Inflammation : comprendre la réponse de l’organisme

Sur les pages précédentes de cette rubrique, nous avons progressivement descendu les différentes échelles du vivant :

L’organe — l’intestin grêle
↓
L’interface — la barrière intestinale
↓
Le mécanisme cellulaire — les jonctions serrées

Avec l’inflammation, nous changeons d’angle.

Il ne s’agit plus d’une structure particulière, mais d’une réponse biologique coordonnée.

L’inflammation permet à l’organisme de réagir à une agression, à une infection, à une lésion tissulaire ou à certaines perturbations de son équilibre. Elle mobilise des cellules, des vaisseaux sanguins et de nombreux médiateurs chimiques afin de contenir la menace, éliminer ce qui doit l’être et favoriser le retour vers un état fonctionnel.[1]

On peut résumer cette dynamique ainsi :

Stimulus ou perturbation
↓
Détection
↓
Médiateurs et signaux cellulaires
↓
Modification des vaisseaux et recrutement cellulaire
↓
Réponse inflammatoire
↓
Résolution et retour vers l’homéostasie — ou persistance de l’inflammation

C’est ce parcours que nous allons suivre, étape par étape.

1. Qu’est-ce que l’inflammation ?

L’inflammation est une réponse biologique de l’organisme face à une perturbation ou une menace.

Elle peut être déclenchée notamment par :

Une infection ;
Une lésion ou une destruction cellulaire ;
Certaines substances irritantes ou toxiques ;
Des perturbations importantes du fonctionnement des tissus.[1,2]

L’inflammation n’est donc pas, en elle-même, une maladie.

Elle fait partie des mécanismes de défense et d’adaptation du vivant.

Lorsqu’elle est correctement déclenchée puis résolue, elle contribue à protéger les tissus et à restaurer leur fonctionnement.

Mais cette même réponse peut devenir problématique lorsqu’elle est excessive, mal contrôlée ou persistante.

C’est cette différence entre une réponse adaptée et une inflammation qui ne se résout pas qui permet de comprendre pourquoi l’inflammation peut être à la fois :

Protectrice dans certaines circonstances

Contributive aux dommages tissulaires dans d’autres.[1,4]

2. Le point de départ : un signal d’alerte

Toute réponse inflammatoire commence par une forme de détection.

Les cellules de l’immunité innée possèdent des récepteurs capables de reconnaître différents signaux associés à une situation potentiellement dangereuse.[1,2]

Deux grandes catégories de signaux sont particulièrement importantes :

Les signaux associés aux agents infectieux

Certaines structures moléculaires caractéristiques des micro-organismes peuvent être reconnues par les cellules de l’immunité innée.

Les signaux associés aux dommages cellulaires

Des cellules ou des tissus endommagés peuvent également libérer des molécules qui signalent une perturbation de leur environnement.

L’organisme ne « réfléchit » donc pas au sens conscient du terme.

Il détecte des motifs moléculaires et des modifications de son environnement, puis active des programmes cellulaires adaptés.

La première étape de l’inflammation est donc une étape de reconnaissance : quelque chose a changé, et l’organisme doit déterminer comment y répondre.

3. L’immunité innée : la première réponse

L’immunité innée constitue un ensemble de mécanismes de défense rapides.

Elle repose notamment sur :

des cellules résidentes dans les tissus ;
des cellules capables d’être recrutées depuis le sang ;
des protéines de défense ;
des récepteurs capables de détecter des signaux associés aux microbes ou aux dommages tissulaires.[1,2]

Parmi les cellules impliquées figurent notamment les macrophages, les mastocytes, les neutrophiles et d’autres populations cellulaires selon le tissu et la nature du stimulus.

Certaines de ces cellules sont déjà présentes sur place.

D’autres seront recrutées lorsque la réponse inflammatoire se mettra en place.

Cette organisation permet à l’organisme de répondre rapidement, avant même que l’immunité adaptative puisse déployer ses mécanismes spécifiques.

4. Les médiateurs de l’inflammation : les messagers chimiques

Une fois le signal détecté, les cellules activées produisent ou libèrent différents médiateurs.

Parmi les plus importants figurent notamment :

Les cytokines ;
Les chimiokines ;
Des médiateurs lipidiques ;
D’autres molécules participant à la communication entre cellules et tissus.[1,2]

Ces molécules permettent aux cellules de communiquer.

Certaines favorisent l’activation d’autres cellules.

D’autres modifient le comportement des vaisseaux sanguins.

Certaines attirent des cellules immunitaires vers la zone concernée.

L’inflammation fonctionne ainsi comme un véritable réseau de communication biologique.

Une cellule détecte une perturbation.

Elle émet des signaux.

D’autres cellules les reçoivent.

Elles modifient alors leur comportement et peuvent à leur tour produire de nouveaux signaux.

La réponse peut ainsi être amplifiée, coordonnée puis progressivement arrêtée.

5. Les vaisseaux sanguins : ouvrir la voie aux renforts

L’inflammation ne se déroule pas uniquement entre cellules immunitaires.

Les vaisseaux sanguins jouent eux aussi un rôle central.

Sous l’effet de différents médiateurs, les petits vaisseaux situés à proximité du tissu inflammatoire peuvent se dilater et devenir plus perméables.

Cela facilite notamment les échanges entre le sang et le tissu et permet aux cellules immunitaires circulantes d’atteindre plus efficacement la zone concernée.[1]

C’est cette modification locale de la circulation et de la perméabilité vasculaire qui participe à plusieurs manifestations classiques de l’inflammation.

6. Rougeur, chaleur, gonflement et douleur : les signes visibles

Les quatre signes classiques de l’inflammation ont été décrits dès l’Antiquité :

rougeur — rubor
chaleur — calor
gonflement — tumor
douleur — dolor

Ils résultent de modifications biologiques concrètes.

Rougeur et chaleur

Elles sont notamment liées à l’augmentation du flux sanguin local.

Gonflement

Il peut résulter de la sortie de liquide et de protéines du compartiment vasculaire vers les tissus, dans le contexte de l’augmentation de la perméabilité vasculaire.

Douleur

Elle résulte notamment de l’action de médiateurs inflammatoires sur les terminaisons nerveuses et des modifications mécaniques associées au gonflement.

Ces manifestations ne sont donc pas des phénomènes arbitraires.

Elles sont les conséquences visibles et ressenties d’une réponse biologique organisée.

7. Le recrutement cellulaire : l’arrivée des renforts

Les modifications des vaisseaux permettent également aux cellules immunitaires circulantes de rejoindre progressivement le tissu concerné.

Ce processus implique plusieurs étapes :

Ralentissement des cellules dans le vaisseau
↓
Adhésion à l’endothélium
↓
Passage à travers la paroi vasculaire
↓
Migration vers le tissu

Les chimiokines jouent notamment un rôle important dans l’orientation des cellules immunitaires vers les zones où elles sont nécessaires.

Le recrutement n’est donc pas aléatoire.

Les cellules sont guidées par un ensemble de signaux moléculaires qui leur indiquent où aller.

8. La réponse inflammatoire en action

Une fois arrivées dans le tissu, les cellules recrutées et les cellules déjà présentes sur place peuvent exercer différentes fonctions.

Selon la situation, elles peuvent notamment :

Participer à l’élimination des agents infectieux ;
Phagocyter des particules ou des cellules endommagées ;
Produire des médiateurs supplémentaires ;
Coordonner d’autres mécanismes de défense ;
Contribuer à la préparation de la réparation tissulaire.[1,2]

Les neutrophiles, par exemple, sont particulièrement importants dans de nombreuses réponses inflammatoires aiguës.

Les macrophages peuvent quant à eux participer à la fois aux mécanismes de défense, à l’élimination des débris cellulaires et aux étapes ultérieures de résolution et de réparation.

Il n’existe donc pas une seule « cellule de l’inflammation ».

La réponse repose sur une succession et une coopération de populations cellulaires différentes.

9. Une inflammation efficace doit aussi savoir s’arrêter

C’est probablement l’un des points les plus importants à comprendre.

L’objectif d’une inflammation n’est pas de rester activée indéfiniment.

Une réponse inflammatoire efficace doit pouvoir :

Détecter

→ Réagir

→ Contrôler la menace

→ Réparer

→ Se résoudre

La fin de l’inflammation n’est donc pas simplement le moment où les cellules « arrêtent de travailler ».

La résolution de l’inflammation est elle-même un processus biologique actif et coordonné.[3]

Des mécanismes spécifiques contribuent notamment à :

Interrompre progressivement le recrutement de certaines cellules inflammatoires ;
Eliminer les cellules devenues inutiles ou arrivées en fin de vie ;
Favoriser leur élimination par les phagocytes ;
Eliminer les débris ;
Restaurer l’environnement tissulaire ;
Favoriser le retour vers l’homéostasie.[3]

Cette conception moderne de la résolution a profondément modifié notre compréhension de l’inflammation.

L’organisme ne se contente pas d’allumer l’inflammation : il possède également des programmes biologiques permettant de l’éteindre.

10. Les médiateurs pro-résolutifs : préparer le retour au calme

Parmi les mécanismes étudiés dans la résolution figurent les médiateurs spécialisés de la résolution, notamment certaines lipoxines, résolvines, protectines et marésines.[3]

Ils ne doivent pas être confondus simplement avec des « anti-inflammatoires naturels ».

Leur fonction est plus large.

Ils participent à des programmes biologiques qui favorisent notamment :

L’arrêt du recrutement excessif de certaines cellules inflammatoires ;
L’élimination des cellules mortes ;
La clairance des débris ;
La restauration de l’homéostasie tissulaire.[3]

La résolution n’est donc pas seulement une diminution de l’inflammation.

C’est une phase biologique organisée qui prépare le retour du tissu vers un état fonctionnel.[3]

11. Inflammation aiguë : une réponse rapide et limitée

Lorsque l’inflammation est déclenchée rapidement en réponse à un stimulus et qu’elle se résout correctement, on parle généralement d’inflammation aiguë.

Elle est caractérisée par une dynamique relativement rapide :

Détection

→ Activation

→ Recrutement

→ Elimination de la menace

→ Résolution

L’inflammation aiguë peut donc être parfaitement physiologique.

Une blessure, une infection locale ou une autre agression tissulaire peut déclencher ce type de réponse.

Le problème n’est pas nécessairement que l’inflammation existe.

Le problème peut apparaître lorsqu’elle devient disproportionnée, persistante ou insuffisamment résolue.

12. Lorsque l’inflammation persiste : l’inflammation chronique

Lorsque le stimulus persiste, se répète ou que les mécanismes de résolution sont insuffisants, la réponse inflammatoire peut s’installer dans la durée.[2,4]

On parle alors d’inflammation chronique.

Elle possède des caractéristiques différentes de celles d’une réponse aiguë et peut progressivement modifier l’environnement du tissu.

Une inflammation chronique peut notamment contribuer à :

Des dommages tissulaires répétés ;
Des modifications de la structure des tissus ;
Des perturbations de leur fonctionnement ;
L’entretien de nouvelles réponses inflammatoires.[4]

Il existe alors un véritable cercle :

Stimulus persistant

→ Activation immunitaire

→ Inflammation

→ Modifications tissulaires

→ Nouveaux signaux de danger

→ Entretien de l’inflammation

L’inflammation devient alors moins un épisode ponctuel qu’un état biologique durable.

13. Et dans l’intestin ?

L’intestin constitue un exemple particulièrement intéressant.

Sa muqueuse est en contact permanent avec une grande diversité de molécules provenant de l’alimentation et avec un microbiote extrêmement abondant.

Elle doit donc accomplir une tâche particulièrement délicate :

tolérer en permanence une grande quantité de signaux sans déclencher une réponse inflammatoire excessive, tout en restant capable de réagir rapidement lorsqu’une véritable menace apparaît.[5]

C’est ce que nous avons commencé à voir sur les pages précédentes.

L’épithélium constitue une interface.

La barrière intestinale limite et contrôle les échanges.

Les jonctions serrées participent à la régulation des passages entre les cellules.

Le système immunitaire associé à la muqueuse surveille cet environnement.

Tout cela forme un système intégré.

14. Tolérance et défense : un équilibre permanent

L’immunité intestinale ne peut pas fonctionner comme un système qui attaquerait tout ce qui entre en contact avec la muqueuse.

Ce serait biologiquement impossible.

L’intestin doit simultanément :

Tolérer

Une grande partie des aliments ;
De nombreux composants du microbiote ;
Certains antigènes environnementaux ;

Défendre

L’organisme contre les agents pathogènes ;
La muqueuse contre certaines agressions ;
L’intégrité du tissu lorsqu’une véritable menace apparaît.[5]

Cette capacité à maintenir un équilibre entre tolérance et défense constitue une caractéristique majeure du système immunitaire intestinal.[5]

15. Quand la barrière et l’immunité dialoguent

Les pages précédentes nous ont montré que la barrière intestinale n’est pas une simple paroi.

Elle communique en permanence avec les cellules immunitaires et avec son environnement.

Une perturbation de l’épithélium peut modifier les signaux reçus par le système immunitaire.

Inversement, les médiateurs produits lors d’une réponse immunitaire peuvent modifier le comportement des cellules épithéliales et les propriétés de la barrière.[5,6]

Il existe donc un véritable dialogue :

Epithélium ↔ Barrière ↔ Microbiote ↔ Système immunitaire

Cette relation est dynamique.

Elle explique notamment pourquoi les phénomènes de barrière et d’inflammation doivent être étudiés ensemble, sans pour autant considérer qu’une modification de l’un entraîne automatiquement l’autre.

16. Et lorsque ce système se dérègle ?

Certaines maladies intestinales sont associées à des réponses inflammatoires persistantes ou inappropriées.

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, par exemple, sont caractérisées par une inflammation intestinale chronique.

La maladie cœliaque implique elle aussi une activation immunitaire et une inflammation de la muqueuse intestinale, mais selon des mécanismes qui lui sont propres.

C’est ici que notre architecture éditoriale prend tout son sens.

Cette page explique le mécanisme général de l’inflammation.

La page consacrée à la maladie cœliaque explique ensuite ce que deviennent ces mécanismes dans cette maladie particulière.

Nous ne répétons donc pas ici les mécanismes spécifiques impliquant notamment la gliadine, l’interleukine-15 ou les lymphocytes intraépithéliaux.

Ils ont leur place dans :

→ Comprendre la maladie cœliaque

17. Ce qu’il faut retenir

L’inflammation suit une logique générale :

Stimulus ou perturbation

↓

Détection

↓

Activation de l’immunité innée

↓

Médiateurs chimiques

↓

Modification vasculaire et recrutement cellulaire

↓

Réponse inflammatoire

↓

Résolution et retour vers l’homéostasie

persistance → inflammation chronique

Mais plusieurs idées essentielles doivent rester en tête.

🧬 L’inflammation n’est pas synonyme de maladie

C’est une réponse biologique normale et indispensable dans de nombreuses situations.

🔬 Elle est coordonnée

Elle implique des cellules, des vaisseaux, des médiateurs chimiques et des mécanismes de communication.

⚙️ Elle est régulée

L’organisme possède des mécanismes qui contrôlent son intensité et sa durée.

🔄 Sa résolution est active

La fin de l’inflammation n’est pas simplement une disparition spontanée du phénomène : elle implique des programmes biologiques spécifiques.[3]

⚠️ Sa persistance peut devenir problématique

Lorsque l’inflammation ne se résout pas correctement, elle peut contribuer à des dommages tissulaires et à différentes maladies chroniques.[2,4]

🦠 Dans l’intestin, l’équilibre est particulièrement délicat

La muqueuse doit constamment arbitrer entre tolérance et défense, dans un environnement riche en aliments, microorganismes et signaux immunitaires.[5]

18. Une dernière étape avant la maladie cœliaque

Nous avons maintenant parcouru les quatre niveaux fondamentaux de cette rubrique :

🟢 L’organe

Intestin grêle

Nous avons découvert l’organisation et les fonctions d’un organe essentiel à la digestion et à l’absorption.

🔵 L’interface

Barrière intestinale

Nous avons compris comment l’organisme contrôle les échanges avec le contenu intestinal.

🟣 Le mécanisme cellulaire

Jonctions serrées

Nous avons observé comment les cellules régulent une partie des passages entre elles.

🟠 La réponse biologique

Inflammation

Nous avons compris comment l’organisme détecte une perturbation, mobilise ses défenses et tente ensuite de revenir vers l’équilibre.

Nous avons donc suivi le vivant à plusieurs échelles :

organe

↓

interface

↓

cellule

↓

molécule

↓

réponse biologique

Et maintenant, nous pouvons changer de perspective.

La question n’est plus :

Comment fonctionne normalement l’organisme ?

Mais :

Que se passe-t-il lorsque ces mécanismes sont perturbés dans la maladie cœliaque ?

C’est précisément ce que nous allons explorer dans le bloc :

Maladie cœliaque

→ Comprendre la maladie cœliaque

Contenu rédigé par Djida Ayad, docteure en sciences agronomiques, enseignante-chercheuse, nutritionniste et cœliaque.

Glossaire de cette page

Retrouve ici la définition simple des principaux termes scientifiques utilisés dans cet article. Le glossaire complet du site sera progressivement enrichi dans la rubrique Ressources.

Inflammation

Réponse biologique coordonnée de l’organisme face à une perturbation, une infection ou une lésion, destinée notamment à protéger les tissus et à favoriser leur retour vers un état fonctionnel.

Immunité innée

Ensemble des mécanismes de défense rapides qui permettent à l’organisme de détecter et de combattre de nombreuses menaces sans nécessiter au préalable une reconnaissance spécifique de l’agent concerné.

Récepteur de reconnaissance

Protéine capable de détecter certains motifs moléculaires associés à des microorganismes ou à des dommages cellulaires et de déclencher une réponse adaptée.

Médiateur

Molécule produite ou libérée par une cellule et permettant de transmettre un signal à d’autres cellules.

Cytokine

Molécule de signalisation produite par différentes cellules, notamment immunitaires, qui permet de coordonner les réponses entre cellules et tissus.

Chimiokine

Famille particulière de molécules de signalisation qui participent notamment à l’orientation et au recrutement des cellules immunitaires.

Recrutement cellulaire

Processus par lequel des cellules immunitaires circulant dans le sang sont attirées vers un tissu où elles sont nécessaires.

Phagocytose

Processus par lequel certaines cellules, notamment les macrophages et les neutrophiles, capturent puis internalisent des particules, des microorganismes ou des débris cellulaires.

Inflammation aiguë

Réponse inflammatoire généralement rapide et limitée dans le temps, qui peut permettre de contrôler une agression puis de favoriser la réparation du tissu.

Inflammation chronique

Inflammation qui persiste dans le temps et peut contribuer à des modifications ou dommages tissulaires durables.

Résolution de l’inflammation

Ensemble des mécanismes actifs qui permettent de mettre fin à une réponse inflammatoire et de favoriser le retour du tissu vers l’homéostasie.

Homéostasie

Capacité d’un organisme ou d’un tissu à maintenir un environnement interne relativement stable malgré les variations extérieures.

Médiateurs pro-résolutifs

Molécules qui participent aux programmes biologiques permettant de mettre fin à l’inflammation et de favoriser le retour vers l’homéostasie.

Tolérance immunitaire

Capacité du système immunitaire à ne pas déclencher une réponse excessive contre des éléments qui doivent normalement être tolérés.

Références scientifiques

[1] Medzhitov R. (2008). Origin and physiological roles of inflammation. Nature, 454(7203), 428–435. DOI : 10.1038/nature07201.

[2] Netea M.G., Balkwill F., Chonchol M. et al. (2017). A guiding map for inflammation. Nature Immunology, 18(8), 826–831. DOI : 10.1038/ni.3790.

[3] Serhan C.N., Savill J. (2005). Resolution of inflammation: the beginning programs the end. Nature Immunology, 6(12), 1191–1197. DOI : 10.1038/ni1276.

[4] Furman D., Campisi J., Verdin E. et al. (2019). Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span. Nature Medicine, 25(12), 1822–1832. DOI : 10.1038/s41591-019-0675-0.

[5] Mowat A.M., Agace W.W. (2014). Regional specialization within the intestinal immune system. Nature Reviews Immunology, 14(10), 667–685. DOI : 10.1038/nri3738.

[6] Odenwald M.A., Turner J.R. (2017). The intestinal epithelial barrier: a therapeutic target? Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 14(1), 9–21. DOI : 10.1038/nrgastro.2016.169.

[7] Serhan C.N., Chiang N., Van Dyke T.E. (2008). Resolving inflammation: dual anti-inflammatory and pro-resolution lipid mediators. Nature Reviews Immunology, 8, 349–361. DOI : 10.1038/nri2294.

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