La fréquence d’exposition à des bactéries virulentes et opportunistes contrastent avec la rareté des infections au cours de la vie, sauf en cas de maladies affaiblissant les défenses immunitaires.

Il existe plusieurs lignes de défense qui vont s’opposer à l’implantation de nouveaux micro-organismes chez un hôte donné.

Ce sont les barrières non spécifiques, l’immunité innée, et l’immunité acquise.

Barrières non spécifiques aux bactéries pathogènes :

Il existe beaucoup d'obstacles à l'implantation des bactéries pathogènes sur le revêtement cutanéo-muqueux et à leur croissance tissulaire.

Ces barrières non spécifiques jouent rôle important prévenant de nombreuses infections par des bactéries virulentes .

1) Les flores commensales : font tout d’abord faire obstacle à l’implantation d’une nouvelle bactérie en créant des écosystèmes hostiles à l'implantation de nouvelles bactéries (compétition pour les nutriments, les sites d'attachement, la captation du fer, le potentiel d’oxydo-réduction, le pH, la production des substances antimicrobiennes type bactériocines et acides organiques...).

Lorsque cette flore est éliminée par exemple par une antibiothérapie, on voit apparaître de nombreuses bactéries souvent multirésistantes provenant de l’environnement et de l’alimentation qui vont s’implanter au contact des muqueuses digestives par exemple.

Cette flore varie considérablement d’un sujet à l’autre en fonction de l’âge, de l’alimentation, de l’environnement (climat...), de facteurs métaboliques (diabète) ou physiologiques (hormones).

On exemple les variations de la flore vaginale ou cutané menstruations, de la puberté, ou de la grossesse...

De même les dénutris ou à l’alimentation déséquilibrée ont une flore microbienne profondément altérée.

2) Les substances microbicides : produites par le revêtement cutanéo-muqueux.

Ainsi, l’acidité gastrique est une barrière majeure s’opposant aux contaminations provenant de l’alimentation et de l’eau.

La peau est une remarquable barrière par sa flore et les substances inhibitrices sécrétées par les glandes sudoripares et sébacées : la sueur est bactéricide par sa salinité et les acides gras estérifiés.

Très peu de bactéries sont capables de franchir la peau saine (leptospires, brucelles), mais les traumatismes, excoriations, brûlures, piqûres d’insectes permettent le franchissement direct de cette barrière anatomique.

Les muqueuses produisent une épaisse couche de mucus (atteignant l’épaisseur de 400 μm sur certains segments de la muqueuse digestive), des sels biliaires, des enzymes protéolytiques digestifs, des moléculesleurres (fibronectine...) saturant les adhésines bactériennes, du surfactant ...

3) Les facteurs mécaniques : jouent aussi un rôle important : les cils des cellules épithéliales respiratoires éliminent les particules déposées sur cet épithélium ; le péristaltisme intestinal contribue à la vidange des bactéries indésirables ; la vidange vésicale par les mictions ; la desquamation des épithélium intestinaux ou cutanés ...

4) La fièvre : est un mécanisme de défense important contre la multiplication des bactéries dans les tissus infectés.

Elle est due à la libération de substances pyrogènes par les granulocytes.

Ce sont de petites protéines (<15kDa) qui agissent indirectement sur le centre hypothalamique de la thermorégulation.

La fièvre peut aussi être déclenchée par la sécrétion de prostaglandines (en particulier PGE1), métabolites de l’acide arachidonique qui agissent directement sur l’hypothalamus.

Ces prostaglandines sont produites par les lésions cellulaires étendues (brûlures, blessures, réactions immunopathologiques, action cytolytique des toxines bactériennes).

La fièvre inhibe la croissance tissulaire des bactéries.

De plus, la fièvre a de multiples effets sur l’hôte : diminution de la disponibilité en certains oligo-éléments (fer, zinc), augmentation de la mobilité des granulocytes et de leur capacité bactéricide, accélération des processus de prolifération lymphocytaire, augmentation de la production d’interféron.

5) La carence en fer : dans les sécrétions et les tissus est un obstacle majeur à la prolifération bactérienne.

Le fer est un composant essentiel des systèmes catalytiques de nombreuses protéines, incluant la chaîne des cytochromes indispensable à la respiration des bactéries.

Dans l’organisme, en présence d’oxygène, les ions Fe2+ génèrent des radicaux hydroxyles très toxiques pour les cellules, et le fer Fe3+ précipite sous forme Fe (OH)3 insoluble.

C’est pourquoi le fer ionique est en très faible concentration dans les tissus (10- 18 M), alors que des taux de 10-5 M sont requis pour la croissance bactérienne.

Ainsi, les ions Fe3+ ne sont pas libres mais véhiculés dans le milieu extracellulaire par des protéines très affines, la transferrine dans le sérum et la lactoferrine dans les sécrétions.

Dans le cytoplasme des cellules, le fer est stocké par une protéine polymérisée, la ferritine.

Pour se procurer les ions Fe3+ indispensables à leur croissance, les bactéries virulentes produisent des sidérophores, petites molécules non protéiques (500-1000 Da), très affines pour les ions Fe3+ et entrant en compétition avec la transferrine et la lactoferrine.

Ces molécules sécrétées par les bactéries rapportent les ions Fe3+ aux bactéries.

Le rôle de ces sidérophores dans la virulence bactérienne a été clairement établi avec certaines espèces bactériennes à croissance extracellulaire (E. coli, Klebsiella pneumoniae) ou intra-cellulaire (certaines salmonelles).

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