipidique nucléole noyau REG appareil de Golgi 8 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B Noyaux lysosome bordure en brosse matrice cartilagineuse Observation du chondroclaste au microscope électronique. fibres de collagène chondrocyte substance fondamentale fibres de collagène interterritoriales chondrone Organisation des fibres de collagène 9 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B Molécules de la substance fondamentale. 5 6 7 8 9 10 11 12 Structure du périchondre. 1 - couche superficielle fibreuse, richement vascularisée, 2 - couche profonde chondrogéne, 3 - périchondre, 4 - tissu cartilagineux. 5 - cellule mésenchymateuse, 6 - fibroblaste, 7 - fibre de collagène, 8 - vaisseau sanguin, 9 - chondroblaste, 10 - fibre de scharpey, 11 - chondrocyte, 12 - matrice cartilagineuse. 3 1 2 4 10 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B A : Groupe isogénique axial. B : Groupe isogénique coronaire. Croissance interstitielle. cartilage du nez cartilage de la trachée cartilages intercostaux cartilage articulaire Structure du cartilage hyalin. Localisation du cartilage hyalin. 11 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B disques intervertébraux symphyse pubienne ménisque du genou insertion du talon d’Achille Structure du fibrocartilage. Localisation du fibrocartilage. trompes d’eustache d’Achille conduit auditif d’Achille épiglotte cartilages du larynx d’Achille périchondre cartilage 12 Structure du cartilage élastique. Localisation du cartilage élastique. fibres de collagène d’Achille fibroblaste capillaire sanguin d’Achille chondrocyte d’Achille Nutrition du cartilage par diffusion à partir du périchondre. UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : TISSU CARTILAGINEUX. CHEBAB.B cartilages articulaires d’Achille épiphyse membrane synoviale d’Achille liquide synovial épiphyse Nutrition du cartilage articulaire par diffusion à partir du liquide synovial. 13
LE TISSU OSSEUX Dr CHEBAB 1 1. soutien du corps. ROLES 2. protection du système nerveux central. 3. mouvement. 4. contrôle du métabolisme phosphocalcique. 5. lieu de l’hématopoïèse. LE TISSU OSSEUX 2 ANATOMIE DU TISSU OSSEUX On distingue plusieurs types de pièces osseuses : os long os plat os court os irrégulier os sésamoïde LE TISSU OSSEUX 3 HISTOLOGIE DU TISSU OSSEUX On distingue deux substances dans le tissu osseux : Substance organique : - cellules : - cellules osteoformatrices bordantes et ostéocytes, : ostéoblastes, cellules - cellules osteoresorbantes : osteoclastes. - matrice organique : protéoglycanes, glycoprotéines et fibres collagènes. Substance minérale : - cristaux hydroxyapatites (sels minéraux) composés de phosphates et de calcium. LE TISSU OSSEUX 4 LES CELLULES ostéoclaste cellule bordante ostéoblaste ostéocyte LE TISSU OSSEUX 5 LES OSTÉOBLASTES Ils dérivent de cellules mésenchymateuses et des cellules bordantes. substance osseuse substance préosseuse ostéoblaste Ultrastructure de l’ostéoblaste LE TISSU OSSEUX 6 ostéoblaste élaboration de la substance préosseuse Fraction organique de la M E C LE TISSU OSSEUX 7 élaboration de la substance osseuse. Ca3 PO4 Exocytose cristaux d’hydroxyapatites substance préosseuse substance osseuse = M E C calcifiée ostéocyte LE TISSU OSSEUX 8 - Ils élaborent les précurseurs protéiques de la matrice préosseuse. - Ils déposent préosseuse autour d’eux. les précurseurs protéiques de la matrice - Ils calcifient ensuite la matrice préosseuse par dépôt de cristaux d’hydroxyapathite au niveau des bandes claires des fibres de collagène. - La matrice préosseuse devient a la fin une matrice osseuse. LE TISSU OSSEUX 9 LES CELLULES BORDANTES Cellules aplaties, allongées et possédant peu d’organites. Ce sont de ostéoblastes quiescents. Ils peuvent se transformer en ostéoblastes actifs. L’ostéoblaste peut redevenir par la suite une cellule bordante. Elles tapissent contre une attaque par les ostéoclastes. les surfaces osseuses et protègent l'os LE TISSU OSSEUX 10 LES OSTÉOCYTES Ils dérivent des ostéoblastes. ostéoplaste substance osseuse canalicule Ultrastructure de l’ostéocyte LE TISSU OSSEUX 11 Ce sont des cellules entourées d’une matrice osseuse minéralisée. Ils sont logés dans des ostéoplastes. canalicule ostéocyte vaisseaux sanguins canal de havers matrice osseuse C T d’un système de havers Rôle : Ils élaborent une très faible quantité de précurseurs protéiques de la matrice préosseuse qu’il calcifient. LE TISSU OSSEUX 12 LES OSTÉOCLASTES Ils dérivent de la lignée hématopoïétique monocytaire. noyaux cytoplasme acidophile bordure en brosse Ultrastructure de l’ostéoclaste LE TISSU OSSEUX 13 Structure : - cellules géantes, - bordure en brosse, - multinuclées, - riche en lysosomes et enzymes, - hautement mobiles. LE TISSU OSSEUX 14 Rôle : Il assurent le rôle d’ostéoclasie. Les ostéoclastes creusent des de Howship dans la matrice osseuse. cylindres appelés lacunes LE TISSU OSSEUX 15 Mécanisme de l’ostéoclasie acides citrate/ lactate hydrolases matrice osseuse résorbée - éxocytose des acides et des hydrolases. - Résorption de la matrice osseuse. lacune de Howship LE TISSU OSSEUX 16 - phagocytose grâce à la bordure en brosse. - digestion grâce aux les lysosomes. - exocytose des produits digérés. LE TISSU OSSEUX 17 LA MATRICE EXTRACELLULAIRE La matrice extra cellulaire est formée par : des fibres de collagène à molécules de collagène de type I. une substance fondamentale de consistance solide et rigide. Elle est formée d’une : - fraction organique, - fraction minérale. LE TISSU OSSEUX 18 fraction organique : - Ostéopontine : permet l’adhésion des ostéoclastes à la matrice osseuse. - ostéonectine : intervient dans la minéralisation par son affinité pour les molécules de tropocollagène et le calcium. - ostéocalcine : inhibe la formation osseuse. - facteurs de croissance : assurent remodelage et la minéralisation du T osseux. la régulation du - G A G sulfatés tels que : héparane sulfate, kératane sulfate, chondroitine sulfate. - Acide hyaluronique absent. LE TISSU OSSEUX 19 fraction minérale : - cristaux d'hydroxyapatite en très grande quantité, (c’est du phosphate-tricalcique cristallisé). - eau, en très faible quantité. LE TISSU OSSEUX 20 VARIETES TISSULAIRES DES PIECES OSSEUSES On distingue 3 variétés de tissus : Trois types de tissus conjonctifs proprement dits ; périoste, l’endoste et les moelles osseuses. le Deux types de tissus cartilagineux ; le cartilage hyalin articulaire et le cartilage hyalin de conjugaison. Deux types de tissus osseux ; le tissu osseux réticulaire (non lamellaire) et le tissu osseux lamellaire. Trois types de tissus osseux lamellaire ; le tissu osseux les tissus osseux haversiens aréolaire et périostique , dense. LE TISSU OSSEUX 21 épiphyses métaphyses diaphyse (tissu osseux périostique) cartilage hyalin articulaire tissus osseux haversien aréolaire cartilage hyalin de conjugaison SFE périoste endoste (tissu osseux périostique) SFI tissus osseux haversien dense cavité médullaire Structure d’un os long au cours de la croissance LE TISSU OSSEUX 22 cartilage hyalin articulaire périoste tissu osseux périostique tissus osseux haversien aréolaire Structure d’un os plat périoste table externe (tissu osseux périostique) cartilage hyalin articulaire diploé (T O haversien aréolaire) table interne (tissu osseux périostique) Structure d’un os plat de la voute du crane LE TISSU OSSEUX 23 (fine lame de TCPD) PÉRIOSTE Localisation : Il est situé à la périphérie de toutes pièces osseuses sauf au niveau du cartilage hyalin articulaire. 3 - périoste 1 - couche tendiniforme vascularisée externe 2 - couche ostéogène d’ollier interne 4 - tissu osseux périostique fibroblaste fibre collagène vaisseau Sanguin cellule mésenchymateuse ostéoblaste fibre de scharpey ostéocyte matrice osseuse 1 2 3 4 Structure du périoste LE TISSU OSSEUX 24 Rôles : Le périoste assure la nutrition tendiniforme vascularisée externe. grâce à la couche Il assure la croissance appositionnelle en élaborant le tissu osseux périostique sur lequel repose le périoste. LE TISSU OSSEUX 25 ENDOSTE Localisation Il tapisse la cavité médullaire. Sa structure est identique à celle du périoste. Il assure les mêmes rôles que le périoste. Sa couche ostéogène élabore le S F I = tissu osseux associé à l’endoste. S F I endoste LE TISSU OSSEUX 26 LES MOELLES OSSEUSES. Origine : mésenchymateuse. Localisation : les aréoles, la cavité médullaire de l’os long. Structure : variable selon : - la localisation. - l’âge de l’individu. Variétés : La Moelle Osseuse Rouge Hématogène. La Moelle Osseuse Rouge ostéogène. La Moelle Osseuse Jaune. La Moelle Osseuse Grise. LE TISSU OSSEUX 27 LA MOELLE OSSEUSE ROUGE HÉMATOGÈNE (M.O.R.H) On l'observe au niveau de tous les os. Elle présente un tissu conjonctif proprement dit réticulé. Elle est riche en cellules souches sanguines. Elle est le lieu de l’hématopoïèse. LE TISSU OSSEUX 28 LA MOELLE OSSEUSE ROUGE OSTÉOGÈNE Elle apparaît au cours de : - l’ostéogènese, - la croissance, - la réparation osseuse. Elle présente un tissu conjonctif proprement dit réticulé. Elle est riche en ostéoblastes. LE TISSU OSSEUX 29 LA MOELLE OSSEUSE JAUNE C’est une transformation des moelles osseuses rouges. Elle est très riche en adipocytes. Elle subit une transformation réversible en moelles osseuses rouges au cours : - des réparations des fractures, - de certaines maladies sanguines. LE TISSU OSSEUX 30 LA MOELLE OSSEUSE GRISE C’est une transformation irréversible de la moelle osseuse jaune chez les personnes âgées Elle présente un tissu conjonctif proprement dit fibreux. LE TISSU OSSEUX 31 TISSU OSSEUX RÉTICULAIRE (NON LAMELLAIRE) C’est un tissu osseux primaire fibreux faiblement minéralisé et non lamellaire. La trame collagénique est sans orientation. C’est le premier tissu osseux élaboré chez le fœtus. Il est mécaniquement fragile. Chez l’adulte on le trouve au niveau des osselets de l’oreille moyenne et des cals de fractures. Ailleurs il est remplacé par le tissu osseux lamellaire ou secondaire. LE TISSU OSSEUX 32 TISSU OSSEUX LAMELLAIRE Il est (primaire). formé à partir du tissu osseux réticulaire Les fibres de collagène sont parallèles entre elles, ce qui donne un aspect lamellaire du tissu. Il est mécaniquement solide. Il est représenté par : - le tissu osseux périostique, - le tissu osseux haversien dense, - le tissu osseux haversien aréolaire. LE TISSU OSSEUX 33 LE TISSU OSSEUX PÉRIOSTIQUE T O P S F I S F E (T O P) (T O P) Il constitue le S F Externe à la périphérie de la diaphyse et le S F Interne autour de la cavité médullaire de l’os long. Il constitue T O périostique des os courts. table externe (T O P) table interne (T O P) Il constitue les tables externe et interne des os plats. LE TISSU OSSEUX 34 TISSU OSSEUX HAVERSIEN DENSE canal de havers capillaire sanguin lamelles ostéocytes canal de wolkman T O H D périoste S F E système havers endoste S F I système intermédiaire canal de havers canal de wolkman nerfs Système de havers Bloc diagramme de la diaphyse LE TISSU OSSEUX 35 Localisation : Il est situé entre le S F Externe, le S F Interne de la diaphyse de l’os long. Il est constitué par : - des systèmes intermédiaires, - des systèmes de havers, - des canaux wolkman. LE TISSU OSSEUX 36 Structure : Les systèmes de havers : - ils sont formés de lamelles concentriques, - ils présentent un canal de havers central ou circulent, des capillaires et des nerfs, - ils parcourent l’axe longitudinal de la diaphyse, - ils sont parallèles entre eux. Les systèmes intermédiaires : - ce sont des systèmes de Havers partiellement résorbés. Les canaux de wolkman : - ils sont perpendiculaires aux systèmes de Havers. LE TISSU OSSEUX 37 canal de havers système intermédiaire système de havers Coupe transversale au niveau du T O H Dense LE TISSU OSSEUX 38 système de Havers en CT S F I système de havers en CL cavité médullaire endoste ostéocyte S F E périoste lamelle canal de wolkman nerf capillaire sanguin canal de havers T O haversien dense Coupe transversale au niveau de la diaphyse LE TISSU OSSEUX 39 T OSSEUX HAVERSIEN ARÉOLAIRE Il est localisé au niveau - des épiphyses des os longs. - des os courts. - du diploé des os plats. Il est constitué par des systèmes de havers regroupés en lames osseuses. Entre les lames osseuses se trouvent des aréoles contenant de la moelle osseuse. aréole (moelle osseuse) systèmes de havers lames osseuses : TOHA LE TISSU OSSEUX 40 OSSIFICATION OSSIFICATION ET REMANIEMENT DU TISSU OSSEUX L’ossification est un processus - de construction, - de résorption, - de croissance, - de remaniement. du tissu osseux OSSIFICATION 41 L’ossification se déroule en deux étapes successives : OSSIFICATION I aire OSSIFICATION ENDOCONJONCTIVE Formation d’un manchon d’os périostique (tissu osseux I aire) à partir du périoste. périoste manchon d’os périostique tissu osseux I aire OSSIFICATION 42 OSSIFICATION ENDOCHONDRALE Formation d’un tissu osseux enchondral à partir du cartilage hyalin de conjugaison. cartilage hyalin de conjugaison tissu osseux endochondral OSSIFICATION 43 CONCLUSIONS A la fin de l’ossification I aire : - le modèle s’allonge - le T O I aire est fibreux, non lamellaire et temporaire. - le modèle se creuse d’une cavité. manchon d’os périostique cavité OSSIFICATION 44 OSSIFICATION II aire OSSIFICATION ENDO-OSSEUSE Formation d’un tissu osseux II aire, la place du tissu osseux I aire (manchon d’os périostique) : lamellaire et définitif à - tissu osseux haversien dense. - tissu osseux haversien aréolaire. - tissu osseux périostique. OSSIFICATION 45 PROCESSUS FONDAMENTAL DE L’OSSIFICATION L’ossification se déroule selon un processus fondamental qui se répète durant toute la croissance. synthèse calcification matrice osseuse ostéoblastes matrice préosseuse différentiation matrice préosseuse et matrice osseuse ostéoclasie cellules mésenchymateuses ostéoclaste OSSIFICATION 46 46 OSSIFICATION D’UN OS LONG Elle débute au sein de la diaphyse et se poursuit au niveau des épiphyses. AU NIVEAU DE LA DIAPHYSE OSSIFICATION PRIMAIRE Le modèle est une maquette de cartilage hyalin immature entouré de périchondre. périchondre cartilage hyalin immature maquette cartilagineuse OSSIFICATION 47 OSSIFICATION ENDOCONJONCTIVE 1 - le périchondre se transforme en périoste de la diaphyse aux épiphyses. 2 - le périoste élabore (tissu osseux I aire) autour du cartilage hyalin immature. un manchon d’os périostique 3 - formation des ostéoclastes et des chondroclastes au niveau du périoste. 4 - les ostéoclastes creusent des canaux dans le manchon d’os périostique. 5 - les chondroclaste creusent une petite cavité dans le cartilage hyalin immature. OSSIFICATION 48 6 - les B.C.V (vaisseaux sanguins et T conjonctif du périoste) pénètrent à travers ces canaux dans la cavité. les chondrocytes du cartilage hyalin immature 7 - s’hypertrophient (cartilage hypertrophié). 8 - la matrice cartilagineuse se calcifie (cartilage hypertrophié calcifié). 9 - atrophie des chondrocytes nutritifs) : cartilage atrophié calcifié. (privés d’éléments 10 - mort des chondrocytes et formation de cavités vides. 11 - chondroclasie du plancher cartilagineux des cavités. OSSIFICATION 49 12 - formation de couloirs (dans l’axe longitudinal de la diaphyse) dans lesquels pénètrent les B.C.V. 13 - déclenchement du processus l’ossification. Ce phénomène se poursuit jusqu’à atteindre les jonctions diaphyso-épiphysaires supérieure et inferieure; zone ou vont se former les cartilages de conjugaison. fondamental de OSSIFICATION 50 A la fin de l’ossification endoconjonctive, il se forme une cavité médullaire primaire et des B.C.V qui constituent le centre d’ossification primaire. OSSIFICATION 51 . manchon d’os périostique B C V centre d’ossification primaire point de pénétration du B C V cartilage hypertrophié calcifié chondrocyte hypertrophié cartilage hyalin périoste Démarrage de l’ossification I aire endoconjonctive cartilage hypertrophié calcifié chondrocyte hypertrophié ligne d’érosion ostéoblaste B C V tissu osseux endochondral travées directrices Ossification I aire endoconjonctive et endochondrale OSSIFICATION 52 OSSIFICATION ENDOCHONDRALE Elle a lieu au niveau des cartilages de conjugaison inferieur et supérieur. Les chondrocytes proches des B.C.V reçoivent directement les éléments nutritifs : nutrition des chondrocytes. 1- formation de groupes isogèniques axiaux : cartilage sérié. 2- hypertrophie chondrocytaire : cartilage hypertrophié. 3 - calcification de la matrice cartilagineuse : cartilage hypertrophié calcifié. 4 - atrophie chondrocytaire : cartilage atrophié calcifié. 5 - mort des chondrocytes et formation de cavités vides. OSSIFICATION 53 6 - chondroclasie du plancher cartilagineux de chaque cavité selon une ligne d’érosion. 7- formation de couloirs dans lesquels s’engagent B.V.C. les déclenchement - 8 l’ossification. du processus fondamental de OSSIFICATION 54 Mécanisme de l’ossification I aire endochondrale cartilage hyalin de conjugaison cartilage sérié cartilage hypertrophié cartilage hypertrophié calcifié cartilage atrophié calcifié lacunes vides matrice cartilagineuse calcifié ligne d’érosion ostéoblastes B C V tissu osseux enchondral ostéoclaste OSSIFICATION 55 Ce phénomène se répète durant toute la croissance. Parallèlement à l’apparition et la disparition du tissu osseux enchondral, le périoste continue d’élaborer le manchon d’os périostique (tissu osseux fibreux non lamellaire) autour de la diaphyse la rendant plus épaisse. OSSIFICATION 56 CONCLUSIONS DE L’OSSIFICATION PRIMAIRE Allongement du modèle. Agrandissement de la cavité médullaire. modèle cartilagineux tissu osseux fibreux I aire non lamellaire. manchon d’os périostique centre d’ossification II aire de l’épiphyse supérieure formation du périoste centre d’ossification primaire Ossification primaire d’un os long centre d’ossification II aire de l’épiphyse inferieure OSSIFICATION 57 OSSIFICATION SECONDAIRE C’est le remplacement du tissu osseux primaire (manchon d’os périostique) par du tissu osseux secondaire lamellaire. MOP (T O I aire) ostéoblaste capillaire sanguin ostéoclaste Structure du manchon d’os périostique T O I aire Structure de la lacune de Howship manchon d’os périostique (tissu osseux I aire) cavité médullaire périoste Coupe transversale de la diaphyse au début de l’ossification II aire OSSIFICATION 58 périoste tissu osseux II aire temporaire endoste manchon d’os périostique (T O I aire), cavité médullaire Coupe transversale de la diaphyse montrant la résorption du manchon d’os périostique (tissu osseux primaire) et l’élaboration du tissu osseux secondaire temporaire. périoste tissu osseux II aire temporaire endoste cavité médullaire Coupe transversale de la diaphyse montrant l’élaboration T O II aire temporaire. OSSIFICATION 59 1. Ostéoclasie du manchon d’os périostique (T O I aire ). 2. Formation du tissu osseux II aire temporaire. 3. Les ostéoclastes, formés dans la cavité médullaire et le périoste, creusent des lacunes de howship dans le tissu osseux II aire temporaire : - perpendiculaires à l’axe longitudinal de la diaphyse (futurs canaux de wolkman) puis parallèlement à l’axe longitudinal de la diaphyse (futurs système de Havers). En même temps les B.C.V pénètrent dans la lacune de Howship. la suite grâce au Par processus fondamental de l’ossification se mettent en place les systèmes de havers : tissu osseux haversien dense. OSSIFICATION 60 l'endoste apposent successivement, Le périoste et systèmes fondamentaux externe et interne. périoste S F E lacune de Howship (BCV) les ostéoblaste S F I endoste lamelle osseuse T O Haversien Dense système de Havers Formation du tissu osseux haversien dense et des systèmes fondamentaux de la diaphyse. OSSIFICATION 61 AU NIVEAU DES EPIPHYSES A la naissance : formation du centre d’ossification II aire qui s’installe dans l’épiphyse supérieure. Deux ans après la naissance : formation du centre d’ossification II aire qui s’installe au niveau de l’épiphyse inférieure. L’ossification primaire, se déroule de la même manière qu’au niveau de la diaphyse cependant les B.C.V sont orientés de façon radiaire. OSSIFICATION 62 OSSIFICATION DES OS COURTS Pour les os véritablement courts, comme ceux du poignet (carpe), l’ossification se réalise comme dans l’épiphyse. Elle démarre à partir d’un modèle cartilagineux. Pour les os courts longs de type métacarpe, l’ossification a lieu de la même manière que celle des os longs : - Pour les extrémités des os court voir épiphyses, - Pour le corps de l’os court voir diaphyse. OSSIFICATION 63 OSSIFICATION DES OS PLATS Elle a lieu à partir d’un tissu conjonctif ; le périoste. C’est une ossification endoconjonctive. Elle permet la formation d’os plats tels que ceux de la voûte du crâne. OSSIFICATION 64 CROISSANCE DU TISSU OSSEUX La croissance en longueur se fait grâce à l'activité des cartilages de conjugaison. La croissance en largeur a lieu grâce à l'activité du périoste. OSSIFICATION 65 FIN 66
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. LE TISSU OSSEUX I - HISTOLOGIE ET STRUCTURE 1 - GENERALITES. Le tissu osseux constitue la partie porteuse des muscles. Il assure avec le muscle les différents mouvements. Il est l’un des tissus les plus résistants de l'organisme, capable de supporter des contraintes mécaniques, donnant à l'os son rôle de soutien du corps et de protection du système nerveux central (boîte crânienne et vertèbres). C’est aussi un tissu dynamique, constamment remodelé sous l'effet des pressions mécaniques, entraînant la libération ou le stockage de sels minéraux, et assurant ainsi dans une large mesure (conjointement avec l'intestin et les reins) le contrôle du métabolisme phosphocalcique. Le tissu osseux renferme 99 % du calcium et 90 % du phosphate de l’organisme. Les os renferment aussi dans leurs espaces médullaires, la moelle hématopoïétique à l'origine des trois lignées sanguines. Le tissu osseux est en perpétuel remaniement, car il est soumis à des phénomènes de synthèse et de résorption. Sa matrice extracellulaire est de consistance solide et rigide, elle est imprégnée de sels de calcium. Sur le plan anatomique, on distingue plusieurs variétés de pièces osseuses, l’os long (tibia, fémur), l’os court (phalanges, tarses), l’os plat (os de la voûte du crâne, omoplate), l’os sésamoïdes : petits os ronds enfouis dans des tendons ou des capsules et l’os irréguliers (ex: vertèbres.) L’os long, avant la fin de la croissance, comporte trois régions anatomiques ; une partie moyenne ou diaphyse, des extrémités renflées ou épiphyses et des zones de jonction diaphyso-épiphysaires ou métaphyses. A l’observation microscopique, la diaphyse est un cylindre creux à paroi épaisse, faite de tissus conjonctifs (périoste et endoste) et de tissus osseux haversien, entourant une cavité médullaire contenant la moelle osseuse. Les épiphyses sont essentiellement constituées de tissu osseux haversien aréolaire, recouvert à sa périphérie par une fine couche de cartilage hyalin articulaire. Les métaphyses sont des zones faites de cartilage hyalin de conjugaison. Les os courts sont de structure très voisine de celle des épiphyses des os longs. En périphérie, une mince corticale de périoste associée à du tissu osseux périostique à lamelles parallèles à la surface. Le tissu osseux périostique entoure un tissu osseux haversien aréolaire, situé au centre de la pièce osseuse. Les os plats sont formés d’une table interne (tissu osseux périostique) et d’une table externe (tissu osseux périostique) recouvertes de périoste. Au centre de la pièce osseuse se localise un diploé fait de tissu osseux haversien aréolaire. 2 - HISTOLOGIE DU TISSU OSSEUX. Le tissu osseux est formé de cellules et d’une matrice extra cellulaire calcifiée faite de fibres de collagène et d’une substance fondamentale. 2.1 - LES CELLULES DU TISSU OSSEUX. Il existe deux lignées de cellules osseuses : les cellules ostéoformatrices (ostéoblastes, cellules bordantes et ostéocytes) et les cellules ostéorésorbantes (ostéoclastes). 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. Les ostéoblastes, les cellules bordantes et les ostéoclastes se trouvent à la surface des plages de tissu osseux, alors que les ostéocytes sont situés à l'intérieur de la matrice osseuse. 2.1.1 - LES OSTEOBLASTES. Les ostéoblastes dérivent des cellules mésenchymateuses ou des cellules bordantes. C’est une cellule jeune, de forme ovoïde et allongée. Les ostéoblastes forment un tapis de cellules jointives et communiquent entre eux grâce à des jonctions gap. Leur cytoplasme, fortement basophile, présente un réticulum endoplasmique granulaire très développé. Les ostéoblastes élaborent les précurseurs protéiques de la matrice extra cellulaire, appelée aussi substance préosseuse qu’ils déposent autour d’eux sous la forme de lamelles. Dès que la substance préosseuse atteint sa maturité, elle se calcifie. Durant la calcification, l’ostéoblaste élabore le phosphate-tricalcique (Ca3 (Po4)2), qu’il expulse par exocytose dans la matrice préosseuse sous la forme de cristaux d’hydroxyapathite. Ces derniers se déposent au niveau des bandes claires des fibres de collagène. Les ostéoblastes produisent et déposent continuellement une nouvelle matrice osseuse, par-dessus celle qui est déjà présente. Par la suite, ils s'emmurent eux-mêmes. 2.1.2 - LES CELLULES BORDANTES. Ce sont des ostéoblastes au repos, susceptibles, s’ils sont sollicités, de devenir des ostéoblastes actifs. L’ostéoblaste peut redevenir par la suite une cellule bordante (cellules métaboliquement inactives) pour les besoins tissulaires. Elles revêtent les surfaces osseuses qui, à un moment donné, ne sont soumises ni à formation ni à résorption osseuse. Elles empêchent l'attaque de l'os par l'ostéoclaste en constituant une couche de protection. Ce sont des cellules aplaties et allongées, possédant peu d’organites, reliées entre elles et avec les ostéocytes voisins par des jonctions communicantes. 2.1.3 - LES OSTEOCYTES. Les ostéocytes sont des cellules incapables de se diviser. Ce sont des ostéoblastes emmurés dans la matrice osseuse minéralisée. Chaque ostéocyte est situé dans une logette ovalaire ou ostéoplastes d'où partent des canalicules anastomosés contenants des prolongements cytoplasmiques, fins, nombreux et plus ou moins longs. Leur corps cellulaire fusiforme, de plus petite taille que celui des ostéoblastes, possèdent moins d'organites. Les ostéocytes sont reliés à leurs congénères et aux cellules de la surface de la travée osseuse grâce à des canalicules. Ces canalicules reliés forment un réseau dans lequel circulent les éléments trophiques. Ce système de cavités et de canalicules garantit la nutrition et la communication avec le périoste et l’endoste. Il est reconnu que bien que l'ostéocyte ait un niveau d'activité métabolique bien inférieur à celui de l'ostéoblaste, il est capable d’élaborer la substance préosseuse qui se minéralise secondairement. 2.1.4 - LES OSTEOCLASTES. Le tissu osseux formé à partir des ostéoblastes et des ostéocytes est constamment renouvelé par résorption à partir des ostéoclastes. Ces derniers détruisent le tissu osseux ancien très vite remplacé par l’activité des cellules ostéoformatrices. lequel sera 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. Les ostéoclastes sont des cellules géantes multinuclées (100µm), dérivant de la lignée hématopoïétique monocytaire. Elles sont hautement mobiles et se déplacent à la surface des travées osseuses creusant des cylindres appelées "lacunes de Howship". Le pôle basal de la cellule en contact avec l'os, présente une membrane plasmique en bordure en brosse dont la surface permet d’augmenter la surface d’échange. Le cytoplasme est riche en lysosomes et en hydrolases capables de résorber la matrice osseuse minéralisée. Ce processus es appelé ostéoclasie. Les ostéoclastes libèrent des citrates, des lactates et des hydrolases dans la matrice osseuse. Les hydrolases dépolymérisent les fibres de collagène dont les produits issus de cette ostéoclasie, sont phagocytés grâce à la bordure en brosse puis digérés par les lysosomes. 2.2 - LA MATRICE EXTRACELLULAIRE. La matrice extra cellulaire se caractérise par des fibres de collagène de type I et par une substance fondamentale de consistance solide et rigide. La substance fondamentale regroupe une fraction organique et une fraction minérale. La fraction organique est composée de : - ostéopontine permettant l’adhésion des ostéoclastes à la matrice osseuse. - ostéonectine intervenant dans la minéralisation par son affinité pour les molécules de tropocollagène et le calcium, - ostéocalcine, dont la fonction serait d'inhiber la formation osseuse, - facteurs de croissance assurant un rôle fondamental dans la régulation du remodelage et la minéralisation du tissu osseux. - glycosaminoglycanes sulfatés tels que l’héparane, la kératane et la chondroitine sulfate qui sont impliqués dans l'agencement des molécules de tropocollagène. La fraction minérale du tissu osseux renferme essentiellement de cristaux d'hydroxyapatites, (phosphate-tricalcique cristallisé) conférant à l'os sa rigidité. Elle présente aussi une très faible quantité d’eau. 3 - VARIETES TISSULAIRES DES PIECES OSSEUSES. Une pièce osseuse est formée par trois types de tissus ; le tissu conjonctif, le tissu cartilagineux et le tissu osseux. Il y’a trois types de tissus conjonctifs proprement dits ; le périoste, l’endoste et les moelles osseuses. Il y’a deux types de cartilage ; le cartilage articulaire et le cartilage de conjugaison (voir cours du cartilage). Il y’a deux types de tissus osseux ; le tissu osseux réticulaire (non lamellaire) et le tissu osseux lamellaire. 3.1 - LE PERIOSTE Le périoste est une lame de tissu conjonctif proprement dit périphérique qui recouvre toutes les pièces osseuses sauf les surfaces articulaires. Le périoste est constitué de deux couches. Une couche externe tendiniforme (fibreuse) vascularisée riche en fibres de collagène et en vaisseaux sanguins et d'une couche interne ostéogène d’Ollier. Dans la couche interne on note la présence de cellules mésenchymateuses, d’ostéoblastes et de faisceaux de fibres de collagène arciformes, appelées fibres de Scharpey. Les ostéoblastes dérivent des cellules 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. mésenchymateuses. Le périoste assure un rôle de nutrition et un rôle fondamental dans la croissance appositionnelle des os par l’apposition des plaques de tissu osseux périostique. 3.2 - L’ENDOSTE. Le périoste et l’endoste sont de structure identique. L’endoste est une très fine membrane de tissu conjonctif proprement dit qui borde la cavité médullaire des os longs. Il est moins épais que le périoste et possède une activité ostéogène réduite. L’endoste assure les mêmes rôles que le périoste, notamment l’élaboration du système fondamental interne. 3.3 - LES MOELLES OSSEUSES. Les moelles osseuses sont des tissus d’origine mésenchymateuses occupant soit les aréoles de l’os spongieux, soit la cavité médullaire de la diaphyse des os longs. La structure des moelles varie en fonction de leur localisation et de l’âge du sujet, ainsi on distingue quatre variétés de moelles osseuses : La moelle osseuse rouge hématogène (M.O.R.H) observée au niveau de tous les os. Elle comprend un tissu conjonctif proprement dit réticulé qui réalise une charpente entre la matrice osseuse et la paroi des vaisseaux sanguins. Dans les mailles du tissu réticulaire sont disposées les cellules souches des diverses lignées sanguines et des cellules représentant tout les stades de l’évolution de ces lignées. Elle est le siège de l’hématopoïèse. La moelle osseuse rouge ostéogène (M.O.R.O) qui apparaît dans les foyers d’ossification au cours de l’ostéogénèse, de la croissance ou de la réparation osseuse. Elle est constituée de tissu conjonctif proprement dit réticulaire dont les éléments cellulaires se multiplient et se différencient en ostéoblastes. jaune qui est La moelle osseuse très riche en adipocytes. Elle résulte de la transformation graisseuse des moelles rouges. Tout au long de la croissance de l’individu la moelle rouge s’enrichie en adipocytes. Cette transformation graisseuse est réversible notamment au cours de la réparation des fractures et de certaines maladies du sang. La moelle osseuse grise apparaît chez les personnes âgées. La moelle osseuse jaune subit une dégénérescence fibreuse non réversible et se transforme en une moelle grise constituée par un tissu conjonctif proprement dit fibreux. Chez le vieillard, les adipocyte perdent leurs vacuoles graisseuses. 3.4 - TISSU OSSEUX RETICULAIRE (NON LAMELLAIRE) Le tissu osseux réticulaire (non lamellaire) est formé d’un tissu osseux fibreux non lamellaire. C’est le premier tissu osseux formé au départ du développement embryonnaire au cours de la croissance. C’est un tissu osseux primaire, faiblement minéralisé formé par une trame collagénique sans orientation. Ce tissu présente un aspect tissé en microscopie optique en lumière polarisée. C’est un os mécaniquement fragile. Chez le fœtus il constitue les ébauches osseuses. Chez l’adulte on le trouve au niveau des osselets de l’oreille moyenne et des cals de fractures. Par ailleurs au niveau des autres pièces osseuses il est remplacé par le tissu osseux lamellaire ou secondaire. 3.5 - TISSU OSSEUX LAMELLAIRE Le tissu osseux lamellaire, formé à partir du tissu osseux réticulaire (primaire). Les fibres de collagène sont parallèles entre elles, ce qui donne un aspect lamellaire du tissu. 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. C’est un tissu mécaniquement solide représenté par le tissu osseux périostique, le tissu osseux haversien dense et le tissu osseux haversien aréolaire. 3.5.1 - TISSU OSSEUX PERIOSTIQUE. Le tissu osseux périostique se situe à la périphérie des pièces osseuses en dehors des surfaces articulaires et autour de la cavité médullaire de l’os long. Il est constitué par des lamelles concentriques qui réalisent autour de l’os long les systèmes fondamentaux externe et interne, dont l’origine est le périoste et l’endoste. Au niveau de l’os plat, le tissu osseux périostique, constitue les tables externe et interne. Au niveau de l’os court il demeure le tissu osseux périostique. 3.5.2 - TISSU OSSEUX HAVERSIEN DENSE. Le tissu osseux haversien dense est spécifique à la diaphyse. Il est situé entre les systèmes fondamentaux externe et interne. C’est un tissu constitué par un ensemble de système de havers (ou ostéones) ayant chacun 8 à 15 lamelles concentriques. Les systèmes de havers sont des structures cylindriques, parallèles entre elles et occupant l’axe longitudinal de la diaphyse. Au centre du système de havers circulent des capillaires et des nerfs. Les ostéocytes sont reliés entre eux grâce à des canalicules. Dans la diaphyse il existe des systèmes intermédiaires qui sont des systèmes de havers non entièrement résorbés. Il existe aussi des canaux perpendiculaires aux systèmes de havers appelés canaux de wolkman. Ces derniers sont de même diamètre que les systèmes de havers. Les canaux de wolkman sont parcourus par des vaisseaux sanguins ; ils font communiquer le périoste et la cavité médullaire. 3.5.3 - TISSU OSSEUX HAVERSIEN ARÉOLAIRE. Le tissu osseux haversien aréolaire est localisé au niveau des épiphyses, des os courts et des os plats. C’est un tissu formé par un ensemble de lames osseuses, multidirectionnelles, à l’intérieur desquelles les systèmes de havers sont parallèles entre eux. Les lames osseuses sont anastomosées et déterminent des aréoles contenant de la moelle osseuse. II - OSSIFICATION 4 - OSSIFICATION ET REMANIEMENT DU TISSU OSSEUX L’ossification est un processus, de construction, de destruction, de croissance et de remaniement du tissu osseux. Elle se déroule en deux étapes successives ; L’ossification primaire : elle se traduit par la formation d’un tissu osseux primaire. Elle peut être endoconjonctive et endochondrale. L’ossification endoconjonctive assure la formation d’un manchon d’os périostique à partir du périoste. L’ossification endochondrale permet la formation d’un tissu osseux endochondral (enchondral) à partir du cartilage hyalin immature. A la fin de l’ossification primaire le tissu osseux primaire obtenu est immature, fibreux, non lamellaire cependant temporaire. L’ossification secondaire : elle se déroule juste après l’ossification primaire au dépend du tissu osseux primaire formé. C’est une ossification endo-osseuse. Elle assure 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. le remplacement de tissu osseux primaire (manchon d’os périostique) par un tissu osseux secondaire lamellaire et définitif. Remarque : Les phénomènes d’ossification primaire et secondaire se distinguent par leur processus fondamental répété caractérisé par : - la différentiation des cellules mésenchymateuses en ostéoblastes, - la synthèse de la substance préosseuse, - la calcification de la substance préosseuse, qui devient osseuse, - la transformation des ostéoblastes en ostéocytes, - l’ostéoclasie de la substance osseuse. 4.1 - OSSIFICATION D’UN OS LONG 4.1.1- OSSIFICATION PRIMAIRE L’ossification primaire d’un os long débute au niveau de la diaphyse chez l’embryon et se poursuit au niveau des épiphyses par une ossification endoconjonctive et se termine par une ossification endochondrale (ossification enchondrale) juste après la naissance. Elle démarre 4.1.1.1 - OSSIFICATION ENDOCONJONCTIVE Le modèle cartilagineux, sous la forme de maquette de cartilage hyalin immature est entouré par le périchondre. Ce dernier se transforme en périoste lequel élabore le manchon d’os périostique autour du cartilage hyalin. L’apparition du périoste se fait de proche en proche et évolue en direction des épiphyses sans les atteindre. Au fur et à mesure de sa formation, le manchon d’os périostique entoure le cartilage hyalin et le prive d’éléments nutritifs. Parallèlement, des ostéoclastes creusent des canaux dans le manchon d’os périostique et des chondroclastes creusent une cavité, au centre de la diaphyse, dans le cartilage hyalin. Par la suite des bourgeons conjonctivo-vasculaires (B.C.V), au départ du périoste, pénètrent le long des canaux creusés dans le manchon d’os périostique et s’installent dans la cavité au centre de la diaphyse. Au contact des B.C.V, les chondrocytes se nourrissent activement et s’hypertrophient. L’hypertrophie des chondrocytes est suivie d’une calcification de la matrice cartilagineuse puis d’une atrophie des chondrocytes qui finissent par mourir laissant de multiples cavités vides. Les chondroclastes digèrent ensuite le plancher de chaque cavité créant ainsi des couloirs (qui longent l’axe longitudinal de la diaphyse) dans lesquels s’engagent les B.C.V. Par la suite du tissu osseux fibreux, non lamellaire est formé sur les travées de cartilage calcifié selon le processus fondamental de l’ossification. Cette substance osseuse finira par être résorbée. L’ossification endoconjonctive se poursuit jusqu'à atteindre les jonctions diaphyso-épiphysaires supérieure et inferieure; zone ou vont se former les cartilages de conjugaison. A la fin de l’ossification endoconjonctive, il se forme le centre d’ossification primaire représenté par la cavité médullaire primaire et les B.C.V (arbre vasculaire). 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 4.1.1.2 - OSSIFICATION ENDOCHONDRALE (ENCHONDRALE) Elle a lieu au niveau des jonctions diaphyso-épiphysaires. Les chondrocytes proches des B.C.V reçoivent directement les éléments nutritifs. Ce phénomène trophique favorise la formation de groupes isogéniques axiaux (cartilage sérié) et l’hypertrophie chondrocytaire (cartilage hypertrophié). Par la suite la matrice cartilagineuse se calcifie (cartilage hypertrophié calcifié) ce qui provoque l’atrophie des chondrocytes (cartilage atrophié calcifié) et leur mort. Il apparait ainsi des cavités vides dont le plancher est résorbé par ostéoclasie selon une ligne d’érosion. Ce phénomène dégage des couloirs dont les parois sont des travées directrices cartilagineuses. Le long de ces couloirs pénètrent les B.C.V. Cette ossification se poursuit par l’élaboration du tissu osseux enchondral (non lamellaire) qui est déposé sur les travées de cartilage calcifié (selon le processus fondamental de l’ossification.) Ce tissu osseux est rapidement résorbé par ostéoclasie comme indiqué dans le processus fondamental de l’ossification. Parallèlement à l’apparition et la disparition du tissu osseux enchondral le modèle s’allonge et le périoste continue d’apposer de la matière osseuse autour de la diaphyse afin d’épaissir le manchon d’os périostique. A la naissance les épiphyses sont encore cartilagineuses. A ce moment un centre d’ossification secondaire s’installe au niveau de l’épiphyse supérieure et deux ans après la naissance, il apparaît au niveau de l’épiphyse inférieure. L’ossification primaire, au niveau des épiphyses se déroule de la même manière qu’au niveau de la diaphyse cependant les B.C.V sont orientés de façon radiaire. A la fin de l’ossification primaire le modèle s’allonge et la cavité médullaire s’agrandi. 4.1.2 - OSSIFICATION SECONDAIRE L’ossification secondaire est le remplacement du tissu osseux primaire (manchon d’os périostique) par un tissu osseux secondaire. Pendant que le manchon d’os périostique (tissu osseux primaire) se résorbe, le périoste élabore des lamelles concentriques de tissu osseux secondaire temporaire. Par la suite des ostéoclastes, venant de la carté médullaire et du périoste, creusent des lacunes de Howship au sein du tissu osseux secondaire temporaire perpendiculairement l'axe longitudinal de la diaphyse. Ce sont les futurs canaux de wolkman. Par la suite les ostéoclastes changent de direction et creusent des lacunes de Howship parallèlement à l'axe longitudinal de la diaphyse. Ces lacunes sont les moules des futurs systèmes de havers. Ainsi se met en place le tissu osseux haversien dense. En même temps le périoste et l'endoste continuent d’apposer successivement à la périphérie et au centre de la diaphyse, les systèmes fondamentaux externe et interne. Au niveau des épiphyses les travées d'os enchondral, sont détruites par ostéoclasie et sont remplacées par du tissu osseux haversien aréolaire. Le processus de construction et de résorption ne s'arrête pas après l'apparition de l'os secondaire. Ce processus déjà entamé pendant l'ossification primaire se continue au sein de l'os secondaire et durant toute la vie d'un individu. 4.2 - OSSIFICATION DES OS PLATS Elle a lieu au dépend d’un tissu conjonctif proprement dit, c’est une ossification endoconjonctive. Elle permet la formation des os plats tels que ceux de la voûte du crâne. 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 4.3 - OSSIFICATION DES OS COURTS Pour les os véritablement courts, comme ceux du poignet, l’ossification se réalise selon un modèle semblable à celui des épiphyses des os longs. Elle démarre à partir d’un modèle cartilagineux. Pour les os courts de type métacarpe, l’ossification a lieu de la même manière que celle des os longs. (Pour les extrémités des os court voir épiphyses, pour le corps de l’os court voir la diaphyse). III - CROISSANCE DU TISSU OSSEUX La croissance en longueur se fait grâce à l'activité des cartilages de conjugaison alors que la croissance en largeur, elle a lieu grâce à l'activité du périoste. 8 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. a b c d e f g h i a b c d 1. 2. 3. a b c d e 9 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 4. 5. 6. 7. 8. 3 1 2 4 9. a b c d e f g a b c d e f g h 10 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. a b c d e f g h i 10. 11. 12. a b c a b c d e f 13. 11 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. j k l m n 14. 15. 16. a b c a b c d e f g h i 12 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. a b c d e 17. f 18. 19. a b c d e e f 20. g 13 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 21. 22. 14 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 15 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 1 - structure d’un os long en cours de croissance. A - épiphyse, B - métaphyse, C- diaphyse, a - cartilage hyalin articulaire, b - tissu osseux haversien aréolaire, c - cartilage hyalin de conjugaison, d - S F E, e - périoste, f - endoste, g - S F I, h - tissu osseux haversien dense, i - cavité médullaire. 2 - structure d’un os court. a - cartilage hyalin articulaire, b - périoste ; c - tissu osseux périostique ; d - tissu osseux haversien aréolaire. 3 - structure d’un os plat de la voute du crâne. a - périoste, b - table externe, c - cartilage hyalin articulaire, d - diploé, e - table interne. 4- les cellules du tissu osseux. a - tissu conjonctif. b - ostéoclaste. c - cellule bordante. d - ostéoblaste. e - ostéocyte. f - canalicule. g - matrice osseuse. 5 - ultrastructure de l’ostéoblaste. 6 - ultrastructure de la cellule bordante. 7 - ultrastructure de l’ostéocyte. 8 - ultrastructure de l’ostéoclaste. 9 - structure du périoste. 1 - couche externe tendiniforme vascularisée, 2 - couche interne ostéogène d’Ollier, 3 - périoste, 4 - tissu osseux périostique. a - fibroblaste, b - fibre collagène, c - vaisseau sanguin, d - cellule mésenchymateuse, e - ostéoblaste, f - fibre de scharpey, g - ostéocyte, h - matrice osseuse. 10 - bloc diagramme de la diaphyse d’un os long. a - tissu osseux haversien dense, b - périoste, c - S F E, d - système de havers, e - endoste, f - S F I, g - système intermédiaire, h - canal de havers, i - canal de walkman. 11 - coupe transversale d’un système de havers. 12 - coupe transversale au niveau du tissu osseux haversien dense. a - canal de havers, b - système intermédiaire, c - système de havers. 13 - Structure d’un système de havers. a - canal de havers, b - vaisseau sanguin, c - lamelles osseuses, d - ostéocyte, e - canaux de wolkman, f - nerfs. 14 - coupe transversale au niveau de la diaphyse. a - ostéocyte, b - S F E, c - périoste, d - lamelles osseuses, e - canal de walkman, f - nerfs, g - capillaire sanguin, h - canal de havers, i - tissu osseux haversien dense, j - système de havers en coupe transversale, k - SF I, l - système de havers en coupe longitudinale, m - cavité médullaire, n - endoste. 15 - coupe longitudinale au niveau de l’épiphyse. 16 - tissu osseux haversien aréolaire au niveau de l’épiphyse. a - systèmes de havers, b - aréole (moelle osseuse), c - lame osseuse. 17 - Processus fondamental de l’ossification. a - Cellules mésenchymateuses, b - ostéoblastes, c - matrice préosseuse, d - matrice préosseuse et matrice osseuse, e - matrice osseuse, f - ostéoclasie. 18 - Démarrage de l’ossification primaire endoconjonctive. Manchon d’os périostique, B C V, centre d’ossification primaire, point de pénétration du B C V, cartilage hypertrophié calcifié, chondrocyte hypertrophié, cartilage hyalin, périoste. 19 - Ossification primaire endoconjonctive et endochodrale. Cartilage hypertrophié calcifié, chondrocyte hypertrophié, ligne d’érosion, ostéoblaste, B C V, tissu osseux enchondral, travée directrice. 16 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE. DEPARTEMENTS DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF. PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020/2021. MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU OSSEUX. CHEBAB. 20 - Ossification primaire d’un os long. a - modèle cartilagineux, b - formation du périoste, c - manchon d’os périostique, d - centre d’ossification primaire, e - centre d’ossification secondaire de l’épiphyse supérieure, f - centre d’ossification secondaire de l’épiphyse inferieur, g - tissu osseux fibreux primaire non lamellaire. 21 - Mécanisme de l’ossification primaire endochodrale. Cartilage hyalin de conjugaison, cartilage sérié, cartilage hypertrophié, cartilage hypertrophié calcifié, cartilage atrophié calcifié, lacunes vides, matrice cartilagineuse calcifiée, ligne d’érosion, ostéoblaste, B C V, tissu osseux enchondral, ostéoclaste. 22 - Ossification primaire de l’épiphyse. 23 - Structure du manchon d’os périostique (tissu osseux primaire). 24 - Structure d’une lacune de Howship. Manchon d’os périostique (tissu osseux primaire), ostéoblaste, capillaire sanguin, ostéoclaste. 25 - Coupe transversale de la diaphyse au début de l’ossification secondaire. Manchon d’os périostique (tissu osseux primaire), cavité médullaire, périoste. 26 - Coupe transversale de la diaphyse montrant la résorption du manchon d’os périostique (tissu osseux primaire) et l’élaboration du tissu osseux secondaire temporaire. Périoste, tissu osseux secondaire temporaire, endoste, manchon d’os périostique (tissu osseux primaire), cavité médullaire. 27 - Coupe transversale de la diaphyse montrant l’élaboration du tissu osseux secondaire temporaire. Périoste, tissu osseux secondaire temporaire, endoste, cavité médullaire. 28 - Formation du tissu osseux haversien dense et des systèmes fondamentaux de la diaphyse. Périoste ; système fondamental externe, lacune de Howship (B C V), ostéoblaste, système fondamental interne, endoste, lamelle osseuse ; tissu osseux haversien dense ; système de havers. 17
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB TISSU SANGUIN 1 - DEFINITIONS Le tissu sanguin constitue le milieu intérieur liquide. Il est d’origine mésoblastique. Il est formé de globules qui sont des cellules, de plaquettes sanguines qui sont des débris cellulaires et de plasma qui est la phase liquide du sang. Le couleur rouge du sang est due à l'hémoglobine portée par les globules rouges. Le plasma représente 55 % du volume sanguin total. Il est de couleur jaunâtre. Ses principaux constituants sont l’eau (91.5 %), les protéines, les facteurs de coagulation (fibrinogène), les constituants nutritifs (glucose, acides aminés, lipides et vitamines), les déchets du métabolisme, les gaz respiratoires, les hormones, les électrolytes (fer), les constituants minéraux tels que les cations (sodium) ou les anions (chlore). Les proportions ces molécules et ions varient dans diverses conditions physiologiques et pathologiques. de Le sang circule continuellement dans un réseau vasculaire clos qui se distribue à travers tous les tissus de l’organisme grâce au cœur. Le sang sert de transporteur des molécules (hormones, substances nutritives, gaz etc.) Il transporte aussi les produits de déchet vers le foie, les reins, et les intestins afin d'en permettre l'enlèvement du corps dans les urines et les fèces. Le sang assure aussi l’homéostasie et la défense de l’organisme. La température du sang est de 38 °C, son pH est légèrement basique. Le sang coagule spontanément à l’air libre. 2 - HEMATOPOESE Les cellules sanguines ont une durée de vie limitée. Elles sont constamment renouvelée (hématopoïèse) grâce à l’activité des cellules souches situées au niveau des organes hématopoïétiques tels que le foie, la rate, le thymus, la moelle osseuse rouge hématogène et les organes lymphoïdes. Le nombre de ces cellules (défini dans l’hémogramme) reste stable durant toute la vie, grâce à un système de production bien régulé : l’hématopoïèse. L'hématopoïèse assure donc une production quantitativement très importante de cellules sanguines. Toutes les cellules sanguines (hématies, granulocytes, monocytes, lymphocytes) et les plaquettes sanguines sont produites à partir d'une même cellule indifférenciée dite cellule souche totipotente. Sous l'influence de facteurs stimulants, la souche totipotente va s'engager dans la différenciation d'une lignée cellulaire. Elle devient alors un progéniteur (= cellule souche différenciée ou " engagée "). 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB Après plusieurs divisions qui aboutissent à des cellules souches engagées à la potentialisation de différenciation de plus en plus limitée, les progéniteurs deviennent spécifiques d'une seule lignée. On aboutit alors aux précurseurs, cellules identifiables morphologiquement sur un prélèvement de moelle osseuse. Ces précurseurs se divisent et maturent. La maturation terminale aboutit aux cellules matures fonctionnelles qui passent dans le sang. La formation des cellules sanguines est sous la dépendance de facteurs de La régulation de croissance ou CSF (colony stimulating factor) appelées hématopoetines. l’érythropoïèse l’action de l’érythropoïétine qui est synthétisée au niveau du foie et d’autres facteurs tels que l’hémorragie, la diminution de la teneur en oxygène, le fer, la vitamine B12 et l’acide folique. se déroule sous La leucopoïèse est régulée par des facteurs de croissance appelés CSF. Ces derniers sont libérés par les leucocytes sous l’effet des toxines bactériennes. 3 - FROTTIS SANGUIN Pour l’étude de ses composants du sang, on procède par un frottis sanguin. Un volume sanguin est prélevé dans un tube de wintrobe, contenant de l’héparine, puis centrifugé. Les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes sanguines sédimentent au fond du tube constituant le culot quant au surnageant, liquide clair, il forme le plasma. Ce dernier est constitué d’une phase liquide ; le sérum et d’une phase solide ; la fibrine. On prélève une goutte de sang qu’on étale uniformément sur une lame de verre, de manière à obtenir une seule couche de cellules. Le frottis doit subir une coloration au Giemsa et M May-Grünwald Giemsa pour révéler les globules et les plaquettes sanguines qui sans cela seraient transparentes, donc non visibles. La lame sera à la fin séchée avant de pouvoir être observée au microscope. Le frottis sanguin a pour but d’observer et de dénombrer et de faire une étude morphologique des globules et les plaquettes sanguines du sang, L’observation de la préparation permet aussi de déterminer s'il y a des anomalies, de dénombrer les globules et les plaquettes sanguines. Elle permet également de repérer un éventuel parasite dans le sang. 4 - LES GLOBULES ROUGES Les globules rouges ou hématies se forment au niveau de la moelle osseuse rouge hématogène. Ils passent par la suite dans le sang circulant, ils seront captés à la fin par des cellules macrophagiques pour être détruit dans le foie et la rate. L’érythropoïèse et la destruction des hématies sont équilibrées. 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB 4.1 - NUMERATION GLOBULAIRE Le frottis sanguin permet d’évaluer le nombre des globules rouges dans une numération globulaire. La numération globulaire consiste à évaluer le nombre de globules rouges dans une unité de volume donnée de sang exprimée en millions / mm3. Chez l’homme le taux normal des hématies varie entre 4 500 000 à 5 400 000 / mm3 de sang, chez la femme entre 4 200 000 à 5 000 000 / mm3 de sang et chez le nouveau-né il y’a 6 millions / mm3 de sang. Toute diminution du chiffre normal est une anémie. Toute augmentation du chiffre normal est une polyglobulie. 4.2 - CONSTITUTION CHIMIQUE En microscopie optique sur un frottis coloré par le MAY GRUNWALD (solution de bleu de méthylène) et le GIEMSA, les globules rouges apparaissent colorés en rose. Ils sont donc acidophiles. Ce sont des cellules anucléées de petite taille (7 µ de diamètre), ayant la forme de disques biconcaves. En microscopie électronique, la membrane plasmique du globule rouge aurait la même structure que les cytomembranes. Elle présente en plus des agglutinogènes. Le globule rouge est une cellule anucléée, sans organites cytoplasmiques. - le cytoplasme est : - riche en eau, - riche en hémoglobine (Hb). L’hémoglobine est une protéine composée de chaînes peptidiques auxquelles sont rattachés 4 atomes de fer, appelés hèmes. La propriété essentielle de l’hémoglobine est de capter et de transporter l’oxygène ainsi que le dioxyde de carbone. - la membrane plasmique présente : - des enzymes de surface, - des agglutinogènes A et B, héréditaire et indépendants, responsables de l’agglutination des hématies. - il existe quatre groupes sanguins ; A, B, AB (receveur universel) et O (donneur universel). - il existe aussi l’antigène D. les sujets porteurs de D (RH+) constituent 80 % de la population mondiale, quant aux sujets sans antigène D (RH-) ils sont évalués à 20 %. 5 - LES GLOBULES BLANCS OU LEUCOCYTES Les globules blancs ou leucocytes sont des cellules nucléées présentant des organites cytoplasmiques. Ils sont doués de propriétés particulières, tels que la diapédèse, la phagocytose et la défense de l’organisme. 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB Les leucocytes renferment un noyau, ainsi que des organites cellulaires. Ils sont représentés par les granulocytes (granulocytes neutrophiles, éosinophiles et basophiles) et les mononucléaires (monocytes et lymphocytes). 5.1 - NUMERATION GLOBULAIRE Il existe deux types de numérations globulaires : - numération globulaire totale : Elle permet d’évaluer le nombre des leucocytes contenus dans un volume donné de sang. Le nombre des leucocytes varie de 6 000 à 7 000 / mm3 de sang. En pathologie quand le taux des leucocytes est supérieur à la normale on parle d’hyperleucocytose, s’il est inférieur à la normale c’est une leucopénie. - numération globulaire partielle : Elle permet de déterminer la quantité de granulocytes éosinophiles etc. 5.2 - FORMULE LEUCOCYTAIRE La formule leucocytaire est le pourcentage respectif des leucocytes. Normalement on a : - les granulocytes : - neutrophiles (67 %), - éosinophiles (1 à 2 %), - basophiles (0,5 à 1 %). - les mononucléaires - lymphocytes (23 %), - monocytes (7 %). 5.3 - STRUCTURE ET ROLES DES LEUCOCYTES 5.3.1 - Les granulocytes neutrophiles Ils mesurent environ 12 µ de diamètre. Les granulocytes neutrophiles jeunes présentent un noyau à trois lobes. Chez les cellules âgées on observe cinq lobes. Le cytoplasme des granulocytes neutrophiles est faiblement acidophile. Il est riche en granulations neutrophiles, présentant des enzymes spécifiques, qui sont l’équivalent de lysosomes. Les granulocytes neutrophiles possèdent une capacité phagocytaire similaire à celle des macrophages. Ce sont des cellules mobiles douées de diapédèse. 5.3.2 - Les granulocytes éosinophiles Ils sont de plus grande taille que les précédents, leur noyau est bilobé (en forme de fer à cheval). Le cytoplasme acidophile, renferme de nombreuses 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB granulations éosinophiles riches en protéases. Le rôle des granulocytes éosinophiles est peu connu. 5.3.3 - Les granulocytes basophiles Ils sont les moins nombreux. Leur taille (8 à 10 µ) est plus petite que celle des granulocytes neutrophiles. Leur noyau volumineux est bilobé, (2 lobes ovalaires). Les lobes du noyau sont reliés par de très fins filaments de chromatine. Les granulations cytoplasmiques basophiles sont volumineuses. Leur rôle est inconnu. 5.3.4 - Les monocytes Ce sont les macrophages du sang. Leur diamètre est très variable (15 à 25 µ). Le noyau des monocytes est excentrique est réniforme ; Il présente une chromatine homogène. Le cytoplasme présente de nombreux lysosomes. Les monocytes migrent, généralement, du sang vers le tissu conjonctif irrité au sein duquel ils assurent la défense par phagocytose. 5.3.5 - Les lymphocytes Ils sont représentés sous trois états morphologiques en fonction de leurs stades de maturité. Le petit lymphocyte dont la taille est 8 µ. Son noyau, rond, à chromatine dense occupe presque la totalité de la cellule. Le lymphocyte moyen avec un diamètre variant entre10 et 12 µ. Son cytoplasme, basophile, est plus abondant que le précédent. Son noyau est arrondi ou ovalaire. Le grand lymphocyte mesure 15 µ. L’accroissement de sa taille est dû à la présence d’un cytoplasme plus abondant. Il possède un noyau central, arrondi ou ovalaire. Son cytoplasme basophile est très riche en ribosomes et en R.E.G. La plupart des lymphocytes sont formés au niveau de la moelle osseuse, mais ils peuvent aussi être élaborés au niveau du système lymphatique (ganglions lymphatiques, thymus et rate). Les lymphocytes interviennent dans les processus immunitaires. 6 - LES PLAQUETTES SANGUINES (THROMBOCYTES) Ce sont des fragments de cellule dont la taille varie de 2 à 5 µ. Ils proviennent de la fragmentation du mégacaryocyte de la moelle osseuse rouge hématogène. En microscopie optique, les thrombocytes apparaissent anucléés, leur cytoplasme est formé d’une région centrale, appelée granulomére, riche en granulations et une région corticale, claire appelée hyalomére. Elle et homogène 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB et pauvre en molécules. En microscopie électronique, les cytomembranes ont une épaisseur de 70 A°. Les plaquettes impliquées essentiellement dans sont l’hémostase et dans la coagulation du sang. C'est un processus physiologique qui se met en route lors d'une brèche vasculaire. Ce processus a pour but la fabrication d'un caillot sanguin, donc de stopper l'hémorragie. sanguines Dans l’espèce humaine le taux des thrombocytes varie entre 250 000 à 400 000 / mm3 de sang. En pathologie, une augmentation du nombre de plaquettes supérieur à la normale est une hyperplaquetose. Une baisse du nombre de plaquettes ou thrombopénie. 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB 7 µ 1. Structure de l’hématie. 2. frottis sanguin. 1.granulocyte 2.granulocyte 3.granulocyte 4.monocyte neutrophile basophile éosinophile 5.lymphocyte 3 . Structure des leucocytes. hyalomére granulomére 4. Structure d’une plaquette sanguine 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU SANGUIN Dr CHEBAB 5 - Les compartiments de l’hématopoïèse. CST PROGENITEURS PRECURSSEURS CELLULES MATURES CFU-L Pro-B Pro-T BFU-E CFU-Mk CFU- GEMM CFU-GM CFU-Eo CFU-B Pré B Pré-T Lymphoblaste B Lymphoblaste T CFU-E Proérythrobastes Erythroblastes Mécaryoblastes CFU-G Myéloblastes CFU-M Monoblastes Myéloblastes MYELOBLASTES MYELOCYTES BASOPHILES Mégacaryocytes Myélocytes neutrophiles Promonocytes Myélocytes éosinophiles Granulocytes éosinophiles Granulocytes neutrophiles Monocytes 6 - Diagramme de l’hématopoïèse. Lymphocytes B / plasmocytes Lymphocytes T Erythrocytes Plaquette sanguines GRANULOCYTES BASOPHILES 8
LE TISSU SANGUIN (SANG) Dr CHEBAB plasma Globule blanc Plaquette sanguine Globule rouge C H E B A B B LE TISSU SANGUIN 2 Il constitue le milieu intérieur. Il est de nature liquide. Il est d’origine mésoblastique. Il est formé de : - globules = cellules, - plaquettes sanguines = fragment de cellules, - plasma = phase liquide. Sa couleur rouge est due à la présence d’hémoglobine. Rôles : Transport : - des molécules (hormones, substances nutritives et c), - des gaz, - des déchet vers le foie, les reins, et les intestins. Homéostasie. Défense de l’organisme. LE TISSU SANGUIN 3 plasma Leucocytes - P S hématies LE TISSU SANGUIN 4 LE PLASMA. C H E B A B B LE TISSU SANGUIN 5 Phase liquide : le sérum. Phase solide : la fibrine. Volume plasmatique : 55 % du volume sanguin total. Couleur : jaunâtre. Composition : - eau (91.5%), - protéines de défense (immunoglobulines), - facteurs de coagulation (fibrinogène), - enzymes, - éléments nutritifs (glucose, aa, lipides, vitamines), - déchets du métabolisme, - gaz respiratoires, - hormones, LE TISSU SANGUIN 6 - èlectrolytes (zinc, cuivre, fer), - èléments minéraux : - cations (sodium, potassium, chlore, magnésium) - anions (chlore). Les molécules et ions varient dans diverses conditions physiologiques et pathologiques LE TISSU SANGUIN 7 HÉMATOPOÏÈSE Les cellules sanguines ont une durée de vie limitée. Elles sont renouvelées (hématopoïèse) à partir de cellule souche totipotente des organes hématopoïétiques. Ces organes sont le foie, la rate, le thymus et la moelle osseuse rouge hématogène et les organes lymphoïdes. Le nombre de globules et de PS reste stable toute la vie. LE TISSU SANGUIN 8 Les cellules souches totipotentes (cellule indifférenciée) granulocytes, en vont monocytes, lymphocytes et plaquettes sanguines. différencier hématies, se LE TISSU SANGUIN 9 Les cellules souches totipotentes deviennent d'abord des progéniteurs ou cellules souches différenciées. CST PROGENITEURS PRECURSSEURS CELLULES MATURES CFU-L Pro-B Pro-T Pré B Pré-T Lymphoblaste B Lymphocytes B / plasmocytes Lymphoblaste T Lymphocytes T BFU-E CFU-E Proérythrobastes Erythroblastes Erythrocytes CFU -Mk Mécaryoblastes Mégacaryocytes Plaquette sanguines CFU -GM CFU - GEMM CFU-G Myéloblastes Myélocytes neutrophiles CFU-M Monoblastes Promonocytes CFU-Eo Myéloblastes Myélocytes éosinophiles Granulocytes neutrophiles Monocytes Granulocytes éosinophiles CFU-B Myéloblastes Myélocytes basophiles Granulocytes basophiles LE TISSU SANGUIN 10 Les progéniteurs deviennent spécifiques d'une seule lignée qui aboutit alors aux précurseurs. Les précurseurs se divisent, maturent et aboutissent aux cellules matures qui passent dans le sang. Régulation de l’hematopoèses : formation des La la dépendance de facteurs de croissance appelés CSF (colony stimulating factor) ou hématopoetines. sanguines cellules sous est Régulation de la leucopoïèse : La leucopoïèse est régulée par des facteurs de croissance appelés CSF. Les CSF sont libérés par les leucocytes sous l’effet des toxines bactériennes. LE TISSU SANGUIN 11 Régulation de l’érythropoïèse : L’érythropoïèse est régulée par de l’érythropoïétine. L’érythropoïétine est synthétisée au niveau du foie. D’autres l’érythropoïèse : facteurs interviennent dans régulation de l’hémorragie, la diminution de la teneur en oxygène, le fer, la vitamine B12, l’acide folique. LE TISSU SANGUIN 12 FROTTIS SANGUIN Prélèvement de sang Après agitation Étalement d’une goutte de sang LE TISSU SANGUIN 13 Prélèvement d’une goutte de sang. Etalement uniforme de la goutte de sang sur une lame de verre. Formation d’une seule couche de cellules. LE TISSU SANGUIN 14 Coloration de la préparation : En microscopie optique : Colorisation au MAY GRUNWALD (solution de bleu de méthylène) et le GIEMSA. Les globules rouges se colorent en rose. (acidophiles.) leucocyte hématie thrombocyte C H E B A B – LE TISSU SANGUIN LE TISSU SANGUIN 15 L’observation de la préparation permet aussi de : - déterminer des anomalies, - de dénombrer les G R, - repérer un des parasites dans le sang. LE TISSU SANGUIN 16 LES GLOBULES ROUGES ou HEMATIES Ils se forment dans la moelle osseuse rouge hématogène à partir de cellules souches. Ils sont détruits par les cellules macrophagiques dans le foie et la rate. LE TISSU SANGUIN 17 LEUCOCYTE THROMBOCYTE HEMATIE C H E B A B B LE TISSU SANGUIN 18 18 Ce sont des cellules anucléées. Forme : disques biconcaves. Taille : - diamètre : 7 µ. LE TISSU SANGUIN 19 En microscopie électronique : La membrane plasmique. structure identique à celle des cytomembranes. présence d’agglutinogènes. LE TISSU SANGUIN 20 Numération globulaire : chez l’homme : 4.5 Millions à 5.4 Millions / mm3 de sang. chez la femme : 4.2 Millions à 5 Millions / mm3 de sang. Chez le nouveau-né : 6 Millions / mm3 de sang. Pathologie Polyglobulie : Taux supérieur à la norme Anémie : Taux inférieur à la norme LE TISSU SANGUIN 21 Constitution chimique : Cellules anucléées, sans organites cytoplasmiques Cytoplasme : - riche en eau. - riche en hémoglobine (Hb) : Protéine avec globine + 4 hèmes (4 atomes de fer). Hémoglobine transporte O2 et CO2. LE TISSU SANGUIN 22 Membrane plasmique : - Enzymes de surface. - Agglutinogènes A et B héréditaire et responsables de l’agglutination des hématies. indépendants 4 groupes sanguins A, B, AB (receveur universel), O (donneur universel). - Antigène D - sujets porteurs de D (Rh+) (80 % de la population) - sujets sans antigène ou d (Rh-). LE TISSU SANGUIN 23 LES GLOBULES BLANCS ou LEUCOCYTES Ce sont des cellules nucléées, présentant des organites cytoplasmiques. Les G B sont doués de : - diapédèse, - phagocytose, - réactions immunitaires. LE TISSU SANGUIN 24 Les leucocytes sont représentés par : Granulocytes neutrophiles Granulocytes éosinophiles Granulocytes basophiles Monocytes Lymphocytes LE TISSU SANGUIN 25 Numération globulaire : Il existe deux types de numérations globulaires : numération globulaire totale : 6000 à 7000 / mm3 de sang. Pathologie : Hyperleucocytose Hyperleucocytose - Taux supérieur à la normale Leucopénie Leucopénie - Taux inférieur à la normale LE TISSU SANGUIN 26 Numération globulaire partielle : Détermination éosinophiles ainsi que des autres leucocytes sanguins. quantité granulocytes de de la LE TISSU SANGUIN 27 Formule leucocytaire : Granulocytes neutrophiles(G.N). Taux : 67 % des leucocytes. Granulocytes eosinophiles (G.E). Taux : 1 à 2 % des leucocytes. Granulocytes basophiles (G.B). Taux : 0.5 à 1 % des leucocytes. LE TISSU SANGUIN 28 Monocytes (M). Taux : 7 % des leucocytes. Lymphocytes (L). Taux : 23 % des leucocytes. LE TISSU SANGUIN 29 Structure et rôles des leucocytes : GRANULOCYTES MONONUCLEAIRES Noyau multilobé Noyau non segmenté Présence de granulations cytoplasmiques Granulocytes neutrophiles Granulocytes éosinophiles Granulocytes basophiles Absence de granulations cytoplasmiques Monocytes Lymphocytes LE TISSU SANGUIN 30 Granulocytes neutrophiles(G.N) : Noyau : 3 lobes chez le G.N jeune, 5 lobes chez le G.N âgé. Cytoplasme Rôle : faiblement acidophile. : Phagocytose (similaire à celle des macrophages) Noyau à 3 lobes Noyau à 5 lobes LE TISSU SANGUIN 31 Granulocytes éosinophiles (G.E) : Noyau : bilobé (fer à cheval). Cytoplasme : acidophile (protéases.) Rôle : peu connu. Noyau bilobé Cytoplasme acidophile LE TISSU SANGUIN 32 Granulocytes basophile (G.B) : Noyau : volumineux et bilobé (2 lobes ovalaires) Cytoplasme : basophile. Rôle : inconnu. Noyau bilobé Cytoplasme basophile LE TISSU SANGUIN 33 Monocyte (M) : Ce sont les macrophages du sang., Noyau : excentré et réniforme, Cytoplasme : riche en lysosomes. Rôle : phagocytose, Noyau excentré réniforme Cytoplasme riche en lysosomes LE TISSU SANGUIN 34 Lymphocyte (L) : Petit lymphocyte Lymphocyte moyen Grand lymphocyte Taille Noyau 8µ 10 à 12 µ 15 µ. arrondi arrondi ou ovalaire occupant presque la totalité de la cellule. arrondi ou ovalaire Cytoplasme très réduit peu abondant Basophile abondant très basophile Rôle : défense immunitaire LE TISSU SANGUIN 35 : fragmentation LES PLAQUETTES SANGUINES : Origine appelée mégacaryocyte plaquettaire. mégacaryocyte plaquettaire d’une cellule géante Plaquette sanguine LE TISSU SANGUIN 36 Taille : de 2 à 5 µ. Structure : fragments de cellule = thrombocytes. Noyau : absent. Cytoplasme : présentant 2 régions, Granulomére : Région centrale riche en granulations Hyalomére : Région corticale pauvre en molécules. Hyalomére Granulomére LE TISSU SANGUIN 37 Rôles : Hémostase et coagulation du sang. Lors d'une brèche vasculaire il y’a fabrication d'un caillot sanguin, pour stopper le saignement. Taux : Il varie entre 250 000 à 400 000 / mm3 de sang. Pathologie : Hyperplaquetose - Taux supérieur à 400 000/mm3 de sang. Thrombopénie - Taux inferieur à 250 000 / mm3 de sang. LE TISSU SANGUIN 38 FIN LE TISSU SANGUIN 39
LE TISSU MUSCULAIRE LISSE Dr C H E B A B 1 LOCALISATION Paroi des vaisseaux sanguins, des viscères et des muscles de la peau. viscères paroi des vaisseaux muscle de la peau Le tissu musculaire lisse participe à la digestion, respiration, la circulation etc. la TISSUS MUSCULAIRE LISSE 2 Mésenchymateuse. ORIGINE de Au cours mésenchymateuses s'enrichissent progressivement en myofilaments. différenciation, s'allongent les s'effilent la et cellules puis Exemple : Cas des couches musculaires lisses du tube digestif, de l'arbre trachéo-bronchique. Elles se différencient a partir de la splanchnopleure I E. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 3 FORME les fibres musculaires lisses sont : - Allongées ou elliptiques, - fusiformes, - à extrémités effilées. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 4 En coupe transversale, un contour polygonal. En coupe longitudinale , faisceaux linéaires. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 5 TAILLE 20 µ pour les vaisseaux sanguin, 500 µ pour l’utérus gravide. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 6 STRUCTURE ET ULTRA STRUCTURE DES FIBRES MUSCULAIRES LISSES LE SARCOLEMME lame basale externe, membrane plasmique, Plaques d’ancrage. plaque d’ancrage membrane plasmique lame basale endomysium sarcolemme TISSUS MUSCULAIRE LISSE 7 Les fibres communiquent entre elles par des jonctions Gap. Ces jonctions permettent la diffusion de l'excitation d'une fibre à l'autre. Jonction Gap LES CAVEOLAE Ce sont de petites invaginations de la membrane plasmique. Elles fonctionnent comme les systèmes T des f.m.s. Elles contrôlent l'entrée du calcium dans la f.m.l. Elles sont en contact avec le réticulum sarcoplasmique. calveolae TISSUS MUSCULAIRE LISSE 8 SARCOPLASME - noyau unique et central, - cônes sarcoplasmiques contenant les organites : - sarcosomes en très faible quantité, - appareil de golgi vésiculaire, - réticulum sarcoplasmique peu développé, - diplosomes juxta-nucléaire, - inclusions pigmentaires, - enclaves lipidiques et glycogéniques. noyau cône sarcoplasmique TISSUS MUSCULAIRE LISSE 9 MYOPLASME Ensemble de myofibrilles périphériques et longitudinales, rassemblées sous la forme de : - colonnettes de leidig en coupe longitudinale. - champs de conheim en coupe transversale. champs de conheim colonnettes de leidig BLOC DIAGRAMME DE LA F M LISSE TISSUS MUSCULAIRE LISSE 10 sarcolemme noyau myoplasme cône sarcoplasmique corps dense plaque d’ancrage ULTRASTRUCTURE DE LA F M LISSE TISSUS MUSCULAIRE LISSE 11 Les myofibrilles sont constituées de : - myofilaments fins rattachés à : -des plaques d’ancrage, -des corps denses, - myofilaments épais, - myofilaments intermédiaires. myofibrille myofilament fin corps dense myofilament intermédiaire myofilament épais plaque d’ancrage membrane plasmique lame basale endomysium ARCHITECTURE MOLECULAIRE DE LA MYOFIBRILLE DE LA F M L TISSUS MUSCULAIRE LISSE 12 - myofilaments fins Ils s'insèrent au niveau des corps denses et des plaques d’ancrage. sont Ils calmoduline au lieu de la de troponine. formés d’actine, de tropomyosine et de - myofilaments épais Ils sont composés de myosine qui différente de celle des fibres musculaires striées. Ils se forment par polymérisation des molécules de myosine que si la fibre subit une excitation. Ils sont moins nombreux que dans la f.m.s.s (environ 1 pour 12 myofilaments fins). TISSUS MUSCULAIRE LISSE 13 - myofilaments intermédiaires : Ils sont formés de desmine et de vimentine TISSUS MUSCULAIRE LISSE 14 CONTRACTION MUSCULAIRE La contraction est involontaire, lente et discontinue. Elle est différente de celle du muscle strié. Le calcium est stocké dans le réticulum sarcoplasmique puis libéré en direction de la calmoduline. Le complexe calcium-calmoduline active la myosine qui va ensuite se lier à l'actine. L’interaction actine-myosine est identique au muscle strié. Au cours de la contraction le noyau se raccourcit. L’ensemble des f.m.l se contracte comme une seule unité. La contraction ressemble des vagues musculaires. Au cours de la contraction la tension musculaire peut être constante dans un organe. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 15 VASCULARISATION Endomysium : Tissu Conjonctif avasculaire qui entoure les f m lisses. Perimysium : Tissu Conjonctif vascularisé qui entoure les faisceaux de fibres musculaires lisses. Epimysium : Tissu conjonctif qui entoure le muscle. épimysium périmysium endomysium capillaire sanguin TISSUS MUSCULAIRE LISSE 16 REGENERATION Par différentiation de cellules mésenchymateuses. Par mitoses de fibres musculaires lisses préexistantes. TISSUS MUSCULAIRE LISSE 17 CELLULES MUSCULAIRES ATYPIQUES. Les cellules myoépithéliales origine : ectoblaste. Localisation : elles sont incluses entre la lame basale et les cellules glandulaires des acini de certaines glandes exocrines (Ex.: glandes salivaires) Elles présentent de multiples prolongements (riches en myofilaments) Rôle : Elles se contractent et libèrent les produits de sécrétions glandulaires. cellule myoépithéliale unité de sécrétion TISSUS MUSCULAIRE LISSE 18 les péricytes Localisation : cellules qui entourent les capillaires grace a leur longs prolongements. Rôle : contraction, régulent sanguin au niveau des capillaires et veinules. Assurent la régulation métabolique. le débit ils TISSUS MUSCULAIRE LISSE 19 F I N TISSUS MUSCULAIRE LISSE 20
LES TISSUS MUSCULAIRES C H E B A B 1 Ils sont formés de cellules appelées fibres musculaires. Rôle : il sont spécialisées dans la production d’un travail mécanique, qui assure les mouvements de l’organisme. propriétés des fibres musculaires : • Excitabilité, • Conductibilité, • Contractilité (grâce aux myofibrilles). LES TISSUS MUSCULAIRES 2 Il y’a trois types de tissus musculaires : T M lisse T M strié squelettique T M strié myocardique taille : noyau : striations : contraction : 20 à 600 µm, unique, absentes, volontaire, jusqu'à 50 cm, multiples, transversales, involontaire, 100 à 200 µm, unique, transversales, involontaire, LES TISSUS MUSCULAIRES 3 STRUCTURE DU T M STRIE MYOCARDIQUE STRUCTURE DU T M STRIE SQUELETTIQUE STRUCTURE DU T MUSCULAIRE LISSE LES TISSUS MUSCULAIRES 4 LE TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE C H E B A B 5 Localisation : il est associé aux os du squelette. Origine : mésoblaste. Couleur : rouge due à une riche vascularisation et la présence de myoglobine. Rôle : contractions, brèves, rapides, volontaires. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 6 MYOGENÈSE cellules myotomyales myoblaste fusion myotube F M S S TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 7 NOYAU (X) CYTOPLASME Cellules myotomiales . unique RAS Myoblaste Myotube F.M.S.S unique central multiples centraux multiples périphériques sarcoplasme granuleux myoplasme périphériques myoplasme central TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 8 muscle strié squelettique faisceau de f m s s f m s s myofibrille myofilament fin myofilament épais TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 9 FIBRE MUSCULAIRE STRIEE SQUELETTIQUE STRUCTURE Forme : cylindrique ou fusiforme. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 10 ULTRASTRUCTURE SARCOLEMME Le sarcolemme est formé d’une membrane plasmique doublée d’une lame basale externe. lame basale m° plasmique sarcolemme TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 11 SARCOPLASME Le sarcoplasme est à topographie périphérique. lame basale m° plasmique sarcoplasme sarcolemme TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 12 endomysium lame basale m° plasmique sarcolemme noyau AGolgi sarcosome enclaves lipidiques et glycogéniques ULTRASTRUCTURE DU SARCOPLASME DE LA F M S S TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 13 SARCOPLASME C’est le cytoplasme fondamental formé par : - des noyaux multiples ovalaires, - un appareil de golgi périnucléaire, peu développé, - des sarcosomes, - des enclaves lipidiques et glycogéniques. - un réticulum sarcoplasmique, - des système T, TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 14 MYOPLASME Il est situé dans l’axe central de la f.m.s.s. lame basale m° plasmique sarcoplasme myoplasme sarcolemme STRUCTURE DE LA F M S S. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 15 Les myofibrilles sont groupées en faisceaux longitudinaux et parallèles. myoplasme Les myofibrilles se présentent sous la forme de : colonnettes de leidig en coupe longitudinale, champs de conheim en coupe transversale. champs de conheim colonnettes de leidig BLOC DIAGRAMME DE LA F M S S TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 16 STRUCTURE ET ULTRASTRUCTURE DU SARCOMÉRE DES F M S S chaque myofibrille est divisée en plusieurs sarcomères. myofibrille ULTRASTRUCTURE DU MYOPLASME DES F M S S faisceau de myofibrille sarcomère TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 17 MICROSCOPE PHOTONIQUE Chaque sarcomère est formé par : B A B H B I sarcomère ½ bande I strie Z STRUCTURE DU SARCOMÉRE strie M TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 18 Au microscope photonique le sarcomère offre à décrire : • 2 stries Z aux extrémités du sarcomère, • 2 demi bandes I (isotrope) ou bandes claires, • 1 bande A (anisotrope) ou bande sombre, • 1 bande H située dans la partie médiane de la B A, • 1 strie M qui divise la B A, B H et le sarcomère. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 19 CHEBAB.B MICROSCOPE ELECTRINIQUE Au microscope électronique on observe des myofilaments fins et des myofilaments épais. B A B H B I ½ bande I strie Z Structure du sarcomère strie M myofilament fin myofilament épais Ultrastructure du sarcomère Sarcomère STRUCTURE ET U/S DES SARCOMERES DE F M S M. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 20 myofilaments fins : présents partout sauf au niveau de B H. • Actine, • Troponine I, T, C, • Tropomyosine. tropomyosine troponine I, T, C actine G actine F ULTRASTRUCTURE DU MYOFILAMENT FIN DES F M S M TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 21 l’actine : Elle est soit la forme globulaire (G) ou fibrillaire (F). Le passage de la forme G à F se fait par polymérisation en présence d’ATP. L’actine F forme 2 brins hélicoïdaux. Le rapport actine / troponine est de 1/7. la troponine : C’est une molécule globulaire située entre les molécules d’actine. C’est un facteur de sensibilisation qui se lie au calcium et permet de démasquer les sites de fixation de la myosine sur l’actine. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 22 la tropomyosine : l’axe du myofilament C’est s’insérer les molécules d’actine et de troponine. fin sur lequel viennent C’est un facteur de relaxation qui ATPasique de la myosine. inhibe l’activité TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 23 myofilaments épais : présents qu’au niveau de la B A. méromyosine Légère (LMM, méromyosine lourde (HMM). • Myosine : LMM HMM U/S de LA MOLECULE DE MYOSINE Elle est formée d’une HMM et d’une LMM. La HMM est formée de 2 sous unités : - S1 composée de 2 tètes identiques SF1, - S2 fibrillaire. U/S DU MYOFILAMENT EPAIS LMM HMM La LMM constituent l’axe du myofilament épais. La myosine a une activité ATP asique liée à SF1. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 24 ARCHITECTURE MOLECULAIRE DES MYOFIBRILLES Chaque myofilament épais est au centre d’un hexagone. Les sommets sont occupés par des myofilaments fins. Au repos il n’y’à pas de contact entre les myofilaments. RAPPORT ACTINE MYOSINE EN COUPE LONGITUDINALE (Muscle au repos) DES F M S M. RAPPORT ACTINE MYOSINE EN COUPE TRANSVERSALE (Muscle au repos) DES F M S M. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 25 RAPPORTS DES MYOFIBRILLES AVEC LES ÉLÉMENTS DU SARCOPLASME. SARCOSOMES • Ce sont des mitochondries, • • ils sont parallèles à l’axe des myofibrilles, ils ont un rôle énergétique dans la contraction. sarcosome TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 26 SYSTÈMES T : (système transverse). Ils entourent complètement la myofibrille. • Ce sont des tubules provenant de l’invagination de la m° p. • • On les observe entre les B A et les B I. • • Ils sont toujours en contact avec le milieu extracellulaire. Ils constituent un lieu de passage du calcium. Ca système T TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 27 RÉTICULUM SARCOPLASMIQUE • Réseau de tubules longitudinaux entourant les myofibrilles. • Structure variable selon qu’il encercle la B A ou la B I. • • 2 citernes terminales + 1 système T constituent une triade. • Il se termine par des citernes terminales. Il y’a 2 triades / sarcomère. R S entourant la B I R S entourant la B A citerne terminale système T citerne terminale TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE triade 28 myofibrille triade citerne terminale du R S entourant la BA citerne terminale du R S entourant la BI sarcosome R S entourant la B I système T R S entourant la B A RAPPORTS DES ELEMENTS SARCOPLASMIQUES AVEC LES MYOFIBRILLES DE LA F M S S TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 29 MÉCANISME DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE l’influx nerveux arrive sur la plaque motrice. L’I N se propage le long de la membrane plasmique puis dans le système T et dans les citernes terminales du R S qui libèrent le calcium en direction de chaque sarcomère. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 30 ETIREMENT ETIREMENT REPOS REPOS CONTRACTION MODEREE CONTRACTION MODEREE CONTRACTION MAXIMALE CONTRACTION MAXIMALE TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 31 AU MICROSCOPE PHOTONIQUE Contraction modérée du muscle Diminution de la taille des sarcomères, La longueur de la B A est invariable, Les B I et B H se réduisent progressivement. Contraction maximale du muscle les B I et B H disparaissent, les stries Z vient au contact des extrémités de la B A. Étirement du muscle les B I et B H s’élargissent, la B A reste toujours inchangée. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 32 AU MICROSCOPE ÉLECTRONIQUE Fixation du calcium à la troponine C, rupture de la liaison troponine I-actine, Déplacement de la tropomyosine, Libération des sites de liaison myosine-actine bloqués par la tropomyosine, Activation de l’ATP-ase de la myosine, Hydrolyse de l’ATP (ATP ADP + Pi), TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 33 TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 34 Fixation de l’actine sur la myosine, la tête de myosine est perpendiculaire au myofilament fin, Détachement de l’ADP + Pi de la tête de myosine, Rotation de 45° de la tête de myosine , Glissement des myofilaments les uns par rapport aux autres dans la bande A , Déplacement du myofilament d’actine, C’est la contraction de la myofibrille, Fixation de l’ATP, Dissociation du complexe acto-myosine, Relâchement du sarcomère, Dans tous les cas les myofilaments fins et épais ne varient jamais en longueur. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 35 RAPPORT MYOFILAMENT FIN - MYOFILAMENTS ÉPAIS DE LA F M S S (Muscle au cours de la contraction). TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 36 T CONJONCTIF ASSOCIÉ AU MUSCLE S S Chaque fibre est entourée par du T conjonctif : endomysium. Chaque faisceau est entouré par un T conjonctif: périmysium. Le muscle est entouré par du T conjonctif épimysium. faisceau de F M S S épimysium perimysium endomysium F M S S T CONJONCTIF ASSOCIÉ AU MUSCLE STRIÉ SQUELETTIQUE TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 37 VASCULARISATION DU M S SQUELETTIQUE . Le muscle strié est richement vascularisé. Les capillaires entourent les f.m.s.s dans l’endomysium. Les artérioles du périmysium s’arborisent en capillaires. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 38 INNERVATION DU MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE Innervation motrice cerveau moelle épinière motoneurone fibre nerveuse I N I N f.m.s.s tendon os articulation TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 39 Un I N partant du cerveau se propage le long de la moelle épinière et se dirige ensuite le long d’un nerf moteur (motoneurone). Le nerf moteur (motoneurone) est un ensemble de fibre nerveuses qui vont pénétrer dans le muscle en son milieu. Le nerf moteur se ramifie et chaque ramification innerve une f.m.s.s. Chaque muscle est innervé par un nerf moteur. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 40 La jonction neuromusculaire se situe au niveau de la plaque motrice. La plaque motrice est une synapse, placée au centre de la f.m.s.s. neurone plaque motrice f.m.s. squelettique TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 41 Le nerf simule la f.m.s.s et libère un neurotransmetteur (acétylcholine) dans la fente synaptique. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 42 unité motrice c’est motoneurone. l'ensemble des f.m.s.s sous contrôle d'un Schéma de 2 unité motrice motoneurone Unité motrice plaque motrice f.m.s.s innervées par le motoneurone TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 43 L’unité motrice est composée de 4 à plusieurs centaines de f.m.s.s. Les muscles nécessitant une grande précision ont de petites unités motrices (peu de f.m.s.s par motoneurone). un muscles moteurs puissant (quadriceps de la cuisse) présente plusieurs centaines de f.m.s.s par unité motrice. Les f.m.s.s se contractent en même temps lors de l’excitation du motoneurone. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 44 Innervation sensitive Elle se fait par des fibres nerveuses sensitives qui font synapse au niveau de mécanorécepteurs du muscle : - les fuseaux neuromusculaires, - les organes neurotendineux de Golgi. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 45 fuseaux neuromusculaires Ce sont des récepteurs sensitifs du muscle qui présentent de petites f.m.s.s et des fibres nerveuses. f.m.s.s fuseau neuromusculaire TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 46 Lorsqu’ils renseignent le S N C sur l’état de tension du muscle. fuseaux neuromusculaires sont étirés les Lorsque le ventre du muscle est trop étiré, le fuseau neuromusculaire va engendrer une contraction réflexe pour limiter l’étirement. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 47 Organes neurotendineux de Golgi Ce sont des récepteurs sensitifs, situés entre le tendon et du muscle squelettique. Il renseignent sur l’état d’étirement des tendons. Si il y’a risque de rupture au cours d’une contraction, les organes neurotendineux de Golgi vont envoyer une stimulation inhibitrice pour arrêter la stimulation motrice donc la contraction du muscle. os organes neurotendineux de Golgi f.m.s.s TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 48 Conclusions le fuseau neuromusculaires protège contre un étirement inadéquat et renseigne sur la longueur du muscle. l'organe tendineux de Golgi protège contre une tension et une contraction inappropriées du muscle. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 49 REGENERATION DES F M S SQUELETTIQUES. Les muscles squelettiques, sont sujets à des stress physique et à des blessures (traumatisme). La régénération se fait grâce aux cellules satellites situées entre la membrane plasmique et la lame basale. lame basale membrane plasmique cellule satellite f m s squelettique STRUCTURE DE LA CELLULE SATELLITE. TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 50 Les cellules satellites sont des espoirs aux thérapies cellulaires visant à réparer les muscles comme dans le cas des dystrophies musculaires. Ce sont régénération du muscle. les précurseurs myogéniques nécessaires à la TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 51 FIN TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 52
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB LES TISSUS MUSCULAIRES Les tissus comportent la « chaire » du corps et la majeure partie des parois des organes creux. Ce sont des tissus dont les cellules appelées fibres musculaires (éléments allongés), spécialisées dans la production d’un travail mécanique, rendant possible les mouvements de l’organisme. Elles sont adaptées à la contractilité et à la conductibilité, par la présence dans leur cytoplasme d'unités contractiles ; les myofibrilles groupées parallèlement selon le grand axe de la fibre musculaire. Elles sont constituées de l'association de myofilaments. Selon l'arrangement des myofilaments dans les myofibrilles, on distingue les tissus musculaires lisses et les tissus musculaires striés. Les muscles striés sont caractérisés par un arrangement très ordonné des myofilaments, donnant aux fibres musculaires un aspect strié. On distingue le tissu musculaire strié squelettique formé de fibres musculaires striées très longues (jusqu'à 50 cm de long), plurinucléées. Ce sont les muscles moteurs du squelette à contraction volontaire. Il y’a aussi le tissu musculaire strié myocardique formé de fibres striées de 100 à 200 µm de long, mononuclées et reliées entre elles par des stries scalariformes. Le muscle cardiaque est à contraction involontaire et automatique. Les muscles lisses sont caractérisés par des fibres fusiformes de 20 à 600 µm de long, à noyau unique, central et dont les myofibrilles ne présentent pas de striations transversales. Ce sont les muscles lisses des viscères et des vaisseaux sanguins à contraction involontaire. Le muscle se caractérise par quatre propriétés fonctionnelles : - Excitabilité : réponse à un stimulus, - Contractilité : capacité des fibres de se contracter et de produire de la force, - Extensibilité : faculté du muscle de s’étirer en présence d’une force de traction, - Élasticité : faculté du muscle à revenir à une longueur initiale après étirement. 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB LE TISSU MUSCULAIRE STRIE SQUELETTIQUE 1 - GENERALITES. La dissociation du tissu donne des fibres musculaires striées squelettiques (F.M.S.S), généralement très longues, qui correspondent aux fibres musculaires. Ces éléments sont associés à du tissu conjonctif pour former des organes, les muscles striés squelettiques. Ce sont des organes de la vie de relation, à commande volontaire. Ils sont très nombreux et la plupart sont raccordés aux os par des tendons. De ce fait, le tissu musculaire strié squelettique participe à la constitution de l'appareil locomoteur. Le tissu musculaire strié squelettique présente une couleur rougeâtre due à une importante vascularisation et à la présence d’un pigment respiratoire rouge appelé myoglobine. Les contractions de ce muscle sont brèves, rapides et volontaires. Les fibres musculaires striées squelettiques dérivent du mésoblaste (myotomes.) chaque cellule myotomiale va se différencier en myoblaste (du grec myo muscle et blastos germe). Les myoblastes migrent par la suite, un myotube fusionnent s'alignent (syncytium plurinucléé). Ce dernier se différencie ensuite en fibre musculaire striée squelettique. former entre pour eux et 2 - STRUCTURE ET ULTRASTRUCTURE DES F M S SQUELETTIQUES. Les fibres musculaires striées squelettiques présentent un aspect cylindrique, avec des extrémités coniques. Dans certains cas elles sont fusiformes, avec des extrémités effilées. La longueur varie de quelques mm à plusieurs cm. Son diamètre est d’autant plus élevé que le muscle est plus fort ; il varie de 10 à 100 µ. Chaque fibre musculaire striée squelettique comprend une membrane fondamental appelé d’enveloppe appelée sarcolemme, un cytoplasme sarcoplasme et un myoplasme axial contractile. Le sarcolemme est une gaine tubulaire qui regroupe une membrane plasmique de 75A° d’épaisseur doublée d’une Le sarcolemme est transparent, élastique et solide. Son épaisseur est de 0,01 µm. Son élasticité propre permet de la fibre. lame basale externe. les changements de taille Le sarcoplasme correspond au cytoplasme localisé entre le sarcolemme et le myoplasme. Prés du sarcolemme, on observe plusieurs noyaux ovalaires, orientés tous dans l’axe longitudinal de la fibre musculaire. Le reste du sarcoplasme est occupé par de nombreux sarcosomes, un appareil de golgi périnucléaire, peu développé, un réticulum sarcoplasmique, des tubules T, 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB des inclusions glycogéniques, des gouttelettes lipidiques et des pigments respiratoires. Le myoplasme est localisé dans l’axe central de la f.m.s.s. Il est constitué de myofibrilles groupées en faisceaux longitudinaux parallèles les unes par rapport aux autres. En coupe transversale les myofibrilles se présentent sous l’aspect de champs de conheim, alors qu’en coupe longitudinale elles constituent des colonnettes de leidig. Les myofilaments fins ont une longueur de 2µ. Les myofilaments épais ont une taille de 1.5µ. Au microscope photonique chaque myofibrille est subdivisée en plusieurs unités fondamentales successives, appelées sarcomères. Ces derniers sont constitués par deux stries Z (zwichensheibe) situées aux extrémités de chaque sarcomère, une bande A (anisotrope) ou bande sombre, deux demi-bandes I (isotrope) ou bandes claires, situées de part et d’autres de la bande A, une bande H (bande de Heller) située dans la partie médiane de la bande A et une strie M (mittelmembran) qui divise la bande A, la bande H et le sarcomère en deux parties égales. En lumière polarisée on observe, au niveau de la myofibrille, une alternance de bandes claires (BI) et de bandes sombres (BA). La microscopie électronique révèle qu’au niveau du sarcomère, la myofibrille est constituée de plusieurs centaines de myofilaments. On distingue deux types de myofilaments ; les myofilaments fins, formés d’actine de troponine (I, C et T), de tropomyosine et les myofilaments épais formés de myosine. Les premiers sont présents partout sauf au niveau de la bande H. Leur point d’attache est la strie Z. les seconds sont présents qu’au niveau de la bande A. 3 - ARCHITECTURE MOLECULAIRE DES MYOFIBRILLES DES F M S S. Il est bien établi que les protéines fibreuses sont à l’origine de la contraction musculaire. Il existe quatre types de protéines contractiles : - la tropomyosine constitue l’axe du myofilament fin sur lequel viennent s’insérer les molécules d’actine et de troponine. La tropomyosine est un facteur de relaxation qui inhibe l’activité ATPasique de la myosine. - la troponine est une molécule globulaire qui se coince entre les molécules d’actine sur l’axe du myofilament fin. La troponine se lie spécifiquement aux ions calcium ; elle permet de démasquer les sites de fixation de la myosine sur l’actine. C’est un facteur de sensibilisation. - l’actine existe sous deux formes ; une forme globulaire (G) et une forme fibrillaire (F). Le passage de la forme G à la forme F se fait par polymérisation en présence d’ATP. Les polymères d’actine F sont placés bout à bout et forment deux brins hélicoïdaux ou viennent s’insère les molécules de troponine et de tropomyosine. Le rapport actine / troponine est de 1/7. 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB - la myosine est une molécule formée d’une méromyosine L (chaîne légère de poids moléculaire 94 000) et d’une méromyosine H (chaîne lourde de poids moléculaire 236 000). La HMM est formée de deux sous unités la première S1 composée de deux tètes globulaires identiques SF1 et la seconde S2 fibrillaire. La myosine possède une activité ATPasique liée à HMM au niveau des SF1. Les LMM constituent l’axe du myofilament épais. Les HMM sont disposées en hélice. Dans la bande À chaque filament épais est au centre d’un hexagone dont les sommets sont occupés par des filaments d’actine. Au repos il n’y’a pas de contact entre les deux types de myofilaments. L’actine F se lie à la myosine lors de la contraction. Les myofibrilles ont des rapports étroits, par leurs faces latérales avec : plaquées contre - Les sarcosomes. Ces derniers se disposent dans le sarcoplasme interfibrillaire. Ce sont des mitochondries allongées, aplaties et les myofibrilles. Ils sont parallèles à l’axe des myofilaments. Leur rôle énergétique dans la contraction est évident. - Les systèmes T. On les appelle aussi systèmes transverses. Ils constituent un réseau de tubules transverse, provenant de l’invagination de la membrane plasmique. Ils sont toujours en contact avec le milieu extracellulaire. Ils constituent un lieu de passage du calcium. Le système T entoure complètement la myofibrille. Ils sont observables entre les bandes A et I - Le réticulum sarcoplasmique qui est très développé. Il regroupe un réseau de sarcoplasmique dont la structure varie selon qu’il encercle la bande A ou I. Les tubules du réticulum sarcoplasmique qui confluent aux extrémités des bandes A et I, déterminent des citernes terminales. Deux citernes terminales encerclant un tubule du système T constituent une triade. Chaque sarcomère possède deux triades. les myofibrilles. Le réticulum longitudinaux qui entourent tubules 4 - MECANISME DE LA CONTRACTION MUSCULAIRE DES F M S S. dépolarisation les citernes du Dés que l’influx nerveux arrive à la plaque motrice, la membrane plasmique se dépolarise. La dépolarisation de la membrane plasmique se propage le long des membranes du système T, puis est transférée au réticulum réticulum de sarcoplasmique ; la sarcoplasmique permet au Ca++ qui était contenu à une concentration élevée dans canaux-Ca++ transmembranaires et de se retrouver ainsi dans le cytosol ; en se fixant sur liaison troponine I-actine, ce qui permet un léger déplacement de la molécule de tropomyosine, dégageant ainsi les sites de liaison myosine-actine qui étaient bloqués par la tropomyosine, et entraînant un contact actine-myosine ; ce contact actine-myosine déclenche réticulum sarcoplasmique d’en sortir par des l’ATP-ase (actine-dépendante) le Ca++ entraîne l’activation de la membrane la rupture de troponine C, du la la 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB de la myosine qui catalyse l’hydrolyse de l’ATP (ATP donne ADP + Pi) et entraîne la fixation de l’actine sur la myosine et le changement de conformation de la tête de myosine, responsable du déplacement du filament d’actine et donc de la contraction de la myofibrille (la disposition de la tête de myosine sur le filament d’actine fait un angle d’environ 90° ; le détachement de l’ADP + Pi de la tête de myosine s’associe à la libération d’énergie entraînant la fixation plus forte de la myosine sur l’actine et une rotation de 45° de la tête de myosine qui entraîne leur glissement l’un par rapport à l’autre à l’intérieur de la bande A et un déplacement d’environ 10 nanomètres ; la libération de l’ADP + Pi laisse la tête de myosine ancrée à l’actine. L’arrivée rapide d’un ATP entraine la dissociation de la liaison actine myosine. La rupture du complexe acto-myosine indique le relâchement du sarcomère. Au microscope photonique le mécanisme de la contraction musculaire se manifeste par une diminution de la taille des sarcomères, cependant la longueur de la bande A reste inchangée, alors que celle des bandes I et H se réduisent progressivement. Lorsque la contraction du muscle est maximale, les bandes I et H disparaissent et les stries Z viennent au contact des extrémités de la bande A. Lorsque le muscle s’étire, les bandes I et H s’élargissent alors que la bande A reste toujours inchangée. Dans tous les cas les myofilaments fins et épais ne varient jamais en longueur. 5 - AGENCEMENT DES F M S S. Le muscle strié squelettique est entouré par un tissu conjonctif richement vascularisé, appelé épimysium. A l’intérieur du muscle strié squelettique, chaque faisceau de fibres musculaires est entouré par du tissu conjonctif appelé périmysium. A l’intérieur de Chaque faisceau les fibres musculaires striées squelettiques sont entourées par du tissu conjonctif appelé endomysium. 6 - VASCULARISATION DU MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE. Le muscle strié est richement vascularisé. Les artérioles du périmysium s’arborisent en capillaires. Ces derniers longent les f.m.s.s dans l’endomysium. 7 - INNERVATION DU MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE. Innervation motrice : Chaque muscle est desservi par un nerf moteur qui est un ensemble de fibre de motoneurone et qui vont pénétrer dans le muscle en son milieu au niveau du point moteur. Ensuite ce nerf se ramifie pour que chaque ramification atteigne et innerve une fibre musculaire. 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB La jonction neuromusculaire se situe au niveau de la plaque motrice qui est une synapse, placée à peu près au centre de la fibre musculaire. Lorsque le nerf simule la fibre musculaire, il y a libération d’un neurotransmetteur dans la fente synaptique (acétylcholine). L'ensemble des fibres musculaires sous contrôle d'un motoneurone constitue une unité motrice. Ces fibres musculaires se contractent en même temps lors de l’excitation du motoneurone. Ces unités motrices sont composées de quatre à plusieurs centaines de fibres musculaires. Les fibres d’une unité motrice ne sont pas adjacentes, elles sont disséminer dans plusieurs faisceaux musculaire. Les muscles qui nécessitent une grande précision on de petites unités motrices (peu de fibre par motoneurone), les unités motrices des muscles moteurs puissant (quadriceps de la cuisse) on plusieurs centaines de fibres. Innervation sensitive : Le muscle strié squelettique est innervé par des fibres nerveuses sensitives qui font synapse au niveau de deux structures équipées de mécanorécepteurs : les fuseaux neuromusculaires et les organes neurotendineux de Golgi. Fuseaux neuromusculaires : Leur action provient entre autre de l’étirement de la structure du muscle. Les récepteurs sensitifs du muscle sont des structures comportant de petites fibres musculaires et des fibres nerveuses qui sont situées dans tous le muscle. Lorsqu’ils sont étirés ces fuseaux neuromusculaires renseignent le système nerveux sur l’état de tension du muscle. Lorsque le ventre du muscle est trop étiré, ce fuseau neuromusculaire va engendrer une contraction réflexe pour limiter l’étirement. Organes neurotendineux de Golgi : Ils renseignent sur l’état d’étirement des tendons. Si le muscle se contracte, et donc si il y a risque de rupture, les organes neurotendineux de Golgi vont envoyer une stimulation inhibitrice qui arrête la stimulation motrice du muscle et donc la contraction. 8 - REGENERATION DES F M S S. Après la naissance, les muscles squelettiques, sont sujets à de nombreux stress liés à l’exercice physique et aux éventuelles blessures (traumatisme). Ceci requiert une source renouvelable de cellules capables de réparer les fibres endommagées. On les appelle cellules satellites ou cellules souches du muscle squelettique. Les cellules satellites sont situées à la périphérie des fibres 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB musculaires, entre la lame basale et la membrane plasmique du sarcolemme, ce qui constitue un emplacement optimal à leur fonction. Initialement quiescentes, leur potentiel prolifératif et leur capacité à se différencier donnent de grands espoirs aux thérapies cellulaires visant à réparer les muscles en cas de maladies comme les dystrophies musculaires. De nouvelles approches ont prouvé que les cellules satellites étaient la source majeure de précurseurs myogéniques nécessaires à la régénération du muscle post-natal. LE TISSU MUSCULAIRE MYOCARDIQUE 1 - GENERALITES. Le tissu musculaire myocardique siège au niveau du cœur (organe creux ou circule le sang). Il est recouvert par l'épicarde, avec une couche de cellules adipeuses et de revêtement. Il est tapissé de l'intérieur par l'endocarde qui renferme le tissu nodal. Le tissu musculaire myocardique est formé de fibres musculaires striées myocardiques anastomosées à contractions involontaires. Le tissu nodal est formé de cellules cardionectrices. Le tissu musculaire myocardique naît par différenciation du mésenchyme. 2 - LE TISSU NODAL. C’est un tissu musculaire d’aspect embryonnaire. Il est formé de cellules cardionectrices volumineuses, présentant un cytoplasme clair, un noyau central et une mince écorce myofibrillaire périphérique. Les cellules cardionectrices du tissu nodal sont chargées d’assurer la conduction périodique de l’influx nerveux afin de contrôler et de réguler la contraction des fibres du muscle myocardique. Le tissu nodal est donc responsable de l’automatisme cardiaque. 3 - LES FIBRES MUSCULAIRES STRIEES MYOCARDIQUES (f.m.s.m). 3,1 - CARACTERISTIQUES DES F.M.S.MYOCARDIQUES. Les fibres musculaires striées myocardiques présentent trois caractéristiques principales : - L’aspect en réseau ; - Le noyau central ; - la présence de stries scalariformes. 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 3.2 - STRUCTURE ET ULTRASTRUCTURE DES F.M.S MYOCARDIQUES. En microscopie photonique, elles se présentent sous l’aspect d’un réseau tridimensionnel complexe de fibres anastomosées et parallèles entre elles. Elles sont accolées entre elles, par des stries scalariformes. Les f.m.s.m ont une forme de prisme, dont les extrémités présentent des bifurcations, grâce auxquelles elles entrent en connexion avec les fibres myocardiques adjacentes. Leur taille est réduite (100 à 200 µ de long sur 5 à 10 µ de diamètre) en comparaison avec celles du muscle strié squelettique. Chaque f.m.s.m est constituée par un sarcoplasme, un myoplasme et un sarcolemme qui les entoure. Le sarcolemme est constitué par une membrane plasmique d’épaisseur 75 à 80 A°, doublée d’une lame basale externe séparant les fibres myocardiques d’un tissu conjonctif avoisinant appelé endomysium. Les stries scalariformes, qui constituent des zones d’attache spécialisées unissant deux f.m.s.m contiguës. Au microscope électronique les stries scalariformes apparaissent sous la forme de segments transversaux et des longitudinaux donnant une disposition en escalier. Les segments transversaux présentent des desmosomes qui lient solidement les cellules adjacentes renforcées par des jonctions adhérentes qui ancrent les myofilaments d'actine des sarcomères à chaque extrémité de la cellule. Les stries Z des sarcomères terminaux s'y insèrent et transmettent par conséquent la contraction d'une fibre à l'autre. Les segments longitudinaux sont surtout constitués de jonctions communicantes ou gap qui facilitent le passage de l'excitation membranaire et synchronisent la contraction musculaire. Le sarcoplasme occupe la région axiale de la f.m.s.m. Il présente une forme de cytoplasmiques. Il contient divers organites sarcoplasmique. fuseau Le sarcoplasme est à topographie axiale ; il constitue le fuseau sarcoplasmique. Il porte un noyau unique, central et allongé avec un seul nucléole. Le sarcoplasme renferme aussi un appareil de golgi juxta-nucléaire, des sarcosomes en bâtonnets, des enclaves glycogéniques et lipidiques, des pigments de myoglobine et de lipofushine. A côté de ces éléments, existent aussi des structures spécifiques aux muscles striés tel que le réticulum sarcoplasmique et les systèmes T. Il faut noter que les sarcosomes sont plus nombreux et les grains de glycogène plus abondants que dans les f.m.s.s. Le myoplasme occupe la totalité de la fibre, à l’exception du sarcoplasme axial. Ce dernier est constitué de myofibrilles périphériques, parallèles entre elles et orientées selon de l’axe longitudinal de la fibre. Les myofibrilles sont structurellement striées squelettiques, cependant les sarcomères sont plus courts et les bandes I plus étroites. fibres musculaires myocardiques semblables à celles des fibres musculaires des 8 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB Au microscope photonique chaque myofibrille est subdivisée en plusieurs sarcomères de même structure que ceux muscle striée squelettique. Chaque sarcomére présente deux stries Z, deux demi-bandes I, une bande A, une bande H et une strie M. En lumière polarisée on observe une alternance de bandes claires (I) et de bandes sombres (A). La microscopie électronique révèle des myofilaments et des molécules contractiles de même nature que celles du muscle striée squelettique. On distingue deux types de myofilaments ; les myofilaments fins, formés d’actine de troponine (I, C et T), de tropomyosine et les myofilaments épais formés de molécules de myosine. Les premiers sont présents partout sauf au niveau de la bande H ; leur point d’attache est la strie Z. Les seconds sont présents qu’au niveau de la bande A. Comme dans le tissu musculaire strié squelettique les myofibrilles ont des rapports avec des structures contenues dans le sarcoplasme. C’est le cas des sarcosomes, des systèmes T et du réticulum sarcoplasmique. Les sarcosomes sont très nombreux. Ils sont associés aux myofibrilles. Les systèmes T sont des tubules plus larges que ceux de la f.m.s.s. Ils proviennent de l’invagination de la membrane plasmique. Les systèmes T entourent complètement la myofibrille. On les observe au niveau des stries Z. Ils constituent un lieu de passage du calcium. Le réticulum sarcoplasmique est moins développé que celui de la f.m.s.s. Il entoure de part en part le sarcomère de la strie Z à l’autre strie Z. Les tubules du R.S qui confluent aux extrémités des stries Z, déterminent des citernes terminales. Une citerne terminale et un tubule du système T constituent une diade. Il y’a deux diades par sarcomére. 4 - CONTRACTION DU MUSCLE STRIE MYOCARDIQUE. La contraction du muscle myocardique est comparable à celle du muscle squelettique à quelques différences près. On peut citer en exemple, le besoin d'un stimulus nerveux du muscle squelettique, à la différence du muscle myocardique qui s'excite lui-même ; il est dit myogénique. Les contractions sont involontaires brèves, rythmiques, automatiques et continues de la vie embryonnaire jusqu'à la mort. 5 - VASCULARISATION DU MUSCLE STRIE MYOCARDIQUE. Il est irrigué par un vaste réseau de capillaires sanguins situés dans le tissu conjonctif lâche de l’endomysium interfibrillaire. La vascularisation du muscle myocardique est le reflet d’une demande puissante et continue en oxygène. 9 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB L'activité contractile permanente nécessite un besoin énorme d'énergie et donc une vascularisation importante. 6 - REGENERATION DES F M S MYOCARDIQUES. Le muscle myocardique est dépourvu de cellules régénératrices telles que les cellules mésenchymateuses ou les cellules satellites. Il n y’a donc pas de néoformation des fibres musculaires myocardiques. En cas de lésion, la réparation est assurée par du tissu conjonctif lâche de l’endomysium. LE TISSU MUSCULAIRE LISSE 1 - GENERALITES. Le tissu musculaire lisse est très répandu dans l'organisme. Il est observé au niveau des muscles de la peau, des parois des vaisseaux sanguins, des tuniques musculaires des organes creux tels que l’appareil digestif, les voies urinaires, les appareils génitaux ect. 2 - ORIGINE EMBRYOLOGIQUE DU TISSU MUSCULAIRE LISSE. Le tissu musculaire lisse participe aux grandes fonctions de l'organisme, comme la digestion, la respiration et la circulation sanguine etc. Il est formé de fibres musculaires lisses allongées, fusiformes et mononuclées. Elles appartiennent à la vie végétative. 3 - ROLE DES FIBRES MUSCULAIRES LISSES. Le tissu musculaire lisse est d'origine mésenchymateuse. Au cours du développement embryonnaire, les cellules mésenchymateuses s'allongent, s'effilent puis s'enrichissent progressivement en myofilaments. On peut citer en exemple des couches musculaires lisses du tube digestif qui se différenciation à partir de la splanchnopleure intraembryonnaire. 4 - STRUCTURE ET ULTRA STRUCTURE DES F.M.LISSES. Les fibres musculaires lisses ont une forme en fuseau. Elles sont allongées ou elliptiques. Ce sont des fibres aux extrémités effilées et dont la partie médiane est renflée. Selon la localisation et selon le niveau de contraction, la taille est variable ; 20µ au niveau des vaisseaux sanguins et 500 µ au niveau de l’utérus gravide pour un diamètre compris entre 6 et 20 µ. 10 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB En coupe transversale, les fibres musculaires lisses ont un contour polygonal. Elles apparaissent sous forme de faisceaux linéaires sur les coupes longitudinales. La fibre musculaire lisse est formée d’un sarcolemme, d’un sarcoplasme et d’un myoplasme. Le sarcolemme regroupe une lame basale externe plaquée contre une membrane plasmique dont la face interne présente des épaississements appelés plaques d’ancrage. La lame basale fait défaut dans des zones où les fibres communiquent entre elles par des jonctions de type Gap. Ces jonctions sont très répandues et permettent la diffusion de l'excitation d'une fibre à l'autre. Chaque fibre musculaire lisse est enveloppée par un endomysium. Un caractère particulier des fibres musculaires lisses est la présence de nombreuses petites invaginations de la membrane plasmique : les caveolae. Ces invaginations fonctionnent d'une façon analogue aux systèmes T des fibres musculaires striées, en contrôlant l'entrée d'ions calcium dans la fibre musculaire lisse. Le sarcoplasme présente un noyau central, unique et souple. Le noyau est situé au milieu de la fibre, à ce niveau la fibre est plus large. Il est plus centralement localisé et s’étend selon le grand axe de la fibre. Le noyau se raccourcit lorsque la fibre musculaire se contracte. Il tend à se plisser par torsion passive. Les organites cytoplasmiques sont confinés de part et d’autres du noyau au niveau des cônes sarcoplasmiques. Ces derniers contiennent des sarcosomes en très faible quantité, un appareil de golgi vésiculaire, un réticulum sarcoplasmique, un diplosome juxta-nucléaire, des inclusions pigmentaires et des enclaves lipidiques et glycogéniques. Le réticulum sarcoplasmique est peu développé. Il intervient dans les mouvements intracellulaires du calcium. Les saccules du réticulum sarcoplasmique arrivent au contact des cavéolae. Le myoplasme regroupe un ensemble de myofibrilles périphériques et longitudinales, allant d’un pôle à l’autre de la fibre. Les myofibrilles sont rassemblées sous la forme de colonnettes de leidig et de champs de conheim. Elles sont constituées de myofilaments fins, de myofilaments épais et de myofilaments intermédiaires. Les myofilaments fins sont rattachées aux plaques d’ancrage et sont reliés entre eux par les corps denses. Les corps denses sont comparables aux stries Z. Les myofilaments fins se groupent en faisceaux irréguliers orientés selon le grand axe de la fibre, plus ou moins obliquement par rapport à celui-ci. Ce sont des filaments d'actine qui s'insèrent au niveau des corps denses du sarcolemme. Ils sont liés à de la tropomyosine mais il n'y a pas de troponine. Il y’a cependant de la calmoduline la place de la troponine. 11 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB Les myofilaments épais sont composés de myosine qui est d'un type différent de celui des fibres musculaires striées. Ces myofilaments sont instables et ne se formeraient que lorsque la fibre subit une excitation, par polymérisation des molécules de myosine dispersées dans le sarcoplasme. Les myofilaments épais sont beaucoup moins nombreux que dans la fibre musculaire striée (environ 1 pour 12 myofilaments fins). Les myofilaments intermédiaires sont formés de desmine et de vimentine 5 - CONTRACTION DU TISSU MUSCULAIRE LISSE. La contraction du tissu musculaire lisse est lente, discontinue et involontaire. Elle est différente de celle du tissu musculaire strié. Elle est dépendante des ions calcium mais le contrôle des mouvements calciques est différent du muscle strié : les ions calcium libres sont séquestrés dans le réticulum sarcoplasmique puis sont libérés au moment de l'excitation de la membrane plasmique. Dans le sarcoplasme, ils se lient à la calmoduline. Le complexe ainsi formé active une enzyme située sur la myosine qui peut ainsi se lier à l'actine. Les deux protéines peuvent ensuite interagir d'une manière identique à ce qui se passe dans le muscle strié. L’ensemble des fibres peut se contracter comme une seule unité, ou comme une onde locale qui passe tout au long de l’unité. Cette onde de contraction produit un épaississement. La contraction ressemble à des vagues qui longent la nappe musculaire. La contraction peut maintenir une tension musculaire constante (tonus) dans un organe. 6 - REGENERATION DES FIBRES MUSCULAIRES LISSES. La régénération des fibres se fait par différentiation de cellules mésenchymateuses ou par mitoses de fibres musculaires lisses préexistantes. Le pouvoir de régénération est faible. 7 - VASCULARISATION DU MUSCLE LISSE. Les vaisseaux sanguins ne pénètrent jamais à l’intérieur du faisceau de fibres musculaires lisses ; ils sont localisés au niveau du périmysium. 8 - LES FIBRES MUSCULAIRES LISSES ATYPIQUES 8.1 - Cellules myoépithéliales D’origine ectoblastique, elles sont incluses entre la lame basale et les cellules glandulaires des acini de certaines glandes exocrines (Ex.: glandes 12 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB salivaires) et envoient de multiples prolongements (riches en myofilaments) dont la contraction permet l’expulsion du produit de sécrétion. 8.2 - pericytes Les péricytes entourant les capillaires. Ce sont des cellules plaquées contre la lame basale de l’endothélium des capillaires qu’elles entourent par de longs prolongements circonférentiels et cytoplasmiques. Les péricytes ont une fonction contractile et un rôle dans la régulation métabolique à travers la régulation du débit sanguin au niveau des capillaires et des veinules. 13 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 Les tissus musculaires 1. structure du tissu musculaire strie myocardique. 2. structure du tissu musculaire strié squelettique. 3. structure du tissu musculaire lisse. 1 2 3 4 Myogenèse. 1. cellule myotomyale ; 2. myoblaste ; 3. myotube ; 4. fibre musculaire striée squelettique. 14 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 4 Structure de la fibre musculaire striée squelettique. 1. lame basale ; 2. membrane plasmique (2 et 3 = sarcolemme) ; 3. sarcoplasme ; 4. myoplasme. 1 2 3 4 5 6 7 Ultrastructure du sarcoplasme. 1. endomysium ; 2. lame basale ; 3. membrane plasmique ; 4. noyau ; 5. appareil de Golgi ; 6. sarcosome ; 7. enclaves lipidiques et glycogéniques. 1 2 Bloc diagramme de la fibre musculaire striée squelettique. 1. champs de conheim ; 2. colonnettes de leidig. 15 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 Ultrastructure du myoplasme des fibres musculaires striées squelettiques. 1. myofibrille ; 2. faisceau de myofibrille ; 3. sarcomère. 3 2 7 8 9 4 5 6 1 Structure et ultrastructure du sarcomére de la f.m.s.m . 1. sarcomère ; 2. strie Z ; 3. ½ bande I ; 4. bande I ; 5. bande A ; 6. bande H ; 7. ; strie M ; 8. myofilament fin ; 9. myofilament épais. 1 2 Ultrastructure des myofilaments fins de la f.m.s.m : 1. tropomyosine ; 2. troponine ; 3. actine. 3 16 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB Ultrastructure des molécules de myosine. Ultrastructure des myofilaments épais. de la f.m.s.m. de la f.m.s.m 1 2 3 4 5 6 7 8 Rapports des éléments sarcoplasmiques avec les myofibrilles. 1. myofibrille ; 2. triade ; 3. citerne terminale du RS entourant la BA ; 4. citerne terminale du RS entourant la BI ; 5. sarcosomes ; 6. réticulum sarcoplasmique entourant la bande I ; 7. système T ; 8. réticulum sarcoplasmique entourant la bande A. 1 2 3 4 Mécanisme de la contraction musculaire. 1. étirement ; 2. état de repos ; 3. contraction modérée ; 4. contraction maximale. 17 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB Rapports myofilament fin - myofilaments épais des fibres musculaires striées squelettiques (muscle au cours de la contraction). 1 2 3 4 5 Tissu conjonctif associé au muscle strié squelettique. 1. faisceau de f m s squelettique ; 2. épimysium ; 3. périmysium ; 4. endomysium ; 5. f m s squelettique. Innervation motrice : plaque motrice. 1. neurone ; 2. plaque motrice ; 3. f.m.s. squelettique. 1 2 3 18 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 Innervation sensitive : fuseaux neuromusculaires. 1. f.m.s. squelettique ; 2. fuseau neuromusculaire. 1 2 Innervation sensitive : organes neurotendineux de Golgi. 1, os ; 2, organes neurotendineux de Golgi. 1 2 3 4 Structure de la cellule satellite. 1. lame basale ; 2. cellule satellite ; 3. membrane plasmique ; 4. f m s squelettique. 19 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 Répartition des fibres musculaires striées myocardiques. 1. f.m.s.m ; 2. stries scalariforme ; 3. endomysium. 1 2 Ultrastructure des stries scalariforme de la fibre musculaire striée myocardique. 1. segment transversal ; 2. segment longitudinal. 1 2 3 4 5 Ultrastructure des stries scalariforme de la fibre musculaire striée myocardique. 1. myoplasme ; 2. sarcoplasme ; 3. lame basale ; 4. membrane plasmique ; 5. sarcolemme. 20 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 4 5 Z 6 M 7 Z 8 Rapports des éléments sarcoplasmiques avec les myofibrilles. 1. membrane plasmique ; 2. système T ; 3. réticulum sarcoplasmique ; 4.citerne terminale du réticulum sarcoplasmique ; 5. myofibrille ; 6. bande I. ; 7.bande A ; 8.bande I. Remarque : diade = système T + citerne terminale du réticulum sarcoplasmique. 1 2 3 4 5 6 Ultrastructure de la fibre musculaire lisse. 1. sarcolemme ; 2. noyau ; 3. myoplasme ; 4. cône sarcoplasmique ; 5. corps dense ; 6. plaque d’ancrage. 21 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020 - 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LES TISSUS MUSCULAIRES Dr CHEBAB 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 Architecture moléculaire des myofibrilles. 1. myofibrille ; 2. myofilament fin ; 3. corps dense ; 4. myofilament épais ; 5. myofilament intermédiaire ; 6. plaque d’ancrage ; 7. membrane plasmique ; 8. 9. sarcolemme ; endomysium. lame basale ; 1 2 Bloc diagramme de la fibre musculaire lisse. 1. champs de conheim ; 2. colonnettes de leidig. 22
LE TISSU MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE Dr C H E B A B 1 LOCALISATION : cœur. tissu musculaire Le myocardique est localisé entre : strié l'épicarde et l'endocarde. L'endocarde nodal. renferme le tissu epicarde endocarde myocarde ORIGINE : Cellules mésenchymateuses. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 2 Le tissu musculaire myocardique Il est formé de fibres musculaires striées myocardiques anastomosées. Le tissu nodal. Il est formé de cellules cardionectrices, pauvres en myofibrilles, qui assurent la conduction de l’influx nerveux Les cellules cardionectrices contrôlent et contraction des f.m.s.m. régulent la Le tissu nodal est responsable de l'automatisme cardiaque. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 3 F M STRIEES MYOCARDIQUES TAILLE DES F.M.S.M : réduite (100 à 200 µde long.) RÉPARTITION DES F.M.S.M En microscopie photonique elles forment un réseau de fibres anastomosées parallèles entre elles et reliées par des stries scalariformes (= stries Z). strie scalariforme TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 4 FORME DES F.M.S.M avec des des Prismatique bifurcations permettant fibres myocardiques adjacentes d’ être connectées. extrémités présentant Chaque f.m.s.m est constituée par un sarcoplasme, un myoplasme et un sarcolemme qui les entoure. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 5 STRUCTURE ET ULTRA STRUCTURE DES F.M.S.M SARCOLEMME Il est constitué par une membrane plasmique doublée d’une lame basale externe. lame basale membrane plasmique TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 6 STRIES SCALARIFORMES Ce sont des zones d’attache spécialisées unissant deux f.m.s.m voisines au niveau du sarcolemme. strie scalariforme TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 7 Au microscope électronique on distingue : des segments transversaux et des segments longitudinaux. Leur disposition est en escalier. segment longitudinal segment transversal TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 8 Au niveau des segments transversaux on trouve des stries Z des sarcomères terminaux qui transmettent la contraction d'une fibre à l'autre. On y trouve aussi des desmosomes et des jonctions adhérentes. zonula adherens desmosome TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 9 Au niveau des segments longitudinaux. On trouve des jonctions communicantes ou gap qui facilitent le passage de l'excitation membranaire. jonctions communicantes TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 10 SARCOPLASME Sa topographie est axiale. SARCOPLASME TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 11 Il présente une forme de fuseau sarcoplasmique contenant : - noyau unique central, - appareil de golgi juxta-nucléaire, - sarcosomes en bâtonnets, - enclaves glycogéniques et lipidiques, - pigments de myoglobine et de lipofushine, - réticulum sarcoplasmique, - système T. Remarque : le glycogène est plus abondant que dans les f.m.s.s. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 12 MYOPLASME Il occupe la totalité de la fibre, à l’exception du sarcoplasme axial. myoplasme STRUCTURE DE LA F M STRIEE MYOCARDIQUE TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 13 Le myoplasme myofibrilles périphériques, parallèles entre elles et orientées selon de l’axe longitudinal de la f.m.s.m. constitué de est myofibrille TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 14 Les myofibrilles sont formées de plusieurs sarcomères. Les myofibrilles des fibres musculaires myocardiques sont structurellement semblables à celles des fibres les musculaires sarcomères sont plus courts et les bandes I plus étroites. squelettiques, cependant striées Sarcomère TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 15 Au microscope photonique chaque myofibrille est subdivisée en plusieurs sarcomères de même structure que ceux muscle striée squelettique. B A B H B I ½ bande I strie Z sarcomère STRUCTURE DU SARCOMÉRE strie M TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 16 microscopie Au des électronique myofilaments et des molécules contractiles de même nature que celles du muscle striée squelettique. observe on myofilament fin myofilament épais sarcomère ULTRASTRUCTURE DU SARCOMÉRE TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 17 Les myofilaments fins présents partout sauf au niveau de B H. ils sont constitués de : • Actine • Troponine I, T, C • Tropomyosine tropomyosine troponine I, T, C actine G actine F Ultrastructure du myofilament fin des F M S M. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 18 myofilaments épais sont présents qu’au niveau de la B A. ils sont constitués de : • Myosine : meromyosine Légère (LMM) meromyosine lourde (HMM) LMM HMM ULTRASTRUCTURE DE LA MOLECULE DE MYOSINE DES F M S M. ULTRASTRUCTURE DU MYOFILAMENT EPAIS DES F M S M. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 19 RAPPORT DES MYOFIBRILLES AVEC LES ORGANITES DU SARCOPLASME SARCOSOMES Ils sont très nombreux. Ils sont associés aux myofibrilles sarcosome TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 20 SYSTÈMES T : (système transverse). • Ce sont des tubules plus larges que ceux de la f.m.s.s. • Ils entourent complètement la le sarcomére. • On les observe au niveau des stries Z. • Ils constituent un lieu de passage du calcium. système T myofibrille Z Z TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 21 RETICULUM SARCOPLASMIQUE Il est moins développé que celui de la f.m.s.s. Il entoure de part en part le sarcomère entre les 2 strie Z. Il se termine par des citernes terminales. 1 citerne terminale + 1 système T Il y’a 2 diades par sarcomère. = diade. système T citerne terminale du R S réticulum sarcoplasmique diade myofibrille Ziad Z TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE RAPPORTS DES ÉLÉMENTS SARCOPLASMIQUES AVEC LES MYOFIBRILLES DES F M S M. 22 CONTRACTION DES F.M.S.M On la compare à la contraction du muscle squelettique. le muscle squelettique a besoin d'un stimulus nerveux, à le muscle cardiaque s'excite lui-même ; il est myogénique. Caractères de la contraction : involontaires, brèves, rythmiques, automatiques, continues. TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 23 VASCULARISATION DU MUSCLE STRIE MYOCARDIQUE. Le tissu conjonctif lâche est irrigué par un vaste réseau de capillaires sanguins. La vascularisation du muscle myocardique est importante. La contraction permanente nécessite un besoin énorme d’ATP et continue en oxygène. endomysium capillaire sanguin TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 24 RÉGÉNARATION DES F.M.S.M En cas de lésion il y’a réparation par l’endomysium (tissu conjonctif lâche). il n’ya pas de cellules mésenchymateuses, ni de cellules satellites. endomysium TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 25 F I N TISSUS MUSCULAIRE STRIE MYOCARDIQUE 26
LE TISSU NERVEUX Dr C H E B A B 1 Il est formé de neurones communication T I S S U N E R V E U X cellules gliales nutrition soutien 2 Le tissu nerveux comprend 2 variétés cellulaires : Les neurones. Rôle: communication. Les cellules névrogliques. Rôles : - soutien, - nutrition, des neurones. T I S S U N E R V E U X 3 Origine : neurectoblaste Le S N se divise en : SNC encéphale SNP nerfs moelle épinière ganglions T I S S U N E R V E U X 4 Exemple de communication. perception de l’information (IN) grâce aux récepteurs du SNP transmission vers le SNC IN IN intégration de l’information et élaboration d’une réponse dans le SNC réponse des cellules cibles transmission de la réponse grâce au SNP T I S S U N E R V E U X 5 LES DIFFÉRENTS TYPES DE CELLULES NERVEUSES Les neurones ou cellules nerveuses typiques. Les cellules neurosensorielles (au niveau des organes des sens). Les cellules neuroglandulaires hypothalamiques). (cellules des noyaux T I S S U N E R V E U X 6 STRUCTURE DU NEURONE cytone ou corps cellulaire neurites dendrite axone Arborisation terminale T I S S U N E R V E U X 7 CYTONE : (OU CORPS CELLULAIRE) neurolemme glycogène neurosome A de golgi corps de Nissl noyau lipofuschine Neurofibrilles cône d’implantation de l’axone ULTRASTRUCTURE DU CORPS CELLULAIRE T I S S U N E R V E U X 8 Neurolemme : membrane plasmique. Neuroplasme : - Noyau central, sphérique, volumineux et non mitotiques, - Neurosomes, (mitochondries), courts et minces - Appareil de golgi développé, - enclaves lipidiques et pigmentaires (mélanine et lipofushine), - Corps de Nissl : amas de lamelles de REG assurant la synthèse des neurotransmetteurs. - Neurofibrilles ce sont des neurofilaments transportent les neurotransmetteurs vers l’extrémité de l’axone. T I S S U N E R V E U X 9 NEURITES Les dendrites : - Épais et ramifiés ou non, - Reçoivent l’influx nerveux (I N). L’axone : - Unique, mince, peu ou pas ramifié, - Transporte l’ I N en direction de l’extrémite terminale, - Il est formé par : - Axolemme, - Axoplasme Neurofibrilles neurosomes T I S S U N E R V E U X 10 CLASSIFICATION DES NEURONES Neurone unipolaire Le corps cellulaire émet un seul prolongement. Ex : neurones du noyau masticateur du trijumeau. T I S S U N E R V E U X 11 Neurone pseudo-unipolaire Il se sépare en 2 branches : - axone, - dendrite. axone dendrite Ex : neurones sensitifs en T des ganglions spinaux T I S S U N E R V E U X 12 Neurone bipolaire Présente deux prolongements de part et d’autre du cytone : - axone. - dendrite. axone dendrite Ex : neurones bipolaires de la rétine. T I S S U N E R V E U X 13 Neurone multipolaire Avec un axone et plusieurs dendrites. dendrites axone Ex : neurones de Golgi du cortex cérébelleux et neurones pyramidaux du cortex cérébral. T I S S U N E R V E U X 14 FIBRES NERVEUSES Fibres nerveuses myélinisées avec gaine de Schwann : Localisation : au niveau du SNP. 1 - axone 2 - gaine myéline, 3 - gaine de Schwann (ensemble de cellules de Schwann) La myélinisation, est assurée par les cellules de Schwann. étranglement de Ranvier gaine de myéline axone cellule de Schwann C L D’UNE FIBRE NERVEUSE MYELINISEE AVEC GAINE DE SCHWANN gaine de myéline axone cellule de Schwann Lame basale C T D’UNE FIBRE NERVEUSE MYELINISEE AVEC GAINE DE SCHWANN. T I S S U N E R V E U X 15 Fibres nerveuses myélinisées sans gaine de Schwann : Localisation : au niveau du SNC. 1 - axone, 2 - gaine myéline, 3 – oligodendrocytes. La myélinisation, est assurée par les oligodendrocytes. gaine de myéline oligodendrocytes axone FIBRE NERVEUSE AMYELINIQUE SANS GAINE DE SCHWANN T I S S U N E R V E U X 16 Fibres nerveuses amyéliniques avec gaine de Schwann : Localisation : au niveau fibres post ganglionnaires du SNV. 1 - axone, 2 - gaine de Schwann. (ensemble de cellules de Schwann). axone cellule de Schwann noyau de la cellule de Schwann lame basale C T D’UNE FIBRE NERVEUSE AMYELINIQUE AVEC GAINE DE SCHWANN T I S S U N E R V E U X 17 Fibres nerveuses amyéliniques sans gaine de Schwann : Localisation : au niveau de la substance grise du SNC. - axone axone T C AMYELINIQUE SANS GAINE DE SCHWANN. NERVEUSE D’UNE FIBRE T I S S U N E R V E U X 18 LES NERFS Endonèvre : T conjonctif qui entoure les fibres nerveuses. Périnèvre : T conjonctif qui entoure les faisceaux de F N. Epinèvre : T conjonctif qui entoure le nerf. épinevre périnevre fibre nerveuse endonevre faisceau de F N 19 T I S S U N E R V E U X LES SYNAPSES Ce sont des connections. - neuro-neuronales. - neuro-somatiquees. Elle assure la transmission de l’I N. T I S S U N E R V E U X 20 1 2 3 I N I N T I S S U N E R V E U X membrane pre-synaptique neurosome canal a calcium vésicule synaptique exocytose neurotransmetteur récepteur à neurotransmetteur membrane post-synaptique 1 - Espace pré-synaptique (extrémité axonale) 2 - Espace synaptique 3 - Espace post-synaptique 21 La synapse est formée d’un : - espace pré-synaptique, - espace synaptique. - espace post-synaptique. L’espace pré-synaptique, assure la transmission chimique de l’influx nerveux grâce à des neurotransmetteurs (acétylcholine), La membrane post-synaptique les neurotransmetteurs à des le lieu ou se lient est récepteurs spécifiques. A la fin il y’a dépolarisation post-synaptique et donc transfert de l’influx nerveux. de la membrane plasmique T I S S U N E R V E U X 22 VARIÉTÉS DE SYNAPSES 1 Synapse axo-dendritique contact entre axone et dendrites 2 Synapse axo-somatique contact entre axone et corps cellulaire 3 Synapse axo-axonique contact entre deux axones. axone axone axone T I S S U N E R V E U X 23 LA NEVROGLIE C'est l'ensemble des cellules gliales associées aux neurones. Rôle : soutien et nutrition des neurones. oligodendrocyte microgliocyte ependymocyte neurone capillaire sanguin astrocyte 24 T I S S U N E R V E U X La névroglie comprend : 1 - La névroglie centrale située dans le S N C : - névroglie épithéliale - ependymocytes. - cellules des plexus choroïdes. - névroglie interstitielle - astrocytes. - oligodendrocytes. - microgliocytes. 2 - La névroglie périphérique située dans S N P : - cellules satellites. - cellules de Schwann. T I S S U N E R V E U X 25 LA NÉVROGLIE CENTRALE LA NÉVROGLIE ÉPITHÉLIALE Ce sont les cellules épithéliales qui tapissent les cavités internes : - du cerveau, - de la moelle épinière. cerveau moelle épinière T I S S U N E R V E U X 26 Les ependymocytes Les cellules des plexus choroïdes T I S S U N E R V E U X 27 LA NEVROGLIE INTERSTITIELLE Astrocytes protoplasmiques (afibrillaires) T I S S U N E R V E U X Astrocytes fibrillaires 28 Oligodendrocyte perineuronal Oligodendrocyte interfasciculaire T I S S U N E R V E U X Les microgliocytes 29 LA NEVROGLIE PERIPHERIQUE Les cellules satellites (cellules endocapsullaires) Les cellules de Schwann T I S S U N E R V E U X 30 FIN T I S S U N E R V E U X 31
UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB LE TISSU NERVEUX Du point de vue embryologique le tissu nerveux est d’origine neurectoblastique. Du point de vue anatomique, le tissu nerveux se distingue par le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Le système nerveux central est constitué de deux structures principales ; le cerveau et la moelle épinière. Le SNP, en continuité avec le SNC, est formé par les ganglions et les nerfs périphériques qui se propagent vers tous les points de l’organisme, assurant l’acheminement des informations vers le SNC et celui des ordres du SNC vers les effecteurs périphériques. Du point de vue physiologique, le tissu nerveux régule le fonctionnement de l'ensemble des organes. Il est organisé en un réseau de communication qui assure les rôles de perception, de transmission et d’intégration des informations (sous la forme d’influx nerveux) venant du milieu extérieur et du milieu intérieur. Une réponse spécifique à l’information reçue est par la suite élaborée au niveau du SNC puis transmise vers les cellules cibles grâce au SNP. Le tissu nerveux comprend essentiellement deux variétés cellulaires ; les neurones et les cellules de la névroglie (gliales). Les cellules névrogliques assurent le soutien, la nutrition et la défense des neurones. 1 - LES DIFFERENTS TYPES DE CELLULES NERVEUSES. - Les cellules nerveuses typiques ou neurones. - Les cellules neurosensorielles (au niveau des organes des sens). - Les cellules neuroglandulaires (cellules des noyaux hypothalamiques). 2 - LE NEURONE. Le neurone est la cellule principale ou fondamentale du tissu nerveux. Il se caractérise par un cytone (ou corps cellulaire) et des prolongements. Le corps cellulaire est entouré par une membrane plasmique, appelée neurolemme. Ce dernier encercle un cytoplasme fondamental, appelé neuroplasme qui offre à observer un noyau central, sphérique, volumineux et non mitotique. On y trouve aussi des neurosomes (mitochondries) relativement courts et minces, du glycogène, un appareil de golgi bien développé, des enclaves lipidiques et pigmentaires (mélanine et lipofushine) ainsi qu’une substance basophile, d’aspect granuleux, appelée corps de Nissl. Les corps de Nissl correspondent, en microscopie électronique, à des lamelles de REG abondantes disposées en groupes. Les corps de Nissl assurent la synthèse des neurotransmetteurs. 1 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB Le neuroplasme présente aussi des neurofibrilles correspondant aux neurofilaments. Ces derniers transportent des neurotransmetteurs en direction de l’extrémité axonale. Le corps cellulaire se prolonge par deux types neurites à polarité fonctionnelle opposée ; l’axone et les dendrites. L’axone est unique, mince, peu ou pas ramifié. Il est entouré par un axolemme, qui délimite un axoplasme riche en neurofibrilles et en neurosomes. L’axone conduit l’influx nerveux vers l’extrémité de la fibre nerveuse ou s’établissent les synapses. Les dendrites sont des prolongements cytoplasmiques épais ramifiés ou non et qui constituent la surface réceptrice de l’information. 3 - CLASSIFICATION DES NEURONES. On classe les neurones en fonction de leur morphologie. le neurone unipolaire muni d’un prolongement unique et ramifié, Cette classification est basée sur le nombre de prolongements. On peut citer : - correspondant à l’axone (et dendrite). Ex : cellules du noyau masticateur du trijumeau. - le neurone pseudo-unipolaire en T de Ranvier. Il se sépare en deux branches ; l’une correspondant à l’axone l’autre au dendrite. Ex : neurones sensitifs en T des ganglions spinaux. - le neurone bipolaire muni de deux prolongements (dont l’un est l’axone) situés de part et d’autre du corps cellulaire. Ex : cellules bipolaires de la rétine. - le neurone multipolaire comportant un axone et beaucoup de dendrites. Les neurones multipolaires sont les plus nombreux et les plus variés. Ex : neurones de Golgi du cortex cérébelleux et neurones pyramidaux du cortex cérébral. 4 - LES FIBRES NERVEUSES. On distingue quatre types de fibres nerveuses : Les fibres nerveuses myélinisées avec gaine de Schwann. Ce sont les fibres des nerfs du S N P (nerfs cérébro spinaux). Chaque fibre nerveuse est formée par une gaine de myéline, une gaine de Schwann et un axone au centre. La gaine de myéline est discontinue. Elle est formée par des segments cylindriques, autour de l’axone, séparés par des étranglements de Ranvier situés entre deux cellules de Schwann adjacentes. Les cellules de Schwann assurent la myélinisation des fibres nerveuses. Les fibres nerveuses myélinisées sans gaine de Schwann. Elles siègent au niveau du système nerveux central. Chaque fibre nerveuse regroupe une gaine de myéline, des oligodendrocytes et un axone. La myélinisation, est assurée par les oligodendrocytes. 2 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB Les fibres nerveuses amyéliniques avec gaine de Schwann. Elles sont représentées par des fibres post ganglionnaires du système nerveux végétatif. Les axones sont enveloppés dans une gaine de Schwann épaisse. Les fibres nerveuses amyéliniques sans gaine de Schwann. Elles se rencontrent au niveau de la substance grise du système nerveux central. L’axone est à nu. 5 - LES NERFS. Les nerfs sont formés de faisceaux de fibres nerveuses. Les fibres nerveuses baignent dans un tissu conjonctif lâche, l'endonevre, ou bien sont regroupées en faisceaux, entourés par un tissu conjonctif appelé périnèvre. Autour du nerf on observe un tissu conjonctif appelé épinevre. 6 - LES SYNAPSES NERVEUSES. Le terme de synapse désigne les connections interneuronale, mais encore les points ou s’établit le contact entre l’extrémité des fibres nerveuses et les éléments histologiques en rapport avec elles. Les synapses assurent la transmission de l’influx nerveux. La synapse est formée d’un espace pré-synaptique, correspondant à l’extrémité axonale, d’un espace synaptique et d’un espace post-synaptique. L’espace pré-synaptique assure la transmission chimique de l’influx nerveux grâce à des neurotransmetteurs (l’acétylcholine) qui se lient à des récepteurs spécifiques situés au niveau de la membrane post-synaptique les neurotransmetteurs provoquent une dépolarisation de plasmique post-synaptique qui se traduit par le transfert de l’influx nerveux de proche en proche jusqu'à la structure effectrice. la membrane La synapse peut être axo-somatique (contact entre un axone et le corps cellulaire d’un neurone voisin), axo-dendritique (contact entre un axone et des dendrites), ou axo-axonique (contact entre deux axones de deux neurones voisins). 7 - LA NEVROGLIE C'est l'ensemble des cellules gliales, associées aux neurones dans le tissu nerveux. Les cellules gliales sont d’origine neurectoblastique à l’exception des microgliocytes qui dérivent du mésenchyme Les cellules nevrogliques assurent plusieurs rôles dont le soutien, la nutrition indispensable au fonctionnement des neurones etc.. Les cellules névrogliques peuvent être rangées en 2 grandes catégories : - La névroglie centrale associée au SNC, comprenant la névroglie épithéliale et la névroglie interstitielle. 3 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB - La névroglie périphérique qui regroupe l’ensemble des cellules nevrogliques associées aux éléments nerveux du SNP. La névroglie épithéliale correspond essentiellement aux cellules qui tapissent les cavités du SNC (ventricules cérébraux et canal épendymaire). L’observation offre à décrire deux types cellulaires dont les ependymocytes (cellules épendymaires) les cellules des plexus choroïdes. Dans la névroglie interstitielle On y décrit trois grands types cellulaires : les astrocytes, les oligodendrocytes et les microgliocytes. La névroglie périphérique comprend les cellules satellites et les cellules de Schwann des neurones périphériques. 4 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB 1 2 3 4 Structure du neurone. 1. corps cellulaire ; 2. dendrite ; 3. axone ; 4. arborisation terminale. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ultrastructure du cytone (corps cellulaire). 1. neurolemme ; 2. glycogène ; 3. neurosome ; 4. appareil de Golgi ; 5. corps de Nissl ; 6. noyau ; 7. enclaves 8. neurofilaments; 9. cône d’implantation de l’axone. et pigmentaires (mélanine et lipidiques lipofushine) ; 5 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB 1- 2- 3 - 4 - Classification des neurones. 1. neurone unipolaire ; 2. neurone pseudo-unipolaire ; 3. neurone bipolaire ; 4. neurone multipolaire. 1 2 3 4 Fibre nerveuse myélinisée avec gaine de Schwann (en coupe longitudinale). 1. étranglement de Ranvier ; 2. cellule de Schwann ; 3. axone ; 4. gaine de myéline. 1 2 3 4 Fibre nerveuse myélinisée avec gaine de Schwann (en coupe transversale). 1. gaine de myéline ; 2. axone ; 3. cellule de Schwann ; 4. lame basale. 6 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB 1 2 3 4 Fibre nerveuse amyélinique avec gaine de Schwann (en coupe transversale). 1. axone ; 2. cellule de Schwann ; 3. noyau de la cellule de Schwann ; 4. lame basale. 1 2 3 Fibre nerveuse amyélinique sans gaine de Schwann. 1. axone ; 2. oligodendrocyte ; 3. gaine de myéline. 1 Fibre nerveuse amyélinique sans gaine de Schwann (en coupe transversale). 1. axone. 1 2 3 4 5 Structure du nerf. 1. épinevre ; 2. faisceau de fibre nerveuse ; 3. périnevre ; 4. fibre nerveuse ; 5. endonevre. 7 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB 1 - 2 - 3 - 4 5 6 7 8 9 10 11 La synapse. 1. espace pré-synaptique (extrémité axonale) ; 2. espace synaptique ; 3. membrane post- synaptique ; 4. membrane pré-synaptique ; 5. neurosome ; 6. canal à calcium ; 7. vésicule synaptique ; 8. exocytose ; 9. neurotransmetteur ; 10. récepteur des neurotransmetteurs ; 11. membrane post-synaptique. Variétés des synapses. 1. synapse axo-dendritique ; 2. synapse axo-somatique ; 3. synapse axo-axonique. 8 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB 1 2 3 4 5 6 Les cellules névrogliques. 1. oligodendrocyte ; 2. astrocyte ; 3. ependymocytes ; 4. neurone. ; 5.capillaire sanguin ; 6. microgliocyte. Structure des épendymocytes. Structure des cellules du plexus choroïde. 1 2 3 Structure des oligodendrocytes. 1. oligodendrocyte perineuronal ; 2. oligodendrocyte interfasciculaire ; 3. neurone. 9 UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE - DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF PREMIERE ANNEE MEDECINE DE L’ANNEE UNIVERSITAIRE 2020- 2021 MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU NERVEUX Dr CHEBAB Structure de l’astrocyte protoplasmique. Structure de l’astrocyte fibrillaire. Structure du microgliocyte. Structure de la cellule de Schwann. Structure de la cellule satellite. 10
Faculté de Médecine d’Alger Laboratoire de Physiologie INTERACTIONS LIGANDS-RECEPTEURS Dr.KADIM.S Interactions ligands-récepteurs 1- Introduction 2- Ligands et récepteurs 2- 1- Ligands 2- 2- Récepteurs 3- Voies de transduction du signal et leur amplification 3- 1- Voies initiées par les messagers liposolubles: récepteurs intracellulaires et activation directe de gènes 3- 2- Voies initiées par les messagers hydrosolubles : récepteurs de la membrane plasmique et seconds messager 3- 3- Récepteurs de la membrane plasmique et transcription génique 4- Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur 5- Conséquences de l’interaction ligand-récepteur Introduction - Régulation du fonctionnement des organes communications - Maintien de l’homéostasie de l’organisme cellulaires par des messagers chimiques Messagers chimiques intercellulaires ou intracellulaires = ligands fixation du ligand sur le récepteur série d’évènements aboutissant à la transformation du signal du messager chimique en réponse biologique : transduction du signal Introduction Les messagers chimiques ou ligands peuvent être : - des neurotransmetteurs : dont les signaux transmis sont rapides et de courtes distances (communication nerveuse). - des hormones ou des facteurs de croissance : - pouvant être transportés par le sang ou la lymphe (communication endocrine); - pouvant diffuser dans le liquide extracellulaire pour atteindre les cellules voisines (communication paracrine); - pouvant se fixer sur les récepteurs de la même cellule qui les a sécrétés (communication autocrine). Ligands et récepteurs - Ligands Ligands = molécules de signalisation qui se lient à des récepteurs pour induire une réponse cellulaire. On distingue deux grandes classes : - Ligands liposolubles - Ligands hydrosolubles Ligands et récepteurs - Ligands - Ligands liposolubles : caractérisés par leur capacité à diffuser à travers la membrane cellulaire et se lient à leurs récepteurs intracellulaires qui peuvent être cytosoliques ou nucléaires Ligands et récepteurs - Ligands - ligands hydrophiles : caractérisés par leur incapacité à diffuser à travers la membrane cellulaire. Ils se lient à des récepteurs membranaires Ligands et récepteurs - Récepteurs Récepteurs = protéines possédant des sites de fixation pour des ligands, situées dans la cellule (cytosol ou noyau) ou dans la membrane plasmique, ayant les propriétés suivantes : - spécificité : capacité d’un récepteur à ne fixer qu’un messager unique ou un nombre ligands structurellement apparentés. - affinité : force avec laquelle un ligand se fixe à son récepteur. - saturation : pourcentage d’occupation d’un récepteur par un ligand. - compétition : capacité des différentes molécules dont la structure est similaire à un ligand à se fixer sur le récepteur de ce dernier et ce en entrant en compétition avec le ligand naturel. limité de Ligands et récepteurs - Récepteurs On distingue plusieurs types de récepteurs : - récepteurs intracellulaires représentés par : - récepteurs cytosoliques : situés dans le cytosol - récepteurs nucléaires : situés dans le noyau - récepteurs membranaires représentés par : - récepteurs- canaux - récepteurs- enzymes - récepteurs couplés à la protéine G Voies de transduction du signal et leur amplification Le couplage du messager chimique, appelé premier messager, sur son récepteur induit une modification de la conformation tridimensionnelle de ce dernier : c’est l’activation du récepteur. Les séquences d’évènements entre cette activation et la réponse déterminent les voies de transduction du signal ; le signal étant l’activation du récepteur et la transduction le mécanisme par lequel un stimulus est transformé en réponse. Voies initiées par les messagers liposolubles : récepteurs intracellulaires et activation directe de gènes - Diffusion des ligands liposolubles dans la cellule cible -Fixation aux récepteurs intracellulaires et leur activation –Déplacement du complexe ligand-récepteur activé vers le noyau - Fixation du complexe ligand-récepteur sur la chromatine au niveau d’une région de l’ADN. - Transcription de gènes de l’ADN en ARN messager (ARNm). - Traduction de l’ARNm dans les ribosomes cytoplasmiques avec production de molécules protéiques spécifiques (enzymes et protéines). la Un récepteur peut contrôler plus d’un gène et transcription d’un ou plusieurs gènes peut être diminuée et non augmentée par le récepteur activé. Activation directe d’un gène par un ligand liposoluble Vander- physiologie humaine-6ème édition Voies initiées par les messagers hydrosolubles : récepteurs de la membrane plasmique et seconds messagers - Fixation des ligands hydrosolubles sur la portion extracellulaire des récepteurs de la membrane ; - Déclenchement d’une séquence d’évènements intracellulaires (voies de transduction) suite à la formation du complexe ligand-récepteur; - Aboutissement à la réponse physiologique correspondante. Récepteurs canaux ioniques ligands-dépendants Récepteurs = des canaux ioniques ligand-dépendants. La fixation du ligand sur le récepteur activation avec changement de conformation du récepteur = canal ouvert à travers la membrane plasmique. Ces récepteurs sont abondants dans la membrane plasmique des cellules nerveuses et musculaires. L’ouverture de ces canaux, induite par la fixation du ligand, augmente la diffusion des ions spécifiques dans la cellule à l’origine d’une variation du potentiel de membrane de la cellule. Mécanisme de transduction du signal dans lequel le complexe récepteur inclut un canal ionique Vander- physiologie humaine-6ème édition Récepteurs enzymes Récepteurs à activité enzymatique intrinsèque = protéines kinases. phosphorylation des protéines ayant l’acide aminé tyrosine d’où leur nom de récepteurs de la tyrosine kinase. - fixation du premier messager sur le récepteur modification de la conformation du récepteur activation de sa fraction enzymatique du côté cytoplasmique autophosphorylation du récepteur avec formation de phosphotyrosines. Récepteurs enzymes Les phosphotyrosines du récepteur nouvellement formées constituent des sites d’ancrage pour les protéines cytoplasmiques. Les protéines d’ancrage fixent d’autres protéines déclenchant une cascade de voies de signalisation dans la cellule dont le mécanisme repose sur l’activation des protéines par phosphorylation. La majorité des récepteurs à activité tyrosine kinase ont pour premiers messagers des facteurs de croissance ayant un rôle dans la prolifération et la différenciation cellulaires. Mécanisme de transduction du signal dans lequel récepteur se comporte comme une enzyme Vander- physiologie humaine-6ème édition Récepteurs couplés aux protéines G Récepteurs agissant indirectement par la protéine G, une protéine régulatrice. Il s’agit d’un complexe protéique fixé sur le récepteur inactif et localisé à la face cytosolique de la membrane plasmique. La protéine G sert d’intermédiaire pour activer ou inactiver une enzyme ou un canal ionique lié à la membrane. Mécanisme de transduction du signal faisant intervenir des protéines Vander- physiologie humaine-6ème édition Adénylate cyclase et AMPc Fixation du premier messager activation du récepteur membranaire activation de la protéine G activation de l’adénylate cyclase conversion de l’ATP en AMPc. L’AMPc = second messager cascade d’évènements réponse au premier messager. Le mécanisme est le suivant : - fixation de l’AMPc sur des protéines kinases et leur activation - phosphorylation des différentes enzymes par les protéines kinases - modification de l’activité des protéines phosphorylées à l’origine de la réponse cellulaire. Système du second messager de l’AMPc Vander- physiologie humaine-6ème édition Adénylate cyclase et AMPc La cascade des évènements, dont chaque étape active la suivante, amplifie le signal initial par effet multiplicateur. Le résultat est l’amplification considérable du signal d’entrée. Amplification dans le système AMPc Vander- physiologie humaine-6ème édition Phospholipase C, diacylglycérol et inositol triphosphate Protéine G, activée par la fixation du premier messager sur le récepteur activation de la phospholipase C, protéine effectrice dégradation du phosphatidylinositol biphosphate (PIP2), phospholipide de la membrane plasmique, en diacylglycérol (DAG) et en inositol triphosphate (IP3). IP3 et DAG = second messagers Phospholipase C, diacylglycérol et inositol triphosphate DAG activation de la protéine kinase C phosphorylation d’autres protéines pour aboutir à la réponse cellulaire. IP3 cytosolique se fixe sur des récepteurs, les canaux calciques ligand-dépendants, situés dans le réticulum endoplasmique (RE), provoquant leur ouverture. Le Ca++ passe, alors, du RE vers le cytosol. L’augmentation de la concentration du Ca++ entretient la cascade d’évènements aboutissant à la réponse cellulaire. Mécanisme par lequel le récepteur stimule le catabolisme enzymatique de PIP2 en IP3 et DAG Vander- physiologie humaine-6ème édition Calcium comme second messager Ca ⁺⁺ = second messager En dehors d’une stimulation cellulaire, la concentration cytosolique du Ca⁺⁺est faible. Calcium comme second messager Une stimulation chimique ou électrique de la cellule peut changer cet équilibre avec des modifications de la concentration cytosolique du Ca++. L’augmentation de la concentration cytosolique du Ca++ entraîne une fixation de ce dernier sur différentes protéines. Calcium comme second messager Les mécanismes communs aboutissant à une augmentation de la concentration cytosolique du Ca++ suite à une stimulation cellulaire sont : - activation du récepteur : - ouverture des canaux calciques de la membrane plasmique en réponse au premier messager - libération du Ca++ du RE médiée par un second messager (IP3 et le Ca++ du liquide extracellulaire) - inhibition du transport actif du Ca++ hors de la cellule - ouverture des canaux calciques potentiels-dépendants Calcium comme second messager Les principaux mécanismes induisant la réponse cellulaire suite à une augmentation de la concentration du Ca++ cytosolique sont : - le Ca++ en se fixant sur la calmoduline, protéine cytosolique, entraîne une modification de la conformation de cette dernière. La calmoduline active ou inhibe un grand nombre d’enzymes, notamment les protéines kinases. - le Ca++ se fixe sur d’autres protéines qui se comportent comme la calmoduline. - le Ca++ se fixe directement sur des protéines et modifie leur réponse. Système Ca++ ,calmoduline et protéine kinase calmoduline -dépendante Vander- physiologie humaine-6ème édition Récepteurs de la membrane plasmique et transcription génique De nombreux premiers messagers peuvent, en se fixant sur des récepteurs membranaires, par le biais des voies de transduction et les seconds messagers, phosphoryler des facteurs de transcription ou moduler la transcription génique. Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur Le nombre de récepteurs et leurs propriétés sont variables en fonction des modifications des conditions physiologiques. Le nombre de récepteurs d’une cellule ou leur affinité pour le ligand peut augmenter ou diminuer. Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur Lorsqu’une cellule est exposée à une forte concentration extracellulaire du messager chimique pendant un temps suffisant, le nombre de ses récepteurs peut diminuer. Cela a pour effet d’atténuer la capacité de réponse de la cellule cible à une stimulation intense ou répétée du messager chimique. La cellule est désensibilisée. Il s’agit d’une régulation négative ou « down regulation». Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur La régulation positive ou «up regulation» est une augmentation du nombre de récepteurs au ligand dans la cellule suite à l’exposition prolongée de cette dernière à de faibles concentrations du messager chimique. Ce qui entraîne une augmentation du degré de la réponse. Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur Les deux régulations négative et positive sont le fait d’une continuelle synthèse et dégradation des récepteurs. Dans la régulation négative, une fois que le ligand se fixe à son récepteur, le complexe ligand- récepteur est capté par endocytose dans la cellule: c’est le phénomène d’internalisation. Il en résulte une dégradation intracellulaire du récepteur. De ce fait, à des concentrations élevées de messagers chimiques, le nombre de récepteurs diminue. Mécanismes de régulation du complexe ligand-récepteur La régulation positive est possible grâce à la présence de stocks de récepteurs sur les membranes des vésicules intracellulaires. Ces dernières sont incorporées dans la membrane plasmique augmentant le nombre de récepteurs au cours de la régulation positive. Un autre mécanisme intervenant dans la régulation positive et négative est la modification de l’expression des gènes. Conséquences de l’interaction ligands-récepteur - Modification de la perméabilité et/ou du potentiel de repos de la membrane plasmique par ouverture ou fermeture des canaux ioniques - Synthèse des protéines et des enzymes dans la cellule - Activation ou inhibition d’enzymes - Déclenchement de l’activité sécrétrice - Stimulation de la mitose et la méiose
FACULTÉ DE MÉDECINE D’ALGER Module d’Immunologie Immunothérapie Immunosuppression Pr. Kamel DJENOUHAT Professeur en Immunologie Chef du Laboratoire Central de Biologie EPH Rouiba Dr. Mounira BENIDIR Maître Assistante en Immunologie Chef du Laboratoire d’Auto-Immunité Institut Pasteur d’Algérie 3ème Année de Médecine Année Universitaire 2021 - 2022 PLAN Introduction I. II. Vaccins et adjuvants III. Anticorps thérapeutiques et protéines de fusion IV. Immunothérapie cellulaire Immunosuppresseurs V. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène I. Introduction I. Introduction immuno-intervention consiste à administrer des L’immunothérapie ou substances biologiques stimulant le système immunitaire d’un individu afin de : o Protéger cet individu contre une maladie donnée en instaurant une immunité spécifique. o Moduler la réponse immunitaire (RI) en cas d’exacerbation (états d’hypersensibilité, cancers ou maladies auto-immunes). II. Vaccins & Adjuvants II. Vaccins & Adjuvants o Vaccination  Processus consistant à stimuler la RI adaptative d’un individu en l’exposant à des formes non pathogènes de micro-organismes ou certains de leur composant. o Dans un vaccin, la substance active est un immunogène. o La vaccination peut être à visée : • Prophylactique ; • Thérapeutique  entrant dans la PEC de patients chroniques atteints de cancers, de MAI ou de maladies infectieuses. II. Vaccins & Adjuvants RI post-vaccinale classique : Anticorps neutralisants o Vaccin  But principal : Protection contre une maladie infectieuse. o Ceci se passe le plus souvent par l'induction d'Ac « Neutralisants » qui persistent ± longtemps dans le sérum des patients. o Cette réponse humorale spécifique est mesurable et peut être utilisée pour savoir si un sujet est vacciné efficacement (sérologies pour les vaccins contre l'hépatite B ou le tétanos). II. Vaccins & Adjuvants Cinétique des réponses immunitaires post-vaccinales o Lors de la première exposition à un Ag vaccinal, la RI est lente et peu spécifique, s'exprimant par la production d'IgM. o Lors de nouveaux contacts avec l'Ag, le délai de réponse se raccourcit et les Ac atteignent des taux beaucoup plus élevés  Ac d'isotype IgG dont la spécificité est beaucoup plus grande. II. Vaccins & Adjuvants Cinétique des réponses immunitaires post-vaccinales II. Vaccins & Adjuvants Cinétique des réponses immunitaires post-vaccinales II. Vaccins & Adjuvants Types de vaccins II. Vaccins & Adjuvants Modes de production des différents types de vaccins 1. Vaccin inactivé par la chaleur ; 2. Vaccin inactivé par un agent chimique ; 3. Vaccin vivant atténué ; 4. Vaccin sous-unité (anatoxine). II. Vaccins & Adjuvants Modes de production des différents types de vaccins II. Vaccins & Adjuvants Mode d’action des adjuvants o Les adjuvants visent globalement à : 1. Accroître l'amplitude de la réponse immune à un niveau populationnel afin de couvrir au mieux un plus grand nombre de personnes, ceci est important notamment en cas d'épidémie ; 2. Augmenter l'amplitude de la RI à un niveau individuel, ceci est nécessaire chez des patients ayant une RI non optimale : sujets immunodéprimés, sujets âgés ; 3. Réduire la quantité d‘Ag vaccinaux et le nombre d'injections nécessaires. II. Vaccins & Adjuvants Mode d’action des adjuvants II. Vaccins & Adjuvants Éradication d’un agent pathogène par la vaccination Exemple des infections par le virus de la Variole et le VIH III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de fusion III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Ac monoclonaux et des protéines de fusion o1975  Georges Köhler et Cesar Milstein (Prix Nobel en Médecine et Physiologie, 1984) : - Mise au point de la technologie des « HYBRIDOMES » ; - Immortaliser et faire proliférer des clones de LB murins produisant chacun un seul et unique type d’Ac  Ac MONOCLONAUX reconnaissant un seul épitope. III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Structure des Ac monoclonaux et des protéines de fusion III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Structure des Ac monoclonaux et des protéines de fusion o Les anticorps monoclonaux murins (de souris), issus d'hybridomes, souffraient d'un manque d'efficacité, d'une faible demi-vie et d'une forte immunogénicité. o L'essor des technologies de recombinaison de l'ADN (qui suppose une production de la protéine « recombinante » par des cellules-usine) a permis de : 1. Remplacer les portions murines de l’Ac par des portions humaines ; 2. Concevoir des protéines artificielles (protéines de fusion) comprenant une portion Fc d'IgG. III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Structure des Ac monoclonaux et des protéines de fusion III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Indications croissantes III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Mécanismes d’action des anticorps thérapeutiques III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Mécanismes d’action des anticorps thérapeutiques o Les anticorps soit : 1. Neutralisent leur antigène-cible (soluble) ; 2. « Antagonisent » (effet antagoniste) leur récepteur membranaire via leur paratope, constitué des 6 régions déterminant la complémentarité (3 dans le VH et 3 dans le VL) et regroupées à l'extrémité distale du bras Fab. La portion Fc, quand elle existe, sert alors avant tout à assurer une longue demi-vie plasmatique et une bonne distribution. III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques o Ces Ac reconnaissant des Ag membranaires ont été sélectionnés pour exercer un effet cytolytique ou cytotoxique indépendamment de la fonction de l'Ag- cible. o Ils ne sont, donc, pas classés par familles de cibles moléculaires contrairement aux Ac neutralisants et antagonistes, mais par type cellulaire ciblé. o Ils comprennent des Ac polyclonaux et surtout des Ac monoclonaux de la sous-classe IgG1 humaine. III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques Anticorps nus o Les Ac cytolytiques « nus » peuvent fonctionner de multiples façons. Ils peuvent : 1. Induire de l'apoptose ; 2. Activer le complément par la voie classique (cytotoxicité dépendante du complément, CDC); 3. Recruter des cellules effectrices de l'immunité exprimant des FcγR, déclenchant des phénomènes de cytotoxicité cellulaire dépendante d'anticorps (ADCC). III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques Anticorps nus III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques o Des effets cytotoxiques peuvent aussi être obtenus par des : 1. Ac conjugués à des radio-isotopes ou à de puissants agents cytotoxiques ; 2. Ac bispécifiques, forçant la formation de conjugués entre LT et cibles. III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques Immuno-conjugués Anticorps bispécifiques III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion Anticorps thérapeutiques cytolytiques (Cibles : Ag membranaires) III. Anticorps thérapeutiques & Protéines de Fusion IV. Immunothérapie Cellulaire IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie adoptive autologue o Immunothérapie ANTI-TUMORALE  3 principales approches : 1. Transfert de TIL (Tumor Infiltrating Lymphocytes) ; 2. Transfert de LT spécifiques des Ag tumoraux (CTL et CAR T cells) 3. Utilisation des cellules NK (allogéniques). o Immunothérapie ANTI-INFECTIEUSE  Transfert adoptif de LT spécifiques d’un agent infectieux (ex : EBV). IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie ANTI-TUMORALE Transfert adoptif de TIL o TIL : ce sont des LT CD8+ ou CD4+ présents dans la tumeur autologue. o Décrits dans plusieurs cancers. o Si Taux élevé TIL/CD8+ ou TIL/Th1  Bon Pronostic. o Ces LT sont isolés de la tumeur après dissociation mécanique ou enzymatique, suivie d’une amplification in vitro en présence de cytokines (IL-2) avant d’être injectés par voie IV au patient. o Analyse rétrospective d’essais cliniques portant sur le mélanome malin  efficacité de l’injection des TIL en terme de survie, en particulier en cas d’administration de TIL associés à l’IL-2. o Avantages  ne nécessite pas d’identifier les Ag reconnus par les LT. o Inconvénients  la part des LT réactifs à la tumeur au sein de ces TIL réinjectés est variable et leurs fonctions anti-tumorales ne sont pas clairement caractérisées. IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie ANTI-TUMORALE Transfert de LT spécifiques des Ag de Tumeurs LT Cytotoxiques (CTL) o Essais actuels  administration de clones LT CD8+ cytotoxiques spécifiques d’Ag tumoraux. o L’obtention de ces LT nécessite plusieurs étapes in vitro : Stimulation, Clonage et Amplification. o Inconvénients majeurs : - Possible perte d’expression de l’Ag ciblé par les cellules tumorales suite à une pression sélective ; - Nécessité de réaliser plusieurs étapes de sélection et d'amplification in vitro pour obtenir une grande quantité de LT fortement réactifs à la tumeur, ce qui conduit à l'utilisation de cellules fortement différenciées, ayant une durée de vie limitée après transfert in vivo. IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie ANTI-TUMORALE Transfert de LT spécifiques des Ag de Tumeurs LT Cytotoxiques (CTL) o De récents progrès ont été réalisés pour dépasser ces limites. Ainsi, les LT peuvent être génétiquement modifiés pour devenir spécifiques d'Ag de tumeur. oDeux approches ont été développées : - Récepteur des LT (TCR) reconnaissant un antigène tumoral avec une forte affinité (TCR transgénique) ; - Récepteur antigénique chimérique (CAR) utilisant la spécificité d'un anticorps et les voies de signalisation intracellulaire d'un complexe TCR (Chimeric Antigen Receptor ou CAR). o Un avantage de cette approche est qu'elle permet de transférer aux patients des lymphocytes moins différenciés et donc avec un meilleur potentiel de survie in vivo. Cette voie très prometteuse est applicable à de nombreux cancers, la seule limite reste l'identification d'Ag immunogènes. IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie ANTI-TUMORALE Transfert de LT spécifiques des Ag de Tumeurs LT exprimant un CAR o Les CAR sont constitués des parties variables d'un Ac liées ensemble par une séquence de liaison (linker), pour former la région variable à chaîne simple (scFv), associées aux domaines de transduction du signal du TCR. o Afin d'optimiser leur fonctionnalité, la structure des CAR a évolué durant ces dix dernières années, donnant lieu à quatre générations de CAR selon les molécules de co-stimulation présentes dans le domaine intracellulaire et la capacité à sécréter des cytokines. IV. Immunothérapie cellulaire Différentes générations de CAR T cells CAR T cells : Chimeric Antigen Receptor T Cells IV. Immunothérapie cellulaire Différentes générations de CAR T cells CAR T cells : Chimeric Antigen Receptor T Cells IV. Immunothérapie cellulaire Production des CAR T cells IV. Immunothérapie cellulaire Structure d'un TCR Transgénique et d'un récepteur CAR IV. Immunothérapie cellulaire Immunothérapie active : DC vaccin cellulaire o DC du patient sont chargées in vitro avec un Ag viral ou tumoral (peptides capables de se fixer sur les molécules HLA) puis incubées avec un lysat de lignées tumorales ou fusionnées avec des cellules tumorales. o Réinjectées par voie sous-cutanée (SC), intradermique (ID) ou directement des les ganglions Lymphatiques. o Excellentes cellules activatrices des CTL spécifiques du peptide présent sur la cellule cible infectée ou tumorale. o ESSAIS CLINIQUES. V. Immunosuppresseurs V. Immunosuppresseurs Implication des Immunosuppresseurs dans la Réponse Immunitaire (RI) o Le but des Immunosuppresseurs (IS) est d’empêcher les RI non souhaitées vis-à-vis d’un transplant tout en suivant les étapes classiques de toute activation immunologique. o L’Immunosuppression peut être obtenue à différents niveaux de la RI en bloquant : 1.Présentation de l’Ag  ex : bloquer la maturation et/ou migration des cellules dendritiques (DC) ; 2.Activation et Prolifération lymphocytaire ; 3.Migration lymphocytaire et/ou infiltration tissulaire des lymphocytes activés. V. Immunosuppresseurs Implication des Immunosuppresseurs dans la Réponse Immunitaire (RI) o Les LT étant les cellules effectrices principales lors des rejets de greffe, un premier niveau d’IS, peut être obtenu aussi par une déplétion lymphocytaire mais de façon transitoire en début de greffe ou dans un contexte aigu de rejet. o Actuellement, la majorité des IS utilisés en entretien bloquent la réponse lymphocytaire T en inhibant un des quatre (4) signaux d’activation des LT menant à leur Différenciation/Prolifération. V. Immunosuppresseurs Mécanismes d'action des immunosuppresseurs bloquant la réponse LT o L’activation lymphocytaire T, déclenchée par la stimulation du TCR, induit : - Signal 1 : aboutissant à la synthèse de cytokines, particulièrement l’IL-2 ; - Signal 2 : signal de co-stimulation qui active la constitution de la synapse la immunologique, augmente prolifération/différenciation et augmente les mécanismes de survie ; d’activation, diminue seuil le - Signal 3 : signal de progression du cycle cellulaire de la phase G1 à la phase S suite à la fixation autocrine ou paracrine de l’IL-2 synthétisée ; - Signal 4 : division cellulaire et prolifération clonale des LT. V. Immunosuppresseurs Mécanismes d'action des immunosuppresseurs bloquant la réponse LT V. Immunosuppresseurs Classification des Immunosuppresseurs Inhibiteurs du Premier Signal d’activation des LT Inhibition de la Calcineurine Ciclosporine A Tacrolimus Inhibiteurs du Second Signal d’activation des LT Inhibition de la Co-Stimulation Ac monoclonaux (anti-CD40) Protéines des fusion (anti-CTLA4-Ig) Inhibiteurs du Troisième Signal d’activation des LT Inhibiteurs du Quatrième Signal d’activation des LT Inhibition de la progression du cycle cellulaire (G1  S) Rapamycine Anti-proliférants Leflunomide Azathioprine MMF VI. Immunothérapie spécifique de l’Allergène VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) o L'immunothérapie spécifique de l'allergène (ITS) ou désensibilisation a pour objectifs de : 1. Réduire ou idéalement de supprimer les symptômes liés aux hypersensibilités allergiques ; 2. Limiter les sensibilisations ultérieures ; 3. Réduire la consommation de médicaments antiallergiques ; 4. Améliorer la qualité de vie des patients allergiques. o Elle consiste à réintroduire l'allergène sans entraîner de réaction. o L'ITS ne concerne que les hypersensibilités IgE dépendantes (Immédiates) pour lesquelles une source allergénique est clairement identifiée et disponible. o C'est actuellement le seul traitement curatif de l'hypersensibilité immédiate pour les pneumallergènes et les venins, reconnu par l'OMS. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) o Au niveau immunologique, l'objectif est de restaurer les RI qui interviennent physiologiquement chez les sujets sains vis-à-vis des allergènes. o L'ITS doit, cependant, être distinguée de l'accoutumance, appelée en France « induction de tolérance », où l'objectif est d'assurer une absence de symptômes graves en présence de l'allergène, sur une période courte. Néanmoins, dans ce contexte, l'arrêt de la prise continue de l'allergène (souvent un antibiotique) s'accompagne à court terme, s'il est réintroduit, d'une reprise des symptômes. o Les Anglo-saxons ne font cependant pas de différences entre l'immunothérapie spécifique et l'induction de tolérance. En effet, ils ont une vision plus pragmatique et finalement plus juste en regroupant toute réintroduction d'allergène à visée thérapeutique sous le terme de desensitization. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) o On distingue deux périodes ou phases : 1. Phase précoce : correspond aux modifications immunologiques intervenant précocement au cours des premiers jours ou semaines après le début d'une ITS. 2. Phase tardive : correspond à celles qui interviennent plus tardivement, plusieurs semaines à plusieurs mois, après le début de l'ITS. o Les mécanismes immunologiques de ces 2 périodes, précoce et tardive, sont différents, ce qui explique pourquoi la protection est temporaire dans la première et perdure dans la deuxième après arrêt de l'ITS. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) Modifications Immunologiques observées lors d’une ITS Phase précoce o Diminution de la capacité de dégranulation des Polynucléaires Basophiles et Mastocytes. o Induction de lymphocytes Treg et Breg spécifiques de l’allergène : Phase tardive Induction d’IgG4, IgG1 et IgA spécifiques de l’allergène. 1. 2. Diminution du nombre de Mastocytes. 3. Suppression de la réponse Th2 et induction d’une réponse Th1 spécifique de l’allergène. 4. Diminution de la prolifération des lymphocytes spécifiques de l’allergène. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) Mécanismes d’action de l’ITS Phase précoce o Au cours des premières heures d'une ITS  les mastocytes et les basophiles ne sont plus activables en présence de l'allergène. o Les mastocytes et les basophiles perdent leur capacité à dégranuler leurs médiateurs. o Les mécanismes ne sont pas encore complètement élucidés mais dans les ITS aux médicaments (antibiotiques ou chimiothérapies), l'introduction très progressive et avec des quantités initialement très faibles d'allergène, conduit à une internalisation des récepteurs aux IgE à la surface des basophiles, mais également à une surexpression des récepteurs 2 à l'histamine (HR2) qui peuvent inhiber la signalisation dépendant des IgE/FcER1. o De plus, l'augmentation rapide des doses d'allergènes permettrait une reconnaissance préférentielle de l'allergène par les IgG spécifiques permettant une inhibition compétitive de la reconnaissance et de la signalisation par les IgE des basophiles. VI. Immunothérapie spécifique de l’allergène (ITS) Mécanismes d’action de l’ITS Phase tardive o L’ITS intervient à cinq niveaux : 1. Capture et présentation de l'allergène ; 2. Repolarisation vers la voie Th1 ; 3. Induction de lymphocytes régulateurs ; 4. Modification de l'isotope préférentiel des IgE vers les IgA, IgG et IgG4 ; 5. Réduction des effecteurs de l'allergie. o L'induction des populations lymphocytaires régulatrices T et B conduit à long terme à une réduction des effecteurs de l'allergie. o Il est ainsi, classiquement, observé après plusieurs mois ou années une diminution du nombre des basophiles, mastocytes ou éosinophiles au cours d'une ITS.
Faculté de médecine d’Alger Département de médecine Cours de 3 ème année médecine Syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) Année universitaire 2021 - 2022 Introduction Le SIDA ou syndrome d’immunodéficience acquise est un déficit immunitaire secondaire à l’infection par le VIH « virus d’immuno-déficience humaine». Induit un déficit immunitaire cellulaire en infectant les lymphocytes TCD4+ et la lignée monocytes/macrophages. Le stade SIDA est le dernier stade de l’infection VIH aboutissant au décès le plus souvent par des infections opportunistes. Historique Pr Montagnier et al, isolent un rétrovirus à partir de ganglions de malades et l’appellent LAV - Dénomination de VIH1. - isolement du VIH2 apparenté au VIH-1 Mesure du virus dans le sang par PCR •Identification du CCR5 et CXCR4 • Introduction de la trithérapie anti-rétrovirale hautement active 1981 1983 1984 1986 1987 1993 1994 1996 1Er cas de SIDA rapportés aux USA - Gallo et al isolent le virus: HTLV-III -Rétrovirus -Récepteur CD4 1er TRT antirétroviral l’ Azidovudine (AZT) Prévention de transmission mère/enfant avec l’AZT 38 millions de personnes vivent avec le virus du SIDA en fin 2019 Les 2/3 vivent dans la région sub-saharienne. LAV: lymphadenopathy-associated virus HTLV-III :human T-cell lymphotropic virus type III 2016 25.5 millions En Algérie: • Selon le Laboratoire national de référence (LNR) à l’IPA – 6303 cas séropositifs , 1395 cas de SIDA en 2013. – 9499 cas séropositifs , 1836 cas de SIDA en 2017. - Ces chiffres sont sous-évalués à cause d’un dépistage passif (le plus souvent chez les donneurs de sang) Principales propriétés du VIH Le VIH est un rétrovirus appartenant à la famille des lentivirus. virus à ARN qui possède une enzyme virale : la réverse transcriptase (RT), permettant la transcription de l’ARN viral en ADN pro-viral qui pourra alors s’intégrer au génome de la cellule hôte. Le virus a une taille de 90-120nm. Variabilité virale : la RT fait beaucoup d’erreurs lors de la retrotranscription production de nombreux variants Problèmes thérapeutique et vaccinal Classification Il existe 2 types de virus : • VIH1: -responsable de plus de 98% des infection VIH dans le monde. • VIH2: - rencontré surtout en Afrique centrale. - moins transmissible et moins pathogène mais peut aboutir au SIDA - présente une homologie de 75% avec VIH1 Rarement, possibilité de co-infection VIH1 et VIH2 Structure du VIH Le virus est constitué de:  une enveloppe: formée de 2 gp codées par les gènes env: • gp120: permettant la liaison au CD4, • gp41: protéine transmembranaire associée à la gp120 nécessaire à la fusion. un core: codé par les gènes gag et comportant: • P17: couche protéique externe du core, • P24: couche protéique interne du core, • P7: se lie directement à l’ARN génomique. enzymes codées par les gènes pol: •  ARN monocaténaire. intégrase, transcriptase inverse et protéase. Structure du virus m n 0 0 1 Interactions VIH et système immunitaire VIH et récepteurs: Le récepteur spécifique du VIH : CD4= récepteur de haute affinité « gp120 VIH- CD4 » VIH et co-récepteurs :ligands naturels pour les chimiokines -CCR-5 : récepteur des RANTES, MIP-1α, MIP-1β sur: monocytes-macrophages, cellules dendritiques, et effecteurs Th1 mémoires. -CXCR-4 (fusine). : récepteur SDF-1 sur les LTCD4+ naïfs. Interactions VIH et système immunitaire La 1ère étape de l’infection par VIH est l’attachement puis l’entrée du virus dans la cellule cible. L’attachement se fait via l’interaction entre gp120 et le CD4 de la surface cellulaire mais cette interaction n’est pas suffisante, les co-récepteurs CXCR4 et CCR5 sont nécessaires. - Les souches qui utilisent CCR5 sont dites à tropisme « R5» et celles qui utilisent CXCR4 sont dites à tropisme «X4». Récepteurs et co-récepteurs Récepteurs et co-récepteurs Au stade de primo-infection, les virus sont majoritairement R5. L’apparition de souches X4 traduit l’accélération de la maladie. Les macrophages constituent des réservoirs importants des virus. Remarque : Des déficits d’expression en CCR-5 ont été identifiés correspondant à une délétion de 32 pb au niveau du gène codant le récepteur. - Le déficit homozygote est associé à une résistance vis à vis de l’infection par le VIH. - Sa forme hétérozygote est associée à une évolution plus lente de la maladie. Cellules infectées par le virus microglie T CD4+ Cycle du virus  Après avoir pénétré dans la cellule, le RNA du génome viral est transcrit de façon inverse grâce à la RT pour donner une copie de cDNA (provirus) qui s’intègre dans le génome de l’hôte où il reste latent pour une durée variable.  Lors de la réactivation, le provirus intégré est transcrit et les différents RNA viraux sont épissés puis traduits en protéines qui, avec une nouvelle copie complète du RNA du génome, sont utilisés pour former de nouvelles particules virales. Cycle du virus Cycle du virus Particules du VIH bourgeonnant à la surface d'un lymphocyte TCD4+ infecté (microscope électronique) Transmission • Voie sexuelle: 90% des contaminations • Voie sanguine: piqûre accidentelle, transfusion sanguine, échange de seringues par les toxicomanes • Transmission materno-foetale - in utéro + - accouchement+++ - allaitement ++ Remarque Moins de 1% de transmission si traitement préventif de la mère. Le risque de transmission est fonction de: - La charge virale du contaminant - L’existence d’effractions des barrières cutanéo- muqueuses du contaminé Réponse immunitaire anti-VIH  Immunité innée: - Monocytes-macrophages - Cellules dendritiques - Cellules NK - IFN de type I - Complément  Immunité acquise: - LTCD4+ et CD8+ spécifiques : réponse cellulaire (CTL) - LB spécifiques: réponse humorale (anticorps) Réponse immunitaire anti-VIH L'évolution de l'infection à VIH se déroule en plusieurs étapes aigue 12 Mécanismes de déplétion des lymphocytes TCD4+ La diminution des LTCD4+ relève de plusieurs mécanismes : • Effet cytopathogène direct du virus • Formation de syncitia: cellules géantes multinuclées conséquence de la fusion de plusieurs LTCD4 après liaison entre la gp120 de la cellule infectée avec le CD4 Des cellules infectées ou non • Elimination par les LT cytotoxiques Evolution de l’infection VIH Evolution de l’infection VIH La durée d’évolution de l’infection varie d’un individu à un autre, mais généralement, elle est de 9 à 12 ans. Elle se déroule en 3 phases: 1- Primo-infection correspond à une virémie importante et une stimulation du système immunitaire. Se manifeste par un syndrome d’allure grippale: fièvre, asthénie, courbatures, sueur, arthralgies… A ce stade, une antigiénémie p24 peut être retrouvée. On note souvent une baisse du taux des LTCD4+ qui revient spontanément à la normale. Des Ac anti-HIV sont retrouvés 3 à 12 semaines après cette primo-infection. Le sujet est dit alors séropositif. Réponse cellulaire cytotoxique CD8+ freinant la réplication virale. Evolution de l’infection VIH 2- Phase asymptômatique C’est une phase qui peut durer de 1 à 12 ans. Les patients présentent des adénopathies. A ce stade, le virus est à l’état latent dans les organes lymphoïdes secondaires. - Le taux des LTCD4+ est maintenu - Présence d’Ac anti-HIV - Anomalies biologiques de type : anémie, thrombopénie, leucopénie, lymphopénie, hypergammaglobulinémie. Evolution de l’infection VIH 3- Phase symptômatique : Stade prè-SIDA : ARC (AIDS related complex) -Signes généraux: fièvre prolongée, amaigrissement important, sueurs nocturnes, infections banales (candidose pharyngée). Stade SIDA : -Survenue d’infections à germes opportunistes graves: tuberculose, pneumonie à Pneumocystis jirovecci, néoplasies (syndrome de Kaposi) et manifestations neurologiques. - Augmentation de la charge virale concomitante à la diminution des LTCD4+ (< 200 cellules/mm3) et précédant l’apparition des symptômes. Evolution de l’infection VIH Taux des CD4 +, est considéré comme la méthode standard pour évaluer et caractériser la sévérité de l'immunodéficience liée au VIH. L'épuisement progressif des cellules T CD4 + est associée avec la progression de la maladie à VIH et à une probabilité accrue d'infections opportunistes Taux des CD4 c/mm³ Charge virale Evolution de l’infection VIH La phase chronique Classification immunologique de l’infection à VIH (OMS) Stades Immunodéficience associée au VIH valeurs de TCD4 liés à l'âge <12mois (%CD4) 12 – 35 mois (%CD4) 36 – 59 mois (%CD4) >5ans CD4/mm3 1 2 3 4 Aucune ou non significative Légère Avancée Sévère >35 >30 >25 > 500 30–35 25–30 20–25 350−499 25–29 20–24 15−19 200−349 <25 <20 <15 < 200 Evolution de la phase chronique La phase chronique est classée en 4 stades Les valeurs normales de TCD4 ( adolescents et adultes) varient de 500 à 1500 c/mm3 Stade 1: LTCD4+ >500 c/mm ³ • Asymptomatique • Peut durer plusieurs années • Lymphadénopathie généralisée persistante • Sérologie VIH positive Aspects cliniques Stade 2: LTCD4+ entre 350 et 499 c/mm³ Lymphadénopathie • Perte de poids modérée inexpliquée • Infections respiratoires récurrentes • Zona • Chéilite angulaire • Ulcérations buccales récurrentes • Eruption prurigineuse papulaire • Dermatite séborrhéique • Infections fongiques de l’ongle Le zona Ulcérations de langue Chéilite angulaire Evolution de la phase chronique Stade 3: LTCD4+ entre 200 et 349c/mm³ •Perte de poids sévère inexpliquée •Fièvre persistante inexpliquée depuis plus d’un mois (intermittente ou constante) • Candidose buccale persistante • Leucoplasie chevelue de la langue • Infections bactériennes graves • Stomatite ou gingivite ou parodontite • Anémie inexpliquée • neutropénie (polynucléaires neutrophiles <500 c/uL) • thrombocytopénie chronique <50.000 cellules/uL) Candidose buccale Leucoplasie chevelue de la langue Evolution de la phase chronique Stade 4 (SIDA): LTCD4 <200 c/mm³ Infections opportunistes • Cryptococcose, Cytomégalovirose disséminée. • Tuberculose, Zona… • Pneumocystose à Pneumocystis jirovecci Affections malignes • Sarcome de Kaposi • Lymphomes non Hodgkiniens • Cancer invasif du col utérin Manifestation neurologiques • • encéphalite à CMV • Encéphalite due à l’action directe du VIH • Neuropathie périphérique • Lymphomes cérébraux toxoplasmose cérébrale, cryptococcose méningée Sarcome de Kaposi Survenue des infections opportunistes en fonction du taux des LTCD4+ CD4/mm³ 500 400 200 100 50 Infections bactériennes Herpès Tuberculose Candidose œsophagienne Pneumocystose Toxoplasmose Cryptococcose Cytomégalovirus Mycobactérie atypique Aspergillose Temps Girard PM et al. In Doin SIDA 2004 Diagnostic biologique Le diagnostic biologique de l’infection par le VIH repose sur une stratégie en deux temps :  Dépistage par la technique ELISA ou le test rapide  Confirmation par la technique de Western‐Blot ou immunoblot Diagnostic biologique 1-Tests de dépistage  ELISA: Technique de référence • Technique sensible et spécifique • Détection sérique des Ac anti VIH et/ou Ag P24 On distingue: - Test Elisa 1ère génération: lysats viraux purifiés - Test Elisa 2ème génération: Ags viraux recombinants - Test Elisa 3ème génération: peptides viraux synthétiques (IgG ou IgM dirigés contre VIH-1) - Test Elisa 4ème génération combinée Ag et Ac (Ac IgG ou IgM anti VIH-1,VIH-2 et Ag P24): la plus utilisée. Diagnostic biologique 1-Tests de dépistage  Tests rapides de détection (TDRs) • Principe proche de l’ELISA • Se sont essentiellement des tests immunochromatographiques. • Sérum ou plasma, salive en contact d’une membrane sensibilisée avec des Ags recombinants HIV-1 et HIV-2 • Lecture rapide < 30 mn • Liaison Ag-Ac donnant une coloration visible à l’œil nu • Détection d’Ac anti HIV-1 et anti HIV-2 (pas de détection de P24) non valide non valide négatif positif Diagnostic biologique 2-Test de confirmation  Western Blot • Protéines virales séparées par électrophorèse sur gel de polyacrylamide • Transfert sur membrane de nitrocellulose • La réaction Ag-Ac est visualisée par une bande Diagnostic biologique 2-Test de confirmation  Western Blot Test WB positif selon OMS au moins 2 bandes glycoprotéines (gp120,gp41, gp160) + 1 bande Gag ou Pol) Diagnostic biologique 3-PCR en temps réel (RT-PCR)  Quantification ARN HIV-1 plasmatique (charge virale) Indications : Nouveau-nés de mères séropositives • Suivi thérapeutique • Primo-infection • Diagnostic biologique Algorithme devant une suspicion d’infection VIH - ELISA combinée + Absence d’infection Sauf exposition VIH dans les 6 semaines précédentes Western Blot immunoblot + -/ou indéterminé ELISA combinée sur 2ème prélèvement - + ARN viral ou P24 + - Infection virale confirmée Erreur identification contrôle sérologique primo infection probable primo infection probable contrôle 1 à 2 semaines Absence d’infection probable réaction non spécifique contrôle sérologique Suivi biologique Il repose principalement sur : • L’évaluation du rapport CD4/CD8 • L’évaluation de la charge virale plasmatique : - Dosage de l’Ag p24 - Nombre de copies d’ARN viral/ml Traitement Objectifs du traitement antirétroviral • Abaisser au maximum la charge virale • Restaurer l’immunité (le taux des LTCD4+) • Freiner (arrêter) la progression de la maladie • Diminuer la contagiosité et donc réduire le risque de transmission horizontale ou verticale Le traitement de l’infection par le VIH est basé sur l’utilisation d’antirétroviraux (ARV) qui agissent sur les différentes étapes du cycle de la réplication virale. Traitement Inhibiteurs de la transcriptase inverse : • Empêchent la transcription de l’ARN viral en ADN pro-viral. Inhibiteurs de la protéase : • Empêchent la protéase de cliver les protéines qui interviennent dans la génération de nouveaux virions. • Inhibiteurs de fusion entre l’enveloppe virale et la membrane cellulaire. Inhibiteurs de l’intégrase: • Inhibent l’ntégration du provirus dans le génome de la cellule. Le traitement comporte en général, l’association de trois antirétroviraux différents (trithérapie). Traitement Cette trithérapie : • Inhibe de façon efficace la réplication virale • Restaure le taux des LTCD4+ • Evite le développement du sida Remarque: Une personne VIH positif qui débute un traitement, aura la même espérance de vie qu’une personne VIH négatif du même âge. Le traitement antirétroviral donne de meilleurs résultats lorsqu’il est entamé très tôt après l’infection à VIH. Le risque de transmission du VIH est < 1 % avec le traitement antirétroviral bien conduit.
FACULTÉ DE MÉDECINE D’ALGER Module d’Immunologie IMMUNOTHÉRAPIE - IMMUNOSUPPRESSION Cours : Année universitaire : 2021 - 2022 Immunothérapie - Immunosuppression PLAN DU COURS I- INTRODUCTION II- VACCINS ET ADJUVANTS A- Histoire de la vaccination B- Réponse immunitaire post-vaccinale classique : Anticorps neutralisants C- Types de vaccins a- Vaccins vivants atténués b- Vaccins inactivés c- Antigènes vaccinaux purifiés D- Voies d'administration des vaccins E- Adjuvants F- Protections individuelle et collective G- Défis actuels de la vaccination III- ANTICORPS THÉRAPEUTIQUES ET PROTÉINES DE FUSION A- Immunogénicité des anticorps thérapeutiques B- Anticorps thérapeutiques neutralisant des cibles solubles C- Anticorps thérapeutiques antagonistes D- Anticorps thérapeutiques cytolytiques E- Bio-médicaments anti-TNF alpha IV- IMMUNOTHÉRAPIE CELLULAIRE A- Immunothérapie cellulaire adoptive associée à la greffe allogénique hématopoïétique a- Maladie du greffon versus hôte (GvH) b- Effet greffon versus leucémie (GvL) B- Immunothérapie cellulaire adoptive autologue a- Immunothérapie cellulaire adoptive anti-tumorale b- Immunothérapie cellulaire adoptive anti-infectieuse C- Immunothérapie cellulaire active : les cellules dendritiques comme vaccin cellulaire V- IMMUNOSUPPRESSEURS A- Implication des immunosuppresseurs dans la réponse immunitaire B- Classification des immunosuppresseurs a- Inhibiteurs du premier signal : Inhibiteurs de la calcineurine b- Inhibiteurs du deuxième c- Inhibiteurs du troisième signal d- Inhibiteurs du quatrième signal : Antiprolifératifs e- Anti-foliques f- Alkylants g- Glucocorticoïdes h- Anticorps bloquants ou déplétants i- Rituximab VI- IMMUNOTHÉRAPIE SPÉCIFIQUE DE L’ALLERGÈNE A- Principes et modalités de l'immunothérapie spécifique de l'allergène a- Principe général de l'immunothérapie spécifique de l'allergène b- Modalités pratiques de l'immunothérapie spécifique de l'allergène B- Mécanismes d’action de l'immunothérapie spécifique de l'allergène a- Mécanismes immunologiques précoces de l'ITS : désensibilisation des effecteurs de l'allergie b- Mécanismes immunologies tardifs de l'ITS : reprogrammation du système immunitaire 2 Immunothérapie - Immunosuppression I- INTRODUCTION L’immunothérapie ou immuno-intervention consiste à administrer des substances biologiques stimulant le système immunitaire d’un individu afin de : o Protéger cet individu contre une maladie donnée en instaurant une immunité spécifique : o Moduler la réponse immunitaire (RI) en cas d’exacerbation (états d’hypersensibilité, cancers ou maladies auto-immunes). II- VACCINS ET ADJUVANTS La vaccination est un processus qui consiste à stimuler la RI adaptative protectrice d’un individu donné en l’exposant à des formes non pathogènes ou à des composants de micro-organismes vis-à-vis desquels il doit être immunisé. Dans un vaccin, la substance active est un immunogène. La vaccination peut être à visée : - Prophylactique, donc, préventive de l’infection ; - Thérapeutique entrant dans la prise en charge de patients chroniques atteints de cancers, de MAI ou de maladies infectieuses. Dans ce cours, nous allons aborder juste la vaccination prophylactique. A- Histoire de la vaccination Le développement des vaccins contre des infections a été l'un des grands succès de l'immunologie. Il a permis : - l'éradication de la variole grâce à un programme mondial de vaccination. - La poliomyélite sera vraisemblablement la seconde maladie éradiquée par la vaccination. D'autres maladies ont été, en grande partie, contrôlées grâce à la vaccination permettant ainsi d’éviter 2 à 3 millions de décès par an de par le monde. Déjà 3000 ans avant notre ère, des écrits ont rapporté que les égyptiens utilisaient des croûtes séchées de vaches atteintes de variole pour prévenir cette infection chez l’homme. Divers travaux ont montré la reprise de cette pratique, par la suite. Cependant, ce n'est qu'en 1796 que le médecin Anglais Edward Jenner décrit, officiellement, l'immunisation efficace de l’enfant James Phipps âgé de 8 ans, à l'aide du pus prélevé sur la main de Sarah Nelmes, une fermière infectée par la vaccine. Cette pratique s'est répandue progressivement à l'époque dans toute l'Europe. C'est pour cette raison que le mot vaccination vient du latin vacca qui signifie « vache ». Le principe d'action de la vaccination a été expliqué par Louis Pasteur et ses collaborateurs Émile Roux et Émile Duclaux, à la suite des travaux de Robert Koch ayant établi le lien entre les micro-organismes et les maladies infectieuses. La première vaccination réalisée par Louis Pasteur fut celle d'un troupeau de moutons contre le charbon le 5 mai 1881. Sa première vaccination humaine fut celle d'un enfant contre la rage le 6 juillet 1885. Il faut remarquer que contrairement à la plupart des vaccinations, cette dernière fut effectuée après l'exposition au risque, ici la morsure du jeune Joseph Meister par un chien enragé, et non avant. Celle-ci a pu être efficace du fait que le virus de la rage progresse lentement dans le système nerveux. B- Réponse immunitaire post-vaccinale classique : Anticorps neutralisants Le but principal des vaccins est d'induire une protection contre une maladie infectieuse. Pour beaucoup d'entre eux, celle-ci passe par l'induction d'Ac – le plus souvent neutralisants – qui persistent plus ou moins longtemps dans le sérum des patients. Cette réponse humorale spécifique est mesurable et peut être utilisée pour savoir si un sujet est vacciné efficacement (sérologies pour les vaccins contre l'hépatite B ou le tétanos). Il est important, toutefois, de comprendre que les sérologies classiques permettent d'apprécier 3 Immunothérapie - Immunosuppression quantitativement et non qualitativement des Ac et que des tests complémentaires sont parfois nécessaires pour s'assurer de la protection induite par la vaccination. - Lors de la première exposition à un Ag vaccinal, la RI est lente et peu spécifique, s'exprimant initialement par la production d'IgM. - Lors de nouveaux contacts avec l'Ag, comme dans le cadre des rappels vaccinaux, le délai de réponse se raccourcit et les Ac atteignent des taux beaucoup plus élevés. Il s'agit alors, essentiellement, d'Ac d'isotype IgG dont la spécificité est beaucoup plus grande. Parallèlement, les réactions cellulaires sont accélérées et intensifiées. En fait, la protection vaccinale repose sur l’induction de lymphocytes mémoires et de plasmocytes à longue durée de vie. Ainsi, à la première dose de vaccin administré, les plasmocytes augmentent jusqu’à la 6ème semaine puis diminuent lentement et les lymphocytes B (LB) mémoires atteignent leur titre maximal au bout de 10 à 15 semaines avant de décroitre également. Les LB mémoires contribuent à la production rapide d'Ac plus affins (affinité élevée) et à une augmentation du nombre de cellules mémoires lors de stimulations antigéniques ultérieures telles que les rappels vaccinaux. Par ailleurs, l’importance de l’induction de ces deux populations cellulaires, après vaccination, varie en fonction du type de pathogène utilisé. Ainsi, lorsque la durée d’incubation d’une maladie est : - Courte (infection à Streptococcus Pneumoniae, par exemple), il est indispensable d’avoir une synthèse de base importante en Ac avec des taux élevés et, donc, d’activer de manière optimale les plasmocytes à longue durée de vie. - Longue (infection par HBV, par exemple), la stimulation par le pathogène des LB mémoires permet de contrôler l’infection. Ainsi, pour certaines infections, il faut s’assurer d’avoir des taux résiduels suffisants en Ac alors que pour d’autres, il suffit juste d’avoir des LB mémoires et, donc, une réponse efficace. C- Types de vaccins Trois types de vaccins sont à distinguer : - Vivants atténués ; - Inactivés ; - Ag vaccinaux purifiés (sous-unités d’agents infectieux et anatoxines). a- Vaccins vivants atténués Ce sont les meilleurs immunogènes. Ils sont, généralement, obtenus par passages successifs de l'agent infectieux, sur des cultures cellulaires visant à atténuer sa virulence. Ces vaccins ont l'avantage d'induire une immunité mimant l'infection par la souche microbienne sauvage mettant en jeu la RI innée et une RI adaptative humorale et cellulaire T CD4+ et CD8+. Le vaccin étant vivant est capable de diffuser dans l'organisme et d'induire des réponses dans différents sites anatomiques. Les problèmes majeurs de ces vaccins sont : - le risque de retour à la virulence : vaccin anti-poliomyélite avec une réversion de type neuro-virulence dans 1/500 000 cas de vaccinations ; - la transmission d'un individu à l'autre quand le receveur est immunodéprimé. b- Vaccins inactivés Il s'agit d'agents infectieux entiers inactivés par des méthodes physiques comme la chaleur. Ces vaccins sont, en général, très bien tolérés. Le recours à des adjuvants, pour augmenter leur efficacité, peut, 4 cependant, poser des problèmes de tolérance. Ces agents inertes ne diffusent pas. Ils induisent une réponse, essentiellement, de type humoral (Ac) associée à une réponse cellulaire T CD4+ nécessaire pour que la réponse B soit optimale. Immunothérapie - Immunosuppression c- Antigènes vaccinaux purifiés Les Ag vaccinaux peuvent être des protéines : - Responsables d'une activité du pathogène : exemple des toxines tétanique et diphtérique ; - Inactivées avant leur administration : anatoxines mais présentant la même immunogénicité que le pathogène en question ; - Il peut, également, s'agir de protéines cibles des Ac protecteurs (hépatite B). La réponse à ce type de vaccin est, majoritairement, de type humoral (Ac). Certains Ag vaccinaux requièrent d'être couplés à des protéines pour augmenter leur immunogénicité. Ainsi, les polysaccharides du Streptococcus Pneumoniae peuvent stimuler directement des LB dans la rate et induire la production d'Ac d’isotypes IgM et IgG2. Ce type de vaccin n'induit pas de réponse mémoire (vaccin Pneumovax®). Par contre, le couplage des polysaccharides à de l'anatoxine diphtérique inactivée permet d'obtenir, à la fois, une réponse Ac de type IgG grâce aux LT CD4+ stimulés par les cellules dendritiques (DC) et une réponse B de type mémoire (vaccin Prevenar® 7 ou 13). D- Voies d'administration des vaccins Le vaccin idéal est un vaccin vivant atténué, délivré par voie muqueuse, qui permet de stimuler la production d'IgA sécrétoires protégeant les individus contre l'infection naturelle. Si cette voie a été utilisée avec succès dans certains cas (vaccin anti-poliomyélite type Sabin) elle reste, actuellement, marginale. Les vaccins sont, donc, habituellement, inoculés par voie sous-cutanée (SC), intramusculaire (IM) ou intradermique (ID). Initialement, le choix de la voie d'administration reposait sur des données empiriques, issues d'habitudes de pratique clinique, ou de constatations clinico-biologiques (obtention d'un meilleur taux d'Ac). Les progrès récents obtenus dans la caractérisation des DC ont permis de montrer que le site d'injection (épiderme, derme superficiel, derme profond ou hypoderme) influençait le type de DC (cellules de Langerhans, DC dermales) mis en jeu et pouvait être la source de réponses adaptatives différentes (Ac ou réponses T CD4+ ou T CD8+). E- Adjuvants Les adjuvants constituent un groupe de substances ayant pour but d'aider, du latin « adjuvare », la RI en stimulant, notamment, la RI innée. Leur développement a été justifié par la nécessité d'amplifier la RI lorsque le vaccin seul n'est pas capable d'induire une immunité protectrice efficace et de longue durée, ceci est le cas des vaccins sous-unitaires ou inactivés. Leur nature (mycobactéries tuées, huiles, sels d'aluminium, microparticules, squalanes, ligands des PRRs…) et leurs mécanismes d'action peuvent être très variables. Les adjuvants visent globalement à : - Accroître l'amplitude de la RI à un niveau populationnel afin de couvrir au mieux un plus grand nombre de personnes, ceci est important notamment en cas d'épidémie ; - Augmenter l'amplitude de la RI à un niveau individuel, ceci est nécessaire chez des patients ayant une RI non optimale : sujets immunodéprimés, sujets âgés ; - Réduire la quantité d'Ag vaccinaux et le nombre d'injections nécessaires (dose sparing). Tous les adjuvants ne sont pas utilisés en médecine humaine. Historiquement, ces adjuvants ont été mis au point de manière empirique. Les adjuvants les plus utilisés sont les adjuvants à base de sels d'aluminium 5 Immunothérapie - Immunosuppression utilisés depuis les années 1920. Ils sont représentés par les précipités d'hydroxyde (Alhydrogel®) ou phosphate d'aluminium (Adju-Phos®) sur lesquels sont adsorbés des Ag vaccinaux. Ils n'ont pas les mêmes propriétés. L'alun, utilisé par exemple pour les vaccins « toxiniques » (tétanos, diphtérie), permet un dépôt local et une agrégation des protéines vaccinales. Dans ces préparations, la concentration en adjuvant est cruciale. En effet, si une augmentation de l'immunogénicité du vaccin est observée avec l'augmentation de la concentration de l'aluminium, une trop forte concentration peut réduire cette immunogénicité en recouvrant et en masquant totalement les Ag vaccinaux. L'utilisation d'alun permet d'obtenir une efficacité supérieure à la protéine seule en primo-vaccination mais pas lors des rappels. Les adjuvants en cours de développement ont été sélectionnés sur des bases plus scientifiques. Les agonistes des Toll-Like Receptors (TLR) sont utilisés comme adjuvants pour leur rôle majeur dans la maturation des DC. Certains agonistes peuvent également activer directement les LT et LB. Si certains vaccins atténués ou inactivés activent spontanément les TLR des DC, ceux comportant uniquement des fractions protéiques en sont incapables. Ainsi, plusieurs agonistes des TLR (poly IC via TLR3, analogues du LPS bactérien via TLR4, CpG via TLR9…) sont en cours d'évaluation pour améliorer la réponse vaccinale. F- Protections individuelle et collective La vaccination permet une protection individuelle de sujet vacciné, en induisant, un état d'immunité, mais également une protection collective des sujets non vaccinées, appelée immunité de groupe (herd immunity). Cette protection se manifeste, pour des infections à transmission interhumaine. Cet effet de protection de groupe repose sur une moindre diffusion du pathogène au sein d'une communauté si une partie des sujets sont vaccinées. En effet, le fait d'être vacciné contre une maladie infectieuse évite la multiplication de l'agent pathogène et, par conséquent, sa transmission au sein d'une collectivité. Dans une population non vaccinée, un sujet nouvellement infecté par un agent pathogène va transmettre l'infection à un certain nombre de personnes de son entourage. Chacune d'entre elles va à son tour contaminer un nombre équivalent d'individus réceptifs et ainsi de suite. Ceci est à la base de la croissance exponentielle du nombre de sujets infectés par ce nouvel agent pathogène arrivant au sein de cette population réceptive (non immunisée) et explique les phénomènes épidémiques (cas de la pandémie du COVID-19). À l’inverse, dans une collectivité correctement vaccinée, la plupart des sujets contaminés seront des personnes présentant une immunité individuelle chez qui l'agent pathogène ne pourra pas se multiplier. Ces personnes ne permettront donc plus la poursuite de la circulation de l'agent pathogène. Elles agissent comme un rempart entre l'agent pathogène et les individus non vaccinés non protégés susceptibles de contracter l'infection. Cette protection indirecte est indispensable pour protéger les sujets ne pouvant pas recevoir de vaccin ou les individus présentant une contre-indication à la vaccination. En cas d'épidémie, le taux de transmission de la maladie d'un individu à un autre permet de calculer le taux de couverture nécessaire pour contenir la diffusion de l'agent pathogène à l'ensemble de la population. Chaque pays met en place sa propre politique vaccinale. En France, le calendrier vaccinal a été modifié et rend désormais 11 vaccins obligatoires chez le nouveau-né (coqueluche, Haemophilus influenzae b, hépatite B, méningocoque C, pneumocoque, rougeole, oreillons, rubéole, diphtérie, tétanos et poliomyélite). L'obligation vise à obtenir une couverture vaccinale suffisamment large pour que chaque individu soit protégé et que ceux qui ne peuvent être vaccinés pour des raisons médicales soient protégés par l'effet d'immunité de groupe. G- Défis actuels de la vaccination Le but le plus évident de la vaccination est d'induire chez un individu une protection contre un agent infectieux. Toutefois, à côté de cette protection individuelle, la finalité de la vaccination est d'agir sur 6 Immunothérapie - Immunosuppression l'ensemble d'une population, aboutissant parfois à l'éradication d'un agent infectieux. Les conditions nécessaires pour aboutir à l'éradication sont au final rarement réunies, expliquant que les vaccinations resteront encore, pendant longtemps, des armes indispensables dans la lutte contre les maladies infectieuses. Par ailleurs, malgré des progrès importants au cours du XXIème siècle, nous ne disposons pas de vaccins efficaces contre un grand nombre de pathogènes, pour plusieurs raisons : - La première est liée à la nature des pathogènes et à la méconnaissance des mécanismes immunitaires à mettre en place pour se prémunir contre eux (cas du VIH pourtant très immunogène). - La seconde est la nécessité d'obtenir une RI de type cellulaire, indispensable pour le contrôle de certains pathogènes, notamment viraux. Pour déclencher ce genre de réponse, il est nécessaire de faire pénétrer les Ag à l'intérieur des cellules, en particulier des DC. Des virus atténués sont susceptibles d'atteindre un tel objectif mais il n'existe que quelques exemples de virus ayant été modifiés avec succès, de telle sorte qu'ils restent capables d'infecter les cellules et sont à la fois immunogènes et inoffensifs. Ces approches comprennent deux types différents de vaccins : - vecteurs viraux non réplicatifs ; - vaccins ADN. Dans le premier cas, un vecteur viral rendu non réplicatif, voire non propagatif, est utilisé. L'ADN codant pour le ou les Ag protéiques y est inséré en présence ou non d'une molécule adjuvante. Les avantages sont une bonne pénétration de ces vecteurs dans les tissus et ainsi une bonne prise en charge par les CPA permettant d'induire une réponse lymphocytaire T. Il peut cependant exister une immunité dirigée contre ces vecteurs, notamment de type humoral (Ac) préexistante ou secondaire à la vaccination, à l'origine de leur inefficacité ou d'éventuels effets secondaires limitant ainsi leur ré-administration. Ces vecteurs appartiennent à la famille des adénovirus, des poxvirus dérivés de la variole, des virus de l'herpès, voire même certains lentivirus. La seconde approche consiste à immuniser des individus avec un fragment d'ADN codant pour un Ag microbien inséré dans un plasmide bactérien. Le plasmide est ingéré par les CPA de l'hôte et l'Ag est, ainsi, produit à l'intérieur des cellules. L'ADN est administré soit par injection, soit à l'aide de procédés permettant l'intégration du plasmide dans les cellules du tissu (« électro-poration » ou gene- gun). Ces vaccins sont actuellement en cours d'expérimentation. III- ANTICORPS THÉRAPEUTIQUES ET PROTÉINES DE FUSION L'usage thérapeutique des Ac commence dès les années 1890 avec l'administration de sérum de chevaux immunisés contre la toxine diphtérique pour guérir le croup, alors même que le terme d'Ac n'existe pas encore. Après la sérothérapie antidiphtérique, suivront les sérothérapies antitétanique, antivenimeuse, anti- pesteuse, anti-méningococcique, et bien d'autres, déclenchant une première révolution thérapeutique. La purification de la fraction immunoglobulinique du sérum ou du plasma, la production de fragments Fab et F(ab')2 et le recours à des plasmas humains dès que cela fut envisageable, ont par la suite permis d'améliorer la tolérance de ces préparations. En 1975, Georges Köhler et Cesar Milstein mettent au point la technologie des hybridomes qui permet d'immortaliser et de faire proliférer des clones de LB de souris produisant chacun un seul type d'Ac. Ces Ac, dits monoclonaux, reconnaissent un seul épitope. Grâce à l'ingénierie moléculaire (technologie des protéines recombinantes), il fut ensuite possible de rendre ces Ac monoclonaux de plus en plus humains, puis totalement humains, et de construire des protéines thérapeutiques comprenant une portion Fc d'IgG humaine (protéines de fusion). Ces progrès ont permis que les Ac recombinants et les autres bio-médicaments apparentés révolutionnent à nouveau la thérapeutique à partir de la fin des années 1990 avec des progrès continus qui leur permettent de soigner 7 Immunothérapie - Immunosuppression de plus en plus de maladies. Ils sont maintenant durablement installés dans l'arsenal thérapeutique et leur nombre va sensiblement s'accroître dans les prochaines décennies (plus de 500 sont actuellement en essai clinique), sans compter l'apparition des bio-similaires à l'expiration des brevets (similaires en termes de qualité et d'efficacité). A- Immunogénicité des anticorps thérapeutiques Les Ig sont des protéines, donc potentiellement immunogènes et leur administration comporte un risque d'induction d'Ac (Ac anti-Ac ou Ac anti-drogue « ADA », anti-drug antibodies). La production d’Ac anti-bio- médicament peut entraîner une diminution d'efficacité par neutralisation et/ou accélération de la clairance. Par ailleurs, des réactions immunitaires indésirables peuvent survenir, à type d'anaphylaxie (HS de type I), de maladie sérique (HS de type III) ou simplement de réactions au point d'injection. Les différentes étapes du processus d'humanisation des anticorps monoclonaux ont conduit au remplacement des domaines constants puis des régions charpentes des domaines variables des Ig murines (de souris) par leurs homologues humains, réduisant leur potentiel immunogène, augmentant leur durée d'action et leur efficacité in vivo. Les suffixes (m)omab, ximab, zumab, (m)umab retracent les progrès de cette ingénierie, puisqu'ils correspondent respectivement aux Ac monoclonaux murins, chimériques, humanisés et humains. Cependant, quel que soit l'anticorps dérive de gènes le degré d'humanisation, et même si d'immunoglobulines humains, le paratope reste issu d'une recombinaison génétique unique et garde un certain potentiel d'immunogénicité (idiotype). Autrement dit, tout Ac même humain reste potentiellement immunogène. La meilleure façon de classer les Ac thérapeutiques et les autres bio-médicaments modulateurs est de s'appuyer sur leurs mécanismes d'action : - Ac neutralisant des cibles solubles ; - Ac antagonisant des récepteurs membranaires ; - Ac reconnaissant des Ag membranaires et provoquant la mort des cellules-cibles. B- Anticorps thérapeutiques neutralisant des cibles solubles Si l'Ac se lie à l'Ag avec suffisamment d'affinité et que l'épitope reconnu concerne un site critique dans la fonction de l'Ag cible, l'Ac exerce une action de neutralisation. Décrite dès les origines de la sérothérapie, cette action pharmacologique simple et efficace est toujours utilisée. À peu près tous les formats peuvent être utilisés puisque c'est le paratope ou le site de liaison des protéines de fusion qui contribuent avant tout à l'activité. On trouve ainsi des IgG entières (IgG1, IgG2 ou IgG4), des PFFc intégrant des domaines extra-cellulaires de récepteurs ou des fragments Fab et F(ab')2 qui sont par définition dépourvus de Fc et ont une courte demi-vie plasmatique. Ces derniers ne peuvent donc être employés que dans des situations aiguës (envenimation, intoxication) ou en administration locale (ranibizumab en intraoculaire). Utiliser des fragments d'Ac en administration systémique et pour des maladies chroniques reste néanmoins possible à la condition d'employer diverses astuces pour prolonger leur durée de vie : pégylation préalable du fragment (conjugaison chimique de résidus polyéthylène glycol, comme pour le certolizumab pégol). Les cibles antigéniques peuvent être exogènes (venins, toxines, virus), mais sont le plus souvent des protéines de l'organisme (cytokines, facteurs de croissance, protéases, etc.). Le bio-médicament empêche alors l'interaction entre ces molécules ou ces virus avec leurs partenaires moléculaires dans l'organisme (récepteurs cellulaires, substrats, etc.). Lorsque la cible est un composé propre à l'organisme, les conséquences de cette neutralisation sont une abolition des fonctions de ce composé, sur laquelle reposent les effets thérapeutiques (et parfois certains effets secondaires). 8 Immunothérapie - Immunosuppression C- Anticorps thérapeutiques antagonistes Cibler spécifiquement un récepteur membranaire et bloquer la liaison de son ou de ses ligands ou son fonctionnement n'est devenu réellement possible qu'avec les Ac monoclonaux qui ont permis de démembrer les antigènes de surface dès la fin des années 1970. Comme pour les Ac neutralisants, les Ac spécifiques d'un récepteur membranaire ne sont antagonistes que s'ils reconnaissent des épitopes impliqués dans la reconnaissance des ligands et qu'ils interfèrent avec la liaison. De ce fait, les Ac antagonistes de récepteurs ont des profils d'activité qui ne sont pas très différents de ceux des Ac neutralisant leur ligand à moins que le récepteur n'ait plusieurs ligands ou que le ligand n'ait plusieurs récepteurs. Ainsi à titre d'exemple, le « bévacizumab » ne neutralise que VEGF-A et l'empêche d'interagir avec l'un et l'autre de ses récepteurs (VEGFR1 et VEGFR2) tandis que le ramucirumab antagonise le seul récepteur VEGFR2, l'empêchant d'être reconnu par VEGF-A, VEGF-B et VEGF-D. Les bio-médicaments antagonistes utilisés en thérapeutique peuvent être regroupés en selon le type de récepteurs qu'ils reconnaissent. Comme pour les Ac neutralisants, ils peuvent être de tous les formats (toute sous-classe d'IgG, protéines de fusion et fragments), puisque c'est essentiellement la reconnaissance par le paratope qui importe. Néanmoins, puisqu'il s'agit de cibles membranaires, les Ac antagonistes de sous-classe IgG1 pourraient également activer des fonctions effectrices (activation du complément, recrutement de cellules cytotoxiques ou phagocytaires portant des FcγR) et exercer une activité cytolytique sur la cellule-cible. Ceci peut être bénéfique pour des Ac antagonistes de récepteurs de facteurs de croissance exprimés par des cellules cancéreuses mais délétère pour des cellules saines. En pratique, certaines IgG1 n'exercent cependant pas ou peu d'activité cytotoxique (basiliximab). Malgré tout, pour éviter tout risque de cytopénie, la tendance est d'utiliser de plus en plus les IgG2 ou les IgG4 qui activent peu les fonctions effectrices, ou des IgG1 rendues « silencieuses » par mutation, avec élimination ou non des résidus N-glycanniques du domaine CH2 de l’Ig. La plupart des Ac antagonistes ont des propriétés immunosuppressives utiles dans le traitement de nombreuses maladies inflammatoires et auto-immunes, par blocage de récepteurs cytokiniques, de molécules d'adhésion ou de molécules de co-stimulation, ce qui peut entraîner des risques de sensibilité accrue aux infections (voire à certains cancers). Mais certains Ac antagonistes présentent des effets diamétralement opposés dès lors qu'ils ciblent les points de contrôle de l'activation immunitaire (récepteurs impliqués dans le contrôle de l'activation des lymphocytes), ce qui réactive des LT anti- tumoraux mais peut conduire à « réveiller » des lymphocytes auto-réactifs anergisés, avec un risque d'induction d'auto-immunité. Ces Ac sont indiqués dans le traitement d'un nombre croissant de cancers. D- Anticorps thérapeutiques cytolytiques Ces Ac reconnaissant des Ag membranaires ont été sélectionnés pour exercer un effet cytolytique ou cytotoxique indépendamment de la fonction de l'Ag-cible. Ils ne sont, donc, pas classés par familles de cibles moléculaires contrairement aux Ac neutralisants et antagonistes, mais par type cellulaire ciblé. Ils comprennent des Ac polyclonaux et surtout des Ac monoclonaux de la sous-classe IgG1 humaine, capables d'activer le complément par la voie classique ce qui favorise la formation du complexe d'attaque membranaire (lyse directe) ainsi qu'une opsonisation par le C3b/C3bi et/ou de recruter les cellules effectrices de l'immunité exprimant des FcγR. Certains possèdent, en outre, des capacités propres à induire des phénomènes d'apoptose ou à concentrer les Ag cibles dans des micro-domaines membranaires pour favoriser l'activation du complément. Enfin, à l'inverse des Ac antagonistes où la tendance est aux IgG1 rendues silencieuses, apparaissent des IgG1 dopées par mutation protéique ou ingénierie glycannique afin d'accroître leurs capacités à recruter des effecteurs de l'immunité et leur activité cytotoxique. 9 Immunothérapie - Immunosuppression Une dernière catégorie, encore émergente, est à rattacher aux Ac cytolytiques. Il s'agit des Ac bispécifiques qui reconnaissant la cible par un paratope et les LT (CD3) par l'autre paratope. Ces Ac forcent donc la reconnaissance de cellules tumorales par des LT CD4+ ou CD8+ indépendamment de la spécificité antigénique du TCR de ces derniers (formation de conjugués effecteur-cible). Il se produit alors un recrutement massif d'effecteurs lymphocytaires, qui déversent leur arsenal cytotoxique sur les cellules tumorales tout en libérant de nombreuses cytokines, source d'effets indésirables en partie contrôlables par l'administration concomitante d'un autre Ac, le tocilizumab (anti-IL-6R). E- Bio-médicaments anti-TNF alpha Ces bio-médicaments méritent d'être mis en exergue parce qu'ils ont révolutionné la prise en charge de inflammatoires chroniques et auto-immunes, notamment en rhumatologie, nombreuses maladies gastroentérologie et dermatologie. Ainsi, bien qu'ils aient tous la propriété de neutraliser le TNFα soluble, ils peuvent aussi, à l'exception de l'étanercept, se fixer sur le TNFα membranaire exprimé par de nombreuses cellules immunitaires et induire une rétro-signalisation qui peut provoquer une apoptose. De plus, trois d'entre eux (infliximab, adalimumab et golimumab) sont des IgG1 et peuvent recruter des fonctions effectrices et entraîner la mort des cellules qui expriment le TNFα membranaire. Ces mécanismes sont probablement essentiels dans le traitement de la maladie de Crohn et de la rectocolite ulcéro- hémorragique (RCUH). L'expérience clinique a montré que les anti-TNFα sont tous très immunogènes (à l'exception de l'étanercept), quel que soit leur degré d'humanisation. Ils sont immunogènes essentiellement par leur idiotype ; fort heureusement, leurs paratopes étant différents, la survenue d'Ac contre l'un d'eux n'empêche pas l'utilisation des autres. Ils sont même beaucoup plus immunogènes que tous les autres Ac. Ceci semble lié à la reconnaissance du TNFα membranaire sur les DC provoquant leur internalisation rapide et leur présentation sous forme de peptides à des LT CD4+. L'immunogénicité des anti-TNFα reste cependant contrôlable en pratique clinique, par une adaptation posologique visant à maintenir des concentrations circulantes suffisantes (une bonne exposition au bio- médicament prévient l'apparition d'ADA). Une dernière particularité des anti-TNFα est de provoquer une sensibilité accrue aux infections bactériennes, non seulement à la tuberculose, mais aussi aux infections pyogènes, ce qui illustre l'importance du TNFα dans la défense contre ces agents pathogènes. Les anti-TNFα sont notamment capables de libérer les mycobactéries maintenues quiescentes par le système macrophagique à la suite d'une primo-infection tuberculeuse. Il est donc important de détecter les antécédents de primo-infection grâce à un test IGRA (Interferon Gamma Release Assay) « QUANTIFERON » et d'instaurer alors un traitement antituberculeux avant initiation du traitement par anti-TNFα. IV- IMMUNOTHÉRAPIE CELLULAIRE L'immunothérapie cellulaire consiste en l'utilisation de cellules immunitaires du patient ou d'un donneur pour obtenir un effet thérapeutique. A- Immunothérapie cellulaire adoptive associée à la greffe allogénique hématopoïétique La greffe allogénique de moelle osseuse (MO), ou également appelée greffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH) constitue une thérapeutique des hémopathies malignes principalement, mais également des hémopathies non malignes de pronostic grave (hémoglobinopathies graves, aplasie médullaire) ainsi des déficits immunitaires sévères. Cette approche thérapeutique constitue parfois la seule approche permettant une guérison, avec toutefois un risque de toxicité importante, notamment sous forme d'une complication immunologique grave, la maladie du greffon contre l'hôte (GvH). 10 Immunothérapie - Immunosuppression Le greffon comprend des progéniteurs et des cellules souches hématopoïétiques ainsi que des cellules immunitaires matures telles que des LT, des cellules NK et des LT régulateurs. Le greffon hématopoïétique est prélevé au niveau de la moelle osseuse ou par aphérèse cellulaire après administration d'un facteur de croissance pour mobiliser les CSH hors de la MO. Ce greffon peut aussi être constitué du sang contenu dans un placenta (greffon placentaire). Les LT du donneur présents dans le greffon, sont responsables d'une RI allogénique dirigée contre : - Tissus sains de l'hôte, avec la possible survenue d'une maladie du greffon contre l'hôte (GvH) ; - Cellules hématopoïétiques résiduelles de l'hôte avec pour conséquence un effet préventif sur le rejet de greffe ; - Cellules malignes hématopoïétiques (et peut-être également les tumeurs solides) avec un effet anti- tumoral important : l'effet greffon versus leucémie (GvL) ou effet greffon versus tumeur (GVT). Ces constatations soulignent que cette greffe hématopoïétique constitue en forme d'immunothérapie cellulaire médiée par des cellules immunitaires transférées d'un donneur à un receveur. Il s'agit donc d'une immunothérapie cellulaire adoptive allogénique. fait une La greffe hématopoïétique allogénique est toujours précédée d'un conditionnement, à savoir un traitement par chimiothérapie associé ou pas à une irradiation corporelle totale. Ce conditionnement d'intensité variable contribue à prévenir le rejet de greffe. L'intensité de ces réactions allogénique dépend de plusieurs facteurs dont l'importance de la disparité HLA entre le donneur et le receveur. a- Maladie du greffon versus hôte (GvH) La GvH aiguë survient dans les trois premiers mois post-greffe avec une fréquence de 25 à 40 % en situation génotypiquement identique (frère ou sœur HLA identique) et fait l'objet d'une prophylaxie systématique par immunosuppresseurs. Alternativement, une déplétion en LT du greffon prévient efficacement la GvH mais au prix d'une augmentation du risque de rejet de greffe et de rechute. - La GvH aiguë touche principalement la peau, le foie et le tube digestif. Le risque de développer une GvH aiguë augmente avec un certain nombre de facteurs comme l'âge, un donneur de sexe féminin pour un receveur de sexe masculin (faisant probablement intervenir une réponse immunitaire de la donneuse contre des Ag mineurs d'histocompatibilités liée à l'Y) et surtout la disparité HLA entre donneur et receveur. Les formes sévères GvH aiguës sont associées avec une mortalité élevée. Le traitement de la GvH aiguë repose essentiellement sur une corticothérapie prolongée associée à la poursuite des traitements préventifs anti-infectieux. Des traitements de deuxième ligne incluent les Ac anti-TNFα ou anti-CD25. - La GvH chronique est une complication survenant au-delà du troisième mois post-greffe et souvent dans les suites d'une GvH aiguë. Elle se caractérise sous une forme localisée ou diffuse : atteinte muqueuse avec un syndrome sec oculaire et/ou buccal ; atteinte cutanée avec des lésions lichénoïdes ou sclérodermiformes ; atteinte hépatique cholestatique ; atteinte hématologique sous la forme d'une thrombopénie. Les mécanismes immunologiques en cause sont complexes et font intervenir font notamment intervenir une dysrégulation thymique et le développement de clones lymphocytaires T et B auto-réactifs. Le traitement de la GvH chronique repose sur la poursuite ou la reprise des immunosuppresseurs (corticoïdes et ciclosporine en particulier). Les risques infectieux sont majeurs et nécessitent la poursuite des prophylaxies anti-infectieuses. 11 Immunothérapie - Immunosuppression b- Effet greffon versus leucémie (GvL) Un grand nombre de données suggère que les LT présents dans le greffon hématopoïétique allogénique jouent un rôle important dans l'éradication des cellules tumorales après greffe. Ces données incluent l'observation d'un taux de rechute deux à trois fois plus important après greffe hématopoïétique déplétée en LT et, surtout, l'efficacité dans certaines hémopathies malignes de l'administration de LT du donneur (DLI ou Donor Lymphocyte le contexte d'une rechute, à distance d'une greffe hématopoïétique. Infusion) dans Il est important de souligner que, même si la survenue d'une GvH aiguë et/ou chronique est associée à un effet GvL, un effet allo-réactif anti-tumoral peut être observé en l'absence de GvH. Ces observations suggèrent que, malgré des antigènes cibles et des cellules effectrices similaires, la GvH et la GvL peuvent être au moins partiellement dissociées sur un plan clinique. Certaines études ont pu établir que les lymphocytes NK du donneur, qui émergent après la prise de greffe dans un contexte d'incompatibilité donneur anti-receveur pour les récepteurs KIR (Killer cell Immunoglobuline-like Receptors), peuvent médier un effet anti-tumoral allo-réactif important (initialement montré dans les leucémies myéloïdes) et favoriser la prise de greffe tout en prévenant la survenue d'une maladie du greffon contre l'hôte. Par ailleurs, il existe des cellules régulatrices (Tregs), CD4+/CD25+ dans un greffon hématopoïétique. Ces cellules, dont on connaît le rôle important dans la prévention des maladies auto-immunes ainsi que dans l'induction d'une tolérance après greffe d'organe, peuvent également moduler l'allo-réactivité après greffe hématopoïétique. B- Immunothérapie cellulaire adoptive autologue a- Immunothérapie cellulaire adoptive anti-tumorale Le SI joue un rôle majeur dans la régulation de la croissance tumorale. Une corrélation a été établie entre la RI anti-tumorale et la capacité à contrôler voire à éliminer le cancer chez certains patients. Ainsi, l'immunothérapie anti-tumorale permet de moduler le microenvironnement tumoral en stimulant les cellules du SI pour éliminer spécifiquement la tumeur. De nombreuses approches sont aujourd'hui disponibles telles que les vaccins et le transfert de cellules immunitaires effectrices, appelé transfert cellulaire adoptif (Adoptive Cell Transfer, ACT). On distingue trois principales approches : - Transfert de lymphocytes infiltrant la tumeur (Tumor Infiltrating Lymphocytes, TIL), - Transfert de LT spécifiques d’Ag tumoraux - Utilisation de cellules NK. 1- Transfert adoptif de TIL Les TIL sont des LT CD8+ ou CD4+ présents dans la tumeur autologue. Ils ont été décrits dans plusieurs cancers et la présence d'un taux élevé de TIL/CD8+ ou TIL/Th1 est un facteur de bon pronostic. Ces lymphocytes sont isolés de la tumeur après dissociation mécanique ou enzymatique, suivie d'une amplification in vitro en présence de cytokines telles que l'IL-2 avant leur injection par voie intraveineuse chez le patient. Cette méthode est majoritairement développée dans le mélanome et l'analyse rétrospective de plusieurs essais cliniques a montré une efficacité en termes de survie. Des réponses cliniques ont été obtenues également après administration de TIL associés à de l'IL-2. L'avantage de l'utilisation des TIL pour une immunothérapie adoptive est qu'elle ne nécessite pas l'identification des Ag reconnus par les LT. En revanche, la part de lymphocytes réactifs à la tumeur au sein de ces TIL réinjectés est variable et leurs fonctions anti-tumorales ne sont pas clairement caractérisées. De plus, à l'exception du mélanome, cette approche est difficilement réalisable car le matériel chirurgical ou la biopsie ne sont pas toujours disponibles. 12 Immunothérapie - Immunosuppression 2- Transfert de lymphocytes T spécifiques d'antigènes de tumeurs o Lymphocytes T cytotoxiques (CTL) Les essais actuels s'orientent vers l'administration de clones T CD8+ cytotoxiques spécifiques d'Ag tumoraux. L'identification de nombreux Ag tumoraux reconnus par des LT du sang périphérique a permis le développement de stratégies de transfert adoptif. Pour obtenir ces lymphocytes, plusieurs étapes in vitro sont nécessaires : stimulation, clonage et amplification. Un inconvénient majeur de cette stratégie est qu'elle peut provoquer la perte de l'expression de l'Ag ciblé par les cellules tumorales par pression sélective. Un autre facteur limitant réside dans la nécessité de réaliser plusieurs étapes de sélection et d'amplification in vitro pour obtenir une grande quantité de LT fortement réactifs à la tumeur, ce qui conduit à l'utilisation de cellules fortement différenciées, ayant une durée de vie limitée après transfert in vivo. De récents progrès ont été réalisés pour dépasser ces limites. Ainsi, les LT peuvent être génétiquement modifiés pour devenir spécifiques d'Ag de tumeur. Deux approches ont été développées : le récepteur des LT (TCR) reconnaissant un antigène tumoral avec une forte affinité (TCR transgénique) et le récepteur les voies de signalisation antigénique chimérique (CAR) utilisant intracellulaire d'un complexe TCR (Chimeric Antigen Receptor ou CAR). Un avantage de cette approche est qu'elle permet de transférer aux patients des lymphocytes moins différenciés et donc avec un meilleur potentiel de survie in vivo. Cette voie très prometteuse est applicable à de nombreux cancers, la seule limite reste l'identification d'Ag immunogènes. la spécificité d'un anticorps et o Lymphocytes T exprimant un TCR transgénique La première étape de la thérapie génique à base de TCR transgénique (Tg) consiste à isoler un clone de LT de forte affinité pour une cible antigénique. Celui-ci peut être isolé à partir des LT provenant de patients en rémission, de souris humanisées immunisées avec des Ag tumoraux humains. Les chaînes α et β du TCR du clone de LT sont isolées et clonées dans un vecteur d'expression génique (Y- rétrovirus ou lentivirus). Le vecteur peut alors être introduit dans les lymphocytes du patient pour leur conférer une spécificité antigénique anti-tumorale. La stratégie basée sur le TCR Tg présente l'avantage de pouvoir cibler des Ag de tumeurs localisées au niveau membranaire mais aussi intracellulaire. De plus, les Ag intracellulaires peuvent être des facteurs impliqués de manière dominante dans l'oncogenèse évitant, ainsi, l'émergence de variants cellulaires n'exprimant plus l'Ag cible. Le principal inconvénient est la restriction à un phénotype HLA donné dans lequel le peptide antigénique est présenté. Son utilisation est donc limitée aux Ag tumoraux protéiques et aux patients qui expriment les molécules HLA reconnues par le TCR Tg. Les CAR qui ne sont pas soumis à ces contraintes représentent une alternative au TCR Tg. o Lymphocytes exprimant un CAR Les CAR sont constitués des parties variables d'un Ac liées ensemble par une séquence de liaison (linker), pour former la région variable à chaîne simple (scFv), associées aux domaines de transduction du signal du TCR. Afin d'optimiser leur fonctionnalité, la structure des CAR a évolué durant ces dix dernières années, donnant lieu à quatre générations de CAR selon les molécules présentes dans le domaine intracellulaire et la capacité à sécréter des cytokines. 13 Immunothérapie - Immunosuppression Bien que la reconnaissance par les CAR soit limitée aux antigènes de surface, ils présentent de nombreux avantages comparés au TCR Tg. Contrairement au TCR Tg, la reconnaissance par les CAR ne nécessite pas d'apprêtement de l'antigène ni d'expression des molécules du CMH par les cellules cibles. Les CAR peuvent donc être utilisés chez les patients quel que soit leur typage HLA et ils peuvent cibler des cellules tumorales qui présentent des anomalies des voies de présentation de l'Ag. Une autre caractéristique des CAR est leur capacité à reconnaître non seulement des antigènes protéiques mais également des antigènes glucidiques et glycolipidiques, élargissant la gamme de cibles potentielles 3- Transfert de cellules NK Les données émanant des allogreffes de cellules hématopoïétiques haplo-identiques dans les hémopathies malignes ont démontré que la présence d'une allo-réactivité des cellules NK (incompatibilité donneur et receveur pour les récepteurs KIR) était associée à une meilleure survie des patients. En effet, les fonctions cytotoxiques des NK du donneur ne sont pas inhibées par les ligands de KIR exprimés sur les cellules du receveur. Des essais sont actuellement en cours pour étendre cette stratégie aux traitements des tumeurs solides. Il s'agit d'injecter des cellules NK allo-géniques provenant du sang de volontaires sains sur la base d'une incompatibilité des ligands de KIR entre donneur et receveur. L'isolement et la purification de cellules NK reposent sur des procédures de tri cellulaire, à partir de cellules mononucléées du sang. Les cellules NK sont activés in vitro avant injection aux patients par de l'IL-2 à forte concentration. Un conditionnement préalable, induisant une lymphopénie transitoire au transfert adoptif de cellules NK, favorise leur survie et leur prolifération chez le receveur. Le transfert de cellules NK peut être réalisé dans un contexte autologue ou allogénique sous réserve de disposer d'un donneur compatible. b- Immunothérapie cellulaire adoptive anti-infectieuse Exemple du transfert adoptif de LT anti-EBV L'administration de LT spécifiques d'Ag viraux peut être utilisée pour contrôler certains syndromes lymphoprolifératifs viro-induits tels que ceux associés au virus d'Epstein-Barr (EBV). L'infection par le virus EBV stimule des RI à la fois humorales et cellulaires. Bien que la présence d'Ac soit importante pour établir le diagnostic, le contrôle de l'infection virale est principalement assuré par l'induction d'une réponse T spécifique. Celle-ci permet de contrôler la réplication virale et la prolifération des LB immortalisés et transformés par l'EBV. Dans certaines situations d'immunosuppression cellulaire, l'absence de réponse immunitaire T peut favoriser le développement d'une lymphoprolifération B associée à l'EBV. Cette hypothèse a été en partie vérifiée in vivo par les protocoles de thérapie cellulaire réalisés après greffe hématopoïétique allogénique. L'administration de LT cytotoxiques du donneur, spécifiquement dirigés contre l'EBV, induit, chez les patients immunodéprimés, la régression de lymphomes B associés à l'EBV. Ces régressions tumorales sont par ailleurs accompagnées d'une diminution de la charge virale EBV dans le sang circulant. D'autres études ont montré que chez des sujets à risque de lymphoprolifération B associée à l'EBV (greffe de moelle), le transfert adoptif de LT cytotoxiques anti-EBV peut être utilisé comme thérapeutique préventive. Ces résultats montrent le bénéfice thérapeutique des LT cytotoxiques du donneur dans la prise en charge des tumeurs liées à l'EBV. Dans les transplantations d'organe solide, l'immunosuppression iatrogène provoque un déficit profond de l'immunité à médiation cellulaire qui expose le receveur au risque de développer une lymphoprolifération associée à l'EBV. Dans ce cas, il est nécessaire d'amplifier la réponse cytotoxique à partir des LT CD8+ du 14 Immunothérapie - Immunosuppression receveur et non du donneur. Le traitement d'un patient transplanté par ces lymphocytes participe à la reconstitution de l'immunité spécifique vis-à-vis de l'EBV. Les méthodes de production de LT anti-EBV sont identiques à celles précédemment décrites pour les LT spécifiques de tumeur. C- Immunothérapie cellulaire active : les cellules dendritiques comme vaccin cellulaire L'utilisation de ces cellules dans des essais cliniques a été possible grâce au développement de techniques permettant de les produire en grand nombre à partir de monocytes dérivés du sang ou de progéniteurs hématopoïétiques CD34+ en utilisant des cytokines telles que le GM-CSF et l'IL-4. Les DC dérivées d'un donneur HLA-compatible ou du patient peuvent être chargées in vitro avec un Ag viral ou tumoral le plus souvent sous forme de peptides capables de se fixer sur les molécules HLA, modifiées génétiquement avec l'ADN ou ARN codant pour ces mêmes protéines, incubés avec du lysat de tumeur ou de lignées tumorales ou être fusionnés avec des cellules tumorales. Puis, ces cellules sont réinjectées par voie SC, intradermique ou directement dans les ganglions lymphatiques. Elles sont alors d'excellentes cellules activatrices des LT cytotoxiques spécifiques du peptide présent sur la cellule cible infectée ou tumorale. Les résultats des essais cliniques ont montré l'induction de RI fréquentes mais de faible intensité. De nombreux facteurs contribuent à l'échec des traitements à base de DC, notamment les difficultés de migration aux sites de la tumeur et l'environnement tumoral immunosuppresseur qui inhibe la maturation des DC. L'association du transfert de DC avec d'autres stratégies d'immunothérapies est en cours d'évaluation dans de nombreux essais cliniques. V- IMMUNOSUPPRESSEURS La découverte puis l'utilisation de drogues immunosuppressives dans la deuxième moitié du XXème siècle, ont été les événements clés rendant possibles les greffes d'organes, ainsi que le traitement de certaines MAI. C'est essentiellement à partir des années 80, avec l'arrivée des anti-calcineurine que la transplantation d'organes a pris son essor et depuis de nouvelles familles de molécules sont venues compléter l'arsenal, permettant de répondre au mieux aux mécanismes de la RI menant naturellement au rejet. A- Implication des immunosuppresseurs dans la réponse immunitaire Le but des immunosuppresseurs (IS) est d'empêcher les RI indésirables vis-à-vis du transplant mais qui suivent les étapes classiques de toute activation immunologique. L'immunosuppression peut être obtenue à différents niveaux de ces réponses en bloquant : - Présentation de l'Ag ; - Activation et la prolifération lymphocytaires ; - Migration lymphocytaire et/ou l'infiltration tissulaire par les lymphocytes activés. Les lymphocytes étant les agents effecteurs principaux des rejets, un premier niveau d'IS peut être obtenu aussi par une déplétion lymphocytaire mais de façon transitoire en début de greffe ou dans un contexte aigu de rejet. En pratique, la majorité des immunosuppresseurs actuellement utilisés en entretien bloquent la réponse lymphocytaire en inhibant un des quatre signaux d’activation des LT. Cette dernière, déclenchée par la stimulation du TCR, induit : - Signal 1 : aboutissant à la synthèse de cytokines, particulièrement l’IL-2 ; - Signal 2 : signal de co-stimulation qui active la constitution de la synapse immunologique, diminue le seuil d’activation, augmente la prolifération/différenciation et augmente les mécanismes de survie ; 15 - Signal 3 : signal de progression du cycle cellulaire de la phase G1 à la phase S suite à la fixation Immunothérapie - Immunosuppression autocrine ou paracrine de l’IL-2 synthétisée ; - Signal 4 : division cellulaire et prolifération clonale des LT. B- Classification des immunosuppresseurs a- Inhibiteurs du premier signal : Inhibiteurs de la calcineurine Ciclosporine A et Tacrolimus : ils inhibent le premier signal et notamment l'action de la calcineurine empêchant ainsi la translocation de NFAT. La ciclosporine et le tacrolimus sont des molécules lipophiles qui peuvent traverser la membrane cellulaire et se fixer sur des immunophilines intracellulaires, les cyclophilines (CyP) pour la ciclosporine et la FK-binding protein FKBP-12 pour le tacrolimus. Les complexes ainsi formés se fixent avec une grande affinité sur le complexe calcineurine/calmoduline/Ca2+ pour inhiber l'activité phosphatasique de la calcineurine. b- Inhibiteurs du deuxième Divers agents, Ac monoclonaux, ou protéines de fusion, sont capables de bloquer le deuxième signal, en empêchant la liaison de protéines membranaires complémentaires à la surface des CPA et des LT, par exemple : anti-CD40, anti-CTLA-4-Ig (molécule de fusion CTLA-4-Ig, composée de la partie extra- membranaire de CTLA-4 et d'un fragment Fc d'une IgG1 humaine). c- Inhibiteurs du troisième signal Ce sont des inhibiteurs de transduction des signaux intracellulaires induits par la fixation de l'IL-2 sur son récepteur de haute affinité et conduisant à la progression du cycle de la phase G1 à la phase S (rapamycine et ses dérivés). La rapamycine est un macrolide cyclique dont les cibles sont deux kinases : TOR-1 et -2 (Targets Of Rapamycine), associées à la progression G1-S du cycle cellulaire. Cette inhibition n'est pas spécifique des LT car la rapamycine inhibe aussi la prolifération des LB, des mastocytes, des cellules musculaires lisses, des fibroblastes et des cellules endothéliales. d- Inhibiteurs du quatrième signal : Antiprolifératifs La progression du cycle cellulaire nécessite la synthèse d'ADN pour sa duplication, permettant la mitose, à partir des bases pyrimidiques et/ou puriques. Les inhibiteurs de synthèse d'acides nucléiques représentent le quatrième niveau d'action des immunosuppresseurs. 1- Inhibiteurs des bases pyrimidiques Le Léflunomide et ses analogues sont des inhibiteurs de la Di-Hydro-Orotique Acid Des-Hydrogenase (DHODH), enzyme clé de la synthèse de novo des pyrimidines. Le léflunomide est une pro-drogue qui est transformée après administration en un dérivé qui inhibe non seulement la réponse T mais aussi la réponse B et la glycosylation de molécules d'adhésion. Le Leflunomide est utilisé dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde sévère. 2- Inhibiteurs des bases puriques - L'Azathioprine est un imidazolé de synthèse, transformé en 6-mercaptopurine (6-MP) puis en 6-thio- inosine monophosphate (6-thio-MP). Cet analogue des bases puriques peut être incorporé dans l'acide nucléique et produire des cassures chromosomiques. Il peut aussi interférer avec l'action d'enzymes des voies de la synthèse des purines, la voie de novo et la voie de sauvetage. L'Azathioprine inhibe la prolifération des LT activés plus que celle des B activés, en induisant une déplétion en adénosine plutôt qu'en guanosine. 16 Immunothérapie - Immunosuppression - Le Mycophénolate Mo-Fétyl (MMF) est un ester de l'acide mycophénolique (MPA) initialement isolé du genre Penicillium. Le MMF est transformé en MPA, inhibiteur réversible, spécifique et non compétitif de l'Inosine Monophosphate DeHydrogenase (IMPDH), enzyme clé de la synthèse de novo des purines, qui catabolise la transformation d'inosine monophosphate en guanosine monophosphate. Le MMF entraîne une déplétion spécifiquement lymphocytaire, car les lymphocytes sont exclusivement dépendants de cette voie de synthèse de novo. De plus, le MMF inhibe préférentiellement l'activité de l'isoforme-2 de L'effet sélectivement dans immunosuppresseur repose donc sur un effet antiprolifératif (T mais aussi B) et également sur des propriétés plus spécifiques comme l'inhibition de la formation d'Ac, de la glycosylation des molécules d'adhésion et de la prolifération des cellules musculaires lisses. lymphocytes activés. l'IMPDH exprimé les e- Anti-foliques Les anti-foliques inhibent la synthèse de la Di-Hydro-Folate Reductase (DHFR) qui régule la synthèse de l'ADN. Le Méthotrexate, antagoniste de l'acide folique, est un puissant antiprolifératif T et B, utilisé par voie intraveineuse dans les greffes de Cellules souches hématopoïétiques. Son élimination urinaire contre- indique son utilisation en cas d'insuffisance rénale. f- Alkylants Les alkylants sont des dérivés des moutardes à l'azote qui se fixent par leur radical alcoyl sur l'ADN et bloquent le cycle cellulaire en phase G2. Il existe un système de réparation de l'ADN qui s'oppose à l'action des alkylants, mais l'efficacité de ce système est diminuée dans les cellules à renouvellement rapide comme les lymphocytes activés. Le Cyclophosphamide est un dérivé de la mechloramine avec un phosphamide cyclique. Pour être actif, il doit être transformé par le cytochrome P450 hépatique en métabolites actifs (4-kéto-cyclophosphamide et carboxyphosphamide) éliminés par voie urinaire. Son action antiproliférative touche non seulement les LT mais aussi les LB et la production d'Ac, ce qui explique son utilisation dans les MAI. g- Glucocorticoïdes Les corticoïdes ont des effets anti-inflammatoires et immunosuppresseurs puissants sur les LT, B, les DC et cellules endothéliales. Ils inhibent la synthèse de cytokines en particulier en inhibant la fixation nucléaire des facteurs de transcription AP-1 et NF-kB. Les corticoïdes sont lipophiles et peuvent traverser la membrane cellulaire pour s'associer à des récepteurs intracellulaires. Les complexes corticoïdes-récepteurs activés migrent dans le noyau et se fixent sur des séquences régulatrices de la transcription de gènes, soit pour les inhiber (Junk), soit pour les activer (lipocortine, I-kB). Les complexes stéroïdes-récepteurs peuvent aussi inhiber certains facteurs de transcription (AP-1). Les conséquences en sont la diminution de synthèse de médiateurs lipidiques (prostaglandines, leucotriènes), de cytokines (IL-1, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-11, IL-12, IL-13, TNFα, GM-CSF) et de chimiokines (Rantes, MIP2, CSF…), et l'inhibition de l'adhérence et de l'extravasation leucocytaires. Les corticoïdes peuvent aussi induire la synthèse de PAI-1 et de TGFβ, et, à forte dose, parfois une apoptose des LT, préférentiellement T CD4+. h- Anticorps bloquants ou déplétants Utilisées de façon séquentielle, soit en début de greffe soit en phase aiguë de rejet, ces thérapies font appel à des Ac mono ou polyclonaux dirigés essentiellement contre les agents effecteurs de la réponse allo- immune, les LT et LB. 17 Immunothérapie - Immunosuppression 1- Anticorps anti-récepteur de l'IL-2 Des anticorps anti-CD25 sont utilisés en prévention du rejet de greffe d'organe. Le Basiliximab est un anticorps chimérique non déplétant parfaitement bien toléré. Ils ne sont pas indiqués chez les patients à risque immunologique élevé, tels que les patients hyperimmunisés. 2- Anticorps anti-lymphocytaires Les Ac anti-lymphocytes sont polyclonaux, déplétants, générés par injection chez le lapin de thymocytes humains (Anti-thymoglobuline Sanofi/Genzyme) et de la lignée lymphoblastique T Jurkatt (ATG Fresenius). i- Rituximab Le Rituximab est un Ac humanisé anti-CD20 qui entraîne une déplétion massive des LB. Utilisé essentiellement dans le traitement des lymphomes non hodgkinien, des syndromes lymphoprolifératifs post-transplantation CD20+ et dans la préparation des greffes ABO incompatibles, il peut être aussi proposé dans le traitement de rejets aigus humoraux en association avec des échanges plasmatiques et des IVIG (Ig en intraveineuse) et, enfin, dans le traitement de certaines formes résistantes de MAI. VI- IMMUNOTHÉRAPIE SPÉCIFIQUE DE L’ALLERGÈNE L'immunothérapie spécifique de l'allergène (ITS) ou désensibilisation a pour objectifs de réduire ou idéalement de supprimer les symptômes liés aux hypersensibilités allergiques, de limiter les sensibilisations ultérieures, de réduire la consommation de médicaments antiallergiques et d'améliorer la qualité de vie des patients allergiques. Elle consiste à réintroduire l'allergène sans entraîner de réaction. L'ITS ne concerne que les hypersensibilités IgE dépendantes (Immédiates) pour lesquelles une source allergénique est clairement identifiée et disponible. C'est actuellement le seul traitement curatif de l'hypersensibilité immédiate pour les pneumallergènes et les venins, reconnu par l'OMS. Au niveau immunologique, l'objectif est de restaurer les RI qui interviennent physiologiquement chez les sujets sains vis-à-vis des allergènes. L'ITS doit, cependant, être distinguée de l'accoutumance, appelée en France « induction de tolérance », où l'objectif est d'assurer une absence de symptômes graves en présence de l'allergène, sur une période courte. Néanmoins, dans ce contexte, l'arrêt de la prise continue de l'allergène (souvent un antibiotique) s'accompagne à court terme, s'il est réintroduit, d'une reprise des symptômes. Les Anglo-saxons ne font cependant pas de différences entre l'immunothérapie spécifique et l'induction de tolérance. En effet, ils ont une vision plus pragmatique et finalement plus juste en regroupant toute réintroduction d'allergène à visée thérapeutique sous le terme de desensitization. Ils distinguent cependant 2 périodes : une précoce et une tardive. La première correspond aux modifications immunologiques intervenant précocement au cours des premiers jours ou semaines après le début d'une ITS. La seconde correspond à celles qui interviennent plus tardivement, plusieurs semaines à plusieurs mois, après le début de l'ITS. Les mécanismes immunologiques de ces 2 périodes, précoce et tardive, sont différents, ce qui explique pourquoi la protection est temporaire dans la première et perdure dans la deuxième après arrêt de l'ITS. A- Principes et modalités de l'immunothérapie spécifique de l'allergène a- Principe général de l'immunothérapie spécifique de l'allergène L'ITS regroupe ainsi toutes les réintroductions à visée thérapeutiques d'une source allergénique. Elle se différencie des réintroductions qui sont réalisées dans un but de diagnostic (tests de réintroduction ou de provocation) pour confirmer ou infirmer une allergie ou pour déterminer le seuil réactogène (dose à laquelle le patient va réagir). 18 Immunothérapie - Immunosuppression Les tests de réintroductions sont ponctuels dans le temps, contrairement à l'ITS où les expositions sont répétées, selon les protocoles, pendant plusieurs jours, semaines ou années. Il n'existe pas de protocoles standardisés. Selon l'allergène, les indications ou les objectifs, les protocoles diffèrent sur les voies d'administration, la nature de la source allergénique, la posologie, la progression des doses et la durée. Le principe général de ce traitement repose sur l'administration d'un allergène à visée thérapeutique, permettant l'induction d'une tolérance clinique, avec au mieux une guérison durable. b- Modalités pratiques de l'immunothérapie spécifique de l'allergène 1- nature de l’allergène L'allergène est, en général, un extrait standardisé d'une source allergénique. Il peut aussi s'agir de composants allergéniques purifiés ou recombinants, parfois associés à des composés microbiens agonistes des récepteurs TLR, en vue d'améliorer la voie l'efficacité de d'administration, les allergènes peuvent être sous forme lyophilisée ou sous forme liquide. Les allergènes les plus fréquemment utilisés, en immunothérapies, sont des pneumallergènes, comme les graminées, le bouleau, les acariens mais également les phanères d'animaux ou des venins d'hyménoptères (guêpes et abeilles). Les aliments les plus souvent utilisés sont le lait de vache, les œufs de poule et l'arachide. la réponse antiallergique. Selon 2- Voies d'administration L'administration de l'allergène se fait classiquement par voie SC ou plus récemment par voie sublinguale. D'autres voies d'administration sont possibles, comme les voies intra-nasale, conjonctivale, orale ou percutanée. La plupart des préparions pour ITS pour les pneumallergènes se font par voie injectable ou plus encore par voie sublinguale. Pour les venins, seule la voie injectable est utilisée. 3- Durée et périodicité Pour qu'elle soit efficace, l'ITS doit être poursuivie pendant 3 à 5 ans. En fonction de l'allergène, les prises ou injections sont journalières, hebdomadaires ou mensuelles, soit per-annuelles (ITS acariens) ou uniquement de façon saisonnière (ITS graminées). 4- Indications Les principales indications de l'ITS sont : - Asthme ; - Rhinites allergiques ; - Anaphylaxie aux venins d'hyménoptères. Les ITS pour les allergies alimentaires se font le plus souvent directement avec l'aliment. Les premières se font en ambulatoire, alors que les ITS aux venins et aux aliments sont initiés en hospitalisation, compte tenu du risque de choc anaphylactique. B- Mécanismes d’action de l'immunothérapie spécifique de l'allergène Si les premiers succès de la « désensibilisation » remontent au début du XXème siècle, mais ce n'est que très récemment, avec la découverte notamment des LT régulateurs, qu'une partie des mécanismes de l'allergie puis de l'ITS a été élucidée. 19 Immunothérapie - Immunosuppression a- Mécanismes immunologiques précoces de l'ITS : désensibilisation des effecteurs de l'allergie Au cours des premières heures d'une ITS et si la structure conformationnelle tertiaire de l'allergène qui est administré est respectée, les mastocytes et les basophiles ne sont plus activables en présence de l'allergène. Les mastocytes et les basophiles perdent leur capacité à dégranuler leurs médiateurs. Les mécanismes ne sont pas encore complètement élucidés mais dans les ITS aux médicaments (antibiotiques ou chimiothérapies), l'introduction très progressive et avec des quantités initialement très faibles d'allergène, conduit à une internalisation des récepteurs aux IgE à la surface des basophiles, mais également à une surexpression des récepteurs 2 à l'histamine (HR2) qui peuvent inhiber la signalisation dépendant des IgE/FcER1. De plus, l'augmentation rapide des doses d'allergènes permettrait une reconnaissance préférentielle de l'allergène par les IgG spécifiques permettant une inhibition compétitive de la reconnaissance et de la signalisation par les IgE des basophiles. b- Mécanismes immunologies tardifs de l'ITS : reprogrammation du système immunitaire 1- Capture et présentation de l'allergène Quelle que soit la voie d'administration utilisée, l'allergène est capté par les CPA selon le même processus que celui qui permet la mise en place d'une RI adaptative. Elle fait donc intervenir de façon essentielle les DC : - La peau, riche en DC, constitue ainsi un site privilégié pour l'administration de l'allergène justifiant l'ITS par voie SC ou plus récemment par voie percutanée. - La muqueuse de la cavité buccale est également riche en DC, notamment de type Langerhans, ce qui justifie la voie sublinguale. - De même, la muqueuse digestive qui est un site privilégié de la tolérance immunitaire, justifie également la voie orale pour l'ITS. Le type de DC est important car certaines sont connues pour induire facilement des RI tolérogènes (cellules de Langerhans) ou inflammatoires (DC dermiques et DC plasmacytoïdes). Après administration, l’allergène est capté par la DC qui va subir une maturation avec modification de ses capacités à produire des cytokines. L’ITS permet d’induire la production, selon la sous-population de DC impliquée, de : - IL-12/IFNγ : cytokines pro-inflammatoires ; - IL-10/TGFβ : cytokines tolérogènes. Après leur migration aux ganglions satellites, les DC ayant rencontré l’allergène peuvent activer les LT naïfs. 2- Repolarisation vers la voie Th1 L’ITS de par sa capacité à induire des DC produisant des cytokines tolérogènes ou inflammatoires, permet de modifier la polarisation Th2 observée chez le patient allergique et de la réorienter vers un profil Th1. En effet, les DC qui produisent de l'IL-12 favorisent une polarisation Th1 des LT naïfs (Th0). Ces lymphocytes Th1 producteurs de cytokines pro-inflammatoires (TNFα et IFNγ) inhibent la voie Th2 prédominante chez les patients allergiques. L’IFNγ intervient, également, dans les LB, sur le phénomène de commutation de classe des Ig en réduisant la production des IgE. 3- Induction de lymphocytes régulateurs Il s'agit probablement du mécanisme le plus important de l'ITS. En effet, la « tolérance clinique » vis-à-vis d'un allergène est associée à la présence, en périphérie, de LT tolérants du même allergène. Au cours de l'ITS, certaines DC acquièrent la capacité de produire des cytokines tolérogènes comme l'IL-10 ou le TGFβ. 20 Immunothérapie - Immunosuppression Ces DC permettent ainsi l'induction des lymphocytes iTreg. Parmi ces Treg induits, les TR1 se définissent par leur capacité à produire une grande quantité d'IL-10 et les Th3 à produire du TGFβ. Dans l’ITS, les TR1 semblent avoir un rôle majeur. En effet, une augmentation importante des TR1 est observée en périphérie avec en parallèle une réduction des symptômes. Cette augmentation des TR1 s'observe dans les 3 à 6 premiers mois de traitement avec, dans les mois qui suivent, une réduction de leur nombre. Ceci suggère que le rôle de TR1 intervient surtout dans la phase initiale de l'ITS. Les Treg augmentent également au niveau des tissus et notamment dans les muqueuses. Ils sont capables d’inhiber à la fois les Th1 et les Th2. L'inhibition se fait soit par contact direct (surtout les Treg naturels ou nTreg) ou par des facteurs solubles (iTreg). Dans des modèles animaux, mais également chez l'Homme, le rôle de l'IL- 10 et du TGFβ produits par les iTreg a été confirmé comme un mécanisme majeur de l'immunothérapie spécifique de l'allergène. La neutralisation de l'IL-10 ou du TGFβ dans ces modèles conduit à une réapparition des symptômes d'allergie. Les iTreg générés au cours de l'immunothérapie spécifique de l'allergène permettent via leur production d'IL-10 ou de TGFβ d'inhiber la polarisation Th2, d'empêcher la commutation de classe vers les IgE en favorisant celle conduisant à la production d'IgG4. Par ailleurs, les iTreg induits par l'ITS sont spécifiques, c'est-à-dire que la suppression n'intervient que vis-à- vis de l'allergène précis utilisé. Cependant, le mécanisme d'action des TR1 ou des Th3, préférentiellement induit par l'ITS est dépendant de facteurs solubles comme IL-10 ou le TGFβ. Ceci explique que si l'ITS est bien spécifique d'un allergène, elle peut participer à inverser ou bloquer une sensibilisation pour un autre allergène n'ayant aucune similitude structurale (épitope différent). Ce mécanisme immunologique, appelé effet « by stander » conduit à une modification du profil de RI permettant, ultérieurement, de réduire le risque de sensibilisation à d'autres molécules. Tout comme les existent différentes sous populations lymphocytaires T helper, il existe des sous- populations B, dont les Breg. Ces derniers sont de description plus récente. Ils interviennent dans le contrôle des réactions inflammatoires excessives et également dans la tolérance aux allergènes. Des Breg producteurs d'IL-10 ou BR1 ont été rapportés dans les ITS aux venins d'hyménoptères. L'induction de iTreg et iBreg spécifiques de l'allergène conduit à la mise en place d'une mémoire immunitaire durable qui perdure plusieurs mois et années après l'arrêt de l'immunothérapie. C'est la raison pour laquelle les durées des immunothérapies sont en moyenne entre 2 et 5 ans. 4- Modification de l'isotope préférentiel des IgE vers les IgA, IgG et IgG4 La repolarisation Th1 mais surtout l'induction de populations régulatrices spécifiques (iTreg et iBreg) a pour conséquence d'augmenter la production des IgA, IgG et particulièrement d'IgG4 (taux multipliés par 10 à 100 dans le sérum des patients). Ceci pourrait avoir pour conséquence bénéfique une fixation préférentielle des allergènes par les IgG au détriment des IgE (Inhibition compétitive pour la reconnaissance de l'allergène). Il n'existe, cependant, pas de corrélation entre le taux d'IgG4 et la protection induite par l'ITS. Ces Ac spécifiques de l'allergène pourraient également avoir un effet bloquant sur les réponses IgE- dépendantes. Par ailleurs, les cellules effectrices de l'allergie comme les basophiles ou les mastocytes expriment des récepteurs aux IgE, comme les récepteurs de haute affinité (FcER1), mais également des récepteurs de faible affinité aux IgG (FcγR). Certains (FcγRIIB) contiennent dans leur partie intra- cytoplasmique des motifs inhibiteurs ITIM (récepteurs inhibiteurs). Chez le sujet allergique, le co-engagement d'un allergène par une IgE fixée sur son récepteur de haute affinité (FcER1) et par une IgG fixée sur un récepteur inhibiteur de faible affinité (FcγRIIB) conduit au blocage de la signalisation dépendant des IgE et FcER1, ce qui expliquerait un des mécanismes antiallergiques dépendants des IgG. En outre, l'ITS conduit à long terme à une réduction de la production d'IgE spécifiques et donc du dosage des IgE spécifiques dans le sang. Le ratio IgG4/IgE pourrait être un marqueur intéressant pour évaluer l'efficacité de l'ITS. 21 Immunothérapie - Immunosuppression 5- Réduction des effecteurs de l'allergie L'induction des populations lymphocytaires régulatrices T et B conduit à long terme à une réduction des effecteurs de l'allergie. Il est ainsi classiquement observé après plusieurs mois ou années une diminution du nombre des basophiles, mastocytes ou éosinophiles au cours d'une ITS. 22
FACULTÉ DE MÉDECINE D’ALGER DÉPARTEMENT DE MÉDECINE Module d’Immunologie L’Hypersensibilité de Type II Dr. Mounira BENIDIR Maître Assistante en Immunologie Chef du Laboratoire d’Auto-Immunité Institut Pasteur d’Algérie Dr. Sihem TAGUEMOUNT Maître Assistante en Immunologie Laboratoire Central de Biologie EPH Rouiba Email : mbenidir@pasteur.dz Email : sizekri@hotmail.fr 3ème Année de Médecine Année Universitaire 2021 - 2022 PLAN Introduction I. II. États d’Hypersensibilité de type II III.Éléments des réactions d’HS II IV.Mécanismes effecteurs V. Pathologies associées aux états d’HS II VI.Exploration des états d’HS II I. Introduction I. Introduction Mode de réponse inapproprié de l’Immunité Adaptative face à un antigène du Soi ou du Non Soi qui se manifeste par des effets néfastes pour l’hôte Classification de Gell et Coombs I. Introduction Classification de Gell et Coombs II. États d’Hypersensibilité de type II II. États d’Hypersensibilité de type II (HS II) Définition • Pathologies secondaires à des lésions Cellulaires ou Tissulaires induites par des anticorps IgM et IgG après liaison à leurs antigènes à la surface d’une cellule ou d’un tissu. • Les signes cliniques apparaissent entre 4 à 8 heures. II. États d’Hypersensibilité de type II (HS II) Définition • Pathologies secondaires à des lésions Cellulaires ou Tissulaires induites par des anticorps IgM et IgG après liaison à leurs antigènes à la surface d’une cellule ou d’un tissu. • Les signes cliniques apparaissent entre 4 à 8 heures. II. États d’Hypersensibilité de type II (HS II) Hypersensibilité type IIa Hypersensibilité type IIb Antigène : Ag associé à la cellule ou à la matrice Antigène : récepteur cellulaire de surface III. Éléments des Réactions d’HS II III. Éléments des Réactions d’HS II 1. Antigènes a. Ag naturels exprimés à la surface d’une cellule ou de la matrice extracellulaire Anticorps Antigène Globule Rouge Membrane Basale des vaisseaux sanguins III. Éléments des Réactions d’HS II 1. Antigènes a. Ag naturels exprimés à la surface d’une cellule ou de la matrice extracellulaire Auto-antigènes • Antigènes des Globules Rouges (GR) lors d’Anémie Hémolytique Auto-Immune (AHAI). • Protéines au niveau des Membranes Basales des glomérules rénaux (MBG) et des alvéoles pulmonaires lors du syndrome de Goodpasture….. Allo-antigènes • Antigènes du Groupe sanguin. • Antigènes HLA. III. Éléments des Réactions d’HS II 1. Antigènes a. Ag naturels exprimés à la surface d’une cellule ou de la matrice extracellulaire Allo-antigènes III. Éléments des Réactions d’HS II 1. Antigènes b. Ag exogènes fixés à la surface d’une cellule ou de la matrice extracellulaire • Généralement : Médicaments (haptènes). • Quelques exemples : Purpura thrombopénique après TRT par Apronalide (Sédormid). AH Médicamenteuses après TRT par Pénicilline, Quinine, Sulfamides... III. Éléments des Réactions d’HS II 2. Anticorps IgG (IgG1, Ig3) - IgM Auto-anticorps Allo-anticorps Ac d’Immunisation Ac anti-médicaments Naturels Ac du système ABO • Anti-A. • Anti-B. Immuns • Ac anti-RH (D) • Ac anti-HLA IV. Mécanismes effecteurs IV. Mécanismes effecteurs 1. Lyse par le Complément Activation de la voie classique • Les érythrocytes sont les plus sensibles à la lyse Complément dépendante. • Ag de surface • IgG/IgM • Complexe d’attaque membranaire « MAC » Membrane Attack Complex Lyse cellulaire directe MAC IV. Mécanismes effecteurs 2. Opsonisation - Phagocytose PNN/Monocytes/Macrophages IgG/IgM CR1 CR3 FcγR Cellule Cible Complément (C3b, fragements fixés) IV. Mécanismes effecteurs 3. Cytotoxicité cellulaire FcγR Cellule NK IgG Cellule Cible Perforine Granzyme Lyse cellulaire Ac dépendante ADCC ADCC: Antibody Dependent Cellular Cytotoxicity IV. Mécanismes effecteurs 4. Modifications de la fonction des cellules cibles Stimulation ou Blocage des récepteurs Effet agoniste Maladie de Basedow Effet antagoniste Myasthenia Gravis V. Pathologies associées aux états d’HS II V. Pathologies associées aux états d’HS II 1. Allo-immunisation 2. Maladies Auto-Immunes 3. Cytopénies médicamenteuses V. Pathologies associées aux états d’HS II 1. Allo-immunisation • Conséquence de l’introduction dans l’organisme d’un allo-antigène érythrocytaire, leucocytaire ou sériques. • Elle peut survenir dans trois (03) circonstances : 1. Allo-immunisation fœto-maternelle « rhésus ». 2. Accidents transfusionnels. 3. Rejets de greffe dans les transplantations d’organes. V. Pathologies associées aux états d’HS II 1. Allo-immunisation a. Allo-immunisation fœto-maternelle V. Pathologies associées aux états d’HS II 1. Allo-immunisation b. Accidents transfusionnels • La présence d’allo-Ac anti groupes sanguins (Anti-A et anti-B naturels IgM) entraînent, lors d’une transfusion sanguine incompatible, une activation du système complément par la intravasculaire rapide des hématies voie classique, responsable d’une hémolyse transfusées. • Cliniquement: fièvre, hypotension, douleurs lombaires, nausées, vomissements, gène respiratoire. V. Pathologies associées aux états d’HS II 1. Allo-immunisation c. Rejet de greffe • Due à la présence d’allo-Ac préformés (anti-ABO, anti-HLA) contre les Ag du greffon: o Cible : cellule endothéliale des vaisseaux sanguins du greffon (transplant). o On parle d’un rejet humoral qui est un état HS II. • On distingue : o Rejet hyper-aigu  Thromboses artérielles et mort du greffon (transplant) par ischémie. o Rejets aigu et chronique  atteinte vasculaire : - Thromboses capillaires ; - Capillarite avec infiltration par les PNN et les cellules NK. V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes 1. AHAI (Anémie Hémolytique Auto-Immune). 2. SAPL (Syndrome des Anticorps anti-Phospholipides). 3. Syndrome de Goodpasture. 4. Pemphigus Vulgaire. 5. Myasthénie (Myasthenia Gravis). 6. Purpura Thrombopénique Idiopathique V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes a. Anémies Hémolytiques Auto-Immunes (AHAI) à Anticorps chauds AHAI • 70% de l’ensemble des AHAI. • Dans 50% des cas, l’AHAI est secondaire à une maladie sous-jacente : o LES ; o Hémopathies Lymphoïdes Hodjkinien, LLC). (Lymphome non Dans les AHAI à Ac chauds  Tableau d’hémolyse chronique. Lupus Érythémateux Systémique (LES) V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes a. Anémies Hémolytiques Auto-Immunes (AHAI) AHAI à Anticorps froids • Hémolyse au niveau des extrémités avec, dans les sévères, une nécrose périphérique formes (gangrène). • Les AHAI à Ac froids peuvent être d’évolution soit : o Aigue et transitoire  ex : AHAI post- à Mycoplasme, infectieuse (Infection Mononucléose Infectieuse « MNI »). o Chronique : - Maladie chronique des agglutinines froides (MAF) ; - Secondaire monoclonale. à une gammapathie V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes b. Syndrome des Anticorps anti-Phospholipides (SAPL) • Auto-anticorps anti-cardiolipines et/ou anti-β2GPI (IgG/IgM). • Cible : Cellule endothéliale. • Formation de thromboses responsables de thromboses artérielles et/ou veineuses et d’avortements précoces voire même des cas de mort in utero. V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes b. Syndrome des Anticorps anti-Phospholipides (SAPL) V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes b. Syndrome des Anticorps anti-Phospholipides (SAPL) Lupus Érythémateux Systémique (LES) Thrombose veineuse profonde Mort in utero V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes c. Syndrome de Goodpasture • Auto-anticorps dirigés contre une glycoprotéine de la MBG (Ac contre le collagène de type IV) • IgG fixant le complément chez 50% des patients  Nécrose grave du glomérule • Le complément et les PNN sont les principaux effecteurs. • Manifestations également d’hémorragies pulmonaires (antigénicité croisée entre MBG et MBP) V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes d. Pemphigus Vulgaire • Maladie bulleuse grave atteignant la peau et les muqueuses • Auto-Ac anti-desmogleine-1 (DSG-1) et desmogleine-3 (DSG-3) : constituant des desmosomes qui forment les jonctions entre les cellules épidermiques  Rupture intercellulaires Décollement du des adhérences derme. V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes e. Myasthénie (Myasthenia Gravis) • Auto-anticorps anti-Récepteur d’Acétylcholine V. Pathologies associées aux états d’HS II 2. Maladies auto-immunes f. Purpura Thrombopénique Auto-Immun • Auto-Ac anti-plaquettes. • Cible : gp2b3a. • Manifestations  hémorragie cutanée à type de purpura. • Dit également : Purpura Thrombopénique Idiopathique (PTI). V. Pathologies associées aux états d’HS II 3. Cytopénies médicamenteuses • Il s’agit d’un accident d’immunisation provoqué et déclenché par un médicament. • Mécanismes : - Haptène  Absorption du médicament sur la membrane cellulaire + Fixation Ac et Complément  Lyse cellulaire. - Complexe immun  Formation du CI Ac-médicament puis adsorption sur la membrane cellulaire (via le C3b ou le Fc des IgG) puis activation du complément  Lyse cellulaire. - Auto-anticorps  Adsorption du médicament sur la membrane cellulaire  Rupture de tolérance avec production d’Ac dirigés contre l’Ag membranaire. • Ex: - Purpura thrombopénique après traitement par apronalide (sédormid) - AHAI après traitement par pénicilline, quinine, sulfamides…. VI. Exploration des états d’HS II VI. Exploration des états d’HS II • Démontrer la fixation de l’anticorps et /ou de facteurs du complément à la surface de la cellule ou tissu cible soit par : o Une technique d’immunofluorescence (ajout d’un anticorps anti-Ig humain couplé à une molécule fluorescente). o Un test fonctionnel: - Test de Coombs direct ou indirect. - Cross match. VI. Exploration des états d’HS II Immunofluorescence Indirecte Sérum du patient Auto-Anticorps Ag (Substrat) Lavage Anti-Ig humaines marquée à la FITC Antigène in situ Lavage Lecture au Microscope à Fluorescence (UV) VI. Exploration des états d’HS II Immunofluorescence Indirecte Anticorps anti-membrane basale glomérulaire (MBG) Syndrome de Goodpasture VI. Exploration des états d’HS II Immunofluorescence Directe Mise en évidence directe de la fixation des Ac ou de fractions du complément sur les biopsies d’organes atteints Immunohistochimie (Histopathologie) Anticorps spécifique de l’antigène (Conjugué) Coupe de tissu Suspension cellulaire VI. Exploration des états d’HS II Immunofluorescence Directe Mise en évidence directe de la fixation des Ac ou de fractions du complément sur les biopsies d’organes atteints Immunohistochimie (Histopathologie) IFD de biopsie de peau Pemphigus IFD de biopsie de rein Syndrome de Goodpasture VI. Exploration des états d’HS II Test de Coombs t c e r i D s b m o o C e d t s e T t c e r i d n I s b m o o C e d t s e T VI. Exploration des états d’HS II Cross Match • Test de compatibilité entre donneur et receveur. • Détecter chez les patients en attente de greffe, des anticorps spécifiques du donneur « Donor Specific Antibodies » (DSA), le plus souvent dirigés contre les antigènes HLA du greffon.
Faculté de Médecine d’Alger Département de Médecine Module d’Immunologie 3ème année de Médecine Année universitaire 2021/2022 Les déficits immunitaires primitifs Pr Kechout Nadia nkechout@gmail.com 1 E.Maladies par dysrégulation immune Syndrome de Chediak-higashi VIII. EXPLORATION IX. TRAITEMENT NADPH oxydase: dérivés de l’oxygènes: O2-, H2O2. Ly B Pc TCD4+ TCD8+ CTL Le déficit immunitaire est constitué lorsque l’insuffisance d’une ou de plusieurs fonctions immunologiques s’accompagne de manifestations pathologiques. On distingue 2 types de déficits immunitaires : 1.Déficits immunitaires secondaires ou acquis Conséquence : ➔d’infections virales : SIDA ➔d’affections malignes ➔de malnutrition ➔de traitement immunosuppresseur 2.Déficits immunitaires primitifs ou héréditaires ou congénitaux Les déficits immunitaires primitifs et secondaires de manifestations principalement : infections persistantes, sévères et récurrentes. donnent le même spectre ➔Les déficits immunitaires primitifs sont l’expression de défauts intrinsèques des cellules du système immunitaire. Ils sont dus, pour la plupart d’entre eux, à diverses mutations des gènes codant pour des molécules essentielles pour le fonctionnement de ce système. ➔Ces déficits bien que rares, imposent un diagnostic précoce, élément majeur du pronostic de ces pathologies, à issue souvent fatale, en l’absence de traitement. 1.Des infections récidivantes et sévères : ➔Infections à germes intracellulaires : mycobactéries, candida, Pneumocystis jirovecci; survenant dès les premiers mois de la vie, dans les déficits de l’immunité cellulaire. ➔Infections à germes pyogènes extra-cellulaires: pneumocoques, Haemophilus; touchant surtout la sphère ORL et les poumons survenant après le 6ème mois chez l’enfant, rarement chez l’adulte, dans les déficits immunitaires humoraux . ➔Infections répétées atypiques ‘ sans pus’ ou granulomatose de la peau, des poumons, de l’os, du périodonte : à staphylocoque, pyocyanique, mycobactéries, candida et aspergillus; survenant, chez l’enfant, dans les déficits de la phagocytose. ➔Infections bactériennes récurrentes : surtout à Neisseria; survenant chez l’enfant ou plus tard, dans les déficits en complément (C3 et composés du complexe terminal) 2.Des manifestations auto-immunes : ➔Cytopénies, vascularites, lupus..etc, sont décrits dans certains DIP. 3.Une hypoplasie des organes lymphoïdes : ➔Ganglions, amygdales dans les déficits humoraux ou cellulaires ➔ou du thymus dans les déficits profonds de l’immunité cellulaire 4.Un syndrome lymphoprolifératif : ➔Observé au cours de nombreux déficits humoraux ou cellulaires mais il est, rarement, inaugural. ➔Souvent de type non hodgkinien parfois lié à une infection à EBV . ➔Néoplasies solides dues à un défaut de réparation chromosomique, comme dans l’ataxie- télangiectasie. 5.Divers autres signes : ➔Syndrome malformatif, retard mental, signes neurologiques peuvent constituer des signes d’orientation . ➔Cas connu ou suspecté dans la famille ou la fratrie. Donc, selon le type d’infection et l’âge de survenue des symptômes, on suspectera, plus volontiers, un déficit de l’immunité humorale, cellulaire, ou des phagocytes. Relativement rares séparément mais plus de 300 types de déficits immunitaires primitifs ont été identifiés. Ils sont plus fréquents, dans les populations à forte consanguinité. ➔Ces modèles physiopathologiques ont contribué grandement, à la compréhension du fonctionnement du système immunitaire (rôle des cellules et des molécules impliquées dans le fonctionnement physiologique de ce système). ➔Le terme de « véritable expérience de la nature » a été employé. ➔La compréhension de leurs bases moléculaires a rendu le diagnostic et le traitement plus spécifiques et plus efficaces. ➔La prise en charge précoce permet de réduire les coûts médicaux et sociaux de ces affections sévères. DIP: Classification On distingue 9 catégories de déficits immunitaires primitifs Déficit en complément Maladies auto- inflammatoires Déficits de l ’immunité innée DIP à prédominance humorale DIP Phénocopies de DIP DIP combinés DIP des cellules phagocytaires DIP par dysrégulation immune DIP combinés avec manifestations syndromiques Durant cet exposé, nous donnerons des exemples pour les principales catégories ➔ Dans les déficits immunitaires combinés, l’immunité cellulaire et humorale sont affectées ➔ Ils sont caractérisés par la survenue, à un âge précoce, d’infections sévères à germes opportunistes et à parasitisme intracellulaire (Candida,Pneumocystisjirovecci,Toxoplasmagondii, mycobactéries), infections virales graves (ex : CMV) mais aussi par des germes extracellulaires ➔Un retard de croissance est souvent retrouvé. ➔Les vaccinations à germes vivants, même atténués, sont contre-indiquées car elles peuvent provoquer des maladies mortelles : BCGite généralisée. ➔La transfusion de sang total ou de ses dérivés est, également, contre-indiquée, risque de GVH. ➔Lorsqu’une transfusion sanguine est impérative, il faut utiliser du sang déleucocyté ou irradié. o Sur le plan immunologique : ➔Lymphopénie touchant surtout les lymphocytes T. ➔ Déficit fonctionnel des lymphocytes T avec absence ou diminution des réponses prolifératives aux mitogènes, et/ou aux antigènes spécifiques). ➔Déficit global en Ig, généralement associé. 1.Déficits immunitaires combinés sévères 2.Déficit d’expression des molécules HLA de Classe II 3.Syndrome d’Ommen 1.Déficits immunitaires combinés sévères Severe combined immunodeficiencies (SCID) ▪ Dans les déficits immunitaires combinés sévères, il y a un déficit en lymphocytes T +++ ▪ En fonction de l’absence des LB et/ou NK, on distingue 4 phénotypes : a.T-B-NK+SCID b.T-B+NK-SCID c.T-B+NK+SCID d.T-B-NK-SCID 1.Déficits immunitaires combinés sévères a.T-B-NK+SCID a. 1. Déficit en RAG-1/-2(Recombination Activating Gene) a. 2. Déficit en ARTEMIS 1.Déficits immunitaires combinés sévères a.T-B-NK+SCID a. 1. Déficit en RAG 1/ 2(Recombination Activating Gene) ➔Mutations des gènes RAG 1 ou RAG 2. ➔Le déficit en RAG est transmis selon le mode autosomique récessif ➔RAG 1 et RAG 2 sont des enzymes restreintes aux lymphocytes T et B intervenant dans la recombinaison des gènes du TCR et BCR ➔Le défaut de recombinaison VDJ des gènes des Ig et du TCR, entrave l’expression du TCR et BCR ayant pour conséquence l’arrêt de différenciation des LT et LB. ➔ Sur le plan immunologique : déficit en lymphocytes T et B et taux de NK normal. 1.Déficits immunitaires combinés sévères a.T-B-NK+SCID a. 2. Déficit en ARTEMIS ➔Artemis est une enzyme qui se complexe avec DNA-PKcs et intervient après l’action des RAG. ➔Mutation d’Artemis entraine un défaut de recombinaison des gènes VDJ Déficit en LT et LB ➔ Transmission autosomique récessive. 1.Déficits immunitaires combinés sévères b.T-B+NK-SCID b.1. SCID X1: déficit de la chaine gamma commune (γc) b.2. Déficit en jak3 1.Déficits immunitaires combinés sévères b.T-B+NK-SCID b.1. SCID X1 ➔Le plus fréquent des SCID (50% des cas) . ➔Transmission liée au sexe. ➔Déficit de la chaine la chaine gamma commune (γc) ➔Déficit en lymphocytes T et NK. 1.Déficits immunitaires combinés sévères b.T-B+NK-SCID b.2. Déficit en januskinase 3 (jak3) ➔Le déficit en jak3 a un phénotype identique au SCID X1. ➔Transmission autosomique récessive . o Sur le plan immunologique ➔Déficit en LyT et NK. ➔LyB présents. ➔Absence de transduction du signal après liaison des cytokines. 1.Déficits immunitaires combinés sévères c.T-B+NK+SCID c.1. Déficit de la chaine alpha du récepteur de l’IL7 ➔ Mutation du gène codant la chaine alpha du récepteur de l’IL7 ➔ Transmission autosomique récessive ➔ Déficit en LT 1.Déficits immunitaires combinés sévères d.T-B-NK-SCID d.1. Déficit en adénosine déaminase(ADA) ➔20% des SCID, à transmission autosomique récessive. ➔ADA est une enzyme intervenant dans le métabolisme des purines. ➔Le défaut de ADA entraîne une accumulation du dATP dans les GR et les lymphocytes. ➔Lymphocytotoxicité : déplétion en LT, LB et NK 2.Déficit d’expression des molécules HLA de classe II ➔Surtout dans les populations Maghrébines. ➔Transmission autosomique récessive. ➔Déficit de régulation transcriptionnelle des gènes codant les molécules HLA II o Sur le plan clinique ➔Se manifeste dès la 1ère année de vie par des infections broncho-pulmonaires à répétition, diarrhée chronique. ➔L’évolution clinique est marquée par une dénutrition et une déshydratation secondaire à la diarrhée chronique et par la survenue fréquente d’hépatite et de cholangite souvent secondaire à une infection à cryptosporidies, 2.Déficit d’expression des molécules HLA de classe II o Sur le plan immunologique ➔Absence ou expression très faible des molécules HLA II sur les cellules qui normalement les expriment de façon constitutive (CPA, LB), et absence d’expression de ces molécules sur les cellules où l’expression est induite après activation (LT). ➔Le nombre de LT est normal mais il existe une profonde lymphopénie TCD4+. ➔La réponse proliférative et la production d’Ac en réponse aux antigènes est altérée. ➔La réponse proliférative aux mitogènes est conservée. ➔Il existe le plus souvent une hypogammaglobulinémie 2.Déficit d’expression des molécules HLA de classe II ➔ Il s’agit de mutation affectant le gène codant l’un des facteurs se liant au promoteur et régulant la transcription des molécules HLA de classe II: RFXANK ou RFXAP ou RFX5 CIITA. 3.Syndrome d’OMMEN Il existe des mutations hypomorphiques des gènes RAG1,RAG 2, Artémis. et autres facteurs intervenant dans le phénomène de recombinaison qui permettent l’expression faible de ces protéines. Sur le plan clinique Sur le plan immunologique Sur le plan histologique ➔Survenue précoce. ➔Érythrodermie diffuse. ➔ Alopécie touchant le scalp et les sourcils. ➔Diarrhée sévère. ➔Hépato-splénomégalie. ➔Adénopathies volumineuses ➔Hyperlymphocytose constante:10000-20000/mm3. ➔Hyperéosinophilie. ➔Taux de LyB normal ou diminué. ➔Hypogammaglobulinémie profonde avec hyper-IgE. ➔LyT oligoclonaux, activés. ➔Prolifération médiocre. ➔Prolifération absente. aux aux mitogènes: antigènes: ➔ Infiltration massive du derme, de l’épiderme et de l’intestin par des LyT. ➔Malgré leur hypertrophie, les ganglions sont le siège d’une déplétion lymphocytaire ➔Le thymus est hypoplasique ➔Les déficits de l’immunité humorale sont caractérisés par des infections récurrentes à germes à parasitisme extracellulaire obligatoire, essentiellement pyogènes : streptocoques, méningocques, pseudomonas. ➢ Les symptômes apparaissant après l’âge de 6 mois ➔Les localisations électives : sphère ORL, appareil bronchopulmonaire, o Sur le plan immunologique ➔Atteinte du développement des LB. ➔Absence de réponse B aux LT. 1.Agammaglobulinémie 2.Déficit en IgA 3.Déficit immunitaire commun variable (Common Variable Immunodeficiency: CVID) 4-Syndromes d’hyper IgM 1.Agammaglobulinémie 1.1Agammaglobulinémie liée au sexe ou maladie de Bruton ➔1er déficit en Ig décrit en 1952. ➔Transmission liée au sexe (90% des agammaglobulinémies). ➔Mutations de la tyrosine kinase cytoplasmique « BTK » (ou Bruton’s agamma tyrosine kinase). ➔le garçon atteint est protégé durant les 1ers mois de la vie par les IgG maternelles, la maladie sévères vie) à localisation, essentiellement, respiratoire ayant pour complications des infections bactériennes se révèle et récidivantes bonchiectasies, parfois troubles digestifs (6-10 mois de par des assez tôt - Dans 10% des agammaglobulinémies : ➔Pas de mutation BTK. ➔Transmission autosomique récessive : a. Mutation de gènes codant : μ ou λ5 ou Vpré B. b.Mutation du gène codant Ig  . c-Mutation du gène codant Igβ d-Mutation du gène codant BLNK (molécule adaptatrice qui nécessaire pour le passage du stade proB au stade préB). intervient dans le signal BCR Sur le plan immunologique Taux effondré des Ig (IgG < 2g/l), absence des autres classes et sous-classes d’Ig. ➔MO et OLP ne contiennent pas de plasmocytes. ➔Absence de LyB circulants (<2%). ➔Les LyT sont en nombre normal et sont fonctionnels. ➔L’immunité à médiation cellulaire est conservée. ➔Le myélogramme montre des cellules bloquées au stade proB. 2.Déficit en IgA ➔Touche 1/700 caucasiens (1/18000 japonais). ➔Transmission autosomique récessive ou dominante, dans certaines familles. ➔Le plus souvent asymptomatique. ➔ou Infections respiratoires, digestives. ➔Absence totale ou quasi-totale d’IgA sans déficit des autres classes d’Ig. ➔Parfois un déficit en IgG2 ou IgG4 est associé. ➔Il faut être prudent avant d’affirmer un déficit en IgA : taux normal atteint vers l’âge de 7 ans , parfois plus tard. ➔Manifestations auto-immunes : PR, lupus, thyroidite de Hashimoto, maladie coeliaque . o Mécanisme ➔Défaut de switch ou échec de différenciation terminale en plasmocytes producteurs d’IgA. ➔Dans plus de 50% des cas : Ac anti-IgA, risque de choc anaphylactique, la perfusion d’Ig étant contre-indiquée. 3.Déficit immunitaire commun variable (Common Variable Immunodeficiency, CVID) ➔Déficit le plus fréquent après le déficit en IgA. ➔Syndrome mal défini.( un sous-groupe: mutations: TACI, ICOS) ➔Hétérogénéité clinique et étiopathogénique. ➔Se manifeste généralement à la 2ème ou 3ème décade. ➔Symptomatologie de déficit humoral (infections pulmonaires, à germes pyogènes, dilatation des infections gastro-intestinales (à giardia et campylobacter bronches (diagnostiqué à ce stade), jejuni). ➔Incidence élevée de syndromes lymphoprolifératifs. ➔Manifestations auto-immunes : anémie hémolytique, thrombocytopénie. 3.Déficit immunitaire commun variable (Common Variable Immunodeficiency: CVID) o Sur le plan immunologique ➔Anomalie de la production d’Ac. ➔ Taux des LB normal ou diminué (> 2%) ➔Le taux des Ig peut être normal ou diminué touchant surtout les IgA. ➔Rapport TCD4+/TCD8+ diminué. ➔Plusieurs membres d’une même famille : CVID ou déficit en IgA. 4.Syndromes d’Hyper IgM ➔70% sont de transmission liée à l’X : est classé parmi les déficits immunitaires combinés. ➔30% à transmission autosomique récessive: Mutations: CD40, AID ou UNG NB: Déficit en CD40: est aussi classé parmi les déficits immunitaires combinés.. 1) Forme liée au sexe (HIGM1) : ➔Mutation du gène CD40L qui est exprimé sur les LyT activés. ➔La liaison du CD40L au CD40 sur les LyB est nécessaire pour le switch. 4. Syndromes d’Hyper IgM 2) Formes à transmission autosomique récessive o Mutation de la “activation-induced cytidine deaminase” (AID), enzyme nécessaire pour le switch et les hypermutations somatiques. AID est exprimée électivement dans les centres germinatifs et elle est induite dans les LyB par stimulation avec LPS, CD40L et les cytokines appropriées. o Mutation du CD40. o Mutation de UNG: Uracyl DNA glycosylase 4. Syndromes d’Hyper IgM o Sur le plan immunologique ➔Déficit en IgA et IgG. ➔Taux normal ou augmenté des IgM. 1.Neutropénie congénitale 2.Déficit de mobilité 3.Défaut de formation et fonction des granules des PNN Neutropénie ➔On parle de neutropénie, si le taux est : <1000/mm3 de 2-12 mois et <1500/mm3 après 1an. ➔Ces enfants présentent des infections bactériennes (Staphylocoques, Streptocoques) et mycotiques. ➔Le risque est faible quand le taux est >1000/mm3, modéré entre 500-1000/mm3 et il est important quand le taux est <500/mm3. 1.Neutropénie congénitale ➔Neutropénie < 200/mm3. ➔Arrêt de la différenciation au stade promyélocyte. 2.Déficit de mobilité a.Leucocyte Adhesion Deficiency 1 ( LAD1) b.LAD2 c.LAD3 2-Déficit de mobilité a.Leucocyte Adhesion Deficiency 1 ( LAD1) ➔Déficit en LFA -1 (CD11a/CD18) : molécule d’adhésion exprimée sur les leucocytes. ➔Ce déficit est le résultat de l’absence de la molécule CD18 (chaîne 2 intégrine). ➔Transmission autosomique récessive: mutation du gène ITGB2 codant CD18 ➔Déficit d’expression du CD18 variable sur les leucocytes : o Formes sévères <1%. o Formes modérées ≈ 1-10%. ➔Déficit de mobilité, d’adhérence et d’endocytose. ➔Les patients présentent des infections cutanées, périanales. des gingivites, des fistules intestinales et ➔Dans les formes les plus sévères : omphalite, chute du cordon ombilical retardée, septicémie. ➔Hyperleucocytose > 100000/mm3 typique. 2-Déficit de mobilité b.LAD2 ➔Décrit chez des enfants d’origine palestinienne. ➔Périodontite, retard mental et une petite taille. ➔Transmission « GDP- fucose transporter ». En absence de celui-ci, la molécule sialyl-Lewis, ligand des sélectines ( CD15) n’est pas produite. récessive. Mutation de FLJ11320 qui autosomique code pour Diagnostic: défaut d’expression du CD15. 2-Déficit de mobilité c.LAD3 ➔Phénotype identique au LAD I + hémorragies ➔Défaut d’activation des intégrines. ➔Transmission autosomique récessive: mutation du gène KINDLIN 3 3.Granulomatose Septique chronique (GSC) o Sur le plan clinique ➔Se manifeste dès les 1ers mois de la vie. ➔Infections sévères et récidivantes, surtout, à micro-organismes producteurs de catalase qui restent au niveau des cellules phagocytaires : formation de granulomes (Staphylocoques, Bacilles Gram -, Aspergillus). ➔Infections cutanées : pyodermite. ➔Infections des ganglions : adénite suppurée. ➔Infections au niveau des poumons et du foie (abcès). ➔Hépatosplénomégalie habituelle. 3.Granulomatose Septique Chronique o Sur le plan histologique ➔Les lésions comportent une réaction granulomateuse o Sur le plan immunologique ➔Immunité cellulaire et humorale normales. ➔Parfois hypergammaglobulinémie et hyperleucocytose. ➔PNN : activité phagocytaire pratiquement normale, activité bactéricide diminuée : anomalie des tests de bactéricidie. ➔Incapacité des cellules phagocytaires à générer les anions superoxydes O2- et le peroxyde d’hydrogène H2O2. 3.Granulomatose Septique Chronique ➔La NADPH oxydase est constituée de 5 S/U désignées par phox (phagocyte oxidase) : o gp91phox et p22phox formant le cytochrome b558; o et 3 S/U cytosoliques p47phox et p67phox et P40 phox. ➔Au cours de la phagocytose, les S/U phosphorylées, elles cytosoliques sont migrent vers la membrane et se lient au cytochrome b558. Le complexe, ainsi formé, agit comme une enzyme catalysant la réaction d’oxydation de la NADPH oxydase activant la production de O2-. ➔La CGD est causée par: o Mutation du codant gène gp91phox : forme liée au sexe  65% des cas, CYBB Activation de la NADPH oxydase o 35 % des cas : transmission autosomique récessive. - Mutation de NCF1 codant p47phox -Mutation de NCF2 codant p67phox - Mutation de CYBA codant p22phox - Mutation de NCF4 codant p40phox 1.Syndrome de Di-George 3.Syndrome de Wiskott-Aldrich 3.Ataxie-télangiectasie 1.Syndrome de Di-George Absence de thymus et parathyroides o Sur le plan clinique: ➔Faciès particulier, implantation basse des oreilles, hypertélorisme ➔Malformations cardiaques ➔ Crise de tétanie néonatale o Sur le plan immunologique ➔La lymphopénie est inconstante, surtout, au cours des 1ers mois de la vie. ➔Les LyT sont en nombre réduit. ➔La réponse proliférative aux mitogènes et aux antigènes est très diminuée. ➔Les LyB sont en nombre normal. ➔Taux des Ig normal ou diminué ➔Délétion 22q11, transmission autosomique dominante ou mutation de novo ➔Les formes partielles sont les plus fréquentes. ➔Le pronostic immédiat est conditionné par l’atteinte cardiaque. 2.Syndrome de Wiskott-Aldrich ➔Rare. ➔Transmission liée au sexe. ➔Mutation de WASP (Wiskott-Aldrich Syndrome Protein : exprimée sur toutes les cellules hématopoïétiques). WASP + N-WASP + WAPE : Famille de protéines responsables de transduction de signaux de la membrane cellulaire au cytosquelette. Syndrome associant : 1. Déficit immunitaire (infections bactériennes, virales, fongiques) apparaissant de façon progressive. 2. Thrombopénie (hémorragies : épistaxis, purpura…). 3. Eczéma ➔L’atteinte des plaquettes est constante (thrombopénie + thrombopathie). ➔Anomalie s’observant dès le plus jeune âge. ➔Le déficit immunitaire apparaît plus tard et de façon progressive. ➔Les manifestations auto-immunes sont fréquentes. ➔Incidence accrue de pathologies malignes chez les patients plus âgés (LNH). o Sur le plan immunologique 2.Syndrome de Wiskott-Aldrich ➔Taux bas des IgM. ➔Taux des IgG normal ou abaissé. ➔Taux des IgA augmenté. ➔Défaut de production d’Ac anti-polysaccharides (responsable d’infections à germes encapsulés (Haemophilus influenzae et pneumococcie). ➔Lymphopénie inconstante, variable selon le patient et au cours du temps, touchant, surtout, les LyTCD4+. ➔Réponses prolifératives normales ou abaissées : mitogènes et antigènes. ➔Réponse proliférative absente ou très faible : Ac anti-CD3. ➔Le pronostic est sévère , l’évolution est fatale : o Infections 59%. o Hémorragies : 27%. o Cancers : 5%. 3.Ataxie-télangiectasie ➔Transmission autosomique récessive. ➔Mutation du gène ATM (Ataxia Telangiectasia Mutations) o Sur le plan clinique ➔Télangiectasies oculaires et cutanées. ➔Ataxie cérébelleuse due à une dégénérescence des cellules de Purkinje. ➔Susceptibilité à développer des lymphomes et carcinomes épithéliaux. ➔Infections bronchopulmonaires et ORL. ➔Dégenerescence hypophysaire avec retard de croissance, hypogonadisme. ➔Association fréquente d’un diabète de type II. 3.Ataxie-télangiectasie o Mécanisme ➔Sensibilité aux radiations ionisantes : Fragilité de l’ADN, cassures chromosomiques (Translocation, inversion) touchant les régions 7p14, 7q35, 14q12, 14q32. ➔Les Régions où se produisent les cassures correspondent, précisément, aux loci du TCR γ, β,  et des chaînes lourdes des Ig. ➔Altération progressive des fonctions lymphocytaires. ➔Les cellules de ces patients ont un sensibilité anormalement augmentée aux radiations ionisantes. o Sur le plan immunologique ➔Déficit de l’immunité humorale : IgG2, IgA, IgE. ➔Taux des IgM augmenté. ➔Lymphopénie et diminution des réponses proliférations aux antigènes (touchant, principalement, les LyT). ➔Taux élevé de l’FP, dans 95% des cas. .Syndrome de Chediak-Higashi ( CHS) ➔Transmission autosomique récessive. ➔ Mutation de Lyst, qui a un rôle dans la régulation du trafic lysosomial. ➔Granules géantes dans les cellules nucléées (absence d’exocytose des granules qui fusionnent). ➔L’anomalie atteint : o Les polynucléaires (déficit du chimiotactisme, de la dégranulation). o Les lymphocytes (altération de la cytotoxicité des LyT et NK). o Les mélanocytes (albinisme, photophobie, altération de la vision nocturne). o Les cellules de Schwann (neuropathie périphérique). .Syndrome de Chediak-Higashi ( CHS) Sur le plan clinique Sur le plan immunologique ➔Infections bactériennes récurrentes surtout à Staphylococus aureus, Streptocoques B hémolytique. Neutropénie avec anomalies de la mobilité et et du monocytes. chimiotactisme granulocytes des ➔Albinisme partiel oculo-cutané du à une anomalie de la maturation des mélanosomes. Défaut d’apoptose ➔Adénopathies, splénomégalie, pancytopénie avec une thrombopénie majeure ➔Neuropathie périphérique progressive apparaissant vers l’âge de 5 ans, nystagmus. ➔Retard mental ➔Malades avec déficit en Ig, en complément, en phagocytes : infections à germes pyogènes. ➔Malades avec déficit de l’immunité cellulaire : infections opportunistes ubiquitaires : levures, virus germes à parasitisme intracellulaire. Donc le type d’infections, orientera le type d’exploration à faire. ➔ Faire un examen clinique soigneux : volume de la rate, foie, présence d’amygdales, végétations adénoïdes. ➔Radio du poumon : volume du thymus. L’exploration doit être menée en tenant compte des critères de diagnostic (paramètres essentiellement immunologiques) de chaque DIP ➔NFS avec équilibre leucocytaire: lymphocytes-polynucléaires-monocytes. ➔Tests cutanés (Delayed Cutaneous Hypersensitivity : DCH). L’hypersensibilité retardée est dépendante des LyT sensibilisés auparavant par l’antigène. Les antigènes les plus utilisés : PPD (tuberculine), candida, anatoxine tétanique, toxine diphtérique : • 0,1 ml en intradermoréaction, • Lecture après 48 -72h : induration. o DCH positive : informative, o DCH négative : difficile à interpréter parce que la DCH est influencée par : l’âge, le traitement par des stéroïdes. NB: Le DNCB est contre-indiqué. ➔ Numération par immunophénotypage lymphocytaire: T, B et NK en utilisant des Ac (marqués par des fluorochromes) dirigés contre les marqueurs spécifiques de chaque population: -Anti CD3/anti CD4 pour les TCD4+. - Anti CD3/anti CD8 pour les TCD8+. - Anti CD19 pour les lymphocytes B. -Anti CD16/anti CD56 pour les lymphocytes NK. o Tests fonctionnels: Nécessite une activation préalable soit par: ➔ Des Mitogènes : PHA (phyto-hémagglutinine). ➔ Des Antigènes : PPD (tuberculine), anatoxine tétanique, candida albicans selon sensibilisation antérieure. ➔L’activation des lymphocytes peut être évaluée par: - l’expression des Ag d’activation : CD69, CD25, CD40 Ligand, HLA de classe II. - Par la mesure de la prolifération : après 3-5j selon le stimulant (mitogène: 3j; antigène: 5j) et ce en mesurant le signal radio-actif généré par l’incorporation de la thymidine tritiée dans les cellules qui ont proliféré. ➔Dosage pondéral des Ig G, A, M, E : La concentration des Ig varie avec l’âge et l’environnement et d’un individu à un autre Des taux normaux d’Ig ne signifient pas qu’il n’y a pas de déficit en Ac et, dans ce cas, il faut étudier les réponses anticorps post-vaccinales (Ac antitétanique, anti-diphtérique) ou post-infectieuses en cas de forte suspicion de DI. ➔Un dosage des sous-classes d’IgG ne doit être fait que si le taux des IgG est dans les normes ou dans les limites de la normale ou en cas de déficit en Ac (défaut de réponses aux protéines ou aux polysaccharides) et il n’est pratiqué qu’après l’âge de 2 ans. o Déficit en ADA ➔Détermination de l’activité enzymatique dans les GR. ➔Déficit de ces enzymes : accumulation intracellulaire de métabolites des bases puriques lesquels, après relargage, sont retrouvés à des taux élevés, dans le sang et les urines (dATP). o Neutropénie ➔On parle de neutropénie si le taux des PNN < 1500/mm3, mais les manifestations cliniques ne surviennent que si le taux < 300/mm3. o Granulomatose Septique Chronique ➔Test de réduction du nitrobleu de tétrazolium (NBT): le NBT est un produit de couleur jaune clair qui en présence d’anions superoxydes (générés par une NADPH oxydase fonctionnelle) précipite sous forme de formazan (précipité bleu-violet dans les PNN). L’absence de précipité permet de faire le diagnostic de granulomatose septique chronique. Granulomatose septique chronique Test de réduction du NBT Granulomatose septique chronique Test au DHR Le test d’oxydation de la DHR : Principe : La dihydrorhodamine est un composé non fluorescent à la base; en présence de dérivés oxygénés , il est oxydé et devient fluorescentet donne un déplacement du pic vers la droite du graphe. L’absence du déplacement du pic permet de poser le diagnostic de granulomatose septique chronique . Ce test permet également de détecter les mères vectrices dans les formes à transmission liée au sexe avec la présence de 2 pics . o Déficit en molécules d’adhésion ➔ Evaluer l’expression du CD18 pour la suspicion de LAD 1. ➔ Evaluer l’expression du CD15 pour la suspicion de LAD 2. o Syndrome de Chediak-higashi ➔ Identification de grosses vacuoles dans le cheveu. ➔À partir de 20-22èmes semaines, sur sang du cordon ombilical : la numération de LyB et T, la fonction T, des phagocytes permettent le diagnostic prénatal : XLA, SCID, LAD, CSC. l’étude de ➔À partir de la 10ème semaine, sur les cellules trophoblastiques : analyse génétique ( identification de la mutation). 1. Traitement Antibiotique et anti-fongique Traitement curatif et préventif. 2.Perfusion d’Ig ➔Introduite en 1950 : perfusion en IV (tous les 21-30j) ou en IM toutes les semaines. ➔La préparation contient surtout : IgG1, IgG2, faiblement IgG3, absence d’IgG4. 3.Drainage postural et kinésithérapie Pour éviter les bronchiectasies ou pour retarder leur évolution au cours des déficits de l’immunité humorale 4. Limiter l’exposition aux UV et aux radiations artificielles (Radiographie) au cours de l’ataxie-télangiectasie Génotypiquement identique. o SCID : surtout déficit en ADA, dysgénésie réticulaire. o WA, LAD I, déficit en HLA de classe II, neutropénie congénitale o Syndrome d’Hyper IgM lié au sexe et CHS. ➔La transfusion de GR irradiés n’est pas suffisante pour éliminer les métabolites toxiques. ➔Déficit en ADA : administration hebdomadaire, ADA bovine modifiée par conjugaison au PEG. ➔Traitement de choix : greffe de MO. Des réversions de mutations ont été décrites pour SCID X1 et déficit en ADA.
Cours de 3ème Année Médecine 2021/2022 IMMUNITE ANTI-INFECTIEUSE kbelanteur@hotmail.com I. Introduction II. Réponses immunitaires impliquées dans la défense anti-infectieuse 1. Immunité innée 2. Immunité adaptative III. Immunité antibactérienne - Bactéries à multiplication extracellulaire - Bactéries à multiplication intracellulaire IV. Immunité antivirale III. Immunité antiparasitaire IV. Immunité antifongique V. Conclusion Introduction Introduction Une infection est une invasion d’un organisme vivant par des micro-organismes pathogènes. 4 grandes catégories de pathogènes Bactéries Virus Parasites Champignons L’immunité anti-infectieuse peut être acquise:  De façon active Naturelle après une infection Artificielle après vaccination  De façon passive Naturelle: transfert transplacentaire (IgG maternelles) lait maternel (IgA sécrétoires) Artificielle sérothérapie, séroprophylaxie (injection d’Ac)  De façon adoptive: lors de greffe de moelle osseuse ou d’injection de LT sensibilisés. Réponses immunitaires impliquées dans la défense anti-infectieuse Réponses immunitaires impliquées dans la défense anti-infectieuse L’immunité innée contrôle la quasi-totalité des infections Immunité innée 99% 99,9% 99,99% Immunité innée (immédiate: 0- 4h) Infection Reconnaissance par effecteurs non spécifiques préformés Elimination de l’agent pathogène. Réponse induite précoce (4 à 96 heures) Infection Reconnaissance et activation des cellules effectrices Recrutement des cellules effectrices (Inflammation) Elimination de l’agent pathogène Réponse spécifique (tardive: >96 h). Infection Transport de l’Ag vers les organes lymphoïdes Reconnaissance par cellules T et B naïves Expansion clonale et différenciation en effecteurs Elimination de l’Agent pathogène Effecteurs impliqués dans la défense anti-infectieuse Immunité antibactérienne Immunité antibactérienne Les mécanismes de défenses appropriés contre une infection bactérienne dépendent de: 1. la capacité d’invasion : bactérie intra ou extra cellulaire. 2. la structure de la bactérie : • Structure de la paroi : Gram+ ou Gram-, mycobactéries • Présence ou non d’une capsule (perturbe les fonctions des phagocytes et du complément). 3. la nature des facteurs de virulences de la bactérie: Production de toxines et/ou d’enzymes Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire Exemple : Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Neisseria gonorrhoeae, Streptococcus pneumonia, Vibrio cholerea… Effecteurs de l’immunité innée Le complément  L’activation des voies alterne et des lectines du complément, déclenchées par le contact avec une surface bactérienne peut lyser les bactéries Gram négatif.  Les anaphylatoxines C3a et C5a induisent une vasodilatation et une augmentation de la perméabilité vasculaire. De plus, C5a est un puissant chimioattractant pour les PNN.  C3b et C3bi jouent un rôle majeur dans l’opsonisation des bactéries en se déposant à leur surface et en se liant aux récepteurs sur les PNN (CR1, CR3) facilitant la phagocytose des bactéries. Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire Effecteurs de l’immunité innée vers  Les cellules phagocytaires Les PNN sont cellules à migrer du sang les premières site infecté, en réponse aux différents circulant chimioattractants induits par l’agression bactérienne. Les PNN PRR reconnaissent induisant ainsi vacuole de phagocytose où elles sont tuées par divers moyens. les bactéries par l’intermédiaire leur englobement dans une des le Les monocytes/macrophages interviennent dans un deuxième polynucléaires temps apoptotiques, et des débris cellulaires ou bactériens. l’élimination assurant des en  Les cellules NK: pas de rôle significatif Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire La migration transendotheliale Les cellules phagocytaires sont attirées vers le site infectieux par chimiotactisme (migration orientée vers le site infecté) IL1,TNFα Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire La phagocytose Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire La bactéricidie • Deux mécanismes différents 1) phénomènes oxydatifs • dépend de la production d’intermédiaires réactifs de l’oxygène «combustion oxydative» 2) phénomènes non oxydatifs • dépend de la production de peptides antibactériens Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire L’explosion respiratoire  L’explosion respiratoire génère de grandes quantités de métabolites toxiques dérivés de l’oxygène et qui sont de potentiels agents antimicrobiens.  Ils sont souvent létaux pour le phagocyte et peuvent aussi endommager les tissus environnant Anion superoxide O2- Peroxyde d’hydrogène H2O2 O2 + NADPH NADPH Oxidase NADP + O2 - + H+ Radical hydroxyl OH- Hypohalite OCl- Ions halides Cl- Oxyde Nitrique NO O2 - + H + Superoxide Dismutase O2 + H202 H202 + Cl- Myeloperoxidase OCl- + H2O Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire Effecteurs de l’immunité adaptative Rôle fondamental des anticorps Pas de rôle significatif des LT cytotoxiques Les Ac:  Empêchent l’adhérence,  Bloquent la prolifération des bactéries,  Activent le complément,  Facilitent la phagocytose,  Neutralisent les toxines et enzymes. Rôle des lymphocytes Th1 qui permettent leur commutation isotypique et leur maturation d’affinité Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire  Rôle des anticorps Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication extracellulaire Neutralisation des microbes et des toxines par les Ac A. Les Ac empêchent la liaison des microbes aux cellules. B. Les Ac inhibent la dissémination des microbes d’une cellule infectée à une cellule adjacente non infectée. C. Les Ac bloquent la liaison des toxines aux cellules, inhibant ainsi les effets pathogènes des toxines. Réponse immunitaire contre des bactéries à multiplication intracellulaire Immunité innée peu efficace Immunité cellulaire A- L’IL-12 produite par les CPA permet la différenciation des LTCD4 en Th1 qui sécrètent de l’IL-2, de l’IFNγ et du TNFα. Ces cytokines augmentent la capacité bactéricide des macrophages et induisent une inflammation. B- Les CTL détruisent les cellules infectées par des microbes localisés dans le cytoplasme. Immunité antivirale Réponses immunitaires antivirales Effecteurs de l’immunité innée Rôle des interférons de type 1 Les IFN-α et β sont potentiellement produits par toutes les cellules de l’organisme lorsqu’elles sont infectées par un virus. Ces IFN sont:  Protéines à activité antivirale  Inhibent la réplication virale Réponses immunitaires antivirales Rôle des interférons Mécanismes d’action - Activent un ensemble de gènes d’une protéine kinase de 67kDa et bloque la traduction des protéines. - Activent une endonucléase qui dégrade l’ARN viral. Protège les cellules voisines non infectées Défense intracellulaire Protéine kinase 2’5’ oligoadénylate synthétase Protéine MX Apoptose Bloque la synthèse protéines virales Bloque transcription virale Rnase L (endonucléase latente) Dégrade l’ARNm viral Réponses immunitaires antivirales Rôle des macrophages Les macrophages circulent dans le sang sous forme de monocytes qui vont ensuite se répartir dans les tissus lymphoïdes (ganglions, rate...), le foie, les poumons, pour constituer le système des phagocytes mononucléés. Fonctions - Phagocytose, - Initiation de la réaction inflammatoire, - Présentation des antigènes aux LT et aux LB. Réponses immunitaires antivirales Rôle des macrophages Réponses immunitaires antivirales Rôle des cellules NK Les cellules NK reconnaissent de façon non spécifique les cellules infectées par les virus et les lysent. Leur activité cytotoxique est augmentée par l’IL-2 et l’INFy secrétés par les LT. Réponses immunitaires antivirales Rôle des cellules NK Les voies de la cytotoxicité des cellules NK Cellule infectée Réponses immunitaires antivirales Effecteurs de l’immunité adaptative Rôle des lymphocytes TCD4+ • Les LTCD4+ sont nécessaires pour: - la réponse en Ac T dépendante, - la commutation de classe, - la maturation d’affinité, - la différenciation des TCD8+ cytotoxiques (CTL), - l’activation des macrophages au site infecté. 2-Rôle des lymphocytes TCD8 • Les LTCD8+ cytotoxiques (CTL) ont un rôle majeur dans l’élimination des cellules infectées par des virus. • Reconnaissance du complexe CMH I-peptide d’origine endogène. 2-Rôle des lymphocytes TCD8 Mécanismes de cytotoxicité des CTL Par libération des granules cytotoxiques Par contacte membranaire en utilisant les récepteurs de mort cellulaire : Fas/FasL et TNF/TNFR. TNF 3-Rôle des anticorps Les Acs sont surtout actifs avant l’entrée du virus dans la cellule. • Les Acs neutralisants, se lient au virus (enveloppe ou protéine de la capside)et bloque la liaison et l’entrée du virus dans la cellule . Ils sont une forme d’immunité humorale protectrice très efficace contre les infections virales. • Les Acs sont peu efficaces en cas d’une primo infection, du fait du délai long à obtenir la réponse immunitaire. • Dans certains cas, les Acs facilitent l’entrée du virus via le Fc récepteur (Acs facilitants). 3-Rôle des anticorps Neutralisation des virus (muqueuses : IgA) (sang et tissus : IgG) Viriolyse C1q Activation du complément par VC C1q ADCC Cellule cytotoxique FcR Protection Empêche: -la réinfection -la dissémination Lyse des virus enveloppés Lyse de la cellule infectée Lyse de la cellule infectée Réponses immunitaires antivirales Immunité antiparasitaire Réponses immunitaires antiparasitaires Infections parasitaires chez l’homme.  Protozoaires exemples: - Plasmodium Falciparum (paludisme) - Toxoplasma gondii (toxoplasmose) - Leishmania (leishmaniose)  Helminthes (oxyures, anguillules, ascaridiase…) Les réponses immunitaires dirigées contre les parasites sont extrêmement diverses et dépendent du type du parasite. Réponses immunitaires antiparasitaires Réponse immune dirigée contre les Helminthes Rôle des lymphocytesTh2 1. Production des IgE par les LB 2. Dégranulation des mastocytes 3. Dégranulation des éosinophiles Réponses immunitaires antiparasitaires Réponse immune dirigée contre les protozoaires Paludisme: Rôle des anticorps et des LTCD8 cytotoxiques Leishmaniose: Rôle des macrophages activés par l’IFNy secrété par les LTh1 Réponse Th2 délétère Immunité antifongique Réponses immunitaires antifongiques  L’immunité innée contrôle la plupart des infections fongiques.  L’équilibre de la flore commensale joue un rôle important pour limiter la croissance des champignons opportunistes comme Candida albicans pouvant émerger lors de traitements antibiotiques au long cours.  La phagocytose et la production des médiateurs cytotoxiques des PNN constituent une défense efficace contre la plupart des agents fongiques.  L’immunité adaptative est également mise en jeu comme le montre la survenue de certaines infections fongiques chez des patients immunodéprimés notamment infectés par le VIH ou traités par des médicaments immunosuppresseurs. Réponses immunitaires antifongiques Immunité adaptative et implication des Th17 Mécanismes de résistance à la phagocytose 1) Présence de capsules (Streptococcus pneumoniae) ou de sucres (Neisseria gonorrhoeae) qui empêchent la fixation de bactéries aux phagocytes. 2) Secrétions d’enzymes qui inhibent la fusion des lysosomes avec la vacuole de phagocytose (Mycobacterium tuberculosis) ou qui lysent la vacuole de phagocytose (Listera monocytogenes). 3) Couverture externe extrêmement leprae) (glycolipide phénolique). résistante (Mycobaterium 4) Production de molécules qui modifient le comportement de la lipoarabinomannane des Mycobactéries qui cellule infectée (ex: empêche les phagocytes de répondre à l’IFN-γ) Échappement des microbes à l’immunité humorale Échappement des microbes à l’immunité cellulaire Conclusion Conclusion La contribution de l’ immunité innée et adaptative dans la défense contre les agents infectieux Microorganisme Barrière mécanique et chimique Muqueuse bronchique intestinale urogénitale Voie alterne du complément, voie des lectines Immunité innée (0 - 4h) Réponse induite non spécifique (4 - 96h) Macrophage (reconnaissance PAMPs, opsonines...) Réaction inflammatoire localisée (cytokines, NO, prostaglandine, leucotriène, C5a, C3a, histamine...) Recrutement des polynucléaires neutrophiles et cellules NK Réponse locale Succès Echec Elimination du microorganisme Réponse adaptative Conclusion La contribution des immunités innée et adaptative dans la défense contre les agents infectieux Réponse adaptative Immunité adaptative (>96h) présentation antigène par les CPA coopération cellulaire Réponse humorale Réponse cellulaire CD + LTCD4+ + LB CD + LTCD4+ + LTCD8+ Organe Lymphoïde Secondaire Succès Echec Elimination du microorganisme + mémoire immunitaire Développement de l’infection aide thérapeutique A retenir…  L’immunité innée constitue la première ligne de protection contre les infections microbiennes.  Le système du complément, les phagocytes et les anticorps sont les plus efficaces contre les bactéries extracellulaires.  Les LTh1 et LTCD8+ cytotoxiques sont impliqués dans la destruction des cellules infectées par des bactéries à localisation intracellulaire.  Les LTCD8+ interviennent essentiellement dans la destruction des cellules infectées par un virus.  Les LTh2 sont efficaces contre les helminthes  Les anticorps et les LTCD8 cytotoxiques sont efficaces contre le plasmodium  Les macrophages sont efficaces contre le leishmania  Les infections fongiques sont maîtrisées par les mécanismes de l’immunité innée mais font aussi intervenir l’immunité cellulaire.
Université Alger I Faculté de Médecine Cours de Microbiologie pour les étudiants en 3eme année La résistance bactérienne aux antibiotiques Pr. N. Benamrouche 2021-2022 Objectifs du cours • Définir la résistance bactérienne aux antibiotiques • Connaitre les principaux mécanismes de la résistance bactérienne • Citer les principaux supports génétiques de la résistance bactérienne • Donner des exemples par famille d’antibiotiques Introduction • Découverte des antibiotiques : révolution dans le domaine des maladies infectieuses MAIS • Apparition et extension rapide de la résistance des bactéries aux antibiotiques (dés la découverte de la pénicilline G) • Préoccupation sur le plan national et international • Mise en place de réseaux de surveillance de la résistance bactérienne aux antibiotiques • Actuellement, très peu de nouveaux antibiotiques www.aarn.pasteur.dz www.aarn.pasteur.dz Principales caractéristiques de la résistance bactérienne • Émergence rapide • Fréquence du mécanisme de résistance rapidement en augmentation • Résistance transférable • Possibilité de diffusion épidémique • Addition de mécanismes de résistance, d'où l'appellation de BMR pour Bactérie MultiRésistante www.microbes-edu.org Intérêt de l’étude de la résistance aux antibiotiques • Clinique éviter les échecs thérapeutiques • Microbiologique connaissance des mécanismes de résistance meilleur choix évitant de sélectionner des résistances • Épidémiologique données statistiques sur les résistances adapter le traitement ATB à la bactérie responsable de l’infection Définitions • Résistance bactérienne • Supporter une [ ] d’ATB par une souche nettement plus que celle qui inhibe le développement de la majorité des autres bactéries de la même espèce • À différencier de la résistance clinique qui est l’expression de la résistance in vivo échec thérapeutique • Mutation • Modification brusque au niveau du chromosome ou du plasmide d’un caractère transmissible héréditairement • Phénomène spontané, rare, touchant un seul caractère à la fois et transmissible de génération en génération • Taux de mutation de 10-6 à 10-9 Exemple: résistance acquise aux pénicillines (amoxicilline ou AMX) et ticarcilline ou TIC) chez E. coli (à droite souche sauvage) Exemple: résistance clinique à la pipéracilline (PIP) lors de pneumopathie à Klebsiella pneumoniae de phénotype "pénicillinase de bas niveau", résistante à l'amoxicilline (AMX) et à la ticarcilline (TIC) www.microbes-edu.org Définitions • Plasmide • ADN double brin extra-chromosomique de taille variable (0,5 à 500 kb) capable de s’auto- répliquer et de se transférer d’une bactérie à une autre. Peut véhiculer la résistance à plusieurs antibiotiques à la fois • Transposon • Gène mobile (gène « sautant ») codant pour une résistance aux ATB et qui possède des séquences d’insertion capacité de se transférer du plasmide vers le chromosome, d’un chromosome vers un autre chromosome. Peut véhiculer plusieurs gènes de résistance. Ne peut pas se répliquer mais code pour des éléments de transposition Exemple: Contenu plasmidique d 'une souche de P. aeruginosa (à gauche) et de E. coli réceptrice avant (à droite) et après transfert (au milieu) par conjugaison. Le plasmide de plus de 150 kD confère la résistance à plusieurs familles d'antibiotiques ou encore aux antiseptiques Exemple: Mobilisation d'un transposon (Tn) d'une bactérie donatrice à gauche à une réceptrice par conjugaison (schéma selon Poyart C.) www.microbes-edu.org Définitions Intégron • • Systèmes d’éléments génétiques capables d’acquérir ou de perdre des gènes. Système de capture et d’expression de gènes (cassettes). Ce sont des éléments mobiles capables d’être intégrés ou excisés par une intégrase. Les intégrons sont véhiculés par un chromosome, un plasmide ou un élément transposable • Résistance croisée • Spectre d'inactivation lié à un même mécanisme de résistance vis-à-vis de divers antibiotiques appartenant à la même famille ou sous-groupe • Résistance associée • Résistance acquise par un plasmide à des antibiotiques de familles différentes Définitions • Protéine de liaison aux pénicillines (PLP) • Protéines bactériennes qui partagent la propriété de se lier de manière universelle aux β-lactamines. Les PLP sont principalement des enzymes impliquées dans la synthèse de la paroi bactérienne. • Porines • Les porines sont des protéines membranaires formant des canaux permettant la diffusion de petites molécules hydrophiles à travers la membrane cytoplasmique des bactéries. • Β-lactamases • Les ß-lactamases sont des enzymes d'inactivation dont les substrats sont des ß-lactamines. L'inactivation enzymatique (perte de l'activité antibiotique) survient lors de l'ouverture du cycle ß- lactame (structure de base des ß-lactamines retrouvée dans tous les sous-groupes) aboutissant à la formation d'un complexe enzyme-substrat. Le produit de la réaction aboutit à la formation de composés acides inactifs tels acide pénicilloïque ou céphalosporoïque... Définitions • Efflux • L'efflux est un mécanisme par lequel les bactéries rejettent à l'extérieur des composés toxiques tels antibiotiques, métaux lourds et autres. L'efflux est un mécanisme de transport actif, énergie-dépendant, assuré par des protéines transmembranaires appelées pompes d'efflux. Ces protéines sont spécifiques d'une classe d'antibiotiques ou au contraire responsables de phénotypes de multirésistance. • Pompes d’efflux • Les pompes à efflux sont des transporteurs protéiques localisés dans la membrane cytoplasmique des bactéries. Ce sont des transporteurs actifs. Pour fonctionner ils utilisent l'énergie fournie par dissipation d'un gradient de protons (familles MFS, RND et SMR) ou d'ions sodium (famille MATE) ou encore par hydrolyse d'ATP (famille ABC). Chez les bactéries à Gram négatif, les systèmes d'efflux sont souvent des complexes protéiques ternaires avec une pompe transmembranaire, une protéine périplasmique de jonction et une porine de la membrane externe. Les pompes les plus fréquemment rencontrées sont de type RND comme AcrB chez Escherichia coli ou MexB chez Pseudomonas aeruginosa. Chez les bactéries à Gram positif, les systèmes d'efflux ne sont constitués que de la pompe. Les plus étudiés sont les pompes MFS comme NorA ou QacA chez Staphylococcus aureus et PmrA chez Streptococcus pneumoniae. Exemple: consulter le fascicule standardisation de l’antibiogramme (https://www.aarn.pasteur.dz/publications) Exemple : Chez P. aeruginosa, le plasmide (montré à droite) est responsable de plusieurs marqueurs de résistance aux antibiotiques mais aussi aux antiseptiques (mercure) ou encore au tellurite www.microbes-edu.org Mécanismes de résistance • Résistance naturelle • Résistance innée à un ATB donné. Définit le spectre clinique de cet ATB • Spécifique d’espèce • Imperméabilité de la paroi ou synthèse d’enzymes naturelles chromosomiques www.microbes-edu.org Exemple: résistance en cocarde à la colistine de Serratia marcescens Mécanismes de résistance • Résistance acquise • Acquisition d’une résistance à l’ATB pour une souche d’une espèce bactérienne au départ sensible à l’ATB fait partie de son spectre d’activité • Support • Chromosomique : mutation – Synthèse d’une nouvelle porine inefficace dans le transport de la molécule ATB – Modification de la cible, pariétale (PLP) ou intracellulaire (ribosome ou ADN gyrase) • Plasmides ou transposons : acquisition de gènes – Synthèse de nouvelles protéines, modification de la perméabilité ou inactivation de l’ATB • Résistance par plusieurs mécanismes possible, cas des bactéries multirésistantes www.microbes-edu.org Modes d’action des antibiotiques Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Production de β-lactamase (enzyme qui inactive les β-lactamines) • Support plasmidique • Staphylococcus spp., production de pénicillinase qui inactive la pénicilline G, aminopénicillines, carboxy-pénicillines, uréido- pénicillines et C1G • Plus de 90% des souches sont R à la pénicilline G, non utilisée en thérapeutique • Haemophilus spp., β-lactamase inactivant les pénicillines A. ATB actifs, associations β- lactamines-inhibiteurs de β-lactamase et C3G • 10 à 30% R www.microbes-edu.org Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Production de β-lactamase • Neisseria gonorrhoeae est résistant aux pénicillines A dans 60% des cas • Entérobactéries • ß-lactamase inactivant les pénicillines A. 50% des Escherichia coli • Entérobactéries résistantes aux C3G par production de β-lactamase à spectre étendu (BLSE) • Fréquente en milieu hospitalier • Acquisition d’un plasmide ayant subi une mutation ponctuelle codant pour la BLSE www.microbes-edu.org Exemple de phénotype" céphalosporinase inductible" chez une souche d'entérobactérie Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Modification ou altération de la cible PLP (protéine de liaison aux pénicillines) • Streptococcus pneumoniae • Résistance à la pénicilline par modification de la PLP. Lorsque plusieurs PLP sont altérés, il y a résistance aux pénicillines A et aux C3G pneumocoque de sensibilité diminuée à la pénicilline (PSDP) • Acquisition de gènes intégrés dans le chromosome par transformation • Neisseria meningitidis • Résistance à la pénicilline A par modification de PLP www.microbes-edu.org Exemple de diminution de CMI de la pénicilline G (PG) et du céfotaxime (TX) mesurées par le E-test chez une souche de S. pneumoniae BNR Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Nouvelle PLP • Staphylococcus aureus • Support chromosomique • Il en résulte une acquisition d’une nouvelle PLP, appelée PLP2a • Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) résistance croisée à toutes les β-lactamines • En milieu hospitalier, les résistances aux pénicillines M sont fréquentes • À ce jour, aucune résistance à la pénicilline G, Streptococcus du groupe A, C, G et Treponema pallidum www.microbes-edu.org Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Modification de porine • Les porines (Omp ou Opr) sont des canaux hydrophiles constitués de trois protéines qui laissent diffuser diverses molécules de faible masse moléculaire • Le dysfonctionnement ou la perte de l'une d'entre elles peut entrainer une augmentation de CMI de divers antibiotiques comme β-lactamines, acide nalidixique (NA), triméthoprime (TMP), fosfomycine, tétracycline (TE) ou encore chloramphénicol (C) www.microbes-edu.org Exemple d'une souche de E. coli imperméable Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • ß-lactamines • Efflux • De nature différente ( famille MFS, SNR, RDN....), en particulier chez P. aeruginosa où ont été individualisés les systèmes entrainant des augmentations variables de CMI vis-à-vis de divers antibiotiques dont les β- lactamines avec les protéines MexA-B/OprM, MexC- D/OprJ, MexE-F/OprN www.microbes-edu.org Exemple d'activation du système d'efflux MexA-B/OprM chez P.aeruginosa avec la sensibilité diminuée à la ticarcilline (TIC) associée ou non à l'acide clavulanique (TCC) comparée à celle de la pipéracilline (PIP) Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • Aminosides • Résistance naturelle • Streptococcus spp., résistance de bas niveau aux aminosides. Conservent leur activité uniquement en association avec les β- lactamines (détruisent la paroi) • Résistance acquise plasmidique • Synthèse d’une enzyme qui détruit l’ATB ou d’une nouvelle sous-unité ribosomale 30S non reconnue par l’aminoside • Enterococcus spp., résistance de haut niveau aux aminosides. Dans ce cas, l’association avec les β-lactamines est innéficace • Résistance fréquemment retrouvée également chez les EBLSE et les SARM • Résistance acquise par mutation • Mycobacterium tuberculosis et streptocmycine association de plusieurs ATB anti-tuberculeux recommandée Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • Macrolides • Staphylococcus spp., ARN ribosomal altéré par une méthylase codée par un plasmide • MLSB constitutive • MLSB inductible • Streptococcus pneumoniae et Streptococcus du groupe A, C et G • Sulfamides • Neisseria meningitidis et Neisseria gonorrhoeae, production d’enzyme codée par un plasmide • Cyclines • Résistance fréquente chez les bactéries à Gram + et – • Imperméabilité d’origine plasmidique Résistance bactérienne par famille d’antibiotiques • Quinolones • Mutation à l’origine de modification de cible, l’ADN gyrase ou de défaut de transport de quinolones • Efflux, refoulement de l’ATB par des pompes à ions membranaires • Taux de mutations élevé, l’association à une autre molécule ATB est recommandée lors de traitement prolongé • Chez les entérobactéries, acquisition de gènes plasmidiques, qnr codant pour des protéines protégeant la cible (ADN gyrase) contre l’action des quinolones • Glycopeptides • Enterococcus spp., mécanisme chromosomique, diminution de la perméabilité des bactéries à cet ATB Cas particulier de Mycobacterium tuberculosis • Résistance naturelle • M. tuberculosis est résistant naturellement à la plupart des ATB décrits plus haut par défaut de perméabilité ou de cible spécifique sauf les aminosides, les rifamycines et les quinolones • Résistance chromosomique • Mutation spontanée caractérisée par sa fréquence d’apparition Isoniazide : 1 bacille pour une population de 106 bactéries • • Rifampicine : 1 bacille pour une population de 108 bactéries • Pour préserver l’efficacité thérapeutique, une association d’ATB est recommandée • Une monothérapie conduira à la sélection de mutants résistants résistance secondaire ou acquise Conclusion • La résistance bactérienne aux ATB est un problème de santé publique engendré par la prescription anarchique des ATB • Les bactéries possèdent une grande capacité d’adaptation aux molécules ATB • Pour cela, elles utilisent leur matériel génétique qu’elles peuvent le transférer entre elles • Le seul moyen de lutte contre la résistance aux ATB est une prescription judicieuse et réfléchie des ATB Références bibliographiques 1. Courvalin P, Leclercq R. Antibiogramme. Paris : ESKA ; 2012. 2. F. Denis, MC. Ploy, C. Martin, E. Bingen, R. Quentin. Bactériologie Médicale Techniques usuelles. Paris : Elsevier/Masson; 2011. 3. Site de microbiologie médicale. www.microbes-edu.org. 4. Réseau Algérien de Surveillance des Bactéries aux Antibiotiques. www.aarn.pasteur.dz.
Introduction: Implantation des micro-organismes sur la peau et les muqueuses: Persistance des bactéries implantées: Facteurs influençant la flore endogène: L’alimentation : Facteurs physiologiques : Facteurs pathologiques : L’antibiothérapie : Rôle de la flore commensale : Résistance à l’infection : Contribution nutritionnelle : RELATIONS HOTE –BACTERIES Introduction: 1- Micro-organismes symbiotiques: 2- Micro-organismes commensaux: 3- Micro-organismes pathogènes: FLORES NORMALES DE L’ORGANISME 1) 2) 3) Adhésion des bactéries aux cellules épithéliales: 4) 5) a) b) c) d) 6) a) b) 7) Composition de la flore bactérienne: La flore cutanée : a) La flore digestive : b) Flore buccale: i) ii) La flore gastrique: iii) La flore de l’intestin grêle: iv) La flore colique: c) i) ii) VR inférieures: d) i) ii) Flore des voies génitales : Flore de l’urètre: Flore vaginale: Flore des voies respiratoires (VR) : VR supérieures: RELATIONS HOTE – BACTERIES FLORES NORMALES INTRODUCTION La plupart des bactéries mènent dans la nature, une vie complètement indépendante d’un autre organisme vivant. Elles vivent sur les déchets dont elles assurent la destruction en y puisant leur énergie et en y effectuant leurs synthèses. Elles sont appelées : saprophytes. Les bactéries d’intérêt médical trouvent des conditions favorables à leur croissance à la surface ou à l’intérieur d’un organisme vivant. En fonction des diverses relations biologiques qui peuvent s’établir entre ces bactéries et leur hôte, on distingue divers groupes de micro- organismes : Micro-organismes symbiotiques : La symbiose est un mode de relation dans lequel la bactérie et l’ hôte profitent tous deux de leur association. Ex : les bactéries qui vivent dans le tube digestif (ex : Escherichia coli .) interviennent dans la protection contre l’infection dans le tube digestifs et dans les synthèses vitaminiques Micro-organismes commensaux : Ce sont des micro-organismes vivant à la surface ou dans les cavités naturelles de l’hôte sans nuire à celui-ci. Ces bactéries peuvent devenir pathogènes (pathogènes occasionnels ou opportunistes). Il existe des commensaux de la peau et des commensaux des muqueuses. Micro-organismes pathogènes : Ce sont des bactéries douées d’un pouvoir agressif chez l’hôte entraînant chez celui- ci une maladie infectieuse .On distingue : Micro-organismes pathogènes stricts ou à fort potentiel de pathogénicité. Elles sont appelées bactéries parasites: en principe, toujours pathogènes pour un hôte donné ex : Mycobacterium tuberculosis. Micro-organismes pathogènes occasionnels ou opportunistes : Ces micro- organismes déterminent des maladies lorsque des conditions particulières se trouvent réalisées (sujets immunodéprimés, antibiothérapie à large spectre, prolongée, âges extrêmes de la vie …) FLORES NORMALES DE L’ORGANISME  A la naissance, le nouveau-né est stérile. Il acquiert, en quelques heures, une flore microbienne constituée surtout par les bactéries transmises lors de l’accouchement, puis par celles provenant de son alimentation.  Cette flore bactérienne joue un rôle important dans l’équilibre physiologique.  Elle est quantitativement très importante mais varie qualitativement en fonction de l’état physiologique de l’hôte et de son environnement. FLORES NORMALES DE L’ORGANISME Implantation des micro-organismes sur la peau et les muqueuses : Il existe un certain nombre d’obstacles à l’implantation des germes à la surface des tissus en contact avec l’extérieur. Tout d’abord, la peau et les muqueuses sécrètent des substances chimiques variées qui inhibent ou détruisent les  bactéries : acides gras du sébum de l’épiderme, lysozyme, bile, acide chlorhydrique (HCl), IgA sécrétoires etc. Les micro-organismes qui atteignent les cellules épithéliales sont de plus drainés en permanence par la desquamation de ces cellules, mais aussi par les mouvements péristaltiques du tube digestif ou les réflexes des voies respiratoires (toux, éternuements).   De même, le mucus où les bactéries sont engluées est éliminé par l’action des cils vibratiles des cellules de l’épithélium respiratoire.  Malgré les mécanismes qui, ainsi, s’opposent à l’implantation des bactéries, certaines souches bactériennes sont capables de coloniser la surface des tissus et de persister indéfiniment. Cela est rendu possible par le phénomène de l’adhésion des bactéries aux cellules épithéliales. Adhésion des bactéries aux cellules épithéliales :  Certaines bactéries s’accrochent de façon spécifique aux cellules épithéliales grâce à des projections filamenteuses péri -bacillaires appelées pili ou fimbriae.  Ces pili, par l’intermédiaire d’adhésines, s’attachent à des récepteurs glyco-protéiques de la membrane des cellules épithéliales.  Cela explique que de nombreuses souches bactériennes s’implantent uniquement chez certaines espèces animales et sont incapables de coloniser d’autres espèces. Il existe ainsi des espèces de E. coli pathogènes uniquement chez l’homme (E. coli CFA +), d’autres pour le porc (E. coli K88).   D’autres mécanismes d’attachement non spécifique aux cellules épithéliales sont possibles : certaines bactéries sécrètent des polymères de sucre ou glycocalix qui leur permettent de coller aux cellules, d’autres peuvent à leur tour s’engluer dans le ciment ainsi synthétisé par les bactéries. FLORES NORMALES DE L’ORGANISME Persistance des bactéries implantées :  Après cette phase initiale d’attachement, les bactéries peuvent utiliser les nutriments et les macromolécules qui tendent à se concentrer à la surface des cellules épithéliales.  Elles se multiplient ainsi dans le micro -environnement des cellules épithéliales dans la mesure où les conditions locales de compétition avec les autres bactéries le leur permettent.  Les bactéries persistent souvent très longtemps à la surface des muqueuses et de la peau sauf si des facteurs physiologiques ou pathologiques viennent favoriser l’implantation d’autres micro-organismes mieux adaptés aux nouvelles conditions. FLORES NORMALES DE L’ORGANISME Facteurs influençant la flore endogène : ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ❖ L’alimentation : C’est l’un des facteurs les plus importants. Elle assure un apport constant de bactéries, éventuellement pathogènes. Le régime alimentaire lui-même peut faire varier considérablement la flore du tube digestif, en particulier en fonction de l’apport en sucres et en protéines. Ex : un régime carencé en sucres entraîne une diminution du nombre de streptocoques commensaux implantés dans la sphère buccale et prévient l’apparition de la plaque dentaire (film bactérien adhérant à l’émail dentaire). ❖ Facteurs physiologiques : Le cycle menstruel ou la grossesse entraîne des modifications importantes de la flore vaginale, l’apparition des dents modifie la flore buccale en permettant à certaines bactéries de s’attacher au support solide de l’émail dentaire. ❖ Facteurs pathologiques : En cas de diabète, alcoolisme, et certaines maladies chroniques (mucoviscidose). Certaines infections virales, par les désordres qu’elles entraînent sur la membrane cellulaire, favorisent l’implantation de bactéries pathogènes (Ex : grippe et infection à Haemophilus influenzae). ❖ L’antibiothérapie : Elle entraîne une destruction de la flore commensale et favorise l’implantation de bactéries multi -résistantes responsables d’infections nosocomiales très sévères (-résistantes aeruginosa, KES, Staphylococcus aureus) FLORES NORMALES DE L’ORGANISME Rôle de la flore commensale : ➢ Résistance à l’infection : Un des rôles majeurs de la flore commensale est de créer un état de résistance contre l’implantation de bactéries pathogènes sur la peau et les muqueuses. La présence d’une énorme quantité de bactéries au contact des muqueuses stimule en permanence le système immunitaire disséminé le long de ces muqueuses en particulier digestive et respiratoire. En plus, cette flore, par l’effet barrière qu’elle oppose, empêche l’implantation des bactéries exogènes. ➢ Contribution nutritionnelle : La flore du tube digestif contribue en partie à la digestion en détruisant les déchets ou en hydrolysant certaines substances qui ont résisté à la digestion par les sucs intestinaux De plus, cette flore est capable de synthétiser des vitamines (vit K, B12) qui seront utilisées par l’hôte en appoint à l’apport alimentaire. ♦♦Composition de la flore bactérienne :  La flore cutanée : o Les germes établis sur la peau vivent sur les couches les plus superficielles de l’épiderme et sur la partie supérieure des follicules pileux et des conduits des glandes sébacées. o Cette flore cutanée est variable en qualité et en quantité (10 2 à 10 6 / cm2) selon la topographie. – La flore résidente est formée de germes Gram+ potentiellement peu pathogènes * - Staphylocoques à coagulase négative * - Corynébactéries – La flore transitoire est plus polymorphe et peut comporter des germes potentiellement pathogènes, provenant du tube digestif ou du rhinopharynx : * - Entérobactéries * - Staphylocoque doré o Les mains portent souvent une flore transitoire abondante (rôle dans la transmission croisée). La flore digestive : Flore buccale : ❑ Il existe schématiquement deux écosystèmes dans la bouche : la flore de la muqueuse buccale et celle de la plaque dentaire * -muqueuse buccale : cette flore est essentiellement constituée de certaines ❑ espèces de Streptocoques qui adhèrent aux cellules de l’épithélium jugal et lingual (Streptococcus salivarius, Streptococcus mitor, Streptococcus milleri …). D’autres espèces anaérobies leur sont associées. ❑ La salive est le reflet de cette flore de la muqueuse buccale contient un nombre élevé de bactéries (10 5à 106 bactéries/ml) avec une nette prédominance de S. salivarius. ❑ * - plaque dentaire : il s’agit d’un film bactérien adhérant à l’émail des dents. ❑ Au microscope électronique, elle apparaît constituée de très nombreuses bactéries insérées dans une matrice organique composée de glycoprotéines provenant de la salive et de polymères bactériens localement sécrétés. Cette plaque se constitue en quelques heures et peut se calcifier donnant le tartre ou se compliquer de carie dentaire ou de parodontite. ❑ Les bactéries retrouvées sont le streptocoque avec un rôle particulier de Streptococcus mutans et des bactéries anaérobies dans la genèse des caries dentaires. ❑ * - sillon gingival : cette flore est très abondante (1011/g) surtout constituée de germes anaérobies stricts (80%  La flore gastrique :  En dehors des germes de transit apportés par les aliments, il n y a pas de bactéries dans l’estomac (pH acide).  La flore de l’intestin grêle :  Il possède une flore pauvre en raison du péristaltisme et de l’abondance des sécrétions.  Les germes présents sont essentiellement des streptocoques, staphylocoques et lactobacilles.  La flore colique :  Elle est extrêmement variée et abondante. Elle renferme 1011 à 1012 bactéries/g avec une nette prédominance des anaérobies stricts (99,9 %), surtout Bacteroides, Bifidobacterium et Clostridium.  Les germes aérobies sont principalement les Entérobactéries (Escherichia coli), Entérocoques et Staphylocoques. Cette flore est habituellement stable et limite l’implantation d’espèces pathogènes et le développement de bactéries commensales potentiellement dangereuses.  Elle peut varier avec le type d’aliments, l’âge, l’environnement et l’antibiothérapie.  Flore des voies respiratoires (VR) :  VR supérieures :  La flore est variable et abondante au niveau du rhinopharynx (108/ml de sécrétion pharyngée). Elle contient de nombreux opportunistes majeurs :  Staphylocoque doré (orifices narinaires)  Streptocoques (groupables ou non)  Haemophilus  Neisseria (éventuellement N. meningitidis dont le portage est transitoire)  Branhamella catarrhalis  Anaérobies, Corynébactéries, VR inférieures : Au niveau de la trachée, la flore est minime et activement combattue par le mucus, les cils, les macrophages etc. L’arbre respiratoire inférieur est normalement stérile  Flore des voies génitales :  Flore de l’urètre :  Elle est retrouvée à l’extrémité du canal urétral chez l’homme et chez la femme, sur une zone peu étendue.  Elle est composée de Staphylocoques, Microcoques, entérobactéries, Corynébactéries et Streptocoques non groupables. Flore vaginale :  Elle joue un rôle de protection essentiel chez la femme. Les Lactobacilles acidophiles ou bacilles de Doderlein, par leur sécrétion d’acide lactique, entretiennent un pH bas qui limite la flore commensale.  Cette flore commensale est réduite à :  Streptocoques (Streptocoque B essentiellement)  Corynébactéries  Bifidobacterium  Après la ménopause, les anaérobies et Entérobactéries sont plus abondants.
Université Alger I Faculté de Médecine Cours de Microbiologie pour les étudiants en 3eme année Tests de sensibilité des bactéries aux antibiotiques : principes et applications en antibiothérapie Pr. N. Benamrouche 2021-2022 Objectifs • Définir la bactériostase, la bactéricidie, la CMI et la CMB • Définir l'antibiogramme • Définir les trois catégories cliniques : S, I ou R • Décrire succinctement les diverses méthodes de détermination de l’antibiogramme, de la CMI, de la CMB et de l’association d’antibiotiques • Décrire le principe et l’intérêt des tests rapides • Définir les indications des associations d’antibiotiques • Décrire les méthodes de dosage d’antibiotique Rappel sur les critères de prescription d’une antibiothérapie • Avant la prescription d’un traitement antibiotique, le clinicien doit répondre à un certain nombre de questions concernant l’indication et le choix de l’antibiotique, l’utilisation d’une mono ou bithérapie, la voie d’administration à utiliser et en dernier le choix des tests microbiologiques permettant de juger de l’efficacité de l’antibiotique prescrit. • Une prescription correcte et judicieuse doit répondre aux 4 critères énumérés ci-dessous : Rappel sur les critères de prescription d’une antibiothérapie Infection bactérienne • Le clinicien s’aidera d’arguments cliniques ou cliniques et bactériologiques en se basant sur les résultats du laboratoire et notamment l’identification du germe responsable de l’infection. • La connaissance de l’épidémiologie des agents étiologiques des infections ainsi que de leur sensibilité aux antibiotiques permettent de guider vers un choix d’antibiotique adapté. Choix de l’antibiotique • Doit tenir compte du germe pathogène, du foyer infectieux, de la présence d’une pathologie sous jacente (immunodépression, diabète). • Le laboratoire intervient pour identifier le germe, apprécier sa sensibilité aux antibiotiques (antibiogramme, CMI) et étudier l’efficacité d’une antibiothérapie (dosage sérique, étude des associations d’antibiotique). Rappel sur les critères de prescription d’une antibiothérapie L’administration de l’antibiotique • Les modalités d’administration des antibiotiques nécessitent des connaissances sur la pharmacocinétique des antibiotiques, doivent aussi tenir compte du type d’infection (localisée ou disséminée) et du terrain du patient. Le suivi du traitement antibiotique • Il est nécessaire et permet de juger de son efficacité et de sa toxicité. Le laboratoire intervient en effectuant des dosages pour juger si les doses sont toxiques comme il intervient pour juger de l’efficacité en dosant l’antibiotique et en recherchant le pouvoir bactériostatique et bactéricide d’un liquide biologique (sérum, LCR…). Bactériostase et bactéricidie • Les interactions bactérie-antibiotique peuvent se traduire soit par un ralentissement de la croissance bactérienne (bactériostase), soit par un effet létal de l’antibiotique (bactéricidie). • La bactériostase est quantifiée par la CMI (concentration minimale inhibitrice) et la bactéricidie par la CMB (concentration minimale bactéricide). Bactériostase et bactéricidie Interaction bactérie-hôte : antibiotique, A. Philippon ; www.microbes-edu.org Interaction bactérie-hôte : bactériostase, A. Philippon ; www.microbes-edu.org Bactériostase et bactéricidie Interaction bactérie-hôte : bactéricidie, A. Philippon ; www.microbes-edu.org Les tests de sensibilité L’antibiogramme • La méthode utilisée est la méthode de diffusion en gélose avec des disques. • Le principe du test consiste à utiliser des disques en papier buvard imprégnés d’une concentration fixe d’antibiotique. • Ces disques sont déposés à la surface d’une gélose inoculée par une suspension bactérienne contenant une quantité fixe de bactéries (inoculum bactérien). • Après une incubation à 35° pendant 18-24 heures, il s’établit un gradient de concentration entre la culture bactérienne et la diffusion du disque et qui s’exprime par un diamètre d’inhibition de la culture. La concentration d’antibiotique en bordure de la zone d’inhibition correspond à la CMI de l’antibiotique pour la souche étudiée. Les tests de sensibilité L’antibiogramme • Le diamètre de la zone d’inhibition est mesuré en mm et des courbes de concordance diamètre-CMI sont réalisées. Ces courbes sont construites pour chaque antibiotique à partir d’échantillons représentatifs des différentes espèces bactériennes. • Un contrôle de qualité est nécessaire (souches de référence=souches témoin). Ce contrôle permet de valider l’antibiogramme notamment la qualité du milieu et celle des disques utilisés. Les tests de sensibilité Antibiogramme Bactériologie Médicale : Techniques usuelles F. Denis et al. Antibiogramme. Méthode par diffusion acces.inrp.fr/.../index_html Les tests de sensibilité • La mesure de ce diamètre permet de classer la bactérie après comparaison des diamètres à une table dans 3 catégories : Sensible (S), Intermédiaire (I) ou Résistant (R). • Ces catégorisations cliniques sont définies en comparant les résultats obtenus en CMI avec des concentrations critiques définies en fonction des concentrations sériques obtenues après des posologies usuelles. Grâce aux courbes de concordance, aux concentrations critiques correspondent des diamètres critiques. • Sensible(S) : signifie que la probabilité de succès thérapeutique est forte, à condition que les autre paramètres pharmacologiques (diffusion au site de l’infection), toxicologique et clinique soient pris en compte. • Résistant(R) : signifie que le risque d’échec thérapeutique est grand quelque soit le • traitement. Intermédiaire (I) : signifie que l’action de l’antibiotique se situe dans la zone d’incertitude qui ne peut pas prédire du succès ou de l’échec thérapeutique. • La réponse S/I/R est suffisante dans la majorité des infections. Les tests de sensibilité • Les avantages de l’antibiogramme sont : sa rapidité et sa reproductibilité. • Les inconvénients de ce test sont : l’étude de la bactériostase uniquement, le manque de précision, l’absence de détection de certaines résistances telles que certaines β-lactamases, la réponse ne tient pas compte du site de l’infection mais seulement des concentrations sériques pour des posologies usuelles et d’interprétation pouvant être complexe. https://www.youtube.com/watch?v=z20GceXwfEQ Les tests de sensibilité Les tests rapides (mise en évidence d’une β-lactamase) • Ce test est complémentaire à l’antibiogramme et obligatoire pour certaines espèces • bactériennes (Haemophilus, Neisseria gonorrohae). Il est dit test à la nitrocéfine, celle-ci est une céphalosporine chromogène qui scindée par une ß-lactamase libère une substance chromogène (colorée). • Ce test à pour principe de déposer une colonie sur un disque imprégné de nitrocéfine, lorsqu’il y a production de β-lactamase par la bactérie, il y a apparition d’une coloration rouge sur le disque. Exemple : Haemophilus et Neisseria gonorrhoae. • Ce test est complémentaire à l’antibiogramme il a l’avantage de permettre de donner une réponse rapide au clinicien. Les tests de sensibilité Méthodes de détection de la production de β-lactamase, A. Philippon ; www.microbes-edu.org Les tests de sensibilité Techniques de diagnostic moléculaire • Ces techniques consistent à mettre en évidence les gènes codant pour la résistance aux antibiotiques. • Les techniques utilisées sont l’hybridation avec des sondes nucléiques ou l’amplification par PCR (polymérase chain reaction). • Elles sont utilisées pour : - Résistance à l’oxacilline chez Staphylococcus aureus par la mise en évidence du gène mecA - Résistance aux glycopepetides chez Enterococcus sp. par la mise en évidence des gènes vanA, vanB et vanC. Les tests de sensibilité Techniques de diagnostic moléculaire • L’intérêt de ces techniques est la détection rapide des résistances en 3 à 4 heures, elles sont spécifiques et sensibles. Elles complètent les méthodes phénotypiques et présentent un intérêt pour les bactéries à croissance lente ( exemple Mycobacterium tuberculosis, Legionella) ou difficilement cultivables (Mycoplasma, Chlamydia). Elles peuvent être appliquées directement sur les produits pathologiques et permettent d’obtenir une réponse plus rapide, notamment en cas d’infection sévère. • Limites : elles peuvent détecter des gènes de résistance non exprimés par la bactérie. C'est- à-dire qu’on peut détecter un gène de résistance alors que la bactérie a un phénotype sensible. Elles ne permettent pas la détection de nouveaux mécanismes de résistance, à la différence de l’antibiogramme « classique » qui évalue la relation bactérie-antibiotique et qui permet de détecter un nouveau mode de résistance. Les tests de sensibilité Etude des concentrations minimales inhibitrices (CMI) • Méthode par dilution • CMI : c’est la plus faible concentration d’antibiotique qui inhibe une culture visible à l’œil. Elle définit la bactériostase. • Principe du test : consiste à mettre un inoculum bactérien fixe (105 UFC/ml) dans une série de dilution de l’antibiotique (gamme de concentration en progression géométrique de raison 2). Un tube sans antibiotique servira de témoin. Elle se pratique en milieu liquide (en tubes ou en microplaques) ou en milieu solide (dans ce cas, l’antibiotique est incorporé dans la gélose ; chaque boîte de Petri correspond à une concentration donnée d’antibiotique ; il est possible de tester plusieurs souches déposées sous forme de spot sur la même série de boîtes). La CMI est déterminée puis comparée à un tableau pour classer la bactérie dans l’une des catégories S, I ou R. • • Avantage : technique précise, donne un résultat quantitatif en mg/l ou en μg/ml. Utile pour les antibiotiques ayant les meilleures CMI dans les infections sévères ou quand les foyers infectieux sont peu accessibles. Inconvénient : technique longue, lourde et coûteuse. • Les tests de sensibilité Gamme de concentration Détermination de la CMI par dilution en milieu liquide A. Philippon, www.microbes-edu.org https://www.youtube.com/watch?v=PnqDxHXApBg Les tests de sensibilité • Méthode par diffusion • Pour alléger cette technique, de fines bandelettes de plastique inerte et non poreux imprégnées d’un gradient prédéfini de concentrations croissantes d’antibiotique sont utilisées. Les bandelettes E-Tests® (bioMérieux) et MICE® Tests (Oxoid) sont commercialisées. La technique d’ensemencement est identique à celle de l’antibiogramme. • La bandelette est mise sur la surface de la gélose. Après une incubation à 35° pendant 18- 24 heures, une ellipse d’inhibition symétrique centrée le long de la bandelette se forme. La lecture de la CMI est effectuée au point d’intersection de l’ellipse d’inhibition et de la bandelette. • Intérêt : infections sévères ou pour certains germes tels Streptococcus pneumoniae, étude de la sensibilité des staphylocoques et entérocoques aux glycopeptides, germes à croissance lente, etc. • Avantages : CMI plus précise qu’avec les disques. • Inconvénient : coût élevé. Les tests de sensibilité E-test Bactériologie Médicale : Techniques usuelles F. Denis et al. E-test, A. Philippon ; www.microbes-edu.org https://www.youtube.com/watch?v=K0nrFj8lFfA Les tests de sensibilité • Détermination automatisée de la CMI • Certains automates utilisés pour l’étude de la sensibilité aux antibiotiques rendent des résultats en CMI. Des galeries contenant une gamme de concentration par antibiotique sont inoculées avec une suspension de la bactérie à étudier. • Après incubation dan l’automate, des CMI seront déterminées. Trois automates permettent de déterminer les CMI : le Phoenix (Becton Dickinson), le Vitek 2 (bioMérieux) et le Microscan (Siemens). https://www.youtube.com/watch?v=tUdtgIynU9E https://www.youtube.com/watch?v=LOMukxONIZU Les tests de sensibilité Etude de la concentration minimale bactéricide (CMB) • CMB • La CMB est la plus faible concentration de l’antibiotique bactéricide c'est-à-dire qui lyse les bactéries (≤0,01% de survivants). Elle définit la bactéricidie. • Principe du test : consiste à dénombrer le nombre de bactéries survivantes à partir de la dilution de l’antibiotique correspondant à la CMI. • Une gamme de concentration d’antibiotique est réalisée comme pour la détermination de la CMI. Le même jour, une numération de l’inoculum de départ (tube témoin sans antibiotique) est effectuée en réalisant 4 dilutions de 10 en 10 qui seront chacune ensemencées en strie sur une gélose. Après incubation à 35°C pendant 18 h, les colonies seront dénombrées et le nombre d’UFC (unité formant colonie) à la dilution 1/10000 correspondra à 0,01% de l’inoculum de départ. Après 18 h d’incubation à 35°C, tous les tubes qui ont une concentration d’antibiotique ≥ à la CMI seront repiqués sur gélose en stries. Les tests de sensibilité Etude de la concentration minimale bactéricide (CMB) • CMB • Après 18 h d’incubation à 35°C, les colonies présentes sur chaque strie sont comptées et comparées à la numération de l’inoculum de départ. La CMB est la plus faible concentration d’antibiotique pour laquelle le nombre de colonies bactériennes est ≤ au nombre de colonies présentes sur la dilution de l’inoculum de départ (≤0,01%). • Un antibiotique est dit bactéricide lorsque la valeur de sa CMB est proche de celle de la CMI (rapport CMB/CMI <2). • Un rapport CMB/CMI >32 indique que l’antibiotique est bactériostatique ou s’il s’agit d’un antibiotique habituellement considéré comme bactéricide ; la souche est dite tolérante. Indication : infection grave telle que l’endocardite infectieuse. • Les tests de sensibilité Détermination de la CMB par dilution Bactériologie Médicale : Techniques usuelles F. Denis et al. Détermination de la CMB par dilution, A. Philippon ; www.microbes-edu.org https://www.youtube.com/watch?v=h-CHyx9QflY Les tests de sensibilité • Cinétique de bactéricidie • Consiste en un dénombrement dynamique au cours du temps de bactéries survivantes à partir de bouillons contenant l’antibiotique à étudier. • Inconvénients : méthode lourde. Etude des associations des antibiotiques • Une association d’antibiotiques est indiquée pour : - Elargir le spectre. - Obtenir une synergie. - Augmenter l’effet bactéricide lors d’infections sévères (endocardites, bactériémies, arthrites, infections sur matériel…). - Couvrir une infection polymicrobienne. - Les infections à bactérie multirésistante (BMR). - Eviter l’apparition de mutants résistants. - diminuer la durée de traitement. Les tests de sensibilité • Pouvoir bactéricide et cinétique de bactéricidie des associations • Principe : • Méthode en milieu liquide utilisant des disques d’antibiotiques de charge connue. Ces antibiotiques sont testés sur la bactérie responsable de l’infection. • Association de plusieurs antibiotiques 2 à 2, plusieurs associations d’antibiotiques sont testées y compris l’association avec laquelle le patient est traité. • L’inoculum bactérien est calibré et est ensemencé dans chaque tube contenant l’association des antibiotiques. • Tous les tubes sont incubés pendant 18H, avec des repiquages sur milieu solide après 2H, 4H, 6H et 18H. • Ces différents milieux solides sont incubés pendant 18H. Ensuite on procède à la numération des bactéries survivantes. Un inoculum témoin est utilisé. • Une association est dite bactéricide si le nombre de bactéries survivantes est ≤ à 0,01% de l’inoculum de départ. Elle est précoce si la bactéricidie est observée à partir de 2H. • Une association est dite synergique si le nombre de bactéries survivantes est < à 0,01% de l’inoculum de départ. Les tests de sensibilité J0 : Gamme étalon (100; 10; 1; 0.1; 0.01 %), ensemencement, incubation. J0 : Incubation avec les ATB seuls et associés 2 à 2. Pouvoir bactéricide des associations (suspensions de la souche à tester avec antibiotiques seuls et associés), Didier Hocquet ; rôle du laboratoire dans la conduite et la surveillance d’une antibiothérapie Les tests de sensibilité J1 : ensemencement des bouillons, incubation J2 : comparaison avec les témoins Pouvoir bactéricide des associations (repiquage sur gélose), Didier Hocquet ; rôle du laboratoire dans la conduite et la surveillance d’une antibiothérapie Les tests de sensibilité • • Interprétation L’association est dite synergique lorsque l’effet des deux antibiotiques est supérieur à celui de l’antibiotique utilisé seul. • Elle est antagoniste lorsque son effet est inférieur à celui de l’antibiotique utilisé seul. • Elle est indifférente lorsque son effet est égal à celui de l’antibiotique utilisé seul. Intérêt : • • Permet de suivre l’efficacité de l’association d’antibiotique utilisée et d’étudier l’association d’antibiotique la plus efficace pour le traitement du malade. • Avantages : • Pertinence du test : moyennement reproductible. Bonne corrélation avec l’efficacité des antibiotiques in vivo, appréciation de la bactéricidie quantitative et de la vitesse de bactéricidie. • Limites : surestime l’effet des antibiotiques sur les bactéries fragiles. Contraintes techniques (souche du malade, rigueur et temps), absence de standardisation. Les tests de sensibilité • Cinétique de bactéricidie des associations • Principe : • Consiste à dénombrer le nombre de survivants au cours du temps dans un bouillon contenant un ou plusieurs antibiotiques. • • Intérêt : Infections sévères à bactéries multirésistantes (BMR). • Avantages : appréciation de la bactéricidie quantitative et de la vitesse de bactéricidie. • Limites : absence de standardisation. Interprétation : • • Synergie si nombre de survivants avec l’association est ≤ 2 log10 . • au nombre obtenu avec l’un ou l’autre des 2 antibiotiques. Les tests de sensibilité Cinétique de bactéricidie des associations, Didier Hocquet ; rôle du laboratoire dans la conduite et la surveillance d’une antibiothérapie Les tests de suivi Le dosage de l’antibiotique dans le sérum Intérêt : • • Apprécier le risque toxique d’un antibiotique ayant un index thérapeutique étroit c'est-à-dire que la dose efficace est proche de la dose toxique, exemple : aminosides et glycopeptides. • Surveiller et prédire l’efficacité d’une thérapeutique. - dosage de la teicoplanine « à la vallée ». - adapter les posologies des antibiotiques toxiques. • Vérifier la compliance des patients. • Principe du test : on effectue deux prélèvements de sérum le 1er au pic de la plus forte concentration sérique (entre 1 et 2 h après injection) et le 2eme à la vallée au moment de l’élimination de l’antibiotique (avant une nouvelle injection). • Méthodes très diverses (microbiologiques, HPLC, immuno-enzymatiques…) • Pour être actif, la concentration locale de l’antibiotique doit être >CMI. Les tests de suivi Interprétation Antibiotique Gentamicine Tobramycine Amikacine Vancomycine Teicoplanine Pic (mg/l) Vallée (mg/l) 5-10 5-10 20-25 30-40 - < 2 < 2 < 10 < 10 10-20 Applications : Surveillance de la toxicité : doit être en routine de l’utilisation des aminoglycosides et des glycopeptides. Foyers où les antibiotiques ne diffusent pas ou peu : foyers enkystés, collection purulente (anaérobiose et acidité pour les aminosides). Les tests de suivi Le pouvoir bactériostatique d’un liquide biologique • Indiqué pour apprécier l’efficacité in vivo d’un traitement d’infection sévère ou compliquée et se pratique le plus souvent sur le sérum. Il est nécessaire d’avoir la souche responsable de l’infection. • • Le prélèvement sanguin est effectués au pic sérique présumé de l’antibiotique, soit une ½ h après la fin d’une perfusion IV, 1 h après une injection IM, 1 h 30 après une prise orale. • Principe du test : consiste à mettre en contact différentes dilutions (de 2 en 2 ou de ½ en ½) du sérum avec un inoculum fixe de la bactérie pathogène responsable de l’infection. On note la dernière dilution où il n’y a pas de croissance bactérienne pour chacun des deux prélèvements. • L’effet bactériostatique est valable si la plus grande dilution est ≥1/16ème ou 1/32ème . Les tests de suivi Le pouvoir bactéricide d’un liquide biologique • Consiste à dénombrer les bactéries survivantes à partir de la dernière dilution du pouvoir bactériostatique et permet de noter si le sérum est suffisamment bactéricide. • L’effet bactéricide est valable si la plus grande dilution est ≥1/8ème . • Limites : il n’est pas certain que l’étude du pouvoir bactériostatique et bactéricide des liquides biologiques soit plus utile que le dosage des antibiotiques. De nos jours, elle est quasi abandonnée. En conclusion, importance de la communication clinicien- microbiologiste pour la transmission des résultats et dans le choix des analyses Références bibliographiques 1. Courvalin P, Leclercq R. Antibiogramme. Paris : ESKA ; 2012. 2. Courvalin P. Bactéricidie : aspects théoriques et thérapeutiques. Paris : Maloine ; 1990. 3. F. Denis, MC. Ploy, C. Martin, E. Bingen, R. Quentin. Bactériologie Médicale Techniques usuelles. Paris : Elsevier/Masson; 2011. 4. Site de microbiologie médicale. www.microbes-edu.org.

VACCINS BACTERIENS Pr. A. Benslimani Cours de Microbiologie - 3ème année de Médecine. Année universitaire 2021-22 Bases documentaires : 1) Manuel de Microbiologie OPU , Ed 2019 , coordinateur PrA.Benslimani 2) Guide des vaccinations Inpes édition 2006 3) Mise à jour 2014 PLAN I. II. Introduction Infections bactériennes a) Tuberculose b) Diphtérie c) Tétanos d) Coqueluche e) Infections à Neisseria meningitidis c) Infections à Streptococcus pneumoniae d) Infections à Haemophilus influenzae III. Définition et bases immunologiques de la vaccination a) Immunité à médiation humorale b) Immunité à médiation cellulaire c) Immunité mixte d) la réponse cellulaire au vaccin IV- Les différents types de vaccins antibactériens : a) Vaccins vivants atténués b) Vaccins inactivés (tués) V- Le calendrier vaccinal algérien réactualisé VI- Conclusion I. Introduction - maladies infectieuses : Gros problème de santé publique en Algérie et dans le monde - Rôle des antibiotiques : curatif - Rôle des vaccins : préventif : L’OMS estime que la vaccination prévient chaque année 25 millions de décès. II. Infections bactériennes : Ampleur du problème a) Tuberculose : - Infection endémique dans les pays à niveau socio- économique faible - agent : Mycobacterium tuberculosis - mode d’action : contamination respiratoire - forme pulmonaire et extra-pulmonaires - problème de résistance (souches MDR et XDR) - maladie à déclaration obligatoire - maladie endémique en Algérie malgré programme national de lutte contre la tuberculose b) Diphtérie : - maladie toxi-infectieuse - agent : Corynebacterium diphteriae - Mode d’action : exotoxine protéique (toxine diphtérique) - affecte essentiellement les voies respiratoires - angine à fausses membranes- asphyxie par croup diphtérique - complications : paralysies- myocardite - mortalité de 10% - maladie à déclaration obligatoire - Ré émergente en Algérie en 1993-1994 (pas de rappels chez l’adulte), diminution progressive des cas aucun cas déclaré depuis 2007 c) Tétanos: - toxi-infection aiguë - agent : Clostridium tetani ( bactérie anaérobie stricte sporulée) - mode de contamination : • à partir d’une source tellurique (sol , végétal ) • par l’intermédiaire d’une plaie cutanée , d’une blessure ou d’une piqure, de la plaie ombilicale chez le nouveau-né • germination des spores eu niveau du site de la plaie, • libération d’une exotoxine protéique - Mode d’action : Toxine tétanique - Atteinte neuromusculaire +++: contractures, spasmes, convulsions – Tétanos néonatal (généralisée) - Mortalité : 30% - Maladie à déclaration obligatoire - En Algérie : nombreux cas d) Coqueluche: - maladie infectieuse très contagieuse - due à Bordetella pertussis (bacille de Bordet-Gengou) - Largement répandue dans le monde - touche adolescents et adultes anciennement vaccinés - ainsi que nouveau-nés et nourrissons non ou incomplètement vaccinés - gravité : complications (bronchopneumonies, complications neurologiques) , mortalité élevé surtout chez le nourrisson de moins de 6 mois. Formes bénignes chez l’adulte et l’adolescent. - Maladie à déclaration obligatoire - vaccination instituée depuis 1969 - En Algérie : résurgence de la maladie en 2000 et 2001, puis en 2009 et en 2012. Atteinte surtout de nourrissons de moins d’1 an. Les contaminateur sont des adolescents ou de jeunes adultes qui font des formes bénignes méconnues. (fratrie , parents) e) Infections méningococciques : - Méningite cérébrospinale , septicémie à méningocoque , (purpura fulminans) - Agent : Neisseria meingitidis - Sérogroupe capsulaire : 12 sérogroupes capsulaires 5 A, B, C, E, H, I, K, L,W, X, Y, Z). Parmi les 6 groupes majeurs (A,B,C, Y,W,X ), 4 sont endémiques (A,W,Y et X). - cette bactérie est l’agent de la MCS , seule forme de méningite purulente pouvant causer des épidémies dans la communauté. - Algérie : les méningites sont des MDO depuis 1963. les principales épidémies : 1979 (Blida) , 1989 (Alger) , 1997 (Médéa) - Actuellement cas sporadiques : sérogroupes rapportés B,C,Y , W, X f) Infections pneumococciques : - pneumonies , méningites purulentes , Infections de la sphère ORL (otites, sinusites) . - surtout jeune enfant (0-2 ans) et immunodéprimé - terrains : drépanocytaires, splectectomisés, VIH au stade de SIDA, éthylisme - Agent : Streptococcus pneumoniae - grande diversité antigénique : 92 sérotypes capsulaires - résistance croissante aux Bêtalactamines, liée à des modifications de PLP, retrouvée surtout pour certains sérotypes (23F, 9V, 19F…) - MDO g) Infections à Haemophilus influenzae - - - - - - - Fréquentes chez nourrisson et avant 5 ans (3 mois à 3 ans) Manifestations invasives (Méningite purulente, épiglottite, bactériémie…) et manifestations non invasives (otites, sinusite) Haemophilus influenzae avec 6 types antigéniques capsulaires a,b,c,d,e,f Gravité des infections liée à la capsule de type b Capsule : PRP ou Polyribosyl-ribitol-phosphate Agent : Haemophilus influenzae (Hib dans les formes invasives, Hi non b dans les formes non invasives) MDO III- Définition et bases immunologiques de la vaccination : 1 - Définition de la vaccination : - une des mesures préventives les plus efficaces pour lutter contre les maladies infectieuses . - administration de préparation à base d’antigènes (vaccin) provenant du microorganisme contre lequel on lutte. - antigène= bactérie ( atténuée ou tuée) ou fragments de la bactérie ou anatoxine - administré à un sujet réceptif = Réponse immunitaire artificielle (immunité active) - Adjonction d’un adjuvant : substance qui a pour rôle de stimuler la réponse immunitaire ex. Hydroxyde ou Phosphate d’aluminium Vaccin Préparation antigénique Anatoxine Bactérie inactivée ou atténuée Fragments de bactérie Association à un Adjuvant Injection Immunité Active 2- Rappels sur les bases immunologiques de la vaccination : Vaccination (immunité active) Immunité spécifique Immunité à médiation humorale (Lymph B) Immunité à médiation cellulaire (Lymph T) Capacité de neutraliser l’agent infectieux Capacité de se souvenir de l’agent Immunité protectrice Mémoire immunitaire Introduction de la bactérie ou extraits Immunité à médiation Humorale Immunité à médiation cellulaire Production d’anticorps spécifiques par les lymphocytes B Production de lymphocytes T auxiliaires (TH) et lymphocytes T cytotoxiques (TC) Immunoglobulines anti bactérie ou toxine IgM, IgG et IgA Sérum- lymphe- mucosités-liquide interstitiel Production de Cytokines Destruction de la bactérie et/ou toxine Destruction de la cellule infectée 3- Réponse immunitaire au vaccin : 1er Contact Réponse primaire 2ème contact (Rappel) Réponse secondaire Transformation des lymphocytes en Lymphocytes mémoires Réactivation des Lymphocytes mémoires Réponse Plus rapide Plus forte , Plus durable IV- Les différents types de vaccins bactériens : • Vaccins vivants atténués (affaiblis) • Obtenus par culture de la bactérie • Pendant une période prolongée • Bactéries sélectionnées ont perdu leur virulence mais gardé leur capacité à se multiplier Elles provoquent une infection inapparente en stimulant de façon prolongée l’immunité spécifique surtout cellulaire • Pas besoin d’adjuvant • Exemple : le BCG : obtenu après une très longue période de culture de Mycobacterium bovis Vaccins inactivés (tués) • obtenus en soumettant la culture de la bactérie ou la toxine bactérienne à la chaleur et/ou formol • On distingue : a) les vaccins à agents complets - structure bactérienne complète - ex. vaccin anticoquelucheux b) les vaccins à Anatoxine - antigène = anatoxine - ex. vaccin antitétanique c) les vaccins Polysaccharidiques - les antigènes proviennent de la capsule polysaccharidique. - ex. Vaccin anti-méningocoque Vaccins vivants atténués : * BCG ( vaccin anti-tuberculose) - prévention contre les formes graves de tuberculose, les méningites tuberculeuses et les miliaires; - Bacille de Calmette et Guérin (1921) - caractéristique du vaccin : dérive d’une souche de Mycobacterium bovis par atténuation de la virulence (230 passages sur pomme de terre biliée et glycérinée) - présentation en flacon multidose, poudre lyophilisée à reconstituer avec 1ml de solvant. - injection par voie intradermique (0,1 ml chez enfant > 1 an et adulte, 0,05ml chez nourrisson <1 an - site recommandé : avant-bras - après reconstitution, à utiliser dans les 2h - conservation entre 2°C et 8°C , pas de congélation - population à vacciner : à la naissance et chez l’enfant sans cicatrice vaccinale. - Effets secondaires rares (abcès , adénopathies, Bécégite généralisée….) - Contrindications : corticothérapie, traitement immunosuppresseur, cancer, immunodépression, infection par le VIH ou nouveau-né de mère VIH+ - protection : plusieurs décennies Vaccins inactivés: * Vaccins à agents complets : Vaccin anticoquelucheux 1) Vaccin anticoquelucheux inactivé : - prévention contre la coqueluche - introduction de la vaccination pour la première fois entre 1950 et 1960 - caractéristique du vaccin : préparation à partir d’une culture de Bordetella pertussis , inactivé par la chaleur- mélange de plusieurs souches différant par leurs agglutinogènes - Agglutinogènes : • Protéines fimbriales (FIM2 et FIM 3 ) • Pertactine (Protéine de membrane externe) • Lipopolysaccharide (LPS) -Conservation à +4°C , pas de congélation -Utilisation en association avec anatoxines diphtérique et tétanique + anti -Hib -Tolérance : réactions locales , hyperthermie , convulsions.. 2) Vaccin anticoquelucheux acellulaire : - caractéristiques du vaccin : préparation faite d’antigènes purifiés - Antigènes : toxine pertussique ( PT) + Fimbriae (FIM2 et FIM 3 ) + Pertactine - Adjuvant : Sels d’Aluminium - Conservation à +4°C ,pas de congélation -meilleure tolérance mais moins bonne immunisation Vaccins inactivés: * Vaccins à anatoxines 1) Vaccin antidiphtérique : - prévention contre la diphtérie - introduction de la vaccination : fin des années 30 - caractéristique du vaccin : préparation antigénique d’anatoxine diphtérique traitée par le formol - Adjonction d’un adjuvant : Hydroxyde d’Aluminium - utilisation à 3, 4, 5 mois , rappel à 18 mois, 11-13ans, 16-18 ans , tous les 10 ans - Utilisation en association avec Tétanos et coqueluche DTCoq -Conservation entre 2°C et 8°C , pas de congélation - Tolérance : réactions locales , hyperthermie , malaise… - Contrindication: Allergie ou hypersensibilité lors de la 1ère dose 2) Vaccin antitétanique : - Prévention du tétanos et tétanos néonatal par vaccination des femmes enceintes ou en âge de procréer. - caractéristiques du vaccin : préparation antigénique d’anatoxine tétanique traitée par le formol- Adjonction d’un adjuvant : Hydroxyde d’Aluminium - utilisation à 3, 4, 5 mois , rappel à 18 mois, 11-13ans, 16-18 ans , tous les 10 ans - Conservation à +4°C ,pas de congélation - Utilisation en association avec DTPolio oral Hib -Tolérance : réactions locales , douleur , rougeur Vaccins inactivés: * Vaccins Polysaccharidiques 1) Vaccins non conjugués : - prévention contre les infections à Méningocoque - caractéristique du vaccin : composé de polyosides purifiés de la capsule de Neisseria meningitidis - 2 formes : • vaccin meningococcique sérogroupe A+C , qui contient les 2 polyosides • vaccin meningococcique sérogroupe Tétravalent A,C,Y,W135 , qui contient les 4 polyosides : recommandé chez le personnel de laboratoire et les pèlerins. -vaccin anti méningocoque B : son problème est l’acide sialique contenu dans le polysaccharide du ménincocoque B et qui est similaire à un antigène du soi : le NCAM ( Neuronal Cell Adhesion mlecule) d’où risque d’immunogénicité . La solution trouvée est le vaccin fabriqué à partir de vésicules de la membrane externe de N.meningitis B - utilisation : vacciner les sujets contact de malade (A+C) vacciner le personnel soignant (Tétravalent) vacciner en cas d’épidémie (A+C) vacciner les pèlerins (Tétravalent A,C,Y,W135) et les voyageurs séjournant en zones à risque (Afrique) enfant en bas âge : à partir de 2 ans sauf si contact avec malade - limites : peu immunogènes avant l’âge de 2 ans. Nécessitent des doses de rappel tous les 3 à 5 ans. ne diminuent pas le taux de portage -Conservation entre 2°C et 8°C , pas de congélation - Tolérance : réactions locales 2) Vaccins conjugués : Ils sont liés à une protéine , ce qui permet une immunisation plus durable et une vaccination précoce. * Vaccin méningococcique A ou C et tétravalents (A+C+Y+W) - conjugué à la protéine CRM197 de la toxine diphtérique ou de la toxine tétanique- Adjonction d’un adjuvant (Hydroxyde d’Aluminium) - immunisation possible à un âge <2ans - réduisent le taux de portage - vaccination recommandée pour les groupes à risque : Asplénie , déficit en fractions du complément, sujets contact , sujets résidant en zones d’endémie * Vaccin anti-Haemophilus influenzae b : - Virulence liée au Polyribosyl-ribitol phosphate (PRP) - vaccin composé du PRP conjugué à une protéine : on distingue 4 formes : a) PRP-T : immunogène, fait de PRP conjugué à l’anatoxine tétanique; introduit dans le calendrier vaccinal algérien depuis 01/01/2008. Il est recommandé en association avec le DTCoq polio oral, dès le 3ème mois avec 1 mois d’intervalle et rappel à 18 mois. b) PRP-D : peu immunogène, fait de PRP conjugué à l’anatoxine diphtérique c) PRP-OMP :immunogène, fait de PRP conjugué à la protéine de membrane externe de méningocoque B protéine CRM197 (toxine diphtérique mutante non toxique) d) PRP- HbOC : immunogène , fait de PRP conjugué à la * Vaccins anti-penumococciques : 1) vaccin polyosidique non conjugué 23 valents: - composé de polyosides capsulaires - non immunogène avant 2 ans à cause de l’immaturité immunologique à cet âge. - renferme 23 valences. - 1 injection SC ou IM , rappel après 3-5 ans - chez les sujets de plus de 5 ans : splénectomisés, drépanocytaires homozygotes, insuffisants respiratoires et cardiaques, syndrome néphrotique… 2) vaccins polyosidiques conjugués : il en existe plusieurs selon le nombre de sérotypes inclus dans le vaccin: 5 valences, 7 , 9, 10,13 - le choix du vaccin dépend de la prévalence des sérotypes , qui est variable d’un pays à l’autre. - exemple : le vaccin polyosidique conjugué 13 valences – introduit dans le calendrier vaccinal algérien à partir de 2016 ( JOURNAL OFFICIEL DE LA RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE Arrêté fixant le calendrier de vaccination obligatoire contre certaines maladies transmissibles J.O.R.A. N°75 : 28/12/2014) V- Calendrier vaccinal algérien : arrêté ministériel du 15 /07/2007 Naissance : BCG + Polio oral + Hépatite B (1ère dose) 1 mois : Hépatite B (2ème dose) 3 mois : DTCoqHib + Polio oral 4 mois : DTCoqHib + Polio oral 5 mois : DTCoqHib + Polio oral 9 mois : antirougeoleux 18 mois : Rappel DTCoqHib + Polio oral 6 ans : DT enfant +Polio oral + antirougeoleux 11-13 ans : DT Adulte + Polio oral 16-18 ans : DT Adulte + Polio oral Tous les 10 ans : DT adulte • • • • • • • • • • • Vaccinations introduites à compter de 2016 (J.O.R.A. N°75 : 28/12/2014) • anti poliomyélitique injectable • anti ourlien (oreillons) • anti pneumococcique conjugué • anti rubéoleux • 2016 : suite au retrait du vaccin pentavalent DTC-Hib-HB , il a été remplacé jusqu’à nouvel ordre par le vaccin tétravalent DTC-Hib , le vaccin HB étant donné séparément . Le vaccin anti-pneumo 13V est donné 1 semaine après l’administration du vaccin DTC-Hib et la dose de vaccin HB. Vaccinations introduites à partir de 24 Avril 2016 CALENDRIER VACCINAL EN VIGUEUR A PARTIR DE L’ANNÉE 2019 • Le calendrier de 2016 a subi des modifications • Les modifications ont porté sur le vaccin anti- polio oral (VPO) et injectable (VPI)comme suit: ➢Vaccin Polio ORAL: une dose à 4 mois et une autre à 12 mois ➢Vaccin Polio INJECTABLE: une dose à 2 mois, 4 mois, 12 mois et 6 ans. VI. Conclusion • Le développement des vaccins bactériens a été retardé par l’avènement des antibiotiques en particulier la pénicilline. L’émergence de souches invasives de plus en plus résistantes aux antibiotiques a suscité de nouveau l’intérêt d’une immunoprophylaxie active. L’élaboration de ces vaccins se heurte, comme tout autre vaccin antibactérien, à certains problèmes : faible immunogénicité, hyper-variabilité antigénique et problème de mémoire immunologique. • • L’introduction de ces vaccins dans le calendrier vaccinal national nécessite une connaissance pointue des caractéristiques épidémiologiques des pathologies infectieuses posant un problème de santé publique.
Antiseptiques, Désinfectants et Stérilisation Pr.W.Amhis Laboratoire Central de Biologie Hôpital Bologhine Ibn Ziri Bainem HISTORIQUE  L’Antisepsie, la désinfection et la stérilisation, tiennent une place prépondérante dans l’hygiène hospitalière et la lutte contre les infections nosocomiales. L’antisepsie et la désinfection sont connues depuis l’antiquité, comme la lutte contre le phénomène de putréfaction grâce aux épices, essences et huiles végétales.  -Les Égyptiens ont utilisés les essences et les huiles contre la putréfaction des plaies.  -les Perses ont utilisé les récipients en cuivre et en argent pour conserver leur eau potable.  -Hippocrate a utilisé le vinaigre de vin pour soigner les infections cutanées.  -Semmelweis en 1843, a utilisé l’hypochlorite de sodium pour le lavage des mains. HISTORIQUE  La stérilisation quand à elle doit son origine à :  Raymond Chevalier : physicien qui a fabriqué la machine: autoclave  Louis Pasteur : père de la microbiologie moderne qui a fait progresser les notions de stérilisation.  Depuis la stérilisation par autoclave est devenu une pratique courante. HISTORIQUE  Le 30 Avril 1878 lors d’une communication à l’Académie française de médecine, Louis Pasteur déclarait : « Si j’avais l’honneur d’être chirurgien, prévenu comme je suis des dangers auxquels exposent les germes répandus à la surface des objets, je ne voudrais opérer qu’avec un matériels stérile. Et après avoir nettoyé mes mains avec le plus grand soin, je les soumettrais à un flambage rapide, ce qu’il est aisé de faire sans abîmer l’épidermes ». II/-Définitions :  Selon les normes AFNOR (Agence française des Normes)  -Asepsie : l’ensemble de mesures propres à empêcher tout apport exogène de micro-organismes ou virus.  -Antisepsie : Mise en œuvre des moyens physico-chimiques de lutte contre l ‘infection pour la destruction systématique des germes pathogènes qui souillent un organisme vivant. C’est une opération au résultat momentané, permettant dans la limite de leur tolérance, d’éliminer ou tuer les micro-organismes et/ou d’inactiver les virus en fonction des objectifs fixés. Le résultat de cette opération est limité aux micro-organismes présents au moment de l’opération.  -La désinfection est vis-à-vis des milieux inertes (surfaces, matériels) ce qu’est l’antisepsie vis-à-vis des milieux vivants. II/-Définitions :  -Antiseptiques et désinfectants : sont des produits ou procédés utilisés pour l’antisepsie ou la désinfection, selon le cas dans des conditions définies.  Selon que tel antiseptique ou désinfectant aura la propriété de tuer les bactéries, les virus ou les champignons ou les spores, on le dira bactéricide, virucide, fongicide ou sporicide. II/-Définitions :  Critères de qualité  posséder une activité antimicrobienne  venir en contact avec les microorganismes à détruire  respecter le support sur lequel ils sont appliqués  être adaptés à l’usage prévu sans risque pour le personnel soignant ni pour l’environnement II/-Définitions :  La présentation  Les antiseptiques doivent être présentés dans leur forme d’utilisation.  Les désinfectants sont présentés soit prêts à l’emploi, soit en solution concentrée qu’il faut diluer au moment de l’emploi. II/-Définitions :  La composition  1. un ou plusieurs principes actifs  2. un ou plusieurs excipients ou adjuvants  3. un solvant II/-Définitions :Les principes actifs  Les principes actifs  Classe Exemple  Agents oxydants Acide peracétique  Alcools Alcool éthylique  Aldéhydes Glutaraldéhyde  Amines Glucoprotamine  Ammoniums quaternaires Chlorure de benzalkonium  Biguanides Chlorhexidine  Composés chlorés Eau de Javel  Iodophores polividone iodée  Dérivés phénoliques  Dérivés des métaux lourds Mercurochrome III/-Mode d’action des Antiseptiques et des Désinfectants : La principale caractéristique est l’absence de spécificité. Ils ont une action globale sur les différentes structures de la cellule bactérienne par mécanisme physico-chimique. Interaction ATS/DSF et la bactérie : 1) Fixation sur la surface cellulaire 2) Altération de la membrane cellulaire d’où fuite des électrolytes et constituants intracellulaires. 3) Dénaturation et coagulation des constituants cytoplasmiques de la bactérie (Phénomènes brutaux). IV- Les Antiseptiques : Un antiseptique est utilisé pour éliminer, tuer ou inactiver les micro-organismes, présents sur la peau ou les muqueuses afin de : -Permettre la réalisation de soins aseptiques -Réduire la transmission des germes de malades par les mains de soignants ou des patients. -Traiter les infections locales cutanées. Un antiseptique est réservé à l’usage externe car il est toxique par voie générale. IV- Les Antiseptiques : Classification  Les antiseptiques sont des solutions aqueuses ou alcooliques de principes actifs appartenant à différentes classes chimiques  Ne seront étudiés que les antiseptiques qui ont un intérêt médical. Ils sont regroupés dans six familles. IV- Les Antiseptiques : 1/-Halogènes chlorés Soluté de Dakin  Délai d’action rapide, dès la 1ere mn de contact  Bactéricide, fongicide, virulicide et sporicide.  Utilisation : sondage vésical 2/-Halogènes iodés:  -iode et dérives: Solution Alcoolique: alcool iodé  -iodophores: Bétadine : antiseptique iodé non alcoolique  Bactéricide, fongicide, virucide et sporicide Utilisation :  -Alcool iodé  injection, prélèvements sanguins, préparation locale (chirurgie, cathétérisme).  -Betadine : préparations locales. IV- Les Antiseptiques : 3/-Alcools L’alcool absolu a un faible pouvoir bactéricide. Seul l’alcool éthylique à 70° est à usage antiseptique. Le propanol-2 ou isopropanol entre dans la composition d’autres antiseptiques: SHA ou comme solvant d’autres ATS qu’il potentialise (alcool iodée, hexamidine, chlorhexidine) Bactéricide, fongicide, virucide sur quelques virus. Utilisation : injection, prélèvements, antisepsie des mains. 4/-Diamidines: Hexamidine : agent antibactérien cationique (propriétés tensio-actives), bactéristatique sur les Gram+ Hexomedine transcutanée: Bactéricide sauf sur certaines souches Gram négatif, fongicide Utilisation : injection, prélèvements, traitement des infections dermatologiques IV- Les Antiseptiques 5/-Biguanides : solutions moussantes (tensio-actif), acqueuses et alcooliques Chlorhexidine en solution alcoolique (Hibitane) Bactéricide (Gram+) moindre sur les Gram-, fongicide (candida albicans). Une résistance acquise a été décrite Utilisation : injection, prélèvements, préparations locales.  6/-Mercuriels  Mercryl laurylé, merfène, mercurochrome.  Bactéricides, sauf certaines souches Gram négatif, fongicide.  Produit à éviter à l’hôpital, interdit en pédiatrie. IV- Les Antiseptiques  Agents oxydants (depuis env.1945) Eau oxygénée. Permanganate de potassium. Bactéricide (Gram +: +++, Gram -: +++, Mycobactéries: ++), sporicide (Spores: +++), Virucide (Virus: +), fongicide (Champignons: +)  Utilisation : Eau oxygénée: désinfection des plaies. Permanganate de potassium: désinfection de l’eau V/-Les Désinfectants  Un désinfectant est utilisé pour éliminer, ou inactiver les micro-organismes qui se trouvent sur des supports inertes : sol, murs tables matériel medico-chirurgicale afin de prévenir les infections Hospitalières.  Les désinfectants sont destinés à être utilisés uniquement sur les matières inertes à cause de leur forte concentration et de leur toxicité. V/-Les Désinfectants Classification 1/-Dérivés Halogénés Solutés d’hypochlorite de sodium Extrait de javel (48° chlore : titre chlorometrique) utilisée diluée au ¼: berlingot de 250ml dans 750ml d’eau :Eau de javel (12° de chlore) Eau de javel diluée au 1/8 (6° de chlore)(labo) Bactéricide, sporicide, virucide et fongicide. Utilisation : Désinfection des sols, sanitaires, excréta, matériel. Corrosif pour les métaux. V/-Les Désinfectants 2/-Aldéhydes A/-Formaldéhydes : -Formol gazeux -Formol en solution (associé à d’autres principes actifs) -Lysoformine : produit détergent désinfectant. -Formol solution à 1% Bactéricide(Gram-), virucide(+/- virus nus), fongicide et sporicide (temps de contact prolongé),inactif sur les prions. Utilisation : Désinfection des locaux après nettoyage hors présence humaine, du matériel, du sol, des surfaces sanitaires, instruments. Produit toxique. V/-Les Désinfectants B/-Glutaraldehyde Bactéricide, fongicide, sporicide et virucide (inactif sur les prions) Utilisation : désinfection par trempage du matériel thermo- sensible. Produit irritant : le port de gants est obligatoire. 3/-Biguanides: Chlorhexidine Solution aqueuse à 0.50% Solution alcoolique à 0.50% Hibitane (déjà dilué à 20%) Bactéricide et fongicide. Utilisation : pré-désinfection du matériel thermo- sensible,désinfection des locaux Produit neurotoxique, allergissant. V/-Les Désinfectants 4/-Ammoniums quaternaires Chlorure de benzalkonium : Sanibon Bactéricide, fongicide, virucide. Mais nombreux germes hospitaliers résistants. Utilisation : Insuffisant seul pour la désinfection. Il est surtout utilisé comme désodorisant. IV- Les desinfectants  Agents oxydants (depuis env.1945) Acide peracétique. . Bactéricide (Gram +: +++, Gram -: +++, Mycobactéries: ++), sporicide (Spores: +++), Virucide (Virus: +), fongicide (Champignons: +) Inconvénients: Corrosif pour les métaux. Explosif.   Utilisation .: Acide paracétique: désinfection des filtres d’hémodialyse. Permanganate de potassium: désinfection de l’eau V/-La stérilisation 1-Définition : La stérilisation est la mise en œuvre d’un ensemble de méthodes et moyens visant à éliminer les micro-organisme vivants de quelque nature et sous quelque forme que ce soit, porté par un objet parfaitement nettoyé ( on ne stérilise que ce qui est propre). Les procédés et les précautions à prendre doivent être tels que qu’un niveau théorique de contamination correspondant au plus à 1 micro-organisme pour 106 unités soumises à la stérilisation (ex seringues) soit atteint dans le produit fini.  L’état stérile est défini par l’absence de micro-organisme vivant.  La stérilité n’est possible que dans le cadre de la protection de cet état.  La stérilité est un état éphémère. V/-La stérilisation 2-Que doit-on stériliser ? Stériliser est une nécessité pour éviter l’introduction du germe (pathogène ou non) dans l’organisme. Aussi doit-on stériliser : Le matériel : - Utilisé au cours d’intervention chirurgicales (instruments, lingerie opératoire). - Restant en place après une intervention chirurgicale (drain, prothèse). - Qui servira à protéger la plaie (pansement) - Utilisé au cours d’acte non chirurgicale (sondage vésical). - Utilisé pour les malades particulièrement sensibles à l’infection (greffés, Brûlés, prématurés, immunodéprimés.) Les solutés et les médicaments administrés par voie parentérale Les aliments pris par voie entérale : nourriture des immunodéprimés, conserverie. V/-La stérilisation 3-Place de la stérilisation dans l’hygiène hospitalière La stérilisation est un des aspects de l’hygiène hospitalière, elles sont rigoureusement indissociables. On ne conçoit pas l’utilisation de matériels stériles dans de mauvaises conditions d’asepsie ou de propreté générale. Réciproquement, l’hygiène hospitalière ne peut se passer de la stérilisation. V/-La stérilisation 4-Méthodes de stérilisation La stérilisation par la vapeur est le procédé recommandé. Mais comme tous les produits ne peuvent subir l’action de la chaleur sans être endommagés, d’autres procédés sont décrits. Selon les produits à stériliser, on distingue 2 classes. V/-La stérilisation A) Produits qui peuvent être stérilisés dans leur conditionnement définitif : 1- Stérilisation par la chaleur 1-1- La stérilisation par la vapeur d’eau ou chaleur humide : Autoclave Elle occupe la première place, en particulier à l’hôpital, mais aussi dans les industries pharmaceutiques pour la stérilisation des médicaments. C’est la méthode la plus sure, la plus économique et qui devrait être appliquée systématiquement aux produits thermorésistants. Dans ce procédé, l’opération de stérilisation est obtenue par l’emploi de vapeur saturée à une pression supérieur à la pression atmosphérique. Mode d’action : Dénaturation des macromolécules (noyau, paroi) entraînant une lyse partielle des chaînes peptidiques et lyser de la bactérie. V/-La stérilisation Matériel à stériliser : -Milieux de culture. -Caoutchouc ou plastique autoclavable (sondes). -Verrerie. -Instruments médicochirurgicaux (pinces, ciseaux,…). -Tissu (champs opératoires, camisoles, bavettes…). -Matériel de prélèvements. Temps théoriques pour la phase de stérilisation dans les conditions idéales sont : -20’ -> 121° -15’ -> 126° -10’ -> 134° V/-La stérilisation 1-2-La stérilisation par la chaleur sèche : Poupinel Utilisée surtout pour la verrerie et le matériel chirurgical. Ne convient pas aux objets en plastiques, ni les liquides, ni même les compresses, car la température à 180°C les brûle et elles perdent leur effet absorbant. mode d’action : ce procédé utilise comme agent stérilisant, l’O2 de l’air porté à une Température élevée et provoquant la dénaturation des protéines bactériennes par coagulation. Depuis 2 années, cette méthode de stérilisation est proscrite par le ministère de la santé algérien et remplacée par les autoclaves de paillasse Temps de stérilisation : -30’ ->180° -2h30 ->160° -4h _ 140° V/-La stérilisation 2-Stérilisation par les gaz : Procédé à basse température pour tout matériel qui ne supporte pas la chaleur. 2-1-Le formaldéhyde Gaz incolore, forte odeur caractéristique et irritante, inflammable pour des concentrations dans l’air >3% Mode d’action : action bactéricide par dénaturation des protéines et alkylation c’est-à- dire transformation en alcool de l’hydrogène actif de certaines foncions (sulfhydrile, Hydroxyle, amine, carboxyle) des macromolécules bactériennes. Avantage : non coûteux 2-2-L’oxyde d’éthylène :   Epoxy-éthane, oxyranne, gaz incolore, odeur d’éther, plus lourd que l’air.  Mode d’action : Agent alkylant aboutissant à la dénaturation des protéines bactériennes. C’est un produit inflammable quand sa concentration est supérieure à 3% dans l’air. Inconvénient : coûteux.     V/-La stérilisation  3-Stérilisation par les rayons ionisants.  C’est une méthode de stérilisations industrielle. Elle n’est pas employée à l’hôpital en raison de la complexité et du coût d’installation qui est 100 fois supérieur à celui d’un autoclave usuel. Matériel stérilisé : surtout le matériel jetable (aiguilles, Mode d’action : l’action bactéricide est due aux réactions d’ionisation qui altèrent les  molécules constitutives des protéines et des acides nucléiques.  Rayons utilisés : cobalt, césium 137, faisceaux d’électrons.   seringues…) V/-La stérilisation  B)-Procédés ne permettant pas de stériliser dans l’emballage définitif :  1-La filtration stérilisante :  Technique qui consiste à séparer par passage a travers d’un poreux, sous l’influence d’une différence de pression, certains constituants d’un mélange (solide/liquide,solide/gazeux) sans modifier la matière des phases.  Elle permet soit de collecter un échantillon, soit de purifier un produit. La   filtration est caractérisée par la taille de particules : Micro filtration Ultrafiltration Filtration I-------------------------I----------------------------------I--------------------------I 10µm 0,02µm   Ce procédé est utilisé pour purifier un produit (élimination par rétention de bactéries éventuellement présentes dans un liquide ou un gaz).  La stérilisation nécessite l’utilisation de membranes de porosités nominales inférieures ou égales à 0.22µm ou tout autre type de filtre reconnu posséder les propriétés d’un filtre retenant les bactéries, il s’agit d’une micro filtration.  La porosité de 0.22µm, permet d’arrêter toutes les bactéries pathogènes pour l’homme, y compris les plus petites (Pseudomonas, rickettsies). V/-La stérilisation  2-La préparation dans des conditions aseptiques :  Ce mode d’obtention de produits stériles est réservé aux produits qui ne peuvent subir aucun traitement de stérilisation dans leur conditionnement définitif. C’est le cas de : Certains vaccins. Certaines ligatures résorbables. *De certains réactifs de laboratoire.     La préparation de ces produits doit se faire dans les conditions d’asepsie les plus rigoureuses (salle stérile, système de ventilation avec filtre, tenue stérile : camisole, calot, masque gants et bottes stériles). V/-La stérilisation  C)-Autres procédés de stérilisation autrefois utilisés, mais non retenus actuellement :    1-Flambage : Désinfection à la flamme du bec bunsen ou d’une lampe à alcool (petits instruments).  On flambe à l’alcool les instruments plus gros (mortier…).  Procédé peu fiable, à abandonner si les instruments ne sortent pas chauffer au rouge. 2-Ebullition :    L’eau portée à 100° C ne détruit que les formes végétatives. Elles est dépourvue d’action sur les spores. 3-Tyndallisation   Opération décrite par Tyndall (1850) met en œuvre 3 périodes successives de chauffage que séparent des intervalle de 2h. Procédé peu fiable.
RELATION HOTE BACTERIE, FLORES NORMALES Dr. HENNICHE INTRODUCTION Les bactéries qui concernent l’homme: • les bactéries saprophytes: vivent dans l’environnement immédiat (air, sol) • les bactéries commensales: colonisent la peau et les muqueuses (digestive, respiratoire, génitale). • Beaucoup de bactéries sont complètement inoffensives et certaines nous sont même indispensables (bactéries de la flore digestive). • Quelques dizaines de ces espèces seulement sont capables de provoquer des maladies chez l’homme, ce sont les bactéries pathogènes. DEFINITIONS (TYPES DE RELATION HOTE-BACTERIE) -saprophytisme : c’est une forme de nutrition permettant à un organisme d’utiliser des matières organiques en décomposition. Une bactérie est saprophyte lorsqu’elle vit et se nourrit dans l’environnement (sol, eaux, surfaces). -commensalisme : type d’association conduisant 02 espèces différentes d’organismes à vivre ensemble sans que l’une nuise à l’autre, et ou parfois l’une des espèces se procure de la nourriture, une protection ou d’autres avantages. Bactéries commensales : ce sont des bactéries qui vivent à la surface (peau et téguments) ou dans les cavités naturelles de l’homme sans nuire à celui-ci. C’est la flore normale de l’homme ou flore commensale (digestive, respiratoire, génitale). Ces bactéries peuvent exceptionnellement devenir pathogènes (pathogènes opportunistes ou occasionnelles) sur terrain particulier (par exemple en cas d’immunodépression). -la symbiose : c’est un mode de relation dans le quel la bactérie et l’hôte profitent tous deux de leur association, exemple : les bactéries du tube digestif qui se nourrissent des aliments présents et qui produisent des vitamines utilisées par l’homme. -pathogénicité ou parasitisme :  La pathogénicité est la capacité d’une bactérie de produire une maladie chez l’homme.  Le parasitisme est une forme de vie d’un organisme aux dépends d’un autre être vivant. Ce terme est souvent attribué aux bactéries pathogènes.  Une bactérie pathogène est une bactérie qui est nuisible à son hôte et peut provoquer chez lui une maladie. On distingue 02 types de bactéries pathogènes : -Bactéries pathogènes spécifiques: bactéries qui entrainent une maladie cliniquement définie et physiopathologiquement spécifique. Exemples : Salmonella typhi et fièvre typhoide, Treponema pallidum et syphilis, Mycobacterium tuberculosis et tuberculose. -Bactéries pathogènes opportunistes : certaines bactéries peuvent devenir pathogènes lorsque les défenses de l’hôte sont affaiblies (diabète, immunodépression, cancer, SIDA, etc.…..), mais ne donnent habituellement pas de maladie chez le sujet sain. Ces bactéries sont souvent des bactéries commensales (exemple : Enterocoque, Staphylococcus epidermidis) parfois des bactéries saprophytes de l’environnement (exemple : Pseudomonas). -colonisation : c’est une implantation de la bactérie sur le revêtement cutanéomuqueux sans provoquer de dommage pour l’hôte. C’est le type d’interaction des bactéries des flores commensales. -Portage (porteurs sains) : colonisation par des bactéries pathogènes retrouvées plus ou moins transitoirement au niveau des flores commensales. -maladie infectieuse : conflit hôte bactérie aboutissant à des lésions chez l’hôte infecté (maladie). L’expression clinique de la maladie est le résultat complexe de multiples interactions entre la bactérie et les défenses de l’hôte. -infection : c’est le développement de germes pathogènes dans l’organisme entrainant des troubles (maladie). -contamination : c’est la transmission d’un microorganisme (bactérie, virus ou parasite) à l’homme. FLORES NORMALES DE L’HOMME • L’exposition de tout individu aux bactéries est inévitable. • A la naissance, le nouveau né alors qu’il était stérile in utéro acquiert en quelques heures une flore microbienne constituée surtout par les bactéries transmises lors de l’accouchement puis par celles provenant de son environnement. • En quelques jours une flore bactérienne s’installe au niveau de la peau et des muqueuses et cette association constante durera tout au long de la vie mais variant qualitativement en fonction de l’état physiologique de l’hôte et de son environnement. Mécanismes d’implantation des bactéries sur la peau et les muqueuses : 1- L'adhérence bactérienne par les pili ou fimbriae. spécificité 2- facteurs permettant la survie et la persistance des micro- organismes dans l'environnement colonisé (pH, nutriments, oxygène) 3- Facteurs exogènes qui influencent la constitution de cette flore « normale » : - Le type d'alimentation - L'environnement - L'antibiothérapie 4- facteurs physiologiques: la grossesse 5- facteurs pathologiques: le diabète, la mucoviscidose et certaines infections virales (grippe) • La flore normale: - cutanée - digestive - flore des voies respiratoire - Flore des voies génitales Flore de la peau • La flore cutanée se situe dans la partie externe de la peau, dans les glandes sébacées et les follicules pilosébacés. • Sa densité est variable selon les régions du revêtement cutané et est influencée par la densité des follicules pileux, des glandes sudoripares et des glandes sébacés ; le nombre de bactéries cutanées est estimé à 10² par cm² (les régions sèches: peau glabre) et 10³ par cm² (régions humides: creux axillaires, aine, plis cutanés). • Les espèces bactériennes les plus rencontrées sont : epidermidis, saprophyticus), Microcoques et (Staphylococcus Staphylocoques Staphylococcus Corynébactéries. Flore digestive Elle comprend les flores de la bouche, de l’œsophage, de l’estomac, de l’intestin grêle et du colon. Flore de la bouche • c’est une flore riche • 105 à 106 bactéries /ml de salive, 1011 au niveau de la plaque dentaire. • Elle est composée principalement de Streptocoques alpha hémolytiques et non hémolytiques, de Neisseria et de corynébactéries. Dans certains sites, sillon gingivodentaire, cryptes amygdaliennes, les bactéries anaérobies sont associées aux bactéries aérobies. • Les bactéries de la plaque dentaire sont surtout des (S.mutans, S.sanguis, S.salivarus, Streptocoques S.mulleri rôle particulier du avec un Streptococcus mutans dans la génèse des caries dentaires. ) Flore du tube digestif • En dehors des germes de transit apportés par l’alimentation, l’estomac ne contient pas de bactéries, en revanche le nombre de bactéries s’accroit progressivement à partir du duodénum et du jéjunum (102 -105 /g de contenu intestinal) jusqu’au colon (1011 /g de selles). • Les espèces qui constituent cette flore sont des bactéries aérobies (Entérobactéries : Escherichia coli et Proteus et les Streptocoques du groupe D) et des bactéries anaérobies (Bactéroides et Clostridium). Flore des voies respiratoires • la flore du nasopharynx est similaire à celle de la salive, avec des Streptocoques, des Neisseria et des anaérobies. • Staphylococcus aureus est souvent présent dans le nez des sujets sains. larynx et • Le bactéries. la trachée sont dépourvus de • Les bactéries provenant de la salive (105-106/ml) ou celles de l’air (200 à 1000/ml) peuvent être inhalées sous forme d’aérosols qui contaminent ainsi l’arbre bronchique, mais ces bactéries sont constamment éliminées par les cellules ciliées de l’épithélium bronchique. Flore des voies génitales • Flore de l’urètre: à l’extrémité distale du canal urétral chez l’homme ou chez la femme on retrouve une flore composée de Staphylocoques, Microcoques, Entérobactéries, Corynébactéries et Streptocoques non groupables. • Flore vaginale :  flore particulière et très riche ,fortement influencée par la nature de l’épithélium, l’activité oestrogénique et la concentration en glycogène.  Chez la petite fille et la femme ménopausée où la sécrétion oestrogénique et le glycogène sont absents et le PH vaginal entre 6 et 7, la flore est variée avec une prédominance de cocci Gram (+) et également de bacilles Gram (-) aérobies et anaérobies strictes.  Chez la femme en période d’activité génitale où la sécrétion oestrogénique est présente et le glycogène abondant, se transformant en acide lactique, le PH est entre 4 et 5. La flore est alors dominée par les Lactobacillus.  Ces Lactobacillus représentent la flore de Doderlein.  On retrouve également des Corynébactérium, des bactéries anaérobies (Bacteroides et Clostridium)  Les bacilles Gram (-) aérobies (Entérobactéries) sont en quantité moins importante, mais la fréquence d’Escherichia coli peut augmenter chez la femme enceinte ! Flore de Doderlein (frottis coloré au Gram réalisé sur un prélèvement vaginal ) ROLE DE LA FLORE COMMENSALE La flore commensale joue un rôle essentiel dans:  la résistance à l’infection  la digestion • Résistance à l’infection : flore rôles majeurs de un des commensale est de créer un état de des résistance bactéries pathogènes sur la peau et les muqueuses et ceci l’implantation contre la de 02 façons : en stimulant en permanence le système long des disséminé immunitaire muqueuses digestives et respiratoires. En inhibant directement l’implantation des bactéries exogènes par l’effet de barrière qu’elle oppose à ces bactéries. le  Les mécanismes de cette inhibition sont : -la sécrétion par les bactéries de la flore les bactéries de bactériocines détruisant exogènes -la production de métabolites toxiques comme les acides gras, la production d’H2O2 par les Lactobacilles et les Streptocoques -la dégradation des les enzymes protéolytiques des bactéries de la flore commensale toxines par • Rôle dans la nutrition : la flore commensale du tube digestif contribue en partie à la digestion:  en détruisant les déchets (urée) ou en hydrolysant certaines substances qui ont résisté à la digestion par les sucs intestinaux.  de plus, la flore commensale est capable de synthétiser des vitamines (vitamine K, B12, acide folique, biotine). Ces vitamines sont utilisées par l’hôte en appoint à l’apport alimentaire. • Rôle protecteur vis-à-vis de certaines maladies inflammatoires et métaboliques : incriminée dans  Un déséquilibre de la flore commensale du tube les digestif est actuellement maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI) telles que la maladie de Crohn , dans l’obésité ou encore le diabète. De même qu’une altération de la diversité de la flore cutanée est retrouvée au cours des poussées inflammatoires de la dermatite atopique favoriser  Les traitements actuels pour telles maladies se rééquilibrage du doivent de « microbiome » cutané et du « microbiote » intestinal par l’ingestion de probiotiques ou la transplantation fécale (procédé en cours de développement). le
MANIFESTATIONS DU CONFLIT HÔTE - BACTERIE Dr.HENNICHE INTRODUCTION Dans le conflit hôte bactérie, il ya deux adversaires : la bactérie l’hôte pouvoir pathogène réceptivité envahissement défense • La maladie infectieuse résulte de la rupture de l’équilibre en faveur de la bactérie. Réservoirs des bactéries  Homme: maladie strictement humaine (coqueluche, infection à méningo ou à pneumo)  Animal: anthropozoonose, l’homme hôte accidentel (peste, brucellose)  Environnement Modes de transmission Directe: 02 individus: infecté sain Indirecte: par un objet, aliment, eau contaminés +/- survie de la bactérie Transmission horizontale: interhumaine Verticale: mère fœtus transmission trans placentaire Voies de contamination Portes d’entrée - digestive: typhoïde, choléra - Respiratoire: tuberculose pulmonaire, coqueluche - Cutanée: tétanos - Transcutanée: peste, maladie de Lyme - Sexuelle: syphilis Etapes de l’infection bactérienne 1- la colonisation ou adhésion: c’est l’implantation des bactéries sur le revêtement cutanéomuqueux 2- l’invasion: franchissement de la barrière cutanéomuqueuse , X des bactéries , inflammation au n° de la porte d’entrée infection localisée ex: angine, abcés ….. 3- la dissémination Mécanismes de l’infection 1- Toxi-infection simple: Toxi inf alimentaire à staph aureus, botulisme 2- Colonisation + toxi-infection Tétanos, diphtérie 3- Colonisation + invasion +++++ Bactéries à développement intra ou extra cellulaire L’invasion Facteurs de pathogénicité 1- Facteurs de colonisation et d’invasion • Mobilité: mucus, flux urinaire, péristaltisme digestif • Ig A protéases • Adhésion par: - pili ou fimbriae - adhésines non fimbriales - biofilm (polysaccharides) La mobilité Adhésion des staphylocoques 2- Facteurs d’échappement à l’hôte • capsule bactérienne exp: Haemophilus, pneumocoque • Variations antigéniques Exp: Salmonelles (flagelles), N. gono (pili) 3- Facteurs endommageant l’hôte • Enzymes: destruction des tissus ( hyaluronidases, protéases, DNAses) • Toxines - Toxines type A-B anatoxine: détoxification - vaccination - cytolysines, hémolysines: rupture des membranes cellulaires 3- Facteurs endommageant l’hôte • Composants de la paroi: - Bact à Gram-: LPS, lipide A - Bact à Gram+: PG, Ac téchoïque Paroi des bactéries à gram - Moyens de défense de l’hôte Barrières anatomiques peau et muqueuses Autres facteurs: - Phénomènes mécaniques - Substances chimiques au n° des muqueuses -Rate: rôle opsonisation des bact -La flore commensale Au niveau de la peau Au niveau de la peau et des muqueuses Phénomènes mécaniques: mouvements des cils Immunité naturelle • Activation du complément • Réaction inflammatoire • phagocytose Immunité acquise • Spécifique • Production d’Ac Manifestations cliniques de l’infection bactérienne • Infection localisée: abcès, angine • Infection généralisée: septicémie et métastases septiques ; infections à distance Périodes de la maladie infectieuse -Période d’incubation : période entre la contamination et l’apparition des premiers signes cliniques. Elle est silencieuse cliniquement. Elle est variable selon les bactéries en cause. -Période d’invasion: apparition rapide des différents signes de la maladie -Période d’état : les signes cliniques sont à leur maximum -Période de convalescence : guérison totale (avec ou sans TRT ou persistance et passage à la chronicité Infections latentes et infections inapparentes -Infections latentes : correspondent à des foyers infectieux méconnus (racines dentaires, amygdales, ganglions profonds etc.….). L’infection latente silencieuse pendant des années, peut donner lieu à des réveils secondaires ou à des accidents à distance. -Infections inapparentes : l’évolution biologique se fait de la même manière que les infections apparentes aigues classiques mais sans aucun signe clinique perceptible, en outre l’infection inapparente est suivie d’immunité (apparition d’anticorps spécifiques).


Orthomyxoviridae Généralités - Historique Connue depuis l'antiquité, La grippe fut d'abord considérée comme bactérienne, puis au cours de la pandémie de 1918-19, la notion de virus a été avancée Richard Shope isola le premier virus de grippe chez le porc en 1931 En 1933 trois chercheurs (W. Smith, C.H. Andrews et P.P. Laidlaw) isolèrent pour la première fois un virus de grippe humaine sur le Furet En 1940, la propriété caractéristique de l’hémagglutination a été observée Le virus de la grippe Appartient à la famille des Orthomyxoviridae ( Myxa = mucus : virus ayant une grande affinité pour le mucus ) Le génome à ARN segmenté Maladie infectieuse, contagieuse Apparaît brutalement en hiver/printemps et responsable d'épidémies chez l'homme Touche de nombreuses espèces animales (mammifères et oiseaux) Se manifeste par un syndrome grippal (maux de gorge, rhume, fièvre, douleurs musculaires) : symptômes communs à d'autres infections respiratoires. Les antigènes internes spécifiques de Type sont : A,B et C Les antigènes externes spécifiques de s/types et de souches Hémagglutinine (H) et Neuraminidase (N) Le pouvoir de mutation - Plus ou moins important selon le type viral - Déclenchement des épidémies si variations de H et/ou N. Les épidémies peuvent alors être redoutables - 1918-19 « grippe espagnole » due à H1N1 : 20 millions de morts Propriétés antigéniques Les antigènes d’enveloppe L’hémagglutinine -très immunogène -élaboration d’Acs inhibant l’hémagglutination (IHA) et neutralisants -les anticorps sont protecteurs spécifiques de sous-types et de variant -les Acs apparaissent en 7 à 15 jours, le taux s’élève pour atteindre un maximun entre 4 et 6 semaines puis décroît et se maintient pendant des années -l’activité des cellules T cytotoxiques sur les cellules infectées par le virus grippal est faible, même chez les sujets récemment infectés ou vaccinés Les antigènes d’enveloppe La neuraminidase -Moins immunogène que l’HA -Induit des anticorps inhibant la NA -Acs non neutralisants mais limitent la quantité de virus infectieux, protègent contre les manifestations cliniques de la grippe sans inhiber l’infection biologique Un antigène d’hôte -Spécifique est porté par l’enveloppe : essentiellement polysaccharide -Lié par liaison covalente aux sous-unités HA et NA -Provoque l’élaboration d’anticorps fixant le complément. Les antigènes internes Les virus influenza A : Toutes les souches contiennent les mêmes antigènes internes : la nucléoprotéine et la protéine de matrice Les souches de type B ont des antigènes internes différents Les anticorps dirigés contre les antigènes internes ne sont pas neutralisants Fixent le complément Multiplication virale Attachement HA fixe le virus à la surface de la cellule, à l’acide sialique (acide N-acétyl neuraminique) terminal des chaînes de glycoprotéines ou glycolipides de la membrane cytoplasmique Entrée par endocytose -Acidification de l’intérieur de l’endosome (pH 5 à 5,5) , activation des canaux ioniques formés par la protéine M2 , entrée des protons et acidification de l’intérieur de la particule virale -libération des nucléocapsides dans le cytoplasme , qui migrent ensuite vers le noyau. Transcription et réplication L’ARN négatif associé aux nucléoprotéines (NP) va servir de matrice pour la synthèse de deux sortes d’ARN à polarité positive : Un ARN messager (ARNm) doté d’une coiffe (CAP) « volée » à l’ARNm cellulaire ( cap smatching ) •puis élongation du brin ARNm positif. La transcription est incomplète et se termine par une polyadénylation. Un ARN complémentaire (ARNc), copie fidèle, non polyadénylé, servira de matrice pour la synthèse de nouveaux ARN négatifs (nouveaux génomes viraux). Traduction Les ARNm viraux sont traduits dans le cytoplasme Assemblage des protéines virales Les protéines HA, NA et M2 subissent des glycosylations et sont véhiculées via le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi vers la membrane cytoplasmique qu'elles vont traverser. NP passe dans le noyau et se lie aux nouveaux ARN négatifs. La protéine M1 migre en périphérie de la cellule et forme une plaque sous la membrane. Les nouvelles nucléocapsides associées à leur complexe polymérase viennent s’ancrer sur la protéine M1. Quand la nouvelle particule virale est complète, elle sort de la cellule par bourgeonnement. Dissémination des nouveaux virus Une fois à l’extérieur les virions restent fixer (par HA) à la membrane plasmique de la cellule qu'ils viennent de quitter. Ils sont libérés par la neuraminidase qui coupe les résidus d'acide sialique et qui prive ainsi l'hémagglutinine de son récepteur. Si la neuraminidase n'agit pas lors de la première phase du cycle viral (attachement), c'est parce que l'hémagglutinine a une action beaucoup plus rapide du fait de son affinité physique avec l'acide sialique (la neuraminidase est une enzyme, son activité est donc très sensible aux variations de pH et température). La neuraminidase favorise donc la dissémination des virions. Multiplication virale Les mécanismes de variations des virus grippaux Le virus de la grippe : grandes capacités de variations génétiques Hémagglutinine (glycoprotéine majoritaire de surface) Neuraminidase Deux grands mécanismes Le glissement antigénique ou Drift antigénique -Mutation - tous les virus à ARN La cassure antigénique ou Shift antigénique -réassortiment génétique -virus segmenté - virus grippal A Épidémiologie La grippe Apparition brutale , Brève incubation Transmission par voie respiratoire Avantages dans les endroits clos Propagation du virus se fait rapidement et facilement Capacité de s'étendre sur la quasi totalité du globe >de 80% de la population (cas des pandémies) Implantation dépend de sa virulence et de la densité de population. La Grippe cause en moyenne chaque année des milliers de morts, personnes âgées, les enfants, les femmes enceintes et les immunodéprimés. Les réservoirs des virus de la grippe Les virus grippaux de type A Infectent nombreuses espèces : les oiseaux et les mammifères (Homme, porc, cheval, mais aussi baleine, phoque…) Les oiseaux : le réservoir de virus le plus important. - 16 sous types d’hémagglutinines (H1, H2, H3, H5, H7, H9 chez l’homme) - 9 sous types de neuraminidase (2 humaines N1 et N2) Le virus de type B L’homme , Grippe généralement moins sévère Le virus de type C L’homme , Cochon en Asie Sans signes cliniques apparents Pandémie L'origine d'une pandémie est liée à un réassortiment génétique entre une souche humaine avec une souche animale La désignation officielle, sous forme de formule, des souches a été définie en 1971 Exemple : A/Hong Kong/1/68 (H3N2) A/eq/Miami/1/63/ (H3N8) Une pandémie est une épidémie qui atteint la totalité du globe en un temps assez court avec un fort taux de mortalité La périodicité estimée à 10 ans environ La vitesse de dissémination (du virus d’un individu à un autre) La mobilité de la population Modifications portent sur ses antigènes glycoprotéiques externes (hémagglutinine et neuraminidase). Ce virus est appelé "nouveau" puisqu'il n'est pas reconnu par les anticorps dirigés contre les antigènes antérieurs. L'introduction d'un nouveau sous-type atteint toutes les classes d'âge Au cours du XXème siècle, trois nouveaux sous types de virus A ont causés des pandémies dévastatrices. Les réseaux de surveillance Mis en place par l'OMS à la suite de la pandémie de 1947 Plus de 100 centres mondiaux de la grippe (CMG) , Vérifient l'identification des virus circulants et Isolement des virus circulants La surveillance permet La prévention de la maladie par campagne de vaccination massive Mise en place de réserves suffisantes de traitements antiviraux et de vaccins (afin d'éviter les pénuries) Faciliter le diagnostic pour les professionnels de la santé , Informer sur la progression de l'épidémie et Prévisions sur son évolution. Physiopathologie Le virus pénètre par le nez et la gorge (inhalation de gouttelettes en suspension) Le virus : présent dans le nasopharynx 1 à 2 jours après le début des symptômes La NA : abaisse la viscosité du flux muqueux , dénude les récepteurs des surfaces cellulaires et permet la diffusion du liquide infecté aux voies aériennes inférieures Pour qu’il y ait protection locale , les anticorps neutralisants doivent être présents à une concentration suffisante au niveau des cellules de l’appareil respiratoire L’inflammation du tractus respiratoire supérieur (TRS) est habituelle. La pneumonie est rare mais peut être fatale - les poumons montrent une inflammation interstitielle avec nécrose des épithéliums bronchiolaires et alvéolaires - le virus provoque la nécrose des cellules ciliées et des cellules à mucus, mais ne lèse pas la couche basale de l’épithélium - plus souvent liée à une surinfection bactérienne et survient quelques jours après le début de la grippe Caractères cliniques Début brutal par des frissons Fièvre rapidement très élevée dure 3 à 5 j et la courbe thermique peut avoir un aspect diphasique Des douleurs diffuses : courbatures, rachialgies et myalgies Des signes d’irritation conjonctivale, laryngo-trachéale ou bronchique, le plus souvent sans catarrhe La guérison est rapide Une asthénie persiste souvent quelques temps Les formes compliquées dues au virus sont rares mais peuvent être graves : - œdème aigu du poumon - formes neurologiques : encéphalite La grippe est responsable d’une mortalité accrue - sujets âgés, les insuffisances chroniques cardiaques, rénales, pulmonaires… Les complications de surinfection bactérienne sont très fréquentes : - otites , bronchites et pneumonies Le syndrome de Reye surviendrait plus fréquemment chez les enfants au cours d’une grippe B Immunité Immunité humorale : moyen de défense de l'organisme contre la grippe - immunité persiste plusieurs années - protège contre la souche infectante : anticorps neutralisant les HA+++ - IgA dans les sécrétions muqueuses du tractus respiratoire . IgG présentes dans les tissus et le sang Après une première stimulation antigénique : réaction rapide anamnistique contre le même sous type viral Les lymphocytes T, dans leur fonction “helper” ou cytotoxique, ont un rôle dans l’immunité. Diagnostic virologique Les prélèvements Secrétions respiratoires - effectués précocement, dès le début clinique (une aspiration nasale , un écouvillonnage nasal , des lavages broncho-alvéolaires sont effectués en cas de pneumopathie) - Les sécrétions doivent être placées dans un milieu de transport “virologique”, fourni par le laboratoire Sang (sérum) - Sérum précoce dans les 5jours qui suivent l’apparition des symptômes - Sérum tardif à la phase de “convalescence” 15 à 20j après le premier. Détection directe rapide du virus par une technique immunologique Technique d’immunofluorescence (IF) pour les virus A et B - Kit Réactif Grippe OMS pour l’identification Méthode immuno-enzymatique (EIA) par immunocapture à l’aide d’un anticorps monoclonal (anti-NP du virus A) - Son efficacité est au moins équivalente à celle de l’isolement viral - Simples , économiques et rapides : une étiologie en moins de 3 heures - Méthodes les plus utilisées actuellement pour le diagnostic de la grippe Détection du génome viral RT-PCR (Real Time PCR) - Efficace pour l’identification des virus grippaux - Paires d’amorces spécifiques des gènes codant HA des virus en circulation A/H1, A/H3, A/H5, A/H9, A/N1 et B (centres collaborateurs OMS) - Les résultats sont disponibles en quelques heures - Prélèvements cliniques ou des cellules infectées Isolement du virus : souvent limité La thermolabilité des virus influenza La contamination bactérienne des échantillons Isolement sur embryon de poulet Technique considérée longtemps comme méthode de référence pour l’isolement des virus A et B. Identification des virus grippaux par IHA (Inhibition de l'hémagglutination) Anticorps spécifiques de la souche virale L’IHA est la méthode de référence - détermination du type - détermination du sous-type - détermination du variant. Son utilisation nécessite une bonne connaissance de la situation épidémiologique - le choix des anticorps employés doit correspondre aux souches circulantes. Diagnostic sérologique indirect Les 2 sérums sont examinés ensemble dans la même réaction sérologique. La réaction de fixation du complément (RFC) - les anticorps anti-types A ou B  antigènes “solubles” : préparée à partir de souches anciennes  Chez les sujets primo-infectés et notamment les jeunes enfants  leur délai d’apparition est tardif  le pic du titre des anticorps ne s’observe qu’à la quatrième semaine  ne sont pas décelables plus de 2 ou 3 mois après l’infection. Diagnostic sérologique indirect La réaction d’inhibition de l’hémagglutination (IHA) - Anticorps anti-HA  souches récemment isolées  Les anticorps IHA apparaissent 7 à 14 jours après l’infection  atteignent leur maximum à 4 semaines  persistent ensuite plusieurs semaines au moins à titre élevé et, en général, ne disparaissent pas complètement Traitement antiviral Amantadine/Rimantadine - peut être utilisée a titre préventif (avant l’apparition des ACs de vaccination) - à titre curatif, atténuation de l'évolution de la maladie si donnée dans les 48 heures qui suivent l'apparition des premiers symptômes - agit au niveau de la protéine M2 , inhibant ainsi l’action de la pompe à protons - l'absence de protéine M2 sur le virus B explique sa non-activité sur ce virus Les inhibiteurs de la neuraminidase Actifs à la fois sur le virus A et le virus B La molécule mime le substrat de l’enzyme et la bloque de façon irréversible Gêne la pénétration du virus Empêche le détachement des virions néosynthétisés de la surface de la cellule Compromet leur dissémination : les nouveaux virus ne peuvent plus être libérés et donc ne peuvent plus aller infecter d’autres cellules de l’organisme Un traitement précoce durant les 2 premiers jours d’un état grippal L’OSELTAMIVIR (Tamiflu©) Le ZANIMAVIR (Relenza©) La vaccination Vaccins inactivés Vaccin fragmenté et inactivé - le formol, la ß propiolactone, l’irradiation UV - purification partielle Vaccin sous unitaire : sous-unités antigéniques HA et NA purifiées Vaccins préparés à partir de virus complet multiplié dans la cavité allantoïque des œufs de poules embryonnés Ces vaccins sont toujours additionnés d’adjuvants Administrés par voie sous-cutanée ou Intramusculaire Vaccins vivants Instabilité génétique Vaccins non disponibles actuellement Obtention d’une immunité égale à l’infection naturelle Quantité d’antigène à administrer réduite Diminution des risques de sensibilisation à l’antigène d’hôte Indications du vaccin Les sujets débilités (cardiopathies , broncho-pneumopathies chroniques , néphropathies , diabète…) Les femmes enceintes Les personnes âgées de plus de 65 ans Le personnel considéré comme stratégique - personnel médical - services de transport Protocole des vaccinations Dans nos régions, réalisées entre 01 septembre et le 15 novembre S’il s’agit d’une première vaccination , il est préférable de faire deux injections à 15 ou 30 jours d’intervalle. L’immunité : - apparaît (présence d’anticorps IHA et INA circulants à titre suffisant) en 15 jours à 3 semaines après la deuxième injection - persiste au moins 6 mois Des rappels seront effectués annuellement à la même période. PARAMYXOVIRIDAE La famille des Paramyxoviridae comprend 3 genres regroupant des virus pathogènes pour l'homme ou les animaux. Parainfluenzae : - espèces humaines - parainfluenzae 1, 2, 3 et 4 et virus des oreillons - espèces animales - virus Sendaï (murin), SV5 (simien) - espèce animale et humaine - virus de la maladie de Newcastle (oiseaux) Morbillivirus : - espèce humaine - virus de la rougeole - espèces animales : virus de la maladie de Carré (chien) et virus de la peste bovine Pneumovirus : - espèce humaine - virus respiratoire syncytial humain - espèces animales - virus respiratoire syncytial bovin et virus de la pneumonie de la souris CARACTERES GENERAUX DES PARAMYXOVIRUS Les paramyxovirus sont des virus enveloppés de forme plus ou moins sphérique. La taille moyenne des particules est d'environ 200 nm, soit le double de la taille des virus grippaux. Comme chez ces derniers, des formes filamenteuses peuvent être observées.      le génome : est un ARN non segmenté monocaténaire de polarité négative ce qui impose la présence d'une transcriptase virale : cette activité est assurée par les protéines P (polymérase) et L (large). la capside : de symétrie hélicoïdale, elle est constituée par la protéine NP et forme avec l'ARN une nucléocapside tubulaire d'un diamètre de 18 nm (14 pour les VRS) repliée au sein du péplos. l'enveloppe : ou péplos dérive pour sa partie lipidique de la membrane cytoplasmique de la cellule-hôte. Sa face interne est doublée d'une protéine M (matrice) . Des spicules glycoprotéiques HN et F sont insérées sur sa face externe. la glycoprotéine HN : possède à la fois une activité hémagglutinante et neuraminidasique : C'est elle qui assure la fixation du virus aux cellules cibles. la glycoprotéine F : est composée de deux chaînes polypeptidiques reliées par un pont disulfure. Elle assure la fusion de l'enveloppe avec la membrane cellulaire lors de la pénétration du virus dans la cellule cible. Les paramyxovirus provoquent en culture cellulaires la formation de syncitiums qui sont des placards cellulaires multinucléés résultant de la fusion des membranes cytoplasmiques de plusieurs cellules sous l'action de la protéine F.   CYCLE DE MULTIPLICATION Fixation Le virus se fixe aux récepteurs mucoprotéiques des cellules par les spicules de la glycoprotéine HN. Pénétration La glycoprotéine F induit la fusion de l'enveloppe virale avec la membrane cellulaire. Eclipse Le virus est alors décomposé en ses différents constituants. La totalité du cycle se déroule dans le cytoplasme. Deux fonctions sont alors assurées par le génome (ARN viral) : la transcription en ARN messagers et la réplication de l'ARN viral. Transcription : L'ARN est transcrit en plusieurs ARN messagers positifs par la transcriptase virale (P + L) associée à la nucléocapside. Les protéines NP, P, M, F, HN et L sont synthétisées par les ribososmes. Réplication : Un brin d'ARN positif sert de matrice pour la synthèse des ARN génomiques viraux. Assemblage : L'assemblage des génomes et des nucléocapsides a lieu dans le cytoplasme. Parmi les protéines d'enveloppe, la protéine M se dépose sur la face interne de la membrane cytoplasmique tandis que les spicules HN et F s'y insèrent prenant la place des protéines membranaires qui sont exclues de la région. Libération : Les nucléocapsides associées à la protéine M s'évaginent et les particules virales ainsi néoformées quittent la cellule par bourgeonnement emportant avec elles une partie de la membrane cytoplasmique et les spicules HN et F qui s'y trouvent formant ainsi l'enveloppe du virus. VIRUS PARAINFLUENZAE Les virus parainfluenzae comprennent 5 espèces pathogènes pour l'homme : - v. parainfluenzae 1 - v. parainfluenzae 2 - v. parainfluenzae 3 - v. parainfluenzae 4 - virus ourlien ou virus des oreillons ou mumps virus Virus parainfluenzae On connait 4 types antigéniques de virus parainfluenzae. Tous possèdent une activité hémagglutinante, neuraminidasique (protéine HN) et hémolysante (protéine F). Responsables du phénomène d'hémadsorption Il existe des parentés antigéniques entre les différents types qui s'étende au virus ourlien ; ceci explique les réponses hétérospécifiques constatées chez les sujets infectés, surtout s'ils l'ont été préalablement par un autre virus du genre. Les anticorps sériques circulants apparus après infection ;persistent longtemps mais protègent mal contre une réinfestation ; leur présence pourrait néanmoins expliquer la bénignité des infections de l'adulte. Les IgA protègent efficacement les muqueuses mais sont fugaces. Pouvoir pathogène. La majorité des infections à virus parainfluenzae sont inapparentes. Chez l'adulte, les manifestations cliniques se limitent à des atteintes bénignes des voies respiratoires supérieures comme rhinites, pharyngites, laryngites ou trachéites. Chez le nourrisson et le jeune enfant, les troubles sont plus perceptibles, souvent bénins également et circonscrits aux voies respiratoires supérieures mais parfois plus sévères occasionnant bronchites ou pneumopathies. Dans ces cas, c'est souvent le type 3 qui est en cause. Les réinfections sont sans doute fréquentes mais de moins en moins graves en raison de la présence d'anticorps circulants. Diagnostic biologique Il est dans la plupart des cas sans utilité. Le virus est fragile et donc difficilement cultivable. Les prélèvements par aspiration rhinopharyngée doivent être ensemencés sans délai sur cultures cellulaires ou conservés à -70°C. L'effet cytopathogène plus ou moins net selon les souches, les types et l'abondance du virus se caractérise par l'apparition de syncitiums résultant de la fusion des cellules infectées et par de grandes inclusions cytoplasmiques. Le phénomène d'hémadsorption ou la présence d'hémagglutinine dans le liquide de culture témoignent de la multiplication virale. Les examens sérologiques à la recherche d'anticorps nécessitent absolument de tester deux sérums prélevés à 15 jours ou 3 semaines de distance et seule l'élévation significative de titre des anticorps dans le sérum tardif doit être prise en compte pour le diagnostic. Les méthodes utilisables sont ELISA, Inhibition de l'Hémagglutination ou fixation du complément. Une sérologie significativement positive permet d'affirmer une infection à virus parainfluenzae sans pouvoir préciser l'espèce en cause. Traitement : Il n'existe ni vaccin ni chimiothérapie efficace. Le virus des oreillons ou virus ourlien est responsable d'une maladie infectieuse contagieuse dont la manifestation la plus caractéristique est une parotidite bilatérale appelée oreillons. Caractère du virus C'est donc un paramyxovirus possédant une hémagglutinine-neuraminidase appelée antigène V (pour viral ), une protéine de fusion F et une nucléocapside (NP) dénommée antigène S (pour soluble). L'hémagglutinine peut être détectée grâce au phénomène d'hémadsorption Il n'existe qu'un seul type antigénique. VIRUS OURLIEN Pouvoir pathogène Dans un tiers des cas, l'infection est inapparente. Dans les formes patentes, après une incubation de 18 à 21 jours, la maladie se manifeste par une atteinte bilatérale des parotides qui sont gonflées et douloureuses gênant la déglutition et donnant au visage un aspect "en poire" caractéristique. Fièvre et céphalées sont fréquentes traduisant une réaction méningée qui est presque constante. La guérison est spontanée. D'autres localisations sont possibles isolées ou accompagnant la parotidite : méningite ou méningoencéphalite, atteinte des autres glandes salivaires , le pancréas, atteinte des gonades. Les orchites ou ovarites ne se manifestent qu'après la puberté. La redoutée stérilité consécutive aux oreillons est très rare et ne complique que quelques cas d'orchite bilatérale. Epidémiologie La maladie existe durant toute l'année mais plus souvent en hiver. Les porteurs sains (infection inapparente) sont les réservoirs de virus qui se transmet par les gouttelettes salivaires. L'immunité obtenue après infection, quelqu'en soit la traduction clinique, est solide et durable grâce à des anticorps neutralisants circulants. Physiopathologie. Le virus ourlien provoque une virose généralisée (contrairement aux autres parainfluenzae). Le virus, véhiculé par les sécrétions rhinopharyngées pénètre dans les voies respiratoires supérieures où il se multiplie. Survient ensuite une phase de virémie suivie d'une localisation dans les organes cibles : glandes salivaires, méninges et gonades. Le virus est excrété par les urines et la salive. Diagnostic biologique L'isolement du virus à partir de la salive, des urines ou du LCR est possible sur cultures de cellules de rein de singe mais il est très fragile et les prélèvements doivent être précoces et rapidement inoculés ou gardés à -70°C. Le virus est détecté par immunofluorescence ou par hémadsorption car l'ECP qui donne lieu à la formation de syncitiums est lent à se constituer. Les sérodiagnostics sur deux sérums sont couramment réalisés par inhibition de l'hémagglutination, fixation du complément ou ELISA. On peut aussi rechercher les IgM par immunofluorescence. Traitement Il n'y a pas de traitement curatif. Il existe un vaccin vivant atténué préparé par culture sur embryon de poulet qui nécessite une seule injection. Il est hautement souhaitable de l'associer aux vaccinations antirougeoleuse et antirubéoleuse en utilisant le vaccin R.O.R. (Rougeole, Oreillons, Rubéole) qui est indiqué chez tous les enfants, garçons et filles, à partir de 12 mois et en tous cas avant six ans. Le virus de la rougeole (measles virus) est responsable d'une maladie très contagieuse, bénigne le plus souvent mais cause majeure de mortalité infantile dans les pays du Tiers-Monde. Elle donne lieu, même dans les pays développés, à de très rares mais redoutables complications neurologiques. Caractères du virus Le virus isolé par Enders en 1954, appartient, avec le virus de la maladie de Carré du chien et celui de la peste bovine, au genre Morbillivirus. VIRUS DE LA ROUGEOLE Des affinités existent entre ces trois virus : même morphologie, même effet cytopathogène et communautés antigéniques. Ainsi, les anticorps antirougeoleux neutralisent les virus de la maladie de Carré et de la peste bovine et l'inoculation du virus de la rougeole au chien le protège contre la maladie de Carré mais les essais de protection de l'homme par le virus de la maladie de Carré ont échoué. Le virus de la rougeole exprime quelques caractères particuliers qui lui confèrent une originalité parmi les paramyxovirus : - il provoque des inclusions cytoplasmiques et nucléaires, - il ne possède pas d'activité neuraminidase (glycoprotéine H et non HN) - son activité hémagglutinante est faible, limitée aux hématies de singe et reste détectable à 37°C. Pouvoir pathogène la rougeole est une maladie généralement bénigne . Après une période d'incubation silencieuse de 10 jours pendant laquelle le sujet est néanmoins contagieux, la période d'invasion s'étend sur 4 jours. Elle est marquée par un catarrhe oculo-nasal, de la toux, de la fièvre, une conjonctivite et le classique signe de Koplik. L'éruption caractéristique survient ensuite faite d'éléments maculo-papuleux ; elle commence derrière les oreilles et s'étend à la face, au tronc et aux membres en une seule poussée. Après une semaine, les signes s'amendent annonçant la fin de la maladie. les complications sont assez fréquentes surtout chez les enfants fragiles, immunodéprimés ou dénutris ; ainsi s'explique la sévérité de l'infection dans les pays du Tiers-Monde , les laryngites, otites et broncho-pneumonies sont assez précoces. La pneumonie à cellules géantes (qui sont des syncitiums), rare mais grave, ne s'observe que chez les sujets fragiles ou immunodéprimés. L'encéphalomyélite rougeoleuse, très rare, survient après l'éruption provoquant démyélinisation et infiltrat lympho-plasmocytaire dans le tissu nerveux sans que l'on puisse y trouver le virus : ceci évoque une atteinte de type allergique.   la panencéphalite sclérosante subaiguë (PESS) est une encéphalopathie dégénérative se déclenchant dans l'enfance et l'adolescence, très rare mais mortelle. Elle survient plusieurs années après la rougeole et semble due à une infection virale persistante. Physiopathologie Le seul réservoir de virus est l'homme. Le virus infecte l'oeil et les muqueuses des voies respiratoires supérieures. Il s'y multiplie dans l'épithélium et les tissus lymphoïdes attenant pendant les phases d'incubation et d'invasion, pendant lesquelles la contagiosité est forte. Survient ensuite une courte phase de virémie responsable d'une dissémination du virus dans tout l'organisme et en particulier vers le système lymphoïde, le poumon et la peau. L'exanthème est la conséquence de l'action de cellules immunitaires sur les cellules infectées (l'éruption est en effet absente chez les immunodéprimés, ceux-là même qui feront une pneumonie à cellules géantes). Une immunodépression transitoire marquée par une négativation des tests tuberculiniques témoigne des perturbations immunitaires liées à la rougeole. Epidémiologie La rougeole est très contagieuse et survient par petites épidémies hivernales avec des poussées plus importantes tous les 4 à 5 ans surtout dans les régions de grande concentration urbaine. Dans les pays développés, le virus circule mal en raison d'une promiscuité non exagérée, d'une hygiène satisfaisante et d'une protection vaccinale de plus en plus efficace ; la maladie survient donc assez tardivement et frappe les grands enfants, les adolescents et même les adultes jeunes. Dans les pays pauvres et surpeuplés, il en est tout autrement, la maladie est plus répandue et plus grave ; elle atteint les nourrissons dès que les anticorps transmis par la mère ont disparu. Diagnostic biologique Il n'est guère utile dans les formes typiques car la clinique est suffisamment évocatrice. Dans les cas atypiques ou dans des situations particulières, il peut être utile. Un diagnostic rapide est possible par mise en évidence des antigènes viraux dans les cellules respiratoires ou nasales par immunofluorescence directe.  L'isolement du virus se fait sur cultures cellulaires de rein de singe à partir de sécrétions naso-pharyngées ou conjonctivales, sang ou urine.  C'est surtout le diagnostic sérologique qui est pratiqué sur deux sérums, l'un précoce, l'autre tardif, par réaction de fixation du complément ou technique ELISA ou encore inhibition de l'hémagglutination sur hématies de singe. Traitement Il est essentiellement préventif par la vaccination. Le vaccin est un vaccin vivant atténué (Rouvax ) qui ne nécessite qu'une seule injection. Il est recommandé de l'associer dès l'âge de 12 mois aux vaccins anti-oreillons et anti-rubéole en utilisant le vaccin R.O.R Le contrôle de l'état immunitaire des adultes par dosage des anticorps spécifiques suivi d'une revaccination des sujets séro-négatifs serait souhaitable. Un virus isolé en 1956 des sécrétions d'un chimpanzé enrhumé a été dénommé CCA (agent du coryza du chimpanzé). L'année suivante, ce même virus a été trouvé chez des enfants atteints de pneumopathies ou laryngites et comme une de ses propriétés essentielles était de provoquer, en culture cellulaire, la formation de syncitiums, on l'a appelé virus respiratoire syncitial ou VRS (RS pour les anglo-saxons pour ne pas confondre avec le Rous sarcoma virus). Caractères du virus Le VRS humain appartient au genre Pneumovirus qui comprend également le VRS bovin et le virus de la pneumonie de la souris. Les particules virales apparaissent, au microscope électronique, très pléiomorphe, de taille variable. Les formes filamenteuses coexistent avec les formes sphériques. VIRUS RESPIRATOIRE SYNCITIAL C'est un virus à ARN monocaténaire, de polarité négative, à symétrie hélicoïdale, enveloppé. La nucléocapside NP a un diamètre de 14 nm (au lieu de 18 pour les autres paramyxovirus). L'enveloppe est hérissée de spicules qui ne supporte ni hémagglutinine, ni neuraminidase ni hémolysine. Les protéines d'enveloppe sont M, F et G (pour glycoprotéine). Il existe deux types antigéniques A et B, les différences portant surtout sur la protéine G. Les protéines F et G suscitent la formation d'anticorps neutralisants. Le VRS n'a pas d'antigènes communs avec les autres paramyxovirus. C'est un virus fragile mais il reste infectieux après plusieurs minutes de séjour dans le milieu extérieur et peut donc être transmis par contact manuel. Pouvoir pathogène Chez l'adulte et le grand enfant, le VRS n'occasionne que de banales inflammations des voies aériennes supérieures. Chez le nourrisson les manifestations cliniques possibles sont multiples : rhinite, angine, pharyngite, laryngite, bronchite et bronchiolite qui est la forme la plus grave car elle est cause d'encombrement respiratoire. La guérison est la règle mais le passage de l'une à l'autre des formes cliniques est imprévisible et parfois très rapide pouvant aller jusqu'à la gravissime détresse respiratoire aiguë. Chez le sujet âgé, l'infection prend l'allure d'une grippe et peut occasionner les mêmes complications sur une insuffisance respiratoire chronique souvent patente à cet âge. Les sujets immunodéprimés et en particulier les greffés de moelle font souvent des formes sévères. Epidémiologie Les infections à VRS sévissent sous formes d'épidémies hivernales d'octobre à mars avec l'acmé en janvier. Les nourrissons et jeunes enfants sont les principales victimes mais la diffusion du virus est très large et les formes inapparentes nombreuses. La contagiosité est importante et les infections nosocomiales quasi inévitables. Pathogénie Le virus se propage par inhalation des gouttelettes émises lors de la toux ou des éternuements. Les cibles sont les cellules ciliées de l'épithélium respiratoire : hyperplasie inflammatoire, hypersécrétion de mucus et libération de médiateurs à effet bronchoconstrictif provoquent; l'obstruction de la lumière des bronchioles responsable des troubles constatés au cours de la bronchiolite du nourrisson. Diagnostic biologique La mise en évidence du virus dans les sécrétions nasales postérieures par immunofluorescence directe à l'aide d'anticorps monoclonaux ou par technique ELISA est la méthode la plus rapide et la plus utilisée. On peut tenter de cultiver le virus sur cultures cellulaires mais le résultat est décevant car l'isolement est difficile et l'ECP tardif. L'absence d'hémadsorption est un élément d'orientation intéressant. La sérologie sur deux sérums est possible par fixation du complément, neutralisation, immunofluorescence indirecte ou ELISA mais n'a guère d'intérêt chez les nourrissons qui élaborent peu d'anticorps et sont peut-être porteurs d'anticorps transmis par la mère. Traitement Assistance respiratoire, kinésithérapie et oxygène sont utiles chez le nourrisson. Dans les formes graves , on peut utiliser des aérosols de Ribavirine (Virazole ). Il n'y a pas de vaccin disponible. Le virus de la maladie de Newcastle (NDV) est un pathogène pour le tractus respiratoire des oiseaux et en particulier des poulets. Il peut occasionnellement être responsable d'infections humaines qui ne concernent que les personnes professionnellement exposées - éleveurs de volailles ou techniciens de laboratoires. L'infection humaine se réduit à une conjonctivite bénigne qui guérit sans séquelles. Les NDV appartiennent à la famille des Paramyxoviridae. Il possède les mêmes propriétés que les virus parainfluenzae et ourlien et suscite des réactions immunologiques croisées avec ces virus. VIRUS DE LA MALADIE DE NEWCASTLE Orthomyxovirus et Paramyxovirus Caractères différentiels Orthomyxoviridae Paramyxoviridae Taille 80 - 120 nm 125 - 250 nm Æ nucléocapside 9 nm 18 nm (14 pour VRS) ARN génomique segmenté non segmenté Enveloppe oui oui Hémagglutinine-Neuraminidase 2 protéines 1 seule protéine Protéine F absente présente Cycle de multiplication noyau et cytoplasme cytoplasme uniquement (cid:9)

HERPESVIRIDAE Dr. F.DERRAR Département de Virologie Institut Pasteur d’Algérie fderrar@pasteur.dz Famille des Herpesviridae • > 100 espèces • Neuf (09) herpes virus identifiés d’interêt médical : 08 strictement humains • propriétés communes – structure : – épidémiologie – biologie : : • importance médicale génome ADN db, linéaire capside icosaédrique capside icosaédrique Enveloppe nucléaire Tégument : structure protéique ubiquitaires, séroprévalence élevée établissement d’une latence – fréquence des infections – gravité en fonction du terrain Herpesviridae : Structure Enveloppe (10 Glycoprotéines) Tégument Capside ADN linéaire bicaténaire ) Physiopathologie, ,,La latence • Après une primo-infection, ces virus restent dans l’organisme sous forme « dormante », réalisant une « infection latente » • Cette période est une phase du cycle biologique du virus • le génome viral est présent dans le noyau de certaines cellules mais ne se réplique pas. • l’infection latente peut se réactiver, ce qu’on appelle une récurrence. Au cours de laquelle il y a une excrétion virale. Déroulement des Infections à Herpesviridae Herpès vient du grec herpein , ramper comme un serpent,,,,,,,, Caractères généraux • Infection latente à vie dans les ganglions sensitifs • la plupart des infections sont asymptomatiques • certaines formes d’herpès mortelles ou très invalidantes Caractères généraux • Après infection primaire possibilité de rester à l’état latent dans cellules infectées • Réactivation : (stress, immunodéficience « greffe, infection par le VIH »). par le VIH »). • pas de vaccin (sauf varicelle) Herpes simplex virus • HSV-1 « au-dessus de la ceinture » – oculaire – oral – atteintes cérébrales • HSV-2 « au-dessous de la ceinture » – herpès génitaux – nouveau-né Virus Herpes Simplex (HSV) : épidémiologie • HSV-1 : bouche, œil, cerveau 67 % des adultes (conditions socio-économiques) acquisition : première enfance, jeunes adultes • HSV-2 : • HSV-2 : sphère génitale, méninges sphère génitale, méninges 16 % des adultes acquisition : MST Virus fragile, transmission par contacts étroits HSV : Cycle de multiplication • Cellules épithéliales et fibroblastiques permissives cycle court (1-2 jours), lytique • Neurones (sensitifs, SN autonome) latence CYCLE DE REPLICATION CYTOPLASME glycoprotéines virales très précoce précoce tardive fusion décapsidation décapsidation transcription NOYAU réplication ADN assemblage bourgeonnement a b g a b g IN VIVO A. Infection peau et muqueuses transport axonal B. Infection ganglionnaire aigue C. Latence ? particules virales: 0 ADN HSV: circulaire extra-chromosomique protéines: 0 mARN: 0 ARN: LAT D. Réactivation stress, fièvre, facteurs hormonaux, UV, traumatisme HSV : le cycle biologique 1. primo-infection réplication au site initial de l ’infection : peau et/ou muqueuses contagiosité +++ souvent asymptomatique 2. latence aucune production virale : contagiosité = 0 3. réactivation reprise de production virale malgré réponse immune excrétion symptomatique ou asymptomatique: contagiosité + Pouvoir pathogène : HSV-1 • Herpès oral – primo-infection • + souvent asymptomatique • gingivo-stomatite • gingivo-stomatite • Herpès oral –récurrence symptomatique « bouton de fièvre » lèvre, nez, menton « bouquet » de vésicules –excrétion salivaire asymptomatique : contagiosité + Pouvoir pathogène : HSV-1 • Herpès oculaire – kératite, uvéite récurrences => 1 ère cause de cécité infectieuse dans pays industrialisés industrialisés Pouvoir pathogène : HSV-1 • formes plus rares: eczéma herpeticum Sd Kaposi-Juliusberg : dissémination viscérale urgence thérapeutique urgence thérapeutique panaris herpétique Pouvoir pathogène : HSV-1 • Encéphalite herpétique nécrosante focale, mortelle 1-4 cas /M/an prédisposition ? Encéphalite herpétique • Epidémiologie – terrain : tous âges – survenue soit lors de la primo-infection (cas fréquent de l’enfant) soit chez des sujets porteurs d’anticorps (2 / 3 adultes) • Pronostic • Pronostic – dépend de la précocité de mise en route du traitement anti-viral • En pratique – urgence diagnostique et thérapeutique Aciclovir IV : 10-20 mg/kg x3 / 14 à 21 j Pouvoir pathogène : HSV-2 • Herpès génital – primo-infection : premier contact avec HSV – infection initiale non primaire : protection relative AC HSV-1 – récurrences formes symptomatiques ou excrétion génitale asymptomatique formes symptomatiques ou excrétion génitale asymptomatique • Complications – méningites, méningo-radiculites – hépatite chez la femme enceinte (virémie) – fréquence et sévérité des récurrences c/o immunodéprimé Pouvoir pathogène : HSV-2 • Herpès néo-natal : – in utero – per partum – post partum 5 % 85 % 10 % * infection limitée « peau bouche œil » : J 0 - J 15 * infection disséminée : virémie (foie, poumon, cerveau): J 0- J 15 * encéphalite isolée (J 15 - J 30) Herpes néo-natal Transmission verticale Type d ’infection Transmission Infection primaire 35-80 % Infection initiale génitale non primaire 30% Infection récurrente 0-5% Infection herpétique néo-natale 1. forme cutanéo-muqueuse J0-J10 forme limitée à la « périphérie » vésicules +++ diagnostic : culture ou PCR diagnostic : culture ou PCR (PCR sur sérum et LCR nég +++) traitement Aciclovir IV 60 mg/kg/j pdt 14 j bon pronostic risque de récurrences +++ 1ère année de vie Infection herpétique néo-natale 2. forme disséminée J 0-J 7 sepsis sans cause bactérienne virémie +++ hépatite cytolytique fulminante pneumonie pneumonie encéphalite diffuse pronostic catastrophique : mortalité élevée seul recours : penser à HSV pour traiter tôt diagnostic facile : PCR HSV sur sérum traitement Aciclovir IV 60 mg/kg/j pendant 21 jours Infection herpétique néo-natale 3. forme neurologique encéphalite focale après J15 troubles neurologiques + fièvre diagnostic facilement évoqué (PCR HSV sur LCR) diagnostic facilement évoqué (PCR HSV sur LCR) absence d ’éléments d ’anamnèse évocateurs de HSV pronostic mauvais mortalité élevée morbidité élevée si survie traitement : aciclovir IV 60 mg/kg/j pendant 21 jours Diagnostic Virologique Diagnostic plus souvent clinique, les principales indications au diagnostic virologique sont : - Herpes génitale si primo-infection ou femme enceinte - Herpes néonatal - Herpes néonatal - infection du sujet immunodéprimé - formes graves Diagnostic direct • isolement en culture : sensible et rapide • conditions de prélèvement , stockage, transport • identification de la souche virale • permet étude de résistance aux anti-viraux • détection des ag viraux: peu sensible, très rapide • détection des ag viraux: peu sensible, très rapide • PCR : très sensible • LCR, humeur aqueuse, sérum • excrétion asymptomatique • lésions traitées par anti-viraux, ou anciennes Diagnostic indirect • Sérologie : limites – primo-infection: – récurrences : IgM et IgG tardifs / lésions séro-prévalence élevée fluctuation des titres d’IgG réapparition IgM – réactions de « groupe » HSV 1 et 2 – réactions de « groupe » HSV 1 et 2 • Avenir : généralisation de sérologies spécifiques de type • Intérêt des sérologies sur LCR ou HA synthèse locale d’IgM et IgG Traitement aciclovir : acycloguanosine Herpes simplex virus 1 – Pathologie humaine • HSV-1: – herpès labial et herpès buccal – vésicules fines en bouquet sur base érythémateuse – gingivostomatite avec gencives enflammées – adénopathies régionales – fièvre Herpes simplex virus 1 – Pathologie humaine HSV-1 – Herpès oral: • Enfance (++) avec disparition • Enfance (++) avec disparition des AC maternels • Asymptomatique le plus souvent (9/10) • Sinon gingivostomatite herpétique • Guérison en 2 à 3 semaines Herpes simplex virus 1 – Pathologie humaine HSV-1 – kératoconjonctivite (opacité cornéenne) – Première cause de cécité dans pays industriels exempts de trachome trachome Herpes cutanéomuqueux progressif résistant à l’ACV (SIDA) Méningo-encéphalite herpétique: Nécrose hémorragique mortelle sans traitement Varicelle-Zona Infections par le virus Varicelle - Zona • prévalence : 95 % • varicelle : maladie éruptive infantile le plus souvent bénigne (< 10 ans) c/o adulte : 25 x plus de risque de varicelle grave sévérité : terrain immunodéprimé femme enceinte femme enceinte nouveau-né • zona : réactivation du virus latent, c/o sujet > 50 ans sévérité : terrain immunodéprimé (greffe de moëlle, VIH) • prévention – vaccin : seul vaccin protecteur contre un herpesvirus humain – immunoglobulines Varicelle : Physiopathogénie Varicelle : Physiopathogénie • deuxième virémie virémie fortement associée aux cellules sanguines isolement du virus à partir des cellules mononucléées sanguines 24 -72 h après début de l ’éruption • • lymphocytes T transportent le virus à la peau lymphocytes T transportent le virus à la peau inclusions virales dans les cellules endothéliales des capillaires transport de cellules T infectées à travers l ’endothélium ? réplication virale dans endothélium puis dissémination ? Physiopathologie la transmission du virus se fait par :les secrétions respiratoires. Le virus se multiplie dans un premier temps localement dans les voies respiratoires et les ganglions lymphatiques, s’ensuit : • une virémie primaire entrainant la réplication du virus dans le foie et la rate. • Une virémie secondaire a lieu par transport des cellules mononuclées infectées vers la peau et les muqueuses entrainant l’éruption. vers la peau et les muqueuses entrainant l’éruption. Après cette primo-infection, la latence s’installe à vie dans les ganglions nerveux sensitifs crâniens et rachidiens. Lors d’une dépression de l’immunité le virus se multiplie et se dirige par voie nerveuse vers le territoire cutané correspondant donnant alors le zona. manifestations cliniques La varicelle : - incubation 14 jours (9-20 j) - phase d’invasion brève (fièvre, malaise ) - Phase d’état : éruption généralisée débutant sur le tronc. Très prurigineuse. Le zona : infection localisée correspondant à une réactivation du virus, ne survient en général qu’une fois dans la vie. Bénigne sauf chez le vieillard, l’immunodéprimé et au cas de zona ophtalmique. Varicelle maligne chez une immunodéprimée (dissemination du VZV à tous les organes) Zona : Physiopathogénie • Latence – ganglions rachidiens et craniens – en règle : latence prolongée jusqu’à âge avancé Latence ganglionnaire du VZV gg trijumeau humain mise en évidence de l ’ADN viral par hybridation in situ Kennedy et al, PNAS, 1998 Epidémiologie de la varicelle Climats tempérés : maladie du jeune enfant prédominance saisonnière : hiver et printemps Climats tropicaux : maladie du jeune adulte Réservoir : Réservoir : strictement humain strictement humain Maladie très contagieuse : taux d ’attaque 65-85% Transmission aérosol Maladie symptomatique le plus souvent, 5% de formes infra-cliniques Possibilité de faire une deuxième varicelle : documentée, signification? Varicelle chez l ’immunocompétent • contagiosité + • incubation 14 - 16 jours • excrétion respiratoire 48 heures avant éruption • fébricule, signes généraux modérés • éruption – vésicules – vésicules – topographie – poussées – muqueuses Varicelle et grossesse 1. Risque pour la mère 2. Risque pour le fœtus 3. Risque pour le nouveau-né Transmission materno-néonatale • Varicelle de mère proche de l’accouchement de J-5 à J + 5 / accouchement risque de varicelle sévère néo-natale virémie, atteinte polyviscérale urgence thérapeutique prévention Zona • Réactivation du VZV latent = zona • Terrain : âge, immunodépression • Clinique – prodromes : douleurs, brulures – éruption vésiculeuse, métamérique, unilatérale – éruption vésiculeuse, métamérique, unilatérale – territoire • ganglions rachidiens ou crâniens • ophtalmique, thoracique, lombaire, sacré – complications : • localisation : œil • surinfections • extension : neuro-méningée, virémie + dissémination • douleurs chroniques Zona Diagnostic direct – microscopie électronique : particule « herpesvirus » – culture : référence mais long • lésions atypiques • sang (immunodéprimé) • sang (immunodéprimé) – PCR : très sensible, spécifique • sang : virémie • LCR (et humeur aqueuse) • lésions atypiques, immunodéprimé, sous traitement • Liquide amniotique Diagnostic indirect • Sérologie : ELISA – primo-infection : au moment de l ’éruption • IgM + • IgG + (positives faibles) – ensuite : • les IgG VZV persistent toute la vie, leur titre fluctue • les IgG VZV persistent toute la vie, leur titre fluctue • les IgM peuvent réapparaître après primo-infection • Intérêt : – établir statut sérologique si contage – immunodéprimé, femme enceinte Traitement • Aciclovir – Varicelle : • nouveau-né, enfant moins de 1 an • immunodéprimé • femme enceinte : forme grave (poumon) – Zona • zona ophtalmique, ou prévention des douleurs c/o immunocompétent • tout zona c/o immunodéprimé • Foscarnet ou Cidofovir: – si résistance à ACV (immunodéprimé) Prévention 1. Prophylaxie post-contage 1. Immunoglobulines spécifiques VZIG (plasmas humains) – administration si contage de sujets à risque de varicelle grave • séronégatif immunodéprimé • femme enceinte séronégative • nouveau-né dont mère a fait la varicelle avant accouchement • nouveau-né dont mère a fait la varicelle avant accouchement – efficacité seulement si administration dans 48 -96 heures après contage – inconvénient : produit dérivé du sang 2. Traitement ACV si retard des VZIG administrer pendant 2è virémie (> J7) Prévention 2. Immunisation active étape historique : 1er vaccin contre herpes humain 1er vaccin vivant administré à enfants imunodéprimés 1er vaccin vivant administré à enfants imunodéprimés Cytomégalovirus Epidémiologie C’est un virus ubiquitaire dont la séroprévalence est très élevée pouvant atteindre les 100% dans la population adulte La transmission se fait par contacts répétés, rapprochés : * enfants en crèche * transmission par voie sexuelle * transmission nosocomiale par transfusion ou greffe d’organe * transmission verticale de la mère au fœtus in utero, au nouveau- né lors de l’accouchement ou lors de l’allaitement. Manifestations cliniques Chez l’immunocompétent : la primo infection est souvent asymptomatique Sujet immunodéprimé : (encéphalite, rétinite, colite, pneumopathie) Femme enceinte : une séroconversion lors de la grossesse peut entraîner une infection du fœtus pouvant avoir comme conséquence clinique : la maladie des inclusions cytomégaliques (atteinte pluri viscérales avec microcéphalie, ictère, entraînant soit un décès dans 10 a 20% des cas ou séquelles neurosensorielles) Diagnostic Virologique Indications : - détermination du statut immunitaire avant une greffe d’organe - diagnostic d’une primo infection (femme enceinte) - diagnostic d’une infection congénitale - diagnostic de l’infection chez l’immunodéprimé Diagnostic direct - cultures cellulaires inoculation des prélèvements biologiques dans - cultures cellulaires inoculation des prélèvements biologiques dans des cellules permissives MRC5 avec - détection des Ag viraux : antigénemie PP65 - détection du génome viral par PCR (dans liquide amniotique-LCR) Diagnostic indirect : sérologie - détection des IgG permettant de déterminer le statut immunitaire et le - détection des IgM diagnostic d’une primo-infection et recherche suivi d’une séroconversion chez le nouveau né - avidité des IgG si élevée, elle est en faveur d’une primo infection datant de plus de 3 mois (intérêt dans les infections materno-foetale). Traitement • Deux (2) molécules antivirales : – – ganciclovir foscarnet • indiqué dans les infections graves chez l’immunodéprimé (effets indésirables). Epstein-Barr virus E.B.V M.EPSTEIN Y.BARR • virus ubiquitaire évoluant sur un mode endémique. • virus ubiquitaire évoluant sur un mode endémique. • transmission par la salive. • la séroprévalence chez l’adulte est supérieur à 90%. Physiopathologie L’EBV infecte 2 types de cellules : - les cellules épithéliales dans lesquelles a lieu un cycle productif entraînant une lyse cellulaire - les lymphocytes B ou a lieu un état de latence. - lors de la primo infection le virus se multiplie dans les cellules épithéliales de l’oropharynx, puis va infecter les lymphocytes B épithéliales de l’oropharynx, puis va infecter les lymphocytes B L'EBV est l'agent de la MNI. De nombreux antigènes de types différents sont connus pour cevirus : EBNA (Epstein-Barr Nuclear Antigen) - EA (Early antigen) - VCA (Viral Capsid Antigen) Manifestations cliniques MNI: mononucléose infectieuse : essentiellement chez l’adolescent ou l’adulte jeune la primo infection est souvent asymptomatique. Elle peut se manifester par une angine. Manifestations malignes liées à l'EBV : Lymphome de Burkitt : Prolifération lymphoblastique B associé à l'EBV. Touche les enfants jeunes dans certaines zones géographiques (++ Afr. de l'Est Equatoriale, Nouvelle-Guinée). Carcinome du nasopharynx : Carcinome associé à l'EBV Recherche des anticorps spécifiques - Les premiers anticorps à apparaître sont les IgM puis les IgG anti-VCA - Les IgM anti-VCA disparaissent progressivement tandis qu'apparaissent les anticorps anti-EA (inconstant). - Les anticorps anti-EBNA apparaissent vers la fin du deuxième mois. - Les IgG anti-VCA et les anticorps anti-EBNA restent présents et stables chez un sujet normal après une primo-infection. - Les anticorps anti-EBNA sont le reflet d'une contamination ancienne du patient. - Dans la pratique, la recherche combinée des anticorps anti-VCA et EBNA aide à poser le diagnostic d'une MNI. HHV6 -HHV7 HHV6 HHV7 Pouvoir pathogène - HHV6 La primo-infection est le plus souvent asymptomatique +++. Le tableau clinique le plus classique est la roséole infantile, ou 6e maladie. Il s'agit le plus souvent d'enfants de 6 mois à 3 ans, présentant une fièvre élevée pendant 3 à 5 jours, suivie d'une éruption du cou et du tronc disparaissant en 1 à 2 jours. d'une éruption du cou et du tronc disparaissant en 1 à 2 jours. Chez l'immunodéprimé, en particulier sidéen, il peut être responsable de pneumopathies, encéphalites, rétinites. - HHV7 Le pouvoir pathogène de HHV7 n'est pas très bien connu, semble proche de celui de HHV6. Epidémiologie, transmission Pour HHV6 – voie salivaire +++ , – sécrétions respiratoires – le don de sang de tissu ou d'organe, – le don de sang de tissu ou d'organe, – par voie sexuelle. HHV7 se transmet par voie salivaire +++ et sexuelle. Diagnostic virologique Diagnostic virologique • Indiqué (en particulier chez les sujets immunodéprimés) • repose sur la détection du génome viral par PCR • repose sur la détection du génome viral par PCR – dans le sang (lymphocytes circulants) – ou dans le LCR en cas de signes d'atteinte neurologique. HHV8 Pouvoir pathogène • HHV8 est associé formellement à des maladies, survenant le plus souvent au cours de l'infection par le VIH : - maladie de Kaposi : Tumeur, qui se manifeste sous forme de lésions dermatologiques à type de macule ou plaque. lésions dermatologiques à type de macule ou plaque. Diagnostic virologique Amplification génique par PCR : - dans les biopsies pour la maladie de Kaposi - dans les biopsies pour la maladie de Kaposi - sur les lymphocytes du sang périphérique. Sous famille des Herpèsviridae Alphaherpesvirinae Betaherpesvirinae Gammaherpesvirinae - Genre HSV-1 et 2 - Infection de fibroblastes et d’autres cellules en culture in vitro, avec destruction rapide destruction rapide des cellules - Latence dans les ganglions nerveux sensitifs - Genres CMVh et Roseolivirus (HHV-6) -Genres Lymphocryptovirus (EBV) et Rhadinovirus (HHV-8) - Cycle lent avec spécificité cellulaire étroite - Fréquence des infections - Fréquence des infections asymptomatiques chez les personnes immunocompétentes - Latence dans le sang, le tissu lymphoïde et réticuloendothélial , les glandes sécrétoires, le rein - spécificité cellulaire très étroite - infection des lymphocytes in vitro vitro - latence dans les lymphocytes et certaines cellules épithéliales ou endothéliales - association à des lymphoproliférations et à des affections malignes du tissu lymphoides ou d’autres tissus A retenir,,, • Le diagnostic sérologique recherchant une montée significative du titre des Anticorps est à prendre sous réserve (PI,,,) • Présence d’IgM spécifiques ne signifie pas une Primo infection,,,, • Détecter un Herpèsvirus ne permet pas toujours de lui attribuer • Détecter un Herpèsvirus ne permet pas toujours de lui attribuer la maladie observée • Rôle de la quantification virale par PCR en temps réel,,, Dr Bouzeghoub. S Dr. Berrahal .M 2015/2016 Classification Famille : Adenoviridae Genre : Mastadenovirus 51 sérotypes humains Structure du virus  virus de 80 à 110 nm de diamètre.  génome : ADN double brin linéaire de 35 kbp.  capside icosaédrique de 252 capsomères  présence de spicules hémagglutinantes  virus nu. cycle de multiplication Le cycle viral dure 30 à 36 heures et se termine par la libération d'environ 10 000 particules virales après lyse de la cellule infectée. Le cycle qui est intranucléaire, se divise en trois étapes: • phase précoce: attachement grâce à sa fibre hémagglutinine aux récepteurs spécifiques de la cellule. Suivi de l’entrée du virus par endocytose. • phase de réplication de l'ADN viral et de production des protéines virales • phase tardive d'assemblage et de libération des virions Epidémiologie  Plus de 40 sérotypes humains ont été reconnus. Ces virus ont une affinité pour le tissu lymphoïde où certains sérotypes déterminent une infection latente, particulièrement dans les amygdales. C’est de là qu’ils tirent leur nom (tissu adénoïdien).  Virus stable et résistant dans l’environnement, thermosensible et résistant aux solvants lipidiques et aux variations de pH. Inefficacité des différents moyens de décontamination des eaux traitées. Le moyen de désinfection :l’hypochlorite de sodium à 0,5% de chlore actif et les rayonnements ionisants.  Sérotypes 40 et 41: répartition mondiale avec épidémies et cas sporadiques tout au long de l’année (6 à 8% des diarrhées chez l’enfant). -Modes de transmission : →direct via les fluides corporels ( salive,gouttelette ..) → indirect via l’ environnement (objets souillés par les expectorations ou les gouttelettes d'une personne infectée, mains sales) -Parfaitement transmissibles de patient à patient lors d’une consultation médicale, expliquant les épidémies dans les différentes communautés. Certains ADV humains ont un pouvoir cancérigènes purement expérimental chez l’animal POUVOIR PATHOGENE  50% des infections sont asymptomatiques. La clinique est très variée en raison de l’affinité des ADV pour tissus lymphoïde qui est ubiquitaire.Les ADV se multiplient surtout dans l ’arbre respiratoire ,l’œil et le tube digestif:  Les atteintes respiratoires : il peut s’agir de pharyngite ,angine , bronchiolite , trachéite ou de pneumonie. Les ADV sont responsables de 1 à 3% des pneumonies de l’enfant. Forme habituelle résolutive. ces infections peuvent être endémo-épidémiques selon les sérotypes.  Les atteintes oculaires : ce sont des conjonctivites ou kérato-conjonctivites isolées ou associées à une atteinte des voies respiratoires supérieures, survenant par petites épidémies d’origine hydrique (conjonctivites des piscines).  Atteintes intestinales : gastroentérites ,on peut observer des excrétions asymptomatiques d’ADV dans les selles des enfants.5 a 15% des diarrhées de l’enfant ont pour étiologie un ADV et la transmission est féco-orale.  Formes graves chez populations à risque : immunodéprimés, post greffés, infection par le VIH, prématurés.  Autres localisations : cystite hémorragique chez l’enfant, éruption cutanée conjonctivite à Adénovirus Diagnostic au laboratoire Prélèvements : selle , secrétions naso-pharyngées , orientés selon clinique. 1- Diagnostic direct - PCR quantitative ou qualitative : recherche de génomes viraux très sensible et spécifique mais reste coûteuse . Technique réservée aux laboratoires spécialisés, réalisée dans les études épidémiologiques mais pas en routine. - Culture viral : sur cellule Hela ou Hep 2 ,avec un ECP caractéristique aspect de cellules arrondies avec rétraction en dentelle de la nappe cellulaire : « aspect en dentelle » . Méthode de référence. - Détection d’antigène: Ag commun de groupe → test immuno-enzymatiques ou ELISA: rapide, sensible et peu coûteux. → Immunofluorescence : secrétions nasales ou conjonctivales → agglutination des particules de latex : selles 2-Diagnostic indirect ( Sérologie virale ) -Prélèvement : sérum ou plasma sur tube sec - Des sérologies peuvent être pratiquées mais sont peu réalisées en routine. - Nécessité de tester un second prélèvement ( sérum) prélevés à 15 jours d'intervalle -Une séroconversion( ascension des titres Anticorps ou séroconversion de IgM en IgG sur le second prélèvement ) permet de confirmer le diagnostic d'infection active ( évolutive). - Le diagnostic virologique exact n’est certainement pas indispensable en pratique médicale courante pour une infection bénigne isolée et sans chimiothérapie antivirale, par contre reste intéressant en cas d’épidémie ou de formes graves Traitement et prévention -Pas de traitement antiviral spécifique -Traitement symptomatique: antipyrétique et anti diarrhéique….. -Un vaccin a été mis au point, notamment contre le type 7 ( en cours) -Un antiviral est actuellement à l’essai pour les formes graves. Classification Famille : Papillomaviridae Genre : Papillomavirus 150 génotypes Structure de HPV -Virus nu de petite taille , capside à symétrie icosaédrique ( ballon de rugby) , génome ADN double brin circulaire (8 kb) -Plus de 120 type ont été identifiés chez l’ homme . Réplication intranucléaire dans les cellules stratifiées humaines par infection des cellules basales. - Très largement répandus dans la nature et infectent de nombreux vertébrés, ils ont une spécificité d’hôte très étroite. MULTIPLICATION DU VIRUS  Ce sont des virus epitheliotrope (cellule épithéliales)  A la suite d’une brèche du revêtement cutané, le virus est inoculé aux cellules basales de l’épithélium ,qui en se multipliant « montent » vers la surface tout en se différenciant le cycle tardive de la réplication virale de l’HPV se déclare par la synthèse de protéines de la capside au niveau des cellules mortes différenciées et kératinisées. Les virus seront libérés par les keratocytes morts .  ECP caracteristique dit « koilocytose » (vacuole intra cytoplasmique refoulant le noyau a la périphérie)  L ADN viral peut persister sous forme episomale { l’état latent et peut persister sous forme intégrée au génome cellulaire (dans les lésions précancéreuse ou cancéreuse) Epidémiologie  Virus très résistant dans l’environnement .  Plus de 150 génotypes HPV ont été identifiés  Contamination directe par contact : sexuel , accouchement et indirect par : objets souillé et sol des piscines….ubiquiste ! ).  Virus strictement humain et oncogène :Certains génotypes HPV sont associés à des cancers cutanés ou muqueux; ainsi pour les génotypes à tropisme génital, ils sont classés en fonction de leur potentiel oncogène en génotype à haut risque ou à bas risque.  HPV 16 constitue le génotype retrouvé dans le cancer du col utérin. POUVOIR PATHOGENE  lésions cutanées ou muqueuses d’aspect et de localisation variées, généralement spécifiques de certains génotypes. →Verrues cutanées : lésions les plus communes et localisations variées (palmaire, plantaire, plane, vulgaire). → Epidermodysplasie verruciforme  Lésions du tractus génital : sont pluri focales et asymptomatique , pouvant atteindre la peau ou les muqueuses (vulve, pénis, col utérin anus, vagin). certains HPV sont associés à des lésions dysplasiques et qui dans certains cas peuvent évoluer vers l’apparition d une tumeur maligne ( selon le génotype)  Dans le cancer du col ,le génome viral est présent dans 100% intégré au génome cellulaire. Les lésions dysplasiques précancéreuses du col et utérus sont dues à HPV-16, 18, 31 .  condylomes laryngées: prédominent chez l’enfant (HPV 6)  condylomes ano-génitaux : IST la plus fréquente (HPV 11).  HPV et HIV : la prévalence des HPV a haut risque est élevée chez les patients infectes par HIV. Aspects cliniques de l’ HPV VERRUE PALAMAIRE VERRUE VULGAIRE DIGITALE CONDYLOME ACUMINES DE LA REGION INGUINALE DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE  Le diagnostic est avant tout clinique, cytologique (frottis cervical)  Cytologie : recherche de koilocyte (cellules spécifiques) au frottis cervico- vaginal  Il n’existe pas de système de culture ou de sérologie efficace.  Diagnostic direct: Recherche du génome viral par biologie moléculaire: - PCR, - tests d’hybridation - typage de haut risque oncogène par test hybridation , séquençage ,PCR en temps réel  Quantification du génome viral ADN HPV  Recherche de protéine urinaire spécifique de HPV par test de bandelette TRAITEMENT ET PREVENTION Traitement : par de traitement antiviral spécifique -Traitement physique des lésions par conisation ( petit chirurgie) , laser et cryothérapie -Traitement par des topiques: acide salicylique Prévention - Vaccin à agents inactivé: chez les jeunes filles ( ne figure pas dans le calendrier national de vaccination 2015) . - Dépistage des infections cervicales à HPV et du cancer du col par frottis cervico-vaginal (FCV) tous les 02 ans à partir de 35 ans Classification Famille : Hepadnaviridae Genre: Ortho hepadnavirus Espèce : virus hépatites B (HBV) STRUCTURE  Virus de taille moyenne , enveloppé et polymorphe , capside de symétrie icosaédrique. Appelé aussi particule de dane  La nucléocapside porte l’Ag HBc (c pour capside) et d’Ag HBe  Enveloppe non membranaire formée de lipides cellulaires et de protéine virale appelée antigène HBs (s pour surface).  Génome à ADN circulaire bicaténaire partiel (3.2 kb )  Réplication intra nucléaire principalement dans les hépatocyte humains , persistance possible sous forme épisome ou intégré . Génome HBV: 4 cadres de lecture chevauchants: P,S,C,X MULTIPLICATION MULTIPLICATION (cid:1) Pas de système cellulaire permettant la culture virale, ce qui complique la compréhension du cycle viral (cid:1) L’attachement sur l’hépatocyte se fait par les protéines d’enveloppe. Dans le noyau, l’ADN se circularise en ADN bicaténaire par la polymérase virale, et sera transcrit en bicaténaire par la polymérase virale, et sera transcrit en ARNm et en ARN génomique. (cid:1) Dans le cytoplasme, il y a retro transcription de cet ARN en ADN génomique. (cid:1) Les protéines d’enveloppe produites en grand excès s’assemblent dans le sérum en particules sous forme de sphères et de bâtonnets ,à côté des virions entiers qui sont les seuls virus infectieux. Cycle de multiplication Epidémiologie - Virus relativement résistant dans l’ environnement (08 h) - Se manifeste par des cas sporadique . - Virus strictement humain - La fréquence est de 10 % en Afrique avec 350 millions de sujets infectés dans le monde . - Virus oncogène ( peut provoquer une néoplasie hépatique) Modes de transmission 1- voie sexuelle :Infection sexuellement transmissible 2 - voie sanguine : - toxicomanie - transfusion (avant 1994) - greffe d'organes - transmission nosocomiale (AES, dentiste, acupuncture ...) 3 - contamination mère-enfant (90% Hépatite. chronique) 4 - voie salivaire 5 - contamination intrafamiliale POUVOIR PATHOGÈNE  Incubation :01 à 03 mois, la symptomatologie est due à la réponse antivirale qui va éliminer les hépatocyte infectés  Les formes asymptomatique sont fréquentes (70 %-80%)  Hépatite virale aigue : ictère cutanéo-muqueux, décoloration des selles, une coloration foncée des urines , asthénie avec anorexie et évolution vers la guérison spontanée sans séquelle avec une asthénie résiduelle et immunité protectrice post infectieuse (présence Ac anti-HBS) Hépatite fulminante : rare 1 à 2 % . Insuffisance hépatocellulaire rapide avec un taux prothrombine < 45% et signes neurologiques Hépatite chronique : survient à 05 % chez l’ adulte mais 90 % chez le nouveau né .Elle est définie par la persistance de l’ Ag HBs plus de 06 mois Le risque est l’ évolution vers la cirrhose en 20 -30 % et l hépato- carcinome 3 à 5 % /an sur cirrhose Histoire naturelle Carcinome Hépato Cellulaire 90% <1 an; 5% adultes Infection aiguë Infection chronique 30% Cirrhose Transplantation hépatique Décès Décompensation Hépatite B chez l’adulte Forme aiguë asymptomatique +++ 90 % - 95% Guérison 5% -10 % Forme chronique DIAGNOSTIC AU LABORATOIRE  Diagnostic direct : Mise en évidence du virus ou de ses constituants: 1 - Détection des protéines virales : (ELISA+++) - AgHBs: marqueur de l’infection VHB: signe la présence du VHB dans l’organisme -AgHBe: marqueur de réplication du virus sauvage -AgHBc: antigène du core n’est jamais recherché dans le sérum (intra hépatocytaire) 2- Détection du génome viral (ADN) par techniques de biologie moléculaires: marqueur de réplication des virus = mesure de la charge virale=quantification de l’ADN-VHB Tests: PCR (polylmerse chain reaction), TMA (transcription mediated amplification), Hybridation , Séquençage • Diagnostic indirect sérologie: ELISA+++ Détection des anticorps  AC anti- HBc IgM: infection aigüe (infection chronique titre faible) AC anti-HBc totaux (IgG): marqueur le plus fidèle+++(cicatrice sérologique) AC anti-HBe : 1er verrou immunologique du virus sauvage AC anti-HBs : marqueur de résolution (guérison) et de protection (vaccination = 10 mUI/ml) TRAITEMENT Le traitement antiviral est indiqué dans les hépatites chroniques actives avec réplication virale (présence d’ADN viral) afin d'éviter le risque d'évolution vers le cancer du foie (adénocarcinome) . Les traitements ont pour but d’arrêter la réplication virale. Exemples de molécules :  Inhibiteurs nucléotidiques: Adefovir  Inhibiteurs nucléosidiques: 3TC (lamivudine) qui agit sur l’enzyme la polymérase virale  Interféron pégylé PRÉVENTION 1 - Sérovaccination des nouveaux nés dans les 12 à 48 h après la naissance: (Gammaglobuline spécifique + Vaccin Anti-HBV) 2 – En Algérie : fait partie du programme de vaccination depuis 2003 3 – Vaccination des personnes à risque : personnel médical, pompiers, policiers, si le conjoint est positif (vacciner toutes les personnes négatives vivant sous le même toit)
Traitement et prévention des infections virales Dr. S. Gourari Traitement antiviral Les principaux virus ciblés • Virus de l’hépatite B • Virus de l’hépatite C • HIV • Herpesviridae : HSV, VZV et CMV • Virus grippal Types de TRT • Immunomodulateurs: les interférons • Antiviraux d’action directe Interférons • Glycoprotéines produites par génie génétique • Action antivirale indirecte par induction de la production d’enzymes inhibant la synthèse des protéines virales : 2’-5’ Oligo Adénylate Synthétase, Protéine Kinase, Ribonucléase • Action immunomodulatrice: stimulation des NK, présentation Ag HLA I • Trt des hépatites C et B • Interférons α standard et pégylé Interféron classique : 3 inj/sem Interféron 3 MIU Mon Tues Wed Thurs Fri Sat Sun ) L m / U ( n o r e f r e t n I 14 12 10 8 6 4 2 0 0 25 50 75 100 125 150 Time (hours) over one week Interféron pégylé : 1 inj/sem PEGASYS™ (peginterféron -2a 40 KD) Mon Tues Wed Thurs Fri Sat Sun 25 20 15 10 5 0 ) L m / g n ( N F I - G E P a D k 0 4 0 25 50 Time (hours) over one week 100 75 125 150 Antiviraux • Action sur l’une des étapes de la réplication virale • Peuvent être utilisés en monothérapie ou en association • Limites : Effets toxiques : interférence avec le métabolisme cellulaire Latence virale : HIV, HBV, Herpesviridae Emergence de résistances Cibles potentielles des antiviraux Maraviroc Attachement Pénétration Fusion Décapsidation Enfuvirtide Amantadine Inhibiteurs de polymerase Antiproteases Réplication Transcription Maturation Assemblage Inhibiteurs neuraminidase Libération • Inhibiteur de l’attachement du HIV : Maraviroc = anti-CCR5 • Inhibiteur de la fusion (HIV): Enfuvirtide • inhibiteur de pénétration du virus grippal: Amantadine = anti-proteine M2 Inhibiteurs de réplication +++ • Inhibiteurs Nucleos(t)idiques (IN) analogues nucléosidiques ou nucléotidiques inhibition compétitive (faux nucléoside) terminaison de chaine • Inhibiteurs Non Nucléosidiques (INN) action de façon non compétitive fixation à proximité du site catalytique de la polymérase inhibition (HIV) Exemples IN / INN DCI Action Polymérase virale Aciclovir Valaciclovir Ganciclovir IN IN IN Valganciclovir IN Entecavir Sofosbuvir Dasabuvir Lamivudine Tenofovir Abacavir Efavirenz Névirapine IN IN INN INTI INTI INTI INNTI INNTI HSV, VZV HSV, VZV, CMV (prévention) CMV CMV HBV HCV HCV HBV, HIV HBV, HIV HIV HIV 1 (sauf groupe O) HIV 1 (sauf groupe O) Mode d’action de l’Aciclovir ACV (non actif) Thymidine kinase virale (HSV, VZV) ACVp ACVpp kinase cellulaire kinase cellulaire ACVppp (actif) sélectivement sur ADN polymérase virale l’ACV n’est actif que dans les cellules infectées, donc toxicité diminuée Autres inhibiteurs de la réplication DCI Foscarnet Structure Site d’action Cible virale Analogue des Pyrophosphates Inhibition du site pyrophosphate de l’ADN polymerase CMV Ribavirine Analogue nucleosidique Activité antivirale large (ARN polymerase) HCV HEV VRS (aerosol) Fievre de Lassa (inj) Raltégravir Dolutégravir Inhibition de l’intégrase virale HIV Inhibiteurs de la NS5A du HCV Daclatasvir Ledipasvir Antiprotéases • Inhibition de la protéase du HIV, qui clive les produits des gènes gag et pol • Inhibition de la protéase du HCV (anti-NS3) DCI Lopinavir Atazanavir Boceprevir Telaprevir simeprevir Paritaprevir Virus cible HIV HIV HCV HCV HCV HCV Antineuraminidases /virus grippal • Zanamivir Oseltamivir Zanamivir Conduite du TRT • HBV: Monothérapie • HCV : Bi ou Trithérapie PegIFN + Rib PegIFN + Rib + Antipase de 1ere génération PegIFN + AntiNS5B + Rib IFN free : AntiNS5B + Anti NS5A,… • HIV : Trithérapies de première ligne 2 IN + 1 IP 2 IN + 1 INN 2 IN + 1 Inhibiteur integrase • Grippe : bénéfice si prise < 48h après début des signes Monitoring du TRT • Suivi de l’efficacité du TRT: mesure de la charge virale infections chroniques: HIV, hépatites B et C infection à CMV chez les greffés • Détection de résistance: tests phénotypiques ou tests génotypiques en recherchant des mutations de résistance par séquençage Prévention Mesures générales • Isolement (quarantaine) • Hygiène universelle : Lavage hygiénique des mains Port de masque (FFP2) Port de gants • Autres : contrôle des vecteurs (arboviroses) contrôle du sang et dérivés (v. trans/voie sanguine) bilan pregreffe Chimioprophylaxie Antiviral donné en prophylaxie: grippe (exposition non protégée) post transplantation (prévention de l’infection à CMV) Sérothérapie • Injection d’Ig spécifiques • Prophylaxie immédiate mais passive • Utilisée dans: prévention de la rage prévention de l’hépatite B chez Nné, en cas d’AES Vaccination • Prophylaxie différée mais active • Installation d’une mémoire Types de vaccins • Vaccins vivants : constitués d’agents infectieux atténués, induisent une protection immunitaire proche de celle qui succède à une infection naturelle, rapidement obtenue et généralement durable, exemples: fièvre jaune, Rubéole, Oreillons, Rougeole, rotavirus, varicelle, grippe (nasal), poliomyélite oral • Vaccins inactivés: sont dépourvus de tout pouvoir infectieux. Ils sont capables d’induire, le plus souvent après des administrations répétées(+Adj), une réponse immunitaire protectrice qui devra ensuite être entretenue par l’administration d’injections de rappel Vaccins inactivés • Vaccins complets (ou entiers): contenant dans leur totalité les particules virales. L’inactivation peut être chimique ou thermique, exemples : hépatite A, poliomyélite inj, grippe, rage, encéphalite japonaise, encéphalite à tiques • Vaccins sous-unitaires: composés de fractions antigéniques immunogènes, certains sont obtenus par génie génétique comme hépatite B et papillomavirus Vaccins vivants versus inactivés Vaccins vivants Risque de mutation reverse vers la souche sauvage CI chez la femme enceinte et l’immunodéprimé Vaccins inactivés (tués) Innocuité Vaccination précoce (chez le Nné en présence des Acs maternels) Thermostables injection doses importantes et multiples, cout élevé Réponse immunitaire moins complète Induction d’une immunité locale, ex VPO Calendrier vaccinal algérien (2016)
PICORNAVIRIDAE Cours de Microbiologie 3ème ANNEE MEDECINE Dr. HENNICHE INTRODUCTION Les Picornaviridae sont de petits virus à ARN Ils sont nus, et plus au moins résistants dans le milieu extérieur Plusieurs virus sont pathogènes pour l’homme : les poliovirus, le virus de l’hépatite A et les rhinovirus Classification 4 genres sont pathogènes pour l’homme : Genre Enterovirus : enterovirus humain A, B, C et D. Chaque espèce contient plusieurs sérotypes Genre Hepatovirus : virus de l’hépatite A, 1 sérotype Genre Rhinovirus : rhinovirus humain A, B, non classés. Il existe plusieurs sérotypes Genre Parechovirus : parechovirus humains Structure Ils sont considérés parmi les plus petits virus pathogènes pour l’homme, leur taille est de 28 à 30 nm de diamètre Le génome est un ARN linéaire monocaténaire de 7,5 kb environ La capside est de symétrie icosaédrique, formé de 60 protomères. Chaque protomère comprend 4 protéines VP1, VP2, VP3 et VP4 constituant différents sites antigéniques et reflètent la grande variabilité de ces virus Ce sont des virus nus (dépourvus d’enveloppe) et donc résistants à l’alcool à 70°, à l’éther et au chloroforme. Les entérovirus résistent à l’acidité et peuvent se multiplier dans l’intestin grêle, se retrouvant dans les selles et persistent dans l’environnement Le virus de l’hépatite A est plus résistant (température de 60° pendant une heure) Cycle de multiplication  Adsorption (fixation) du virus sur son récepteur, la capside virale subit des changements de conformation aboutissant à la libération du génome viral dans le cytoplasme.  L’ARN viral est directement lu par les ribosomes et la traduction aussitôt démarrée donnant naissance à une longue polyprotéine unique qui subira par la suite une maturation par des protéases virales  Le génome est répliqué dans le cytoplasme  Le virion complet infectieux est libéré par éclatement de vacuoles à la surface cellulaire et ou par lyse de la cellule  Toutes ces étapes sont cytoplasmiques et le cycle viral complet dure environ 10 heures. L’effet cytopathogène (ECP) des Picornaviridae est caractérisé par la formation de cellules réfringentes arrondies qui se détachent de leur support aboutissant à une lyse de la nappe cellulaire Après coloration, le cytoplasme construit une vaste inclusion qui refoule le noyau à la périphérie de la cellule selon un aspect de « banane » ou de « béret basque » Pouvoir pathogène  Genre Rhinovirus : rhume, sinusite, otite moyenne aigue, bronchite et bronchiolite, exacerbation de crise d’asthme  Genre Enterovirus : Poliovirus 1, 2 et 3 : poliomyélite aigue antérieure, maladie en voie d’éradication grâce à la vaccination. Elle se manifeste par des paralysies flasques, l’atteinte des muscles respiratoires est grave  Les enterovirus non polio (echovirus et Coxasckievirus B) : la plupart des infections sont asymptomatiques. Coxasckievirus B peut être responsable de myocardite, péricardite ou de méningite aigue Genre Hepatovirus : hépatite A, la plus fréquente des hépatites aigues. Elle est à transmission fécale orale. Elle est généralement bénigne chez l’enfant mais peut être sévère chez l’adulte Genre Parechovirus : infection pendant la première année de vie, 97% des adultes sont immunisés. Les tableaux cliniques les plus fréquents sont des diarrhées, infections respiratoires et infections méningées Diagnostic virologique • Genre Rhinovirus : le diagnostic virologique se fait au cours du diagnostic d’une infection respiratoire. La technique de référence est la culture cellulaire sur cellules fibroblastiques humaines ou lignées continues Hela, elle est lente. • Genre Hepatovirus : diagnostic sérologique par détection des IgM spécifiques par technique immunoenzymatique  Genre Enterovirus :  Isolement du virus par culture cellulaire : après observation de l’ECP, détermination de l’espèce ou du sérotype par séroneutralisation de l’ECP par utilisation de sérums spécifiques  RT-PCR : détection du génome viral, indiqué surtout dans les affections neuroméningées  Indications du diagnostic virologique pour les enterovirus : 1) Diagnostic d’une affection neuroméningée aigue, infection néonatale ou maternofoetale, myocardite ou péricardite 2) Diagnostic différentiel d’une fièvre éruptive (chez la femme enceinte) ou lésions cutanéomuqueuses atypiques 3) Surveillance des poliovirus et la distinction entre souches sauvages et souches vaccinales Traitement Genre Hepatovirus et Rhinovirus : les traitements sont symptomatiques Genre Enterovirus : pas de traitement disponible actuellement Prévention Genre Hepatovirus : règles d’hygiène personnelle et collective, en particulier lavage des mains Genre Enterovirus : Prévention non spécifique : respect des règles d’hygiène universelle Prévention spécifique : vaccination antipolio par des vaccins inactivés ou vivants atténués Dr. BOUZEGHOUB.SALIMA RETROVIRIDAE ORTHORETROVIRINAE SPUMARETROVIRINAE ALPHARETROVIRUS BETARETROVIRUS GAMARETROVIRUS DELTARETROVIRUS EPSILONRETROVIRUS LENTIVIRUS : VIH SPUMAVIRUS • les premiers cas ont été décrits dans les années 1980. • Les VIH type 1 et 2, agents étiologiques du SIDA (Syndrome d’Immunodéficience Acquis) chez l’homme, sont apparentés aux lentivirus de primates appelés SIV pour Simian Immunodeficiency Virus. Ils sont le résultat de plusieurs transmissions inter espèces de virus simiens à l’homme • L’origine des VIH est clairement l’Ouest de l’Afrique centrale • • le SIVcpzPtt (chimpanzés Pan troglodytes troglodytes) présent chez le chimpanzé, Gorille est à l’origine des VIH-1 . Le SIVsmm (Singes verts) est, lui, à l’origine du VIH-2 Origine du VIH: Parenté entre SIV et VIH VIH-1 VIH-2 Chimpanzé Gorille Mangabé Singe vert • - le mode exact de transmission des virus simiens à l’homme n’est pas connu. Les différentes hypothèses: l’exposition à du sang ou à des sécrétions d’animaux infectés à l’occasion de la chasse la préparation de la viande de brousse - - Les morsures de singes captifs • Après une étape de passage de la barrière d’espèce et d’adaptation à son nouvel hôte, le virus a diffusé à travers la population. • La première description du SIDA a été rapportée en Juin 1981 à Los Angeles (Etats-Unis d’Amérique): groupes exposés (hommes ayant des relations sexuelles avec des hommes, hémophiles, sujets transfusés) • Ce n’est qu’en 1983, que la mise en évidence de cet agent infectieux a été réalisée par une équipe française de l’Institut Pasteur de Paris (Luc Montagnier et Barré-Sinoussi : Prix Nobel en 2008) • Un second virus, le VIH-2 responsable également de SIDA, a été isolé en 1986 à partir de sujets originaires d’Afrique de l’Ouest • Famille : Retroviridae • Sous-famille: Orthoretrovirinae • Genre: Lentivirus Gène 1- Protéines de structure et enzymes gag Pr55 Précurseur pol env Pr160 gp160 2- Protéines régulatrices tat rev nef vif vpu vpr Protéine Fonction P17 P24 P7 P6 P10 P66/p51 P32 gp120 gp41 p14 p19/20 P28/27 P24 P16 P15 Protéine matricielle (MA) Protéine de la capside (CA) Protéine de la nucléocapside (NC) Protéine de la jonction entre capside et enveloppe Protéase Rétrotranscriptase /ribonucléase H (RT) Intégrase Partie externe (fixation au CD4 et au corécepteur) Partie transmembranaire (fusion) provoque la transactivation de la transcription permet le transport d’ARNm non épissé en dehors du noyau cellulaire multiples fonctions, facteur de pathogenicité, réduit l’expression des CD4 et des molécules CMH-1 facteur d’infectiosité viral, augmente l’infectiosité du virus par dégradation de l’APOBEC3G (désaminase cellulaire) induit la libération des nouveaux virus, réduit l’expression CD4 à la surface de la cellule bloque le cycle cellulaire dans la phase G2, induit l’importation du pré-complexe d’intégration dans le noyau cellulaire. • Virus très variable, causes: →Faible fidélité de la transcriptase inverse → Dynamique de la réplication virale : 10 milliards de virus/j → → Recombinaison génétique → Pression de selection du TRT → Origine multiple 37 millions PVIH en 2015 1,3 millions 790 000 470 000 4 millions 23 millions 1,5 millions 4 millions 54 000 EN ALGERIE: RELEVÉ DES CAS DECLARES DE SIDA ET DE SÉROPOSITIFS • Depuis 1990, l’infection VIH est à déclaration obligatoire en Algérie pays à faible prévalence (<0,1%) 9843 PVIH • • Le cumule de 1986 au 31 décembre 2015: 9843 PVIH • Déclaration trimestrielle: MSPRH,INSP,OMS • Estimation globale avec sous-notification du nombre de cas lié à la défaillance du système de surveillance de l’infection VIH en Algérie. 8192 séropositifs 1651 SIDA Tendances du VIH en Algérie :de 1985 à 2015 Evolution du nombre de nouvelles infections à VIH par an, Algérie 1985-2015 • Une prédominance de la voie hétérosexuelle comme mode de transmission du virus (22,6%). • La fréquence élevée d’atteinte de l’adulte jeune entre 25- 39 ans. sexe ratio : 1,36 • Une transmission devenue essentiellement locale depuis 2000 • Une généralisation de l’infection : aucune wilaya n’étant épargnée: • Dés le début de l’infection à VIH-1, le processus pathologique est initié dans les organes lymphoïdes de l’homme, qui constituent un réservoir important de virus. • Le mécanisme de destruction des lymphocytes n’est pas parfaitement connu et son origine est multifactorielle : la lyse directe par effet cytopathique du virus, la lyse par les lymphocytes T CD8+cytotoxiques, - - - par phénomène d’apoptose ou - par anergie des cellules • l’effet cytopathogène (ECP) : l’apparition de syncytia consécutifs à la fusion de cellules en agrégats géants avec de multiples noyaux et un ballonnement de la membrane cellulaire • L’évolution naturelle de l’infection est tri phasique : → phase asymptomatique (primo-infection): les signes cliniques sont souvent patents, pic de réplication virale ,chute CD4 → phase symptomatique: latence clinique souvent asymptomatique, qui peut durer 10-12 ans en l’absence de TRT . la réplication virale et le nombre de LT se stabilisent: pas de latence virologique → phase SIDA: CV très élevée, chute CD4,complications infectieuses et tumorales liées à l’immunodépression OUTILS DU DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE Diagnostic sérologique : Mise en évidence des Ac anti-VIH Ac anti -VIH + Ag p 24 (combinés) Tests de dépistage: tests mixtes VIH 1 et VIH 2 immuno-enzymatique (Elisa), test rapide,……..etc Test de confirmation : Western-Blot ou autres Diagnostic direct : Mise en évidence du génome RT PCR : ARN VIH plasmatique « charge virale » ou ADN proviral Ag p24 DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE Chez l’adulte et l’enfant >18 mois Diagnostic sérologique+++ Diagnostic moléculaire sauf en cas de suspicion de primo-infection Chez le nouveau-né et nourrisson < 18 mois Diagnostic direct moléculaire : charge virale ELISA AUTOMATE TEST AGGLUTINATION WESTERN-BLOT TEST RAPIDE Evolution naturelle des marqueurs VIH-1 Faire test T1 (Immunoenzymatique mixte) sur prélèvement P1 TestT1 Négatif TestT1 Positif Reporter Négatif Faire Test 2 Test 2 Négatif Test 2 Positif Faire Test T3 Western blot ou Immunoenzymatique ou Simple rapide sur prélèvement P2 • Tests utilisent Ag: Pr recombinantes ou peptides synthétiques ,adsorbées sur parois des cupules ,détecte Ac du VIH1/2 . • très sensibles :détection des Ac en moyenne 20 jours après la date présumée du contage Plaque d’ELISA Principe: protéines dénaturées de VIH 1 et 2 sont séparées par électrophorèse en fonction de leur poids moléculaire ,puis transférées sur une bandelette de nitrocellulose. La présence d’Ac dirigés contre l’une ou plusieurs de ces Pr est révélée par une réaction immuno- enzymatique , sous forme dd bandes colorées. Interprétation - Aucune bande: négatif - Présence de bandes: critères positivité: 2 gp ± gag ± pol -Résultat indéterminé: envoi au LNR W B du VIH-2 suit les mêmes règles Caractéristiques Applications • Simplicité, rapidité 15-30’ , lecture visuelle, utilisation sur le terrain • Qui fait le test ? - Laborantins ,Infirmiers sage femme • pas d’équipement • fiabilité, bonne performance (sensible) • Centre de dépistage • Zones urbaines sans structure adéquate • Bilan pré opératoire d’urgence • Enquêtes épidémiologiques • Diagnostic biologique 1 - Echantillon sang total 2 - Déposer 3 gouttes de sérum ou de plasma Rapide et simple d’utilisation Résultat en 15- 30 minutes. Utilisable dans tous les laboratoires. Contrôle interne inclus dans chaque test. Stable entre 4 et 30°C Sachet unitaire avec : 1 cassette, 1 pissette, 1 flacon de tampon pour sang total 3- Lire le résultat à 30 minutes Evolution des marqueurs de l’infection à VIH rôle essentiel dans la prise en charge de l’infection VIH • - une optimisation des traitements existants - Amélioration de la survie des patients. • Actuellement: Bilan immuno-vorologique - - - le contrôle du statut immunitaire : numération CD4 la mesure de la charge virale la détection de résistance : génotypage sont à la base de toute surveillance biologique et thérapeutique des personnes infectées par le VIH  Inhibiteurs de la transcriptase inverse agissent en inhibant l’action de la RT, une enzyme nécessaire à la synthèse d’ADNc à partir de l’ARN viral. →Inhibiteurs nucléosidiques de la transcriptase inverse (INTI) → Inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI)  Inhibiteurs de protéase (IP) : agissent au niveau du processus d’assemblage des protéines virales nouvellement synthétisées en inhibant l’action de la protéase  Inhibiteurs de fusion  les inhibiteurs d’entrée  les inhibiteurs d’integrase • Protocole: Trithérapie • 2 INTI + 1 INNTI • 2 INTI + 1 IP • 3 INTI Il n’existe pas de vaccin efficace à l’heure actuelle. La prévention repose sur :  Le dépistage systématique  La prévention de la transmission sexuelle par l’utilisation des préservatifs et par l’éducation et l’information  Lutte contre la toxicomanie et l’échange des seringues  En cas d’accident d’exposition au sang : trithérapie pendant 4 semaines dès les premières heures  Prévention de la transmission maternofoetale par traitement de la mère dès la 14ème semaine de grossesse poursuivi jusqu’à et pendant l’accouchement et le traitement du nouveau-né pendant les 6 premières semaines de vie.
TRYPANOSOMES & TRYPANOSOMOSES Dr W.Ammour Introduction  Les Trypanosomoses (Trypanosomiases): Parasitoses, protozooses Dues à des protozoaires flagellés sanguicoles et tissulaires: Du genre Trypanosoma Transmises par des vecteurs, arthropodes, hématophages.  Chez l’homme, on distingue deux groupes : : La Trypanosomose Humaine Africaine (THA) ( Maladie du sommeil) La Trypanosomose Humaine Américaine (THAm) (Maladie de Chagas) Trypanosomose (Trypanosomiase) Humaine Africaine (THA) Maladie du sommeil Introduction-Définition  Trypanosomose Humaine Africaine (THA) couramment appelée la maladie du sommeil : Parasitose touchant de Nbreux pays de l’Afrique Subsaharienne (endémique) Due à un protozoaire flagellé sanguicole et tissulaire: Trypanosoma brucei Transmise par piqûre infectante d’un arthropode vecteur hématophage: la glossine ou mouche tsé-tsé Intérêt des programmes de lutte dans les foyers endémiques de la maladie: Lutte anti vectorielle + Diagnostic précoce Mais Troubles sociopolitiques, guerres, et désintérêt général  Abandon de ces programmes de lutte et recrudescence de la maladie Actuellement considérée comme une affection ré-émergente Posant un problème de santé publique majeure en Afrique Subsaharienne. Introduction-Définition: On décrit deux formes cliniques de THA Trypanosomose humaine africaine (THA) Trypanosomose Ouest Africaine: Trypanosomose Est Africaine:  Trypanosoma brucei gambiense Sévit en Afrique de l’Ouest et Centrale Evolution lente Humain (Réservoir) Anthroponose Trypanosoma brucei rhodesiense Retrouvé en Afrique de l’Est  Evolution aigue  Réservoir: Homme et animaux (antilope) Zoonose (Anthropozoonose) Classification (Taxonomie) Trypanosoma brucei appartient à Embranchement des Protozoaires (Parasites unicellulaires) Classe des Ordre des Famille des Genre Espèce Flagellés sanguicoles et tissulaires Kinetoplastidea (Caractérisé par un kinétoplaste qui est un fragment d’ADN extranucléaire et intra-mitochondrial) Trypanosomatidae Trypanosoma brucei Section Deux sous espèces de T. brucei sont pathogènes pour l’homme: gambiense et rhodesiense Autres espèces touchent le bétail. Salivaria Morphologie : Forme Trypomastigote :  Les trypanosomes sont des protozoaires flagellés fusiformes,  Mis en évidence dans le sang, les ganglions, le LCR  Très mobiles à l’état frais.  La coloration permet de visualiser un noyau kinétoplaste postérieur, une membrane ondulante longeant corps sur toute sa longueur et un flagelle à l'extrémité antérieure. central, un le  Leur taille varie de12 à 42 μm de long et 1,5 à 3,5 μm de large. Structure de Trypanosoma brucei T. brucei est recouvert d’une glycoprotéine de surface variable (VSG). Remplacement d’1 glycoprotéine de surface par une autre antigéniquement ≠te  Chez l’homme infecté: Phénomène de variation antigénique Vagues (pics) de parasitémie se succèdent, séparées d’≈ de 10 jours (1 semaine) Chacune correspondant à un variant antigénique ≠ Permet au parasite d’échapper aux réactions de défense de l’homme Cette variation antigénique handicape considérablement le développement d’1 vaccin Organisme élabore des réponses immunitaires spécifiques: Malheureusement inefficaces contre un parasite qui lui échappe Faite essentiellement d’IgM +++. Parasite peut gagner le système nerveux central (SNC) et détermine une meningo-encéphalite progressive. De plus, cette VSG induit la production excessive et prolongée de cytokines (TNF-α, IL-1) favorisant une inflammation chronique et persistante, et, probablement, l’apparition d’auto-anticorps. Trypanosoma brucei Manteau (Coat) Glycoprotéine de Surface Variable (VSG) Réponse immune inefficace Synthèse IgM+++ Echappement Vecteur :  Glossines ou tsé-tsé sont des Mouches piqueuses strictement africaines  l'activité est diurne.  Leur piqûre est peu douloureuse.  Elles mesurent 6 à 13 mm de long avec une trompe horizontale prolongeant le corps en avant et des ailes croisées au repos sur le dos comme les deux lames d’une paire de ciseaux.  Males et femelles sont hématophages.  Ils ne parcourent jamais de grandes distances et s'écartent peu de leur lieu de naissance. Glossina palpalis, Glossina tachinoides et Glossina pallidipes vectrices de T b gambiense, sont hygrophile Elles vivent dans les zones forestières humides en Afrique occidentale et centrale. Glossina morsitans , Glossina swynnertoni et Glossina fuscipes vectrices de T b rhodesiense sont xérophiles et vivent dans les zones sèches et dans les savanes en Afrique orientale. Réservoir et modes de transmission Réservoir Trypanosoma brucei gambiense Trypanosoma.b.rhodesiense Serait spécifique à l’homme (le rôle du porc comme réservoir a été discuté) Dépistage des sujets porteurs et leur traitement en Afrique de l’Ouest et Centrale ↓de façon efficace le réservoir de parasite. Parasite l’homme et d’animaux sauvages (l’antilope) et le bétail. Modes de transmission Transmission est essentiellement vectorielle par piqûre d’une glossine infectée+++++. Exceptionnellement transmise par : voie transplacentaire (congénitale), allaitement, transfusion sanguine (transmissions transfusionnelle) ou accident de laboratoire. Cycle évolutif : Répartition géographique: Maladie du sommeil ne se rencontre qu’en Afrique noire : Afrique occidentale (Afrique de l’ouest) et centrale où sévit la Trypanosomose Ouest Africaine à T.b gambiense : Niger, Sénégal, Mali, Cameroun, Congo, Gabon, Tchad, Nigeria. Afrique orientale (Afrique de l’Est) où sévit la Trypanosomose Est Africaine à T.b rhodesiense : Zimbabwe, Zambie, Ouganda, Tanzanie, Rwanda, Burundi, Mozambique, Ethiopie. Glossines strictement africaines exigent chaleur (25 - 30 °C) humidité et ombre (arbres) ==> maladie du sommeil strictement trouvée en Afrique intertropicale Afrique de l’Ouest et Centrale: Glossines vivent en forêt, sont surtout anthropophile, transmettent T. b gambiense. Réservoir de parasite: Homme Afrique de l’Est: Glossines vivent en savane (arbustes et hautes herbes, gibier abondant), sont surtout zoophiles, transmettent T. b rhodesiense. Réservoir de parasite: Homme et animaux sauvages et domestiques Clinique : Forme Ouest africaine à T. b. gambiense : La piqûre de la glossine entraîne l'apparition d'un chancre d'inoculation ou trypanome, douloureux ou prurigineux et s'accompagne Il persiste parfois d'adénopathies satellites. quelques jours. L'évolution se fait en deux phases correspondant à la dissémination du parasite : La phase lymphatico-sanguine: La fièvre d’évolution « anarchique » est symptôme le plus constant. le Des céphalées et une asthénie sont souvent associées. Les ganglions cervicaux et sus-claviculaires sont hypertrophiés, indolores et ne suppurent jamais. L’hépatosplénomégalie est modérée. Le prurit est le signe cutané le plus fréquent. Les œdèmes de la face donnant un faciès asiatique. Les éruptions cutanées, appelées trypanides, sont peu visibles sur peau foncée. La phase méningo-encéphalique  Survient après un délai tandis que s'effacent persiste, l'hépatosplénomégalie et les signes cutanés. très variable. La fièvre les adénopathies, Les signes neurologiques passent au premier plan neuro-moteurs, trouble neuroendocrinien et trouble du sommeil (tardif). psychiatrique, sensitif, Evolution : cachexie En l'absence de traitement, le malade s'achemine vers la avec une encéphalite démyélinisante irréversible. Le malade est grabataire, indifférent, et s'achemine vers le coma et la mort en quelques semaines sommeilleuse terminale Diagnostic biologique de THA Il faut: MEE le parasite (diagnostic de certitude) Etablir le diagnostic de phase Phase lymphatico-sanguine Phase méningo-encéphalique Ce qui va orienter le choix du traitement et apprécier son efficacité Eléments d'orientation : Hémogramme (FNS): Anémie, hyperleucocytose avec monocytose et surtout une plasmocytose constituée de cellules de Mott : Gros plasmocytes remplis de vacuoles. Protidogramme : Hyperprotidémie avec hypoalbuminémie et hypergammaglobulinémie liée à une élévation considérable des IgM sériques (4 à 20 fois la normale).  Seule une petite fraction de ces IgM possède une spécificité antigénique dirigée contre les parasites.  Cette ↗° dans la classe des IgM est expliquée par l’existence des pics de parasitémie séparés de 10 jours. Ces pics correspondent aux ≠ts types antigéniques (phénomène de la variation antigénique). En zone d’endémie, ↗° des IgM sérique Signe de forte présomption Incite à la répétition des examens parasitologiques Contexte inflammatoire: Accélération de la VS, ↗° de la CRP et des cytokines pro-inflammatoires. Diagnostic direct (Diagnostic de certitude, Diagnostic parasitologique): MEE des trypanosomes dans le sang, suc ganglionnaire et LCR Examen direct d'une goutte de sang à l’état frais entre lame et lamelle: Voir les trypomastigotes mobiles. Dans le sang (Examen direct) Si la parasitémie ↗ Trypanosomes vivants s'agitant entre les globules (GR) à l’état frais. Recherche peut se faire sur frottis sanguin mince et goutte épaisse colorés au MGG ou au Giemsa. Frottis sanguins colorés au MGG ou au Giemsa Dans le sang (Examen direct) Formes pauci-parasitaires (parasitémie faible)  ≠tes techniques d’enrichissement (Concentration) qui permettent le diagnostic, à savoir : -Centrifugation après lyse des hématies (leuco-concentration) -Centrifugation en tube capillaire hépariné -Filtration de sang sur colonne échangeuse d’ions (DEAE cellulose). Tube capillaire : Sg collecté à l'extrémité de doigt Centrifugation du tube. Parasites concentrés à l’interface Plasma-GR Lame avec un tube capillaire centrifugé: Examen Direct Parasites à l'interface plasma – globules. Dans la ponction ganglionnaire (suc ganglionnaire) (Examen direct) Examen direct à l'état frais : Visualiser typomastigotes grâce à leur mobilité. Frottis colorés au MGG ou au Giemsa peuvent être réalisés. Dans le LCR (Phase méningo-encéphalitique) (Examen direct) Toute suspicion de THA impose une PL (ponction lombaire) Phase cérébrale de la maladie: LCR clair, hypertendu (20 à 500 lymphocytes/mm3),contenant des lymphocytes: Plasmocytose: cellules de Mott. Protéinorachie↗ mais dépassant rarement 1g/l, avec présence des IgM qui n’existent pas normalement dans le LCR. Recherche des trypomastigotes dans le LCR avant et après centrifugation: Etat frais et Frottis colorés au MGG ou au Giemsa Tous ces prélèvements peuvent être mis en culture sur des ½ spéciaux NNN (Novy-Mac Neal- Nicolle) et/ou inoculer à l’animal laboratoire (souris) pour compléter l'examen direct. Diagnostic indirect (Diagnostic séro-immunologique, Diagnostic sérologique) : Recherche d’anticorps spécifiques dans le sérum du malade par ≠tes techniques: Test d’agglutination des trypanosomes sur carte (Card Agglutination Test for Trypanosomiasis « CATT »): Utilise trypanosomes fixés et colorés. Facile à réaliser et fiable 1e examen réalisé lors de prospections sur le terrain Incitant la recherche de trypanosomes dans le sang et les ganglions. Permet un dépistage précoce de la maladie. Immunofluorescence indirecte (IFI): Très pratiquée. Exige un titre élevé pour exclure la réaction croisée avec les autres agents pathogènes (Plasmodium et Leishmania) Seuil de positivité est de 1/100. Peut être réalisée sur le sérum et le LCR. Hémagglutination indirecte (HAI) ou ELISA peuvent également être réalisées. Diagnostic de phase : Capital pour permettre le choix du traitement+++++. Toute suspicion de THA impose la réalisation d’une PL: Dans le LCR: Présence de trypanosomes (après éventuel enrichissement par centrifugation) Signe le passage en seconde phase (phase méningo-encéphalique) (Phase II) Mais, souvent : il est difficile de voir des trypanosomes. Numération des leucocytes > 5/mm³, taux élevé d’IgM spécifiques (> 10% de la proteinorachie)→également considérés comme marqueurs de la phase neurologique  craindre une contamination méningo-encéphalique Cependant, la numération des cellules = Bon critère de passage en phase II NB : Accessoirement, l’électroencéphalogramme (EEG) montre une perturbation des phases de sommeil.  Il est long, très toxique, difficile à mettre en œuvre, et réservé à des équipes spécialisées. De plus, des résistances au traitement apparaissent. Traitement  En phase lymphatico-sanguine, l’iséthionate de Pentamidine (PENTACARINAT®) est utilisée dans le cas d’une atteinte par T. b. gambiense et la suramine sodique (MORANYL®) avec T. b. rhodesiense.  En phase neurologique, un dérivé de l’arsenic le Mélarsorpol (ARSOBAL®), qui passe la barrière méningo-encéphalique, est très efficace. Sa toxicité est considérable (environ 5% d’encéphalopathie arsenicale, le plus souvent mortelle).  Le difluorométhyl-ornithine (DFMO) les échecs au traitement par l’Arsobal, est d’utilisation délicate sur le terrain. Il est inactif sur T. b. rhodesiense. (EFLORNITHINE®), pour  Le fexinidazole est un nouveau médicament utilisé par voie orale qui permet le traitement complet de la trypanosomiase humaine africaine à T. b. gambiense. Prophylaxie Elle repose sur quatre objectifs :  La mise en place d’équipes mobiles pour un dépistage actif  Le traitement systématique des malades  La lutte contre les glossines par les pièges à glossines, moyen rudimentaire, mais très actif  la protection individuelle contre les piqûres de glossines (Le port de vêtements longs, les répulsifs ont peu d'effet sur le vecteur). L'OMS apporte un soutien et une assistance technique aux programmes de lutte nationaux. Le nombre de cas humains de THA a baissé de 73 % entre 2000 et 2012 et l’OMS prévoit, comme pour les autres Maladies Tropicales Négligées, d’éliminer la THA en tant que problème de santé publique d’ici à 2030. Trypanosomose (trypanosomiase) Humaine Américaine (THAm) Maladie de Chagas Introduction : Trypanosoma La maladie de Chagas, connue également sous le nom de trypanosomiase américaine, est une maladie potentiellement mortelle provoquée par le cruzi). protozoaire On estime que, dans le monde, 6 à 7 millions de personnes sont infectées par Trypanosoma cruzi, le parasite responsable de la maladie de Chagas. On la trouve principalement dans les zones d’endémie de 21 pays d’Amérique latine, où elle est la plupart du temps transmise à l’homme par contact avec les déjections de triatome, variété de punaise portant différents noms selon la région géographique. cruzi (T. Classification (Taxonomie) Trypanosoma cruzi appartient à Embranchement des Protozoaires Classe des Ordre des Famille des Genre Espèce Section Flagellés sanguicoles et tissulaires Kinetoplastidea Trypanosomatidae Trypanosoma cruzi Stercoraria Trypanosoma cruzi se différencie de Trypanosoma brucei par: Rareté de ses ondulations Kinétoplaste postérieur volumineux Absence de forme en division dans le sang. En effet, Trypanosoma cruzi ne se multiplie qu’à l’intérieur des cellules, sous forme amastigote. Morphologie :  Forme trypomastigote :  Cette forme est extracellulaire et mobile dans le sang des mammifères.  Elle est allongée avec un noyau central, un une kinétoplaste membrane ondulante longeant le corps sur toute sa longueur et un flagelle libre à l'extrémité antérieure. volumineux, postérieur  Le corps cellulaire mesure 15 à 20 microns.  Forme amastigote :  Cette forme se rencontre dans les cellules du myocarde, des muscles striés et des organes lymphoïdes.  Elle est sphérique, mesure 2 ou 3 microns,  immobile et un kinétoplaste large.  Formes épimastigote et promastigote  Ces formes sont rencontrées chez le vecteur et en culture. Vecteur Réduves (Triatomes) = Vecteurs de la maladie de Chagas: Arthropodes, insectes, hémiptères , de grande taille, de 2 à 3 cm de long A corps allongé, pourvus de 2 paires d'ailes qui se replient totalement sur le dos, au repos, avec une tête allongée Hématophages dans les 2 sexes et à tous les stades de leur développement. Appartenant à l’ordre des Hémiptères, famille des Reduvidae (Réduvidés) et à la S/famille des Triatominae dont il existe de nombreuses espèces. Trois espèces: Bien adaptées à l'habitat humain : Triatoma infestans, Rhodnius prolixus et Panstrongylus megistus Rôle très important dans la transmission du parasite à l’homme. Vivant dans les terriers d'animaux (sauvages), feuilles de palmiers, fentes et fissures des murs et toitures de chaume. Sortent la nuit pour se nourrir→ Leur piqûre n’est pas douloureuse. Elles sont incapables de voler. Réservoir Réservoir: Multiple  ce qui fait la difficulté de la lutte. Constitué: Homme malade ou porteur sain. Nombreux animaux: -Sauvages (rongeurs, opossums, tatous, chauves-souris) -Domestiques (essentiellement les chiens et les chats et beaucoup moins les porcs et le bétail) Opossum et tatou jouent un rôle de 1e plan dans l’épidémiologie de maladie de Chagas. Au Brésil, Tatous parasités à 100% Tatou Opossum Transmission :  Pénétration cutanée ou muqueuse du parasite contenu dans les fèces de la réduve par grattage suite à la piqûre de l'insecte.  T. cruzi est également transmis par:  la consommation d’aliments contaminés par T. cruzi, par exemple par contact avec des déjections ou des urines de triatomes ou de marsupiaux contaminés;  par transfusion de sang de donneurs infectés;  par passage d’une mère infectée à son enfant pendant la grossesse ou l’accouchement;  par transplantation d’organes de donneurs infectés;  lors d’accidents de laboratoire. Répartition géographique: La maladie sévit en Amérique latine, les pays les plus touchés sont le Chili, le Brésil, le Mexique et l’Argentine. Clinique : L'incubation varie de 5 à 30 jours.  Apparition d'un chancre cutané ou chagome au niveau de la peau, œdème inflammatoire avec adénopathies satellites et fièvre. Si l'infestation est conjonctivale: la pénétration oculaire du parasite provoque un œdème au niveau de l'œil (signe de Romana). Phase aiguë Elle dure 8 à 10 semaines. Atteinte myocardique et/ou méningoencéphalitique. Asthénie, anorexie, fièvre (1 à 2 mois),  Œdème généralisé, adénopathies, hépato-splénomégalie, diarrhée etc... Phase silencieuse: Le sujet asymptomatique reste porteur du parasite, cette phase dure 10 à 20 ans et évolue dans 30 % des cas vers la phase chronique.  Phase chronique: Cardiopathies chagasiques (tachycardie, troubles du rythme ou de la conduction, accidents thrombo-emboliques) dont l'évolution est sévère. Signes neurologiques : convulsions surtout chez les très jeunes enfants. Mégaorganes : surtout mégaœsophage, rarement mégacôlon, mégaduodénum, mégavessie… Encéphalopathies chroniques. Diagnostic : Diagnostic parasitologique : La goutte épaisse est la méthode de choix, à condition d'utiliser (solution physiologique contenant 2% de formol et 0,2% d'acide acétique) pour fixer les trypanosomes avant l'hémolyse. le liquide d'Errecart L'examen du sang à l'état frais, les frottis fixés et colorés par le MGG sont rarement positive. On peut isoler le parasite dans le matériel de ponction ganglionnaire, musculaire, conjonctival ou d'un chagome. On peut également cultiver le sang sur milieu NNN ou l'inoculer à divers animaux de laboratoire. Le xénodiagnostic nécessite l'entretien de réduves au laboratoire. Il consiste à faire piquer le malade suspect par des réduves saines élevées au laboratoire et à rechercher, 20 jours plus tard, les trypanosomes dans leurs déjections Diagnostic sérologique : La réaction de déviation du complément de Machado Guerreiro est la plus employée. L'immunofluorescence indirecte, l'ELISA, HAI peuvent également être utilisées. Cependant, les techniques sérologiques peuvent donner des faux positifs, notamment des réactions croisées avec les leishmanies. Traitement : L'hospitalisation est obligatoire. Nifurtimox (Lampit®) Posologie de 8 à 20 mg/kg/jour, en 3 prises orales, pendant 3 à 4 mois est efficace en phase aiguë mais pratiquement chroniques. Ces sur dernières relèvent d'un traitement symptomatique. viscéropathies inactif les Benznidazole (Radanil®) Posologie de 5 à 8 mg/kg/jour en prises orales pendant 3 à 4 semaines. Chirurgie des méga-organes qui doit être envisagée quand elle est possible, et le traitement de l'insuffisance cardiaque. Prophylaxie : Il n'y a pas de vaccin, la prophylaxie repose sur :  La généralisation du dépistage et le traitement des malades,  La lutte anti-vectorielle par aspersions domiciliaires d’insecticides (pyréthrinoïdes) et les moustiquaires  L’éducation sanitaire et l'amélioration du mode de vie et de l’habitat (habitat en maçonnerie)  le dépistage des donneurs de sang (triage sérologique des donneurs, utilisation d’une substance trypanocide dans les poches de sang : le violet de gentiane)  Le dépistage des donneurs et des receveurs d'organes, de tissus ou de cellules  Le dépistage des nouveau-nés de mères infectées, de frères et sœurs d'enfants infectés,  Les bonnes pratiques d'hygiène alimentaire

Université d’Alger1 Faculté de médecine Département de médecine Laboratoire de parasitologie-mycologie médicales 3ème Année médecine Schistosomes et schistosomoses Pr S. BEKHOUCHE Dr W.AMMOUR Année universitaire 2021-2022 1. Généralités : Les schistosomoses ou schistosomiases ou bilharzioses constituent la deuxième endémie parasitaire mondiale après le paludisme : 230 millions de personnes dans 52 pays requièrent un traitement annuel. 80 à 90 % d'entre elles vivent en Afrique. Près de 800 millions de personnes sont exposées au risque d'infection. Les schistosomoses sont responsables de 800 000 décès par an. Ce sont des maladies parasitaires dues à des verts plats (schistosomes ou bilharzies), à transmission urinaire ou fécale, faisant intervenir des hôtes intermédiaires (mollusques d’eau douce) et dont la symptomatologie est le reflet des lésions provoquées par la migration ou l’embolisation des œufs. En 2020, la couverture des interventions de chimioprévention contre les schistosomoses a considérablement diminué en raison des effets de la pandémie de COVID-19 sur le fonctionnement des infrastructures utilisées pour la distribution des médicaments. 2. Epidémiologie : 2.1.Classification: E: Helminthes S/E: des Plathelminthes C: des Trématodes à sexe séparé S/C: des Digènes (2 ventouses) O : Prosostomata F : Schistosomatidae G: schistosoma Il existe trois groupes de schistosomes : - Groupe mansoni : Schistosoma mansoni, agent de la bilharziose intestinale. - Groupe haematobium : S. haematobium, agent de la bilharziose urinaire, S. intercalatum et S. guineensis (taxon de S. intercalatum) récemment individualisé en tant qu’espèce, agents de la bilharziose rectale. - Groupe japonicum : S. japonicum et S. mekongi, agents de la bilharziose artério-veineuse 2.2 .Morphologie : A- Adultes : le male et la femelle possèdent 2 ventouses, l’une orale et l’autre ventrale.  Mâle : mesure 15 mm sur 1mm, le corps est plat et s’enroule naturellement sur lui-même pour former le canal gynécophore dans lequel se loge la femelle.  Femelle : de forme cylindrique, plus longue que le mâle de 18 mm à 30 mm de long. Elle pond des œufs à éperon. B- La furcocercaire : représente la forme infestante, possède une partie antérieur englobant l’ébauche de la futur ventouse buccale et ventrale, et une partie postérieur bifide. Elle mesure 500 µm, et synthétise des enzymes protéolytiques. Elle résiste dans le milieu extérieur. C-Œufs : Avec éperon qui constitue un caractère d’identification, contenant un embryon cilié (le miracidium).  Schistosoma haematobium: Les œufs sont ovales à éperon terminal, mesurant 150 µ de long sur 50µm de large et sont incolores, transparents. Ces œufs vont être éliminés dans les urines.  Schistosoma mansoni: Les œufs sont de forme ovalaire à éperon latéral, mesurant 150 à 160 µ de long sur 60 µm de large. Ils sont de couleur jaune clair ou transparent et vont être éliminés dans les selles.  Schistosoma intercalatum et Schistosoma guineensis : Les œufs de S. intercalatum et S. guineensis mesurent 200 μm sur 65 μm. De forme ovalaire, grossièrement losangique, ils possèdent un éperon terminal apical long et sont éliminés dans les selles.  Schistosoma japonicum et Schistosoma mekongi: Les oeufs de S. japonicumet de S. mekongi sont plus petits (70 μm sur 50 μm pour S. japonicum et 60 μm sur 40 μm pour S. mekongi) et plus sphériques. Ils présentent latéralement un petit éperon souvent difficile à voir selon l'orientation des œufs. 2.3. Biologie et répartition géographique Six espèces sont pathogènes pour l'homme : A. Schistosoma haematobium : Il s’agit de l’agent de la bilharziose uro-génitale en Afrique et au Moyen Orient. En Algérie: il existe 8 foyers, qui sont -Au Nord: Khemis El Khechna, Djidiouia, El Harrach, Gué de Constantine et Réghaia. -Au Sud: Djanet, Iherir, Agdal et Tamadjert. Chez l’homme, les vers adultes manifestent un tropisme électif pour les plexus veineux périvésicaux et périrectaux. La femelle pond ses œufs à éperon terminal, en paquet, dans les parois rectales et vésicales : certains œufs sont éliminés à l’extérieur essentiellement par les urines, mais beaucoup restent dans les parois vésicales ou sont embolisés à distance. L’homme est Schistosoma haematobium sont Bulinus truncatus(Algérie), Bulinus tropicus, Bulinus africanus. le seul réservoir du parasite et les principaux hôtes intermédiaires de B. Schistosoma mansoni : C’est l’agent de la bilharziose intestinale et parfois hépatosplénique en Afrique, au Moyen Orient et en Amérique latine. Les schistosomes adultes vivent dans les plexus veineux mésentériques inférieurs. La ponte a donc surtout lieu dans la paroi intestinale, mais souvent les œufs à éperon latéral s’embolisent dans le foie ou la rate. L’homme est le principal réservoir du parasite, mais non le seul ; une trentaine d’espèces animales ont été trouvées spontanément infestées. Les hôtes intermédiaires sont des planorbes du genre Biomphalaria glabrata. C. Schistosoma japonicum : C’est l’espèce la plus pathogène pour l’homme, elle détermine la redoutable bilharziose artério- veineuse .Elle est strictement asiatique. Elle sévit en Chine, à Taïwan, aux Philippines, aux Célèbes (Sulawesi). Éradiquée du Japon, elle ne garde de ce pays que le nom. Chez l’homme, les adultes vivent essentiellement dans les plexus veineux mésentériques supérieurs, mais des couples erratiques se logent ailleurs notamment dans les artères pulmonaires. La ponte est particulièrement abondante (2. 000 à 3. 000 œufs par jour). Ce ver détermine une anthropozoonose qui affecte l’homme et de très nombreux animaux sauvages et domestiques. Les hôtes intermédiaires sont des Oncomelania. (Oncomelania nasophora). D. Schistosoma mekongi : Il est également très pathogène et strictement asiatique. Il a une morphologie semblable à S.japonicum. Son hôte intermédiaire est un mollusque prosobranche : Tricula aperta plus petit que les Oncomelania et ne survivant pas à la sécheresse. Il existe des foyers limités en Thaïlande, aux confins du Laos et du Cambodge. E. Schistosoma intercalatum et Schistosoma guineensis : Agents de la schistosomose rectale, S. intercalatum et S. guineensis, très proches morphologiquement mais de répartitions géographiques différentes, sont assez mal adaptés à l'Homme. Les vers adultes vivent essentiellement dans les plexus veineux périrectaux. Leur longévité est mal connue.. Ces deux schistosomoses sont uniquement africaines, sévissant en Afrique équatoriale de l'Ouest : République démocratique du Congo pour S. intercalatum ; République centrafricaine, République populaire du Congo, Guinée équatoriale, Cameroun, Gabon, Nigeria, Angola, Tchad et Sao Tomé-et-Principe pour S. guineensis L’hôte intermédiaire est un bulin (Bulinus africanus, B. globosus et Bulinus forskalii). 2.4. Cycle évolutif : Il est identique dans ses grandes lignes pour les six espèces, nécessitant l'intervention obligatoire d'un hôte intermédiaire, mollusque d'eau douce. Les femelles, localisées selon l'espèce dans les fines ramifications veineuses de l'intestin ou de la vessie, pondent leurs œufs qui, par effraction, tombent dans la cavité de l'organe et sont éliminés par les selles (S. mansoni, S. japonicum, S. mekongi, S. intercalatum, S. guineensis) ou les urines (S. haematobium). Si les œufs sont embolisés dans les tissus, on les retrouve fixés et calcifiés en coupe histologique entourés d'un granulome éosinophile. Si, en revanche, les œufs sont excrétés dans le milieu extérieur et si les conditions sont favorables (eau douce, pH voisin de la neutralité et température comprise entre 18 et 33 °C), ils libèrent une forme larvaire ciliée : le miracidium dont la durée de vie est courte : quelques heures — qui doit nager à la recherche du mollusque hôte intermédiaire spécifique de l'espèce de schistosome. Lorsque la température est adéquate (30 °C), l'évolution larvaire chez le mollusque dure 1 mois : le miracidium se transforme en sporocystes primaires puis, par bourgeonnement, en sporocystes secondaires, chacun donnant naissance à la forme larvaire infectante excrétée par le mollusque : la cercaire. Par ce phénomène de polyembryonie, un miracidium donne des milliers de cercaires. Celles-ci, très mobiles dans l'eau douce, mesurent 0,5 mm et possèdent une « queue » bifide ou fourchue (furcocercaire). La contamination de l'Homme s'effectue à l'occasion d'un bain en eau douce, même bref (moins de 10 minutes). La durée de survie des furcocercaires est courte (quelques heures) ; celles-ci sont attirées par chimiotactisme et pénètrent au travers des téguments de toute partie immergée de l'hôte définitif. Au moment où la furcocercaire pénètre, elle se sépare de sa « queue » et la partie antérieure, ou schistosomule, migre vers les vaisseaux portes intrahépatiques où elle devient adulte en 2 à 3 mois. Après l'accouplement, les vers remontent la circulation porte à contre-courant. Les femelles fécondées se séparent alors des mâles et s'engagent, selon un tropisme particulier à chaque espèce, dans les fines ramifications viscérales d'un plexus veineux déterminé où elles pondent leurs œufs. 3. Clinique : Les manifestations cliniques évoluent en plusieurs phases. Les symptômes, communs au début à toutes les formes de bilharziose, diffèrent ensuite, à la phase d’état. 3.1. Infestation : phase cutanée Les premiers symptômes correspondent à la pénétration transcutanée des furcocercaires. Dans les 10 minutes suivant le bain infestant, apparaissent un prurit, puis un érythème avec des papules. Ces lésions disparaissent spontanément, en une dizaine de jours. En cas d’infestation par les espèces asiatiques, ces manifestations sont particulièrement prononcées (kaburé). Ces symptômes ne surviennent que lors de la première infestation. 3.2. Invasion : troubles généraux : Après une incubation de quelques semaines, la migration des schistosomules va provoquer des réactions immunoallergiques de l’hôte, responsables de divers symptômes : urticaire, œdème, arthralgies, myalgies, toux sèche, dyspnée, diarrhées, douleurs abdominales, céphalées et souvent fièvre. Aussi, la bilharziose a-t-elle été appelée la « fièvre des safaris ». Cette phase est particulièrement prononcée dans les bilharzioses asiatiques (maladie de Katayama), évoquant un syndrome méningé, une typhoïde ou un paludisme. 3.3. Phase d’état (maturation des adultes et ponte des œufs): troubles digestifs ou hématurie : Quelques mois ou années après l’infestation, les symptômes varient selon l’espèce en cause : A-Bilharziose intestinale (Schistosoma mansoni) Les troubles sont essentiellement digestifs, à type de douleurs abdominales, de diarrhées et de vomissements. Puis apparaissent peu à peu les signes d’une hypertension portale. Le patient présente une hépatomégalie ferme et homogène, une splénomégalie et une circulation collatérale. Les varices œsophagiennes sont parfois volumineuses et leur rupture éventuelle menace le pronostic vital. D’autres localisations sont possibles, provoquant une appendicite ou une occlusion. B-Bilharziose rectale (S intercalatum et S. guineensis) Cette forme de bilharziose peut rester longtemps asymptomatique ou provoquer une rectite, des épreintes, un ténesme et des diarrhées glairosanglantes, évoquant une dysenterie amibienne. C-Bilharziose urinaire (S hæmatobium ) L’espèce urinaire atteint le système génito-urinaire. Le symptôme principal est l’hématurie, le plus souvent terminale et parfois totale, indolore. Quand elle est microscopique, elle est découverte par un examen systématique. Les symptômes d’accompagnement (pollakiurie, brûlures mictionnelles, coliques néphrétiques) sont plus rares. Des manifestations génitales sont parfois constatées : – chez l’homme : urétrite, prostatite, orchiépididymite, plus rarement hémospermie ; – chez la femme : vulvovaginite, cervicite, endométrite, salpingite, annexite, aboutissant à la stérilité. La bilharziose urogénitale est une des causes importantes de stérilité en Afrique noire, en raison des granulomes situés dans les trompes ou l’utérus. Les complications atteignent l’arbre urinaire : sténose ou dilatation (urétérohydronéphrose), pyélonéphrite, fistules urétrales, calcification partielle ou totale de la vessie (porcelaine), cancers ? D-Bilharzioses asiatiques (S japonicum et S mekongi) Les troubles digestifs sont variables, allant de la latence aux manifestations assez prononcées. Mais surtout, l’évolution se fait assez rapidement vers une hypertension portale, apparaissant chez l’adolescent. 4. Diagnostic : Le diagnostic repose tout d’abord sur des éléments d’orientation :  Epidémiologiques : il devra être suspecté chez un patient revenant d’une zone d’endémie bilharzienne et l’interrogatoire devra rechercher la notion de bain en eau douce  Cliniques : une hématurie, des selles striées de sang.  Biologiques : l’hyperéosinophilie  Radiographique : calcifications vésicales ou urétérales (vessie en porcelaine : pour une calcification totale de la vessie) 4.1. Diagnostic sérologique : Au cours de la phase d’invasion seul le diagnostic indirect est envisageable : la recherche d’Anticorps sériques spécifiques qui apparaissent 4 à 6 semaines après le bain infestant. Les antigènes utilisés sont obtenus au laboratoire en reproduisant le cycle de la bilharziose. Plusieurs techniques sérologiques sont utilisées : IFI avec un seuil de spécificité de 1/20   HAI  ELISA  IEP : très sensible utilise un Ag soluble parmi les arcs spécifiques  Arc 4=spécifique au genre  Arc 8=spécifique à S. mansoni  Arc 9=spécifique à S hæmatobium Technique de vogel et Minning : Ils utilisent un Ag figuré : furcocercaire Consiste à mettre en contact la furcocercaire avec le sérum décomplémenté (car le complément intervient dans l’immunité non spécifique) On recouvre d’une lamelle et on laisse incuber pendant 15mn Une réaction positive se traduit par le dédoublement de la furcocercaire. Elle a été abandonnée car elle présente un risque d’infestation. Technique d’Olivier Gonzales : Elle utilise les œufs. Le principe est identique au précédent sauf que la réaction positive se traduit par une précipitation digitiforme. 4.2. Diagnostic direct : la phase d’état : L’examen parasitologique direct : Apporte la preuve indiscutable de la parasitose, il repose sur la mise en évidence des œufs des différentes espèces de schistosomes dans les urines, les selles ou sur les prélèvements biopsiques 4.2.1. Les selles : Le rectum étant un carrefour pour les six espèces de schistosomes, les œufs de S. mansoni, S. japonicum, S. mekongi, S. intercalatum, S. guineensis et parfois S. haematobium peuvent être rencontrés au cours d'un examen de selles. En raison de la sensibilité médiocre de cet examen, un résultat négatif n'exclut pas une bilharziose et il est nécessaire de le répéter au moins 3 fois pour obtenir une sensibilité correcte.  Technique de Kato et Miura : elle permet un enrichissement et une numération ovulaire. Sur une lame porte objet, on confectionne un frottis fécal sur lequel on dépose une bande de cellophane imprégné 24h auparavant dans une solution de vert malachite, glycérine et eau distillée, on retourne et on appuie le montage sur du papier filtre, lecture au bout de 15 à 20 min. 4.2.2. Les urines : recherche des œufs de S. hæmatobium :  Conditions de prélèvement : Le prélèvement se fait après effort (montée d’escaliers, saut sur place pour détacher les œufs de la paroi), soit les urines des 24 h. le meilleur moment est à 11h- 14h,  L’étude macroscopique permet de révéler la présence ou l’absence d’hématurie macroscopique  L’examen microscopique du culot après centrifugation à 2500 tr/min pendant 10 min, permet de visualiser S hæmatobium avec GR et PN altérés. *Test de vitalité ou d’éclosion méridienne : par 2 moyens, l’eau ordinaire ou bleu trypan qui est un colorant post vital. Sous l’objectif du microscope, après avoir centré l’œuf on fait passer quelques gouttes d’eau à l’aide d’une pipette pasteur, au bout de 15 min, l’œuf au contact de l’eau et avec la chaleur du condensateur, va éclore et libère le miracidium, dans ce cas l’œuf est vivant et la bilharziose est évolutif. Dans le cas contraire c’est une bilharziose chronique. Concernant le bleu trypan, si l’œuf se colore entièrement c’est qu’il est mort, si c’est seulement la coque qui se colore, c’est la bilharziose évolutive. Numération ovulaire : l’intérêt est d’apprécier la charge parasitaire et l'efficacité d'un traitement. On prélève 10 ml d’urine à l’aide d’une seringue qu’on fait passer à travers un filtre soutenu par un support, le filtre retiré et dépose sur une lame, on ajoute une goutte de Lugol, on recouvre d’une lamelle et on fait le comptage, le résultat est exprimé en nombre d’œufs par 10 ml d’urine. C’est un résultat qualitatif et quantitatif adapté aux enquêtes épidémiologiques. 4.2.3. Biopsies : Les biopsies rectales et vésicales peuvent être réalisées au cours de la recto-sigmoïdoscopie ou de la cystoscopie. Elles doivent être pratiquées lorsque les examens d’urine et de selles sont négatifs. La coloration par le Ziehl est utile pour différencier les œufs de Schistosoma haematobium qui ne sont pas acido-alcoolo-résistantes et ceux de Schistosoma intercalatum qui sont acido-alcoolo-résistants. 5. Traitement : En phase d'invasion, le traitement antischistosome est inefficace sur les formes larvaires et peut entraîner des réactions paradoxales .Chez les patients très symptomatiques à cette phase, une corticothérapie est nécessaire En phase d'état : le praziquantel (Biltricide®) est efficace sur tous les schistosomes adultes. Il est prescrit à la dose de 40 mg/kg per os en une à deux prises mais en un seul jour (soit 4 comprimés de 600 mg chez l'adulte) dans les schistosomoses urogénitale et intestinale, et à la dose de 60 mg/kg dans les schistosomoses artérioveineuses Une corticothérapie n'est pas recommandée ; elle augmente le métabolisme hépatique et diminue la concentration plasmatique du praziquantel, et expose le patient à un risque d'échec thérapeutique En cas de complication, un traitement chirurgical peut être proposé. 6. Prophylaxie: -Education sanitaire -Traitement de masse des sujets atteint -Destruction des mollusques soit par méthodes chimiques, biologiques (assèchement périodique des eaux, destruction des végétaux). - Vaccination : De nombreux travaux ont permis d'identifier des candidats vaccins. Le seul candidat vaccin testé en essai clinique est le Sh28-GST de S. haematobium, qui fait l'objet d'essais de phase 3 au Sénégal, sous le nom de Bilhvax®. C’est un espoir, mais la mise à disposition d’un vaccin n’est pas envisageable à court terme. Principaux caractères distinctifs des schistosomes :
Introduction à la parasitologie Pr F. BACHI Institut Pasteur d’Algérie Maladies parasitaires  Pays à faible niveau de vie et faible niveau d’éducation et d’hygiène  Zones tropicales et intertropicales: paludisme, bilharziose, amibiase Mais aussi  Pays développés: Toxoplasmose: 50% de la population en France Paludisme :  Mondialisation : Augmentation des échanges avec les zones d’endémie  Déficits immunitaires Population concernée: 2 milliards Prévalence > 200 millions Décès > 2 millions (enfants) Très forte prévalence dans le monde I. Définitions  La parasitologie médicale Etudie les organismes animaux ou végétaux ( champignon) qui sont parasites de l’homme, qui peuvent se révéler pathogènes qui entraînent des troubles plus ou moins prononcés.  Spécificité: processus d’adaptation progressive dans le temps à l’ hôte  Anthropozoonose : touche indifféremment homme et animaux  Zoonose: touche habituellement l’animal ,peut atteindre l’homme: Commune à l’Homme et l’animal  Anthroponose: affecte uniquement l’homme Parasite : être vivant eucaryote (animal ou végétal) qui pendant toute ou une partie de sont existence vit aux dépens d’un ou plusieurs autre(s) être(s) vivant(s) appelé(s) hôte(s).  Ectoparasites : parasites vivant à la surface ou dans les téguments de l’hôte: Arthropodes  Endoparasites: parasites occupant différentes cavités du corps: Protozoaires et Helminthes Localisation du parasite  Les ectoparasites : Parasites qui vit sur la surface corporelle  De manière prolongée: Poux et Sarcoptes  Nuisance: Arthropodes Endoparasites: Protozoaires et Helminthes Le cycle parasitaire: C’est une boucle  Ensemble de transformations subies par le parasite pour assurer la pérennité de son espèce.  Ensemble des transformations obligatoires subies par un parasite pour passer d'une génération à la suivante.  Acteurs du cycle :  Le parasite  L’hôte définitif  L’hôte intermédiaire  Hôte intermédiaire passif  Hôte intermédiaire actif : le vecteur  Le réservoir du parasite Cycle évolutif: C’est une boucle  Hôte définitif: être vivant, animal ou végétal, qui héberge la forme sexuée adulte du parasite.  Hôte intermédiaire: être vivant, animal ou végétal, qui héberge les formes larvaires asexuées du parasite. Hôte intermédiaire passif : ne participe pas à sa dissémination Hôte intermédiaire actif : Vecteur Animal qui puise le parasite chez un sujet malade, le conserve, le transporte pour finalement l’inoculer à un sujet sain. Cycle évolutif  Cycle direct : Parasite monoxène C’est un parasite qui a besoin d’1 seul hôte pour effectuer son cycle évolutif.  Cycle direct court: le parasite est immédiatement infestant, auto infestation.  Cycle direct long: un passage dans le milieu extérieur est nécessaire pour la maturation du parasite  Cycle indirect: Parasite hétéroxène C’est un parasite qui a besoin de 2 hôtes ou plus , d'espèce différente, pour effectuer son cycle évolutif et devenir infestant. Réservoir de parasites Etre chez lequel se développe le parasite et qui permet son maintien et sa survie dans la nature  Le réservoir du parasite : HD, HI, Réservoir environnemental.  La place de l’homme dans le cycle :  Normale: HD ou HI, poursuite du cycle  Accidentelle: impasse parasitaire Les impasses parasitaires Parasites des animaux pouvant contaminer l’Homme et évoluer vers une forme larvaire mais ne peuvent pas poursuivre leurs cycles jusqu’au stade adulte. Ou Kyste hydatique du foie Parasites animaux pouvant contaminer l’Homme mais incapable d’évoluer normalement car elles ne sont pas chez leur hôte « habituel » = Larva migrans Ankylostome du chien HIÉRARCHIE DE LA CLASSIFICATION EMBRANCHEMENT CLASSE ORDRE FAMILLE Carolus Linnaeus ou Linné GENRE Chaque être vivant animal ou végétal est désigné par le nom du genre suivi de celui de l’espèce: binôme linnéen ESPECE Exemple: Plasmodium falciparum on classe les parasites en 4 grands groupes :  Protozoaires: être unicellulaire doué de mouvement : selon les cas il se déplace grâce à des pseudopodes, des flagelles, des cils et certains sont immobiles.  Helminthes, ver ou métazoaires : être pluricellulaire possédant des tissus différenciés. Ils sont reconnus sous formes adultes des deux sexes sous forme larvaire, embryonnaire ou ovulaire.  Arthropodes sont des métazoaires, pluricellulaires.  Fungi: ce sont des champignons microscopiques identifiés sous forme de spores isolées ou regroupées ou de filaments. Embranchement: Protozoaires, 4 classes Classe des rhizopodes: se déplacent par un pseudopode Entamoeba histolytica Entamoeba coli Endolimax nanus Pseudolimax butschlii Classe des flagellés: se déplacent par un flagelle Giardia intestinalis Chilomastix mesnili Trichomonas intestinalis Trichomonas vaginalis Dientamoeba fragilis Leishmania sp Trypanosoma brucei Trypanosoma cruzi Classe des ciliés: se déplacent par des cils Balantidium coli Classe des sporozoaires: immobiles,  Cryptosporidium sp, Toxoplasma gondii et Plasmodium LES HELMITHES Helminthes = Métazoaires Plathelminthes (Vers plats) Némathelminthes (Vers ronds) Classe des Cestodes (segmentés) Classe des Trématodes (non segmentés) P. À l’état adulte  Tænia saginata  Tænia solium  Hymenolepis nana Douves Schistosomes P. À l’état larvaire  Echinococcus granulosus  Echinococcus multilocularis  Multiceps multiceps  Fasciola hepatica  Fasciola gigantica  Clonorchis sinensis  Dicrocoelium dendriticum  Paragonimus westermani  Fasciolopsis buski  Heterophyes heterophyes  Schistosoma haematobium  Schistosoma mansoni  Schistosoma intercalatum  Schistosoma japonicum LES HELMITHES Helminthes = Métazoaires Némathelminthes Plathelminthes (Vers plats) Classe Nématodes per os Nématodes transcutanés  Ascaris lumbricoides  Trichirus trichiura  Enterobius vermicularis  Trichinella spiralis  Dracunculus medinensis  Ancylostoma duodenale  Necator americanus  Strongyloides stercoralis Transcutanés Vectoriels Filaires Voies de contamination de l’Homme  Pas ou peu de transmission interhumaine: Gale, Poux et IST  Voie orale :  Eau, fruits, crudités souillés par kystes ou œufs (parfois manu-portés)  Viande ou poisson contenant des kystes ou larves  Inhalation: Champignons  Voie transcutanée : terre ou eau douce avec larves qui pénètrent activement à travers la peau  Piqûre d’arthropodes: Paludisme, Leishmanioses  Transmission transplacentaire : Toxoplasmose congénitale  Accident professionnel :  A partir d’un patient infecté (personnel médical et paramédical) d’un animal de laboratoire Relation hôte parasite et pathogénicité  Existence d’un équilibre entre hôte et parasite nécessaire à la survie de ce dernier: ETAT DE PAIX ARMEE (E. Sergent)  La pathogénicité dépend: virulence, la charge et la capacité des parasites à contourner les défenses de l’ hôte  Portage asymptomatique  Parasitose aigue ou chronique  Maladie Parasitaire  Nom de genre du parasite + ose (en anglais « …iasis ») Exemple: Trypanosom(a) Trypanosomose (trypanosomiasis) Voies de sortie des parasites  Les selles  Sang  Les crachats  Liquide Céphalo-Rachidien  Les urines  Secrétions  Liquide Broncho-Alvéolaire  Excrétions  Peau  Autres Moyens diagnostic Le diagnostic des parasitoses  Diagnostic direct : macroscopique ou microscopique. Mise en évidence du parasite, quelque soit sa forme dans différents prélèvements.  Diagnostic indirect :  Spécifique: sérologique à la recherche d’anticorps ou d’antigènes circulants  Non spécifique: FNS, Protidogramme ou autres  Indications: Phases de migrations larvaires, localisations profondes des parasites et impasse parasitaire TRAITEMENTS ET PROGRAMMES DE LUTTE  Traitement individuel, curatif, symptomatiques ou prophylactiques  Antiparasitaires et Antifongiques  Programmes internationaux ou nationaux de contrôle des grandes endémies parasitaires.  objectifs principaux:  l’arrêt de la transmission  Contrôle direct de la morbidité–mortalité de la maladie Prophylaxie P R O P H Y L A X I E  Prophylaxie: Ensemble des mesures entreprises pour rompre le cycle évolutif du parasite  Connaissance des cycles parasitaires: cibles de lutte contre les parasites  Prophylaxie individuelle  Protection de l’individu sain  Prophylaxie collective: s’adresse à toute la communaute  Lutte antivectorielle  Lutte contre le réservoir de parasite,  Modification de leur environnement PARASITOLOGIE

Toxoplasma et Toxoplasmose Pr F. BACHI Centre National de Référence Toxoplasmose Laboratoire Biologie Parasitaire Institut Pasteur d’Algérie 1 - Définition : La toxoplasmose est une protozoose zoonotique cosmopolite, souvent latente chez l’enfant et l’adulte, mais redoutable chez le fœtus, le nouveau né et le sujet immunodéprimés. L’agent pathogène, Toxoplasma gondii est un protozoaire intracellulaire obligatoire avec une affinité pour les cellules du système réticulo-histiocytaire (SRH). Il est responsable d’une infection très répandue dans le règne animal, chez tous les animaux homéotherme y compris l’homme. 2 - Historique : En 1908, le toxoplasme a été découvert pour la première fois à l’Institut Pasteur de Tunis par Nicolle et Manceaux chez un rongeur sauvage, Ctenodactylus gondii et simultanément au Brésil chez un lapin par Splendor en 1909. En 1909, le parasite est nommé Toxoplasma gondii à partir du mot grec toxon qui signifie croissant ou arc. En 1923, Janku a trouvé le toxoplasme dans des kystes rétiniens d’un enfant hydrocéphale. En 1937, wolf et Gowen rapportent le premier cas de toxoplasmose congénitale humaine et Sabin décrit la symptomatologie de la toxoplasmose humaine. isolent Toxoplasma gondii de chez un En 1940, Pinkerson et Weinman, lors d’une autopsie, adolescent, mort dans un tableau de maladie généralisée avec d’importantes adénopathies et des plages de nécroses dans différents organes. En 1948, Sabin et Feldman mettent au point le dye test ou test de lyse qui a permis le développement de l’approche immunologique et épidémiologique de la toxoplasmose. En 1951, Hogane avance l’hypothèse de l’origine congénitale des toxoplasmoses oculaires, confirmées par Feldman en 1952. En 1957, la mise au point de l’immunofluorescence indirecte par Goldman et kelen a facilité la quantification des anticorps antitoxoplasmiques. En 1965, Desmonts et al confirment le rôle de la viande insuffisamment cuite dans la transmission humaine. En 1968, la recherche des immunoglobine M a été réalisée par l’IFI, connue sous le nom de test de Remington. 3 - Épidémiologie : 3 - 1 - Taxonomie : La position systématique de Toxoplasma gondii a été précisée par Levine en 1980. Embranchement ׃ Protozoaire Classe ׃ Sporozaire Sous classe ׃ Coccidia Famille ׃ Sarcocystidae Sous famille ׃ Toxoplasmatinae Genre ׃ Toxoplasma Espèce ׃ gondii Le genre Toxoplasma ne comporte qu’une seule espèce mais grâce à la biologie moléculaire et aux techniques de PCR-RFLP et l’analyse des microsatellites trois génotypes principaux ont été identifiés chez l’homme et les animaux domestiques. Il s’agit du type I, II et III. Le Type II étant le plus fréquent chez l’homme et les animaux domestiques (environ 80% des souches). 3 - 2 - Morphologie : Toxoplasma gondii existe sous trois formes correspondant chacune à une étape bien précise du cycle évolutif. On décrit une forme proliférative, le tachyzoite ou le trophozoite et deux l’autre dans le milieu extérieur, représentées formes de résistances, respectivement par le kyste et l’oocyste. l’une tissulaire et  Le Tachyzoite : Il découle du mot grec Tachôs signifiant bref. Il est obligatoirement intracellulaire avec une affinité pour le système réticulo-histiocytaire. Il représente la forme retrouvée pendant la phase aigue de la maladie et qui est disséminée dans l’organisme par voie sanguine et lymphatique en début d’infection. C’est une cellule asymétrique en forme de croissant ou d’arc mesurant entre 5 à 7 µm de long sur 3 à 4 µm de large avec une extrémité antérieure effilée ( complexe apical) et une extrémité postérieure arrondie renfermant un noyau qui contient un grand amas de chromatine centrale. Il à -20°C, après dessiccation et sous l’action du suc gastrique. très fragile, détruite après 30 mn à 50°C, après congélation Tachyzoïtes de Toxoplasma gondii  La forme kystique : Le kyste est une forme de latence intra tissulaire de 5-100µm de diamètre. Il est sphérique dans les tissus nerveux, allongé dans le tissu musculaire et peut être retrouvé au niveau de l’œil et d’autres viscères. Le kyste, peut contenir plusieurs milliers de bradyzoites, qui découle du mot grec brados signifiant lent. Ils sont de structure très proche de celle des tachyzoites , mais plus petits et plus résistants. Il est plus résistant que le tachyzoite. Il survit dans le suc gastrique et à une température inferieure à 60°C, mais il est détruit par la congélation pendant au moins trois jours, et à des températures supérieures à 67°C pendant 03 mn et partiellement inactivé par la cuisson au microonde. Kyste toxoplasmique à l’état frais, rompu Kyste toxoplasmique coloré au Giemsa  L’oocyste : C’est la forme de résistance dans le milieu extérieur mais aussi la forme de dissémination. Il existe sous deux formes.  Oocyste non sporulé : Fraichement émis dans les excréments du chat (chaton), il représente le seul stade diploïde du cycle parasitaire. Il est de forme sphérique mesurant entre 10 et 12 µm de diamètre et contenant une masse granuleuse centrale. La sporulation nécessite 1 à 5 jours fonction de l’environnement (humidité et oxygénation).  Oocyste sporulé : la forme infestante, ovoïde de 12 µm de long entourée d’une coque résistante C’est enveloppant deux sporocystes ellipsoïdes contenant chacun 4 sporozoites haploïdes de structure comparable à celle du tachyzoite, mais plus petits et plus résistants. Les oocystes sporulés résistent plus d’une année dans le sol humide, aux agents de désinfection dont l’eau de javel et au suc gastrique. Ils sont par contre détruits par une température de 60°C pendant 1mn et inactivés de façon incomplète par la congélation. Oocystes de Toxoplasma gondii :(A) non sporulé, (B) sporulé, (C) sporulé sous microscopie électronique 3 - 3 - Cycle évolutif : Pour assurer sa pérennité, le toxoplasme accomplit son cycle évolutif en trois phases.  La phase coccidienne : Elle se déroule dans l’intestin grêle de l’hôte définitif (le chat) et comprend deux modes de reproduction.  Phase schizogonique : reproduction asexuée Le chat s’infeste le plus souvent en dévorant des rongeurs hébergeant des kystes dans leurs muscles ou leurs névraxes aussi à partir des oocystes mures souillant la terre ou les herbes. Au niveau de l’iléon, un bradyzoite ou un sporozoite va pénétrer dans une cellule épithéliale, il devient alors un schizonte qui grandit puis divise son noyau plusieurs fois. Chaque noyau entouré de cytoplasme devient un mérozoite. Ces derniers seront libérés dans la vacuole cellulaire et par effraction vont parasiter des cellules épithéliales neuves.  Phase gamogonique : reproduction sexuée Après plusieurs schizogonies, certains mérozoites pénètrent dans les cellules épithéliales se transforment en gamétocytes ou éléments sexués qui évoluent soit vers :  Le microgamétocyte mâle, sphérique de 10 µm de diamètre, qui subit des divisions nucléaires aboutissant à la formation de 12 à 32 microgamètes, qui deviennent les éléments sexuelles mures possédant trois flagelles dont un est rudimentaire. Ils sont falciformes, mobiles et vont assurer la fécondation.  Le macrogamétocyte femelle, qui mesure de 5 à 7 µm de diamètre et ne se devise pas. Il demeure juste sous la couche des microvillosités de la cellule hôte et devient macrogamète. La fécondation du macrogamète par le microgamète aboutit à la formation d’un œuf diploïde appelé zygote qui s’entoure d’une coque épaisse et donne l’oocyste qui sera éliminé sous forme immature dans les excréments du chat. L’émission des oocystes s’effectue cinq jours après ingestion des kystes et vingt jours après ingestion d’oocystes sporulés.  La phase libre : sporogonie Elle se déroule dans le milieu extérieur. Les oocystes immatures non sporulés vont effectuer leur sporulation ou maturation à l’air libre pour donner les oocystes sporulés en 1 à 5 jours en fonction de l’humidité et la teneur en oxygène. Ainsi ils vont assurer la contamination tellurique des vertébrés.  La phase proliférative et formation du kyste : système réticulo-histiocytaire. Après Elle se déroule chez l’hôte intermédiaire dans le ingestion des oocystes sporulés ou des kystes, les sporozoites ou les bradyzoites sont libérés dans la lumière intestinale, ou ils se transforment rapidement en tachyzoites, traversent la macrophages qui assurent leurs paroi et envahissent les cellules du SRH, transportés par les macrophages qui assurent leurs paroi et envahissent les cellules du dissémination. à la formation de pseudokystes de 15 à des pseudokystes assure ainsi la et contenant 100 à 200 tachyzoites. La rupture des pseudokystes assure ainsi la la phase aigue de la maladie, la La reproduction intracellulaire du parasite aboutit à la formation de pseudokyste La reproduction intracellulaire du parasite 30µm et contenant 100 à 200 dissémination par pénétration da toxoplasmose évolutive qui ne dure que 8 à 12 jours. toxoplasmose évolutive qui ne dure que 8 par pénétration dans les cellules neuves. C’est la phase aigue de la Après un certains nombres de cycle de l’apparition des phénomènes l’apparition des phénomènes Après un certains nombres de cycle de prolifération, les tachyzoites se les tachyzoites se immunitaires détermine un ralentissement de la multiplication et immunitaires détermine un ralentissement de la multiplication et les tachyzoites se immunitaires détermine un ralentissement de la multiplication et transforment en bradyzoites à l’intérieur d’une formation kystique, qui vont se localiser qui vont se localiser transforment en bradyzoites à l’ dans le cerveau, l’œil et les muscles. C’est la phase chronique de la préférentiellement dans le cerveau, l’œil et les la phase chronique de la maladie. Cycle de T. gondii et voies de contamination de l’Homme T. gondii et voies de contamination de l’Homme 3 - 4 - Mode de contamination :  Primo-infection Il existe trois voies de transmission horizontales chez l’Homme et une voie verticale qui sont :  L’ingestion d’oocystes infectieux disséminés dans l’environnement indirecte (eau, par végétaux…) : Cette lavés ou d’eau de boisson légumes crus mal consommation de fruits et contaminée, et une hygiène des mains insuffisante après contact avec le sol (jardinage) ou les animaux. essentiellement contamination est  L’ingestion de kystes la viande des hôtes intermédiaires : La contamination se fait par consommation de viandes fumées, saumurées ou insuffisamment cuites. contenus dans tissulaires  Transmission du parasite par des greffes d’organes ou transfusions sanguines de donneurs infectés : Transplantation d’organe d’un donneur séropositif pour la toxoplasmose vers un receveur négatif avant la greffe.  Une voie de transmission verticale de la mère à son fœtus par le passage responsable de la toxoplasmose transplacentaire des tachyzoïtes et est congénitale. 3 - 5 - Répartition géographique et prévalence de la toxoplasmose : La prévalence de la toxoplasmose est très variable selon les zones géographiques, le niveau socio-économique et les habitudes culinaires. La prévalence estimée élevée dans les pays chauds et humides avec présence des félidés dans l’environnement, se trouve faible dans les pays froids L’affection apparait donc ubiquitaire avec une séroprévalence variable d’un pays à l’autre et parfois à l’intérieur d’un même pays. 4 - Physiopathologie : La physiopathologie des lésions observées aux cours de la toxoplasmose est directement liée à la prolifération des tachyzoites et à la lyse des cellules qu’ils infectent. La transmission maternofœtale est déterminée par le passage transplacentaire du parasite au cours d’une parasitémie maternelle suite à une primo-infection conceptionelle. Cette transmission dépend de la structure et de l’irrigation placentaire. Ainsi le placenta pourrait retarder la transmission parasitaire de la mère au fœtus de plusieurs semaines après une séroconversion maternelle. La transmission des tachyzoites aux fœtus est suivie d’enkystement polyviscéral du parasite. Les toxoplasmoses congénitales latentes sont fréquentes et sont le résultat d’une réactivation endogène à partir des kystes. La fréquence et la gravité du risque fœtale au cours de la toxoplasmose évolutive maternelle varie selon l’âge de la grossesse et la précocité de la thérapeutique. Plus le terme de la grossesse est avancé plus le risque d’infection fœtale augmente. A l’inverse la gravité de la fœtopathie décroit au fur et à mesure que l’âge de la grossesse avance. La période la plus dangereuse, se situe entre la dixième et la vingt-quatrième semaine, ceci est lié au développement de la structure et de l’irrigation placentaire facilitant ainsi le passage du parasite, aussi à l’immaturité fœtale. Les lésions dues à la prolifération des tachyzoites constituent des foyers de nécrose périventriculaire ou entourant l’aqueduc de Sylvius, associant vascularite, thromboses et calcifications. Ces lésions sont secondairement responsables d’hydrocéphalie par obstruction de l’aqueduc de Sylvius. 5 - Clinique : La toxoplasmose est une parasitose souvent bénigne chez l’adulte jeune immunocompétent, mais redoutable chez le fœtus, le nouveau né et le sujet immunodéprimés. On distingue globalement la toxoplasmose acquise et la toxoplasmose congénitale. 5 -1 - Toxoplasmose acquise :  Chez l’immunocompétent : Elle peut se présenter sous diverses formes cliniques suivant la virulence de la souche parasitaire et l’âge du sujet parasité.  La toxoplasmose inapparente : Appelée aussi asymptomatique, sérologique ou latente, sa survenue est cliniquement inapparente dans 80% des cas, découverte fortuitement lors d’un examen systématique.  La toxoplasmose ganglionnaire : C’est la forme clinique la plus fréquente, 15 à 20% des cas, caractérisée par la présence d’adénopathies le plus souvent localisées dans la région cervicale ou occipitale. Les ganglions sont fermes, mobiles, peu douloureux et n’évoluent jamais vers la suppuration. A ces adénopathies s’associent une asthénie, une fièvre à 38.5 - 39°C, des signes digestives et parfois des myalgies. 5 -2 - Toxoplasmose congénitale : Les manifestations cliniques sont d’autant plus grave que la contamination fœtale est précoce et le risque de transmission est d’autant plus élevé que l’infestation maternelle est tardive. En fonction de l’âge de la grossesse, on distingue trois formes de toxoplasmose congénitale.  La toxoplasmose tertiaire du premier trimestre : Souvent la transmission en début de grossesse entraine une fœtopathie grave. Si le nouveau né arrive à terme, il sera porteur de lésions de type séquellaire du système nerveux central et de l’œil traduisant les signes de la tétrade classique hydrocéphalie, microphtalmie, calcifications intracérébrales et retard du développement psychomoteur. Le pronostic est variable, il peut s’en suivre la mort du fœtus et l’avortement, la prématurité avec un nouveau né fortement atteint ou la naissance à terme d’un nouveau né apparemment sain dont l’atteinte toxoplasmique se révèlera dans les semaines à venir.  La toxoplasmose secondaire du deuxième trimestre : Le tableau clinique à la naissance est celui d’une encéphalite évolutive avec des manifestations neurologiques, retard psychomoteur et/ou une choriorétinite évolutive. Si l’évolution n’est pas fatale, le nouveau né est exposé à des lésions nerveuses irréversibles.  La toxoplasmose primaire du troisième trimestre : Le nouveau né présente une symptomatologie polyviscérale extraneurale. On peut observer un ictère néonatal, généralement réversible, accompagné d’hépatosplénomégalie, ou des lésions oculaires isolées. Mais la forme la plus fréquente est la toxoplasmose congénitale infraclinique. L’enfant est porteur de kystes dans le névraxe ou la rétine et la maladie est susceptible de s’exprimer secondairement. 6 - Diagnostic : Le diagnostic biologique de la toxoplasmose repose sur la mise en évidence des anticorps spécifiques en faisant appel à des techniques immunologiques et/ou l’isolement du parasite ou son ADN. 6 -1 - Diagnostic parasitologique :  Examen direct : Pour le diagnostic de la toxoplasmose congénitale les prélèvements à traiter sont le liquide amniotique, le sang du cordon et le placenta. La recherche des tachyzoites ou des kystes se fait sur frottis après coloration au MGG ou encore par la recherche du parasite dans ces l’immunofluorescence directe. Mais prélèvements est assez difficile vue le nombre faible de parasites.  L’inoculation à l’animal : L’animal de choix est la souris blanche Balb C. C’est une méthode de référence pour l’isolement du toxoplasme viable. Elle est applicable à tous les produits biologiques. L’inoculation se fait par voie intrapéritonéale. Le toxoplasme sous sa forme kystique est recherché 45 jours après au niveau du cerveau de la souris Blanche BalbC.  La culture cellulaire : La culture est réalisée sur les fibroblastes embryonnaires humains type MRC5, les lignées monocytaires THP1 et les cellules Hella, etc. C’est une technique difficile à réaliser et moins sensible que l’inoculation à la souris, mais elle donne des résultats en 3 à 6 jours. La mise en évidence du parasite se fait par coloration au MGG ou après marquage par un anticorps monoclonal fluorescent.  La biologie moléculaire : Consiste à rechercher le génome de Toxoplasma dans différents produits biologiques. 6 -2 - Diagnostic sérologique : La sérologie représente la base du dépistage et du diagnostic de la toxoplasmose. La mise en évidence des anticorps spécifiques IgG et IgM permet généralement de dater l’infection, d’orienter la thérapeutique ou de proposer des mesures prophylactiques. Plusieurs techniques peuvent être utilisées avec des sensibilités et des spécificités différentes. A titre d’exemple : Immunofluorescence indirecte (IFI), Immunosorbent agglutination assay (ISAGA), Enzym linked immunosorbent assay (ELISA) et ELISA inverse. Des techniques complémentaires sont proposées pour mieux caractériser les anticorps produits. Il s’agit de : Mesure de l’avidité des IgG et Immunoblotting ou Western Blot (WB). 6-3 - Conduite diagnostic de la toxoplasmose : 6-3-1 - Diagnostic de la toxoplasmose acquise :  Cinétique des anticorps au cours de la primo-infection : L’étude de la cinétique des différents isotypes d’immunoglobulines permet d’illustrer schématiquement différentes phases sérologiques.  La phase de latence : La sérologie est encore négative, elle sépare le moment de la contamination et le début de la réponse humorale spécifique. Sa durée est estimée à 8-10 jours.  La phase précoce : Les IgM spécifiques sont les premières à apparaitre et la synthèse des IgG est très variable, de quelques jours à plusieurs semaines, et seule l’apparition des IgG permettra d’affirmer le diagnostic qui est en général vers le quinzième jour après les IgM.  La phase exponentielle : La synthèse des IgG puis l’augmentation de leur taux confirme l’infection toxoplasmique. Cette phase est variable selon les individus et peut aller de deux à six mois.  La phase en plateau : Le titre d’IgG reste en plateau et sa décroissance est lente pendant plusieurs années, les IgM peuvent persister plus d’un an en fonction de la technique utilisée. Titre Contamination  j : jours  m: mois Temps Cinétique des anticorps dans la toxoplasmose  La phase chronique : Le titre d’IgG reste le plus souvent à un niveau résiduel et stable, cette phase correspond à une infection anciennement acquise. Les IgA ont été proposées pour la datation de l’infection toxoplasmique vue leurs persistances plus courtes que celle des IgM, leur principale indication reste le diagnostic de l’infection congénitale chez le nouveau né. Quant aux IgE, leur synthèse est fugace et inconstante en cas de primo-infection mais elles sont un facteur de mauvais pronostic chez le nouveau né.  Diagnostic de la toxoplasmose de l’immunocompétent : Le diagnostic sérologique par dosage des IgG et des IgM spécifiques permet de préciser le statut immunitaire du patient et estimer éventuellement l’ancienneté de la contamination.  Diagnostic de la toxoplasmose de la femme enceinte : Le diagnostic sérologique de la toxoplasmose chez la femme enceinte est basé sur l’étude de deux prélèvements espacés de trois à quatre semaines. INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS SÉROLOGIQUES ET CONDUITE À TENIR  Première Situation : Absence d’IgG et d’IgM On conclura à l’absence d’anticorps spécifiques. Dans ce cas, il conviendra de poursuivre une surveillance sérologique mensuelle jusqu’à l’accouchement et un mois après, et de recommander le suivi strict des mesures hygiéno-diététiques.  Deuxième Situation : Absence d’IgG avec présence d’IgM Il convient de réaliser une seconde technique de détection des IgM de principe différent. Deux situations peuvent ensuite se présenter :  Si la technique de confirmation est négative et qu’il s’agit d’un premier sérum, la présence d’IgM avec une seule technique peut correspondre à des IgM naturelles non spécifiques détectant des antigènes ubiquitaires ou à une interférence. Cependant, les performances des techniques détectant des IgM sont variables surtout en terme de précocité de détection. Un début de séroconversion ne peut être totalement exclu et la sérologie doit être contrôlée sur un 2ème sérum espacé de 1 à 2 semaines. Si les résultats du deuxième sérum sont identiques au premier, l’hypothèse d’IgM naturelles ou d’une interférence est confirmée. Il convient de poursuivre la surveillance sérologique mensuelle jusqu’à l’accouchement et un mois après, et de recommander le suivi des mesures hygiéno- diététiques.  Si la technique de confirmation est positive et qu'il s’agit d’un premier sérum, une infection récente est très probable. Cependant la présence d’IgM positives, même avec 2 techniques, n'exclut pas définitivement l'hypothèse de la présence d’IgM naturelles non spécifiques ou d'une interférence. En effet les deux techniques peuvent en théorie présenter les mêmes défauts de spécificité. Ainsi il est recommandé que la technique complémentaire de confirmation soit d’un principe totalement différent. Une séroconversion toxoplasmique ne peut être confirmée que par l’apparition d’IgG spécifiques qui survient dans un délai inférieur à 1 mois dans la majorité des cas. Dans ce cas des mesures diagnostiques et thérapeutiques de la toxoplasmose congénitale, adaptées à l'âge gestationnel, doivent être mises en place. Si les résultats du deuxième sérum sont identiques à ceux du premier (IgG négatives et IgM positives par 2 techniques différentes), il s'agit d’IgM naturelles non spécifiques ou d'une interférence et il convient là aussi de poursuivre la surveillance sérologique. Par contre, si en complément des IgM, une apparition d’IgG est observée lors de ce contrôle, il s’agit alors d’une séroconversion avérée et une prise en charge médicale adaptée à l'âge gestationnel doit être instaurée dès cette confirmation du diagnostic.  Troisième Situation: Présence d’IgG et d’IgM Pour la femme enceinte, il est nécessaire de dater l’infection par rapport au début de la grossesse. Il convient de rechercher des sérums ou des résultats antérieurs et, en absence d’antériorité il est recommandé de réaliser une mesure de l’avidité des IgG si le titre des IgG le permet.  Si l’avidité des IgG est élevée, on pourra exclure une infection récente (en fonction de la période d’exclusion du réactif utilisé). Un contrôle de confirmation à 3 semaines est recommandé. Si le titre des IgG est stable, on conclura à une infection ancienne. Les résultats sont à interpréter en fonction de la date de début de la grossesse et la prise en charge médicale doit être adaptée à l’âge gestationnel.  Si l’avidité des IgG est intermédiaire ou basse, ces résultats ne permettent pas d’exclure une infection récente et seule la cinétique des anticorps réalisée sur un deuxième prélèvement à 3 semaines d’intervalle permettra de dater l’infection. En présence d’IgG stables, on pourra conclure à une infection datant probablement de plus de 2 ou 3 mois par rapport à la date du premier sérum. Si une augmentation significative des IgG (doublement du titre en UI/mL) est observée, l’infection date alors de moins de 2 à 3 mois. La prise en charge de la femme enceinte sera adaptée en fonction de l’âge gestationnel.  Quatrième Situation : Présence d’IgG et absence d’IgM En absence d’antériorité lors de la grossesse, il convient de contrôler la sérologie sur un second sérum prélevé à 3 semaines d’intervalle. Si le titre des IgG est stable, on conclura à une infection ancienne. Si le titre des IgG augmente, il est recommandé de dater l’infection par la détermination de l’avidité des IgG sur le premier sérum (si le titre le permet). En cas d’avidité élevée, on pourra conclure à une probable réactivation sérologique d’une infection ancienne. Si l’avidité est intermédiaire ou basse, une infection récente sans IgM ou avec IgM fugaces ne peut être exclue et la prise en charge médicale devra être adaptée à l’âge gestationnel.  Cinquième Situation: Présence d’IgG équivoques et d’IgM négatives Ce profil sérologique associant un titre en IgG équivoque (dans la zone grise de la technique employée) et l'absence d'IgM, soulève le problème du statut immunitaire de la gestante vis-à- vis du toxoplasme, et donc, de la justification à poursuivre ou non sa surveillance. En pratique, face à ce profil sérologique, il est recommandé de réaliser une deuxième technique de détection des IgG de principe différent.  Si la deuxième technique est négative, on conclura à l’absence d’anticorps alors de poursuivre le suivi sérologique jusqu’à spécifiques. l’accouchement, ainsi qu’un mois après. Ce suivi sera assorti des recommandations hygiéno-diététiques. Il conviendra  Si la deuxième technique est positive, on conclura à une infection ancienne probable. Ces résultats sont à confirmer sur un sérum prélevé à 3 semaines d’intervalle.  Si la deuxième technique est équivoque, il est recommandé de transmettre le sérum à un laboratoire expert pour la réalisation de techniques complémentaires.  Diagnostic de la toxoplasmose congénitale : Toute toxoplasmose maternelle acquise pendant la grossesse expose le fœtus au risque d’infection par transmission transplacentaire des tachyzoites. Le diagnostic est réalisé in utéro et/ou après la naissance.  Le diagnostic anténatal : Le dépistage de la toxoplasmose congénitale se base sur deux types d’investigation, échographique et biologique. La surveillance échographique est pratiquée vers la 18ème, la 24ème et la 30ème semaine à la recherche de calcifications intracrâniennes, de dilatations des ventricules cérébraux, d’hépatomégalie et d’une ascite. L’amniocentèse consiste à prélever 10 à 20 ml de liquide amniotique à partir de la 18ème semaine d’aménorrhée et quatre semaines au moins après la date présumée de l’infection maternelle. À partir du culot de centrifugation de ce liquide, on fait une inoculation à la souris et/ou une PCR, dont l’association des deux techniques permet d’obtenir une sensibilité de l’ordre de 80%. Sur le surnagent on effectue un dosage d’IgG, d’IgM et d’IgA et on établit un profil comparatif avec les anticorps de la mère par un WB. Un diagnostic anténatal positif confirme le passage du parasite et n’ont pas l’atteinte fœtale, ceci conduira à un changement de la thérapeutique à base de Rovamycine par une autre plus efficace à base de Pyrimétamine-sulfadoxine  Diagnostic néonatal : A la naissance, le diagnostic de la toxoplasmose congénitale associe les arguments suivants :  Clinique : C’est le diagnostic qui vise à rechercher des signes cliniques non spécifiques d’embryo- fœtopathie au stade évolutif (hépatomégalie, splénomégalie, ictère, anémie…) ou séquellaire (hydrocéphalie, convulsions…), toute en associant un examen radiologique qui repose actuellement sur l’échographie transfontanellaire à la recherche des calcifications cérébrales et des dilatations ventriculaires, et un examen ophtalmologique sous anesthésie générale à la recherche d’un foyer rétinien.  Biologiques :  Prélèvements : Plusieurs prélèvements sont nécessaires pour établir ce diagnostic dans les meilleures conditions. Le placenta est prélevé le plus aseptiquement possible et placé dans un flacon propre sans fixateur, stocké à + 4 °C, et adressé au laboratoire dans les meilleurs délais. Le sang du cordon (SC) est placé dans un tube sec (5-10 ml) pour non seulement l’isolement du parasite, mais aussi les tests sérologiques, et enfin un échantillon du sang du nouveau-né prélevé à J10. Le bilan est complété par un contrôle sérologique de la mère, nécessaire pour l’étude des profils comparés mère-enfant.  Examen parasitologique : La recherche du toxoplasme peut se faire par l’inoculation à la souris et/ou PCR et/ou encore par culture cellulaire. La sensibilité de cette recherche est de l’ordre de 50% pour inoculation à l’animal et de 50 à 61% pour la PCR. La combinaison des deux techniques augmente la sensibilité à l’ordre de 60 à 70% et elle diminue à 25% après traitement in utéro par l’association pyriméthmine-sulfadoxine.  Examen sérologique : Les techniques sérologiques utilisées dans le dépistage de la toxoplasmose ne sont pas toutes adaptées au diagnostic de la toxoplasmose congénitale. Seuls, les tests par immunocapture des IgM ou des IgA valides pour ce diagnostic doivent être pratiqués. En cas de tests positifs pour les IgM ou les IgA, il faudra confirmer le résultat sur le sang du nouveau-né prélevé après le 10ème jour. Des tests analytiques complémentaires comme la comparaison des profils immunologiques mère-enfant par immunoblot permettent de mettre en évidence la synthèse d’anticorps IgG et IgM par l’enfant. La présence d’anticorps néosynthetisés dans le sérum du nouveau-né est la preuve absolue de l’atteinte congénitale et doit conduire au traitement de l’enfant.La présence des isotypes dépend du moment de la contamination maternelle. Pour les séroconversions maternelles du premier et du deuxième trimestre, ce sont les IgA qui sont le plus fréquemment détectées alors que les IgM spécifiques le sont plus souvent pour des infections du troisième trimestre. La comparaison de la charge immunitaire sérique du nouveau né et de celle de sa mère permet également le diagnostic lorsque la charge immunitaire chez l’enfant est significativement supérieure (3 à 4 fois) à celle de la mère. En associant les méthodes de diagnostic parasitologique et sérologique, le diagnostic de l’infection est porté dans la majorité des cas.  Diagnostic postnatal : la première année. Il consiste en une surveillance sérologique du nourrisson durant L’apparition des IgG spécifiques néosynthétisées par l’enfant de façon qualitative par WB ou quantitative par comparaison des charges immunitaires infirme ou confirme l’infection congénitale. Si l’enfant n’est pas atteint, les anticorps IgG transmis par la mère s’éliminent et la sérologie devient négative entre le 9éme et le 12ème mois. Tout rebond sérologique avant l’âge de neuf mois, même après une négativation transitoire des IgG transmises, doit être interprété comme étant une infection congénitale dépistée tardivement, en raison d’une synthèse différé des IgG spécifique de l’enfant. Aussi, un examen ophtalmologique à toxoplasmique rétinien de révélation tardive et même jusqu'à l’âge adolescent. 6 mois, 1an et 2 ans à la recherche d’un foyer 8 - Traitement : Les médicaments utilisés dans le traitement de la toxoplasmose se regroupent en deux grandes familles, les inhibiteurs de la synthèse de l’acide folique. Tous ces médicaments sont inactifs sur les kystes et n’agissent que sur les tachyzoites. les macrolides et Les différents schémas thérapeutiques de la toxoplasmose maternelle et de la toxoplasmose congénitale sont illustrés dans les tableaux suivants : Thérapeutique des toxoplasmoses maternelle et congénitale Molécules Posologie Durée du traitement Remarques Mère : séroconversion Spiramycine 3MU/8heures Mère : Toxoplasmose évolutive sans notion de séroconversion Mère : Si fœtopathie Enfant : suspicion de toxoplasmose congénitale Enfant : Toxoplasmose congénitale confirmée Spiramycine 3MU/8heures Pyriméthamine + Sulfadiazine 0,5mg /kg/j + 100mg/kg/j Dès l’apparition des anticorps, arrêt à l’accouchement Si intolérance : Roxithromycine 1cp/12heures Idem Datation par cinétique des anticorps Arrêt si toxoplasmose antéconceptionnelle Cures de 3 semaines par trimestre dès le diagnostic, arrêt transitoire en per partum. En alternance avec spiramycine Surveillance cutanée et hématologique Spiramycine 50000U/kg/8heures De la naissance à la Pyriméthamine + Sulfadiazine ou Pyriméthamine + Sulfadoxine 0,75-1mg/kg/j + 100mg/kg/j ½ -1cp/10kg/10j disparition des anticorps Traitement continu dès la naissance, arrêt si argument de guérison Supplémentation en folates Surveillance clinique et hématologique 9 - Prophylaxie : Les mesures préventives concernent aussi bien la toxoplasmose congénitale 9-1 - Prévention primaire : Elle s’applique aux femmes enceintes à fin d’éviter le risque de séroconversion. Les principales recommandations hygiéno-diététiques sont les suivantes :  Lavage soigneux des crudités et les salades.  Cuisson suffisante des viandes (plus de 65°c).  Lavage des mains avant et après toute manipulation des aliments.  Nettoyage des ustensiles et surface ayant servi à la préparation des aliments.  Ports des gants pour le nettoyage de la litière du chat, ainsi pour les travaux de jardinage. 9-2 - Prévention secondaire : l’accouchement des Chez la femme enceinte, le but est de limiter les conséquences en cas d’échec de la prévention primaire. Elle associe un suivi sérologique mensuel pendant toute la grossesse et une semaine après éventuelle séroconversion et instaurer le plus rapidement possible un traitement pour limiter la transmission materno-fœtale et un diagnostic anténatal pour pallier aux conséquences d’un passage transplacentaire avec un traitement plus adapté. afin de déceler une séronégatives femmes
Pr S.Bekhouche Faculté de médecine d’Alger 3ème année médecine Département de médecine Laboratoire de Parasitologie-Mycologie médicales Année universitaire 2021-2022 Cour: flagellés intestinaux et urogénitaux, cilié Flagellés intestinaux I) Giardia intestinalis. II) Dientamoeba fragilis. III) Autres Flagellés intestinaux : A) Chilomastix mesnili B) Retortomonas intestinalis (Embadomonas intestinalis) C) Enteromonas hominis D) Trichomonas intestinalis Flagellé urogénital I) Trichomonas vaginalis. I) Balantidium coli. Cilié 1 Pr S.Bekhouche Les flagellés intestinaux Généralités : C’est des protozoaires qui se déplacent par des flagelles représenté essentiellement par la giardiase due à Giardia intestinalis. D'autres parasites appartenant à la classe des flagellés peuvent se rencontrés chez l'homme. Il s'agit de:  Dientamoeba fragilis  Chilomastix mesnili  Retortamonas intestinalis ou Embadomonas intestinalis  Enteromonas hominis  Trichomonas intestinalis Cependant, ils sont considérés comme des saprophytes du côlon. 1.Introduction : La Giardiose (lambliase) Giardia infecte approximativement 2% des adultes et entre 6 à 8% des enfants dans les pays développés. 20 à 40% dans les pays en voie de développement. C'est la cause la plus fréquente de diarrhée non bactérienne en Amérique du Nord. C'est une maladie liée au péril fécal. C'est Leeuwenhoek, l'inventeur du microscope, qui l'observa pour la première fois dans ses propres selles en 1681. 2.Définition : La giardiose est une protozoose intestinale cosmopolite de l’homme et de certains mammifères due à un flagellé, Giardia intestinalis, se multipliant dans le duodénum et le jéjunum. La giardiose est fréquente et sévit sous forme d’épidémies dans les collectivités (crèches) et les familles. 3. Epidémiologie: 3.1. Taxonomie Embranchement Protozoa Sous-embranchement Sarcomastigophora Classe Zoomastigophorea Ordre Diplomonadida Famille Hexamitidae 2 Pr S.Bekhouche 3.2. Morphologie : 3.2.1. Trophozoïte: Le corps a la forme d'un cerf-volant, il mesure 10 à 20 microns x 6 à 10 microns, avec une symétrie bilatérale par rapport à un axe médian représenté par l'axostyle. Il possède 4 paires de flagelles. Cette forme vit dans le duodénum et le début du jéjunum. Elle est animée de mouvements rapides évoquant la chute de feuilles et se déplace en tournant sur elle-même. 3.2.2. Kyste: Ovoïde, il mesure 8 à 12 microns de long sur 7 à 10 microns, les formes kystiques murs ont 4 noyaux. Cette forme se développe dans le côlon. Les kystes sont très résistants surtout dans l'eau et au froid (2 mois à + 8°C), la javellisation de l'eau à la concentration habituellement utilisée pour stériliser l'eau de boisson est insuffisante pour les tuer, mais l'ébullition et la congélation les détruisent. 3.3.Biologie : 3.3.1.Cycle évolutif : Giardia est un parasite monoxène c'est à dire que son évolution se déroule sur le même hôte ou partiellement dans le milieu externe. Une fois ingéré, la paroi du kyste à 4 noyaux est lysée dans l'estomac, libérant la forme végétative. Cette forme se multiplie par division binaire dans la lumière du duodénum où elle se fixe à l'épithélium intestinal. La formation des kystes s'effectue dans l'intestin distal et dans le colon avant d'être rejetés avec les selles et mûrir dans le milieu extérieur. 3 Pr S.Bekhouche 3.3.2. Mode de contamination : La Contamination est liée au péril fécal, indirecte par ingestion d'eau et d'aliments souillés par des kystes ou par les mouches qui peuvent véhiculer passivement des kystes. Soit contamination inter humaine directe par les mains sales dans les collectivités où l'hygiène est rudimentaire ou bien lors des relations sexuelles oro-anales. 3.4. Répartition géographique La giardiose est une parasitose cosmopolite, avec une prédominance dans la population des jeunes enfants et les collectivités (famille, crèches). Liée au péril fécal, elle est très répandue dans les pays chauds et humides (prévalence entre 20 et 30 %). 4. Physiopathologie : La symptomatologie est d’autant plus bruyante que la charge parasitaire est élevée. Giardia peut être responsable d’une atrophie villositaire, par altération des entérocytes et destruction de la bordure en brosse. Les trophozoïtes utilisent les nutriments pour leur métabolisme et captent les acides biliaires, favorisant la malabsorption des graisses et de certaines vitamines liposolubles telles que la vitamine B12. Cette malabsorption se traduit cliniquement par une stéatorrhée. Les Giardia sécrète également des enzymes protéolytiques Il existe des différences génétiques et antigéniques entre les isolats qui peuvent être associées à la virulence. 4 Pr S.Bekhouche 5. Clinique : Incubation : 7-10 jours, elle est asymptomatique dans 90 % des cas. Les selles sont pâteuses ou diarrhéiques (5 à 10 selles journalières) malodorantes et décolorées. Des douleurs abdominales, une flatulence et plus rarement une asthénie, une anorexie, un amaigrissement et des nausées sont rencontrés. La malabsorption intestinale est possible chez l'enfant avec un retard staturo-pondéral. En cas de déficit immunitaire, la giardiase peut engendrer des syndromes de malabsorption sévères avec altérations histologiques de la muqueuse. 6. Diagnostic : Il repose sur l'examen parasitologique des selles (EPS). L'examen direct à l'état frais permet de voir des formes végétatives mobiles et les formes kystiques et un examen après coloration. Répéter l'examen 2 à 3 fois avec quelques jours d'intervalle pour éviter les périodes coprologiquement muettes. Un examen microscopique du liquide duodénal ou des biopsies duodénales recueillis au cours d’une endoscopie digestive peuvent mettre en évidence les formes végétatives. La recherche d'antigènes spécifiques dans les selles par différentes méthodes immunologiques est très performante. La culture et les tests de sensibilité aux médicaments sont réservés à quelques laboratoires spécialisés 7. Traitement : Le traitement fait appel au métronidazole (FLAGYL®) à la dose de 500mg, 3 fois par jour, pendant 5 jours ou au tinidazole (FASIGYNE®) 2g en dose unique. Le suivi thérapeutique consiste à vérifier l’absence de parasites dans les selles 1 mois après la fin du traitement. 8. Prophylaxie :  Éducation sanitaire sur les règles essentielles de l'hygiène  Hygiène alimentaire  Assainissement du milieu  L'interdiction ou la réglementation de l'usage de l'engrais humain en agriculture.  Lutte passivement véhiculer pouvant insectes contre les le parasite. Construction de puits protégés.  Dépistage et traitement systématique des porteurs sains surtout dans les collectivités et parmi les personnes manipulant les aliments. 5 Pr S.Bekhouche Dientamoeba fragilis: 1. Introduction : Décrit en 1918 par Jepps et Dobell: nouvelle espèce d’un nouveau genre Nom proposé: Dientamoeba fragilis qui sous-entend: C’est une amibe digestive (entamoeba)Binucléée (Di) Très fragile; dégénérant très rapidement après excrétion dans les selles (fragilis) 2. Taxonomie : Classe: Parabasalidae Ordre: Tritrichomonadida Famille: Dientamoebidae Genre: Dientamoeba 3. Morphologie: 3.1. Trophozoïte Taille: • très variable, dans un même prélèvement. • Forme: différente selon la température; • Température ambiante: s’immobilise, arrondie. • Réchauffé, selle fluide, culture: très actif; émet des pseudopodes larges, clairs, en ailes de ventilateur. 3.2. Forme kystique hypothétique De description récente (première fois en 2013 sur des modèles murins puis en 2014 dans des échantillons de selles humaines). Présente une paroi épaisse, qualifiée de « mur », et une structure nucléaire similaire à celle du trophozoïte. 4. cycle évolutif hypothétique: L’existence d’une forme kystique rendrait fort probable une transmission manuportée féco- orale, puisque représentant une forme de résistance permettant au parasite de survivre dans le milieu extérieur ce qui n’est pas le cas pour le trophozoïte. Cependant ce mode de transmission n’est pas affirmé. que la transmission peut etre médiée par des œufs d’helminthes telles qu’Enterobius vermicularis ou Ascaris lumbricoides. Des études génétiques avaient été effectuées, à la recherche d’ADN de D. fragilis à la surface d’œufs d’E. vermicularis dont les résultats avaient été positifs. Donc une transmission de D. fragilis médiée par des œufs d’helminthes étant envisageable, que le protozoaire soit sous forme kystique ou de trophozoïte. 6 Pr S.Bekhouche Le reste du cycle se déroule dans le tube digestif de l’hôte où le protozoaire, sous forme trophozoïte se multiplie par fission binaire et se nourrit de bactéries de la faune digestive par phagocytose. 5. Répartition géographique:  Parasite cosmopolite, largement répandu, pays développés et en voie de développement.  Zones rurales et villes.    Sa mise en évidence dépond des techniques utilisées pour le diagnostic, et la Incidence: 1,4% → 52% selon les séries. Répartition dépond des Pays et des régions. compétence de l’observateur.  son diagnostic par un laboratoire est un moyen sensible et fiable pour évaluer la qualité de l’Examen Parasitologique des Selles.  Touche surtout les enfants et les femmes.  Plus rare au printemps et en été.  parasite principalement l’Homme. 6. Clinique: Pendant des décennies, il a été considéré comme un commensal, non pathogène. Puis de nombreuses études: Association fréquente entre Dientamoeba fragilis et signes digestifs. * Amélioration des signes cliniques sous traitement. Actuellement, dans de nombreux pays, Dientamoeba fragilis est un pathogène potentiel à traiter. 7 Pr S.Bekhouche Qualifié par « Agent négligé de diarrhée » « Pathogène intestinal émergeant » L’infection par Dientamoeba fragilis peut être : Asymptomatique Symptomatologie digestive: 20 à 58% des sujets infestés * syndrome aigu ou chronique (30%) - Diarrhée souvent modéré - Douleur abdominale - Nausées, anorexie - Flatulence, fatigue * Evolution chronique - syndrome du côlon irritable !! * Expression clinique: ++ enfant > adulte * Etudes récentes: DF > Giardia dans les infections gastro-intestinales. 7. Traitement: * Iodoquinol ++ * Paromomycine ++ * Tetracycline * Metronidazole Autres flagellés intestinaux 1.Chilomastix mesnili : 1.1. Morphologie 1.1.1. Trophozoite Il mesure 15 à 20 microns. A l'état frais, Il se déplace en vrillant autour de son axe longitudinal. 1.1.2. Kyste: Piriforme, Il mesure 6 à 10 microns. 1.2.Taxonomie : Embranchement Protozoa / Sous-embranchement :Sarcomastigophora Classe : Zoomastigophorea / Ordre : Retortamonadida Famille :Chilomastigida / Genre :Chilomastix 2. Retortamonas intestinalis (Embadomonas intestinalis) 2.1. morphologie 2.1.1. Trophozoite: Il mesure 5 à 10 microns.Il est arrondi ou allongé avec une extrémité postérieure effilée, légèrement tordue. 2.1.2. Kyste: Il mesure environ 5 microns. Sa membrane est épaisse et réfringente Kyste 8 Trophozoite trophozoite Kyste Pr S.Bekhouche 2.2. Taxonomie : Ordre Famille Genre Diplomonadida Enteromonadidae Enteromonas 2.3. Traitement : Leur découverte, à l'examen coprologique, sous leur forme végétative ou kystique, n'implique aucun traitement. Cependant, en cas de diarrhée, le traitement fait appel aux nitro-imidazolés. 3. Trichomonas intestinalis * Flagellé cosmopolite. Fréquence: pays tropicaux ++. N’a pas de kyste. Les FV survivent longtemps dans le milieu extérieur ≈ plusieurs jours dans les selles humides, ce qui permet leur transmission. 3.1. Morphologie Taille: 10-15 / 7-10 μm. • Forme en amande, pointue aux 2 extrémités. • 1 flagelle antérieur se dirige vers l’arrière formant avec le corps une membrane ondulante longue plissée qui dépasse l’extrémité postérieure. • Un axostyle: pointe extrémité postérieure. 3.2. Pathogénicité : considéré comme commensal, non pathogène 3.3. Diagnostic: EPS: ++ Recherche des trophozoïtes dans selles fluides ou pâteuses. Jamais dans selles moulées ou conservées au réfrigérateur. 9 Pr S.Bekhouche Flagellé uro-génital (Trichomonas vaginalis) Parasite des voies génito-urinaires. * Responsable de la trichomonose uro-génitale: IST * N’existe que sous la forme végétative: meurt rapidement en milieu extérieur. Ne peut passer d’un sujet à un autre que dans un milieu humide. Il survit 1-2h sur surface humide, 24h dans urines ou sperme 1. Morphlogie : Proche de Trichomonas intestinalis mais : * taille variable (8 à 35 μm) et en moyenne plus grande. * 4 flagelles antérieurs. * Membrane ondulante plus courte Cosmopolite, très fréquent. 2. Transmission : • Vénérienne +++ • Linge de toilettes, sièges et eaux des WC ou du bain ? * Souvent associé à Candida et autres agents de IST. La ménopause et la période suivant les règles favorisent la trichomonose: pH vaginal alcalin. 3. Clinique : 3.1. Chez la femme : Vulvo-vaginite : ++ leucorrhées abondantes, spumeuses, aérées, jaune verdâtre, souvent malodorantes. * Prurit vulvaire, brûlures, dyspareunie * À l’examen : vagin rouge et oedématié. * Introduction spéculum très douloureuse. * Peut atteindre les annexes. * Peut être asymptomatique. * Période d’incubation: 7 à 10 jours. 3.2. Chez l’homme : • Le parasite se localise: glandes urétrales, prostate et vésicules séminales • Difficile à mettre en évidence, souvent porteur asymptomatique • parfois une urétrite subaiguë: • émission par le méat urétral de sécrétions blanchâtres • brûlures du méat et de brûlures à la miction. • absence de signes cliniques= Dissémination de la maladie. 4. Diagnostic 4.1.prélèvement 4.1.1. Chez la femme: • Prélèvement de la glaire cervicale, au niveau des culs-de-sac vaginaux. • Avant traitement. • Pas de rapport sexuel 24-48h avant. • Écouvillon stérile + sérum physiologique. 10 Pr S.Bekhouche 4.1.2. Chez l’homme: • Prélèvement avant toute miction matinale • Première sérosité matinale au niveau du méat et les urines du 1er jet • Le massage de la prostate augmente la sensibilité du prélèvement • En dehors du labo, utiliser un écouvillon humide 4.2. examen : * ++ Recherche du parasite dans les sécrétions : * Examen direct: le plus rapide possible (eau physiologique) * Frottis colorés (MGG, Gram). * Culture : récupère les faux négatifs de l’examen direct (24-48h). * Peut être rencontré dans les urines: recherche dans le culot de centrifugation. * Rechercher autres agents de IST (++ Dépistage). 5. Traitement • Dérivés Nitro-Imidazolés: Flagyl, Fasigyne, Secnol • ++ Traitement local insuffisant • Flagyl : 2 g en dose unique (OMS++) traitement général indispensable. Les ciliés :Balantidiose 1. Introduction Maladie due à un protozoaire cilié extrêmement fréquent chez le porc, avec une seule espèce parasite l’homme, c’est le Balantidium coli. 2. Morphologie: Se présente sous 2 formes: 2.1. Forme végétative: Ovoïde, mesurant 10 à 300 µ sur 20 à 70 µ, possède 2 noyaux: Un macronucleus végétatif et un micronucleus reproducteur. Elle renferme 2 vacuoles contractiles. Le corps est recouvert de cils vibratiles. Se multiplie par reproduction asexuée et parfois sexuée. 2.2. Forme kystique: elle est sphérique, mesurant 50 à 60 µ avec un macronucleus et un micronucléus, une paroi épaisse. C’est cette forme qui assure la dissémination de la maladie. 11 Pr S.Bekhouche 3.Cycle évolutif Le parasite vi à la surface du gros intestin, la contamination se fais par: Ingestion de kystes retrouvés dans de l’eau de boisson ou les aliments souillées, chez les personnes qui mangent le porc la contamination peut se faire par ingestion de saucisses de porc mal cuites. Dans le duodénum la paroi des kystes est lysée et la forme végétative se libère, gagne le colon et se multiplie par scissiparité et par conjugaison. Lorsque l’immunité diminue, le parasite peut traverser la muqueuse colique et peut lyser les tissus, peut gagner le foie et le myocarde. Les formes restantes dans le colon vont se transformer en kystes, ces derniers vont s’éliminer dans le milieu extérieur. 4. clinique: Maladie chronique caractérisée par colite pouvant durer des années. Sur ce fond peut apparaitre des poussées aigues de dysenterie balantidienne (5 à 20 selles par jour). Des ténesmes intenses et une altération de l’état générale. 5. Diagnostic: • Ex parasitologique des selles permet de mettre en évidence que les kystes, les formes végétatives se rencontrent dans les poussées aigues. • Le parasite pousse facilement sur milieu de Dobell et Laidlaw. 6. Traitement: • Métronidazole : 5 comprimés par jour pendant 10 jrs. • Auréomycine et la terramycine en 1 ou 2 prises. 7. Prophylaxie: - Hygiène alimentaire. - Consommation des saucisses de porc bien cuites. 12
Dr D.MEKHNECHE Dr D. MEKHNECHE Maitre assistante en parasitologie-mycologie Dr K. REHAI Maitre assistante en parasitologie-mycologie Faculté de Médecine d’Alger Cours de 3ème année Médecine : 2021- 2022 0 Dr D.MEKHNECHE I/Introduction/Définitions: 1 protozoairesCoccidiesSporozoairesCiliésFlagellésAmibespseudopodesflagellescilsimmobilesGregarinesparasite de l’homme et des animauxParasites des invertébrés arthropodes et des mollusques… Dr D.MEKHNECHE Parmi les Sporozoaires on distingue deux grandes familles : 1– Les coccidiomorphes : Reproduction sexuée + Reproduction asexuée 2– Les hématozoaires : ( ex : Plasmodium, Babésia)  Les coccidiomorphes sont des protozoaires, qui sont systématiquement intracellulaires.  Ils comportent tous un complexe apical (= système qui leur permet d'entrer dans la cellule).  Leur cycle évolutif peut être monoxène ou dixène.  Ils se repartissent en 5 genres et 7 espèces : – Isospora belli – Cyclospora cayetanensis –Cryptosporidium parvum et Cryptosporidium hominis. – Sarcocystis bovihominis et Sarcocystis suihominis – Toxoplasma gondii -Isospora, Cyclospora, Cryptosporidium et Sarcocystis sont retrouvés dans les selles humaines. -Alors que le toxoplasme est présent dans les selles du chat. 2 Dr D.MEKHNECHE II/Epidemiologie : Classification: Embranchement : Protozoaires Classe : Apicomplexa Sous classe : Sporozoaires Famille : Coccidies Genres : – Isospora : Isospora belli – Cyclospora : Cyclospora cayetanensis – Cryptosporidium :Cryptosporidium parvum et Cryptosporidium hominis. – Sarcocystis : Sarcocystis bovihominis et Sarcocystis suihominis 3 Dr D.MEKHNECHE Morphologie : tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt Particularité: il est infectant dès son émission Pseudokyste 4 Dr D.MEKHNECHE PSEUDOKYSTE PSEUDOKYSTE 5 Dr D.MEKHNECHE CYCLES EVOLUTIFS : CYCLE MONOXENE:  Cryptosporidiose: -2 espèces chez l’homme: -Cryptosporidium hominis: uniquement chez l’homme -Cryptosporidium parvum : homme et mammifères 6 Dr D.MEKHNECHE CYCLE MONOXENE:  Isosporose: -Isospora belli : uniquement chez l’homme. 7 Dr D.MEKHNECHE CYCLE MONOXENE: Cyclosporose: Cyclospora cayetanensis : uniquement chez l’homme. -Pour les trois coccidioses suscitées dont le cycle est monoxène, le déroulement se fait dans le Tube digestif de l'homme (Hd) dans les cellules intestinales : 8 Dr D.MEKHNECHE • L'homme va ingérer un oocyste (= ookyste). • L'oocyste contient plusieurs sporozoïtes, qui sont libérés dans l'instestin grâce à l'action des sucs digestifs. • Comme ce sont des parasites intracellulaires, les sporozoïtes pénètrent dans les cellules intestinales. • Ces sporozoïtes se transforment en trophozoïtes qui se mutliplient par scissiparité. • Ces trophozoïtes remplissent la cellule intestinale qui va donc éclater. • On a alors libération de trophozoïtes qui vont recoloniser d'autres cellules intestinales. • Cette colonisation forme une grosse masse que l'on appelle un schizonte, on parle donc de cycle schizogonique (ou de reproduction asexuée). Cette partie du cycle correspond à une reproduction asexuée. • A chaque fois qu'un schizonte éclate cela entraine un dérèglement intestinal: douleurs intestinales et diarrhée +++. • Au bout d'un certains nombre de reproductions asexuées, des trophozoïtes rentrent dans une cellule puis se transforment en gamètes : – gamète femelle = macrogamète – gamète mâle = microgamète • Alors on passe dans une reproduction sexuée. • La microgamète (mâle) envoie des ex-flagelles (pseudo spermatozoïdes) qui vont féconder le gamète féminin : apparition d'un oocyste (= œuf). • Cet oocyste est alors rejeté dans le milieu extérieur par les selles humaines. • Les oocystes sont généralement non matures, il faut un certain temps pour qu'il soit contaminants. • Parfois ils sont directement contaminants: contamination possible par simple contact. Tout le cycle se passe chez 9 Dr D.MEKHNECHE l'homme, avec les deux types de reproduction (sexuée et asexuée). CYCLE DIXENE: Sarcocystose: Sarcocystis bovihominis : HI= le bœuf Sarcocystis suihominis : HI= le porc 10 Dr D.MEKHNECHE • Seul le cycle sexué se déroule chez l'homme, • Le cycle asexué se déroule chez un hôte intermédiaire. L'oocyste est ingéré par un bœuf (sacrocystis hominis). Puis libération des sporozoïtes, mais pas de pénétration dans la cellule intestinale. • Les sporozoïtes vont dans la lymphe puis la circulation sanguine où ils circulent et se multiplient. • Ces formes vont ensuite se localiser dans une masse musculaire au bout • • de 3 semaines environ. Ces trophozoïtes vont aussi dans le cerveau et dans l'oeil car ce sont les tissus qui ont le moins de défenses immunitaires. Il y a alors formation de pseudokyste dans lequel il y a un amas de forme trophozoïtes correspondant aux bradyzoïtes. • La contamination de l'homme va se faire en consommant du porc ou du bœuf insuffisamment cuit. • Après ingestion il y a donc libération dans l'intestin et multiplication par • scissiparité (reproduction asexuée). Le cycle se transforme ensuite en cycle sexué avec émission d'un oocyste éliminé par voie fécale. Répartition géographique et contamination: • Maladies cosmopolites présentes dans le monde entier, mais plus en zones tropicales. • Cause de diarrhée du voyageur ≪ tourista ≫ : Cryptosporidium et Cyclospora (diarrhée particulièrement importante pour ces deux genres) • Transmission par ingestion d’eau ou d’aliments souillés (Isospora, Cryptosporidium et Cyclospora) • Parasitoses liées au péril fécal. • Cryptosporidium: transmission directe possible (autoinfestation,MST) • Sarcocystis contamination par ingestion de viande de bœuf ou de porc contaminée peu cuite. 11 Dr D.MEKHNECHE Clinique:  Cryptosporidiose : Signe majeur : Diarrhée hydrique. • ImmunoC :  Forme asymptomatique +++ ou  Gastro-entérite: 5 à 10 selles /j aqueuses ou molles + vomissements Résolutive en 8 à 15 j • Nourrissons (quelques j à 4 semaines) : Diarrhées néonatales graves. ImmunoD : tableau sévère : •  Diarrhée profuse, persistante (Xs sem, Xs mois), non sanglante + vomissements + anorexie + céphalées  déshydratation aiguë  Décès (SIDA)  Dissémination du P :  pulmonaire +++  voies biliaires (cette localisation entretien de la parasitose)  Les différentes immunodepréssions:  SIDA  Transplantés.  Hémopathies  Chimiothérapie. • NB: le Cryptosporidium est un marqueur du SIDA (CD4< 100 Eléments/mm3)  Isosporose: • Isospora Belli est strictement humaine (aucun réservoir extérieur) • Maladie opportuniste du SIDA. • Plus fréquente dans les régions tropicales et intertropicales. • Peu de signes chez l'IC. 12 Dr D.MEKHNECHE • Chez l'ID : diarrhée chronique aqueuse, signes de malabsorption, amaigrissement.  Cyclosporose : • Incubation courte (1semaine) • diarrhée (+ signes non spécifiques) • AEG et amaigrissement. • longue évolution si absence de traitement.  Sarcocystose: • Assez asymptomatique (pathogénicité discutée) • Diarrhée parfois ou douleurs abdominales fébrile. • Pas d'amplification chez le sujet immunodéprimé. 13 Dr D.MEKHNECHE DIAGNOSTIC BIOLOGIQUE  Cryptosporidiose: Le diagnostic biologique de la cryptosporidiose consiste à la mise en évidence des oocystes dans les selles : - Frottis fécal -Coloration spécifique de Zielh-Neelsen modifiée par Henriksen et Pohlenz : Résultat➔ oocystes roses sur fond vert mesurant de 3 à 6 microns de diamètre. Coloration de Zielh-Neelsen modifiée par Henricksen et Pohlenz , objectifx100 - IFD: Anticorps Fluorescents sur frottis fécaux - Copro Antigènes : recherche d’Ag dans les selles. 14 Dr D.MEKHNECHE -Histologie : Les cryptosporidies peuvent également être mises en évidence par examen histopathologique de biopsies intestinales après coloration à l’hématoxyline. Cet examen permet de voir les parasites en cours de multiplication dans les entérocytes. Le parasitisme conduit à une altération du pôle apical des entérocytes avec disparition de la bordure en brosse. Cryptosporidiose intestinale. La présence des parasites au pôle apical des entérocytes, x 400 -PCR : En complément des techniques microscopiques, il est maintenant possible d’effectuer un diagnostic par amplification de l’ADN parasitaire (PCR) et de différencier les espèces par typage moléculaire. -Sérologie : A l’heure actuelle, aucune technique sérologique fiable n’est disponible. 15 Dr D.MEKHNECHE  Isosporose: • Examen direct des selles: oocystes non sporulés • L’élimination est peu abondante donc nécessite :  La répétition des examens.  Des techniques de concentration: Ritchie, Bailenger. • Souvent : on retrouve des Cristaux de Charcot Leyden dans les selles. • Résultat : Les oocystes d’Isospora belli sont :  De grande taille 20 à 30 µ/12 à 16µ.  Asymétriques en obus (une extrémité arrondie et l’autre effilée)  Très réfringents  Contenant une petite masse granuleuse, le sporoblaste.  Pour confirmer le Dc : effectuer un test de maturation dans une solution de bichromate de K à 2 % ou laisser sur la paillasse 24 à 48h. →2 sporocystes, renfermant 4 sporozoites en banane.  Cyclosporose: Mise en évidence du parasite avec la coloration de Zielh-Neelsen sur un frottis fécal. ➔ Le parasite apparait en rouge sur un fond vert. • Très réfringent • Aspect de double contour 16 Dr D.MEKHNECHE  Sarcocystose: Dans les selles la coque externe du Sarcocystis est tellement fragile qu'elle éclate, les sporocystes peuvent donc être séparés. EPS: mise en évidence de sporocystes dans les selles. Biopsie: pour la forme musculaire. Traitement des coccidioses: •Chez l’immunocompétent(IC) : Traitement symptomatique ➔ Isosporose et Cyclosporose: Bactrim® • Chez l’immunodéprimé très décevant: ➔ Rechute à l’arrêt du traitement ➔ Isosporose :Bactrim® prolongé ➔ Cryptosporidiose: nitazoxanide (Alinia ®) ➔ Trithérapie +++ pour les patients VIH Prophylaxie :  Collective: ➔Dépistage et traitement: voyageurs, collectivités, ID. ➔ Surveillance des eaux d’alimentation et optimisation de la chaine de traitement. ➔ Désinfection difficile pour le Cryptosporidium. ➔Hygiène et lutte contre le péril fécal 17 Dr D.MEKHNECHE  individuelle : ➔ Eviction d’ingérer des légumes telluriques crus, mal lavés ou des viandes pas assez cuites. Dr D.MEKHNECHE Maitre assistante en parasitologie-mycologie Faculté de Médecine d’Alger Année universitaire : 2021- 2022 La Blastocystose 18 Dr D.MEKHNECHE Définition : -Décrit pour la première fois en 1912 par Emile Brumpt, Blastocystis hominis est un parasite unicellulaire vacuolé souvent retrouvé lors des examens parasitologiques des selles. -La Blastocystose ou maladie de Zierdt et Garavelli est une parasitose cosmopolite : -Blastocystis spp est mondialement répandu, vivant principalement dans le colon et s’éliminant dans les selles de l’homme et de certains animaux. -Sa classification, son cycle biologique et sa signification physiopathologique font l’objet de nombreux travaux et de nombreuses controverses. Classification : E: Protozoaire. S/E: Straménopile. CL: Blastocystae. O: Blastocystidea. F: Blastocystidae. G: Blastocystis. Es: hominis Morphologie : Les Blastocystis peuvent avoir des morphologies variées. Quatre formes sont souvent décrites: vacuolaire, granulaire, amiboïde et kystique. 19 Dr D.MEKHNECHE La morphologie de l'organisme dépend largement des conditions environnementales notamment de l'oxygène. La présence de toutes ces formes dans l'intestin de l'hôte n'est pas claire. Forme vacuolaire : La forme vacuolaire est la forme typique de Blastocystis spp vue en culture et est souvent utilisée pour l'identification de l'organisme. Ces formes vacuolaires varient considérablement en taille, avec un diamètre allant de 8 µm à 10 µm. La forme vacuolaire dispose d'une grande vacuole entourée d'un mince cytoplasme d’épaisseur contenant 1 à 2 noyaux. Forme granulaire : La forme granulaire est relativement semblable aux formes vacuolaires, excepté le fait que des granules sont observées dans la vacuole centrale et/ ou dans le cytoplasme. 20 Dr D.MEKHNECHE Taille: 10 à 60 µm. Forme amiboïde : La forme amiboïde de Blastocystis n'est pas mobile mais fortement adhésive. Taille: 10 à 15 µm Une étude a rapporté que les formes amiboïdes ne sont produites que dans les cultures provenant des patients symptomatiques. Forme de kyste : Le kyste a été découvert plus récemment et a contribué à l'avancement de la compréhension de la transmission. Comparé aux autres formes : - il est généralement de plus petite taille : 3 - 10 µm, et a une paroi épaisse. 21 Dr D.MEKHNECHE -Il est dépourvu de grande vacuole centrale ; mais contient quelques noyaux, des vacuoles multiples et des dépôts de stockage de nutriments y ont été observés. Transmission: Les mécanismes de transmission précis de Blastocystis spp restent sombres. La transmission fécale-orale est la voie la plus acceptée, et des études récentes ont montré que la transmission ne concerne que la forme kystique du parasite. Cycle évolutif : 22 Dr D.MEKHNECHE -La connaissance du cycle de vie et la transmission est toujours sous enquête, donc ceci est un cycle de vie proposé pour Blastocystis spp -La forme classique trouvée dans les selles humaines est le kyste, qui varie énormément en taille 6-40 um. -Le kyste à paroi épaisse présent dans les selles est considéré comme responsable de la transmission externe, éventuellement par la voie fécale-orale par ingestion d'eau ou d'aliments contaminés. - Les kystes infectent les cellules épithéliales du tube digestif et se multiplier par voie végétative. Les Formes vacuolaires du parasite donnent nce à plusieurs formes multivacuolaires et des formes amiboïdes. -La multi-vacuolaire se développe en un pré-kyste qui donne un kyste à paroi mince, considéré comme responsable de l’autoinfection. - La forme amiboïde donne origine à un pré-kyste, qui se développe en un kyste à paroi épaisse par schizogonie. Le kyste à paroi épaisse est excrété dans les fèces. Distribution géographique : Cosmopolite. Clinique : -Blastocystis spp peut causer une infection symptomatique chez l'homme, est un point de débat actif. - Ceci est dû à la présence fréquente de personnes asymptomatiques et symptomatiques. -Ceux qui croient que les symptômes pourraient être liés à l'infection par ce parasite ont décrit un éventail de symptômes, y compris une diarrhée aqueuse, des douleurs abdominales, des nausées, des vomissements et un prurit péri- anal. 23 Dr D.MEKHNECHE Diagnostic : - Diagnostic direct L’identification de Blastocystis spp peut être réalisée par différentes méthodes : Examen coprologique à l’état frais : Le parasite est recherché par l’examen microscopique des selles fraichement émises ou après conservation dans une solution formolée. Examen après technique de concentration : technique de Ritchie modifiée * Examen après une coloration : l’hématoxyline ferrique, le Giemsa, le MIF (Mertthiolate-Iode-Formol) ou le Gram colorent eux aussi avec succès le parasite -Une culture sur des milieux anaérobies - Une extraction et amplification de l’ADN. - Il n’existe pas de tests sérologiques. Traitement : Les antiamibiens sont efficaces : Métronidazole à la posologie de 750 mg 3 fois par jour. La combinaison de médicaments triméthoprime / sulfaméthoxazole (TMP / SMX) *Nitazoxanide s’est avéré efficace aussi. Prophylaxie : • Règles hygiéno-diététiques. • Lutte contre le péril fécal. • Parasitose à transmission hydrique: surveillance de l’eau de distribution. 24
Faculté de Médecine Département de Médecine Cours de parasitologie 3ème année Médecine Cestodoses larvaires PR ZAIT HOURIA Année 2022 Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 1 ème Echinococcose Kystique 1. Définition : L’échinococcose kystique (EK)humaine (anciennement connue sous le nom d’hydatidose)est due à l’infestationde l’organisme de l’homme par la larve d’un tænia : Echinococcus granulosussl. 2. Etude du parasite : a. Morphologiele ver adulte mesure 4 à 7 mm. Il est formé :d’un scolex muni de 4ventousessphériques et de 2rangées de crochets, un cou et un strobile formé en moyenne de 3 anneaux. Le dernier est le segment ovigère et mesure la moitié du corps du parasite. c. Œuf ou embryophore : mesure 30 à 40 μm, possède une coque striée. Il contient à l’intérieur un embryon hexacanthe. d.Structure de l’hydatide : C’est un kyste à contenu liquidien entouré de plusieurs couches :  L’adventice.  La cuticule externe.  La membrane proligèredont le rôle est de produire les vésicules filles ainsi que des protoscolex. Le kyste contientà intérieur le liquide hydatique. - Biologie : – Le ver adultevit dans l’intestin grêle d’un canidé (souvent le chien). – La larve se développe dans les viscères d’un herbivore(HI) ainsi que chez l’homme. 3 Position systématique : Règne: Phylum : Classe : Ordre : Famille : Genre : espèce Métazoaires Plathelminthes Cestoda Cyclophyllidea Taeniidae Echinococcus ComplexeEchinococcus granulosusde 5 espèces : E. granulosus sensu strictoest l’espèce la plus répandue. 4 Cycle évolutif : Le cycle rural estprincipalement due à E. granulosus sensu stricto. Le chien libère l’anneau rempli d’œufs dans ses déjections qui après lyse, rejette Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 2 ème lesembryophores. Ces derniers souillent herbes, eaux et végétaux.Les herbivores domestiques (moutons, caprins, camelins..) se contaminent en broutant l’herbe souillée par les œufs. Arrivé dans l’estomac, l’embryon éclot et s’active puis traverse la paroi intestinale s’arrête dans 70% des cas au foie où il devient unehydatide. Dans 20 à 40% des cas l’embryon gagne les poumons. Dans le cas où l’embryon atteint la circulation générale, il peut parasitern’importe quel site anatomique de l’organisme. L’homme est hôte accidentel qui s’infecte en ingérant des œufs,  soit directement après contact étroit avec le chien (caresses,léchages..)  soit indirectement via l’eau ou lescrudités mal lavées souillées. Le chien s’infecte en mangeant des viscères parasités des HI jetés dans la nature. 5 Répartition géographique : l’EKhumaine estcosmopolite avec des zones d’hyper endémies qui correspondent aux zones d’élevages. 6 Clinique :Sa symptomatologie dépend de la taille et la localisation du ou des kystes. – Hydatidose hépatique ou kyste hydatique (KH) du foie : 60 à 70%. – Hydatidose pulmonaire ou KH du poumon : 15 à 20%. – Autres localisations <1% 7 Diagnostic : - Diagnostic radiologique : l’échographie abdominale et le scanner. - L’examen parasitologie est rarement possible.Toute ponction de kyste à visée diagnostic est interdite. - Le diagnostic est basé sur la sérologie. - Le diagnostic peut être fait par l’histologie. 8Traitement est chirurgical. Le traitement médical est indique pour encadrer la chirurgie ou pour les forme inopérables. Lamolécule la plususitée estl’Albendazole= Zentel. 10 à 15 mg /kg/J 9Prophylaxie : Les actions qui peuvent être menées sont les suivantes : Chien Herbivores (mouton) Homme • Traitement des chiens domestiques par praziquantel • Interdire aux chiens l’accès aux abats parasités • Abattage des chiens errants • • Vaccination des HI domestiques. • Enclos. inspections des viandes de boucherie dans les abattoirs • Éducation sanitaire des populations. • Ne pas donner les viscères parasités aux chiens • Éviter le contact étroit avec le chien. • Enfouissement profond des viscères parasitésou les faire bouillir ème Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 3 Echinococcose alvéolaire 1. Définition : Métacestodose du la larve d’ E. multilocularis dans l’organisme humain ou des rongeures. 2. Etude du parasite : Morphologie : Cestode de 3 à 4 mm qui diffère d’ E. granulosus par présence antérieure du pore génital par rapport au milieu sur le dernier anneau. Larve : Les vésicules communiquant entre-elles, contiennent un liquide hydatique gélatineux et peu de protoscolex. La membrane proligère peut émettre des prolongements à distance dans les tissus saint Œuf : identique à ceux des Taeniidea. Position systématique: idem qu’Echinococcusgranulosus Genre espèce : Echinococcus multilocularis 3. Cycle : Le cycle naturel se déroule essentiellement entre l’HD qui est le renard éventuellement chien, loup et chat) et l’HI les rongeurs sauvages (campagnol (Arvicolaterrestris), aussi rat et souris). L’homme s’infeste accidentellement,  soit indirectement en consommant des baies, fruits, végétaux souillées par les œufs rejetés par le renard  soit directement en manipulant les fourrures après dépeçage des renards, contact avec le chien parasité. 4. Répartition géographique : Cette parasitose est répartie dans l’hémisphère nord du globe. En Europe , En Asie et En Amérique du nord. 5. Clinique :la clinique est d’évolution lente et silencieuse. La localisation est principalement hépatique. La symptomatologie se traduit, typiquement, par un hépatomégalie d’allure pseudo-tumorale avec ictère rétentionel Dans les formes avancées, une infiltration anarchique de la membrane proligère (prolongement racemeux) dans le parenchyme hépatique avec des zones de nécrose au centre et une fibrose disséminée. Les redoutables complications se résument à de véritables métastases à distance localisées aux cerveau ou poumons. 6. Diagnostic : L’échographie, TDM et IRM. le diagnostic est basé sur la sérologie. Le diagnostic parasitologique peut être porté sur la biopsie en préopératoire ou par PCR. Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 4 ème 7. Traitement: est médical : Albendazole pendant 10 à 15 ans. Peut faire appel à la chirurgie 8. Prévention : difficile car il faut lutter contre les rongeurs sauvages. Il passe par l’éducation pour la santé qui vise les chasseurs, les forestiers et les campeurs. – Ne pas consommer les baies sauvage, – – Traitement préventif des animaux domestiques et les renard en milieu urbain port de gant lors dépeçage des animaux à fourrures . Echinococcoses polykystiques Parasitoses strictement limitées en Amérique latine. Parasites : Espèces responsables sont E. vogeli et E. oligarthrus. Larves polykystiques en grappe de raisin. Clinique : localisation hépatique +++ et pulmonaire. Cysticercose à Cysticercus cellulosae 1. Définition : c’est l’infestation de l’organisme par la larve de Teaniasolium, Cysticercuscellulosae 2. Etude du parasite : Morphologie : Ver adulte et œuf (voir cours cestodes parasites de l’homme à l’état adulte). Larve : C. cellulosae se présente sous deux formes :  aspect vésiculeux avec un scolex invaginé portant une couronne de crochets.  Aspect racemeux (C. racemus) sans scolex localisée au niveau cérébrale. 3. Position systématique (voir cours cestodes parasites de l’homme à l’état adulte). 4. Cycle : (voir cours cestodes adultes ). L’homme se contamine par les œufs soit par auto infestation soit indirectement par eaux et aliments souillés ou retro- péristaltisme. Maladie lié au péril fécal. 5. Répartition géographique : cosmopolite. Les Foyers d’endémie se trouvent au Madagascar, Mexique et l’Inde et l’Asie du sud-est. 6. Clinique : o Neurocysticercose : 60à 90% des localisations. o Cysticercose oculaire (Choriorétinite). o Muscles et tissus sous-cutané. o Cysticercose généralisée. 7. Diagnostic : se fait par imagerie et la sérologie spécifique ainsique l’histologie. 8. Traitement :Praziquantel (Biltricide) . Albendazole (Zentel) Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 5 ème Corticothérapie. 9. Prévention :  cuisson de la viande de porc, lutte contre le péril fécal, traitement des porteurs de T. solium  Traitement des porcs par des antiparasitaires. Cénurose à Coenurus cerebralis 1. Parasite, cycle et clinique : Maladie très rare Ver adulte Taenia multiceps cosmopolite larve à (Kyste paroi fine parsemé coté interne par des scolex) HD Chien, loup, chacal Homme (accidentel) HI Herbivores domestiques : (Mouton ..) Clinique Formes (tropisme oculaire, et cutanées espèce) cérébrales cerebral sous- (autre 2. Position systématique idem que Echinococcus Genre espèce : Taenia multiceps 3. Diagnostic: par imagerie parasitologie directe et histologie. 2. Traitement: essentiellement chirurgical 3. Prophylaxie: éviter la promiscuité avec le chien Sparganose 1. Définition: c’est le développement accidentel de la larve d’un bothriocéphale dans l’organisme humain appelée Spirometramansoni ou sparganum. 2. Parasite:plérocercoide, de quelque cm munie de bothridies. 3. Position systématique : Règne: Embranchement : Métazoaires Plathelminthes Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 6 ème Classe : Ordre : Famille : Genre espèce : Cestoda Pseudophyllidea Diphyllobothriidae Spirometra mansoni 4. Répartition géographique: en Asie, mais aussi Afrique, Madagascar et Australie, 5. Cycle : HD : canidés félidés- 1er HI cyclops - 2 HI vertèbre aquatiques. l’homme hôte accidentel remplace 2eme HI dans le cycle. Mode de contamination de l’homme : Contact avec la chair d’un 2ème HI infecté (grenouilles écorchées sur les yeux pour soigner des conjonctivites), Consommation d’un 2ème HI ++++, Ingestion de cyclops contaminée dans de l’eau . 6. Clinique :  formes Localisées : Sparganose oculaires+++, neurologiques, sous-cutanées,  Proliférantes ou viscérales. 7. Diagnostic : Imagerie, la Sérologie, histopathologie. 8. Traitement chirurgical 9. Prévention : éviter les eaux douteuses, hygiène alimentaire. Cours Pr Zait-Cestodoses larvaires- 3 année Médecine-Année 2022 Page 7 ème
Faculté de Médecine d’Alger Département de Médecine Cours 3ème année Médecine Généralités sur les helminthes Cestodes parasites de l’homme à l’état adulte Pr H. ZAIT Année 2020-2021 Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine Généralités sur les helminthes Les helminthes sont des vers parasites appartenant au règne des metazoaires. Ils possèdent pour la plupart une forme adulte et une forme larvaire. L’homme peut être parasité soit par le ver adulte soit par la larve et parfois les deux formes en même subdivisent entre deux phylum ou embranchements : les plathelminthes et les némathelminthes. temps.Les helminthes se 1) Les plathelminthes sont des vers plats, segmentés ou foliacés. certains ne possèdent pas de tube digestif et certains possèdent un tube digestif incomplet. Les plathelminthes sont tous hermaphrodites à l’exception du genre Schistosoma.On distingue deux classes importantes d’intérêt médical, la classe des cestodes et la classe des trématodes. a) La classe Cestoda englobe les tænias. Ce sont des plathelminthes à corps aplati, segmenté. Parmi les cestodes on distingue deux ordres : les cyclophyllidea avec des ventouses sphériques sur le scolex et les pseudophyllidea avec des bothridiessur le scolex. b) La classe des Trematodaréunit des plathelminthes à corps foliacé ou lancéolé parmi lesquels on distingue deux groupes : les douves et le genre Schistosoma. 2) Les némathelminthes sont des vers ronds ou cylindriques à corps non segmentés. Ils possèdent un tube digestif complet et sont à sexes séparés. Ils sont caractérisés un dimorphisme sexuel.Parmi les némathelminthes, on distingue une classe d’importance médicale, c’est la classe Nematoda. Dans cette classe, il y a des nématodes qui pondent des œufs dits Ovipares, ceux qui pondent des larves ou vivipares et ceux qui pondent des œufs qui éclosent rapidement et qui sont dits ovovivipares. 3) Selon le mode de contamination de l’homme on distingue : a) Les nématodes à transmission per os ou par ingestion orale des œufs embryonnés ou des larves vivantes exemples : i) Enterobiusvermicularis(oxyure) ii) Trichuristrichiura(trichocéphale) iii) Ascaris lumbricoides iv) Dracunculusmédinensis( filaire de Médine) v) Trichinella spiralis(trichine) b) Les nématodes à transmissiontranscutanéeactive par la larve au stade L3, exemples: i) Ancylostomaduodenale(Ankylostome) ii) Necatoramericanus(Ankylostome) iii) Strongyloidesstercoralis (Anguillule) 4) Les nématodes à transmissiontranscutanée passive par le biais d’un vecteur,exemples: i) Onchocerca volvulus (filaires) ii) Brugiamalayi(filaires) iii) Wuchererriabancrofti(filaires) Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine Cestodes 1. Généralités sur les cestodes : Les cestodes sont des vers platsà corps rubanés et segmentés. Ils vivent au niveau de l’intestin grêle de l’homme. Morphologiquement, ils présentent : • Un scolex qui est la tête avec des organes de fixation (ventouses ou bothridies avec ou sans crochets) • Un cou mince, non segmenté (zone de formation des proglottis) • Un tronc ou strobile formé d’une chaine d’anneaux ou segments. Les cestodes ne possèdent pas de tube digestif. Les aliments passent à travers les téguments par phénomène d’endosmose.Dans chaque segment, il y a un appareil excréteur et un reproducteur mâle et femelle. Ils sont hermaphrodites.Les segments mûrs sont bourrés d’œufs. Ils sont appelés les segments ovigères ou cucurbitains ou proglottis.La larve des cestodes adultes se trouve chez l’hôteintermédiaire (HI). L’homme héberge la forme adulte par conséquent est hôtedéfinitif. Il développe la maladie ditetaeniasis. 2. Classification : • Règne de Metazoa • Embranchement : Plathelminthe • Classe Cestoda La classe des cestodes regroupe deux ordres selon la forme des ventouses sur le scolex.On distingue : Ordre • Cyclophyllidea Cestodes qui possèdent un ventouses scolex avec 4 sphériques. Les pores sont disposés latéralement tout le long du strobile. génitaux Genres et espèces Taenia saginata, Taenia solium, Taenia asiatica Echinosoccus granulosus, E.multilocularis, E.oligarthraTaenia E.vogeli, Multicepsmulticeps* (*voir cours cestodoses larvaires) Hymenolopis nana, Hymenolepisdiminuta Dipylidium caninum • Pseudophyllidea Diphyllobothriumlatum Ils possèdent un solex portant 2 bothridies. Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine Taenia saginata Cestode responsable de taeniasis 1. Parasite 1.1. Morphologie duver adulte : Le ver est de grande taille pouvant mesurer ente 4 à 10 m de longueur. Il a un aspect rubané et segmenté. Sa couleur est blanc nacré. Le scolex porte 4 ventouses sans rostre ni crochets, d’où le nom de tænia inerme.Le strobile porte des pores génitaux latéraux irrégulièrement alternés.Les segments ovigères sont rectangulairesportant de nombreuses ramifications utérines (plus de 15 branches). 1.2. Morphologie de l’embryophore: L’embryophore est arrondi et mesure 40 μm.Il contient un embryon hexacanthe entouré d’une paroi épaisse striée, de couleur brune. 2. Biologie C’est un parasite strictement humain qui vit isolement dans l’intestin grêle. Il est dit, ver solitaire. Sa longévitépeu dépassée une quinzaine d’années. 3. Position systématique : • Embranchement : Plathelminthe • Classe : Cestoda • Ordre : Cyclophyllidea • Famille : Taeniidae • Genre et Espèce: Tæniasaginata l’hôte 4. Cycle parasitaire Le cycle est hétéroxène faisant intervenir l’homme comme hôte définitif et le bœuf comme hôte intermédiaire préférentiel.Les œufs libérés dans le milieu extérieur sont avalés par intermédiaire (généralement un bovidé). Sousl’effet des sucs digestifs, la coque éclotlibérantl’embryon qui pourrapénétrer la muqueuse intestinale et gagner les muscles striés (parfois le foie, le poumon ou l’encéphale) où il s’enkyste et donne une larve cysticerque infectante ou Cysticercusbovis. L’homme se contamine par ingestion de viandes de bœuf parasitée (viande ladre) peu cuite. La larve devient active et le scolex s’évagine après digestion de enveloppe. Elle s’attache par la suite à la muqueuse jéjunale,devient un parasite adulte en 10 à 12 semaines puisles segments ovigères se détachent un à un et sortent activement en forçant le sphincter anal. Ils se retrouvent dans les sous-vêtements des personnes parasités et finissent dispersés dans la nature. Dans le milieu extérieur l’anneau se désagrègent, libérant les embryophores très résistants. 5. Répartition géographique : Parasitose cosmopolite. 6. Clinque : La maladie s’appelle le taeniasis. Sa symptomatologie est souvent latente. Parfois le patient se plaint de légers troubles digestifs (douleurs abdominales), asthénie, boulimie suivie d’anorexie. Des complications surviennent exceptionnellement (appendicites, occlusions, atteintes biliaires, abcès hépatiqueset pancréatites). 6. Diagnostic 6.1. Examen des anneaux ou une chaine d’anneaux : Au laboratoire,on procède à son éclaircissement puis observe les ramifications utérines ou bien on repère la position irrégulièrement alternés des pores génitaux. Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine 6.2. Recherche des des embryophores: • Par examen parasitologique des selles (rares) • Par le test de Graham ou scotch test. 7. Traitement : Praziquantel (Biltricide®) : Posologie 15 mg/kg en prise unique. Niclosamide (Trédémine®) : Posologie chez l’adulte 2g fractionnés en 2 prises espacésd’1 heure puis attendre 3heures avant de prendre un repas léger. Chez l’enfant réduire la posologie de moitié. Anciens médicaments : actuellement peu utilisés  Ténifuges végétaux : Semence de courge (Fugitène),  Ténifuges minéraux : Sulfate de Magnésium, Sel d’étain  Ténifuges de synthèse : Acridine (Dichlorophen®),Paromomycine(Humatin®),Bithionol, Quinacrineen cas de résistance 8. Prévention: La prophylaxie passe par l’éducation sanitaire qui prêche la consommation de viande de bœuf bien cuite etde ne pas utiliser les déjections humaines comme engrais dans agriculture. Taenia sodium C’est cestode responsable chez l’homme d’untaenasisquand il est parasité par le ver adulte et la cysticercose quand il est parasité par la larve. 1. Parasite 1.1. Morphologie Ver adulte : le ver est semblable au T.saginata mais moins long. Il mesure entre 2 à 7m. Il est rubané et segmenté de couleur blanc nacré. Le scolex porte 4 ventouses ornées de 2 couronnes de crochets, c’est le tænia armé.Le strobile porte des pores génitaux latéraux régulièrement alternés.Les segments ovigères possèdent un utérus peu ramifié. 1.2. Morphologie de l’embryophore: L’embryophore est arrondi et mesure 40 μm.Il contient un embryon hexacanthe entouré d’une paroi épaisse striée, de couleur brune. 2. Biologie C’est un parasite strictement humain qui vit dans l’intestin grêle. L’infection multiple est fréquente. 3. Position systématique : • Embranchement : Plathelminthe • Classe : Cestoda • Ordre : Cyclophyllidea • Famille : Taeniidae • Genre & Espèce : Tæniasolium 4. Cycle parasitaire Le cycle est hétéroxène faisant intervenir l’homme comme hôte définitif et le porc comme hôte intermédiaire préférentiel.Les œufs libérés dans le milieu extérieur sont avalés par l’animal hôte intermédiaire (souvent les suidés). Sous l’effet des sucs digestifs la coque éclos et libère l’embryon qui pénètre alors la Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine larve cysticerque il s’enkyste et donne une muqueuse intestinale et gagne les parties graisseuses (aussi, la langue, le infectante ou cœur…)où Cysticercuscellulosae. L’homme se contamine par ingestion de viande de porc parasitée peu cuite. La larve devient active, le scolex s’évagine puis s’attache à la muqueuse jéjunale. Elle devient alors parasite adulte en 2 à 4 mois. Les segments ovigères se détachent et se désintègrent dans les intestins libérant de nombreux œufs et sortentpassivement avec les selles. Ils finissent par tomber dans la nature. L’ingestion des œufs ou la remontée des proglottis gravides dans l’estomac entrainent la libération de l’embryon hexacanthe sous effet des sucs digestifs qui pourra traverser l’estomac et occasionner la cysticercose. (Voir cours cestodoses larvaires). 5. Répartition géographique : La maladieest cosmopolite toutefois elle est absente ou peu fréquente dans les régions où la consommation viande de porc est réduite ou proscrite (à l’exemple des pays musulmans). 6. Clinque : Le taeniasis à T solium est souvent latent. Parfois le patient se plaint de légers troubles digestifs, asthénie, boulimie suivie d’anorexie. Le risque majeur est celui de développer la cysticercose humaine. 7. Diagnostic Le diagnostic repose sur la recherche des embryophores (nombreux) lors d’un examen parasitologique des selles. Il existe des techniques moléculaires pour différencier entre les œufs deT.saginata des œufs de T.solim(laboratoire de référence uniquement). 8. Traitement : Le traitement est à base de Praziquantel (Biltricide®), Niclosamide (Trédémine®) Avec une posologie identique à celle de T.saginata 9. Prévention: Éducation sanitaire : ne pas utiliser les déjections humaines comme engrais dans agriculture. Lutte contre le péril fécal. Traitement de masse des cas humains parasités. Elimination de la chaine alimentaire des carcasses de porcs parasitées. Hymenolepis nana 1. Parasite 1.1. Morphologie duver adulte C’est un ver de petite taille pouvant mesurer entre 4 à 5 cm de longueur. Il estsegmenté de couleur blanc nacré. Le scolex porte 4 ventouses et un rostre muni d’une couronne de crochets.Le strobile porte des pores génitaux unilatéraux. 1.2. Œuf : L’œuf translucide est entouré d’une double coque, une externehyaline et une interne. La coque internepossède deux épaississements polaires d’où partent de 4 à 8 chevelus et contient un embryon hexacanthe. L’oncosphère est arrondi et mesure 30-47μm. Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine 2. Biologie C’est un parasite strictement humain qui vit dans l’intestin grêle. 3. Position systématique : • Embranchement : Plathelminthe • Classe : Cestoda • Ordre : Cyclophyllidea • Famille : hymenolepididae • Genre &Espèce:Hymenolepisnana 4. Cycle parasitaire Ce parasite a deux cycles de développement :. • Le cycle monoxène (court):L’Homme qui héberge plusieurs centaines de Hymenolepis peut se contaminer directement par les œufs infectants (c’est l’auto infestation). Une fois avalés les œufs finissent par éclore libérant l’embryon hexacanthe qui se fixe à la paroi puis se transforme en une larve cysticercoidequi se transforme après en un ver adulteen 20 à 30 jours.Les segments ovigères se détachent et libèrent les embryophores dans les intestins. Ces œufs sont émis dans les selles. • Le cycle hétéroxène (cycle long) fait intervenir l’homme comme hôte définitif et un intermédiaire (ver de farine, blattes).L’œuf libéré dans le milieu extérieur est avalé par le ver de farine à l’intérieur duquel il éclot libérant une larve cysticercoide. L’homme se contamine par ingestion de pain peu cuit parasité. insecte comme hôte 5. Répartition géographique : cosmopolite. 6. Clinque : La maladie est untaeniasis lié au péril fécal. L’hymenolepiose est souvent asymptomatique. Le diagnostic fortuit est fréquent. 7. Diagnostic Le diagnostic est porté aprèsdécouverte des œufs dans les selles. 8. Traitement : Praziquantel (Biltricide®) : Posologie 25 mg/kg en prise unique. Niclosamide (Trédémine®) : Posologie chez l’adulte 2g à mastiquer lentement le 1er jour puis 1g les jours suivants pendant 7 jours. Chez l’enfant réduire la posologie de moitié. 9. Prévention: La prévention vise à lutte contre péril fécal et repose sur l’éducation sanitaire en conseillant la consommation du pain bien cuit. Dipylidium caninum 1. Parasite 1.1. Morphologiedu ver adulte Le ver mesure entre15 à 70 cm de longueur. Il est segmenté de couleur blanc nacré. Le scolex porte 4 ventouses et 4 couronnes de crochets.Le strobile porte des pores génitaux bilatéraux (car l’utérusest dédoublé). 1.2. Œuf: Les empbryophores sont groupés par paquet de 20 à30 dans un sac ovifère. Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine 2. Biologie C’est un parasite qui vit dans l’intestin grêle du chien qui est l’hôte définitif habituel et accidentellement dans celui de l’homme. 3. Position systématique : • Embranchement : Plathelminthe • Classe : Cestoda • Ordre : Cyclophyllidea • Famille : Dipylepididae • Genre& Espèce : Dipylidiumcaninum 4. Cycle parasitaire L’homme se contamine Dipylidiumcaninumau niveau pelage,après cysticercoide. contact au intestinal et parasité par d’un chien hébergeant le les puces sur son larve la ingestion accidentelle d’une puce parasitéepar 5. Répartition géographique : cosmopolite. 6. Clinque : La maladie est un taeniasissouvent asymptomatique. 7. Diagnostic :Le diagnostic est porté après découverte des capsules contenant les embryophores dans les selles. 8. Traitement :Niclosamide (Trédémine®) : Posologie chez l’adulte 10mg/kg. 9. Prévention: Déparasitage du chien du cestode intestinal et de puces. Diphyllobothriumlatum C’est un cestode responsable de la botrhiocephalose. 1. Parasite 1.1. Morphologie duver adulte : Le ver est de très grande taille pouvant mesurer ente 1 à 12 m de longueur. Il est rubané et segmenté de couleur blanc nacré. Le scolex porte 2 bothridies (fentes) allongées l’une dorsale et l’autre ventrale.Le strobile est formé de segments trapézoïdaux portant des pores génitaux médians. 1.2. Œufs : L’œuf a une forme ovoïde mesurant 60µm et possède un opercule. Il n’est pas embryonné à la ponte. 2. Biologie : C’est un parasite qui vit dans l’intestin grêle de l’homme. L’infection multiple est possible. 3. Position systématique : • Embranchement : Plathelminthe • Classe : Cestoda • Ordre :Pseudophyllidea • Famille : Diphyllobothriidae • Genre & Espèce: Diphyllobothriumlatum Généralités sur helminthes et cestodes adultes - Pr H.Zait - Cours 3ème année Médecine 4. Cycle parasitaire Le cycle est hétéroxène faisant intervenir l’homme et autres animauxsauvages et domestiques (ours, phoques, porcs, chiens….)comme hôtes définitifs.Les œufs libérés dans le milieu extérieur s’embryonnent au contact d’eau douce (dans les lacs par exemple) et éclosent en libérant une larve appeléecorracidium (c’est une larve sphérique ciléecontenant un embryon hexacanthe). Le corracidium nage dans l’eau jusqu’à ce qu’il soit ingéré par 1er HI le cyclops (c’est un crustacé microscopique d’eau douce). Dans le cyclops, un 1ème stade larvaire se forme appelé procercoide. L’ingestion des cyclops par le petit poisson d’eau douce qui sont les 2èmes HI, les larves procercoides s’immobilisent et se transforment en pléroicercoidesdans les grands poissons carnassiers (brochets, salmonidés, lottes, perches..etc) ingèrent les petits poissons parasités, ils se contaminent par les plérocercoides au niveau des muscles.L’homme se contamine par ingestion de chair de poissons parasitée peu cuite. La larve plérocercoide se libère dans l’intestin, le scolex s’évagine et se fixe sur la muqueuse et devient adulte 3 et 5 semaines. les muscles. Lorsque 5. Répartition géographique : La bothriocéphalose est retrouvée dans les régions nordiques où existent des lacs à eaux froides. Exemple en Europe : la baltique, lacs Suisse, lacs d’Italie, France (lac Léman), le fleuve Danube. En Asie : au japon, au Turkestan..Etc.En Amérique du nord comme la Floride, le Minnisota, l’Alaska. En Afrique : au Madagascar, en Ouganda. troubles digestifs 6. Clinque : La diphyllobotriose est untaeniasis souvent latent. Parfois le patient se plaint de légers faim, ballonnements, constipation). Le signe évocateur est l’anémie mégaloblastique para-Birmerienne par carence en vitamine B12 et indépendante du facteur intrinsèque.Ce signe n’est présent quand dans 2% des cas de bothriocéphalose. Il dû à la spoliation du ver en vitamine B12 alimentaire. (douleurs abdominales, sensation de 7. DiagnosticLe diagnostic repose sur la recherche des œufs dans les selles. 8. Traitement : Praziquantel (Biltricide®) : Posologie 20 mg/kg en prise unique. Niclosamide (Trédémine®). La carence en vitamine B est facilement corrigée par un supplément en vitamine B12 , en folate et acide folique. 9. Prévention: La prévention passe par l’éducation sanitaire enconseillant la consommation de poisson bien cuit. La salaison et la congélation détruisent aussiles plérocercoides. La prévention passe par la lutte contre péril fécal (mesure difficile). 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Sporotrichose Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie Faculté de Pharmacie d’Alger Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 I. Définition La sporotrichose est une mycose, le plus souvent, cutanéo-lymphatique, causée par un champignon dimorphique: Sporothrix schenckii. II. Epidémiologie : 2.1. Agents pathogènes : Sporothrix schenckii est un hyphomycète hyalin, pathogène primaire. C’est un champignon dimorphique : il se développe sous une forme mycélienne dans le milieu extérieur (saprophyte) et se présente sous forme de levures à l’état parasitaire chez l’homme et les mammifères. La taxonomie moléculaire a permis récemment de montrer que l'agent responsable, Sporothrix schenckii, est un complexe d'espèces. 2.2. Biotope : Le champignon est facilement isolé des sols contenant des débris végétaux tels que cactées, conifères et divers épineux. Les spores assurent la dissémination de la maladie par l’air, l’eau et aussi par certains animaux contaminés et même certains poissons. 2.3. Contamination :  Elle est habituellement post traumatique, par inoculation cutanée :  par les épines des végétaux (bois, épines) et nageoires de poissons ;  les morsures ou griffures d’animaux (chat +++) ;  les piqures d’insectes sont incriminées également.  Elle peut également se faire par inhalation (rare). La maladie touche donc surtout les travailleurs agricoles (d’où le nom « maladie des planteurs de roses » ou les enfants qui jouent dans la terre. 2.4. Répartition géographique : Bien que cosmopolite, les foyers les plus importants sont situés en Amérique Centrale (Mexique, Guatemala), en Afrique du Sud et en Asie (Japon, Nouvelle Calédonie). Des cas sporadiques en Europe, aux Etats-Unis, en Australie, en Tunisie, au Maroc et en Algérie. III. Clinique : - La forme primaire, cutanéo-lymphatique est la plus fréquente : elle se traduit à l’endroit de l’inoculation par un petit nodule rougeâtre qui va s’ulcérer, devenir crouteux puis nécrotique ; dans les semaines suivantes apparaissent, sur le trajet des vaisseaux lymphatiques, d’autres nodules ulcérés donnant l’aspect des lésions cutanées en chapelet très évocateur de sporotrichose. Le diagnostic différentiel se pose avec une leishmaniose cutanée d’aspect sporotrichoide ou une tuberculose cutanée atypique. - Il existe des formes pulmonaires à type de miliaires ou d’adénopathies hilaires, des formes oculaires, des formes osseuses ou articulaires. 1 Sporotrichose Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie Faculté de Pharmacie d’Alger Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 - Des métastases secondaires avec atteintes cérébrale ou d’organes profonds par dissémination lymphatique ou sanguine, plus rares, peuvent se voir en cas d’immunodépression. IV. Diagnostic : 4-1- Les prélèvements : Pus, frottis d’’ulcération ou mieux, biopsies cutanées ou de nodules. 4-2- Examen direct : On peut observer des levures très allongées, ayant un aspect typique en « cigare » ou en « navette » mesurant (6-10 x 2-3) սm, (2-3 x 3- 6) սm. Sur les biopsies, après coloration anatomopathologique, on peut voir « corps astéroïdes », éléments arrondis avec une réaction éosinophile importante. 4-3- La culture : Croissance facile et rapide sur tous les milieux. Sur les milieux Sabouraud chloramphénicol avec et sans actidione incubés à 27°C, pour la mise en culture de la forme filamenteuse : • Macroscopie : colonies lisses, glabres, parfois duveteuses ; couleur variant du blanc- grisâtre au marron ou noir au recto, gris foncé au verso. • Microscopie : filaments septés, très fins. Nombreuses spores, ovoïdes s’attachant directement sur le filament. Les conidiophores dressés fins se terminant par un bouquet de spores. Les spores détachées sont pointues à une extrémité. Sur les géloses au sang incubées à 37°C, pour la mise en culture de la forme levure : • Macroscopie : colonie crémeuse jaunâtre. • Microscopie : Ce sont des levures en « navette ». V. Traitement : Iodure de Potassium, donné par voie orale était le seul traitement. L’amphotéricine B était réservé aux formes disséminées et ostéo-articulaires. Actuellement, on utilise, avec succès, l’itraconazole. VI. Prophylaxie : - Porter des gants, chaussures bien fermées pour les travaux de jardinage, de terre, et les vétérinaires. - Diagnostiquer et traiter les animaux atteints surtout les chats. - Sensibiliser la population surtout les sujets exerçants des professions à risque et les immunodéprimés. - Traitement et suivi thérapeutique des cas diagnostiqués. 2
Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée Nématodes á transmission transcutanée Les anguillules 1.Généralités : C’est une parasitose prédominant en zone tropicale, et due uniquement à la femelle parthénogénétique : Strongyloides stercoralis (elle pond des œufs non fécondés). Le parasite est non hématophage et il vit enfoncé dans la muqueuse intestinale. Son cycle interne d’auto-infestation préconise le parasitisme, l’immunodepression de l’hôte peut entrainer une anguillulose maligne. 2. Epidémiologie : 2.1.Classification :Il appartient à Embranchement : Helminthes Sous /Embranchement : Némathelminthes Classe: Nématodes à transmission transcutanée Famille : Strongyloididae Genre: Strongyloides Espèce : Stercoralis 2.2.Agent pathogène : Morphologie : Adultes Dans l’intestin de l’homme, on ne connait que la femelle dite parthénogénétique ; c’est un ver rond blanchâtre de 2 à 3 mm/30 à 40 µm. C’est un parasite à peine visible à l’œil nu, il est transparent filiforme et il vit accroché à la muqueuse intestinale. Dans la nature, on rencontre les mâles et femelles stercoraires libres. On a une différence de taille : Le mal mesure 0.9 mm/40µm et l’extrémité postérieure est recourbée en crochet. La femelle mesure 1.2 mm/40 µm et l’extrémité postérieure est effilée. Les œufs : ressemblent à ceux des ankylostomes, ils sont ovalaires, incolores, transparents à coque mince et lisse et contiennent un amas de blastomères (et souvent un embryon). Ces œufs mesurent 52 à 53/31 à39µm. Ils sont rarement retrouvés dans les selles diarrhéiques et le tubage duodénal. La larve : Cours de parasitologie&mycologie médicales Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée Il s’agit de la larve rhabditoide que l’on retrouve dans les selles et elle comporte un double renflement œsophagien. Cette larve peut se transformer dans l’intestin de l’homme en larve strongyloide infestante responsable d’auto infestation. Larve strongyloide larve rhabtidoide 2.3.Le cycle évolutif : La femelle non hématophage, parthénogénétique ovi-vivipares vit accrochée à la muqueuse duodénale. Les femelles vont pondre les œufs dans l’intestin grêle et l’éclosion des œufs donne naissance à des larves=larves rhabditoides qui seront évacuées dans les selles. 1/ Cycles externes : Cycle parthénogénétique = cycle direct = cycle asexué=cycle court : Ce cycle a lieu lorsque les conditions écologiques sont défavorables : Température inférieure à 20°C et humidité insuffisante (zones tempérés). Les larves émises dans les selles se transforment directement en larves strongyloides infestantes après deux mues. La contamination humaine se fait par voie transcutanée à la faveur d’une marche pied nu ou une baignade dans un cours d’eau ou une piscine. Cette larve strongyloide infestante va pénétrer à travers les téguments et va suivre un certain parcours. Après avoir franchi les téguments, ces larves vont migrer par voie sanguine pour arriver au niveau du cœur droit →poumons, puis remontent les bronchioles, branches et la trachée jusqu’au carrefour aérodigestif où elles seront dégluties et après avoir franchi le pylore, elles deviennent femelles adultes parthénogénétiques au niveau du duodénum. Cette transformation dure 2 à 3 semaines. Cycle indirect ou cycle sexuée=cycle long : Ce cycle a lieu lorsque les conditions écologiques sont favorables : Température supérieure à 20°c et humidité suffisante(zone tropicale). Les larves rhabditoides émises dans les selles vont se transformer en adultes mâles et femelles = adultes stercoraires dans le milieu extérieur. La femelle va être fécondée par le mâle et il y aura par la suite émission d’œufs ou zygotes et l’éclosion de ces œufs donne naissance à des « larves rhabditoides de 2ème génération ». Ces larves rhabditoides 2éme génération vont se transformer en larves strongyloides infestantes qui contamineront l’homme par voie transcutanée (piscine, boue et eaux). Cours de parasitologie&mycologie médicales Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée L’évolution de ces larves est identique au cycle précédent. 2/Cycle court interne = cycle endogène = cycle d’auto infestation : Les larves rhabditoides se transforment directement dans l’intestin en larves strongyloides infestantes . Ces larves vont contaminer l’homme de la même façon(transcutané dans la marge anal souvent). Ce type de cycle explique l’auto infestation et la longévité de l’affection. Il est signalé que l’anguillulose peut dépasser environ 30 ans. La durée de survie de la femelle est ≤ un an. Figure 02 : cycle évolutif de strongyloides stercoralis (CDC). 2.4.Répartition géographique L’anguillulose sévit dans les pays tropicaux et subtropicaux = régions chaudes et humides du globe et on la retrouve principalement en Amérique centrale et du sud, l’Afrique tropicale, le Maghreb, sud-est asiatique et l’Italie. Elle constitue une cause fréquente d’HES. Cours de parasitologie&mycologie médicales Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée 3. Clinique : Anguillulose classique ou habituelle : La symptomatologie comporte trois phases phase d’invasion : sensation d’un picotements suivie d’un prurit et/ou d’une éruption papuleuse, mais la pénétration transcutanée des larves passe généralement inaperçue phase de migration larvaire : « syndrome de Loffler » ;mais celui-ci est loin d’être systématique ;toux avec expectoration riche en éosinophiles ou dyspnée asthmatiforme , une infiltration pulmonaire à la radio . . Phase d’état : installation du ver dans le duodénum 20à 30 j après la contamination Les signes dominants sont digestifs . Les Douleurs abdominales : signe le plus fréquents peuvent êtres soit diffuses ou localisées à la région péri ombilicale à type de brûlures pseudo ulcéreuse ou crampes sourdes et profondes. A coté de ces douleurs abdominales , on a des troubles du transit récidivants à type de diarrhée altérant avec des épisodes de constipation. Signes cutanés= larva currens: dû à l’auto infestation(cycle endogène), il est liés à la migration sous cutanée des larves entrainant l’apparition d’un signe œdémateux rouge, urticaires sous forme de placard rouge infiltré et prurigineux et une dermatite linéaire rampante . Cette symptomatologie peut avoir des conséquences sur l’état général du malade : amaigrissement, fièvre variable et asthénie. Forme grave et maligne : C’est une forme disséminée, septicémique et neuro méningée. Elle survient sur un terrain d’immunodépression (corticoides à dose élevée et prolongée) notamment les maladies auto immunes, lymphomes, asthme sévère et greffe d’organes. La corticothérapie au long court pourrait activer les mues et favoriser l’évolution. Cette affection est traduite par une exacerbation des Troubles digestifs (Douleurs abdominales, vomissement et diarrhée) Les complications sont d’ordre intestinal, pulmonaire et neurologique. Septicémie a gram négatif, détresse réspiratoire, meningo encéphalie ; souvent mortelle Cours de parasitologie&mycologie médicales Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée 4. Diagnostic : Signes d’orientation : L’hémogramme montre une HES ; Cette HES est constante, élevée, durable et elle évolue en dent de scie. L’évolution est liée au cycle endogène. Figure 03 : cinétique de hyperéosinophilie=oscillante Diagnostic de certitude : Il s’agit de la coproparasitologie. On recherche essentiellement les larves rahbditoides des S stercoralis dans les selles fraichement émises. Cette recherche nécessite la technique de BAERMAN and LEE qui repose sur l’extraction des larves en se basant sur leurs hygrotropismes et leurs thermo- tropismes. Coproculture : La méthode la plus performante mais aussi plus longue. consiste à mettre les selles dans des conditions permettant ainsi aux larves d’évoluer au stade adulte (Diagnostic différentiel des ankylostomes avec les anguillules) Rq : il faut manipuler prudemment car risque de contamination avec la larve infectante (par voie transcutanée) 5.Traitement : Thiabendazole= Mintezole* Cp à 500 mg. C’est le médicament de choix 25 mg/kg/j pendant 3 jours de suite (autre fois on donnait le mdt en prise unique) Une 2ème cure 3 semaines plus tard assure une guérison dans 85 % des cas. Dans les cas graves, une posologie plus élevée peut être indiquée sous surveillance médicale stricte. albendazole : Zentel : cp de 400 mg 2 cp par jour pdt 3j chez l’ Ivermectine = mectizan* Pour l’anguillulose simple : 2Cp à 6 mg chez l’adulte. Cours de parasitologie&mycologie médicales adulte et l’enfant > 2 ans Dr ZEMMOURI Nématodes á transmission transcutanée 200 μg/kg chez l’enfant. En prise unique. Ce produit est CI chez la femme enceinte, allaitante et chez les enfants moins de 5ans. Pour l’anguillulose sévère : Thiabendazole= Mintezole 50mg/kg/j Première cure de 20 jours consécutifs. Renouvelé chaque mois pendant 3 à 7 jours jusqu’à total possible de six cures. Pour l’anguillulose rebelle : Répéter les cures 2 ou 3 fois selon les besoins. Suivi thérapeutique : faire un examen parasitologique des selle : 1 mois , 6 mois , 1an , vérifier le taux d’éosinophiles ( signe de rechute) 6.Prophylaxie : Générale : Elle se confond avec celle de l’ankylostomose. Lutter contre le péril fécal.mesure d’hygiène Dépister et Traiter les porteurs.* Individuelle : Recommandations du port des bottes. éviter le contact du pied nu avec l’eau et la terre recherche d’anguillules avant l’instauration d’un traitement immunosuppresseur ou risque de SIDA A titre préventif on donne toujours un taitement chez les sujets originaires ou ayant séjourné en zone d’endémie et un traitement préventif avant une corticothérapie. cure de 3j par mois Cours de parasitologie&mycologie médicales
Faculté de Médecine 3ème Année de Médecine Année Universitaire 2021 – 2022 22/05/22 21 Nématodes et nématodoses à transmission transcutanée Pr Semmani. M MCA en Parasitologie -Mycologie EHS El-Kettar Pr Semmani M Objectifs : ✓ Connaître les nématodes impliqués dans le parasitisme humain par voie transcutanée. ✓ Connaître les particularités du cycle de nématodoses transcutanées l’anguillulose et ses conséquences cliniques et notamment biologiques. ✓ Connaître le caractère hématophage des ankylostomes et sa conséquence clinique. ✓ Savoir diagnostiquer et traiter les nématodoses transcutanées 1. L’ankylostomose I. Définition : ✓ Les ankylostomoses sont des helminthoses dues à deux nématodes Ancylostoma duodenale et Necator americanus, parasites hématophages qui entraînent par leur présence dans le duodéno-jéjunum de l'homme l'ankylostomose. ✓ Parasitoses essentiellement tropicales, environ un milliard de sujets atteints et un fort pourcentage annuel de cas mortels. ✓ A. duodenale et N. americanus existent en Afrique, en Asie et en Amérique et seul A. duodenale est présente au Moyen-Orient, dans le Nord de l'Afrique et l'Europe du Sud. Tandis que N. americanus prédomine en Amérique et en Australie. ✓ L’ankylostomose a été décrite par A.Dubini en 1838 à l’autopsie d’une paysanne, puis retrouvé en 1880 par les médecins italiens qui avaient constaté que les ouvriers travaillant au percement du tunnel St Gothard étaient pâles et épuisés et avaient «le sang qui se transformait en eau »….L’ankylostomose est une maladie des mineurs ✓ Elle se contracte par contact avec le sol, essentiellement lors de la marche pieds nus. ✓ Elle est responsable de troubles digestifs variés et, au long cours, d’une anémie (par spoliation sanguine à cause de la fixation de la capsule buccale à la muqueuse). II. Epidémiologie : Agents pathogènes : Les deux espèces responsables de l’ankylostomose sont inféodées à l’homme (spécifiquement humain). Elles appartiennent à : Embranchement: Helminthes Sous/embranchement : Némathelminthes Classe : Nématodes Famille : Ancylostomatidés Sous/famille : - Ankylostominae (pour l’Ancylosyoma duodenale) - Bunostominae (pour le Necator amerecanus) Les vers adultes vivent attachés aux muqueuses duodénale et jéjunale qu’ils font saigner notamment grâce à leur capsule buccale. Les adultes sont des petits vers cylindriques, de couleur blanc rosée à sexe séparé et hématophages. - Mâle : 10 mm. - Femelle : 18 mm (la femelle est plus grande que le mâle). ➢ L’extrémité antérieure des deux sexes est différenciée en une capsule buccale qui est rigide, muni de 4 crochets (Ancylostoma) et de 2 lames (Necator). ➢ L’extrémité postérieure s’élargie chez les ♂ pour former ce qu’on appelle (la bourse caudale) qui a un rôle dans la copulation, par contre chez les ♀ l’extrémité postérieure est effilée. ➢ Les femelles pondent des œufs immatures (non embryonnés à la ponte) qui sont éliminés dans les selles. Dans le milieu extérieur, après mûrissement et éclosion, les œufs libèrent une larve qui après plusieurs mues deviendra infectante. Les œufs : incolores, transparents à coque mince et lisse mesurant 70/40 µm A l’intérieur de ces œufs, on retrouve des cellules granuleuses et arrondies appelées blastomères. Le nombre de blastomères à la ponte est de : 4 pour A.d, 8 pour N.a. Les œufs sont entourés d’une coque mince. ✓ Cycle évolutif : Cycle monoxène Se déroule : - Dans le milieu extérieur. - Chez l’homme L’homme s’infeste par voie transcutanée. La pénétration active de la larve se fait essentiellement au niveau des pieds. Par la circulation générale, les larves atteignent successivement le cœur droit puis traversent les alvéoles pulmonaires, remontent vers le pharynx où elles sont dégluties dans l’œsophage. Elles deviennent adultes dans le duodénum vers le quarantième jour Les adultes ♀ et ♂ sont fixés au niveau de la muqueuse intestinale par leurs capsules buccales. Les ♀fécondées vont pondre des œufs qui seront éliminés dans les selles (non embryonnés). La longévité des adultes est plus longue pour N.a (10 ans) que A.d (4 à 5 ans). Dans le milieu extérieur : Pour que les œufs achèvent leur développement dans le milieu extérieur, il faut que certaines conditions écologiques soient réunies et on a : -Ph du milieu proche de la neutralité. -Teneur en oxygène suffisante. -Une humidité élevée (car les œufs à coque mince sont sensibles à la dessiccation). -Une température comprise entre 25 et 30°c. Si ces conditions sont réunies, les œufs s’embryonnent en 1 à 2 jours et libèrent une larve rhabditoïde. En quelques jours, la larve subit deux mues et devient une larve strongyloïde (forme infestante). Elle peut résister de nombreux mois en milieu humide. Les larves enkystées ont un tropisme pour la chaleur, l’humidité et la peau, facilitant ainsi la poursuite du cycle naturel. ✓ Répartition géographique Endémique dans les pays chauds et humides. -En zone tropicale et intertropicale sévit surtout le N.a. Malgré qu’il soit d’origine africaine, on le retrouve en Asie et en Amérique. -Dans les pays subtropicaux et tempérés chauds on a A.d (bassin méditerranéen, moyen orient, Inde, Japon …) Chaque espèce a une répartition géographique préférentielle mais cela n’exclut pas une coexistence de ces 2 espèces dans certaines régions (due au mouvement migratoire). En Algérie : L’ankylostomose a été retrouvé à blida dans la région de cheffa (culture du jasmin) et dans la wilaya de d’El-tarf III. Clinique : L’ankylostomose tropicale est une affection sévère car l’infestation parasitaire est massive et survenant surtout chez des sujets fragiles et malnutris. ▪ La phase d’invasion est marquée par une dermite d’inoculation aux points de contact avec le sol contaminé qui se traduit par l’apparition à la 24 ème heure d’un érythème maculo-prurigineux, suivie d’œdème avec érythème qui évolue vers une éruption papuleuse puis vésiculeuse localisé à la zone de pénétration, cette dermatite semble plus fréquente avec Necator americanus. Quelques fois, ces lésions peuvent se compliquer de lésions de grattage avec surinfection qu’on appelle « Gourme des mineurs » ▪ La phase d’invasion pulmonaire, pharyngée et laryngo-trachéale est marquée par : une irritation des voies aériennes supérieures « catarrhe de gourmes » sans infiltrat pulmonaire radiologique (Toux quinteuse asthmatiforme qui dure qq jours à 3 semaines et dans de rares cas d’hyper infestation apparait « le syndrome de Löffler » correspondant au passage des larves dans les poumons et se manifeste par des signes pulmonaires plus ou moins constants. ▪ La phase d’état intestinale dépend du nombre d’adultes hébergés au niveau de l’intestin. Elle est marquée par les signes digestifs : Douleurs épigastriques, troubles du transit avec alternance diarrhée et constipation, nausées et vomissement -L’anémie : Résulte de la destruction des GR par les adultes des ankylostomes (hématophages). L’anémie est plus intense avec Ancylostoma duodenale Cette anémie est plus ou moins importante et variable avec l’état nutritionnel du sujet et l’intensité du parasitisme (Chez les sujets bien nourri, l’anémie est bien tolérée). L’anémie longtemps bien supportée, s’accompagne progressivement d’un retentissement cardiaque, d’une pâleur cutanéo-muqueuse voire de troubles neurologiques. . Cette anémie doit être traitée car elle risque de ne pas être compensée (anémie microcytaire et hypochrome) surtout chez la femme enceinte et l’enfant. IV. Diagnostic :  Diagnostic biologique d’orientation : FNS ou l’hémogramme qui révèle : ✓ Anémie microcytaire hyposidérémique. Discrète au début, son importance dépend de la charge parasitaire ✓ Une hyperleucocytose avec hyperéosinophilie s’observe au début se normalisant progressivement HES est élevée pendant la phase de migration.  Diagnostic de certitude : Repose sur l’examen coproparasitologique qui seul affirme le Diagnostic en mettant en évidence des œufs un mois après l’infestation, Les œufs sont émis au stade de 4 blastomères pour A. duodenale et de 8 blastomères pour N. americanus ✓ A l’état frais ✓ Après concentration : les techniques utilisées : • Méthode diphasique (Ritchie simplifiée, Bailenger). • Méthode physique par flottaison de Janeckso Urbany ou Willis Pour apprécier la charge parasitaire, on fait une numération des œufs (on compte le nombre d’œuf /g de selle par la technique de Kato-katz). ✓ Coproculture : Consiste à mettre les selles dans des conditions permettant ainsi aux larves d’évoluer au stade adulte (Diagnostic différentiel des ankylostomes avec les anguillules). Deux méthodes : ✓ Méthode en boite de pétri (méthode de Brumpt) : utilise le charbon végétal ✓ Méthode en tube (méthode d’Harada et Mori) : utilise de l’eau distillée stérile La lecture se fait à partir de 48H jusqu’au 15ème jour Il faut manipuler prudemment car risque de contamination avec la larve infectante (par voie transcutanée) Après 48 h: - Larve rhabditoide d’Ankylostome. -Larve strongyloide d’Anguillule. 2ème et 4ème jour : - Larve strongyloide d’Ankylostome. -Larve strongyloide d’Anguillule. -Adules mâle et femelle d’Anguillule. 7ème jour : - larve strongyloide enkystée infestante d’Ankylostome -larve strongyloide infestante d’Anguillule née d’adultes libres dans le milieu extérieur V. Traitement ▪ Flubendazole (actif sur les 2 espèces) Existe en Cp et en suspension buvable à 100mg : 200 mg/j pendant 3jours chez l’enfant et l’adulte. ▪ Combantrin (pamoate de pyrantel ) (actif sur les 2 espèces) Comprime ou suspension buvable de 125mg Posologie : Adulte : 3Cp matin et soir pendant 2jours. Enfant : 12,5mg/kg pendant 2jours. ▪ Albendazole. Cp de 200mg ou suspension buvable à 4% On donne 400mg en une seule prise. ▪ Mebendazole. Cp de 200mg. On donne en deux prises pendant 3j chez l’adulte et 3mg/kg/j pendant 3j chez l’enfant. ▪ Correction de l’Anémie / Traitement martial Un apport en acide folique et en vitamine B12 permet d’accélérer la recon stitution des hématies VI. Prophylaxie - Contrôle coprologique à l’embauche. - Assécher par ventilation les lieux de travail (mines et souterrains). - Assainir les sols par construction de latrines (fosses fécales) pour que les sujets parasités ne défèquent pas n’importe où. - Renforcer la réglementation de l’utilisation des engrais humains. - Déclarer les sujets dépistés. - Traiter les porteurs. - Protéger les pieds au cours du travail dans les régions cibles (bottes, chaussures…) - Education sanitaire.
Notion d’Entomologie Médicale, cours Zait H. Université Alger 1 Faculté de Médecine 2022 Cours 3ème année Médecine NOTIONS D'ENTOMOLOGIE MEDICALE Pr H. ZAIT Année 2021-2022 NOTIONS D'ENTOMOLOGIE MEDICALE Notion d’Entomologie Médicale, cours Zait H. 2022 L'entomologie médicale et vétérinaire est la science qui étudie les arthropodes qui ont une importance pour la santé humaine et animale. Généralités sur les Arthropodes : Les Arthropodes sont des animaux invertébrés, à symétrie bilatérale, recouverts d'une carapace chitineuse. Sur leur corps sont insérés des appendices articulées d'où leur nom (arthro = articulé, pode = patte). Parmi les arthropodes d’importance médicale, il y a les insectes et les acariens. 1. Morphologie des Arthropodes : Les acariens ont céphalothorax (tête et thorax) et abdomen soudés et insectes ont un corps divisé 3 parties: la tête, le thorax et l'abdomen. Les arthropodes sont à sexes séparés avec un dimosphisme sexuel. Ils ont un développement par des mues. 2. Rôle des Arthropodes en parasitologie: Certains arthropodes sont nuisibles, d’autres ectoparasites ou des vecteurs de pathogènes.  Arthropodes vecteurs assurent la transmission biologique ou mécanique d'un agent infectieux d'un hôte vertébré à un autre.  Arthropodes pathogènes : Certains arthropodes sont directement pathogènes et causent eux même maladies.  Arthropodes hôtes intermédiaires de parasites : exemple le Cyclops est l'hôte intermédiaire(HI) de Dracunculus medinensis ou de Diphyllobotrium latum.  Nuisance : Ils peuvent être nuisibles par leurs piqûres douloureuses. 3. Classification sommaire des Arthropodes : Parmi les Arthropodes il y a quasiment que les arachnides et les insectes qui sont d’intérêt médical. 4. LES ARACHNIDES Parmi les arachnides seuls les acariens intéressent la parasitologie humaine 4.1. Acariens Les acariens ont un corps formé d'un céphalothorax et d’un abdomen soudé formant une seule masse. Le dos est bombé et la face ventrale est aplatie. Ils sont octopodes à l’état adulte. Les Acariens sont adaptés à la vie parasitaire. Acariens Rougets (aoûtats) Tiques possèdent un rostre familles Ixodidés ou tiques dures Avec un écusson dorsal Argasidés ou tiques molles ne possèdent pas d’écusson dorsal Trombicula maladie érythème automnal stade Larve automnalis Adulte, nymphe, larve Paralysie à Tiques, fièvre boutonneuse méditerranéenne, borrélioses (maladie de Lyme) fièvres récurrentes dues au genre Borrelia Adulte, nymphe, larve 4.1.1. Sarcoptes scabiei, agent de gale : Notion d’Entomologie Médicale, cours Zait H. 2022 C'est un Acarien microscopique dont le corps est ovalaire. Il vit à la surface de la peau de l'homme et se nourrit de débris de peau. Une fois fécondée, la femelle s'enfonce dans l'épiderme et creuse une galerie pour pondre ses œufs. La contamination est strictement interhumaine et directe toutefois la transmission par le linge et la literie est possible Clinique : Le prurit est le signe majeur. Il est à prédominance nocturne, localisé typiquement au niveau des espaces interdigitaux et de la face antérieure du poignet. Les lésions spécifiques sont le sillon cutané ou tunnel creusé par la femelle. Les vésicules perlées seraient dues à une irritation locale. Il existe une gale croûteuse appelée gale norvégienne qui atteint surtout les sujets âgés et affaiblis. Il existe aussi une forme retrouvée chez les nourrissons. Traitement de la gale. • Benzoate de benzyle ou Ascabiol* Mode d'application : prendre un bain de 10 à 20 minutes puis badigeonner la peau encore humide sur tout le corps. Laisser sécher à l'air et faire un 2ème badigeonnage. Rester 48 heures sans se laver. Refaire un badigeonnage après 2 jours. Il faut aussi traiter l’entourage du malade et désinfecter les vêtements et la literie par un insecticide. • lvermectine (Stromectol*) en prise unique, per os pour les gales profuses ou les épidémies. 4.1.2. Demodex sp Le demodex spp (photo) est un acarien dont le corps allongé vermiforme possédant 3 paires de pattes ramassées dans la partie antérieure du corps. Il vit sur la peau, l’espèce. Le demodex est saprophyte fréquent de la peau comme il peut être à l’ origine de la rosacée. 5. LES INSECTES Les Insectes sont caractérisés par la présence d’une 1 paire d’ailes, de 3 paires de pattes à l'état adulte (hexapodes). 5.1. Classification sommaire des Insectes Les insectes se divisent en plusieurs ordres 5.1.1. Ordre des Diptera. Les diptères possèdent une paire d’ailes. Ils sont divisés en 2 sous ordres : Les Nématocères (Moustiques et Moucherons)Les Brachycères (Mouches) 5.1.1.1. Sous-ordre des Nematocera : Parmi les Nématocères Seules 3 PRINCIPALES familles intéressent la pathologie humaine Familles Culicidae (Moustiques) Genre Parasite Plasmodium Autres Notion d’Entomologie Médicale, cours Zait H. 2022 Anopheles Culex Aedes Mansonia Lutzomyia Simulium Culicoides Psychodidae (Moucheron) Phlebotomus Simuliidae (moucheron) ceratpogonidae Wuchereria bancrofti W. bancrofti Leishmania Onchocerca Arbovirus Arbovirus. autres pathogènes 5.1.1.2. Sous-ordre des Brachycera Les brachycères sont des mouches. On distingue les mouches piqueuses et les mouches non piqueuses de stade Maladies Exemples Mode nutrition Mouches piqueuses Imago (adulte) Loase Mouches non- piqueuses Larve Trypanosomiase africaine Myiases des plaies Myiases furonculoides Myiases cavitaires Myiases sous cutanées migratoires autres myiases. Tabanidés ou Taons ex : Chrysops Glossina ou Mouche Tsé-Tsé Lucilia Sarcophaga Calliphora Cordylobia antropophaga (photo) Œstrus Hypoderma NB : Musca domestica ou mouche domestique a un rôle dans de transport mécanique des germes. 5.1.1.3. Les Siphonaptera (Aphaniptera) ou puces Les puces sont des insectes de petite taille, aplatis transversalement ou latéralement, sans ailes. Les puces sont des ectoparasites hématophages qui peuvent attaquer l’homme. Elles peuvent aussi transmettre des pathogènes. Puces Xenopsylla et Pulex Xenopsylla Ctenocephalus canis Agents transmis Yersinia pestis Rickesttia typhi Dipylidium caninum Role/maladie peste typhus murin l’hôte intermédiaire. La puce chique ou Tunga ou Sarcopsylla penetrans La femelle vit enchâssée dans l’épiderme cutané fréquemment au niveau des orteils et laissant apparaitre un orifice externe ayant un aspect de tache noire Notion d’Entomologie Médicale, cours Zait H. 2022 5.1.1.4. Les Hemiptera ou punaises: Les Réduvidés sont de grande taille à corps aplatis dorso-ventralement, pourvus de 2 paires d'ailes et leur corps porte des ornementations. Ils sont hématophages pour les deux sexes. Parmi lesquelles 2 familles nous intéressent en parasitologie : Familles Cimicidae Genre Cimex (punaise des lits) Rôle Nuisance Reduviiae Triatoma, Rhodneus,Panstrongylus Maladie de Chagas ou trypanosomiase américaine 5.1.1.5. Les Phtiraptera, anoploures ou poux. Les poux possèdent un corps aplati dorso-ventralement. Le thorax porte 3 paires de pattes et armées de griffes Ils sont aptères. La femelle fécondée pond des lentes. Les deux sexes sont hématophages et à tous les stades. 3 espèces parasitent l'homme : o Pediculus humanus capitis ou pou de la tête qui est l'agent de la pédiculose du cuir chevelu. o Pediculus humanus corporis ou pou du corps qui est l'agent de la pédiculose corporelle et peut parfois transmettre la fièvre récurrente (Borréliose) et le typhus exanthématique (Rickettsiose) o Phthirius pubis ou Phthirius inguinalis appelé morpion. L’adulte est hexapode, trapu, ayant un thorax plus large que l’abdomen. P. inguinalis vit attaché aux poils du pubis mais on peut aussi le retrouvé sur les poils des cuisses, des aisselles, des moustaches, des cils et les sourcils. C’est l'agent de la phtiriase, une infection sexuellement transmise. La transmission indirecte par les vêtements peut également possible. La phtiriase se manifeste par un prurit pubien. Le traitement repose sur les poudres et les lotions insecticides organophosphorés, ou organochlorés. Le produit commercialisé le plus utilisé est : APHTIRIA (HCH). Puces Xenopsylla et Pulex Xenopsylla Ctenocephalus canis Agents transmis Yersinia pestis Rickesttia typhi Dipylidium caninum Role/maladie peste typhus murin l’hôte intermédiaire.
Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 I- Définition : Les aspergilloses sont des mycoses opportunistes, le plus souvent broncho-pulmonaires, provoquées par des champignons microscopiques filamenteux appartenant au genre Aspergillus. II- Epidémiologie : 2-1- Agents pathogènes : la reproduction asexuée à la classe des Les Aspergillus (A) appartiennent selon Deuteromycètes et plus particulièrement à la classe des Hyphomyètes. Pour quelques espèces, la forme sexuée est connue (exemple: A. nidulans : Emericella nidulans) et permet de les classer dans les Ascomycètes. Le genre Aspergillus contient plus de 300 espèces, seule une vingtaine est impliquée en pathologie humaine. Les espèces les plus rencontrées sont : A. fumigatus (la plus incriminée), A. flavus, A. niger, A. nidulans et A. terreus. La multiplication asexuée des Aspergillus aboutie à la formation de têtes Aspergillaires. Tête Aspergillaire = vésicule + philaides portés ou non par des métules + phialospores ou conidies (figure 1). Les phialospores sont des conidies très volatiles de 2à5µm de diamètre, résultant de la reproduction asexuée (éléments de propagation dans la nature). Les têtes aspergillaires sont la morphologie de base des espèces du genre Aspergillus. Figure 1 : Appareil reproducteur des Aspergillus. 2-2- Réservoir (Biotope) : Les Aspergillus sont des champignons saprophytes fréquents de matières organiques en décomposition. Ils sont ubiquitaires et abondants dans la nature : l’air, le sol, les surfaces, les céréales, l’alimentation (poivre, kiwi) et parfois dans l’eau. 1 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 En milieu hospitalier, en cas des travaux (démolition, terrassement, construction, rénovation), les spores sont remises en suspension et véhiculées par les systèmes de ventilation ce qui fait augmenter la concentration des spores dans l’air (nuages aspergillaires) qui sont responsables d’infections nosocomiales redoutables. Au laboratoire, ils sont source de contamination. 2-3- Mode de contamination : - Voie respiratoire par inhalation de spores +++ (atteinte pulmonaire) - Contamination directe (plus rarement) : par déposition des spores (conduit auditif externe, surinfections de lésions cutanées). -Pas de contamination interhumaine. 2-4 –Facteurs de virulence:  Facteurs environnementaux : abondance des spores dans l’air.  L’hydrophobicité des spores facilite leur mise en suspension dans l’air.  La petite taille des spores (2 à 3µ) → pénétration broncho-alvéolaire.  La thermotolérance : jusqu'à 55°C A.fumigatus → Développement à 37°C.  La filamentation → obstacle à la phagocytose.  L’adhésion aux protéines de la membrane basale.  La sécrétion d’enzymes (protéases) et de toxines nécrosantes. L’aflatoxine secrétée par A. flavus serait responsable du cancer primitif du foie.  la production de mycotoxines → manifestations allergiques. 2-5- Facteurs favorisants : - Facteurs liés à l’hôte : Tableau I : Facteurs favorisants liés à l’hôte : Facteurs locaux Facteurs généraux - Cavité résiduelle. du -Altération (mucoviscidose, tabagisme, BPCO…). - Altération du revêtement cutané. - Cathéters, prothèse valvulaire cardiaque. tapis mucociliaire infection Immunodépression (Aspergilloses invasives) : -aplasie médullaire, neutropénie, leucémie - facteurs iatrogènes (drogues cytotoxiques ou immunodépressives, corticoïdes, antibiotiques) grave - Facteurs liés à l’environnement (circonstances favorisantes) :  L’inoculum et la fréquence de l’exposition.  Exposition professionnelle (agriculture, minotiers).  Exposition accidentelle (travaux dans ou près d’un hôpital). III- Clinique : Chez l’homme, les manifestations aspergillaires sont très diverses : Aspergilloses du système respiratoire ; Aspergilloses extra respiratoires. 2 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 3-1- Aspergilloses du système respiratoire : 3-1-1- Aspergilloses « infection » :  Aspergillome : Développement d’une masse filamenteuse (boule fongique ou truffe aspergillaire) dans une cavité broncho-pulmonaire préformée. La masse mycélienne se développe dans une cavité aérée sans invasion tissulaire, ni vasculaire. Terrain favorisant : cavité tuberculeuse, cancer pulmonaire excavé, kyste hydatique… Signe radiologique : aspect en « grelot ») (un espace clair au sommet de la cavité envahie par le champignon) Signes cliniques : Altération de l’état général avec parfois fièvre. Hémoptysies récidivantes parfois foudroyantes et mortelles.  Aspergillose pleurale : L’atteinte pleurale est soit : D’origine endogène (par contigüité à point de départ pulmonaire). D’origine exogène (secondaire à un drainage ou un acte chirurgical). Le tableau est celui d’une pleurésie purulente.  Sinusites aspergillaires : Les aspergilloses naso-sinusiennes localisées non invasives : Sinus maxillaire+++, étiologie dentaire+++ →tableau d’une sinusite chronique Les aspergilloses naso-sinusiennes invasives : Chez l’immunodéprimé → pronostic défavorable par destruction osseuse et extension vers l’orbite ou la base du crane Les sinusites unilatérales du sinus paranasal maxillaire et de l’orbite : Invasion unilatérale d’un sinus paranasal→ obstruction nasale + exophtalmie unilatérale, (Soudan et Inde +++).  Bronchite aspergillaire mucomembraneuse : Cette affection se traduit par un développement d’un véritable feutrage mycélien sur les parois bronchiques, pouvant aller jusqu'à l’obstruction totale. Terrain favorisant : Elle survient comme une surinfection aspergillaire de broncho- pneumopathie chronique obstructive (BPCO) ou la mucoviscidose Signes clinique : fièvre, toux, expectorations de moules fongiques, troubles de ventilation (bouchons aspergillaires).  Aspergillose pulmonaire semi invasive (Aspergillose pulmonaire nécrosante chronique) : La surinfection broncho-pulmonaire chronique peut évoluer progressivement, sur terrains particuliers, vers une nécrose parenchymateuse locale d’où le nom d’aspergillose nécrosante chronique. 3 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 Terrain favorisant : Perturbations graves du pouvoir d’épuration broncho-pulmonaire (BPCO, mucoviscidose). Immunodépression partielle mais chronique (diabète, alcoolisme, dénutrition, traitements immunosuppresseurs au long cours). Signes cliniques : fièvre, altération de l’état général, toux, dyspnée, douleur thoracique, hémoptysie.  Aspergillose pulmonaire invasive (API) : C’est le développement mycélien avec invasion intra tissulaire du parenchyme pulmonaire et vasculaire (angioinvasion). Elle survient en cas d’une immunodépression profonde. C’est la maladie la plus grave liée aux Aspergillus. Il s’agit d’un problème actuel dans les services d’oncologie, hématologie et greffes (population à risque↑, Mortalité↑, difficulté du diagnostic et du traitement). Facteurs favorisants : -Neutropénie profonde ‹ 500/mm³ et prolongée (> 10 jours), ‹ 100/mm³ quel que soit la durée. - Corticothérapie prolongée (plus de 03 semaines). - Allogreffe de CSH et greffe d’organes solides. - Immunodéficiences primaires. - Infection VIH : SIDA en phase terminale quand le taux de CD4<50/mm 3 . Signes cliniques : Fièvre inexpliquée rebelle aux antibiotiques. Symptomatologie pulmonaire (toux, hémoptysie, dyspnée, douleur thoracique) . Dissémination sanguine ou par infiltration du voisinage (atteintes viscérale, de la plèvre ou de la paroi thoracique). Possibilité de généralisation avec localisation, cérébrale, rénale, cardiaque… Signes radiologiques La radiologie thoracique standard :  Peut être normale.  Condensation pulmonaire non systématisée.  Halo clair périphérique. Le scanner thoracique (intérêt +++) :  signe du « halo » = signe précoce et fugace (opacité en verre dépoli, correspondant à une hémorragie péri lésionnelle).  signe du « croissant gazeux »= signe tardif (témoin d’une excavation). 3-1-2-Aspergilloses immunoallergiques : Dans ces maladies, les spores d’Aspergillus inhalées jouent le rôle d’allergène (tableau II). 4 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 Tableau II : Les aspergilloses immunoallergiques. Maladie Asthme aspergillaire (asthme bronchique) Terrain sujets atopiques Définition de Sensibilisation la muqueuse bronchique aux spores aspergillaires. Il est caractérisé par une réponse de courte durée à l’inhalation de spores. immédiate Aspergillose pulmonaire (ABPA=maladie Hinson) broncho- allergique de sujets atopiques, le plus souvent asthmatiques anciens ou atteints de mucoviscidose. Elle est liée à la formation les bronches de dans moules véritables bronchiques, contenant des filaments aspergillaires (A.fumigatus +++) Clinique Réactions d’hyper- sensibilités Tableau d’asthme classique déclenché dans des circonstances favorisantes. immédiate (type I) Dyspnée continue fébrile, abondante expectoration parfois hémoptéique. Immédiate (type I) et semi- retardée (type III) Alvéolite extrinsèque allergique sujets non atopiques liée Pneumopathie interstitielle à l’inhalation massive et répétée de spores. Elle un possède caractère professionnel (poumon de fermier). toux, dyspnée, muco- ou Fièvre, expectoration purulente hémoptéique. semi retardée et retardée (type III et IV) 3-2- Aspergilloses extra-respiratoires : 3-2-1- Formes superficielles :  Otomycose : lésions squameuses avec des démangeaisons, une hypoacousie et un écoulement (otorrhées).  Oculaire : le plus souvent primaire (post-traumatique : kératite, endophtalmie). Inoculation traumatique de spores (porteurs de lentilles ou après traumatisme de la cornée).  Cutanée : →Primitive (le mycélium s’étend de proche en proche dans les zones cutanées nécrosées, ex : chez les grands brulés) avec dissémination hématogène possible. →Secondaire à une aspergillose disséminée. Onyxis aspergillaire : rare. 3-2-2- Formes profondes ou disséminées : Aspergillose profonde = atteinte primaire d’un seul organe (ex : endocardite, péritonite). Aspergillose disséminé= deux organes au minimum (ex : cérébrale, rénale, digestive). 5 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 IV- Diagnostic : Il est basé sur l’ensemble des données cliniques, radiologiques et biologiques. Le diagnostic biologique est essentiellement mycologique et repose sur les étapes classiques : prélèvement, examen direct et culture. 4-1- Les prélèvements :  D’origine pulmonaire : Liquide broncho-alvéolaire (LBA) +++, expectorations, crachats. Biopsie trans-bronchique, biopsie pulmonaire.  Autres prélèvements : Prélèvements du sinus par curetage. Frottis à l’écouvillon du conduit auditif externe. Biopsie ou frottis cutané. Prélèvement d’ongle. Sang et hémoculture. 4-2- Examen direct : systématique, réalisé rapidement : il oriente le diagnostic. Examen du produit biologique entre lame et lamelle. Examen d’une apposition ou d’un frottis coloré au MGG. Résultats : → Filaments mycéliens 2 à 4µm septés hyalins à bords parallèles, ramifiés à angle droit 45° : Aspect évocateur (division dichotomique). → Exceptionnellement des têtes aspergillaires (si sinusite, otite). - Un examen direct négatif n’élimine pas le diagnostic d’atteinte aspergillaire. 4-3- La culture : obligatoire pour confirmer la nature aspergillaire du champignon. Travailler sous hôte et à coté d’un bec Bunsen et augmenter le nombre des tubes à ensemencer. -Utiliser le milieu Sabouraud chloramphénicol avec et sans actidione (l’Actidione inhibe en général la croissance des moisissures). -Les tubes sont préférables aux boites de Pétri pour réduire le risque de contamination. -Incuber à 25°C et 37°C. -Lecture après 48h à une semaine. Si LBA ou prélèvement profond → Conserver les tubes une 15ène de jours supplémentaires. - Identification précise du genre et espèce basée sur la macroscopie (aspect des colonies) et la microscopie (tête aspergillaire et conidiophore). -Faire des repiquages sur milieux sélectifs si aspect atypique: Czapek ou gélose au malt. L’interprétation : Pour ces prélèvements superficiels : -L’isolement de la même espèce du genre Aspergillus dans 2 prélèvements successifs est nécessaire. -La culture doit être positive, en abondance, sur tous les points d’ensemencement. -En l’absence de pathogène exemple : (un dermatophyte pour les onyxis). -L’examen direct doit être positif. -Si l’examen direct est négatif et la culture est positive il peut s’agir d’une contamination. 6 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 -En dehors des biopsies ou les ponctions de sites normalement stériles, un résultat positif examen direct ou culture (+) doit être confronté au contexte clinique, biologique (neutropénie ++), au bilan complémentaire (la détection d’antigènes et d’anticorps et la biologie moléculaire). 4-4- La recherche d’anticorps circulants : Les techniques les plus utilisées font appel à la diffusion et précipitation en milieu gélifié : immunoélectrophorèse, électrosynérèse → la présence d’au moins 3 arcs de précipitations est nécessaire pour porter le diagnostic d’aspergillose. La technique ELISA à l’avantage d’être plus rapide, automatisable et quantitative. Intérêt : Chez l’immunocompétent : Diagnostic ABPA, alvéolite extrinsèque allergique. Diagnostic d’aspergillome (3 à 10 arcs). Diagnostic d’une aspergillose localisée. Suivi sérologique : les réactions sérologiques se négativent en quelques mois, la remontée du taux des anticorps signe une récidive. Chez l’immunodéprimé : La recherche des anticorps est peu sensible en cas de l’aspergillose invasive (sujet immunodéprimés) 4-5- La détection d’antigènes circulants : en cas d’aspergillose pulmonaire invasive. Mise en évidence dans le sérum et autres liquides biologiques (exemple : LBA, liquide pleural) de galactomannane par deux sortes de techniques: - Technique d’agglutination sur particules de latex →Réponse rapide, faible coût mais manque de sensibilité. - Techniques immunoenzymatiques ( ELISA ) →Sensibilité et spécificité +++ (mais risque de faux +). Confirmer tout (+) par un 2ème prélèvement et refaire en parallèle le 1er (+) Intérêt : - Le suivi des sujets à risque (1à2 prélèvements/semaine). - Le suivi des patients sous traitement. 4-5-La biologie moléculaire Détection d’ADN aspergillaire par PCR (PCR en temps réel) → Pas de standardisation. 4-6-La spectrométrie de masse : pour une identification plus précise des espèces. 4-7- L’antifongigramme. 4-8- Le diagnostic anatomopathologique : Il est réalisé sur toute biopsie ou produit du curetage solide surtout sinusien. - la sensibilité des biopsies est plus importante. - il permet de préciser le caractère invasif tissulaire en cas d’aspergillose invasive. → L’étude anatomopathologique doit être complétée par une étude mycologique, d’autres champignons pouvant donner le même aspect. 7 Aspergillus et Aspergilloses Pr A. BASSAID : Maître de conférences classe « A » en Parasitologie-Mycologie. Faculté de Pharmacie d’Alger. Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 V- Traitement : Aspergillome : traitement chirurgical. En cas de contre indication, Amphotericine B en intracavitaire ou l’Itraconazole en cure prolongée sont parfois proposés. Aspergilloses localisées : supprimer la masse fongique par chirurgie, curetage ou drainage en association avec un traitement antifongique par voie orale (Itraconazole ou Voriconazole). Aspergilloses invasives : le traitement efficace est une urgence. Le traitement de 1ère intention est le Voriconazole (Vofend) IV : 6mg/kg/12h à j1 puis 4mg/kg/12h. En 2ème intention l’Amphotericine B forme liposomale (Ambisome) : 3 mg/kg/j. Si aspergillose réfractaire ou intolérance aux autres traitements : Caspofungine (Cancidas) : 70mg/j le 1er jour puis 50 mg/j. Itraconazole (Sporanox) per os : se donne en relais à l’amphotéricine B dans les traitements prolongés en raison de sa bonne tolérance. L’indication de la chirurgie est posée principalement dans la prévention de complications hémorragiques. Aspergilloses immunoallergiques Corticothérapie + soins locaux (bronchodilatateurs, mucolytiques) + éviction de l’allergène. Pour l’ABPA : corticothérapie + Itraconazole. VI- Prévention : La prévention du risque aspergillaire chez les patients immunodéprimés repose sur : 1- Le maintien des patients à risque dans un environnement protégé par le traitement de l’air (film HEPA) et la décontamination des surfaces. 2- Les mesures d’isolement (isolement protecteur : interdiction des plantes vertes, fleurs, poivre, fromage, thé, aromates, restrictions des visites). 3- Eviter les travaux de déconstruction et de démolition dans les hôpitaux et les services à risque (hématologie) ou cloisonner les zones de travaux. 4- Chimioprophylaxie primaire et secondaire : le posaconazole Conclusion : Les Aspergillus sont des champignons opportunistes, cosmopolites et ubiquitaires dans notre environnement. Les signes cliniques des aspergilloses ne sont pas spécifiques. Le diagnostic est difficile. Il doit associer des arguments cliniques, biologiques et radiologiques en fonction des facteurs de risque du patient. En dépit des progrès réalisés dans le diagnostic et dans le traitement, le taux de mortalité liée à l’aspergillose invasive ne diminue pas sensiblement, la prévention du risque aspergillaire est très importante. 8
Dr K.RAHAI Faculté de Médecine d’Alger 3 eme année Médecine. 2021/2022 Les nématodoses et nématodes à transmission per-os Généralités Les nématodes sont des vers ronds à corps cylindrique, non segmenté , leur tube digestif est complet , ne possèdent ni appareil respiratoire ni circulatoire, ils sont à sexe séparé et les mâles sont en général plus petits que les femelles (dimorphisme sexuel) Nous avons 4 familles :  Ascaridés.  Oxyuridés.  Trichinellidés.  Philoméridés.  Les ascaridés Ascaris lumbricoides : I. Agent pathogène 1) Adulte : C’est un ver blanc-rosé, spécifique à l’homme et responsable d’ascaridiose. La femelle mesure 20 à 25cm. L’extrémité postérieure est effilée. Le mâle mesure 15 à 17cm. L’extrémité postérieure est recourbée en crosse portant 2 spicules qui servent à la copulation. L’extrémité antérieure chez les deux sexes porte 3renflements, ce sont des lèvres qui entourent la bouche. 2) Les œufs : Œuf ovalaire, globuleux non embryonné à la ponte, de taille 55-75µm/30 à 40µm, il est entouré d’une coque (paroi) externe mamelonnée. 1 II. Biologie : - Les adultes vivent dans intestin grêle, se nourrissent de chyle (ils ne sont pas hématophages). - Les œufs non embryonnés à la ponte rejetés dans les selles doivent séjourner dans le milieu extérieur pour s’embryonner (donc l’auto-infestation n’est pas possible).ils sont très résistants. - L’homme se contamine en avalant des œufs embryonnés contenus dans les aliments ou l’eau souillée ou les mains sales. III. Le cycle évolutif L’homme se contamine en avalant des œufs embryonnés , 3h à 8h après ingestion, a lieu l’éclosion de l’œuf et la sortie de l’embryon dans l’estomac. L’embryon se transforme rapidement en larve qui traverse la paroi intestinale et de ce fait sera emportée par la circulation sanguine. Cette larve arrive au niveau du foie où elle séjourne 3 à 4j en subissant une mue, à partir de là elle remonte la veine cave supérieure → cœur droit → artère pulmonaire pour arriver jusqu’aux poumons où elle subit une 2ème mue. Ensuite les remonte l’arbre bronchique jusqu’au pharynx où elle est déglutie à la faveur d’une toux reflexe puis gagne le jéjunum où elle achève sa maturation jusqu’au stade adulte. Accouplement, la ♀ pond des œufs non embryonnés rejetés dans le milieu extérieur avec les selles 2 à 3mois après infestation. La longévité des adultes est de 1an. C’est un Cycle direct long monoxène avec migration larvaire. 2 IV. Etude clinique 1) Au cours de la migration larvaire :  Phénomènes pulmonaires prédominent, constituant le syndrome de Löffler: syndrome broncho-pulmonaire, fugace d’environ 8jours pouvant s’accompagner d’une insuffisance respiratoire.  caractérisé par une fièvre accompagnée d'une toux d'irritation et d'une hyperéosinophilie (30 à 50 %)  Sur le plan radiologique, on a une infiltration labile.  D’autres manifestations allergiques sont observées : prurit cutané, éruption généralisée 2) La période d'état Correspond à l’installation du vers adulte dans le grêle, signes cliniques sont le plus souvent discrets avec :  Troubles digestifs : coliques, des nausées de l’anorexie, des douleurs abdominales et des troubles du transit.  Manifestations allergiques : prurit, crises d'urticaire.  Parfois troubles nerveux, chez les jeunes enfants très fortement infestés dans les pays tropicaux, les enfants sont très agités la nuit, très irritables (action toxique des sécrétions des ascaris).  La complication est surtout chirurgicale : le vers peuvent enchevêtrer et pelotonner aboutissant ainsi à des occlusions intestinales, perforations et parfois à une hernie. La migration erratique peut être à l’origine d’angiocholite ou de pancréatite. V. Diagnostic Dépend des phases évolutives des vers:  Pendant la phase d'invasion tissulaire, Diagnostic séro-immunologique, avec recherche des Ac spécifiques par - hémagglutination passive - immunofluorescence indirecte mais il est rarement effectué. A ce stade l’hyperéosinophilie de 20 à 50 % est un bon élément d'orientation.  A la phase d'état, Mise en évidence des œufs dans les selles diagnostic de certitude, (examen coproparasitologique) VI. Traitement  Mebendazole (Vermox) 200 mg, 3 jours successifs. 3  Flubendazole (Fluvermal) 200 mg, 3 jours successifs. D’autres médicaments alternatifs :  Pamoate de pyrantel (Combantrin) 10 mg / kg de poids en 1 prise.  Albendazole (Zentel) 400 mg, en 1 prise. Après traitement faire examen de selles de contrôle VII. Prophylaxie L’homme constitue le seul réservoir :  Dépister et traiter les sujets parasités.  Protection des points d’eau et culture.  Bien se laver les mains.  Une bonne hygiène.  Lutter contre le péril fécal par assainissement des eaux usées.  Propreté des aliments.  Les oxyuridés Enterobius vermicularis : I. Agent pathogène C’est un ver rond blanc dont le nom commun est l’oxyure responsable d’oxyurose fréquente chez l’enfant et qui est cosmopolite. Le mâle mesure 3 à 5mm sur 200µm. La femelle mesure 10mm sur 500 µm L’extrémité postérieure du♂ est enroulée ou tronquée, recourbée portant un spicule en hameçon qui lui sert à la copulation et celle de la ♀ est effilée. L’extrémité antérieure des 2 sexes est dotée par une bouche munie de 3 lèvres puissantes pouvant se rétracter fortement et lui servir à la fixation. Ver♂ ver♀ œuf Les œufs : Les œufs sont transparents, lisses, ovalaires et asymétriques. De taille 55/30µm. Ils sont embryonnés à la ponte, mobiles et de ce fait sont responsables d’auto-infestation. 4 II. Cycle évolutif Les vers adultes vivent dans la région caecoappendiculaire, ils s’accouplent et la ♀gravide migre au niveau de la marge anale en forçant le sphincter anal (surtout la nuit) et s’y accroche fortement et expulse environ 10 000 œufs embryonnés immédiatement infestants (auto-infestation). La contamination se fait par ingestion des œufs retrouvés dans le milieu extérieur (environnement des patients : hôpital, crèche, pensionnat, caserne…) Les œufs restent viables pendant plusieurs jours dans les vêtements, draps, divers objets, sol, poussière… Après ingestion, on a la lyse de la coque par le suc duodénal et libération de la larve dans l’intestin et elle y subit plusieurs mues et devient adulte. Le cycle dure 3 à 4semaines (21jours). La longévité est de 3mois. C’est un cycle direct monoxène. III. La clinique : Le portage de l’E.v est possible (peut être asymptomatique). La symptomatologie est dominée par le prurit anal nocturne du à la morsure de la femelle sur le point de pondre. Ce prurit est exacerbé par les lésions de grattage et phénomènes allergiques. On peut avoir également des douleurs abdominales et des épisodes diarrhéiques. Chez l’enfant, on décrit traditionnellement : troubles nerveux, irritabilité et cauchemar. Chez la fillette, on a souvent une vulvite due à la migration de la ♀ au niveau de la vulve. IV. Diagnostic Les œufs sont rarement retrouvés dans les selles. Le meilleur procédé est le test de Graham=scotch test qui consiste à rechercher les œufs au niveau de l’anus. Le prélèvement s’effectue le matin avant toute toilette à la marge anale à l’aide d’un ruban adhésif. Celui-ci une fois collé sur une lame, est acheminé au laboratoire et examiné au microscope. On peut retrouver des adultes femelles à la surface des selles. 5 V. Traitement :  Fluvermal=flubendazole 100mg en prise unique.  Combantrin= pamoate de pyrantel Une seule prise. Il faut traiter tous les membres de la famille et collectivité par une dose répétée obligatoirement à 21j d’intervalle. VI. Prophylaxie : Hygiène contre l’auto-infestation :  Couper les ongles.  Brossage des doigts et des ongles.  Port de pyjama fermé la nuit.  Changement de vêtement de jour et de nuit et la literie le jour du traitement familier. Hygiène contre la dissémination :  TRT de toute la famille le même jour ou des collectivités.  Nettoyage des objets usuels.  Passer l’aspirateur régulièrement.  Les trichinellidés Trichuris trichiura I. Agent pathogène : C’est un ver rond responsable de la trichocéphalose tres répandue en zone chaude et humide. Les vers adultes sont de couleur blanchâtre et dont le corps est divisé en deux parties :  Les 2/3 antérieures sont filiformes implantée dans la muqueuse intestinale.  Le 1/3 postérieur pend dans la lumière intestinale, est plus renflé renfermant les organes, il est enroulé en spirale chez le ♂ et arqué chez la ♀. Les vers vivent dans le caecum et l’appendice et se nourrissent de sang. Les œufs : Ils ont une forme ovalaire caractéristique « en citron » de taille 20/25µm.ils possèdent une double coque épaisse et interrompue à chaque pôle par un bouchon muqueux. Ces œufs sont non embryonnés à la ponte. 6 II. Le cycle évolutif : L’homme s’infeste en ingérant les œufs embryonnés à partir de crudités ou d’eau souillée. Une fois avalé, il y aura libération de la larve dans le tube digestif qui se fixe après 5 mues dans la muqueuse caecale et devient adulte en un mois. Les vers adultes s’accouplent, les œufs non embryonnés sont pondus par la ♀ dans le milieu extérieur. La longévité du ver hématophage est de plusieurs années. III. La clinique : La trichocéphalose peut être asymptomatique, cependant dans les pays chauds et humides, on a les mêmes signes clinques que l’ankylostomose :Troubles digestifs ,anémie (par spoliation)….etc. IV. Diagnostic : L’HES est modérée constatée en fin de période d’incubation. Le Diagnostic de certitude est la mise en evidence des œufs dans les selles. V. Traitement : Identique à celui de l’ascaridiose mais on a un problème de résistance. Le médicament le plus utilisé est le :Fluvermal=flubendazole , En cure de 3jours, dosé à 100mg matin et soir. On peut utiliser également Zentel=albendazole. Trichinella spiralis I. Agent pathogène : Le ver responsable est vivipare et appartient au genre « Trichinella ». Cependant il existe des espèces autres que T.spiralis :  T.nelsonii.  T.nativa.  T.britori.  T.pseudospiralis. La trichinellose est une parasitose commune à l’homme et à de nombreux animaux sauvages et domestiques. Elle est retrouvée dans les pays tempérés. Les vers adultes sont transparents et petits. La ♀mesure 3.5mm/60µm elle est vivipare Le ♂mesure 1.5mm/40µm La larve Les larves nouveau né LNN mesure 100 à 160µm gagne la voie lymphatique puis la voie sanguine, le cœur gauche et la grande circulation. Elles pénètrent les muscles striés, s’enroulent en spirale dans la fibre musculaire atteignent une taille de 1mm = larve enkystée (survit plusieurs années) responsable d’une réaction granulomatose évoluant vers une sclérose. 7 II. Le cycle évolutif : Le cycle est auto-hétéroxène, L’homme contracte la trichinose en mangeant de la viande de porc ou de cheval le plus souvent, ou d’autres mammifères, mal cuite contenant des larves enkystées. Les vers adultes sont retrouvés dans l’intestin 24 à 36h après ingestion de viande. III. Clinique La gravité de la trichinose dépend de la charge parasitaire contractée par ingestion. Faibles infestations sont asymptomatiques Infestations massives peuvent être mortelles par choc allergique Trichinose caractérisée par triade symptomatique : - Œdème de la face et du cou. - Fièvre élevée (40 à 41° continue). - Myalgies intenses pouvant persister 15 jours. Accompagnés de manifestations allergiques. Cette triade est précédée par une diarrhée apparue 2 à 4 jours après le repas infestant. IV. Diagnostic : Dc d’orientation :  HES plus de 50% associée aux enzymes musculaires : CPK, aldolases .  Epidémiologie avec notion de repas, la clinique. Dc sérologique : Les techniques utilisées : L’immunofluorescence, ELISA, Western Blot pour la confirmer.  Test de Roth : sérum malade +trichines vivantes →précipitation. V. Traitement : Basé sur l’utilisation des benzimidazolés(Zentel*=Albendazole15mg/kg/j pendant 15j) associé à une corticothérapie. VI. Prophylaxie :  Bien faire cuire la viande (porc et cheval).  Surveillance des élevages, contrôle vétérinaire et inspection sanitaire des viandes dans les abattoirs. 8  Les philoméridés Dracunculus medinensis C’est un ver de guinée = filaire de Médine = fil d’Avicenne. I. Agent pathogène C’est un ver vivipare, connu en Amérique tropicale, en Afrique, en Asie, au sud de l’Inde, en Arabie saoudite et en Iran. La♀ blanchâtre mesure 50 à 1m/2mm. Le♂ mesure 4cm. Ces adultes filiformes vivent dans le tissu cellulaire sous cutanée. II. Le cycle évolutif : Cycle indirect à deux hôtes  HD = homme et mammifères domestiques, La femelle adulte dans le tissu sous-cutané migre vers le pied. Au contact de l'eau, les microfilaires sont déversés dans l'eau; Après la ponte, la femelle meurt et se calcifie  HI = cyclops (crustacé d'eau douce): ingestion des microfilaires. Les microfilaires libérées après ingestion du cyclops parasité avec eau de boisson, traversent la paroi du TD et vont migrer à travers les tissus pour se fixer dans les espaces cellulaires sous cutanés. Les femelles migrent dans le tissu sous-cutané «phlyctène », l'extériorisation des larves survient environ 1 an après l'infestation III. La clinique :  La dracunculose s’observe surtout en Afrique et en Asie.  L’incubation est longue et silencieuse=1an  La migration s’accompagne de phénomènes allergiques, surinfection et rupture du ver.  Sous la peau, on peut palper un cordon induré correspondant à la femelle. IV. Traitement :  Le seul traitement efficace est l’extraction traditionnelle et douce du ver en l’enroulant progressivement sur un bâtonnet à raison de 1cm /jour (constitue le Dc et le TRT en même temps).  Un TRT antibiotique peut être nécessaire en ca de surinfection. 9 V. Prophylaxie :  Filtration de l’eau de boissons.  Destruction des cyclops par le téméphos (abat).  Construction de puits protégés, forage et pompe pour empêcher le contact direct des malades avec l’eau et la dissémination des larves.  Traiter les sujets atteints.  Autres nématodes : Toxocara canis et Toxocara cati  Ascaris du chien ou du chat  Responsables de syndrome de larva migrans viscérale (LMV) chez l’homme qui s’infeste en avalant des œufs avec les aliments souillés.  L’homme n’est qu’un hôte accidentel (impasse parasitaire)  Il existe de nombreuses formes inapparentes ou bénignes. Dans les infestations massives on a des manifestations respiratoires, une hyperéosinophilie élevée, des manifestations allergiques (urticaire) et neurologiques (céphalées, convulsions)  Il existe une forme particulière de Larva migrans oculaire qui se manifeste par une uvéite ou une rétinite 10
UNIVERSITE D’ALGER 1 Faculté de Médecine Cours pour 3ème année Medecine Pr H. ZAIT Laboratoire de Parasitologie-Mycologie Année 2021-2022 Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.1Cours Pr Zait H.I- Introduction : Les dermatophyties ou dermatophytoses sont des affections causées par des champignons microscopiques qui ont une affinité pour la kératine de la peau et des phanères. Ils provoquent des mycoses superficielles, le plus souvent. II- Epidémiologie : Agents pathogènes : Les d e r m a t o p h y t es sont des champignons filamenteux à mycélium cloisonné. Leur caractéristique essentielle est d'attaquer la kératine de la couche cornée de la peau et les phanères (poils, cheveux, ongles …), d'origine humaine et animale. Ils sont donc kératinophiles et kératinolytiques. . Reproductions : possèdent reproductions : asexuée (anamorphe) et sexuée (téléomorphe). Classification : dermatophytes les deux types de Sur la base de la reproduction sexuée Règne : FUNGI Phylum : Ascomycotina Classe : Ascomycetes. Ordre : Onygenales Famille : Arthrodermataceae Genre : Arthroderma Sur la base de la reproduction sexuée Règne : FUNGI Phylum : Deuteromycotina (Fungi imperfecti) Classe : Hyphomycetes 7 genres: Epidermophyton, Trichophyton, Microsporum, Lophophyton, Nannizzia, Arthroderma et Paraphyton Origine, habitat et mode de contamination : Le réservoir naturel des dermatophytes est le sol. Certains des dermatophytes se sont adaptés à la vie parasitaire en infectant soit l’homme soit l’animal ou les deux. Les dermatophytes sont zoophiles, géophiles et anthropophiles. ▪Les dermatophytes transmis par l’ homme ou anthropophiles. La contamination se fait par les spores soit de manière:  Directe, par exemple lors d’un contact direct avec des enfants teigneux parasités par une espèce exclusivement humaine. Indirecte : sols souillés par les squames parasitées issues de « porteurs sains » ou malades (salles de bains, salle de sports, tatamis, piscine) ainsi que divers objets de toilette comme les peignes, les brosses, ou habillements comme les foulards, vêtements et chaussures. Exemples: M. audouinii, T. tonsurans T. schoënleinii E. floccosum, T. rubrum, T. interdigitale responsables de teignes scolaires favus Dermatophyties de la peau glabre Cours Pr Zait H- Dematophytoses-4eme Année-Pharmacie-2022.2Cours Pr Zait H.▪Les dermatophytes transmis par les animaux (et accidentellement à l'homme) ou zoophiles :. La contamination à l’homme se fait en général accidentellement à partir d’animaux d’élevage ou de compagnie (ils occasionnent une épidémie familiale autour de l’animal) ainsi que les petits mammifères sauvages porteurs de lésions apparentes (dans ce cas la contamination à lieu par les poils infectants déposés sur le sol). D’autres espèces zoophiles sont rencontrées de façon occasionnelle. Les professions exposées sont : les vétérinaires, le personnel des abattoirs, les agriculteurs par les animaux d'élevages… Exemples : Espèces M. canis T. verrucosum bovidés Animaux incriminés chiens, chats ▪Les dermatophytes géophiles ou telluriques: La contamination se produit à la suite d’un contact avec le sol souillé. Certains dermatophytes géophiles peuvent être impliqués en pathologie humaine (Ex: Nannizzia gypsea (ex M. gypseum), et T. mentagrophytes). Répartition géographique : est très diverse. Certains dermatophytes sont cosmopolites. Ex. N. gypsea, M. audouinii, E. floccosum D'autres ont une répartition plus limitée : Espèces T. concentricum M. ferrugineum T. Schoenleinii T. Soudanense Répartition géographique Extrême orient (Tokelau). Asie et en Afrique centrale Rive méditerranéenne Afrique occidentale. Facteurs favorisants : Sont nombreux et peuvent être: ▪Locaux : Chaleur, humidité, port de vêtements en tissus synthétiques, chaussures fermées, macération (des grands plis et petits plis), les traumatismes (atteinte du gros orteil chez les footballeurs) ▪ Des facteurs favorisant peuvent être liés : au mode de vie: sportifs… ou à la profession: agriculteurs, vétérinaires… ▪ Des facteurs généraux peuvent être d’ordre: immunologique (immunodépression), physiologique (hormonal) comme la puberté (on constate une disparition des teignes à la puberté), ainsi qu’à l’âge (en effet les individus de plus 15 ans ne présentent pas ou moins fréquemment des teignes du cuir chevelu) et enfin le sexe, il arrive que des lésions soient vues particulièrement chez un sexe uniquement comme l’herpès marginée de Hébra chez l’homme (lésions inguino crurales) III- Clinique : Les dermatophytes peuvent atteindre le cuir chevelu, les poils de la barbe, et des moustaches, la peau, les plis, les ongles. Ils occasionnent aussi des manifestations allergiques et plus rarement, une atteinte viscérales appelée maladie dermatophytique. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.3Cours Pr Zait H.Peau et Phanère atteints la peau cuir chevelu Ongles Appellation de la maladie Dermatophyties Teignes Onychomycoses ou onyxis A- Teignes du cuir chevelu (TTC): Les teignes tondantes sont l’apanage des enfants d'âge scolaire entre 4-12ans. Teignes microsporiques: La contamination peut être par un dermatophyte zoophile (ex: M. canis) ou anthropophile (ex: M. audouinii var langeronii). Elles sont à grandes plaques alopéciques (entre 2 à 5 cm) squameuses avec des cheveux cassés à quelques millimètres de leur émergence. Elles sont fluorescentes à la lumière de U.V ou de Wood. Sans traitement, évoluent jusqu'à à la puberté puis régressent. Souvent, associées à des épidermophyties circinées notamment lors des teignes zoophiles à M. canis. Chez l'enfant scolarisé, l'éviction scolaire est obligatoire quand le dermatophyte est anthropophile. En Algérie, M. canis est majoritaire et occupe ces dernières années le 1er rang des espèces responsables de TTC. Teignes trichophytiques : sont dues à des dermatophytes anthropophiles. Ici les plaques sont nombreuses, squameuses, de quelques millimètres qui tendent à confluer. Il n'y a pas de fluorescence à la lumière UV. Après traitement, ces types de teignes guérissent sans laisser de séquelles. Chez l'enfant scolarisé, l'éviction scolaire est obligatoire. Ex : T. tonsurans, T. violaceum, T. soudanense. En Algérie, T. violaceum varité glabrum est fréquente. Elle a occupé longtemps le 1er rang des espèces responsables de TTC. Elle est passée ses dernières années en 2ème position après M. canis. Récemment, l’espèce T. tonsurans rarement décrite à l’origine de teigne en Algérie a été diagnostiquée. Teignes suppurées (ou kérions de Celse) : ce type de teigne est dû aux dermatophytes zoophiles ou telluriques atteignent le cuir chevelu chez l'enfant et chez la femme alors que chez l'homme, ils siègent au niveau de la barbe (SYCOSIS) mais jamais sur le cuir chevelu. La lésion alopécique prend l'aspect d'un placard rond surélevé très inflammatoire de plusieurs centimètres rappelant l'aspect d'un macaron avec présence du pus (aspect en pomme d’arrosoir). L’évolution est régressive après traitement. Ex: agents responsables zoophiles (T mentagrophytes, T.verrucosum) mais aussi rarement, N.gypsea (géophile). Dans étude algérienne, les teignes inflammatoires suppuratives sont observées dans 3.85% Teignes faviques ou le favus : le favus est due à T. schoënleinii. Les cheveux atteints sont longs, ternes et frêles (ne cassent pas). Ils sont atteints par la base suite à l'accumulation de mycélium qui va former une petite croûte jaunâtre, friable, centrée par un cheveu. C’est le godet favique Les godets peuvent confluer pour former les croûtes faviques. Il n'y a pas de guérison spontanée à la puberté. L'alopécie résultante est définitive. L’espèce T. schoënleinii actuellement presque éteinte en Algérie, cependant très récemment décrite dans une famille à Tlemcen. Le diagnostic différentiel des teignes doit être établi avec les diverses parakératoses inflammatoires du cuir chevelu comme le psoriasis, la fausse teigne amiantacée, le pityriasis Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.4Cours Pr Zait H.capitis, le lupus érythémateux et le lichen plan. Les teignes inflammatoires simulent en premier lieu une staphylococcie, parfois un eczéma, ou un psoriasis du cuir chevelu. B- Les Lésions de la peau glabre : Les dermatophyties sont des atteintes de la peau glabre • Dermatophytie circinée (herpes circiné ): c’est une lésion érythémateuse prurigineuse qui s'étale pour former un anneau. Le bourrelet périphérique est rouge vésiculeux ou squameux, bien limitée avec une partie centrale guérit. Les lésions peuvent soit isolées soit multiples. Dans dernier cas, elles peuvent confluer et donner des contours polycycliques. Tous les dermatophytes peuvent occasionner des dermatophyties. Le diagnostic différentiel doit être établit avec l'eczéma nummulaire, le pityriasis rosé de Gibert, les lésions cutanées du lupus érythémateux systémique et le psoriasis..etc. • Les kérions : les kérions sont des atteintes suppurées des poils, du duvet ou des cheveux. Ils sont provoqués par des dermatophytes zoophiles (T. verrucosum) ou géophiles (N. gypsea). La lésion prend l’aspect de placards ronds érythémateux très en relief parfois avec la présence au niveau de chaque follicule pileux, d’une goutte de pus. • Tokelau est du à T. concentricum. Il existe en Amérique du sud (brésil) et centrale (Guatemala), ainsi qu’en Asie du sud Est. Il est caractérisé par des anneaux concentriques au niveau du dos, du thorax et des membres. La contamination est interhumaine (prédisposition raciale). L'évolution sans traitement est indéfinie. • Intertrigos : c’est l’atteinte des plis. − Les grands plis : Les plis touchés sont : les lis axillaires et les plis inguino -cruraux (Eczéma marginé de Hébra). Les lésions centrées par le pli présentent une bordure erythémato- vésiculeuse ou erythémato - squameuse, prurigineuse. Les agents responsables dans le cas d’une atteinte inguino-crurale, qui est de loin la plus fréquente, parmi les anthropophiles: T. rubrum, T. interdigitale rarement E. floccosum. Le diagnostic différentiel de cette lésion se fait avec: l’intertrigo candidosique et l'Erythrasma. − Les petits plis : L'intertrigo plantaire débute dans le dernier espace inter orteils. Dans ce cas la lésion s'appelle Athlèt's foot. Il s'agit d'une fissuration du pli accompagnée d'une hyper kératose d'aspect blanc nacré. L'extension peut se faire à la plante du pied, dos du pied, aux ongles. Les agents responsables: T. rubrum, T. mentagrophytes. Ces lésions sont favorisées par: la transpiration, chaussures fermées, sport…. Diagnostic différentiel se fait avec l’eczéma • Keratodermie de la paume : L'affection est subaiguë ou chronique plus souvent due à T. rubrum. La peau épaissie sur une base érythémateuse, prend un aspect squameux et farineux avec une consistance cartonnée Elle Touche plus le sexe masculin. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.5Cours Pr Zait H.C- Onyxis ou onychomycose: Les Onyxis dermatophytique ne s’accompagnent pas de perionyxis. Les espèces incriminées les plus fréquemment Ex: T. rubrum, T. interdigitale. On distingue plusieurs types d'onyxis:  Onyxis latéro-distale : Le dermatophyte prolifère à partir du bord libre disto- latéral en direction de la matrice provoque une hyperkératose (épaississement) sous unguéal. C’est la forme clinique la plus fréquente.  Leuconychies : Ce sont des taches blanches sur la tablette supérieure.  Onychomycose proximale : L'ongle est contaminé près de la lunule.  Onychodystrophie totale : Il s'agit d'une destruction totale des ongles. Diagnostic différentiel s'effectue avec les onychopathies (psoriasis, eczéma, lichen ….) et les onyxis à moisissures (Scytalidium, Arachnomyces nodosetosus (ex Onychocola canadensis) , Scopulariopsis, Aspergillus, Fusarium…) D- Autres affections dues aux dermatophytes rares: • Peri folliculite granulomateuse à dermatophytes. • Granulome de Majocchi • Mycétomes à dermatophytes • La maladie dermatophytique: A partir d'un foyer cutané qui remonte à l’enfance et qui tend se généraliser sur tout le corps avec formation de nodules pouvant s’ulcérer (atteinte du derme et de l’hypoderme, il y a possibilité d'envahir les tissus profonds). Les agents incriminés sont: T. violaceum, T. rubrum, T. schoënleinii. Cette affection existe en Afrique du nord et en Algérie. Elle survient sur un terrain familial présentant sur le plan immunologique un déficit autosomique récessif du gène CARD9. • Syndrome dermatophytique chronique à T. rubrum • Dermatophytides : sont des réactions allergiques. IV- Diagnostic 1. Les prélèvements : Les prélèvements doivent être recueillis dans des récipients stériles. Pour les prélèvements des cheveux, on pratique un grattage des squames et on arrache les cheveux à la pince et on effectue un écouvillonnage du pus si il en a. Pour les prélèvements d'ongle, on pratique grâce à un vaccinostyle un grattage jusqu'au contact des tissus sains. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.6Cours Pr Zait H.2. Examen direct: indispensable, il offre une réponse rapide. Eclaircissement du matériel opaque : Potasse, Noir chlorazole E pour les ongles et squames. Le chloral lactophénol est pour les cheveux et poils. Résultats de l'examen direct : Au niveau des squames et ongles, on observe des filaments mycéliens. Les cheveux et poils ou duvets sont parasités selon 05 modes parasitaires • Type favique : Assez nombreux filaments mycéliens intra-pilaires courts dits : tarses faviques. Le traitement des cheveux avec de la potasse on peut observer des bulles d’air dans le cheveu. Ex: T schoënleinii • Type d'endothrix : Très nombreux filaments mycéliens transformés en chaîne de grosses spores (aspect de sac à noisette). Ex : T. violaceum • Microsporique : on note la présence de quelques filaments mycéliens à l'intérieur du cheveu et une gaine continue de spores formant un manchon autour du cheveu. Ex: M. canis • Endo-ectothrix de type microïde : Quelques filaments mycéliens à l'intérieur du cheveu et à l'extérieur, on retrouve les chaînes de spores de 2 - 4µ. Ex: T. mentagrophytes • Endo-ectothrix ou de type macroïdes ou mégaspores : le même aspect que le type microide excepté que les spores sont de plus grosse taille de 4 à 6 µ. Ex : T. rosaceum. 3. Culture : L'ensemencement se fait stérilement sur  des milieux d'isolements qui sont Sabouraud+chloramphenicole et Sabouraud+ chloramphénicol+actidione.  des milieux d'identification comme par exemple: Lactrimel–Borelli, Extrait de malt … Incuber à une Température entre 25° - 30° pendant 4 semaines la lecture se fait toutes les semaines. L’identification se fait sur l’aspect phénotypique. 2. Techniques de biologie moléculaire appliquées dans le diagnostic par PCR des dermatophytes. Autres intérêts : Taxonomie, glod standard dans l’identification des espèces, détection des résistantes aux antifongiques. 3. Spectrométrie de masse : but est l’identification d’espèces de dermatophytes. Son avantage l’identification rapide des cultures jeunes, atypiques et qui ne fructifient pas. 4. Diagnostic immunologique Récemment, un test immunochromatographique a été élaboré dans le diagnostic. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.7Cours Pr Zait H.5. Anatomopathologie : L’examen anatomopathologique est indispensable en cas de maladie dermatophytique et peut être justifié dans les onychomycoses. V- Traitement : • Les épidermophyties et des atteintes des plis : Appliquer les topiques locaux: Topiques Dérivés Imidazolés Econazol : Pevaryl Ketoconazol : Ketoderm 2% durée du traitement pendant3 semaines Isoconazol : Fazol Triconazole : Trosyd Cliclopiroxolamine : Mycoster Terbinafine : Lamisil Pendant 1 semaine • Traitement de l'onyxis: Pathologie En cas d’onyxis simple En cas d’onyxis avec atteinte matricielle Médicament utilisé Amorolpine (Loceryl®) Ciclopiroxolamine (Mycoster®) Terbinafine (Lamisil®) en comprimé durée du traitement pendant 3 à 6 mois pendant 2 à 3 mois Traitement des Teignes : L’antibiotique fongistatique le plus utilisé est: la Griséofulvine (Griséofuline® = Fulcine®). Posologie : 15 à 20 mg / kg/j pendant 6 semaines + traitement local avec des dérivés imidazolés en lotion. En cas de teignes inflammatoires, on ajoute un corticoïde pendant quelques jours. Résistance des dermatophytes aux antifongiques : Depuis quelques années des cas de résistances aux antifongiques sont décrites. • La résistance à la terbinafine est associée à des mutations dans le gène Squalene Epoxydase (SQLE) pour T. rubrum, T. interdigitale et T. mentagrophytes type VIII (70% de résistances). Ici le traitement doit faire switcher vers les azolés. • La résistance concerne aussi les dérivés azolés. La surexpression de 2 gènes codant pour les transporteurs des antifongiques ce qui provoque une susceptibilité réduite aux azolés pour T. rubrum et T. mentagrophytes génotype VIII. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.8Cours Pr Zait H.VI- Prophylaxie : • Individuelle : ne pas s’échanger les objets de toilette, vêtement. En cas de teigne anthropophile l’éviction scolaire est obligatoire jusqu’à guérison. Couper les cheveux autour des lésions ou un rasage complet du crâne lors des teignes trichophytiques. Dans le cas particulier de l’athlet’s foot il faut se laver les pieds, essuyer les espaces inter orteils, porter des chaussettes en coton, ne pas échanger les serviettes, sandalettes, et éviter de marcher pieds nus dans les piscines. • Collective: o porter des sandalettes dans les douches publiques, piscines, hammams… o Dépistage des agents contaminateurs animaux ou humains et les traités. Cours Pr Zait H- Dematophytoses-3eme Année-Medecine-2022.9Cours Pr Zait H.
MALASSEZIA ET MALASSEZIOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 I. Introduction : Les Malassezia sont des levures commensales de la peau, elles sont kératinophiles, lipophiles et ou lipodépendantes. Ce sont des levures opportunistes : elles ne peuvent se multiplier et exercer leur pouvoir pathogène qu’en présence de facteurs favorisants bien identifiés. Elles sont responsables d'affections cutanées et plus rarement d'infections systémiques. II. Epidémiologie : 2.1. Agents pathogènes : Les levures Malassezia appartiennent à la classe des Deuteromycètes (ou champignons imparfaits) et plus particulièrement à la classe des Blastomycètes. Actuellement, on distingue 18 espèces de Malassezia impliquées en pathologie humaine et/ou animale. Elles sont toutes lipodépendantes, sauf M. pachydermatis. M.gobosa, M.restricta, M.sympodialis et M.furfur sont les plus isolées chez l’homme. 2.2. Morphologie : Le genre Malassezia se présente comme de petites levures (2 à 8 μm) globuleuses, ellipsoïdes à cylindriques, à bourgeonnement unipolaire, avec ou sans filaments courts et trapus. 2.3. Habitat naturel : Les levures Malassezia font partie principalement de la flore cutanée commensale. En raison de leur lipophilie, elles sont plus fréquentes au niveau des zones les plus riches en glandes sébacées (cuir chevelu, tronc, racines des membres). 2.4. Facteurs favorisants : Ils sont responsables du passage de l’état commensal → l’état pathogène. L'humidité, la chaleur, l'influence hormonale, les anomalies immunitaires, le stress, la malnutrition, la prédisposition génétique et l'utilisation des huiles corporelles. III. Manifestations cliniques : 3.1. Les atteintes superficielles : 3.1.1. Le pityriasis versicolor : C’est une mycose cutanée fréquente et généralement bénigne mais souvent récidivante. Elle siège sur le thorax, le cou et peut s'étendre sur tout le corps (sauf paumes et plantes).Le prurit est le plus souvent absent. M.gobosa est l’espèce la plus incriminée. Les formes cliniques les plus courantes sont :  la forme hyperpigmentée : il s'agit de macules de couleur brun chamois, finement squameuses, "signe du copeau".  la forme hypopigmentée : appelée aussi forme achromiante. 3.1.2. La dermite séborrhéique : C'est une dermatose fréquente favorisée par le stress et l'immunodépression. M.gobosa et M.restricta sont les plus isolées. Les lésions sont érythémato-squameuses prédominent aux sourcils, aux plis nasogéniens et à la lisière du cuir chevelu. Elle peut toucher, le tronc, le cou. Le prurit est habituel. Le pityriasis capitis est la dermite séborrhéique du cuir chevelu (état pelliculaire). 1 MALASSEZIA ET MALASSEZIOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine 2021-2022 Il existe la dermite séborrhéique du nouveau né et du nourrisson (croutes de lait). 3.1.3. Autres formes cliniques Les folliculites, les pustuloses néonatales, la blépharite ciliaire et les atteintes profondes. IV. Diagnostic : - Une fiche de renseignements → recherche de facteurs favorisants - Examen sous une lampe de Wood : qui peut donner une fluorescence vert jaunâtre. - Le prélèvement : on gratte les lésions et on récupère les squames. Dans le pityriasis versicolor, on réalise un scotch test cutané. - L’examen direct : (grossissement x40) : le diagnostic de pityriasis versicolor est confirmé par la présence des levures disposées en « grappes de raisins » (de 10 à 30 éléments) associées ou non à des pseudo-filaments. Dans la dermite séborrhéique : présence de levures bourgeonnantes en amas. - La culture : On ensemence les squames sur trois milieux : Sabouraud additionné de Chloramphénicol, Sabouraud additionné de Chloramphénicol et d’Actidione et un milieu renfermant une source de lipides. Incubation entre 32°C et 35°C, de 4 à 15 jours. Les milieux les plus utilisés sont le Sabouraud enrichi d'huile d'olive et le milieu de Dixon. L’identification du genre Malassezia est basée sur la lipophile, la microscopie et l’uréase positive. Celle des espèces peut être phénotypique ou moléculaire. V. Traitement et prévention L’éradication des facteurs favorisants est nécessaire pour la prévention et la guérison. En général, le traitement local des malasseziozes est bien toléré et efficace sans pour autant d’éviter les rechutes. 5.1. Dans le pityriasis versicolr : Il existe actuellement des gels moussants à application unique. Les azolés les plus utilisés sont : Kétoconazole (Ketoderm®), Econazole (Pevaryl®), Miconazole (Daktarin®). Le traitement par voie générale dans les formes étendues et résistantes. 5.2. Dans les formes communes de la dermite séborrhéique : Le traitement local suffit. Il est basé sur les produits d'hygiènes dermatologiques kératolytiques, antiseptiques associés à un antifongique topique. Au début du traitement, des dermocorticoïdes peuvent être transitoirement associés. Un traitement par voie orale, dans les formes résistantes au traitement local serait nécessaire. Conclusion Les Malassezia sont des levures opportunistes, kératinophiles et lipodépendantes. Les Malassezioses les plus fréquentes sont : le pityriasis versicolor et la dermite séborrhéique. L’examen mycologique est souvent concluant dans le diagnostic du pityriasis versicolor (levures disposées en grappes de raisin). La culture est recommandée dans les infections à Malassezia qui ne sont pas typiques et pour l’identification des espèces. En général, le traitement local des malasseziozes est bien toléré et efficace sans pour autant d’éviter les rechutes. L’éradication des facteurs favorisants est nécessaire pour la prévention et la guérison. 2
CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 I. Introduction : Les candidoses sont des mycoses cosmopolites, provoquées par des levures opportunistes appartenant au genre Candida. Le pouvoir pathogène de ces levures ne s'exprime qu'en présence de facteurs favorisants locaux ou généraux. Elles sont à l’origine d’infections superficielles (bénignes) ainsi que d’atteintes profondes ou disséminées (graves). Ces dernières sont rencontrées chez des patients immunodéprimés. II. Epidémiologie : 2.1. Agents pathogènes : Les levures du genre Candida appartiennent à la classe des Deuteromycètes (ou champignons imparfaits) et plus particulièrement à la classe des Blastomycètes. Le genre Candida (C) compte plus de 200 espèces. Une vingtaine est responsable d’infections humaines. C. albicans est la principale levure impliquée en pathologie humaine. D’autres espèces sont aussi impliquées telles que : C. glabrata, C. parapsilosis, C. tropicalis et C. krusei. 2.2. Morphologie : Le genre Candida regroupe des levures sous forme arrondie ou ovalaire, de 4 μm à 8 μm, non pigmentées, non capsulées, à bourgeonnement multilatéral, capables de former des filaments (par exemple C. albicans) ou non (par exemple C. glabrata). La macroscopie de la culture montre, en général, des colonies blanches, crémeuses et lisses. 2.3. Habitat naturel : C. albicans, principale levure impliquée en pathologie humaine, est un commensal des muqueuses digestives et génitales. Elle n’est pas retrouvée naturellement sur la peau. C. glabrata a une écologie proche de C. albicans. C. parapsilosis est une levure fréquente de la peau mais pas du tube digestif. De nombreuses espèces vivent dans le milieu extérieur et peuvent se retrouver accidentellement dans le tube digestif suite à leur ingestion : C.tropicalis (sol, eau, céréales), C.krusei (jus de raisin) et C.kefyr (produits laitiers fermentés). 2.4. Facteurs favorisants : Ils sont responsables du passage de l’état commensal à l’état pathogène.  Facteurs intrinsèques (liés à l’hôte) : Il peut s’agir des facteurs physiologiques (enfants, sujets âgés, femmes enceintes), locaux (humidité, transpiration macération, abus d’usage d’un savon acide…) ou liés au terrain du 1 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 patient : diabète, immunodépression, maladies néoplasiques aaiinnssii que toutes les maladies qui entrainent un affaiblissement de l’état général ou de l’immunité.  Facteurs extrinsèques (iatrogènes) : Les traitements médicamenteux : l’antibiothérapie à large spectre, les immunosuppresseurs, les corticoïdes, la radiothérapie, les hormones contraceptives et les antiseptiques. Les agressions chirurgicales : pose de cathéters veineux ou de sondes, les transplantations d’organes, les chirurgies digestive et cardiaque. III. Physiopathologie :  Candidoses superficielles : L'adhérence aux cellules épithéliales, la multiplication des levures et leur filamentation possible sont à l'origine de lésions cutanéomuqueuses inflammatoires.  Candidoses profondes : - Le commensalisme : la présence de levures dans le tube digestif, en particulier C. albicans, en équilibre avec la flore locale. C’est l’origine endogène de la contamination. Les levures peuvent pénétrer également par voie exogène : cathéters, sondes et manuportage. Elle peut être la cause d’une contamination nosocomiale. - La colonisation : le Candida se multiplie, sous forme de levure, en quantité plus importante qu'habituellement, quand les conditions locales sont favorables (facteurs favorisants). Cette multiplication s’accompagne également de la formation de biofilms, sur le matériel étranger ou sur les muqueuses, rendant la levure moins accessible aux antifongiques. Les traitements anticancéreux (cytolytiques) et les interventions sur le tube digestif altèrent la muqueuse, favorisant le passage des levures à travers cette muqueuse digestive. -L’infection : la levure se multiplie et devient pathogène, prenant une forme filamenteuse qui est une forme de résistance à la lyse par les polynucléaires neutrophiles et capable d'adhérence et d'envahissement tissulaire. Elle est responsable de l’infection candidosique et des symptômes observés. IV. Clinique : 4.1. Les candidoses superficielles avec atteinte des muqueuses : 4.1.1. Candidoses oropharyngées : Cliniquement : douleurs, dysphagie, goût métallique. Il existe 03 formes :  Le muguet ou la forme pseudomembraneuse: la muqueuse buccale et la langue sont recouvertes d’un enduit blanchâtre qui en se détachant révèle une muqueuse rouge érosive. Candida albicans est l’espèce isolée.  La forme erythémateuse atrophique : au niveau du palais et le dos de la langue, la muqueuse est luisante, rouge et la langue dépapillée. 2 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022  La candidose hyperplasique ou pseudo tumorale : plaques blanc-jaunâtre au niveau de la muqueuse jugale et de la langue. La perlèche et la chéilite accompagnent les candidoses oropharyngées : - La perlèche est une fissuration et inflammation des commissures labiales, avec un fond crouteux qui gène l’ouverture de la bouche. - La chéilite est une lésion érythémateuse et érosive des lèvres. La langue noire villeuse est une hypertrophie des papilles aboutissant à la formation de véritables villosités prenant une couleur noir. L’étiologie ne serait pas que candidosique ni, d’une manière plus générale que fongique. 4.1.2. Candidose digestive : Tout le tube digestif peut être touché mais l'œsophage est la localisation la plus commune. -L'œsophagite à Candida est un marqueur de l'infection à VIH. Cliniquement : dysphagie et douleurs rétrosternales. L'endoscopie révèle des colonies blanc-jaunâtre pseudomembraneuses. 4.1.3. Candidoses génitales : La candidose vulvo-vaginale est l’une des plus fréquentes infections gynécologiques de la femme en période d’activité génitale. Elle est le plus souvent due à C. albicans Elles sont hormonodépendantes et favorisées par la prise d’antibiotiques à large spectre et le diabète mal contrôlé. Les symptômes sont peu spécifiques : un prurit vulvaire intense, leucorrhées blanchâtres (lait caillé), brulures et dyspareunie. Chez l'homme, la candidose génitale se manifeste par une balanite : lésions érythémateuses à centre pultacé, parfois lésions sévères érosives, recouvertes d’un enduit blanchâtre. →Rechercher un diabète. →Rechercher une candidose génitale chez la ou les partenaires. 4.2. Les candidoses superficielles avec atteintes cutanées et unguéales : 4.2.1. Intertrigo : L’aspect d’un intertrigo à Candida est évocateur avec l’enduit blanchâtre au fond du pli, habituellement crevassé. Les lésions sont souvent prurigineuses. Il peut siéger au niveau des grands plis (plis inguinaux, axillaires, abdominaux, sous mammaires, inter fessiers) et ou au niveau des petits plis (interdigitaux, interorteils, ombilicaux, rétro- auriculaires, commissures labiales). 3 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 4.2.2. Onyxis et périonyxis : Les onychomycoses à Candida sp sont beaucoup plus fréquentes aux niveaux des mains qu’aux niveaux des pieds. Elles sont fréquentes chez la femme et C. albicans est l’espèce la plus souvent incriminée. Classiquement, l’onychomycose à Candida débute par une atteinte des tissus péri-unguéaux. Le périonyxis est une inflammation sous forme d’un bourrelet rouge et douloureux du pourtour de l’ongle, qui peut devenir purulent. L’onyxis (atteinte de l’ongle) est secondaire, par invasion de l’ongle sur le bord proximal, l’ongle devient rugueux, strié et brunâtre et l’évolution peut aboutir à une onychodystrophie totale. L’extension aux autres ongles peut se voir. 4. 3. Les candidoses profondes et systémiques : immunodéprimés, hospitalisés en réanimation, Elles surviennent chez des patients hématologie, maladies infectieuses, transplantations, grands brûlés et cancérologie. Elles se situent au 4ème rang des infections nosocomiales. Morbidité et mortalité (40 à 60%). Une candidémie : elle correspond à la présence d’au moins une hémoculture (+) à Candida sans signes de dissémination. Une candidose disséminée : c’est une septicémie à Candida compliquée d’une atteinte d’au moins deux organes ou sites stériles non contigus. Une candidose profonde : correspond à l’atteinte d’un seul site stérile avec ou sans septicémie à Candida (exemple : péritoine). Symptomatologie : il n’existe pas de symptomatologie spécifique : →Une fièvre irrégulière résistante aux antibiotiques à large spectre +++. → Altération de l’état général. → Frissons = signe la décharge de levures dans l’organisme. → Myalgies, troubles cardiovasculaires (TA↓, tachycardie). → Les candidoses systémiques se manifestent aussi par des manifestations cutanées = papulopustules au tronc et aux extrémités. →De même, des manifestations oculaires ( Un fond d’œil doit être effectué chez tout patient ayant une candidémie ou suspect de candidose systémique), →d’autres localisations de candidoses disséminées : cardiaque (endocardite à Candida de pronostic très sombre), hépatosplénique ou candidose disséminée chronique. V. Diagnostic au laboratoire : Il repose sur l'examen direct, la culture et la sérologie (à l'exception des atteintes superficielles pour lesquelles la sérologie n'a pas d'intérêt). Les prélèvements doivent être réalisés, en quantité suffisante, dans des récipients stériles, à distance de tout traitement antifongique local ou général et acheminés rapidement au laboratoire accompagnés d’une fiche de renseignements. 4 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 5.1. Diagnostic des candidoses superficielles : Le diagnostic mycologique est le diagnostic de certitude. Il permet la mise en évidence de la levure du genre Candida. 5.1.1. Les prélèvements accompagnés des fiches de renseignements : Lésions cutanées sèches, onyxis : gratter entre la zone atteinte et le zone saine. Périonyxis → presser le bourrelet érythémateux et prélever avec l’écouvillon stérile. Muqueuses, lésions suintantes → frotter les lésions avec l’écouvillon humidifié stérile. 5.1.2. Examen direct : L’examen direct positif permet une orientation rapide du diagnostic. Les levures apparaissent sous forme arrondie ou ovalaire, éventuellement bourgeonnantes (grossissement x40). La présence des filaments mycéliens est en faveur de la pathogénicité des Candida. Un résultat négatif ne permet pas d’écarte le pas le diagnostic d’une candidose. 5.1.3. Culture et isolement : Quelque soit le résultat de l’examen direct, les cultures sont réalisées sur milieu de Sabouraud additionné de chloramphénicol et sur Sabouraud additionné de Chloramphénicol et d’Actidione. L’incubation est à 25-30°C et à 37°C pendant 24- 48 h. ►Les colonies de levures sont blanc crème. La culture sur les milieux chromogéniques permettent au même temps un isolement et une identification (après 24-48h) selon leur couleur. 5.1.4. Identification de la levure Candida : - Les levures du genre Candida sont classiquement identifiées en se basant sur les critères phénotypiques : aspect macroscopique et microscopique, la filamentation dans le sérum (ou test de germination), la formation de chlamydospores sur milieu pauvre et l’assimilation de certains sucres à l’aide de galeries d’identifications commerciales. Il existe également des tests d’identification simples et rapides (anticorps monoclonaux). - Actuellement, la biologie moléculaire et la spectrométrie de masse de type MALDI-TOF permettent une identification plus rapide et fiable. 5.2. Diagnostic des candidoses profondes et systémiques : Le diagnostic des candidoses profondes repose sur un faisceau d’arguments : épidémiologiques, cliniques, radiologiques, histologiques et biologiques. 5.2.1. Hémoculture L’hémoculture, sur milieux standards ou spécifiques pour levures, est un examen clé dans le diagnostic des candidoses profondes, mais il manque de sensibilité Une hémoculture négative n’élimine pas le diagnostic mais une seule hémoculture positive confirme le diagnostic. Les hémocultures doivent être répétées au moment des pics fébriles. 5.2.2. Examen mycologique des prélèvements profonds Toutes les lésions accessibles à la ponction ou à la biopsie seront prélevées pour étude mycologique (examen direct avec culture à 37°C, de 1 à 4 semaines) et examen anatomopathologique. 5 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 ►La présence de levures avec ou sans filaments mycéliens affirme le caractère pathogène du champignon, au même titre que l’histologie. Un résultat négatif n’écarte pas le diagnostic. 5.2.3. Examen mycologique des prélèvements périphériques : Ils sont effectuée chez un patient à risque au niveau de plusieurs sites (bouche, expectoration, selles, urines par exemple). La quantité de colonies de levures isolées en culture est proportionnelle au risque d'infection. 5.2.4. La recherche d’antigènes circulants La recherche de mannanes ou de β (1,3) –D-glucane. 5.2.5. La recherche d’anticorps anti-Candida Son interprétation est délicate car il est difficile de distinguer les patients infectés des patients colonisés et les patients immunodéprimés ont souvent une faible réponse anticorps. ►Les meilleurs résultats ont été obtenus en couplant la recherche d’antigènes circulants de mannanes et celle et d’anticorps circulants anti-mannanes. 5.2.6. Techniques de biologie moléculaire La biologie moléculaire permet la détection et l’identification combinées du Candida. C’est un diagnostic précis et rapide avec une sensibilité et spécificité élevées, mais le manque de standardisation et leur coût actuel important freinent leur usage en routine. 5.2.7. Test de sensibilité in vitro aux antifongiques (antifongigramme) Il devrait être réalisé lors d’infections profondes, les infections superficielles récidivantes ou résistantes aux traitements. VI. Traitement et prévention Il faut supprimer les facteurs favorisants et maitriser la maladie sous-jacente pour une meilleure réponse thérapeutique. C’est la localisation de la candidose présentée par le malade qui décidera de l’utilisation de l’antifongique. 6.1. Les candidoses superficielles Candidoses cutanées : prescription d’une forme locale -Kétoconazole (Kétoderm®): crème 2%→1application 2x /j 1à 2 semaines. -Econazole (Pevaryl®) : lait 1%, crème 1%, spray→1application 2x/j 1à 2 semaines. -Amphotéricine B (Fungizone®): lotion → 2 à 4 applications / j 2 semaines. -Ciclopiroxolamine (Mycoster®): crème, spray →2 applications / j 3 semaines. -Miconazole (Daktarin®): gel, lotion → 2 applications / j 1à 2 semaines. En cas de récidive ou de forme sévère, on associe un antifongique par voie systémique : Fluconazole (Triflucan®) gélule. Candidose unguéale Application de (imidazolé, cyclopiroxolamine, amorolfine) jusqu'à la repousse saine de l'ongle s’il n y a pas d’atteinte matricielle. topiques antifongiques ou de filmogènes solutions 6 CANDIDA ET CANDIDOSES Pr A. BASSAID : Maître de conférences A en Parasitologie-Mycologie Cours de 3ème année Médecine. 2021-2022 Si atteinte matricielle ou d'atteinte de plusieurs ongles avec périonyxis important : fluconazole gélule : 1 gélule de 50 mg/ j ou 150 mg / semaine pendant 6 à 8 semaines. Candidoses oro-pharyngées Lésions discrètes : topiques (Amphotéricine B suspension, Nystatine, Miconazole gel buccal). Lésions sont étendues : Fluconazole per os 7 à 14 j (sauf si infection à C.glabrata ou C. krusei). Itraconazole (Sporanox®) en solution buvable peut également être prescrit. Posaconazole en suspension buvable est aussi préconisé. Candidoses génitales La vulvo-vaginite à Candida : ovules d'imidazolés à libération prolongée. La balanite à Candida : imidazolés locaux. 6.2. Les candidoses profondes et systémiques Le consensus international est de traiter rapidement tout épisode de candidémie. Chez les patients ayant une neutropénie, la plupart des experts recommandent d’utiliser un agent fongicide, couvrant toutes les espèces de Candida (échinocandines, polyènes) plutôt que les agents fongistatiques (comme les azolés) qui ne couvrent pas toutes les espèces observées chez de tels patients. 6. 3. Chimio-prophylaxie La prophylaxie médicamenteuse est réservée aux patients présentant des facteurs de risque majeurs (neutropéniques, antibiothérapie à large spectre et prolongée, …). Le Fluconazole (400mg / J) actif sur C. albicans est proposé, mais son utilisation en prophylaxie est responsable de l’émergence croissante des autres espèces opportunistes du genre Candida notamment C. krusei et C. glabrata. Conclusion : Les Candida sont des levures opportunistes. Le spectre clinique des candidoses est très varié, allant d’atteintes superficielles cutanées ou muqueuses très fréquentes, jusqu’à des atteintes profondes et systémiques que l’on rencontrera principalement en milieu hospitalier. Les candidoses profondes et systémiques sont une urgence thérapeutique  nécessité d’un diagnostic rapide et la mise en route d’un traitement antifongique adéquat. 7
SYMPATHOLYTIQUES Adrénolytiques alpha Pharmacologie fondamentale des adrénolytiques Effets cardio-vasculaires essentiellement, le tonus artériolaire (et veineux) sont déterminés en grande partie par les activités des récepteurs alpha du muscle lisse vasculaire. ◦ Les alpha bloquants: - diminution de la résistance vasculaire et de la pression artérielle (par blocage des effets vasoconstricteurs de l’adrénaline). - La diminution du tonus vasculaire est accompagnée d’hypotension orthostatique et de tachycardie réflexe. 1- Phentolamine ◦ Antagoniste compétitif des récepteurs alpha adrénergiques. ◦ Vasodilatation par réduction de la résistance vasculaire périphérique, par un effet de blocage du récepteur alpha et par une action non- adrénergique sur le muscle vasculaire. ◦ action sur les récepteurs alpha 1 et alpha 2. 2- Tolazoline ◦ Effets semblables à la phentolamine, mais présente une biodisponibilité moindre. ◦ Indications: Affections entraînant une vasoconstriction. 3- Phenoxybenzamine ◦ Bloqueur irréversible du récepteur alpha, ◦ Longue durée d’action (14 a 18 heures). ◦ Action sélective sur le récepteur alpha 1, moins prononcée que la prozacine. ◦ bloque la vasoconstriction induite par les catécholamines, réduction du tonus sympathique, quand celui-ci se trouve élevé. ◦ Les effets indésirables sont une hypotension orthostatique, tachycardie, trouble de l’éjaculation et quelques effets sur le système nerveux central : fatigue, nausée, somnolence, en sont la manifestation principale. 4- Prazocine ◦ antagoniste des récepteurs alpha. ◦ Prazocine est un alpha bloquant sélectif des récepteurs alpha 1, possédant très peu d’affinité pour le récepteur alpha 2. ◦ Prazocine provoque un relâchement du tonus vasculaire artériel et veineux. Elle est utilisée dans le traitement de l’H.T.A. Pharmacologie clinique des adrénolytiques Alpha Phéochromocytome ◦ Tumeur médullo-surrénale : libération d’adrénaline et noradrénaline. D’où HTA, tachycardie, troubles du rythme cardiaque. ◦ Phentolamine: moyen diagnostic du phéochromocytome. ◦ Actuellement: dosage de l’ac. 3-4 hydroxymandélique, au niveau urinaire pour le diagnostic de cette maladie. ◦ Les alpha bloquants: Préparation à l’intervention chirurgicale du malade. pour éviter les pics hypertensifs lors de la manipulation en per-opératoire de la tumeur. La durée du traitement d’une semaine à quelques semaines. ◦ La phénoxybenzamine: traitement chronique de patients présentant des phéochromocytomes avec métastases par exemple. Hypertension artérielle chronique ◦ La prazocine peut être utilisée en cas de traitement de l’H.T.A. légère à modérée. ◦ L’effet indésirable majeur: hypotension orthostatique, sévère lors de l’administration de la première dose. Affections vasculaires périphériques ◦ La maladie de Raynaud: caractérisée par une vasoconstriction périphérique réversible, améliorée par un traitement à la phentolamine, tolazoline ou phenoxybenzamine. ◦ Cependant un certain nombre de patients répondent mieux aux anticalciques. En cas d’ischémies iatrogènes ◦ Provoquées par une effraction extravasculaire de la noradrénaline ou un agoniste alpha lors d’une administration intraveineuse. ◦ Dans ce cas l’agoniste provoque une ischémie des tissus au voisinage de la veine par vasoconstriction, que l’administration de l’on peut stopper grâce à phentolamine. Adrénolytiques Bêta ◦ Pharmacologie fondamentale des adrénolytiques ◦ Les bêta(-) empêchent l’action des catécholamines et autres agents bêta stimulants. ◦ Il s’agit d’antagonistes bêta. Il existe, cependant quelques différences dans les effets antagonistes bêta qui peuvent être mises au compte de leurs affinités respectives pour les récepteurs bêta 1 et bêta 2. Propriétés pharmacologiques des bêta bloquants Médica- ment Sélectivité Activité Agoniste Partielle Effets Stabilisant membrane Demi-vie (h) Biodisponi- bilité (%) Acébutolol B.1 Aténolol B.1 Métoprolol B.1 Nadolol Pindolol Propranolol Timolol 0 0 0 0 + 0 0 0 + 0 0 + 0 + 0 + + 0 3-4 6-9 3-4 14-24 3-4 4-6 4-5 50 40 50 33 90 30 * 50 Effets sur le système cardio-vasculaire ◦ Les Bêta bloquants diminuent la pression artérielle du sujet souffrant de H.T.A. Les mécanismes impliqués sont : ◦ cardiaques : par effet inotrope négatif. ◦ Vasculaires : par une vasodilatation secondaire au blocage des récepteurs bêta 2 adrénergiques. ◦ Autonomes : blocage du SNS ayant des conséquences sur le système rénine-angiotensine-aldostérone. Effets sur l’appareil respiratoire ◦ Le blocage du récepteur bêta 2: bronchoconstriction dangereuse chez le sujet asthmatique. ◦ D’un point de vue théorique les bêta (-) bêta 1 sélectifs, comme l’acébutolol ou l’aténolol, devraient avoir moins d’effets broncho constricteurs. En pratique une telle hypothèse s’avère souvent fausse, car la sélectivité n’est jamais absolue. ◦ Il vaut mieux éviter toute utilisation de bêta(–) chez le sujet asthmatique. Effets oculaires ◦ Les bêta bloquants la pression intraoculaire chez le glaucomateux par diminution de la production d’humeur aqueuse. réduisent Effets métaboliques et endocriniens ◦ Les bêta bloquants inhibent la glycogénolyse hépatique, ce qui peut mener a une hypoglycémie aggravée chez les sujets diabétiques insulino-dépendants ou pancréatectomisés, et lors d’une réserve insuffisante en glucagon (hormone hyperglycémiante). ◦ Les bêta bloquants: augmentation de la concentration plasmatique en triglycérides (VLDL) et une diminution de la concentration en lipoprotéines (HDL). Autres effets ◦ Un effet anesthésique local est possible par une action dite de stabilisation membranaire, due a un blocage localisé des canaux a sodium. Cependant, cet effet est obtenu à des doses élevées par rapport en a thérapeutique. utilisons habituellement nous que ce Pharmacologie clinique des adrénolytiques beta ◦ Hypertension artérielle ◦ Médicaments de choix dans le traitement de l’H.T.A. ◦ Ils peuvent être utilisés seuls, parfois ils doivent être associés à un diurétique ou un vasodilatateur. Cardiopathies ischémiques ◦ Les bêta bloquants réduisent le travail cardiaque et la le myocarde. Ils consommation d’oxygène par améliorent par conséquent les troubles d’efforts dus à l’angine de poitrine. ◦ Certains travaux scientifiques font état d’une amélioration de la mortalité en cas d’infarctus du myocarde, lors d’une administration prolongée des bêta bloquants. Troubles du rythme cardiaque ◦ Les bêta bloquants sont efficaces dans le traitement des arythmies supra-ventriculaires et ventriculaires. ◦ Les bêta bloquants agissent par augmentation de la période réfractaire cardiaque, ce qui diminue les excitations en cas de flutter auriculaire et fibrillations. Ils sont efficaces aussi en cas d’extrasystoles et de ventriculaire, foyers secondaires aux effets des catécholamines. d’excitabilité ectopiques Glaucome ◦ Timolol en gouttes ophtalmo abaisse la pression intraoculaire. ◦ Par diminution de la production d’humeur aqueuse par le corps ciliaire du fait d’une action via un blocage de l’AMP cyclique. ◦ L’efficacité du timolol comparée à la pilocarpine semble équivalente dans le glaucome à angle ouvert. Cependant des effets secondaires cardiaques et bronchiques ont été observés chez certains malades traités au timolol intraoculaire (ne pas oublier de recommander au malade de faire une pression digitale sur l’angle interne de l’œil, lors de l’administration de ce médicament). Hyperthyroïdie ◦ Dans l’hyperthyroïdie l’activité adrénergique est importante, particulièrement sur le cœur. ◦ le propranolol agit en bloquant les récepteurs adrénergiques et probablement aussi par un blocage de la reconversion périphérique de la thyroxine en tri- iodothyronine. Troubles neurologiques ◦ Efficacité du propranolol dans le traitement de la migraine, les tremblements musculaires, les manifestations somatiques des états d’anxiété. ◦ Les mécanismes d’action n’ont pas été encore bien élucidés. . Intoxication aux bêtabloquants A côté d’effets relativement rares (fièvre, éruptions cutanées), il ya des effets sur le système nerveux central (fatigue, insomnies ; état dépressif). ◦ Les bêtas bloquants non sélectifs : - Aggravent l’état asthmatique et les syndromes obstructifs bronchiolaires. - Ils dépriment l’excitabilité et la contractilité cardiaque, ils doivent être utilisés avec précautions en cas d’infarctus du myocarde et d’insuffisance cardiaque compensée. Il a été rapporté des accidents d’insuffisance cardiaque lors d’emploi de faibles doses de propranolol chez certains individus (existe-t-il une sensibilité particulière à la drogue chez certaines personnes ?) Suite … ◦ Les bêta bloquants présentent des interactions avec des anticalciques comme le vérapamil : bradycardie, hypotension, troubles de la conduction intracardiaque, insuffisance cardiaque ont été rapportés (attention à l’association du timolol intraoculaire et de vérapamil oral ). ◦ Ne jamais interrompre brusquement un traitement chronique aux bêtas bloquants, risques d’aggravation des affections ischémiques cardiaques. ◦ Les bêtas bloquants sont responsables d’accidents hypoglycémiques chez le sujet diabétique insulinodépendant ( bien ajuster la dose d’insuline). ◦ Il faut aussi retenir que les bêtas bloquants peuvent masquer les signes de l’hyperthyroïdie Les médicaments antihypertenseurs par effets sur le système nerveux autonome ◦ Sympatholytiques à action centrale ◦ Méthyldopa et clonidine : réduisent le flux sympathique provenant des centres vasopresseurs du tronc cérébral. ◦ Méthyldopa est transformée en alpha-méthyle noradrénaline qui stimule les centres adrénergiques au niveau central et, intervient comme faux transmetteur(elle est libérée à la place de la noradrénaline) à la partie périphérique. ◦ Clonidine : possède une action hypotensive en agissant sur les récepteurs alpha 2 centraux. Ganglioplégiques ◦ Le triméthaphan bloque les récepteurs cholinergiques du type nicotinique des ganglions sympathiques et parasympathiques .En plus, il a été prouvé récemment que les ganglioplégiques nicotinique de bloquent directement la plaque l’acétylcholine à neuromusculaire. la manière des bloqueurs de récepteurs les ◦ Le trimetaphan est administré par voie intraveineuse en neurochirurgie pour provoquer des hypotensions contrôlées lors d’interventions. A part cette indication, il a été abandonné dans le traitement ambulatoire de l’H.T.A. a cause des effets gravissimes de la sympathoplégie (hypotension orthostatique grave, troubles de la libido), et de la parasympathoplégie (constipation, rétention urinaire, accidents glaucomateux, sécheresse de la bouche, vision floue etc…). ◦ En bref, les ganglioplégiques ont un apport avantages – inconvénients, peu favorable pour une utilisation répandue. Bloqueurs de neurones adrénergiques ◦ Guanethidine la terminaison déplace la noradrénaline de ses sites de stockage dans adrénergique, provoquant une sympathectomie pharmacologique (hypotension orthostatique grave au repos et lors d’efforts, diarrhée, troubles de l’éjaculation). nerveuse ◦ Réserpine ◦ bloque la reprise des catécholamines par les vésicules de stockage des amines biogènes. On pense que le mécanisme de blocage de la reprise (uptake) dépend d’une action sur le Mg et l’A.T.P. La déplétion en noradrénaline, dopamine, sérotonine a lieu dans les neurones périphériques et au niveau du système nerveux central. ◦ La réserpine est considérée comme un anti- hypertenseur efficace et relativement sur dans le traitement de l’H.T.A légère a modérée. Ce n’est pas le cas de la guanethidine qui n’est presque plus efficace.
République Algérienne Démocratique et Populaire. Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique. Université d’Alger. Faculté de Médecine. Département de Médecine Pharmacologie 3ème année de médecine PHARMACOCINETIQUE (II) Pr N. Loumi Dr K. Ait Hammou 2020-2021 DEFINITION • Etude du devenir d’un médicament dans un organisme (depuis son administration, jusqu'à son élimination). • Elle étudie la vitesse des processus biologiques qui vont déterminer dans l’organisme. Cette vitesse peut être étudiée, en mesurant la variation dans le temps de la concentration des médicaments dans les divers fluides de l’organisme. des médicaments devenir le BIODISPONIBILITÉ Définition: • C’est la quantité de principe actif qui parvient dans la circulation systémique (varie de 0 à 100%). • La courbe des concentrations plasmatiques a une forme en cloche, dissymétrique. Concentration plasmatique T(Temps), C max Tmax, L’aire sous la courbe = AUC Concentration plasmatique. C max T max L’aire sous la courbe = AUC Temps ❖ Biodisponibilité absolue: C’est la comparaison entre une dose administrée par voie IV prise comme référence et une autre dose administrée par voie orale par exemple. On mesure les aires sous la courbe (ASC) des graphes des concentrations plasmatiques dans l’unité de temps. Détermination des AUC = aires sous la courbe. Concentration plasmatique. C max Voie intraveineuse (dose X= mg) Voie orale (dose X= mg) T max Temps AUC orale (F) = AUC ORALE / AUC IV X Dose IV/ Dose orale ❖ Biodisponibilité relative: Comparaison entre 2 principes actifs pris par voie orale, l’un est pris comme référence et l’autre est celui que l’on teste pour mesurer sa biodisponibilité par apport à la référence. Pharmacocinétique analytique : concepts et modèles • • • • L’analyse de données de pharmacocinétique ou la prédiction de propriétés pharmacocinétiques peut se faire à l’aide de méthodes compartimentales. l’approche compartimentale consiste à Les méthodes compartimentales: décrire le corps comme un ensemble de boites (les compartiments), dans lesquelles la concentration est homogène. Le nombre de compartiments est variable (monocompartimental, bicompartimental, et complexe). L’analyse compartimentale permet d’établir des modèles mathématiques à partir des courbes de concentrations du médicament dans le sang (les urines et tissus éventuellement) en fonction du temps. Il existe deux types de modèle compartimentale : – Cinétique d’ordre 1 dite linéaire. – Cinétique d’ordre zéro dite non linéaire (saturable). Cinétique d’ordre 1 dite linéaire : Dans ce modèle l’organisme est assimilé à un seul compartiment, dans lequel la substance va se distribuer de façon uniforme et rapide. La cinétique d’ordre 1 ou de premier ordre est caractérisée par une vitesse d’élimination proportionnelle à la concentration plasmatique. C’est la plus fréquente. C = Coe – Ke.t Co : la quantité au temps t= 0, c'est la dose administrée au malade ; Ke : la constante d’élimination ou constante de proportionnalité variant entre 0 et 1. Exemple • Procédé d’élimination: la filtration glomérulaire rénale de l’inuline dont la Ke =0.2. Puisque la fraction filtrée est égale à 0,2 (20 % du plasma qui arrive au rein va être filtré, quitte à ce que la majeure partie du filtrat soit réabsorbée par la suite), sur 100 molécules d’inuline qui se présenteront au glomérule, 20 seront filtrées • La quantité filtrée représente donc 20 % (proportion constante) de la concentration C présente au glomérule. L’équation exponentielle est : C = Coe – 0.2.t Dans les processus de premier ordre, une proportion constante et non une quantité constante (cas des processus d’ordre zéro) est éliminée. Si la cinétique de la substance est linéaire, elle est caractérisée par trois constantes : •la demi-vie d’élimination. •le volume de distribution. •et la clairance corporelle totale. Demi-vie d’un médicament (t 1/2) Définition : le temps de demi-vie d’une substance est le temps nécessaire pour que la concentration plasmatique diminue de moitié. Équilibre plasmatique après 4 demi vie Élimination d’un médicament suivant une cinétique de premier ordre sera complète après 4 demi-vies. Exemple: si la demi- vie de la pénicilline est de 1 heure, il n’en restera pratiquement plus après : 1 x 4 = 4 heures après l’administration. Caractéristiques de la demi-vie • Ne se conçoit qu’avec une cinétique linéaire (clairance constante). • Elle est constante quelle que soit la dose et indépendante de la voix d’administration. • Varie de quelques minutes à plusieurs semaines. • Conditionne le temps d’obtention du plateau d’équilibre et de décroissance des concentrations plasmatiques après arrêt = 4 demi-vie. Cas de doses répétées le En pratique quotidienne courante, il est rare de n’administrer q’une seule dose d’un cette plus médicament, administration sera répétitive. va Cette évidemment avoir des conséquences sur la concentration plasmatique du médicament administration répétitive souvent Doses répétées Plateau d’équilibre de la concentration plasmatique  Le moment d’apparition du plateau : le temps écoulé entre la l’apparition de concentration première administration et plasmatique stable ou plateau d’équilibre est égal à quatre demi- vies.  La concentration plasmatique atteinte au plateau d’équilibre, qui sera proportionnelle à la dose administrée par unité de temps.  Les fluctuations de cette concentration plasmatique d’équilibre : les fluctuations sont :  Proportionnelles à l’intervalle de temps entre chaque dose : plus la couverture est d’un médicament grande plus la demi-vie thérapeutique est longue  Inversement proportionnelles à la demi-vie du médicament. • Pour atteindre une concentration plasmatique efficace plus rapidement, on peut donner une dose de charge (ou d’attaque) initiale plus forte, suivie de dose d’entretien plus petite. • Les fluctuations plasmatiques au plateau, seraient plus petites si l’administration se faisait toutes les heures au lieu de toutes les deux heures. • Les fluctuations sont nulles au cours d’une perfusion intraveineuse continue, cas ou les être peuvent intervalles considérés comme infiniment rapprochés. d’administration II/ Modèles plus complexes 1/ Élimination à schéma dose dépendant : cinétique d’ordre zéro (non linéaire) • Certains médicaments: procédé d’élimination saturable. Si une nouvelle administration de médicament intervient alors que ce seuil est déjà atteint, la concentration plasmatique s’élèvera anormalement vu que la quantité nouvelle de médicament ne pourra pas être éliminée. • la phénytoine (anti-épileptique), dont la concentration Exp : plasmatique va augmenter graduellement avec la dose jusqu’à un certain point, ou cette concentration augmentera brutalement, avec apparition d’une toxicité après une petite augmentation de la dose. • Une cinétique dose-dépendante rendra donc malaisée l’utilisation du faudra toujours rejeter, entre deux médicament. En clinique, médicaments à action thérapeutique comparable, celui qui présente une cinétique dose-dépendante. il • Dans la cinétique d’ordre 0, l’élimination ne représentera pas une proportion mais une quantité constante dans le temps. Cette quantité la quantité restera la même quelle que soit présente dans l’organisme. • Un exemple est représenté par l’alcool, qui est éliminé chez un individu normal à la vitesse constante de 10 à 20 ml par heure, quelle que soit la quantité absorbée (le principe de l’alcootest). 3/ modèles à plusieurs compartiments • En réalité la plupart des médicaments ont des cinétiques qui ne peuvent être expliquées que par des modèles à plusieurs compartiments, entrant en équilibre l’un avec l’autre. Interactions pharmacocinétiques Un médicament peut interférer avec l’absorption, la distribution ou l’élimination • • d’une autre substance dans plusieurs cas. Le pH gastrique, donc le degré d’ionisation d’une substance, peut être changé par un premier médicament. Par exemple les anti-acides vont élever le pH de l’estomac, et donc retarder l’absorption de l’aspirine, qui sera plus ionisée dans un milieu devenu moins acide. La motricité gastrique peut être modifiée par une première substance qui changera donc la vitesse de délivrance au duodénum, et par conséquent la vitesse de l’absorption. Exemple, l’atropine retarde la « vidange » gastrique (l’atropine comme « spasmolytique » qui ralentira le transit digestif). parasympatholytique, souvent utilisée est un plasmatiques: • Deux substances peuvent entrer en compétition pour la liaison aux (anti- exemple protéines inflammatoire) va déplacer la coumarine (anti-coagulant) de ces liaisons aux protéines plasmatiques, entraînant une augmentation brutale de la le plasma, avec apparition concentration de coumarine dans la dose n’est pas d’hémorragies diffuses qui peuvent être graves si adaptée. l’oxyphenbutazone • Compétition pour la sécrétion tubulaire rénale: si deux sub. empruntent le même système de sécrétion. Par exemple le probénécide (qui a été employé pour le traitement de la goutte) entre en compétition avec la sécrétion tubulaire rénale de la pénicilline, retardant l’élimination de celle-ci. • La modification du pH urinaire par une substance peut modifiée l’élimination urinaire d’une autre substance, et donc sa vitesse d’élimination. Exp: cas d’intoxication par les barbituriques, Merci de votre attention
ABSORPTION DISTRIBUTION METABOLISME ELIMINATION DES MEDICAMENTS PHARMACOLOGIE Plan 1.Introduction 2. Etapes de la pharmacocinétique 3.Absorption 4.Distribution 5.Biotransformation 6.Excrétion des médicaments 7.Principes de pharmacocinétiques 8.Conclusion I ABSORPTION ◼ Pour toutes les vois d’administration en dehors de la voie intraveineuse, le médicament doit d’abord être mis en solution avant de franchir les membranes. Pour cette raison, on distingue classiquement, dans les mécanismes d’absorption, les deux étapes suivantes : • Etape de libération ou dissolution • Etape de résorption. Ces deux étapes déterminent la vitesse et la quantité de médicament qui atteindra la circulation systémique après administration. ◼ La libération: la désintégration de la forme solide de la molécule (dragée, gélule, comprimé, cristaux) à une forme résorbable par l’organisme. ◼ Des formes à libération prolongée : la substance active est alors enfermée dans une trame qui permet une diffusion progressive et donc une résorption tout au long de l’absorption digestive. ◼ Formes à libération retardée : pour protéger les substances détruites en milieu acide, on peut élaborer des comprimés entourés de cire, résistants ainsi à la désintégration par le suc gastrique. La libération est seulement déplacée, et la résorption se fera essentiellement au niveau intestinal. La résorption, quant à elle, n’intervient qu’une fois la libération et la mise en solution obtenue. Mécanismes de passage à travers les membranes Médicament administré: dissolution dans le milieu gastro-intestinal et ne pas être détruit par l’acidité des sécrétions gastriques ou par les enzymes contenues dans la lumière intestinale. Après dissolution, le médicament passe de la barrière digestive principalement par diffusion passive ou par phénomène de transport actif. Schéma : Membrane cellulaire Le coefficient de partage lipide – eau d’une substance: Constante déterminée par la mesure de la quantité relative de la substance qui ira se dissoudre dans la phase lipidique d’un bain contenant 2 phases: lipidique et aqueuse : déterminant pour considérer avec quelle facilité une substance passera les membranes. ✓ Seule la forme non ionisée du médicament peut traverser la membrane. ✓ L’état d’ionisation est commandé par le pH du milieu et le pKa de la molécule: propriétés physico-chimique du Md. La forme non ionique dépend : ◼ du pKa du médicament et ◼ du pH du milieu dans lequel il se trouve. pH = pKa +log (Ionisé) ( pour un acide) (Non ionisé) pH = pKb + log (Non ionisé) (pour une base) Ionisé I/ Transfert passif 1) Diffusion passive Pour diffuser passivement à travers la membrane gastro- intestinale, membrane de nature lipidique, les molécules doivent être (coefficient de partage lipide-eau): ◼ liposolubles et ◼ non ionisées. Ce processus : ◼ va dans le sens d’un gradient de concentration, ◼ il ne consomme pas d’énergie. ◼ Il n’est pas spécifique d’un médicament, ◼ n’est pas saturable ◼ il n’existe pas de phénomène de compétition. ◼ Il dépend de la masse molaire de la substance médicamenteuse, les molécules de grande taille étant moins bien absorbées que les petites molécules ◼ En cas d’intoxication par les barbituriques (qui sont des acides): Pour empêcher la rediffusion passive des urines dans le sang au niveau du tubule rénal. Puisque ce sont des acides, il faudra donc alcaliniser les urines ( bicarbonate de sodium). ◼ Le raisonnement inverse est vrai pour les amphétamines, qui sont des bases. ◼ Lait maternel légèrement plus acide que le plasma. Les substances basiques plasmatiques qui passent dans le lait y subiront une ionisation, qui empêchera leur rediffusion dans le plasma : elles vont donc se concentrer dans le lait (cas de l’érythromycine, ou de la nicotine). 2) filtration : Filtration sous un gradient de pression (cas des capillaires, ou de la filtration glomérulaire) ; 3) Diffusion facilitée : Dans ce cas la substance se combine avec une molécule transporteuse de la membrane, qui agira sans dépense d’énergie. La diffusion facilitée ne peut pas se faire contre un gradient de concentration. II/ Transport actif Passage du médicament à travers la membrane gastro-intestinale contre un gradient de concentration après formation d’un complexe du médicament avec un transporteur membranaire. Ce mécanisme est : ◼ spécifique, ◼ saturable ◼ phénomènes de compétition. ◼ Ce processus peut être inhibé ou induit par d’autres substances médicamenteuses, qui peuvent être à l’origine d’une variation plus ou moins importante de la quantité de médicament absorbée. Transport passif Transport actif - Sans dépense d’énergie. - Non saturable. - Dans le sens du gradient de concentration. - Pas de compétition Filtration et diffusion passive. - Compétition: Diffusion facilité - Avec dépense d’énergie. - Saturable. - Contre le gradient de concentration. - Compétition Facteurs qui modifient l’absorption La solubilité aqueuse : détermine la facilité avec laquelle la substance entrera dans le liquide extracellulaire alors que la solubilité dans les lipides déterminera le passage à travers les membranes. L’une n’exclue pas l’autre : une substance peut être soluble dans l’eau et les lipides : ex : l’alcool La vitesse de dissolution dans le tube digestif pour les formes solides (comprimés) ; L’étendue de la surface absorbante La concentration de substance au point d’administration Facteurs qui modifient l’absorption Absorption à partir du tractus gastro-intestinal. Elle peut avoir lieu à partir de la paroi stomacale pour les petites molécules (alcool, eau) et pour les molécules non ionisées au pH de l’estomac (ex. aspirine). L’absorption stomacale est modifiée en cas de : ◼ vidange rapide de l’estomac ou de l’intestin. ◼ Ralentissement par la présence d’aliments ou de substances ralentissant la motricité (ex : l’atropine, parasympatholytique). La plus grande partie de l’absorption se fera au niveau de l’intestin, qui présente une grande surface Facteurs qui modifient l’absorption Absorption à partir des points d’administration : Elle est proportionnelle à la solubilité dans l’eau du liquide extracellulaire. Les complexes peu solubles dans l’eau seront absorbés lentement (principe des injectons retard » ; ex : l’insuline – zinc, formée de cristaux ; la benzathine pénicilline ; sub. huileuse). Après le liquide extracellulaire, la paroi endothéliale capillaire offre peu d’obstacles au passage des médicaments. II DISTRIBUTION ❖ La liaison aux protéines plasmatiques La liaison médicament – protéine dépend de plusieurs facteurs : ◼ Affinité du médicament pour les sites de liaison, ◼ Nombre de sites de liaison «disponibles », ◼ Concentration du médicament. ◼ La fixation est définie par le pourcentage de liaison pouvant aller de 0 à 100%. Exp: 90 % pour la pénicilline, 99 % pour la bishydroxycoumarine (anti-coagulant), 95% pour certains anti-inflammatoires moins de 10 % pour la caféine Fixation du paracétamol: nulle. ◼ Une substance est fortement liée si son pourcentage de fixation dépasse 75%. Les protéines plasmatiques: - Albumine +++, - Glycoprotéines et les lipoprotéines Cette liaison est réversible : [P] + [M] [MP] Médicament sous forme libre: ◼ actif [M] ◼ diffusible à travers les membranes, ◼ éliminée et/ou métabolisée. Médicament sous forme liée : ◼ Agit comme une réserve ◼ Ne traverse pas les membranes. ◼ Engendre une diminution de l’intensité de l’action, ◼ Ralentit la dégradation et l’élimination. ◼ C’est un phénomène à prendre en compte dans la détermination de la dose ❖ Irrigation des organes et distribution tissulaire Cas du système nerveux central : ◼ Phénomène de redistribution : Ex: substance très liposoluble, tel que le thiopental (anesthésique général), (IV rapide), distribution vers les organes les plus irrigués, dont le cerveau. Action puis retraverse la barrière hémato- encéphalique et redistribution aux tissus périphériques moins irrigués, (arrêt rapide de l’effet thérapeutique, avec accumulation périphérique sans élimination). Le placenta : il représente une barrière peu efficace, qui sera traversée par de nombreuses substances. Les réservoirs cellulaires : - Lipidiques : la masse des lipides retient les substances liposolubles, mais vu que le flux sanguin du tissu adipeux est faible, l’élimination de ces substances ainsi séquestrées sera lente. - Cellules hépatiques : peuvent concentrer certaines substances (par exemple la chloroquine (antipaludéen), est mille fois plus concentrée dans le foie que dans le plasma). - Les lieux de métabolisme (ex foie pour les barbituriques); les lieux d’excrétion (urine pour la pénicilline). Le volume de distribution Définition: Volume virtuel dans lequel le médicament serait distribué après équilibre. Vd = Quantité administrée Quantité plasmatique Exemple : ◼ Médicament administré en IV dose: 100 mg. La concentration après injection est mesurée à 5 mg / l, soit un volume apparent de distribution de 20 l, soit une faible distribution tissulaire. ◼ Autre médicament administré à la même dose, sa concentration mesurée est de 1 mg / l, le volume apparent de distribution est de 100 l, soit une importante distribution tissulaire III METABOLISME Métabolisme de phase I : réactions de fonctionnalisation consistent à modifier ou adjoindre des groupes fonctionnels, avec des réactions : ➢ d’oxydation, ➢ de réduction et ➢ d’hydrolyse. 1) oxydation ◼ Réaction très fréquent, par les enzymes microsomales cytochrome P 450 (CP 450). Ces isoenzymes sont présentes dans de nombreux tissus majoritaires au niveau hépatique et intestinal. ◼ Variation interindividuelle des CP 450, parfois la conséquence de facteurs environnement aux (induction et inhibition enzymatique), ou d’origine génétique (métaboliseurs lents et rapides). ◼ Ce polymorphisme génétique n’est cliniquement important que si la voie de métabolisation oxydative est une voie importante. 2) Réaction de réduction Les enzymes actives (estérases et amidases) se rencontrent dans le foie et la lumière du tube digestif. Exemple : ◼ les cholinestérases hydrolysent les esters de la choline (Acéthylcholine, suxaméthonium). ◼ Les protéases des sucs digestifs rendent impossible l’administration per os de nombreux médicaments de structure peptidique, insuline, ACTH, Peni G. ◼ Au contraire les lipases digestives permettent l’administration de certains antibiotiques tels l’érythromycine, lentement hydrolysés dans l’intestin. 3) Réactions de décarboxylations Exp: ◼ La L-DOPA , administrée per os est transformée en Dopamine sous l’influence d’enzymes présents dans la muqueuse gastro-duodénale. La dopamine ne peut pas traverser la barrière hémato méningée. ◼ Ce type de réaction oblige l’administration conjointe de L- DOPA et d’inhibiteurs de la décarboxylase (sinemet ® , Modopart ®). Métabolisme de phase II Les réactions de cette phase aboutissent systématiquement à des plus hydrosolubles et donc plus facilement éliminés par le rein. biologiquement composés inactifs, encore ▪ Conjugaison ou détoxification: Addition d’une molécule telle que l’acide glucuronique ou sulfurique à un médicament ou à l’un de ses métabolites. ▪ Acétylation Réaction sous contrôle génétique. La vitesse d’acétylation, déterminée génétiquement varie selon les individus. Ainsi pour l’isoniazide il existe dans acétyleurs lents ou rapides. Facteurs affectant les réactions de Biotransformation ◼ facteurs intrinsèques et extrinsèques Facteurs intrinsèques ◼ Age Les fœtus et les nouveaux nés: Immaturité de leurs systèmes enzymatiques (microsomes hépatiques) sensibilité +++ Exp : intoxication au chloramphénicol chez le prématuré. Le sujet âgé: adaptation posologique du fait de la diminution de la capacité de biotransformation ◼ Facteur génétique Acétylation de l’isoniazide. L’acétylation rapide est un caractère dominant autosomique. ◼ État physiologique Une atteinte hépatique peut modifier la vitesse de transformation des médicaments, ce qui nécessite un ajustement posologique. Facteurs extrinsèques : ◼ Associations médicamenteuses : Inducteurs enzymatiques: accélération du métabolisme des médicaments, se traduisant par : Induction du CYP 450 : augmentation de l’activité des systèmes enzymatiques hépatiques • une diminution de l’effet si les métabolites sont inactifs • une augmentation de l’effet si les métabolites sont actifs • une augmentation de la toxicité si les métabolites sont réactifs Médicaments inducteurs: le phénobarbital, phénylbutazone, Rifampicine, Phénytoine, Griséofulvine, alcool. Exemple : ◼ Un sujet qui prend du phénobarbital d’une façon chronique devra petit à petit augmenter les doses qu’il prend afin de pouvoir s’endormir. ◼ La Rifampicine augmente la vitesse de métabolisation des œstrogènes, il existe donc une baisse de l’effet des contraceptifs oraux chez les patientes qui prennent de la Rifampicine pour une tuberculose. ◼ Warfarine (AVK) et rifampicine Délai de l’induction enzymatique ◼ L'induction enzymatique peut mettre 2 à 3 semaines pour se développer totalement. ◼ Elle persiste pendant un laps de temps du même ordre quand l'inducteur enzymatique est arrêté. ◼ Les conséquences cliniques des interactions médicamenteuses par induction enzymatique surviennent parfois à distance de la modification du traitement. Inducteurs enzymatiques non médicamenteux ◼ Le tabac (inducteur de l’izoenzyme CYP 1A2 du CP450) ◼ L'alcool en prise chronique, ◼ Des produits industriels dont des insecticides. Inhibiteurs enzymatiques: du CP450: diminution du métabolisme des médicaments entrainant : • une augmentation de l’effet du médicament • une augmentation de la toxicité. Exp: ◼ la ciprofloxacine, l’érythromycine, le chloramphénicol, des antidépresseurs (fluvoxamine), des antifungiques (kétoconazole, miconazole…) ◼ L’association de chloramphénicol et d’hypoglycémiants oraux entraîne des hypoglycémies par une diminution de la vitesse de métabolisation des hypoglycémiants par le chloramphénicol. ◼ Les inhibiteurs enzymatiques sont généralement spécifiques d'une isoenzyme : un inhibiteur de l'isoenzyme CYP 3A4 n'est généralement pas inhibiteur d'une autre isoenzyme, mais certains médicaments sont inhibiteurs de plusieurs isoenzymes du cytochrome P450. ◼ Certains médicaments sont inhibiteurs d'une isoenzyme et inducteurs enzymatiques, c'est le cas de certains inhibiteurs de la protéase du HIV. ◼ Le risque de survenue d’une interaction croit avec le nombre de médicaments co- administrés ; ils convient donc de limiter, dans la mesure du possible la sur- médication. IV Excrétion des médicaments 1) Excrétion rénale Elle présente une partie importante de l’excrétion et se fait par plusieurs mécanismes : ◼ Sécrétion glomérulaire, pour les substances non liées aux protéines ; ◼ Sécrétion tubulaire active : par deux systèmes différents, - système des anions (ion négatif) organiques : ex. pénicilline, indométacine. - système des cations (ion positif) organiques : ex. amiloride. Chacun de ces systèmes est saturable (transport maximum) ◼ Les substances, transportées par un même système peuvent entrer en compétition pour leur transport, l’une entraînant l’accumulation de l’autre dans l’organisme (et donc toxicité augmentée). Une substance transportée par le système des anions n’interférera avec le transport des cations organiques, et vice versa. 2) Elimination pulmonaire : elle est importante pour les gaz (éther, pour anesthésie générale) et les liquides volatils (alcool, acétone). 3) Excrétion biliaire et fécale : l’excrétion biliaire des substances métabolisées par le foie nécessite une fonction hépatique normale et une voie biliaire libre. L’excrétion fécale représente l’excrétion biliaire plus la partie de médicament non réabsorbée en cas d’administration orale. Autres voies d’élimination ◼ - Salivaires ◼ - Larmes ◼ - Lactée Fin de l’effet d’une substance sans qu’il y ait élimination 1) Redistribution 2) Tachyphylaxie : phénomène par lequel des doses répétées et rapprochées d’une substance vont provoquer des réponses de plus en plus faibles, jusqu’à l’absence de réponse après un certain nombre de répétitions. Exp: ◼ l’éphédrine (vasoconstricteurs), agit en libérant de la noradrénaline des terminaisons nerveuses, l’administration répétée et rapprochée d’éphédrine va vider progressivement ces terminaisons, et l’action de l’éphédrine apparaîtra comme de plus en plus faible. Si on laisse le temps aux fibres nerveuses de resynthétiser de la noradrénaline l’administration d’éphédrine sera suivie de nouveau par une action pharmacologique normale. Ce phénomène ne doit être confondu avec la tolérance : l’obtention d’un effet donné nécessitera une dose de plus en plus grande de médicaments (exp: phénobarbital et induction enzymatique). 3) Effet antagoniste ◼ On peut arrêter l’action d’une substance par administration d’un antagoniste, sans qu’il y ait élimination de la substance par déplacement de la substance de ses récepteurs par un compétiteur. Ex : on traite les intoxications à la morphine par la naloxone. Celle- ci déplace la morphine des ses récepteurs d’une façon compétitive. ◼ Par l’utilisation d’un antagoniste physiologique : le choc anaphylactique est du en grande partie à une décharge massive d’histamine (chute de la pression artérielle qui peut être fatale, une contraction des muscles lisses bronchiques (dyspnée) et des œdèmes (en particulier de la glotte, avec asphyxie). L’adrénaline, sans interférer directement avec l’histamine, a des actions inverses : augmentation de la pression artérielle, bronchodilatation, diminution de l’œdème. Elle est utilisée dans le traitement du choc anaphylactique MERCI
République Algérienne Démocratique et Populaire. Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique. Université d’Alger. Faculté de Médecine. Département de Médecine Pharmacologie 3ème année de médecine PHARMACODYNAMIE Dr Ait Hammou k Pr N. Loumi 2020-2021 Plan I. Introduction II. Définition de la pharmacodynamie. II. Intérêt de la question. IV. Mécanisme moléculaire de l’action des médicaments. 1. Récepteur 2. Interaction entre un médicament (M) et un récepteur (R) 3. Liaisons chimiques dans l’interaction médicament- récepteur (MR) 4. La relation structure-activité et description de la surface du récepteur. 5. Conséquences des interactions entre les médicaments et les récepteurs: la relation dose- réponse (log dose-réponse ou LDR) 6. Utilité pratique des principes de pharmacodynamie. 7. Interaction pharmacodynamie. V. Conclusion. I. Introduction: La pharmacologie générale englobe deux domaines: Organisme Pharmacocinétique Pharmacodynamie Médicament Pharmacodynamie Effets du médicament sur l’organisme conséquence de sa liaison à un récepteur. Effets Thérapeutiques Indésirables Concentration dans les tissus ciblés Concentration dans les tissus non-ciblés Relation entre la concentration du médicament et l’effet II. Définition de la pharmacodynamie : - Elle étudie : Les effets biochimiques et physiologiques des médicaments. Leur mode d’action. III. Intérêt de la question : - La pharmacodynamie nous amène à : Mieux comprendre les mécanismes d’action du médicament. IV. Le mécanisme moléculaire de l’action des médicament I. Récepteur: Les effets (ou réponses) à un médicament, sont le résultat d’interactions physicochimiques entre le produit et les molécules fonctionnelles (macromolécules = récepteurs) de l’organisme vivant. Historique de la découverte du récepteur - 20 ème siècle: Concept de récepteur . o Paul Ehrlich (1845-1915): haute spécificité de la réaction antigène – anticorps. o Claude Bernard (1813-1878): travaillant sur le curare, utilisé par les indiens pour empoisonner les flèches de leurs arcs destinés à la chasse et à la guerre, localisa au niveau des fibres fines terminales du muscle squelettique le blocage de la transmission atteint par ces projectiles. o Langley (1852-1926): démontra que la stimulation chimique du muscle par application de nicotine existait toujours, même après la section et la dégénérescence des fibres terminales du muscle squelettique. 2. Interaction entre un médicament (M) et un récepteur (R): M + R M-R (1) (2) effet thérapeutique Réaction (1) : Capacité du médicament M à se lier au récepteur R par des liaisons chimiques « l’affinité ». Réaction (2): Effet pharmacologique qui se définit par « l’efficacité ». 3. Liaisons chimiques dans l’interaction médicament- récepteur (MR): Toutes ces forces jouent un rôle dans l’interaction spécifique médicament – récepteur. a. Liaison covalente: - Mise en commun d’un doublet d’électrons, chaque atome donnant un électron. Caractéristique: Liaison stable, Irréversible à moins d’une intervention d’un catalyseur (ex. une enzyme) b. Liaison de coordination: Liaison ou les deux électrons du doublet proviennent d’un atome donneur (N, S, O) et vont compléter la structure externe d’un atome receveur (H+, Ca++, Hg++ etc…) Exp: chélation, EDTA Caractéristique: Liaison faible Ces complexes aboutissent à la création de structures cycliques. c. Liaison ionique Attraction électrostatique entre deux ions de charge opposée. Exemple : Na + + CI- →NacL Caractéristique: - Liaison faible d. Liaison hydrogène La liaison hydrogène est la faculté que peut posséder un proton pour accepter une paire d’électrons venant de 2 donneurs comme l’oxygène ou l’azote et de former ainsi un pont entre eux. Caractéristique: liaison faible e. Forces de Van der WAALS o liaison très faible o existe entre deux atomes semblables oles forces attractives sont produites par de légères distorsions induites par les nuages électroniques entourant chaque noyau 4. La relation structure – activité et description de la surface du récepteur: 4.1. Méthodes d’étude des récepteurs: Deux méthodes: 1. La méthode dite directe: isoler les R et les identifier, basée sur des études biochimiques et physicochimiques (fluorescence,.). 2. La méthode dite indirecte: renseignements sur le R à partir des effets obtenus par l’application du médicament.: exp l’acétylcholine (Ach) 4.2. Exemple d’étude du R de l’ACH: L’ Ach : neurotransmetteur libéré par les fibres nerveuses cholinergiques dans plusieurs partis du corps. L’Ach agit sur les récepteurs de la plaque neuro-musclaire. Retrouvée dans : muscles lisses, cellules glandulaires sécrétrices, cellules des ganglions du système nerveux autonome, et probablement dans certaines cellules du système nerveux central. 4.2.1. Formule de l’Acétylcholine: Une fonction ester Un ammonium quaternaire chargé positivement CH2 CH2 Une chaîne à 2 C groupe carboxyl 4.2.2. L’Ach est testée sur le cœur 1. L’organe bat spontanément lorsqu’il est suspendu dans un bain d’eau de mer : enregistrer la fréquence et l’amplitude des contractions. 2. L’Ach est rajoutée progressivement au bain, jusqu'à l’obtention d’une réponse: diminution de l’amplitude des contractions enregistrées. Conclusions : • Action maximale de l’Ach : présence obligatoire d’une structure ester, • Le groupe carboxyl : rôle significatif dans cet effet. Conclusions sur la configuration de surface du récepteur de cœur de moule : • • Le groupe cationique à une partie de la molécule d’Ach, indique la présence d’un groupe anionique complémentaire à la surface du récepteur. Les changements opérés dans le groupe méthyl de l’ammonium quaternaire donc la partie cationique indique que le site anionique dans le récepteur est dans une cavité qui s’accommode avec 2 groupes méthyl. Les 2 groupes méthyl aident à stabiliser le complexe Ach-Récepteur grâce à des forces de Van der WAALS. Une surface plane qui augmente l’effet attractif des forces de Van der WAALS et stabilise la liaison Ach-Récepteur. L’oxygène du groupe carboxyl, grâce à une liaison du type hydrogène, accroît la stabilité du complexe Ach-Récepteur 5. Les conséquences des interactions entre les médicaments et les récepteurs la relation dose-réponse (log dose-réponse ou L.D.R.): La relation qui existe entre la dose ou concentration d’un médicament et la réponse biologique obtenue après l’action de celui-ci: courbe sigmoïde qui approche la réponse 0 % à faibles doses, puis la réponse maximale 100 % à hautes doses. Exemple : Les résultats d’une expérience faite avec de l’Acétylcholine et l’Arécoline (Ar) sur l’iléon de cobaye ont montré ce qui suit. L’ A ch à une plus grande affinité : action à concentration plus faible que l’ Arécoline. L’ Arécoline à une plus grande efficacité: réponse plus forte . L’affinité représente la tendance du médicament à former un complexe stable avec le R . L’efficacité reflète l’activité biologique de ce complexe médicament- récepteur. Deux médicaments ayant le même mode d’action sur le récepteur ont leur courbes log dose-réponse (LDR) parallèles. a. Les variations biologiques et la marge thérapeutique: Notion de variabilité de la réponse aux médicaments: Dans une population donnée, la même dose de médicament ne produit pas le même effet. Il existe des variations inter individuelles dans les réponses induites par les médicaments. b. La marge thérapeutique / Index thérapeutique (IT): : La marge thérapeutique: Intervalle qui existe entre LDR de l’effet pharmacologique et LDR de l’effet létale (ou toxique). L’index thérapeutique (IT): C’est le rapport entre la dose létale 50 et la dose efficace 50. IT = DL 50 _ _ DE 50 c. Antagonisme et synergie: Antagonisme: si l’un des médicament s’oppose à l’effet de l’autre Synergie: effets de chaque médicament s’ajoutent. Antagonisme compétitif: L’adjonction du médicament A à des concentrations croissantes (0, 1, 2, …) entraîne une diminution apparente de l’affinité du médicament B pour le récepteur. morphine La naloxone morphine la naloxone La courbe L.D.R du médicament agoniste B est déplacée parallèlement vers la droite en présence de concentrations croissantes du médicament antagoniste A dont l’activité intrinsèque = O. L’effet maximum ne change pas. Antagonisme non compétitif: 1/ Les courbes ne sont plus parallèles mais divergentes lorsque la concentration de l’antagoniste D augmente. 2/ l’adjonction du médicament D entraîne une diminution de l’activité intrinsèque de C: la pente de la courbe LDR de l’agoniste diminue entraînant une diminution de l’effet maximal en présence de l’antagoniste. a A Synergie: r R ra RA (-) effet pharmacologique. - La synergie est potentialisatrice lorsque l’effet est supérieur à la somme des effets élémentaires . a b a b Effet pharmacol Augmentation + Effet pharmacol Effet pharmacologique Exemple: la gentamycine qui potentialise l’effet de la pénicilline en augmentant son effet bactéricide et évite l’apparition de résistance. - La synergie est additive lorsque l’effet global résulte de l’addition des effets individuels de chaque produit . c z c Effet pharmacol 1 z Effet pharmacol 2 Effet pharmacol global 1+2 Exemple : utilisation de deux antihypertenseurs 6. Utilité pratique des principes de pharmacodynamie: • L’atropine et la d-tubocurarine: action par liaison réversible avec les récepteurs cholinergiques, et empêchent l’action du neurotransmetteur physiologique (l’acétylcholine). • Antagonisme des analgésiques narcotiques (morphine) par la nalorphine, et la compétition entre l’isoprénaline et le propranolol pour les récepteurs adrénergiques bêta. • Certains médicaments modifient la sensibilité des récepteurs: augmentation de la réponse préssive à l’adrénaline par l’administration chronique de guanéthidine. 7. Interaction pharmacodynamie: a) Effet de l’Ach: V. CONCLUSION: La pharmacodynamie reste un outil développement du médicament au profit de la santé humaine voire universelle. indispensable dans l’amélioration et le
Le système nerveux autonome Introduction  un ensemble de mécanismes nerveux et humoraux intervenant dans la régulation de l’homéostasie.  L’innervation de tous les organes est fournie par le SNA à l’exception du muscle squelettique ( Système nerveux somatomoteur).  La compréhension des effets des médicaments du SNA, nécessite des explications sur les aspects anatomiques, physiologiques et biochimiques de ce système. Anatomie Système nerveux autonome Système sympathique Origine: T1- L2 Système parasympathique Origine: III, VII, IX, X S2, S3, S4 Anatomie: Organisation périphérique SNC Système nerveux somatique Système nerveux autonome: parasympathique Ganglion ACh Système nerveux autonome: Sympathique Ganglion ACh Médullo- surrénale Adr (+ NA, DA, peptides) Organe effecteur Organe effecteur Organe effecteur Organe effecteur Neurotransmetteurs du SNA La presque totalité des fibres afférentes du  système nerveux central sont cholinergiques (l’acétylcholine est le neurotransmetteur à ce niveau).  Au niveau pré- ganglionnaire Les synapses entre neurones pré et postganglionnaires, utilisant sont cholinergiques. A cet endroit, l’ acétylcholine agit en se fixant sur des récepteurs nicotiniques l’acétylcholine transmetteur, comme Neurotransmetteurs du SNA (Suite)  Au niveau post- ganglionnaire: • Le système parasympathiques: l’Acétylcholine = (Ach) neurotransmetteur principal, récepteurs muscariniques • Le système sympathique: l’adrénaline et la noradrénaline, récepteurs adrénergiques.  La médullo-surrénales libère un mélange d’adrénaline et de noradrénaline (origine embryologique semblable aux neurones sympathiques post-ganglionaires) Neurotransmetteurs du SNA (Suite)  Distribution et proximité par rapport aux organe des systèmes sympathiques et parasympathiques: • Le rapport fibres ganglionnaires / fibres post ganglionnaires est un indicateur de l’intensité des décharges et donc des effets: ‾ Système sympathique :1/20 décharge massive, diffuse d’où réponse massive «combat ou a la fuite» ‾ Système parasympathique: 1/1 décharge limitée, faible d’où réponse discrète localisée.« une fonction de conservation ou de restauration d’énergie ». Neurotransmetteurs:  S. sympathique:  Adrénaline  Noradrénaline  Dopamine  S. parasympathique:  Acétylcholine Récepteurs autonomes  Les récepteurs cholinergiques: selon l’alcaloide utilisé pour leur identification : ( muscarine ou nicotinique).  R. muscariniques M1, M2.  R. nicotiniques  Les récepteurs catécholaminergiques ou adrénergiques  les récepteurs alpha (alpha 1 et alpha 2),  les récepteurs bêta (bêta 1 et bêta 2) LOCALISATION DES RECEPTEURS Biochimie des neurotransmetteurs Biosynthèse de l’acétylcholine Biosynthèse des Catécholamines Biosynthèse des Catécholamines synapse adrénergique Métabolisme des catécholamines par la MAO et la COMT Organisation fonctionnelle du SNA  Système nerveux sympathique Cardiaque: accélération des différentes fonctions cardiaques: inotrope (contractilité) + chronotrope (fréquence) + bathmotrope (l'excitabilité) + dromotrope (conduction) + Suite… Muscle lisse: • Récepteurs Alpha contraction :  vasoconstriction,  contraction des sphincters • Récepteurs Bêta 2 relâchement :  vasodilatation,  bronchodilatation… Glande endocrine: augmentation des secrétions Organisation fonctionnelle du SNA  Système nerveux parasympathique • Cardiaque: ralentissement des fonctions cardiaques (M) • Muscle lisse:  contraction ex: paroi gastro- intestinale(M)  relâchement ex: sphincters gastro-intestinaux • Glandes exocrines: sécrétion (M) Rapport sympathique/parasympathique:  Activité antagoniste: cœur  Activité complémentaire: glandes salivaires S: viscosité, para S: fluidité  Activité synergique: Diamètre pupille S: contraction muscle radial: mydriase, Para S: contraction m sphincter: myosis. Effet du SNA sur certains organes
Le système nerveux autonome Rappel anatomique et physiologique Dr Djafri Delawar SNA  un ensemble de mécanismes nerveux et humoraux intervenant dans la régulation des fonctions autonomes, automatiques ou végétatives.  La compréhension des effets des médicaments du SNA, nécessite des explications sur les aspects anatomiques, physiologiques et biochimiques de ce système. Anatomie  Origine: les deux systèmes sympathiques et parasympathiques prennent leur origine dans les noyaux du système nerveux central  SNS: partie thoracolombaire de la ME  SNP: parties craniale et sacrée de la ME  sympathiques quittent le système nerveux central à travers les nerfs de la partie thoracique et lombaire de la moelle épinière (chaîne ganglionnaire paravertébrale).  Les fibres préganglionnaires parasympathique par les nerfs et les quatre racines sacrées.  Ces fibres préganglionnaires finissent dans les ganglions moteurs qui donnent naissance aux fibres post ganglionnaires Neurotransmetteurs du SNA  La presque totalité des fibres afférentes du système nerveux central sont cholinergiques (l’acétylcholine est le neurotransmetteur à ce niveau).  Acétylcholine (Ach): niveau ganglionnaire est le neurotransmetteur pour les deux ganglions sympathiques et parasympathiques.  A la partie post ganglionnaire: • Les fibres parasympathiques: l’Acétylcholine (Ach) constitue le neurotransmetteur principal • Le système sympathique: l’adrénaline et la noradrénaline sont le neurotransmetteur postganglionnaire.  Les cellules glandulaires médullo-surrénales libèrent un mélange d’adrénaline et de noradrénaline (semblable aux neurones sympathiques postganglionaires) origine embryologique • Le rapport entre les nombres de fibres ganglionnaires et fibres post ganglionnaires est un indicateur de l’intensité des décharges et donc des effets: ‾ 1/20 pour le SNS: décharge massive et diffuse. «combat ou à la fuite» ‾ 1/1 pour le SNP: décharge limitée, faible. Réponse discrète localisée, « une fonction de conservation ou de restauration d’énergie». Neurotransmetteurs  SNC: a.chol +  Gonglions: a.chol  SNS: catécholamines  SNP: a.choline Synapse cholinergique Biosynthèse et degradation de l’acétylcholine Synthèse des cathécolamines Métabolisme des catécholamines Récepteurs autonomes Récepteurs cholinergiques:  selon l’alcaloide utilisé pour leur identification : ( muscarine ou nicotinique).  R. muscariniques (M1, M2, M3, M4, M5)  R. nicotiniques  Les récepteurs catécholaminergiques ou adrénergiques  les récepteurs alpha (alpha 1 et alpha 2),  les récepteurs bêta (bêta 1 et bêta 2) Organisation fonctionnelle du SNA  Système nerveux sympathique  Cœur: accélération des différentes fonctions cardiaques  Vasculaire: vasoconstriction  Glandes endocrines: hypersecrétion  Système nerveux parasympathique  Cardiaque: ralentissement des fonctions cardiaques  Fibre musculaire lisse: contraction  Glandes exocrines: hypersécrétion glandulaire RECEPTEURS ALPHA 1 / post synaptique Organisation fonctionnelle du SNA Effet sur les récepteurs STIMULATION • Contraction des fibres lisses • Glycogénolyse (glycémie ) ALPHA 2 / pré synaptique Périphérique noradrénaline, insuline • Stimulation agrégation plaquettaire • Relaxation muscle lisse intestinal par inhib. sécrétion d’Ach • Diminution de la sécrétion d’eau de sel, de rénine, ALPHA 2 Centraux BETA 1 BETA 2 M (M1, M2, M3) Sédation Réduction du tonus sympathique Réduction des sécrétion salivaires CŒUR : effets inotrope, chronotrope, dromotrope et bathmotrope positif REIN: sécrétion rénine Lipolyse Relaxation des fibres lisses Gycogénolyse, néoglycogénèse Tremblement des extrémités Cœur (M2): effets inotrope, chronotrope, dromotrope et bathmotrope négatifs Muscle lisse (M3): contraction et relâchement des sphinctères Glandes exocrines (M3): hypersecrétion Système vasculaire prédominance sympathique Artères: vasoconstriction Vasodilatation Coronaires: Vasoconstriction Vasodilatation Veines Vasoconstriction RECEPTEURS ALPHA 1 RECEPTEURS BETA 2 RECEPTEURS ALPHA 1 RECEPTEURS BETA 1 RECEPTEURS ALPHA2 Gastro-intestinal SNS  Motilité : diminuée (alpha1 et bêta2)  Sphincters : contraction (apha1)  Secrétions: diminuées SNP Augmentée Relâchement Augmentées Yeux dominance parasympathique SNS SNP  Muscle radial (alpha 1): MIDRIASE Muscles circulaires: MYOSIS  Muscle ciliaire (bêta): RELAXATION CONTRACTION (accomodation) Les actions de ces deux systèmes ne sont pas toujours antagonistes, mais parfois synergiques par des actions indépendantes certes, mais se complétant parfaitement (fibres baroréceptrices du sinus carotidien, etc…) Barorécepteurs artériels  Situation: sinus carotidien et arc aortique  Nerf glossopharyngien (IX) et nerf vague (X)  Stimulation: augmentation de la TA, diminution de la fréq.cardiaque (inhibition SNS) Barorécepteurs veineux  Situation: oreillette droite et veines pulmonaires  Stimulation: augmentation de la fréquence cardiaque (augmentation de la précharge )  Si Augmentation de la P.art active les baro- récepteursActivation du X et inhibition du sympathique Il y a donc baisse du débit et baisse de la P.art.  >A l’inverse la diminution de la P.art augmentation du débit + vasoconstriction artérielle et donc augmentation de la P.art par stimulation du sympathique.
Les Sympathomimétiques Dr W.Djafri Delawar MAT en Pharmacologie clinique CNPM •Le SNS : régulateur des activités d’organes comme le cœur et la circulation périphérique, particulièrement en état de stress. •Activation du système sympathique : libération de la noradrénaline a partir des fibres terminales de ce système. La noradrénaline est responsable a son tour de l’activation des récepteurs adrénergiques post synaptiques. •Sous l’effet d’un stress, la médullosurrénale libère l’adrénaline qui est transportée par voie sanguine jusqu’au cellules des tissus contenant des récepteurs adrénergiques. • sympathomimétiques médicaments: dont ressemblent à ceux de la noradrénaline et de l’adrénaline. les effets de ces • Certains agissent directement sur les récepteurs adrénergiques, d’autres indirectement, grâce a la libération de catécholamines endogènes sympathomimétiques Pharmacologie des sympathomimétiques Récepteurs sympathomimétiques (adrénergiques) Ahlquist 1948: 2 types de récepteurs adrénergiques : R. alpha et bêta. Récepteurs bêta: Bêta 1 et 2 sont distingués selon leur affinité à l’adrénaline et la noradrénaline : • récepteurs bêta 1: affinité égale à l’adrénaline et la noradrénaline, • les récepteurs bêta 2 ont plutôt, une plus grande affinité pour l’adrénaline que pour la noradrénaline. Récepteurs alpha: les récepteurs alpha 1 et alpha 2. Cette distinction a été accomplie a la base des affinités des récepteurs alpha aux médicaments alpha- bloquants, comme la prazocine. Récepteurs dopaminergiques D.1 et D.2 : la dopamine réagit avec des récepteurs qui se différencient des récepteurs alpha et bêta. Ils sont nombreux dans le cerveau et les vaisseaux splanchniques et rénaux. Sélectivité des différents agonistes adrénergiques Agonistes Récepteurs Alpha -Phényléphrine, méthoxamine. -Adrénaline, noradrénaline. -Clonidine. -Sélectivité alpha 1 -Alpha 1 – Alpha 2 -Sélectivité alpha 2 2. Bêta -Noradrénaline, dobutamine -Isoprénaline, adrénaline -Salbutamol, terbutaline -Sélectivité bêta1(cardiaque) -Bêta 1 – Bêta 2 -Sélectivité bêta 2 Les catécholamines • • • • • • Adrénaline, noradrénaline, isoprénaline, dopamine, dobutamine. L’adrénaline: St récepteurs alpha et bêta. La noradrénaline: St récepteurs alpha et bêta1 et possède peu d’effet sur les récepteurs bêta2. L’isoprénaline: St récepteurs bêta1 et bêta2 mais n’a pas d’action sur les récepteurs alpha. La dopamine: neurotransmetteur central qui est aussi un précurseur métabolique de l’adrénaline et la noradrénaline. La dobutamine: St sélectif pour les récepteurs bêta 1 adrénergiques. Effet des catécholamines Adrénaline Noradrénaline Isoprénaline Dopamine Dobutamine 1.Cœur -Force de contraction -Débit cardiaque 2.Fréquence cardiaque 3.Résistance vasculaire 4. Pression artérielle -Systolique -Diastolique 5. Muscles lisses non vasculaires 6. Respiration -Fréquence -Capacité vitale 7.Métabolismes -Gycogénolyse -lipolyse + + + - + - - + + + + + 0/- - + + + - + + + + + + + - 0/+ - - ? ? + + + + 0/+ - + 0/+ ? ? ? + + + + 0/+ - + 0/+ ? ? ? + + (+) la fonction est augmentée (ex vasoconstriction), (_) la fonction est diminué (ex vasodilatation), (0) pas de changement, ( ?) réponse imprévisible ou non décrite. Non catécholamines Certains médicaments n’agissent pas directement sur les récepteurs adrénergiques, mais présentent un mode d’action indirecte : la libération de la noradrénaline de ses vésicules de stockage dans la fibre nerveuse terminale adrénergique provoquant ainsi, sa disponibilité pour réagir avec les récepteurs adrénergiques d’ou un effet sympathomimétique. Distinction pratique entre sympathomimétiques directes et indirectes: Comparativement aux catécholamines, les agents dits non- catécholamines sont efficaces par voie orale (résistance à l’inactivation hépatique des médicaments). Non catécholamines Amphétamines •Actions stimulantes du SNC qui sont responsables en grande partie de son mauvais usage (dopage lors de compétitions sportives). •Les effets centraux : - une élévation de l’humeur - un esprit alerte - une diminution de l’appétit. Les effets périphériques sont d’ordre alpha et bêta, grâce a une libération de catécholamines. Non catécholamines Phényléphrine •Stimulation directe du récepteur alpha. •La phényléphrine n’est pas un dérivé catéchol, elle n’est pas inactivée par la COMT, ce qui explique sa longue durée d’action. •Elle est mydriatique efficace, •Élévateur de la pression artérielle •Décongestionnant O.R.L. Non catécholamines Éphédrine Premier sympathomimétique actif par voie orale. L’éphédrine n’est pas un dérivé catéchol, présente une longue durée d’action. Agit par libération de catécholamines à partir des sites de stockage, mais possède en plus une action directe sur les récept. adrénergiques. Traverse la barrière hémato-encéphalique et arrive au S.N.C, provoquant une stimulation centrale dite « amphetaminlike ». Indications: décongestion nasale, quand celle-ci s’avère indispensable. Sympathomimétiques sélectifs Les agonistes alpha 2 sélectifs •Clonidine •Méthydopa sont utilisés dans le traitement de l’hypertension artérielle (chapitre des anti-hypertenseurs). Sympathomimétiques sélectifs Les agonistes bêta 2 sélectifs Les agonistes bêta 2 sélectifs Salbutamol et Terbutaline Action plus importante sur les récepteurs bêta 2 bronchiques que sur les récepteurs bêta 1 cardiaques à doses thérapeutiques moyennes. Ils sont administré en aérosol en cas d’asthme aigu ou chronique. Pharmacologie clinique des sympathomimétiques Usage cardio-vasculaire: 1) Conditions dans lesquelles le flux sanguin ou la pression artérielle doivent être augmentés : Hypotension : • • hémorragie importante, surdosage en médicaments antihypertenseurs, infection, • utilisation d’agonistes alpha sympathomimétiques comme: la noradrénaline et la phénylephrine ( vasoconstricteurs). Patient en position de meilleure irrigation cérébrale, et l’administration adéquate en liquides en I.V, ont des répercussions parfois plus importantes que l’injection de sympathomimétiques alpha. Usage cardio-vasculaire Choc vasculaire : par • hypovolémie, • insuffisance cardiaque et • troubles de la résistance vasculaire. L’efficacité des vasoconstricteurs dans le choc est très discutée, parce que dans le choc la vasoconstriction par l’intervention du système nerveux sympathique est relativement intense. Le choix d’un agent vasoconstricteur ou bien vasodilatateur, dépend de l’étiologie du choc et doit être conjugué avec un remplacement de la volémie (perfusions). Choc cardiogénique : essentiellement un infarctus invasif du myocarde, pronostic mauvais. La dopamine et dobutamine sont indiqués (inotropes + peu d’effet sur la fréquence; peu d’effet vasoconstricteur). Usage cardio-vasculaire 2) Conditions dans lesquelles le flux sanguin doit être réduit. • • • En cas d’hémostase chirurgicale, réduire la diffusion des anesthésiques locaux en dehors du lieu d’intervention, réduire la congestion de la muqueuse. Un agoniste alpha sympathomimétique est indiqué. • • Chirurgies faciales, oropharyngée et nasopharyngée. Hémostase pharmacologique. Exemple en compresses nasales pour traiter une épistaxis. cocaïne La a des effets sympathomimétiques hémostatiques et anesthésique local, peut être utilisée en chirurgie du nasopharynx. Usage cardio-vasculaire 3) Indications cardiaques • Tachycardie paroxystique (auriculaire): la phényléphrine qui provoque une vasoconstriction conduisant a une augmentation de la pression artérielle, induit une réponse du nerf vague transformant l’arythmie en rythme sinusal. Ceci est utile dans le cas ou le malade présente une hypotension. Généralement, on préfère utiliser le vérapamil. • Bloc cardiaque complet et l’arrêt cardiaque : l’isoprénaline peut être utilisée en urgence. Cependant, les pacemakers sont plus efficaces et présentent une sécurité plus grande. • Insuffisance cardiaque congestive : les effets inotropes positifs de la dobutamine ont été utilisés avec quelques succès limités dans le temps (développement de tolérance au médicament). Usages respiratoires • • Les sympathomimétiques sont utilisés dans le traitement de l’asthme. Les sympathomimétiques bêta 2 bronchiques, permettent une levée du bronchospasme par le salbutamol et la terbutaline. Choc anaphylactique Le choc anaphylactique et les réactions allergiques affectent à la fois les systèmes cardiovasculaire et respiratoire: bronchospasme, congestion des muqueuses, collapsus cardio- vascualire etc… L’adrénaline est le traitement initial de choix que l’on peut associer aux glucocorticoïdes et anti- histaminiques au besoin. Usages ophtalmologiques Phenyléphrine: mydriatique que l’on peut utiliser pour l’examen ophtalmologique de la rétine. Elle peut être utilisée comme anti-congestif dans les allergies présentant une hyperémie des conjonctives. Usages gynécologiques Les sympathomimétiques bêta 2 sélectifs : salbutamol, terbutaline, ritodrine: action inhibitrice des contractions utérines, lors de la menace d’accouchement prématuré. Usages neurologiques • Les substances «amphitamine like» sont suggérées dans le syndrome hypercinétique de l’enfant (caractérisé par manque d’attention soutenue, hyperactivité avec difficultés d’apprentissage). Elle se manifeste par une exagération de leurs effets pharmacologiques sur les systèmes cardio-vasculaire et nerveux. Les Intoxication aux sympathomimétiques effets sont : • Hémorragie cérébrale • Œdème aigue du poumon • Angine ou infarctus du myocarde Ces effets sont fréquents chez les personnes âgées et peuvent être annoncés par : • • • Tremblements Insomnie Anxiété. Merci de votre attention Centre National de Pharmacovigilance et de Matériovigilance
République Algérienne Démocratique et Populaire. Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique. Université d’Alger. Faculté de Médecine. Département de Médecine PHARMACOLOGIE INTRODUCTION Pr N. Loumi Dr K. Ait Hammou 2021-2022 DEFINITIONS Médicament : une substance chimique qui affecte les processus de la vie. OMS : toute substance ou produit qui est utilisée pour modifier ou explorer les systèmes physiologiques ou les états pathologiques pour le bénéfice de celui qui reçoit la substance. 2 Le médicament est composé de c’est une science qui traite de la source, des propriétés physiques et chimiques, des effets biochimiques et physiologiques, des mécanismes d’action, d’absorption, de distribution de biotransformation, d’excrétion, des usages thérapeutiques et autres des médicaments. 3 Pharmacocinétique : Absorption Distribution Métabolisme/Biotransformation Elimination/Excrétion 4 Pharmacodynamie : mécanisme d’action des médicaments. Effet biochimique et physiologique des médicaments. Exp : AINS et inhibition de la synthèse des prostaglandines au cours de l’inflammation La Pharmacie: propriétés physiques et chimiques des mdcts, forme d’administration, préparation et mise en condition Pharmacognosie : traite des sources botaniques des principes actifs (infusion d’écorce de saule et acide acétylsalicylique) Pharmacologie clinique Définition : l’O.M.S. définit la pharmacologie clinique comme l’ensemble des activités se rattachant au devenir et aux effets des médicaments chez l’homme ainsi qu’à leur usage : 5 Toxicologie : Rassemble les données sur les effets nocifs des médicaments 8 Voies d’administration des médicaments Voie entérale: a, Voie sublinguale : glossettes (tablettes que l'on laisse fondre sous la langue),dragée à croquer. b. Voie orale : Forme solide, F. liquide Forme unitaire, f. à diviser Forme retard, F. rapide c.Voie rectale Suppositoires Lavements purgatifs 9 10 88Formes pharmaceutiques Formes pharmaceutiques destindestinéées es ààla voie oralela voie oraleFormes solidesFormes solidesComprimCompriméé(classique, effervescent, (classique, effervescent, dispersibledispersible, enrob, enrobéé/pellicul/pelliculéé, , gastrogastro--rréésistantsistant, , ààliblibéération prolongration prolongéée/modifie/modifiééee……))CapsuleCapsuleGGééluleluleGranuleGranulePastillePastillePilulePiluleSachetSachetTabletteTabletteFormes liquidesFormes liquidesSolutSolutéébuvablebuvableSiropSiropSuspensionSuspensionAmpoule buvableAmpoule buvableGouttes buvablesGouttes buvablesEmulsionEmulsionEtude des avantages et inconvénients des différentes voies digestives 11 Voie parentérale Stérilité Limpidité (voie IV et I.artérielle) PH voisin de la neutralité Isotonicité avec le plasma Apyrogène (pas de subst. donnant la fièvre) 12 Les formes pharmaceutiques Ampoules injectables Flacons avec poudre à dissoudre Implants sous cutané: Cp à mettre chirurgicalement sous la peau pour des effets prolongés (quelques mois) Voie intra dermique (ID) 13 351. La voie intra-dermiqueVoie sous cutanée (sc) 14 36362. La voie sous2. La voie sous--cutancutanééee(1)(1)Voie intra musculaire 15 383. La voie intra-musculaireFormespharmaceutiques:–Suspensionsaqueuses–SolutionshuileuseCIchezpatientssoushéparinothérapie,anticoagulantsorauxetfibrinolytiques.Etude des avantages et inconvénients des voies parentérales Autres voies d’administration Respiratoire : aérosols pulvérisation collutoires 17 Ophtalmique : pression au niv.de l’angle int. de l’œil Auriculaire pour éviter les troubles labyrinthique, tiédir les gouttes Génitale : ovules Comprimés gynécologiques Dénomination des médicaments la DCI DCI (dénomination commune internationale) est le vrai nom du médicament . Créée par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), elle est commune aux pays du monde entier . Elle permet aux professionnels de santé et aux patients d’identifier un médicament avec clarté et précision, et d’éviter des effets parfois graves liés à la méconnaissance des traitements utilisés . Avec la DCI, c’est plus simple, plus clair et plus précis . 18 Exemple d’erreur Farid , à la pharmacie : Farid : Je me sens fiévreux et je tousse . Je voudrais une boîte de gélules de Migralgine°et du sirop Néo-Codion°? Pharmacien : Attention, Migralgine°contient du paracétamol, de la caféine et de la codéine . Le sirop Néo-Codion°est aussi à base de codéine . Vous risqueriez de prendre une trop forte dose de codéine . En général, mieux vaut prendre un seul médicament bien adapté et à dose efficace, et non plusieurs . On diminue déjà le risque d'effets indésirables . Je vous conseille de prendre seulement du paracétamol et un sirop à base de codéine . Attention quand même si vous devez conduire . Farid : – Mais comment savoir si un médicament est un mélange ? Le nom qui est écrit en gros sur la boîte n’indique rien de clair . Pharmacien: C’est vrai . Beaucoup de gélules, de comprimés, de sirops, contiennent une association de deux substances, ou plus, souvent sous un nom commercial peu évocateur ! C’est la, ou les, DCI (la dénomination commune internationale), qu’il faut chercher sur la boîte . Elle désigne la ou les substances actives contenues dans le médicament, sous leur nom international . Si un médicament contient plusieurs substances, vous verrez toujours plusieurs DCI . Alors que le nom commercial l’indique rarement . Grâce à la DCI, on est sûr de toujours savoir ce que contient un médicament. Merci de votre attention Des questions ???
LES EFFETS INDESIRABLES DES MEDICAMENTS Cours 3ème année médecine PLAN I. Introduction II- Définition d’un effet indésirable III. Facteurs influençant la survenu des effets indésirables IV- Classifications des effets indésirables V. Conclusion Introduction: ❖ Les médicaments ont des effets bénéfiques reconnus. Ils présentent plusieurs avantages dont: - la réduction de la morbi-mortalité, - l’éradication de certaines maladies, - l’amélioration de la qualité de vie. ❖ Cependant, ils peuvent présenter des effets indésirables reconnues depuis longtemps. C’est l’une des principales causes de mortalité dans de nombreux pays. Ils peuvent constituer de ce fait, un risque pour la santé individuelle et collective. ❖ La pharmacovigilance permet la sécurisation de l’usage du médicament par la détection, l’évaluation et la prévention du risque des réactions. Terminologie: Plusieurs termes sont préconisés pour désigner un effet indésirable à savoir: effet latéral, effet accessoire, effet secondaire, effet nocif…….. Mais, le terme le plus approprié est : Effet indésirable médicamenteux . En Anglais, « Adverse drug reaction » . DEFINITION : EFFET INDESIRABLE Un effet indésirable est une réaction nocive et non voulue, se produisant aux posologies normalement utilisées chez l’homme pour la prophylaxie, le diagnostic ou le traitement d’une maladie ou la modification d’une fonction physiologique. OMS, 1972 Effet indésirable: C’est également toute réaction résultant d’un : o Mésusage o Usage abusif o Syndrome de sevrage o Pharmaco dépendance o Erreur médicamenteuse o Inefficacité thérapeutique o Produit défectueux ou de mauvaise qualité. OMS, 2000 Conditions normales d’utilisation Médicament de qualité, bonne dose, respect des précautions d’usage …….. EFFET INDESIRABLE Produit de Contrefaçon En dehors des conditions normales d’utilisation Utilisation irrationnel ou due à des erreurs humaines FACTEURS INFLUANCANT LA SURVENUE DES EFFETS INDESIRABLES: 1. Facteurs lies aux médicaments: 1. Associations médicamenteuses: risque de potentialisation de l’effet indésirable 2. Formulation galéniques: excipients, impuretés, conservation, contamination 3. Modalités d’administration: exemple des corticoïdes 2. Facteurs liés à l’individu: 1. Physiologiques: grossesses, allaitement, âge. 2. Pathologiques: insuffisance rénale/ hépatique 3. Génétiques: réactions idiosyncrasiques 4. Atopiques: réactions allergiques 5. Psychiques: EI subjectifs. CLASSIFICATION DES EI: Critères : • FREQUENCE • NATURE • MECANISME DE SURVENUE • PREVISIBILITE • GRAVITE 1. Classification selon la fréquence: ➢ Très fréquent ≥ 1/10 ➢ Fréquent ≥ 1/100 ➢ Peu fréquent ≥ 1/1.000 ➢ Rare ≥1/10.000 ➢ Très rare ≥ 1/100.000 2. Classification selon la nature des E.I.M: o Aucune spécificité d’organe. o Réaction aiguë, subaigu ou chronique. o Bénigne ou grave. o Précoce ou tardive. 3. CLASSIFICATION SELON: PRÉVISIBILITÉ /NON PRÉVISIBILITÉ PREVISIBLES: • Réaction de mécanisme pharmacologique (exacerbation des effets thérapeutiques) Interactions médicamenteuses entre 2 médicaments • Exemple: Corticoïdes et risque infectieux IMPREVISIBLES: • Réaction immunoallergique • • Polymorphisme génétique Idiosyncrasie 3. CLASSIFICATION SELON LA GRAVITE • EIM grave • EIM sévère • EIM modéré 1. EI GRAVE: c’est un effet indésirable à l’origine : • • • • • d’un décès, d’une menace pour l’événement, la vie du patient au moment de l’apparition de d’une nécessité d’hospitalisation ou d’une prolongation d’hospitalisation, de séquelles ou incapacité notable et durable (incapacité signifiant toute impossibilité à réaliser des gestes de la vie courante), d’une anomalie congénitale ou d’une atteinte périnatale. 2. EI SEVERE: C’est un effet indésirable nécessitant en plus de l’arrêt du médicament, des soins supplémentaires. 3. EIM MODERE: Effet indésirable ni sévère , ni grave 4. CLASSIFICATION DES EFFETS INDESIRABLES SELON LE MECANISME: OBJECTIFS: o Meilleure compréhension des EIM o Préconiser une conduite à tenir adaptée / EIM. o Prévenir les EIM Classification de l’OMS: 06 types: Type A: ‘’Augmented’’ propriétés pharmacologique, dose-dépendant. Type B: ‘’Bizarre’’ immunologique, idiosyncrasique, non dose-dépendant. Type C: ‘’Continuous or Chronic“ accumulation dose Type D: ‘’Delayed“ carcinogénicité, tératogénicité Type E: ‘’end of use“ syndrome de Sevrage – effet rebond Type F: ‘’Failure’’ inefficacité ou non réponse au traitement EIM de type A CARACTERISTIQUES Mécanisme Fréquence Délai de survenue Mortalité Dose dépendant Détection Mesures Règlementaire Pharmacologique Élevée Suggestif Faible Oui Essais cliniques Reproductible lors d’études expérimentales Notifications spontanées Retrait rare Modification du RCP MECANISMES Pharmacocinétiques Résorption Distribution Métabolisme Élimination Pharmacodynamiques Lié à l’effet principal du médicament Lié à l’effet latéral du médicament Pharmaceutiques Produit périmé, altéré. PHARMACOCINETIQUES Ces perturbations aboutissent à un effet toxique du médicament en rapport avec : • Exagération de l’effet thérapeutique par modification des concentrations du produit au niveau de leur site d’action. Hypoglycémie sous hypoglycémiants oraux. Hémorragie sous anti vit K. • Toxicité des métabolites au niveau de certains organes cibles Ototoxicité des Aminosides Rétinopathie induite par la chloroquine FACTEURS DE RISQUES : Enfant, Sujet âgé, Insuffisance Rénale Insuffisance Hépatique interactions PHARMACODYNAMIQUES o Réaction liée à l’effet principal • Cytopénie et Antimitotiques • Hémorragie sous anticoagulants • Syndrome extra pyramidal des antiémétiques : activité antidopaminergique o Réaction liée à l’effet latéral • Sécheresse de la bouche sous Antidépresseurs tricycliques, Antihistaminiques, Neuroleptiques phénothiaziniques : activité anticholinergique PHARMACEUTIQUES o Produit périmé, altéré Inefficacité, Toxicité toxicité des tétracyclines périmées. o Modification des paramètres de libération du produit Toxicité œsophagienne des comprimés de KCL Perte du caractère de « libération prolongée » de certaines formes de théophylline quand elles sont absorbées avec l’alimentation. CONDUITE A TENIR FACE A UN E I M DE TYPE A o Diminution de la dose, dosage plasmatique pour ajustement posologique (lithium, théophylline, digitaliques, INH, Anti vit K…….). E I M de type B CARACTERISTIQUES Mécanisme Immunoallergique Non immunoallergiques Fréquence Rare < 1% Délai de survenue Très Suggestif Mortalité importante Dose dépendant Non Détection Notification spontanées Études épidémiologiques Non reproductibles expérimentalement Mesures Règlementaire Aboutit souvent au retrait du médicament si fréquence élevée MECANISMES o IMMUNOALLERGIQUES o NON IMMUNOALLERGIQUES - Pseudo anaphylactiques - Idiosyncrasiques REACTIONS IMMUNOALLERGIQUES ▪ Nécessitent une sensibilisation de plusieurs jours ou lors d’une nième prise, immédiate, Retardée ▪ La Ré-administration du médicament entraîne une récidive souvent plus grave. ▪ Prévision quasi impossible avant AMM (essais pré cliniques, essais cliniques) EXEMPLES DE REACTION IMMUNO ALLERGIQUES ORGANE PEAU TYPE DE MANIFESTATION Urticaire Rash maculo-papuleux Eczéma Vasculaire Syndrome de Lyell, Syndrome de Steven Johnson HEMATOLOGIQUE HEPATIQUE Thrombopénie Agranulocytose Anémie hémolytique anémie Hépatite chole statique Hépatite cytolytique POUMON Pneumonie (éosinophiles, alvéolaire, interstitielle) SYSTEMIQUE Anaphylaxie Maladie sérique Lupus érythémateux disséminé RENALE Néphrite interstitielle Giomérulonéphrite REACTIONS PSEUDO ANAPHYLACTIQUES Réaction similaire à une réaction allergique due à la libération directe d’histamine secondaire à la dégranulation des basophiles, sans réaction Ag-Ac, donc en l’absence de sensibilisation préalable. Les médicaments les plus souvent impliqués dans ce type de réaction sont : - l’aspirine et les anti-inflammatoires non stéroïdiens ; - les produits de contraste radiologique ; - Les narcotiques (la codéine) ; - les curares. REACTION IDIOSYNCRASIQUE C’est une disposition personnelle particulière, généralement innée, a réagir à l’action des agents extérieurs, physiques ou chimiques. En Pharmacovigilance ▪ Réaction qualitativement anormale (génétiquement déterminée) ▪ Réaction non liée à une action pharmacologique ▪ Réaction ressemble à une hypersensibilité, mais n’implique pas un mécanisme immunologique ▪ Réaction pour lesquelle le mécanisme n’est pas clair EXEMPLES DE REACTIONS IDIOSYNCRASIQUES ▪ Hypertension oculaire sous corticoïdes (5% population : transmission autosomique récessive). ▪ Hyperthermie maligne sous anesthésie générale (1/15 000 : caractère familial ) ▪ Anémie aplasique sous chloramphénicol (aplasie irréversible). ▪ Hépatite à l’halothane. ▪ Hyperplasie gingivale à la phénytoine (caractère familial) CONDUITE A TENIR FACE A UN EIM DE TYPE B Au plan individuel ▪ Arrêt définitif du médicament impliqué. ▪ Établissement d’une liste d’éviction des produits susceptibles de déclencher ce type de réaction. Au niveau Règlementaire ▪ Retrait quand la fréquence de survenue devient préoccupante. EIM de type C: Augmentation de la fréquence d’une maladie spontanée survenant après une prise chronique de médicaments à long terme . La Relation de cause à effet est souvent difficile à établir : «imputabilité douteuse» ▪ Chronologie d’apparition par rapport à la prise du médicament non suggestive (retardée). ▪ Mécanisme souvent indéterminé. ▪ Réaction médicamenteuse atypique, possibilités de facteurs de confusion. Exemples : ▪ Accidents thromboemboliques et calculs biliaires sous contraceptifs oraux. ▪ L’hyperadrénocorticisme iatrogène se produit avec une utilisation chronique de prednisolone ou d’autres corticoïdes. Réaction de Type C CARACTERISTIQUES Mécanisme Fréquence Délai de survenue Mortalité Dose dépendant Détection Mesures Règlementaire INCONNU Rare < 1% NON suggestif Retardé faible Non Difficilement reproductible expérimentalement Études de cohorte Aboutit rarement au retrait du médicament EIM de type D: delayed – carcinogénicité, tératogénicité Réactions ont été observés après une prise chronique du traitement: EXEMPLES: • Apparition de Cancers suite à l’utilisation de certains anticorps monoclonaux • Apparition de Malformations avec les rétinoïdes en cas de grossesse • Apparition de cancer secondaires avec les produits alkylants (cyclophosphamide) Type E: end of use , syndrome de sevrage – effet rebond: Survient lorsque le traitement médicamenteux a été arrêté soudainement EXEMPLE: ▪Crises de sevrage à l’arrêt de la thérapie anticonvulsivante ▪ insuffisance corticosurrénale consécutive à la résorption des glucocorticoïdes. ▪Pic hypertensif à l’arrêt de la clonidine Type F: Failure (échec thérapeutique): effets indésirables liés à une inefficacité du traitement Sont considérés comme des effets indésirables les cas d’inefficacité thérapeutiques des: ▪ Contraceptifs : grossesse, ▪ Vaccins: maladie , ▪ Médicaments de pathologies grave (mise en jeu du pronostic vital). CAT: Déclaration obligatoire CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTS TYPE D’EFFETS INDESIRABLES TYPE A TYPE B TYPE C Fréquence Dose dépendance +++ 1% OUI < 1% NON RARE NON Chronologie d’apparition Mortalité Mécanisme Suggestive (Plausible) Très SUGGESTIVE Non suggestive (Retardée) Faible + Élevée +++ PHARMACOLO- GIQUE IMMUNO ALLERGIQUE / NON IMMUNOALLERGIQUE Faible + INCONNU Arrêt Commercialisation Réversibilité Non (-) + + + - - ré administration POSSIBLE CONTRE INDIQUEE CONTRE INDIQUEE TYPE D TYPE E TYPE F Fréquence Inconnu Frequent Inconnu Dose dépendance Chronologie d’apparition Mortalité Mécanisme Arrêt Commerciali- sation Réversibilité ré administration NON NON NON Plausible SUGGESTIVE SUGGESTIVE Non (-) Toxique - - Pharmacologique (pharmacodynamie) Pharmacologique (pharmaceutique) Aucune pour le moment (-) Recommandation d’utilisation (-) Non (-) CONTRE INDIQUEE Oui Oui - Oui Oui Conclusion: Tout médicament présente des qualités d’efficacité et de sécurité. Il n’ y a pas de médicament totalement inoffensif. L’évaluation du rapport bénéfices/risques permet la prise de décision. Mourir d’une maladie est parfois inévitable mais, mourir des effets indésirables est inacceptable. POUR SUIVRE LE TRAITEMENT, VOUS DEVEZ ETRE EN TRES BONNE SANTE, : PARCE QUE, EN PLUS DE LA MALADIE, VOUS DEVEZ SUPPORTER LE MEDICAMENT. Molière 1622-1673
1 Les Sympathomimétiques Introduction 2 •Le Système nerveux sympathique: régulateur des activités d’organes comme le cœur et la circulation périphérique, particulièrement en état de stress. •Activation du système sympathique : libération de la noradrénaline à partir des fibres terminales de ce système. La noradrénaline est responsable a son tour récepteurs adrénergiques post de synaptiques. l’activation des •Sous l’effet d’un stress: la médullosurrénale libère l’adrénaline qui est transportée par voie sanguine jusqu’aux cellules des tissus contenant des récepteurs adrénergiques. Introduction 3 • Les médicaments qui miment les effets de la l’adrénaline sont appelés noradrénaline et de sympathomimétiques. • Certains de ces sympathomimétiques agissent récepteurs adrénergiques directement (agonistes directs), sur les • D’autres agissent indirectement, par la libération de catécholamines endogènes ( agonistes indirects) Données pharmacologiques sur les sympathomimétiques 4 Types de récepteurs sympathomimétiques (adrénergiques) • Les récepteurs sont de type Alpha et Bêta (Ahlquist 1948) • les récepteurs α 1 ( post- synaptiques) et α 2 ( pré- synaptiques) Se distinguent par leur affinité aux médicaments α – bloquants, comme la prazocine. • β 1: ( cardiaques) ont une affinité égale à l’adrénaline et la noradrénaline. • β 2: (bronchiques, vx, utérins) plus grande affinité pour l’adrénaline que pour la noradrénaline. Données pharmacologiques sur les sympathomimétiques 5 Types de récepteurs sympathomimétiques (adrénergiques) Les récepteurs à la dopamine: • La dopamine réagit avec d’autres récepteurs que les récepteurs alpha et bêta • Ils sont nombreux dans le cerveau et les vaisseaux splanchniques et rénaux. • Deux types de récepteurs dopaminergiques D1 et D2 Données pharmacologiques sur les sympathomimétiques (suite) 6 Sélectivité des agonistes adrénergiques Certains sympathomimétiques sont sélectifs d'un récepteur spécifique, à faible dose, et les fortes doses ont des effets sur tous les récepteurs. Agonistes Récepteurs Alpha - Phénylephrine, méthoxamine - Adrénaline, noradrénaline - Clonidine Bêta - Noradrénaline, dobutamine Isoprénaline, adrénaline - - Salbutamol, terbutaline - Sélectivité α 1 - Sélectivité α 1, α 2 - Sélectivité α 2 - Sélectvité β 1 ( Cardiaque) - β 1, β 2 - Sélectvité β 2 Les catécholamines 7 Adrénaline, noradrénaline, isoprénaline, dopamine, dobutamine. • • • • L’adrénaline: St récepteurs α et β . La noradrénaline: St récepteurs alpha et possède peu d’effet sur les récepteurs β 2. L’isoprénaline: St récepteurs β1 et β2 mais n’a pas d’action sur les récepteurs α . La dopamine: neurotransmetteur central qui est aussi un précurseur métabolique de l’adrénaline et la noradrénaline, D1, D2. • La dobutamine: St sélectif pour les récepteurs β1 adrénergiques. Les catécholamines Les effets des catécholamines 8 Adr NA isop Dop Dob 1. Cœur • • Débit cardiaque Force de contraction 2. FC 3. Résistances vx 4. PA Systolique • • Diastolique 5. Muscles lisses non vx 6. Respiration Fréquence • • Capacité vitale 7. Métabolismes • Glycogénolyse • Lipolyse + + + - + - - + + + + + 0/- - + + + - + + + + + + + - 0/+ - - ? ? + + + + + + 0/+ 0/+ - + 0/+ ? ? ? + + - + 0/+ ? ? ? + + Non catécholamines 9 Ils n’agissent pas directement sur les récepteurs adrénergiques, mais présentent un mode d’action indirecte par la libération de la noradrénaline de ses vésicules de stockage dans la fibre nerveuse terminale adrénergique provoquant ainsi, sa disponibilité pour réagir avec les récepteurs adrénergiques d’ou un effet sympathomimétique. Non catécholamines 10 • Amphétamines • Phényléphrine • Ephédrine • Clonidine, méthyldopa • Salbutamol, terbutaline Non catécholamines 11 Distinction pratique entre sympathomimétiques directes et indirectes: Distinction expérimentale par la comparaison des courbes doses-réponses de médicaments sur des organes sélectionnés, et après traitement a la réserpine ( la réserpine provoque « une déplétion » d’amines sympathomimétiques naturels a partir de leur site de stockage, et permet ainsi d’identifier leur importance). Les non-catécholamines :  Sont efficaces par voie orale.  Résistent à l’inactivation hépatique des médicaments,  Obligation d’utiliser de grandes doses pour avoir des effets. Non catécholamines 12 Amphétamines: ex méthylphénidate • Actions stimulantes du SNC qui sont responsables en grande partie de son mauvais usage (dopage lors de compétitions sportives). • Les effets centraux : - une élévation de l’humeur - un esprit alerte - une diminution de l’appétit. Les effets périphériques sont d’ordre alpha et bêta, grâce a une libération de catécholamines. Non catécholamines 13 Phényléphrine • Agit par stimulation directe du récepteur alpha (alpha agoniste). • La phényléphrine n’est pas un dérivé catéchol, elle n’est pas inactivée par la Cathéchl- O- éthyl transférase (COMT), ce qui explique sa longue durée d’action. • Elle est mydriatique efficace, • Elévateur de la pression artérielle • Décongestionnant O.R.L. Non catécholamines 14 Ephédrine et pseudoéphédrine  L’éphédrine n’est pas un dérivé catéchol, présente une longue durée d’action.  Agit par libération de catécholamines à partir des sites de stockage, mais possède en plus une action directe sur les R adrénergiques alpha et bêta.  Une partie traverse la barrière hémato-encéphalique et arrive au stimulation centrale dite « amphetamin-like ». S.N.C, provoquant une  D’où limitation de l’utilisation de l’éphédrine à la simple décongestion nasale, quand celle-ci s’avère indispensable. Sympathomimétiques sélectifs 15 Les agonistes alpha 2 sélectifs • Ils sont utilisés dans le traitement de l’hypertension artérielle. • Clonidine et Méthyldopa seront envisagées dans le chapitre des anti-hypertenseurs. Sympathomimétiques sélectifs 16 Les agonistes bêta 2 sélectifs 1. Salbutamol Action plus importante sur les récepteurs bêta 2 bronchiques que sur les récepteurs bêta 1 cardiaques à doses thérapeutiques moyennes. Il est administré en aérosol en cas d’asthme aigu ou chronique. 2. Terbutaline Mêmes indications que salbutamol Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 17  Usage cardio-vasculaire: Conditions dans lesquelles le flux sanguin ou la pression artérielle doivent être augmentés : • Hypotension : hémorragie importante, ou surdosage en médicaments anti-hypertenseurs, ou infection, utilisation d’agonistes alpha sympathomimétiques comme: la noradrénaline et la phényléphrine, grâce a leurs effets vasoconstricteur • • En plus de l’expansion volémique. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 18 la résistance • Choc vasculaire : par hypovolémie, insuffisance cardiaque et troubles de L’efficacité des vasoconstricteurs dans le choc est très discutée, parce que dans le choc la vasoconstriction par l’intervention du système nerveux intense. Le choix d’un agent sympathique est relativement vasoconstricteur ou bien vasodilatateur lors du traitement d’un choc, dépend de l’étiologie du choc et doit être conjugué avec un remplacement de la volémie (perfusions). vasculaire. • Choc cardiogénique Essentiellement du à un infarctus invasif du myocarde, pronostic mauvais. La noradrénaline, dopamine et dobutamine sont indiqués (inotropes + peu d’effet sur la fréquence; peu d’effet vasoconstricteur). Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 19  Usage cardio-vasculaire: Conditions dans lesquelles le flux sanguin doit être réduit • La réduction du flux sanguin en cas d’hémostase chirurgicale, pour réduire la diffusion des anesthésiques locaux en dehors du lieu d’intervention, et pour réduire la congestion de la muqueuse. • Un agoniste alpha sympathomimétique est indiqué. • • L’hémostase du type pharmacologique est utilisée dans les chirurgies faciales, oropharyngée et nasopharyngée. Elle peut être utilisée par exemple en compresses nasales pour traiter une épistaxis. La cocaïne qui a des effets sympathomimétiques hémostatiques et agit en même temps comme anesthésique local, peut être utilisée en chirurgie du nasopharynx. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 20 Indications cardiaques: - Tachycardie paroxystique (auriculaire): la phényléphrine provoque une vasoconstriction conduisant a une augmentation de la pression artérielle, induit de ce fait une réponse du nerf vague transformant l’arythmie en rythme sinusal. Ceci est utile dans le cas ou le malade présente une hypotension. Généralement, on préfère utiliser le vérapamil. - Bloc cardiaque complet et l’arrêt cardiaque : l’isoprénaline peut être utilisée en urgence. Cependant, les pacemakers sont plus efficaces et présentent une sécurité plus grande. Insuffisance cardiaque congestive : - les effets inotropes positifs de la dobutamine ont été utilisés avec quelques succès limités dans le temps (développement de tolérance au médicament). Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 21 Usages respiratoires • Les sympathomimétiques sont utilisés dans le traitement de l’asthme bronchique. • Les effets sympathomimétiques sur les récepteurs bêta 2 bronchiques, permettent une levée du bronchospasme par le salbutamol et la terbutaline. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 22 Choc anaphylactique • Le choc anaphylactique et les réactions allergiques affectent à la fois les systèmes cardiovasculaire et respiratoire. Il s’en suit : • bronchospasme, congestion des muqueuses, collapsus cardio-vascualire etc… L’adrénaline est le traitement initial de choix que l’on peut associer aux glucocorticoïdes et anti-histaminiques au besoin. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 23 Usages ophtalmologiques • Phényléphrine: mydriatique que l’on peut utiliser pour l’examen ophtalmologique de la rétine. • Elle peut être utilisée comme anti-congestif dans les allergies présentant une hypérémie des conjonctives. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 24 Usages gynécologiques Les sympathomimétiques bêta 2 sélectifs : salbutamol, terbutaline, ritodrine: Action inhibitrice des contractions utérines, lors de la menace d’accouchement prématuré. Pharmacologie clinique des sympatomimétiques 25 Usages neurologiques • Très peu répandus car souvent décevants. • Les substances «amphétamine like» sont suggérées dans le syndrome hypercinétique de l’enfant (caractérisé par manque d’attention soutenue, hyperactivité avec difficultés d’apprentissage). Intoxication aux sympathomimétiques 26 Elle se manifeste par une exagération de leurs effets pharmacologiques sur les systèmes cardio-vasculaire et nerveux. Les effets sont : - Hémorragie cérébrale - Œdème aigue du poumon - Angine ou infarctus du myocarde Ces effets sont fréquents chez les personnes âgées et peuvent être annoncés par : - Tremblements Insomnie - - Anxiété. 27 Merci de votre attention