CORRIGES

Sujet Antilles-Guyane, septembre 1998

Durée de l’épreuve : 4 h

Coefficient : 8



Partie 1 (10 points)

Biologie humaine : immunité et vaccination



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Corrigé

1. Les éléments figurés du sang. (2 points)

1.1

1 : globule rouge

2 : granulocyte

3 : monocyte

4 : lymphocyte

5 : plaquettes

6 : leucocytes

1.2

Globules rouges : environ 5 millions par mm3.

Plaquettes : environ 200 000 à 400 000 par mm3.

Leucocytes : environ 7 000 à 10 000 par mm3.

Seul le nombre de leucocytes augmente en cas d'infection bactérienne.

1.3

L'immunité non spécifique correspond aux mécanismes de défense de l'organisme contre les agents étrangers qui ne nécessitent pas la reconnaissance d'un antigène spécifique et ne mettent donc pas en jeu les cellules immunitaires pourvues de récepteurs spécifiques aux antigènes.

L'immunité spécifique est celle qui nécessite la reconnaissance spécifique d'un antigène et met donc en jeu les cellules immunitaires pourvues de récepteurs spécifiques aux antigènes (lymphocytes B et T).

Les lymphocytes (cellules 4) participent à l'immunité spécifique et les granulocytes (cellule 2) participent à l'immunité non spécifique.

2. Le système immunitaire en action (4.5 points)

2.1

La réaction inflammatoire est définie comme une réaction de défense non spécifique en réponse à un foyer local d’irritation d’origine biologique ou physicochimique. Elle est caractérisée par l’afflux de leucocytes au point d'inflammation et se traduit par des signes cliniques : chaleur, rougeur, tuméfaction (œdème) et douleur.

La libération de messagers chimiques provoque une vasodilatation qui se traduit par la rougeur et la chaleur du foyer d'inflammation et par une modification de la paroi des vaisseaux aboutissant à une fuite de macromolécules hors des vaisseaux à l'origine de l'œdème lui-même responsable de la douleur par la pression exercée sur les terminaisons nerveuses sensitives.

2.2

Phagocytose

La phagocytose est une réaction de défense non spécifique au cours de laquelle des cellules spécialisées (polynucléaires, macrophages) ingèrent les éléments étrangers et les détruisent par digestion intracellulaire.

La phagocytose comporte quatre étapes successives :

1. Diverses substances (fractions du complément, signaux libérés par les tissus lésés, endotoxines, complexes antigène-anticorps) sont capables d’attirer les phagocytes vers le lieu de la lésion car leur liaison avec des récepteurs membranaires des phagocytes induit une entrée de calcium qui active les mouvements cellulaires par l’intermédiaire du cytosquelette.

2. L’adhésion est favorisée lorsque les éléments étrangers sont recouverts par des immunoglobulines ou les molécules de la fraction C3b du complément (opsonisation) car il existe des récepteurs pour ces molécules sur la membrane des phagocytes.

3. L’adhésion des éléments étrangers provoque l’invagination de la membrane plasmique par l’intermédiaire d’éléments du cytosquelette ce qui conduit à la formation d’une vésicule membranaire intracellulaire (vésicule d’endocytose) englobant l’élément étranger.

4. La destruction du contenu des vésicules d’endocytose est assurée par la fusion de lysosomes contenant des enzymes lytiques avec les vésicules d’endocytose et par la production de peroxyde d’hydrogène.

2.3

2.3.1

Les anticorps sont libérés lors d'une réponse immunitaire à médiation humorale. Celle-ci dépend des lymphocytes B. Le déclenchement de la réponse est lié à la présentation de l'antigène à des lymphocytes T auxiliaires par les macrophages. La reconnaissance de l'antigène par les lymphocytes T auxiliaires déclenche alors la production de messagers chimiques qui provoquent la transformation de lymphocytes B en plasmocytes sécréteurs d'anticorps.

2.3.2

Les anticorps sont des protéines solubles capables de reconnaître un antigène donné et de s'y lier. Il s'agit d'immunoglobulines (Ig) dont il existe 5 classes : IgA, IgD, IgE, IgG, IgM.

2.4

Les lymphocytes T (LT) ne sont pas capables de reconnaître des antigènes libres. Ils ne peuvent reconnaître un antigène que si ce dernier est présenté par un macrophage. C'est pourquoi l'incubation de LT avec des macrophages seuls ou avec un antigène seul n'aboutit pas à leur stimulation. En revanche, lorsque l'on incube simultanément LT, macrophages et antigène, les macrophages ingèrent l'antigène par phagocytose et présentent ensuite les déterminants antigéniques aux LT. Il y a alors stimulation des LT.

3. Mise au point d'un vaccin peptidique (3.5 points)

3.1

3.1.1

À la suite de l'injection au temps t1, on observe une production transitoire d'anticorps après environ deux semaines avec un taux de 2 unités arbitraires (UA) suivie d'une diminution rapide après une semaine. Lorsqu'une seconde injection est pratiquée cinq à six semaines plus tard, on constate que la production d'anticorps est immédiate, que le taux atteint est beaucoup plus élevé (environ 8 UA) et que la production est beaucoup plus durable puisque le taux est encore de 5 à 6 UA après 31 semaines.

Ce graphique illustre les caractéristiques des réactions immunitaires à médiation humorale. Lors du premier contact avec l'antigène on observe une réponse primaire qui correspond à la production d'anticorps après la première injection à t1. Lors de la seconde injection à t2, il s'agit d'une réponse secondaire, plus rapide, plus massive et plus durable.

La réponse primaire provoque une immunisation et donne naissance à des cellules mémoire responsables de la réaction secondaire.

3.1.2

L'application médicale correspondante est la vaccination. En injectant un virus vivant atténué, non pathogène, on déclenche une réponse primaire correspondant à l'immunisation. Ainsi, lors d'un éventuel contact ultérieur avec un virus du même type mais virulent, l'organisme déclenchera une réponse secondaire suffisante pour éliminer le virus.

3.2

Le document 3 montre que le taux d'anticorps produits en réponse à l'injection varie selon la nature du peptide injecté. C'est le peptide C qui produit la réponse immunitaire la plus intense (4 UA) alors que les trois autres peptides produisent des réponses d'intensité inférieures à 1 UA. C'est donc le peptide C qui a le pouvoir immunogène le plus élevé et qui doit être choisi pour le vaccin.

3.3

3.3.1

Les mécanismes cellulaires permettant de passer de l'ADN aux protéines sont la transcription et la traduction.

La transcription au cours de laquelle un gène de l'ADN est transcrit en un ARN messager (ARNm) se déroule dans le noyau des cellules.

La traduction au cours de laquelle l'ARNm est traduit en un polypeptide est réalisée par les ribosomes qui peuvent être libres dans le cytoplasme ou liés aux membranes du réticulum endoplasmique.

3.3.2

La séquence d'ADN choisie doit coder le peptide indiqué mais le tableau du code du document 4 s'applique pour l'ARN messager. Aussi, on écrit l'ARN messager correspondant aux séquences d'ADN indiquées. La séquence 2 correspond à une séquence d'ARN : GCU CAC CAA UGU dont les codons repérés dans le tableau sont les seuls à correspondre à la séquence d'acides aminés proposée.


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Partie 2 (6 points)

Physiopathologie

Corrigé

1. Les agents pathogènes vivants. (1.75 point)

1.1

Une bactérie est un être vivant procaryote, c'est à dire un organisme unicellulaire dépourvu de noyau et de compartiments membranaires internes. La cellule bactérienne est limitée par une paroi et une membrane plasmique et son cytoplasme contient une ou plusieurs molécules d'ADN (un chromosome et éventuellement des plasmides), des ribosomes et l'ensemble de la machinerie cellulaire assurant son métabolisme. Un virus est un parasite intracellulaire obligatoire mais il lui manque certains attributs du vivant, dans la mesure où il ne dispose pas de métabolisme propre, contrairement à une bactérie. Il peut posséder, comme une bactérie, une membrane mais celle-ci provient alors d'une cellule parasitée. L'enveloppe virale est de nature protéique, ce qui n'est pas le cas des enveloppes bactériennes. Les virus contiennent l'information génétique permettant leur multiplication mais, contrairement aux bactéries, ils contiennent un seul type d'acide nucléique et leur information génétique est chez certains virus de l'ARN. Il n'existe aucun organite cellulaire dans une particule virale.

1.2

Les examens immunologiques consistent à utiliser des outils biochimique issus de l'immunologie pour diagnostiquer une maladie virale soit en recherchant la présence dans le sang ou les liquides biologiques d'anticorps dirigés contre un virus déterminé (sérologie) soit en recherchant la présence d'antigènes viraux (antigénémie).

La sérologie permet d'identifier un virus par lequel une personne a pu être infectée même s'il a été éliminé tandis que la détection d'antigènes spécifiques permet d'identifier un virus encore présent.

Par exemple, pour détecter l'infection par le VIH (virus de l'immunodéficience humaine), on cherche à mettre en évidence les anticorps anti-VIH dans le sérum par un test ELISA (Enzym linked immunosorbent assay) que l'on confirme en cas de séropositivité par un autre examen immunologique, le Western blot. D'autres tests immunologiques permettent de mettre en évidence des antigène viraux (antigénémie p24)

2. Troubles nutritionnels. (1.75 point)

2.1

Les différents groupes d'aliments peuvent être à l'origine de troubles nutritionnels que ce soit par carence ou par excès, quantitatifs ou qualitatifs.

Troubles quantitatifs

Les apports excessifs en énergie que ce soit sous la forme de glucides, de lipides ou de protéines, peuvent conduire à l'obésité et aux maladies cardiovasculaires. Les excès de glucides peuvent provoquer une hyperlipidémie à laquelle s'ajoute une hypercholestérolémie en cas d'excès de lipides.

Les carences en énergie provoquent un amaigrissement et des retards de croissance aggravés par les carences en protéines. La carence en glucides produit une acidose métabolique.

Troubles qualitatifs

Diverses molécules indispensables ne peuvent être synthétisées par nos cellules et doivent donc être apportées par l'alimentation. C'est le cas des vitamines dont les carences conduisent à de graves avitaminoses (avitaminose C : scorbut ; avitaminose B1 : béribéri) et les excès à des hypervitaminoses (hypervitaminose D : hypercalcification). C'est aussi le cas des acides aminés (lysine, tryptophane, etc.) et des acides gras dits essentiels (acides gras insaturés) dont les carences sont à l'origine de graves pathologies mais l'excès de certains acides aminés peut être toxique chez les personnes atteintes de maladies métaboliques rares.

Enfin, il existe des pathologies liées à des carences à la fois qualitative et quantitative comme le syndrome de dénutrition.

2.2

La phénylcétonurie est une affection héréditaire, la seule pour laquelle il existe un dépistage systématique dès la naissance, due à l'accumulation d'acide phénylpyruvique (APP), toxique pour le système nerveux central en développement et conduisant de ce fait à l'arriération mentale.

Son traitement consiste à administrer à l'enfant et à l'adolescent une nourriture dépourvue de phénylalanine, l'un des vingt acides aminés protéinogènes. En effet, la phénylalanine, constituant courant des protéines alimentaires, est le précurseur de l'APP. Normalement, la phénylalanine est transformée dans les cellules par une enzyme alors que chez l'enfant atteint de phénylcétonurie, l'enzyme est inactive. Dans ce cas, une voie alternative transforme la phénylalanine en APP qui s'accumule. En donnant un régime appauvri en phénylalanine, on limite les effets de la formation d'APP.

3. Exploration de l'appareil digestif. (2.5 points)

Coloscopie

C'est la fibroscopie du colon. Elle consiste à explorer le côlon avec une fibre optique souple munie d'une lentille et d'un système d'éclairage permettant de visualiser l'intérieur de la cavité digestive, des instruments associés permettant les prélèvements (à visée bactériologique, histologique).

Indications : troubles du transit comme l’alternance diarrhées - constipation, saignements (rectorragie, melæna, douleurs abdominales), affections familiales (polypes), recherche d'un cancer primitif du côlon.

Avantages : permet l’observation directe, les prélèvement et le traitement direct d’une pathologie. En outre, elle évite les images construites (artefacts) des examens radiologiques et échographiques.

Inconvénients : nécessité d’une prémédication et d’une préparation parfaite du patient, son caractère invasif, sa durée et son coût. En outre, elle présente des risques d’hémorragie, de perforation, d’infection.

Radiographie du côlon après lavement baryté

Radiographie du gros intestin après administration d'un produit de contraste à base de baryte.

Indications : exploration du côlon et du rectum.

Avantages : non invasif.

Inconvénients : possibilité d'images construites, utilisation des rayons X, nécessité d'une préparation du patient, pas de prélèvements possibles, contre-indiqué en cas de perforation.


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Partie 3 (4 points)

Terminologie médicale

Corrigé

1. Définitions (1.25 point)
1. Inflammation d'un nerf.
2. Établissement du spectre de résistance et de sensibilité d'une bactérie aux antibiotiques in vitro.
3. Perte de l'appétit.
4. Inflammation de la vessie.
5. Fatigue.
6. Qui ne produit pas de fièvre.
7. Affection ayant pour origine un parasite.
8. Présence de glucose dans les urines.
9. Diminution du diamètre de la pupille.
10. Douleur dans la région du cou.

2. Termes médicaux correspondant aux définitions (1.25 point)
1. Rétinite.
2. Rash.
3. Protéinorachie.
4. Ictère.
5. Prurit.
6. Gastralgie.
7. Hémiplégie.
8. Hématurie.
9. Kaliémie.
10. Épidémiologie.

3. Racines, définitions et antonymes (1.5 point)

  1. Eutocie.

  2. Eu- : normal ; -tocie : accouchement.
    Accouchement normal. Antonyme : dystocie.
  3. Hyperleucocytose.

  4. Hyper- : excès. Leucocyt- : globules blancs. -ose : état, maladie non inflammatoire.
    Excès de globules blancs. Antonyme : leucopénie.
  5. Oligurie.

  6. Oligo- : peu. -urie : urine.
    Volume d'urine inférieur à la normale. Antonyme : polyurie.
  7. Tachypnée.

  8. Tachy- : trop rapide. -pnée : respiration.
    Rythme respiratoire trop rapide. Antonyme : bradypnée.
  9. Hypoesthésie.

  10. Hypo- : inférieur. Esthésie : sensibilité.
    Sensibilité inférieure à la normale. Antonyme : hyperesthésie.

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