Selon les organismes les systèmes de défense immunitaire sont divers.

Les poissons, les amphibiens, les sauriens et les mammifères possèdent des systèmes qui mettent en jeu un ensemble de cellules libres, de tissus et d’organes.

Les mécanismes en jeu sont très complexes et les types cellulaires impliqués nombreux. On peut distinguer deux grands systèmes de défense, l’un inné et l’autre acquis (ou adaptatif). Le premier intervient rapidement quel que soit l’intrus. Il est commun à tous les groupes animaux (depuis les éponges, jusqu’à l’homme). Le second, plus lent à se mettre en place, se distingue du premier, parce que sa réponse est adaptée à l’agent étranger qui agresse l’organisme. En outre, il confère une protection en cas d’expositions ultérieures au même agent.

Le système immunitaire adaptatif est présent chez les poissons, les amphibiens, les sauriens et les mammifères. Il n’est apparu que tardivement dans l’évolution.

Les plantes possèdent des défenses d’ordre biochimique. Une multitude de gènes défensifs s’expriment en produisant des protéines, sans que l’on puisse distinguer des cellules et tissus particuliers. Les plantes ne possèdent pas d’immunoglobuline, mais des substances de défenses antimicrobiennes et antifongiques (des phytoagglutinines), ayant des propriétés agglutinantes semblables aux anticorps. Elles sont déclenchées par des molécules (les éliciteurs ou encore les phytostimulants) produites par un ravageur ou un agent phytopathogène.

En outre, le concept de stimulateur des défenses naturelles (SDN) des plantes ou, selon les auteurs, de stimulateur des défenses des plantes s’applique aux substances qui appliquées sur les plantes vont déclencher leurs défenses contre les pathogènes. Toutefois, le concept est plus large que celui des éliciteurs, les SDN pouvant être, par exemple, d’origine minérale.

Un système de défense pour combattre les virus a été mis en évidence chez les bactéries, c’est le système immunitaire Crispr (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) qui permet à la bactérie de découper un ADN étranger. Ce système est particulièrement étudié actuellement pour mettre au point une technique d’intervention sur le génome de n’importe quelle espèce.

Les réactions de défense qui s’opposent immédiatement à un agent infectieux relèvent de l’immunité dite naturelle (ou innée).

Ce système repose sur des moyens de défense qui, pour l’essentiel, sont présents à l’entrée de l’agent étranger dans l’organisme. Il n’est pas spécifique d’un agent particulier, c’est-à-dire qu’il réagit de la même façon face à une grande variété d’entre eux.

Ces défenses reposent sur des barrières protectrices :

• anatomiques : ce sont les tissus superficiels : peau, muqueuses, épidermes et cuticules, servant de barrière ;
• physiologiques : Ce sont des réactions inflammatoires qui suivent immédiatement l’intrusion d’un antigène dans un organisme, sans qu’il y ait encore de réactions antigène-anticorps. Un signal de danger, émis par des cellules immunitaires des barrières tissulaires, induit l’inflammation. Le signal résulte de l’interaction entre des récepteurs de l’organisme agressé et des molécules présentes sur tous les microorganismes, pathogènes ou non, mais aussi sur les cellules cancéreuses ou des molécules associées aux polluants. Au cours de cette étape, des cellules phagocytaires (capables d’englober bactéries et virus et de les digérer), attirées par chimiotactisme, quittent la circulation sanguine pour gagner les tissus où l’intrusion a eu lieu. Ces cellules phagocytaires proviennent de la différenciation de leucocytes sanguins. Elles portent le nom de macrophages.

Le système inné de la première barrière active les défenses acquises. Les réactions de protection qui sont alors impliquées sont plus lentes que celles de l’immunité non spécifique. Elles reposent sur l’existence de leucocytes particuliers, les lymphocytes. Ces derniers, après avoir été en contact avec des antigènes, se multiplient dans des organes spécialisés, dits lymphoïdes. Cette fois, des réactions antigène-anticorps totalement spécifiques de l’agent infectieux se mettent en place.

On distingue :

• les lymphocytes B : ils sont sécréteurs d’anticorps et servent de mémoire en cas d’agressions ultérieures ;
• les lymphocytes T : ils attaquent les cellules infectées de l’organisme, les cellules cancéreuses ou les cellules greffées provenant d’un donneur incompatible. Ce sont les lymphocytes tueurs qui n’opèrent pas par phagocytose. Au contact avec les cellules cibles, ils libèrent des substances qui perforent les membranes cellulaires de celles-ci, les conduisant à la lyse cellulaire.

En comparaison, les réactions d’inflammation des défenses innées (première barrière) sont nettement moins spécifiques. Par exemple, elles ne font pas de différence entre des souches virales. Par ailleurs, les réactions se mettent en place plus tardivement (après un délai de quatre jours environ).

Les variations entre individus font que tous n’ont pas la même probabilité d’être contaminés lors d’une épidémie. En épidémiologie il est donc important de tenir compte de ce paramètre. On parle de susceptibilité individuelle.

Lors d’une infection, la première ligne de défense est l’immunité innée. Elle repose sur un système de protéines, appelé « complément », qui active des cellules (monocytes, macrophages, neutrophiles, etc.) qui ont pour fonction de détruire tout agent infectieux de façon non spécifique. La deuxième ligne, l’immunité adaptative. L’agent infectieux est ciblé spécifiquement. Cette défense mobilise des cellules, les lymphocytes B, qui vont produire des anticorps qui reconnaissent les antigènes propres à l’agent pathogène et vont l’éliminer ou le neutraliser. Sont également mobilisées des lymphocytes T qui détruisent spécifiquement les cellules infectées (ces lymphocytes sont des cellules dites cytotoxiques). C’est l’immunité humorale qui repose sur la production d’anticorps par les lymphocytes B.

L’infection étant jugulée, la plupart des lymphocytes B et T disparaissent, mais certaines persistent, ce sont des cellules dites «mémoires» qui se réactivent dès qu’il y a réinfection.

Les lymphocytes B mémoires, à la suite d’une deuxième exposition à leur antigène spécifique, sont capables de proliférer et de se différencier très rapidement en plasmocytes producteurs d’anticorps.

Les lymphocytes T à mémoire dits naïfs, à la suite de la nouvelle stimulation par l’antigène, se différencient en lymphocyte T effecteurs. Ils produisent alors une quantité importante de facteurs cytotoxiques (cytokines, en particulier). C’est l’immunité à médiation cellulaire ; elle complète l’immunité à médiation humorale reposant sur lymphocyte B.

Chez l’homme, les différents tissus impliqués constituent des :

Aussi appelés organes lymphoïdes centraux, ce sont les lieux de formation des cellules immunitaires :

• la moelle rouge des os, à l’origine de nombreuses cellules sanguines, dont les lymphocytes ;
• le thymus, siège de la différenciation des lymphocytes T.

Aussi appelés organes lymphoïdes périphériques, ce sont des lieux de stockage des cellules immunitaires :

• la rate, les ganglions lymphatiques, les amygdales, dans lesquels pénètrent les cellules formées dans le thymus et la moelle osseuse ;
• le sang et la lymphe qui transportent les antigènes et les anticorps.

La vaccination est un traitement préventif contre un organisme pathogène précis. Elle repose sur l’injection de microbes, agents de la maladie ciblée, rendus non dangereux (virulence atténuée). La vaccination déclenche la production d’anticorps et de cellules «mémoire», efficaces contre le microbe concerné. L’immunité est acquise en quelques semaines et avec une certaine durabilité.

En fonction des pays et des maladies, la vaccination peut être obligatoire, afin d’éviter la propagation de maladies infectieuses.

La sérothérapie est un traitement curatif d’une maladie, qui se fait par injection d’un sérum contenant déjà des anticorps spécifiques produits par un autre organisme ayant été en contact avec les antigènes correspondants. C’est une immunisation artificielle passive, immédiate mais peu durable.

Dans le cas du tétanos (maladie pouvant être mortelle), pour des personnes non vaccinées qui se sont blessées, alors qu’un risque de contamination bactérienne existe, la sérothérapie permet de lutter contre la toxine tétanique.

Certains antigènes (venin d’abeille, produits chimiques, pollen, etc.) provoquent des réactions immunitaires dites allergiques (rougeurs, œdèmes, congestion des voies respiratoires, etc.). Ce sont des allergènes contre lesquels il est possible de se faire désensibiliser.

Toutefois, il est difficile d’apprécier correctement les effets cocktail entre différentes molécules de polluants. En outre, il faut tenir compte de la diversité génétique qui implique une diversité immunitaire entre les individus.

Ci-dessus, on a insisté ici sur les mécanismes qui permettent à un organisme de rejeter ce qui lui est étranger, substances ou organismes, mais un organisme peut rejeter ses propres constituants altérés (cellules tumorales, par exemple).

Les maladies auto-immunes résultent d’un dysfonctionnement du système immunitaire, celui-ci s’attaquant aux constituants normaux de l’organisme. C’est le cas, par exemple :

• du diabète de type 1 ;
• de la sclérose en plaques.

Un facteur humoral est relatif aux liquides contenus dans l’organisme ; ce sont les humeurs du corps

L’adjectif humoral vient de humeur qui, au sens primitif est un liquide (on retrouve cette origine dans l’adjectif humide),

Pour un des plus éminents médecins de l’Antiquité, Hippocrate (né vers 460 avant J.-C. ; mort vers 377 av. J.-C.), le corps humain est composé de quatre substances essentielles : la bile jaune, la bile noire, le sang et la lymphe qui sont supposées circuler dans l’organisme humain.

Hippocrate met ces 4 humeurs en relation avec les 4 éléments (eau, air, terre et feu), les 4 organes principaux (cœur, foie, rate, cerveau), les 4 saisons (printemps, été, automne, hiver) et les 4 âges de la vie (enfance, jeunesse, adulte, vieillesse). 

• sang – air- cœur - printemps – enfance ;
• bile jaune – feu - foie - été –jeunesse ;
• bile noire – terre - rate - automne – adulte ;
• lymphe – eau - cerveau - hiver – vieillesse.

Les maladies sont causées par des déséquilibres entre les humeurs. Ce sont les sautes d’humeurs. C’est la théorie des quatre humeurs. 

Il faut savoir qu’Hippocrate est contemporain de Platon pour qui quatre éléments (eau, air, terre et feu) sont à la base de toute chose, théorie reprise et complétée plus tard par Aristote, son élève. 

Hippocrate est couramment considéré comme le «Père de la médecine», mais comme pour la théorie atomiste (voir l’entrée « atome »), on appréciera les sauts scientifiques depuis l’antiquité !

Pour la différence entre les notions « système » et « appareil », on se reportera à la rubrique « Remarque linguistique et/ou historique » de l’entrée « appareil ».