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Anatomie et physiologie animales

Les étapes principales du traitement de la nourriture.

La majeure partie de la matière organique des aliments se compose de protéines, de

lipides et de glucides.

L’ingestion : mécanisme par laquelle la nourriture s’introduit dans un organisme.

La digestion : décomposition des aliments par hydrolyse enzymatique.

Absorption : passage des petites molécules.

L’élimination : sortie des matières qui n’ont subit ni la digestion, ni l’absorption.

o Les compartiments de la digestion :

La plupart des animaux, réduisent les risques d’autodigestion en traitant les aliments

dans des compartiments spécialisés.

Intracellulaire : des vacuoles qui contiennent des enzymes hydrolytiques dégrade les aliments

et fusionnent avec des lysosomes.

Extracellulaire : dégrade les aliments à l’extérieur des cellules, ce qui permet de dévorer des

proies plus grandes.

Cavité gastrovasculaire :

Structure en forme de sac qui sert à la fois à la digestion des nutriments et à leur

circulation dans tout l’organisme (l’hydre, un Cnidaire, les éponges et les vers plats, des

Plathelminthes). A partir du moment ou l’alimentation est apporté dans la cavité,.

1) Des cellules spécialisées du gastroderme sécrètent des enzymes digestives qui

fragmentent les tissus mous de la proie.

2) Des cellules endodermiques gastriques, ingèrent les fragments par phagocytose et

l’hydrolyse se fait à l’intérieur des cellules.

3) Une fois digéré, l’hydre élimine les matières indigestes.

Le tube digestif, le tractus digestif ou le canal alimentaire :

Plusieurs compartiments spécialisés effectuant la digestion par étapes (la plupart des

animaux, les Nématodes, les Annélides, les Mollusques, les Arthropodes, les Echinodermes

et les Chordés). Il à comme avantage, d’avoir un système digestif qui se fait de façon plus

continue.

A) Le ver de terre :

Le tube digestif du ver de terre commence par la bouche, les aliments étant aspirés par un

pharynx muqueux. Ils passent ensuite dans un œsophage puis sont emmagasinés et

humidifié dans le jabot. Ensuite, le gésier broie les aliments en morceau.

La digestion et l’absorption s’effectuent dans l’intestin dont le repli dorsal est appelé

typhlosolis pour augmenter la surface d’absorption.

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B) La sauterelle :

Le tube digestif est composé de l’intestin antérieur (œsophage et jabot), moyen (majeur

partie de la digestion et absorption) et postérieur.

C) L’oiseau :

Le tube digestif dont la partie antérieur possède 3 cavités (jabot, estomac et gésier).

Fonction de chaque organe.

Cavité buccale :

Digestion mécanique (dents et langue) permet de fragmenter les aliments en plus petit

morceau pour permettent une plus grande surface des nutriments qui doivent être

décomposées aux enzymes hydrolytiques.

La digestion chimique (glandes salivaires) permet une lubrification, une première digestion

des glucides par l’amylase salivaire et une protection contre les caries, les bactéries et les

virus (tampon, lysozyme et anticorps de type A). La salive contient également une lipase

linguale qui exerce surtout son rôle dans l’estomac car elle n’a que peut de temps pour agir

(scinde les triglycérides en diglycéride + acides gras). Cependant, son rôle est moins important

(sauf chez le nourrisson), que la lipase pancréatique.

Remarque : il existe une certaine absorption par la muqueuse buccale de substance

macromoléculaire comme l’insuline.

La langue sert à gouter mais également à façonner le bol alimentaire qui passera par la

déglutition dans le pharynx jusqu’à l’œsophage grâce au blocage de l’épiglotte. Des ondes-

rythmiques produits par contraction des muscles lisses forcent ensuite le bol alimentaire à

avancer (péristaltisme).

Estomac :

Il est situé sous le diaphragme et sécrète le suc gastrique qui contient de l’acide chlorhydrique

(pH 1 à 3,5 qui est suffisamment acide pour dénaturer les protéines et tuer la plupart des

bactéries et virus. On y trouve également de la pepsine pour l’hydrolyse des protéines en

brisant les liaisons peptiques (association d’acides aminés spécifiques). Avec la lipase linguale

et la lipase gastrique, la pepsine fait partie des enzymes agissant dans un milieu fortement

acide.

Pour éviter une autodigestion :

La pepsine est sécrétée sous forme de pepsinogène qui n’est qu’activée qu’en milieu

acide (rétroactivation : la pepsine peut réactiver du pepsinogène).

Du mucus est sécrété par les cellules épithéliales de la muqueuse gastrique.

La mitose remplace la muqueuse tous les 3 jours.

Remarque : Entre temps, une faible quantité de substance sont absorbées par la muqueuse

gastrique.

Le bol alimentaire qui se mélange au suc gastrique devient la chyme acide.

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Intestin grêle :

Le majeur parti de l’hydrolyse enzymatique et aussi de l’absorption des éléments nutritifs s’y

produit.

Le premier segment de 25 cm s’appel le duodénum. La chyme acide en provenance de

l’estomac se mélange aux sucs digestifs du pancréas, du foie, de la vésicule biliaire et des

cellules glandulaires de la muqueuse intestinale.

Pancréas -> Production d’hydrolase (protéase) et d’ion hydrogénocarbonate (HCO3-).

Foie -> Production de la bile, mélange alcalin contenant de l’eau, des ions, des lipides

(cholestérol et lécithine), des pigments (dégradation des globules rouges), des sels et

des acides biliaires. La bile ne contient pas d’enzyme digestive, mais des substances

émulsifiantes grâce à leurs propriétés amphipathiques.

La veine porte hépatique est un vaisseau sanguin qui mène directement au foie

(influence la vitesse d’absorption et éventuellement la glycémie).

La paroi épithéliale du duodénum est appelée bordure en brosse, est la source de plusieurs

enzymes digestives (muqueuse intestinale qui se renouvelle tous les 3 à 6 jours).

Les deux derniers segments de l’intestin grêle sont le jéjunum et l’iléon. Ils prennent en

charge l’absorption des nutriments et de l’eau. Grâce à sa structure en villosités, cet organe

possède une aire immense.

Certains épithélocytes d’une villosité sécrète du mucus (cellules caliciformes), d’autres

produisent des substances régulatrices (cellules endocrinienne), d’autres encore, sécrète du

lysozyme pour contrôler la population bactérienne (cellules à granules acidophiles).

Au centre de chaque villosité se trouve un réseau de vaisseaux sanguins microscopiques

(capillaires) et un petit vaisseau lymphatique (chylifère).

Le transport des nutriments est effectué de façon passive (ex : fructose).

Ou pompage actif (contre le gradient de concentration) par les membranes épithéliales

(ex : acides aminés, peptides, vitamine, glucose et autre monosaccharide).

Gros intestin :

Appendice vermiforme qui ne joue pas un rôle important pour l’être humain dans la défense

(tissus lymphoïde), caecum, côlon, rectum, canal anal.

Une des fonctions du côlon consiste à absorber l’eau entrée dans le tube digestif en tant que

solvant des divers sucs digestifs. Sur les 7 litres en plus des liquides produits dans l’intestin

grêle, 90% de l’eau est réabsorbé. Au fur et à mesure que les résidus de la digestion avancent

dans le colon (par péristaltisme), les matières fécales deviennent plus solides.

Le gros intestin héberge une flore intestinale (ex : E coli) qui vivent de matière organique non

traitées. Elles émettent des gaz (méthane, CO2, …) ainsi que des vitamines (B et K). Les fibres

de cellulose aident notamment au bol alimentaire à se déplacer dans le tube digestif.

Le segment terminal s’appelle rectum pour l’élimination : muscle interne sphincter de l’anus

lisse et muscle sphincter externe de l’anus squelettique volontaire.

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La circulation.

La circulation chez les invertébrés :

Les cavités gastrovasculaires.

En raison de la simplicité d’organisation des cavités gastrovasculaires, les Eponges,

hydres et d’autres Cnidaires, n’ont pas besoin d’un système cardiovasculaire. Une enveloppe

corporelle composée de deux couches cellulaires seulement est utilisée tant pour la digestion

que pour la distribution des substances dans le corps.

Seules les cellules de la couche interne ont un accès direct aux nutriments, qui n’ont pas à

diffuser sur une longue distance pour atteindre les cellules de la couche externe.

Les planaires et les autres Vers plats, possèdent également une cavité gastrovasculaire

qui échange des substances avec le milieu externe par une seule ouverture (les distances de

diffusion restent petites et toutes les cellules baignent dans le milieu approprié).

Les systèmes cardiovasculaires ouvert et clos.

Les deux ont 3 composantes structurales « le sang », « les vaisseaux sanguins » et le

« cœur » (pompe le sang et élève sa pression hydrostatique).

Ouvert : Chez les Insectes, les autres Arthropodes et la plupart des Mollusque, les

organes baignent directement dans le sang (ouvert). On désigne dans ce cas, le liquide et le

sang comme étant une unique « hémolymphe ». Un ou plusieurs cœur (tube allongé situé

dans la partie dorsale du corps) pompe le sang dans les « sinus » entourant les organes.

Clos : Chez les vers de terre, les calmars, les pieuvres, le sang circule uniquement dans

les vaisseaux et constitue un liquide distinct du liquide interstitiel. Ce qui rend moins couteaux

les dépenses énergétiques.

La circulation chez les vertébrés :

Généralement, le cœur comprend une ou deux oreillettes qui reçoivent le sang revenant

au cœur ainsi qu’un ou deux ventricules qui pompent le sang hors du cœur.

Les lits capillaires infiltrent tous les tissus, les artères et les veines se distinguent par la

direction dans laquelle elles transportent le sang, cependant, la veine porte hépatique fait

exception, elle transporte le sang du système digestif vers le foie.

Les poissons.

Ils possèdent un cœur à deux cavités (une oreillette et un ventricule).

1) Le sang chassé du ventricule se dirige vers les branchies où il capte du O2 et perd du CO2

à travers les capillaires.

2) Les capillaires branchiaux renvoient le sang dans la circulation systémique avec un bas

débit, ce qui limite la quantité d’O2 qui diffuse vers leurs tissus et par conséquent, la

vitesse de leur métabolisme.

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Les Amphibiens.

Ils possèdent un cœur à trois cavités (deux oreillettes et un ventricule).

1) Le ventricule chasse le sang dans une artère ramifiée qui divise celui-ci en deux circuits

(pulmocutanée et systémique).

2) La majeur partie du sang riche en O2 qui revient vers le cœur est envoyé dans la

circulation systémique, et le sang pauvre en O2 revient au cœur.

Ce système à circulation double, assure un apport vigoureux de sang aux organes et tissus.

Les Reptiles.

Ils possèdent un cœur à trois cavités mais partiellement cloisonné ainsi qu’une

circulation pulmonaire et une circulation systémique. Le sang riche et pauvre en O2 se

mélange toujours mais en quantité moindre que dans le cas des Amphibiens.

Les Mammifères et les oiseaux.

Ils possèdent un cœur à 4 cavités dont la partie droite reçoit le sang pauvre en O2 et la

partie gauche le sang qui revient de la circulation pulmonaire sans mélange.

C’est un avantage au niveau de l’enrichissement du sang en oxygène qui est amené pur au

niveau de la circulation systémique.

La régulation de la fréquence cardiaque.

Certaines cellules du myocarde sont auto-exitable (sans aucun influx du SN).

Le nœud sinusal est le pace maker naturelle du cœur et est situé dans la paroi de

l’oreillette droite, au niveau de la veine cave supérieur. Il émet des impulsions

électriques semblable à celles des neurones qui se propage dans la paroi des

oreillettes jusqu’au nœud auriculo-ventriculaire (relais) qui sépare le ventricule de

l’oreillette.

Les influx qui se déplacent produisent des courants électriques transmis jusqu’à la

peau par l’intermédiaire des liquides corporelles qui sont détectables à l’ECG.

Le système lymphatique (retour des liquides).

Les protéines et les liquides perdus reviennent dans le sang par l’intermédiaire de ce

système (lymphe). Le système lymphatique déverse ses liquides dans le système

cardiovasculaire près de la jonction de la veine cave supérieur.

En cas de problème, si le liquide interstitiel s’accumule, il y a formation d’oedem.

Attention aux carences en protéines alimentaires qui réduit la pression

osmotique du sang en lui-même).

Le long de ces vaisseaux, se situe des ganglions lymphatiques qui ont pour rôle de filtrer

la lymphe, tuer les bactéries et les virus (voir SI). On y retrouve donc des globules blancs.

Lorsque le corps lutte contre une infection, ses cellules se multiplient rapidement, les nœuds

enflent et deviennent plus sensible.

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Les échanges gazeux.

Ce processus est souvent appelé respiration.

Pour les animaux simples (Eponges, Cnidaire et vers plats), l’espace est suffisamment

mince pour que les gaz puissent diffuser dans les 2 sens.

Pour les animaux plus complexes par contre, la surface respiratoire est constituée de

deux couches de cellule : épithélium simple, humide qui adhère à l’autre couche qui

forme l’endothélium des capillaires.

Les branchies.

Elles sont suspendues dans l’eau. Un processus contribue à les exposer à d’avantage

d’O2 :

La ventilation qui augmente la circulation du milieu sur la surface respiration avec une

consommation d’énergie plus ou moins importante selon les espèces. Elle peut dépendre

des mouvements de l’eau (passive) ou est uni-pluri directionnelle (active).

Echange à contre courant : absorption de + O2 et régulation thermique.

Le système trachéen.

Le O2 et CO2 diffuse plus rapidement dans l’air, la dépense énergétique est donc

moindre. Le système trachéen se compose de tubes aériens qui se ramifient dans tous le

corps. Les gaz s’échangent par diffusion simple à travers l’hémolymphe.

Le système cardiovasculaire n’intervient donc pas dans le transport du O2 et CO2.

Remarque : Les plus gros insectes aide la ventilation par des mouvements rythmique du corps.

Les poumons.

Le système cardiovasculaire intervient. Par ailleurs certains gros mammifères aquatiques

possèdent des poumons (adaptation dans une eau faible en O2).

Situé dans la cage thoracique.

Sa texture est spongieuse et comporte des alvéoles.

Il possède un épithélium humide servant de surface respiratoire et un système de

conduit ramifier qui transmet l’air aux poumons jusqu’aux bronchioles pour charger le

sang du lit capillaire en O2.

Mécanisme de la respiration :

La respiration se fait à pression négative qui fonctionne sur le principe d’une pompe aspirante.

INSPIRATION

L’action des muscles thoraciques internes et du diaphragme augmente le volume (ver le

haut et l’extérieur) de la cage et le mouvement des poumons suit.

Par conséquent la pression de l’air dans P0 baisse et atteint une valeur inférieur à la

pression atmosphérique (appel d’air).

EXPIRATION

Les muscles se relâchent, ce qui réduit le volume.

L’air est donc expulsé.

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La régulation de la respiration chez l’humain.

La respiration est régie par un automatisme contrôlé par deux centres de régulation

dans l’encéphale (bulbe et pont).

Des chimiorécepteurs situé dans l’aorte et dans la carotide assurent le suivi des

concentrations en O2 et CO2 ainsi que le pH (7,4 dans les conditions normales).

Des récepteurs de tension dans les tissus pulmonaires transmettent des influx nerveux

jusqu’au bulbe rachidien qui répond également aux variations de pH du LCR.

C’est la concentration en CO2 qui détermine en générale le pH du LCR.

Baisse le pH : CO2 + H2O ----> H2CO3 (acide carbonique).

Augmente le pH : H2CO3 ----> H+ + HCO3

- ----> H2O + CO2.

Le sang ne perd environ que 10% de son CO2 quand il traverse les poumons. Le reste est utilisé

comme ion bicarbonate, utile à la régulation du pH.

Transport:

L’hémoglobine est enfermée dans les globules rouges et se combine avec O2 là où la pression en

O2 est élevée et libère là où elle est faible. Le transport du CO2 se fait via le sang.

Hb + O2 => HbO2 : Le noyau de fer de Hb se combine avec O2. La conformation de

l’hémoglobine dépend du pH. Une chute du pH diminue l’affinité de l’hémoglobine à O2 (effet

Bohr).

Effet Bohr : Définit les modifications d’affinité de Hb pour O2 en fonction des variations de pH. Quand

manque d’O2 au niveau des muscles, l’acidité augmente et donc suite à effet Bohr l’affinité Hb-O2

diminue donc plus d’O2 sont libéré dans le muscle.

Le pH altère la structure tertiaire des protéines.

Le sang du fœtus (Pression partielle haute) à plus d’affinité avec O2 que celui de la mère.

Introduction du système immunitaire : Détection, reconnaissance et réaction.

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La première ligne de défense, l’immunité innée est active dès la naissance. Elles sont de

nature non spécifique (reconnaissent un large éventail de micro-organisme et y réagisse).

Barrières externes : peau, muqueuses, sécrétion de glandes, mucus, cellules ciliées, ...

Défenses chimiques interne : combattent les agents infectieux qui traversent les

barrières externes.

Les macrophages et autres phagocytes qui englobent et détruisent les agents

pathogène.

Les défenses de l’immunité acquise sont hautement spécifiques et ne se développent

qu’après une exposition à des agents inducteurs (cellules anormales, toxines et autres

substances étrangères.

Globules blancs : lymphocytes qui produisent 2 types de réponses immunitaires.

Dans la réaction « humorale », les lymphocytes B sécrètent des protéines (anticorps).

Dans la réaction à « médiation cellulaire », les lymphocytes cytotoxiques détruisent

directement les cellules infectés.

La communication est assurée par les cytokines et les chimiokynes. Elles sont synthétisées par

de nombreux types de cellules dont les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins près du

siège de la lésion ou de l’infection. Leur rôle est de diriger la migration des phagocytes et leur

signalent d’augmenter la production de composés qui tuent les microorganismes.

IMMUNITE INNEE

Un agent pathogène fait rapidement face à plusieurs mécanismes cellulaires et

chimiques qui l’empêche d’attaquer l’organisme.

Lysozyme (protéine) : attaque la paroi cellulaire de nombreuses bactéries (salive,

larmes et sécrétion des muqueuses).

Certains types de Leucocyte (phagocyte) produisent des protéines antimicrobiennes

qui déclenchent une réaction inflammatoire.

Les Natural Killer parcourent l’organisme à la recherche de cellules infectés grâce à

leurs récepteurs de surface. Elles libèrent des molécules qui perforent leur membrane.

Les Phagocytes.

Ils se fixent à leurs proies par l’intermédiaire de récepteur de surface qui détectent

notamment certains polysaccharides de la surface des bactéries. Il les englobe dans une

vacuole digestive qui fusionne avec les lysosomes.

1) Production de monoxyde d’azote ou de peroxyde d’oxygène.

2) Le lysozyme et d’autres enzymes décomposent les composants microbiens.

Quatre types de globules blancs Leucocytes sont des Phagocytes. Ils diffèrent par leur

abondance, espérance de vie et leur capacité phagocytaire.

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Les granulocytes neutrophiles : 60-70 %. Ils pénètrent dans les tissus infectés qui les

attirent pour y absorber les microorganismes. Ils ont tendances à s’autodétruire

rapidement (espérance de vie de quelques jours).

Les macrophages : 5% des leucocytes proviennent des monocytes et son plus

volumineuse et efficace que les granulocytes neutrophiles (on les retrouve dans la

rate, les nœuds lymphatiques et d’autres tissus lymphoïdes.

Les granulocytes éosinophiles : ils sont peu abondants et leur phagocytose est

moindre que pour les granulocytes neutrophiles et macrophages, mais leur rôle est

essentiel dans la défense contre des parasites multicellulaires. Ils se placent contre la

paroi et déchargent leurs enzymes.

Les cellules dendritiques : Ils peuvent englober les micro-organismes mais ils jouent

un rôle plus important dans l’immunité acquise.

Les protéines antimicrobiennes.

Lysozyme.

Compléments : inactive en absence d’infection, mais leur activation active la lyse des

cellules envahissantes. Peut aussi déclencher l’inflammation ou jouer un rôle dans la

défense acquise.

Interférons : défense contre les virus ; elles amènent les cellules avoisinantes non

infectées à produire d’autres substances inhibant la réplication virale ou de contribuer

à l’activation des macrophages.

Défensines : antibiotique naturels.

Réaction inflammatoire.

L’histamine se trouvant dans les mastocyte déclenche une vasodilatation (hausse du

débit sanguin, chaleur, œdème, rougeur) et rend les capillaires avoisinants plus

perméables. Cela permet l’évacuation des toxines, des cellules mortes et la libération

de protéines antimicrobiennes, de leucocyte et de facteurs coagulant. La température

augmente la vitesse de réaction du corps.

Les prostaglandines sécrétées par des macrophages activés sont des médiateurs

additionnels de l’inflammation.

Certaines protéines du complément activées favorisent la libération d’histamine.

Attention : une réaction inflammatoire exagérée peut entrainer la mort de l’organisme.

IMMUNITE ACQUISE

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Définition : Protection que se donne un organisme animal contre certains types de microbes

ou de substances étrangères en produisant des anticorps et des lymphocytes spécifiques

(diverses immunités); se met en place au cours de la vie d'un individu.

Un lymphocyte peut réagir au contact direct des microorganismes et aux signaux des

défenses innées actives. Par exemple, pendant que les macrophages et les cellules

dendritiques phagocytent les microorganismes, les phagocytes commence à sécréter les

cytokines qui vont aider à l’activation des lymphocytes et d’autres cellules de l’immunité.

Antigène : Molécule étrangère qui est reconnue de façon spécifique par des

lymphocytes et qui suscite une réponse. Ils sont en composés majoritairement de

protéines mais peuvent être des polysaccharides.

Epitope : Partie de l’antigène reconnu par un lymphocyte (déterminant antigénique).

La reconnaissance des antigènes par les lymphocytes.

Deux types de lymphocytes : B (maturation dans la moelle) et T (maturation dans le

thymus) qui circulent dans le sang et la lymphe à la recherche d’antigène reconnu par les

récepteurs antigéniques situé sur leur membrane plasmique.

Les lymphocytes B : Leur récepteur ont une forme de Y comprennent 2 chaines lourdes

et deux chaines légères reliées par des ponts disulfure. À chaque extrémité se situe des

« régions variables » qui formeront le site de fixation à l’antigène par interaction

faible. Ils ressemblent assez fort aux anticorps « immunoglobuline » sur le point

structurel et sont donc désigné par le terme. Ce type de lymphocyte reconnait un

antigène intact dans son état natif contrairement aux lymphocytes T.

Les lymphocytes T : Leur récepteur sont composés de 2 chaînes liées par un pont

disulfure qui reconnait de petits fragment d’antigènes.

Fonction des deux types de lymphocyte :

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Lymphocyte B :

Ces globules blancs ont pour rôle de fabriquer des protéines de la famille

des immunoglobulines appelées anticorps : ils sont donc responsables de l'immunité

humorale. « Pour être actifs », d'autres globules blancs tels que les macrophages, doivent leur

présenter des fragments d'antigène, afin qu'ils se transforment en plasmocytes.

Les plasmocytes possèdent bien plus de vésicules de Golgi, qui permettent de fabriquer

des anticorps en masse (jusqu'à 5000 anticorps par seconde), afin de neutraliser efficacement

les antigènes. Les plasmocytes sont donc des lymphocytes B activés et capables de produire

des anticorps dirigés contre l'antigène activateur.

Les lymphocytes B sont des cellules participant à la réponse immunitaire spécifique,

c'est-à-dire, qu'après avoir reconnu un antigène, le lymphocyte B ne peut plus fabriquer des

anticorps que contre l'antigène qu'on lui avait présenté. Le corps humain produit des

centaines de types différents de cellules B, et chaque type a sur sa membrane une protéine

réceptrice unique, qui se liera à un antigène particulier; à chaque instant des millions de

cellules B circulent dans le sang et la lymphe, sans produire d'anticorps.

Il y a deux types de cellules B :

Les plasmocytes sécrètent des anticorps qui se chargent de la destruction des antigènes en se

liant à ceux-ci afin qu'ils deviennent des proies plus faciles pour les phagocytes.

Les cellules B à mémoire sont formées spécifiquement contre les antigènes rencontrés lors de

la réponse immunitaire primaire; comme elles peuvent vivre longtemps, ces cellules peuvent

réagir rapidement lors d'une seconde exposition à leur antigène spécifique.

ANTICORPS :

Les anticorps ou immunoglobulines sont des protéines qui circulent dans le plasma et

sont élaborées en présence d'un antigène, dans les ganglions lymphatiques ou la rate, par un

type de lymphocytes, les lymphocytes B. Ces derniers se forment dans la moelle rouge des os,

où ils subissent une évolution complexe leur donnant leurs propriétés immunitaires. Ils

n'émigrent qu’à maturité vers les ganglions lymphatiques.

Pour rappel, un anticorps sécrété possède la même structure générale en forme de Y

qu’un récepteur de lymphocyte B mais il lui manque une région qui pourrait le fixer à une

membrane cytoplasmique. On dénombre 5 types principaux de régions constantes auxquels

correspondent 5 grandes classes d’anticorps (Ig).

Au cours de la réponse immunitaire, les anticorps ont trois fonctions principales : se

lier à l'antigène, activer le système du complément et recruter des cellules

immunocompétentes.

Deux classes sous la forme de polymère : IgM (pentamère) et l’IgA (dimère).

- Polyclonaux : ils sont les produits de nombreux clône différents de lymphocyte B qui

correspondent à un épitope différent.

- Monoclonaux : ils correspondent au même type d’épitope d’un antigène.

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Lymphocyte T :

Elles sont responsables de l'immunité cellulaire : les cellules (bactéries, cellules

cancéreuses) reconnues comme étrangères (c'est-à-dire autres que celles que les cellules T ont appris à

tolérer lors de leur maturation) sont détruites par un mécanisme complexe.

Il y a plusieurs types de lymphocytes T :

Les lymphocytes T cytotoxiques détruisent les cellules infectées. Ces cellules fonctionnent

comme des cellules tueuses ou cytotoxiques car elles sont à même de détruire des cellules

cibles qui expriment des antigènes spécifiques qu'elles reconnaissent, en libérant une

substance chimique, la perforine, qui s'insère dans la membrane plasmique et la perfore,

ce qui provoque l'explosion de la cellule par un afflux massif d'eau dû aux pressions

osmotiques.

Les lymphocytes T auxiliaires (T helper) sont des intermédiaires de la réponse immunitaire

qui prolifèrent après contact avec l'antigène présenté par une cellule présentatrice

d'antigènes pour activer quantité d'autres types de cellules qui agiront de manière plus

directe sur la réponse. Les cellules CD4+ régulent ou 'aident' à la réalisation d'autres

fonctions lymphocytaires. Les lymphocytes T4 stimulent la prolifération clonale et la

différentiation des lymphocytes T8 en cytotoxiques et des lymphocytes B en plasmocytes.

On sait qu'elles sont une cible du VIH (avec les macrophages) ; la chute de leur population

est l'un des symptômes du SIDA.

lymphocytes T suppresseurs aident à prévenir l'activation des lymphocytes auto-

immuns qui détruisent les cellules de leur propre organisme.

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Spécificité de la mémoire immunitaire.

Les cellules-mémoire à longue durée de vie engendrées dans la réaction immunitaire

primaire à l’antigène A donnent naissance à une réaction immunitaire secondaire plus intense

au même antigène mais n’influent pas sur la réaction primaire à un antigène différent B.

Les allergies.

Une allergie est une réaction exagérée à certain antigène appelés allergène. Les allergies

les plus courantes dont intervenir des anticorps de la classe des IgE, l’intervention des

mastocytes à libérer de l’histamine causant une réaction inflammatoire. Une réaction

allergique aiguë peur causer un choc anaphylactique.

Une mauvaise mastication ainsi que la pollution augmente les risques que des

antigènes deviennent des allèrgènes.

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L’osmorégulation et l’excrétion.

Pour que les systèmes accomplissent leurs fonctions correctement, les concentrations

relatives d’eau et de soluté doivent être maintenues dans des limites relativement étroites

souvent face à une concurrence imposée par l’environnement :

- Les animaux d’eau douce doivent donc moins réabsorber l’eau (peau laisse passer

l’eau et urine plus dilué) et absorber plus de soluté (par les branchies).

- Les animaux du désert et les animaux marins doivent eux réabsorber un pourcentage plus

élevé d’eau et également sortir les solutés.

La décomposition des protéines est problématique car l’ammoniac est très toxique :

Ammoniac :

Elle est surtout courante chez les espèces aquatiques. La majeure partie de l’ammoniac est

éliminé sous forme de NH4+ (en échange de Na+) à travers les branchies et peut par les reins.

Urée :

Les mammifères, la plupart des Amphibiens et certains poissons osseux marins ainsi que les

tortues marines excrète surtout de l’urée produite par le foie par un cycle métabolique

combinant l’ammoniac au CO2. Enfin, le système cardiovasculaires transporte l’urée jusqu’au

rein.

Acide urique :

Les insectes et escargots terrestres et de nombreux reptiles et oiseaux excrètent cet acide

urique comme principal déchet azoté. Il nécessite une quantité importante d’ATP pour sa

synthèse à partie de l’ammoniac.

Régulation par l’osmose :

o Isoosmotique avec l’environnement : Ils ne possèdent pas activement à une régulation de leur

osmolarité « osmotolérant » (généralement des invertébrés).

o Osmorégulateur : Ils régulent activement leur osmolarité car leur liquide corporel n’est pas

isoosmotique avec l’environnement (généralement des vertébrés).

Poissons osseux :

Leur concentration interne en sel est inférieure à celle de l’eau de mer. Ils acquièrent

donc du sel par diffusion à travers les surfaces corporelles (branchies) pour échapper à

une perte trop importante d’eau, mais ensuite leurs reins retirent une partie de cette

charge de sel (contienne parfois une forte concentration d’urée) tout en diluant peut

leurs urines.

Les saumons :

- Ils peuvent migrer entre l’eau douce et l’eau salée sont capables

d’osmorégulation en buvant beaucoup d’eau de mer et sortant le sel

excédentaire par leurs branchies.

- Quand ils migrent dans l’eau douce, ils cessent de boires et diluent plus

fortement leurs urines et leurs branchies se mettent à absorber plus de sels.

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Les processus d’excrétion :

Bien qu’ils soient variée, les systèmes urinaires produisent un déchet liquide appelé urine grâce

à un processus de plusieurs étapes.

- Le sang, la lymphe et le liquide interstitiel sont filtrés par des membranes à perméabilité

sélective composées d’une couche d’épithélium de transport. Elles laissent les cellules,

protéines et macromolécule dans le liquide corporelle et ne filtre donc que les petites

molécules et les déchets du métabolisme.

- La réabsorption sélective par transport actif est utilisée pour réabsorber du substrat

(soluté précieux, notamment le glucose, certains ions et les acides aminés). Les solutés

superflus et les déchets comme des ions excédentaires ou des toxines sont laissés dans

le filtrat où lui sont ajouté d’autres solutés par une sécrétion sélective (transport actif).

Le transport membranaire des divers solutés permet aussi de modifier le mouvement

osmotique de l’eau qui pénètre ou qui sort dans le filtrat.

- Le système urinaire excrète ensuite le filtrat traité sous forme d’urine.

La structure et la fonction du néphron :

Le rein des mammifères comporte 2 régions distinctes : un cortex externe et une médulla

interne. Ces 2 régions sont remplies de tubule excréteur associé à des vaisseaux sanguins. Chaque

néphron comprend un long tubule et une boule de capillaire appelée glomérule. L’extrémité fermée

du tubule forme un réceptacle sphérique et creux « capsule de Bowman » entourant le glomérule.

Chaque rein humain contient environs 1 000 000 de néphron

Le parcourt du filtrat :

1) TUBULE CONTOURNEE PROXIMAL :

Les processus de sécrétion et de réabsorption dans le tubule proximal modifient considérablement le

volume et la composition du filtrat.

- Le pH est contrôlé par la sécrétion de H+ ou NH3 pour le garder constant pour éviter que

le substrat ne devienne trop acide.

- 90% des ions hydrogénocarbonate (HCO3-) qui jouent un rôle de tampon dans le sang

sont réabsorbés.

- Les vitamines hydrosolubles et les médicaments et les toxines traités dans le foie

passent des capillaires péritubulaires au liquide interstitiel puis sont sécrétés à travers

l’épithélium de ce tubule contourné proximal dans la lumière du néphron.

- Les nutriments précieux (glucoses, AA, K+) sont réabsorbés par cotransport actif ou

passif (du filtrat au liquide interstitiel).

- La réabsorption des sels et de l’eau constitue une des fonctions les plus importantes de

ce tubule contournée proximal.

75% de Na+ va être réabsorbé ici par transport actif et à mesure que ce Na+ est

réabsorbé, H2O suit par osmose (pour réduire les pertes en Na+ et H2O).

2) Partie descendante de l’anse :

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La réabsorption de l’eau se poursuit pendant que le filtrat se déplace dans le tubule (plus la anse est

longue, plus il va y avoir une réabsorption de l’eau).

A cet endroit (partie descendante) :

- L’épithélium de transport a des membranes plasmiques qui possèdent des aquaporines

et est peu perméable aux solutés.

- Pour que l’eau sorte par osmose, le liquide interstitiel est hyperosmotique et de plus en

plus que l’on s’enfonce dans la face externe du cortex vers la médulla interne.

3) Partie ascendante de l’anse :

Le filtrat à atteint le fond de l’anse situé dans la partie profonde dans la médulla interne dans le cas

des néphrons juxtamédullaires, puis remonte vers le cortex rénal par cette partie ascendante de

l’anse.

A cet endroit (partie ascendante) :

- Contrairement à l’épithélium de transport de la partie descendante, celui-ci est dépourvu

d’aquaporine et il est perméable aux ions mais non à l’eau.

- Elle possède 2 régions spécialisées : le segment grèle près du fond de l’anse et le segment

large conduisant au tubule contournée distal. A mesure que le filtrat monte dans le segment

grèle, le NaCl devenu concentré dans la partie descendante traverse le tubule par diffusion

facilité et se retrouve dans le liquide interstitiel, ce qui augmente donc son osmolarité et se

poursuit dans le segment large de la partie ascendante (dans cette région, l’épithélium

procède au transport actif de NaCl en perdant du sel sans perdre H2O.

- Le substrat se dilue donc progressivement à mesure qu’il remonte vers le cortex rénal.

4) Tubule contourné distal:

- Le tubule contourné distal joue un rôle dans la concentration du K+ et du NaCl (cotransport ou

transport actif) dans les liquides corporels.

- Il participe également au pH par la libération de H+ et la réabsorption des ions

hydrogénocarbonates.

5) Tubule rénal collecteur :

Le tubule rénal collecteur transporte le filtrat à travers la médulla rénal jusqu’au pelvis rénal en

réabsorbant le NaCl, l’épithélium de transport du tubule rénal joue un rôle important en ce qui attrait

à la détermination de la quantité de sels excrété dans l’urine.

- Son degré de perméabilité est sous régulation hormonal.

- Il est perméable à l’eau mais pas aux sels.

- A mesure que le tubule rénal collecteur traverse le gradient d’osmolarité dans le rein, le filtrat

se concentre de plus en plus en reperdant de l’eau par osmose au profit du liquide interstitiel

hyperosmotique dans la médulla interne.

- L’épithélium devient perméable à l’urée en raison de sa concentration élevé dans le filtrat à ce

moment, une certaine partie de l’urée diffuse par transport passif hors du tubule vers le

liquide interstitiel. Avec NaCl, l’urée contribuera à l’hyperosmolarité du liquide présent dans la

médulla rénal.

- Les reins conservent de l’eau en excrétant une urine hyperosmotique.

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Hormone ADH :

Elle joue un rôle important dans la régulation de l’équilibre hydrique (produite par

l’hypotalamus de l’encéphale). Par exemple en raison d’une perte d’eau causée par la transpiration,

vomissement, ingestion de NaCl supplémentaire : Une quantité de ADH est libéré dans la circulation

sanguine et se rend jusqu’au rein pour agir sur les tubules contournée distaux, et collecteur dans

lesquels l’ADH vient augmenter leur perméabilité à l’eau pour un supplément de réabsorpsion afin de

réduire le volume d’urine et d’éviter une augmentation supplémentaire de l’osmolarité sanguine au

dessus de la valeur de référence.

Rappel sur la concentration de l’urine:

- Les poissons d’eau de mer concentrent fortement leur urine en réabsorbant l’eau (anse de henlé

grande).

- Les poissons d’eau douce font le contraire, il absorbe des sels et dilue fortement l’urine en ne

réabsorbant que peu d’eau (anse toute petite).

- Certains oiseaux (albatros) et reptiles de mer on la capacité de boire de l’eau salée car ils possèdent

une glande du sel qui leur permet de rejeté beaucoup de sel.

Plus la anse est longue, plus l’urine peut être concentrée et l’eau réabsorbé (bon lorsque le

milieu extérieur et concentré en sels).

=> Les branchies et l’épithélial cutané à également la possibilité de jouer un rôle régulateur dans leur

osmolarité.