IMMUNITÉ, biologie

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Le système immunitaire assume l'une des grandes fonctions physiologiques des Vertébrés : l'aptitude à la reconnaissance d'un nombre prodigieux de structures moléculaires distinctes, les antigènes. Un antigène est classiquement réputé « étranger » à l'organisme chez lequel il provoque une réponse immunitaire. D'où la conception selon laquelle le système immunitaire a pour fonction essentielle la distinction du « soi » (les divers constituants de son propre organisme) et du « non-soi ».

Évidentes lorsqu'il s'agit de l'agression de l'organisme humain par une bactérie, les frontières entre soi et non-soi le deviennent moins lorsqu'on évoque les maladies auto-immunes, au cours desquelles le patient s'immunise contre ses propres tissus.

Classiquement, lorsqu'un antigène pénètre dans l'organisme, il va stimuler le système immunitaire, qui va répondre de diverses façons, simultanément ou non. La réponse humorale est caractérisée par la production d'anticorps spécifiques, constitués par des immunoglobulines mises en circulation dans les « humeurs » (ce vocable assez désuet reste utilisé, avec une connotation plutôt historique). Ces anticorps sont produits par les lymphocytes B et par des cellules qui en dérivent : les plasmocytes. L'antigène peut aussi stimuler des lymphocytes T, entraînant diverses réponses dites « à médiation cellulaire ». Le rejet des greffes, la réaction à la tuberculine chez un individu sensibilisé par un contact avec le bacille tuberculeux ou vacciné par le B.C.G. constituent des exemples de ces réponses dans lesquelles on ne retrouve pas d'anticorps circulants. Les structures impliquées dans la reconnaissance de l'antigène sont ici des récepteurs des cellules T, molécules transmembranaires, solidement ancrées à la surface des lymphocytes T.

Système immunitaire

Vidéo : Système immunitaire

Mécanismes de défense assurés par les globules blancs.Les êtres vivants sont exposés à une multitude de micro-organismes nocifs, tels que les virus, les bactéries ou les parasites. Contre ces agents infectieux, ils sont dotés d'un système immunitaire qui les protège.Quand un... 

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Le système immunitaire comporte en outre d'autres cellules, comme les macrophages, et d'autres molécules, comme le système du complément, qui interviennent dans son fonctionnement, sans toutefois posséder directement le critère de spécificité attaché à la fonction de reconnaissance, lequel reste l'apanage des immunoglobulines et des lymphocytes.

Immunité non spécifique et immunité spécifique constituent deux mécanismes immunitaires apparus successivement au cours de l'évolution des espèces et étroitement intriqués dans les organismes les plus évolués. Ils permettent à un organisme de conserver son individualité et de protéger ses constituants en éliminant ou en neutralisant les substances étrangères et les agents infectieux auxquels il est exposé. L'un et l'autre impliquent au niveau moléculaire une possibilité de discrimination entre les constituants de l'organisme, autrement dit le soi, et les autres molécules, c'est-à-dire le non-soi.

En définitive, qu'elle soit spécifique ou non spécifique, l'immunité fait intervenir des cellules (immunité à médiation cellulaire) et des molécules en solution dans les liquides biologiques (immunité humorale). C'est cet ensemble qui constitue le système immunitaire. Son organisation générale ressemble à la fois à celle du système endocrinien et à celle du système nerveux central : traitement d'un vaste ensemble d'informations, forte intégration et régulation par des médiateurs ou molécules messages, effets de potentialisation et effets d’inhibition déterminant des processus de régulation. Du reste, système immunitaire et système neuro-endocrinien interagissent étroitement entre eux.

Les mécanismes de l'immunité

Reconnaissance du soi

Les processus de reconnaissance et de signalisation biochimique dans l’ensemble du monde vivant reposent sur des interactions entre molécules : liaison d'un disaccharide ou d'un oligosaccharide à une protéine (lectine), d'un neurotransmetteur ou d'une toxine à son récepteur, réaction enzyme-substrat ou interaction entre deux protéines (liaison hormone-récepteur, réaction antigène-anticorps). Ces interactions sont réversibles et caractérisées par des constantes d'association et de dissociation mesurables, permettant de calculer l'affinité intrinsèque des molécules interactives. Ce type de système a reçu le nom de système ligand-récepteur.

Les méthodes physiques modernes (cristallographie et diffraction de rayons X, spectroscopie RMN, etc.) et la détermination par les techniques biochimiques des structures primaires des protéines permettent d'identifier les zones de contact entre ligand et récepteur. La nature des forces mises en jeu (liaisons ioniques, forces de Van der Vaals, liaisons hydrogènes, liaisons hydrophobes) dépend des structures moléculaires interactives et de la distance qui les sépare. Ainsi peut-on connaître le site actif d'une hormone, c'est-à-dire la zone de la molécule qui entre en contact avec une zone homologue, spécifique, au sein de la molécule du récepteur hormonal. La même démarche permet de définir les sites d'une molécule d'enveloppe d'un virus qui interagissent avec le récepteur au virus et permettent l'infection de la cellule cible de ce virus (ex. : molécule gp120 du virus VIH et molécule CD4 de la surface de certains lymphocytest T), ou bien les sites des adhésines des pili des bactéries, sites qui déterminent la virulence de ces microbes en permettant leur adhésion aux récepteurs oligosaccharidiques des cellules épithéliales des muqueuses.

Les cellules du système immunitaire produisent deux grandes familles de molécules hautement diversifiées, spécialisées dans la reconnaissance du soi et du non-soi. Il s'agit des récepteurs des lymphocytes T et des récepteurs des lymphocytes B ou molécules d'immunoglobulines. Tandis que les secondes existent au niveau membranaire et sous forme soluble, d’où interaction à distance avec les molécules adverses, les premières sont fixées de façon stable sur la membrane des cellules T au contact desquelles ont lieu les effets antagonistes.

Au sein de chacune de ces molécules de reconnaissance, on appelle paratope la zone qui va interagir de façon stéréospécifique avec la structure complémentaire appelée épitope sur la molécule adverse qu’est la molécule d'antigène. L'épitope occupe un espace de 6 à 15 aminoacides à la surface d'une protéine ou de 5 ou 6 oses pour un polysaccharide. Les plus petites molécules d'haptènes (médicaments, sels de métaux lourds, oligonucléotides, dinitrochlorobenzène, etc.) liées à une protéine porteuse forment un seul épitope. Toutes les molécules antigéniques plus complexes constituent une mosaïque d'épitopes. Les uns sont séquentiels, définis par la structure primaire de l'antigène, les autres sont dits conformationnels.

Certaines molécules protéiques ou oligosaccharidiques font l'objet d'un polymorphisme au sein des individus d'une même espèce. Ce polymorphisme est défin [...]

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Système immunitaire

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Immunoglobuline IgG1 humaine : modèle linéaire

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Immunoglobuline IgG1 humaine : représentation tridimensionnelle

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Association de deux gènes constants

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Écrit par :

  • : membre titulaire de l'Académie nationale de pharmacie, professeur honoraire à l'Institut Pasteur, Paris, directeur de recherche honoraire au C.N.R.S., professeur à l'Institut Pasteur de Lille
  • : professeur à la faculté des sciences de Luminy, université d'Aix-Marseille-II
  • : docteur ès sciences, chargée de recherche à l'I.N.S.E.R.M. (U 80)
  • : professeur d'immunologie à l'université de Lyon-I-Claude-Bernard

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Pour citer l’article

Joseph ALOUF, Michel FOUGEREAU, Dominique KAISERLIAN-NICOLAS, Jean-Pierre REVILLARD, « IMMUNITÉ, biologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/immunite-biologie/