Objectifs d’apprentissage
- Identifier les signes d’inflammation et de fièvre et expliquer pourquoi ils se produisent
- Expliquer les avantages et les risques posés par les réponses inflammatoires
La réponse inflammatoire, ou inflammation, est déclenchée par une cascade de médiateurs chimiques et de réponses cellulaires qui peuvent se produire lorsque les cellules sont endommagées et stressées ou lorsque des agents pathogènes réussissent à franchir les barrières physiques du système immunitaire inné. Bien que l’inflammation soit généralement associée aux conséquences négatives d’une blessure ou d’une maladie, il s’agit d’un processus nécessaire dans la mesure où il permet le recrutement des défenses cellulaires nécessaires à l’élimination des agents pathogènes, à l’élimination des cellules endommagées et mortes et au déclenchement des mécanismes de réparation. Une inflammation excessive peut toutefois entraîner des lésions tissulaires locales et, dans les cas graves, peut même devenir mortelle.
Inflammation aiguë
Une réponse précoce, voire immédiate, à une blessure tissulaire est l’inflammation aiguë. Immédiatement après une blessure, une vasoconstriction des vaisseaux sanguins se produit pour minimiser la perte de sang. L’ampleur de la vasoconstriction est liée à l’importance de la lésion vasculaire, mais elle est généralement brève. La vasoconstriction est suivie d’une vasodilatation et d’une augmentation de la perméabilité vasculaire, conséquence directe de la libération d’histamine par les mastocytes résidents. L’augmentation du flux sanguin et de la perméabilité vasculaire peut diluer les toxines et les produits bactériens au site de la blessure ou de l’infection. Ils contribuent également aux cinq signes observables associés à la réponse inflammatoire : érythème (rougeur), œdème (gonflement), chaleur, douleur et altération des fonctions. La vasodilatation et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont également associées à un afflux de phagocytes sur le site de la blessure et/ou de l’infection. Cela peut renforcer la réponse inflammatoire car les phagocytes peuvent libérer des substances chimiques pro-inflammatoires lorsqu’ils sont activés par des signaux de détresse cellulaire émis par des cellules endommagées, par des PAMP ou par des opsonines à la surface des agents pathogènes. L’activation du système du complément peut renforcer la réponse inflammatoire par la production de l’anaphylatoxine C5a. La figure 1 illustre un cas typique d’inflammation aiguë au niveau d’une plaie cutanée.
Figure 1. (a) Les mastocytes détectent une lésion des cellules voisines et libèrent de l’histamine, déclenchant une réponse inflammatoire. (b) L’histamine augmente le flux sanguin vers le site de la blessure, et l’augmentation de la perméabilité vasculaire permet aux fluides, protéines, phagocytes et autres cellules immunitaires de pénétrer dans les tissus infectés. Ces événements entraînent un gonflement et une rougeur du site blessé, et l’augmentation du flux sanguin vers le site blessé provoque une sensation de chaleur. L’inflammation est également associée à la douleur, car ces événements stimulent les récepteurs nerveux de la douleur dans le tissu. L’interaction des PRR des phagocytes avec les signaux de détresse cellulaires et les PAMP et opsonines à la surface des agents pathogènes entraîne la libération d’un plus grand nombre de substances chimiques pro-inflammatoires, ce qui renforce la réponse inflammatoire.
Pendant la période d’inflammation, la libération de bradykinine fait que les capillaires restent dilatés, inondant les tissus de fluides et entraînant un œdème. Un nombre croissant de neutrophiles sont recrutés dans la zone pour combattre les agents pathogènes. Au fur et à mesure que le combat fait rage, du pus se forme à partir de l’accumulation de neutrophiles, de cellules mortes, de fluides tissulaires et de lymphe. En général, après quelques jours, les macrophages aident à éliminer ce pus. Finalement, la réparation des tissus peut commencer dans la zone blessée.
Inflammation chronique
Figure 2. Un tubercule est un granulome dans le tissu pulmonaire d’un patient atteint de tuberculose. Dans cette micrographie, les globules blancs (colorés en violet) ont emmuré une poche de tissu infectée par Mycobacterium tuberculosis. Les granulomes apparaissent également dans de nombreuses autres formes de maladies. (crédit : modification des travaux de Piotrowski WJ, Górski P, Duda-Szymańska J, Kwiatkowska S)
Lorsque l’inflammation aiguë est incapable d’éliminer un agent pathogène infectieux, une inflammation chronique peut se produire. Cela se traduit souvent par une bataille continue (et parfois futile) de niveau inférieur entre l’organisme hôte et le pathogène. La zone blessée peut guérir à un niveau superficiel, mais les agents pathogènes peuvent encore être présents dans les tissus plus profonds, stimulant ainsi une inflammation continue. De plus, l’inflammation chronique peut être impliquée dans la progression des maladies neurologiques dégénératives telles que les maladies d’Alzheimer et de Parkinson, les maladies cardiaques et le cancer métastatique.
L’inflammation chronique peut conduire à la formation de granulomes, des poches de tissus infectés emmurés et entourés de GBM. Les macrophages et autres phagocytes mènent une bataille infructueuse pour éliminer les agents pathogènes et le matériel cellulaire mort à l’intérieur d’un granulome. Un exemple de maladie qui produit une inflammation chronique est la tuberculose, qui entraîne la formation de granulomes dans les tissus pulmonaires. Un granulome tuberculeux est appelé tubercule (figure 2). La tuberculose sera traitée plus en détail dans Infections bactériennes des voies respiratoires.
L’inflammation chronique n’est pas seulement associée aux infections bactériennes. L’inflammation chronique peut être une cause importante de lésions tissulaires dues à des infections virales. Les cicatrices étendues observées lors des infections de l’hépatite C et de la cirrhose du foie sont le résultat d’une inflammation chronique.
Réfléchissez-y
- Nommez les cinq signes d’inflammation.
- Un granulome est-il une forme aiguë ou chronique d’inflammation ? Expliquez.
Odème chronique
Figure 3. Éléphantiasis (œdème chronique) des jambes dû à la filariose. (crédit : modification du travail des Centers for Disease Control and Prevention)
En plus des granulomes, une inflammation chronique peut également entraîner un œdème à long terme. Une condition connue sous le nom de filariose lymphatique (également connue sous le nom d’éléphantiasis) fournit un exemple extrême. La filariose lymphatique est causée par des nématodes microscopiques (vers parasites) dont les larves sont transmises entre les hôtes humains par des moustiques. Les vers adultes vivent dans les vaisseaux lymphatiques, où leur présence stimule l’infiltration par les lymphocytes, les plasmocytes, les éosinophiles et les thrombocytes (une condition connue sous le nom de lymphangite). En raison de la nature chronique de la maladie, des granulomes, une fibrose et un blocage du système lymphatique peuvent éventuellement apparaître. Avec le temps, ces blocages peuvent s’aggraver en raison d’infections répétées pendant des décennies, ce qui entraîne un épaississement de la peau avec œdème et fibrose. La lymphe (liquide extracellulaire des tissus) peut se déverser hors des zones lymphatiques et retourner dans les tissus, provoquant un gonflement extrême (figure 3). Des infections bactériennes secondaires suivent fréquemment. Comme il s’agit d’une maladie causée par un parasite, l’éosinophilie (une augmentation spectaculaire du nombre d’éosinophiles dans le sang) est caractéristique de l’infection aiguë. Cependant, cette augmentation des granulocytes antiparasitaires n’est pas suffisante pour éliminer l’infection dans de nombreux cas.
La filariose lymphatique touche environ 120 millions de personnes dans le monde, principalement concentrées en Afrique et en Asie. L’amélioration de l’assainissement et le contrôle des moustiques peuvent réduire les taux de transmission.
Fièvre
La fièvre est une réponse inflammatoire qui s’étend au-delà du site de l’infection et affecte l’ensemble du corps, entraînant une augmentation globale de la température corporelle. La température corporelle est normalement régulée et maintenue par l’hypothalamus, une section anatomique du cerveau qui fonctionne pour maintenir l’homéostasie dans le corps. Cependant, certaines infections bactériennes ou virales peuvent entraîner la production de pyrogènes, des substances chimiques qui modifient efficacement le “réglage du thermostat” de l’hypothalamus pour élever la température corporelle et provoquer de la fièvre. Les pyrogènes peuvent être exogènes ou endogènes. Par exemple, l’endotoxine lipopolysaccharide (LPS), produite par des bactéries gram-négatives, est un pyrogène exogène qui peut inciter les leucocytes à libérer des pyrogènes endogènes tels que l’interleukine-1 (IL-1), l’IL-6, l’interféron-γ (IFN-γ) et le facteur de nécrose tumorale (TNF). Dans un effet de cascade, ces molécules peuvent ensuite entraîner la libération de prostaglandine E2 (PGE2) par d’autres cellules, ce qui réinitialise l’hypothalamus pour déclencher la fièvre (figure 4).
Figure 4. Le rôle de l’hypothalamus dans la réponse inflammatoire. Les macrophages reconnaissent les agents pathogènes dans une zone et libèrent des cytokines qui déclenchent l’inflammation. Les cytokines envoient également un signal qui remonte le nerf vague jusqu’à l’hypothalamus.
Comme d’autres formes d’inflammation, la fièvre renforce les défenses immunitaires innées en stimulant les leucocytes à tuer les agents pathogènes. L’élévation de la température corporelle peut également inhiber la croissance de nombreux agents pathogènes puisque les agents pathogènes humains sont mésophiles, leur croissance optimale se situant autour de 35 °C (95 °F). En outre, certaines études suggèrent que la fièvre peut également stimuler la libération de composés séquestrant le fer à partir du foie, affamant ainsi les microbes qui dépendent du fer pour leur croissance.
Pendant la fièvre, la peau peut paraître pâle en raison de la vasoconstriction des vaisseaux sanguins de la peau, qui est médiée par l’hypothalamus pour détourner le flux sanguin des extrémités, minimisant la perte de chaleur et augmentant la température centrale. L’hypothalamus va également stimuler le frisson des muscles, un autre mécanisme efficace pour générer de la chaleur et augmenter la température centrale.
La phase de crise survient lorsque la fièvre tombe. L’hypothalamus stimule la vasodilatation, ce qui entraîne un retour du flux sanguin vers la peau et une libération ultérieure de la chaleur du corps. L’hypothalamus stimule également la transpiration, qui refroidit la peau au fur et à mesure que la sueur s’évapore.
Bien qu’une faible fièvre puisse aider un individu à surmonter une maladie, dans certains cas, cette réponse immunitaire peut être trop forte, provoquant des dommages aux tissus et aux organes et, dans les cas graves, même la mort. La réponse inflammatoire aux superantigènes bactériens est un scénario dans lequel une fièvre potentiellement mortelle peut se développer. Les superantigènes sont des protéines bactériennes ou virales qui peuvent provoquer une activation excessive des cellules T de la défense immunitaire adaptative spécifique, ainsi qu’une libération excessive de cytokines qui surstimulent la réponse inflammatoire. Par exemple, Staphylococcus aureus et Streptococcus pyogenes sont capables de produire des superantigènes qui provoquent respectivement le syndrome du choc toxique et la scarlatine. Ces deux affections peuvent être associées à des fièvres très élevées, potentiellement mortelles, dépassant 42 °C (108 °F).
Réfléchissez-y
- Expliquez la différence entre les pyrogènes exogènes et endogènes.
- Comment la fièvre inhibe-t-elle les pathogènes ?
Focus clinique : Angela, résolution
Cet exemple conclut l’histoire d’Angela qui a commencé dans l’introduction, les défenses chimiques et les défenses cellulaires.
Vu le décès prématuré de son père, le médecin d’Angela soupçonne qu’elle est atteinte d’angioedème héréditaire, une anomalie génétique qui compromet la fonction de la protéine C1 inhibitrice. Les patients atteints de cette anomalie génétique peuvent présenter des épisodes occasionnels de gonflement dans diverses parties du corps. Dans le cas d’Angela, l’œdème s’est produit dans les voies respiratoires, entraînant des difficultés à respirer. Le gonflement peut également se produire dans le tractus gastro-intestinal, provoquant des crampes abdominales, des diarrhées et des vomissements, ou dans les muscles du visage ou des membres. Ce gonflement peut ne pas répondre à un traitement aux stéroïdes et est souvent diagnostiqué à tort comme une allergie.
Parce qu’il existe trois types d’angioedème héréditaire, le médecin ordonne une analyse sanguine plus spécifique pour rechercher les niveaux de C1-INH, ainsi qu’un dosage fonctionnel des inhibiteurs du C1 d’Angela. Les résultats suggèrent qu’Angela est atteinte d’un angioedème héréditaire de type I, qui représente 80 à 85 % de tous les cas. Cette forme de la maladie est causée par une déficience en inhibiteurs de la C1 estérase, les protéines qui contribuent normalement à supprimer l’activation du système du complément. Lorsque ces protéines sont déficientes ou non fonctionnelles, une surstimulation du système peut conduire à la production d’anaphylatoxines inflammatoires, ce qui entraîne un gonflement et une accumulation de liquide dans les tissus.
Il n’existe pas de remède pour l’angioedème héréditaire, mais un traitement opportun avec du C1-INH purifié et concentré provenant de donneurs de sang peut être efficace, empêchant des issues tragiques comme celle dont a souffert le père d’Angela. Un certain nombre de médicaments thérapeutiques, actuellement autorisés ou en phase avancée d’essais sur l’homme, peuvent également être considérés comme des options de traitement dans un avenir proche. Ces médicaments agissent en inhibant les molécules inflammatoires ou les récepteurs des molécules inflammatoires.
Heureusement, la maladie d’Angela a été rapidement diagnostiquée et traitée. Bien qu’elle puisse connaître d’autres épisodes à l’avenir, son pronostic est bon et elle peut s’attendre à vivre une vie relativement normale à condition qu’elle cherche à se faire traiter dès l’apparition des symptômes.
Concepts clés et résumé
- L’inflammation résulte de la réponse collective des médiateurs chimiques et des défenses cellulaires à une blessure ou une infection.
- L’inflammation aiguë est de courte durée et localisée au site de la blessure ou de l’infection. L’inflammation chronique survient lorsque la réponse inflammatoire est infructueuse et peut entraîner la formation de granulomes (par exemple, en cas de tuberculose) et de cicatrices (par exemple, en cas d’infections virales de l’hépatite C et de cirrhose du foie).
- Les cinq signes cardinaux de l’inflammation sont l’érythème, l’œdème, la chaleur, la douleur et l’altération des fonctions. Ils résultent en grande partie de réponses innées qui attirent un flux sanguin accru vers le tissu blessé ou infecté.
- La fièvre est un signe d’inflammation à l’échelle du système qui augmente la température du corps et stimule la réponse immunitaire.
- L’inflammation et la fièvre peuvent toutes deux être nocives si la réponse inflammatoire est trop sévère.
Choix multiple
Quoi fait référence à un gonflement résultant d’une inflammation ?
- érythème
- œdème
- granulome
- vasodilatation
Quel type d’inflammation se produit au site d’une blessure ou d’une infection ?
- aiguë
- chronique
- endogène
- exogène
Remplir les blancs
A(n) ________ est une zone murée de tissu infecté qui présente une inflammation chronique.
Le ________ est la partie du corps responsable de la régulation de la température corporelle.
La chaleur et les rougeurs, ou ________, apparaissent lorsque les petits vaisseaux sanguins d’une zone enflammée se dilatent (s’ouvrent), amenant plus de sang beaucoup plus près de la surface de la peau.
Réfléchissez-y
Différenciez les pyrogènes exogènes et endogènes, et donnez un exemple de chacun.
Réflexion critique
Si une infection bactérienne à Gram négatif atteint la circulation sanguine, de grandes quantités de LPS peuvent être libérées dans le sang, entraînant un syndrome appelé choc septique. La mort due au choc septique est un danger réel. Les réponses immunitaires et inflammatoires écrasantes qui se produisent lors d’un choc septique peuvent provoquer une chute périlleuse de la pression sanguine, la coagulation du sang intravasculaire, le développement de thrombus et d’emboles qui bloquent les vaisseaux sanguins, entraînant la mort des tissus, la défaillance de plusieurs organes et le décès du patient. Identifiez et caractérisez deux à trois thérapies qui pourraient être utiles pour arrêter les événements dangereux et les résultats du choc septique une fois qu’il a commencé, compte tenu de ce que vous avez appris sur l’inflammation et l’immunité innée dans ce chapitre.
À Lubeck, en Allemagne, en 1930, un groupe de 251 nourrissons a reçu accidentellement un vaccin contaminé contre la tuberculose qui contenait Mycobacterium tuberculosis vivant. Ce vaccin a été administré par voie orale, exposant directement les nourrissons à la bactérie mortelle. Un grand nombre de ces enfants ont contracté la tuberculose et certains sont morts. Cependant, 44 des nourrissons n’ont jamais contracté la tuberculose. D’après vos connaissances du système immunitaire inné, quelles défenses innées auraient pu inhiber suffisamment M. tuberculosis pour empêcher ces nourrissons de contracter la maladie ?
- Centers for Disease Control and Prevention. “Parasites – Filiariose lymphatique”. 2016. http://www.cdc.gov/parasites/lymphaticfilariasis/gen_info/faqs.html. ↵
- N. Parrow et al. “Séquestration et piégeage du fer dans l’infection”. Infection et immunité 81 no 10 (2013):3503-3514 ↵
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