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16.8 : Le système immunitaire - Biologie

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L'immunologie est un cours semestriel dans la plupart des universités, donc cette section n'abordera que quelques concepts de base qui devraient être facilement accessibles à l'étudiant qui a presque terminé le cours de biologie cellulaire. Fondamentalement, l'immunologie concerne l'adaptation. C'est-à-dire que, puisqu'un animal n'a aucune idée préconçue des diverses infections potentielles auxquelles il peut être sujet, il doit disposer d'un système suffisamment flexible pour faire face à presque tout ce qui se présente. De toute évidence, les systèmes ne sont pas parfaits, mais compte tenu du large éventail d'agents pathogènes, les systèmes immunitaires sont remarquablement efficaces. Chez l'homme, il existe deux types de réponse immunitaire à l'infection : la réponse innée, qui est relativement non spécifique, et la réponse adaptative, ou acquise, qui a plus de spécificité.

Les réponses immunitaires innées sont communes à tous les animaux et agissent sur de larges classes d'agents pathogènes. Par exemple, les récepteurs de type Toll sur les phagocytes reconnaissent une variété de molécules de surface bactériennes telles que la flagelline spécifique aux flagelles bactériens, ou les composants peptidoglycanes des parois cellulaires bactériennes. Lorsque ces récepteurs sont activés, le phagocyte entre en action, enveloppant la bactérie ou le virus incriminé et le décomposant. Cela dépend de la reconnaissance de la surface externe, de sorte que les bactéries ou les virus qui n'ont pas de molécule reconnaissable à leur surface sont capables d'échapper à cette ligne de défense particulière.

Les défensines, qui se trouvent sur une variété de surfaces (peau, cornée, intestin) ainsi que dans la circulation, sont de petites protéines cationiques riches en cystéine (18-45 acides aminés) qui se lient à une variété de virus, bactéries et champignons pathogènes. . On ne sait pas comment ils peuvent agir contre les virus, à part peut-être en attaquant les cellules hôtes infectées, mais contre les bactéries et les champignons, le mode de fonctionnement consiste généralement à se lier à la membrane cellulaire et à former un pore qui permet aux ions et autres petites molécules de s'échapper, tuant le pathogène. Le complément, un groupe de protéines (~20) circulant dans le sang, peut agir de manière similaire contre les cellules pathogènes.

Enfin, les cellules tueuses naturelles (NK), des lymphocytes qui ciblent toute cellule qui ne porte pas de protéines de surface cellulaire qui se trouvent normalement sur les cellules de l'animal, peuvent tuer non seulement les cellules attaquantes, mais aussi les cellules infectées par un virus qui ont cessé de produire leurs protéines normales ( y compris la protéine de reconnaissance) car ils sont occupés à produire des protéines virales. Les cellules NK peuvent même être efficaces contre certaines cellules cancéreuses si elles ont régulé négativement l'expression des protéines de surface cellulaire dans le cadre de leur dédifférenciation et de leur désadhésion.

Le système immunitaire adaptatif, que l'on ne trouve que chez les vertébrés, est ce à quoi la plupart des gens pensent lorsque le système immunitaire humain est mentionné. Nous et d'autres vertébrés avons également un système immunitaire inné, mais toutes les molécules et cellules qui nous viennent normalement à l'esprit - anticorps, lymphocytes T, lymphocytes B - font partie de la réponse immunitaire adaptative. Il y a deux composants à la réponse adaptative, une réponse humorale, dans laquelle les protéines (anticorps) flottant dans le sang se lient à l'agent infectieux et l'empêchent de se lier aux cellules ou de le cibler pour la réponse cellulaire, qui est médiée par les cellules T qui peut spécifiquement reconnaître et tuer l'agent pathogène ciblé.

Anticorps

L'avant et le centre de la réponse immunitaire adaptative sont des anticorps. Ces protéines peuvent être soit sécrétées par soit fixées à la surface des lymphocytes B, les lymphocytes qui se différencient soit dans la moelle osseuse (adulte) soit dans le foie (fœtus), par opposition à ceux appelés lymphocytes T, qui se différencient dans le thymus. Soit dit en passant, si vous voyez des ris de veau sur un menu, ce serait du thymus. Miam. Vous pouvez prendre cela au sérieux ou de manière sarcastique selon la façon dont vous pensez que mes goûts vont.

Revenons aux anticorps. Les différents types d'anticorps, IgA, IgD, IgE, IgG et IgM, sont tous basés sur la structure IgG (Figure (PageIndex{18})), qui est à peu près en forme de Y et composée de deux chaînes lourdes et deux chaînes légères. Ces chaînes ont des boucles stabilisées par liaison disulfure (rappelez-vous les boucles de type Ig dans les molécules d'adhésion cellulaire il y a quelques chapitres?), Et la combinaison de la boucle de chaîne légère distale et de la boucle de chaîne lourde distale constitue le site de liaison à l'antigène. L'antigène est défini comme la molécule, ou plus spécifiquement la partie d'une molécule qui est reconnue par l'anticorps particulier. Étant donné que l'anticorps est destiné à médier la reconnaissance hautement spécifique d'une grande variété d'agents pathogènes envahissants, il doit y avoir un moyen de créer au moins autant d'anticorps différents. Ceci est rendu possible par le processus de réarrangement de l'ADN. Ce mécanisme est également utilisé pour générer de la diversité dans les récepteurs des cellules T, qui sont très différents structurellement, mais doivent également être disponibles avec une très grande variété de sites de liaison spécifiques.


Le système immunitaire

Ce module interactif présente l'anatomie du système immunitaire et parcourt la chronologie d'une réponse immunitaire typique.

La chronologie comprend les différences entre la première fois qu'un agent pathogène est rencontré et les infections ultérieures, y compris une explication du fonctionnement des vaccins. Différents onglets, vidéos, images, questions et un glossaire détaillé des termes permettent d'explorer cette ressource à différents niveaux de profondeur selon la classe. Reportez-vous à l'onglet « Ressources pour les enseignants » dans Click & Learn pour des suggestions de mise en œuvre.

Le glossaire et les illustrations de Click & Learn sont également fournis sous forme de jeux de diapositives. Vous pouvez faire des copies de ces diapositives et les adapter à votre classe.

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16.8 : Le système immunitaire - Biologie

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Ce texte est basé sur Openstax Biology for AP Courses, Senior Contributing Authors Julianne Zedalis, The Bishop's School in La Jolla, CA, John Eggebrecht, Cornell University Contributing Authors Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Georgia Institute of Technology, Jean DeSaix , Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, Vladimir Jurukovski, Suffolk County Community College, Connie Rye, East Mississippi Community College, Robert Wise, Université du Wisconsin, Oshkosh

Ce travail est sous licence Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License, sans restrictions supplémentaires


Le jeûne intermittent stimule votre système immunitaire

Nos anciens ancêtres ont grandi dans un monde de stress et de pénurie. La nourriture n'était souvent pas disponible et le jeûne intermittent était courant. Cette forme de vie a laissé une empreinte génétique avec des informations clés relatives à notre santé et notre bien-être. Le jeûne intermittent réduit les dommages causés par les radicaux libres, régule les conditions inflammatoires dans le corps et empêche la formation de cellules cancéreuses.

Dans la nature, lorsque les animaux tombent malades, ils arrêtent de manger et se concentrent plutôt sur le repos. Il s'agit d'un instinct primordial pour réduire le stress sur leur système interne afin que le corps puisse combattre l'infection. Ce mécanisme naturel permet à l'animal de concentrer tous ses systèmes énergétiques internes vers l'immunité. Les humains sont la seule espèce qui recherche souvent plus de nourriture pendant les périodes de maladie.

Conservation de l'énergie dans le corps :

Le corps a une certaine quantité d'énergie disponible qu'il détourne vers des fonctions importantes telles que la digestion, le mouvement physique (cinétique), l'immunité, la cognition, etc. Le besoin continu de digérer les aliments détourne l'énergie de ces autres facteurs tandis que le jeûne conserve l'énergie à utiliser. avec ces autres systèmes. En fait, le processus digestif détourne d'énormes quantités de sang et est considéré comme coûteux en énergie.

Lorsque nous mangeons de la nourriture, le système immunitaire s'active pour augmenter les conditions inflammatoires afin d'éloigner les micro-organismes indésirables dans la nourriture. Cela se produit que la nourriture soit crue ou cuite car rien n'est vraiment stérile. Lorsque le système immunitaire s'active pour attaquer les agents pathogènes nouvellement ingérés, il utilise ses réserves d'énergie qui pourraient être utilisées pour d'autres activités. Le jeûne libère ces globules blancs pour détruire les infections dormantes et autres zones problématiques.

Le jeûne augmente la régulation immunitaire

La pratique du jeûne permet au corps de mettre plus d'énergie et de se concentrer sur le processus de régulation immunitaire efficace. Le jeûne en buvant de l'eau et des boissons nettoyantes vide le système digestif et réduit le nombre de micro-organismes naturels dans l'intestin. Le nombre de micro-organismes est généralement régulé par le système immunitaire. Cela permet donc au système immunitaire de détourner l'énergie vers d'autres domaines plus importants.

Le jeûne intermittent est un formidable régulateur du système immunitaire car il contrôle la quantité de cytokines inflammatoires qui sont libérées dans le corps. Deux cytokines majeures, l'interleukine-6 ​​et le Tumor Necrosis Factor Alpha, favorisent une réponse inflammatoire dans le corps. Des études ont montré que le jeûne réduit la libération de ces médiateurs inflammatoires (1, 2, 3). La modulation du système immunitaire fournie par le jeûne intermittent peut également être utile si vous souffrez d'allergies modérées à sévères (4).

L'autophagie pour protéger le corps :

Le jeûne stimule également le processus d'autophagie, où le corps décompose les vieilles cellules endommagées et les cellules en développement anormales pour les recycler en énergie. Le processus d'autophagie fait partie du système immunitaire inné et utilise des récepteurs de reconnaissance de formes pour identifier les envahisseurs de cellules virales.

Le jeûne intermittent stimule les processus d'autophagie qui limitent les infections virales et la réplication des parasites intracellulaires. Ce processus catabolique aide le corps à se débarrasser des agents pathogènes intracellulaires ainsi que du développement anormal des cellules cancéreuses. Il est également important pour protéger le cerveau et les cellules des tissus contre les croissances anormales, la toxicité et l'inflammation chronique (5).

Jeûne intermittent et auto-immunité

Les personnes atteintes de maladies auto-immunes telles que le lupus systémique, la polyarthrite rhumatoïde, la colite et la maladie de Crohn ont constaté une amélioration considérable des symptômes grâce à l'incorporation du jeûne intermittent (6). Ce processus réduit les processus hyper-inflammatoires que subissent ces personnes et permet une fonction immunitaire plus normalisée. Vous pouvez en savoir plus sur la façon dont le jeûne améliore les conditions auto-immunes dans cet article.

On sait que les cellules cancéreuses ont de dix à soixante-dix fois plus de récepteurs d'insuline que les cellules normales et dépendent du métabolisme anaérobie du sucre comme carburant. Le jeûne intermittent affame les cellules cancéreuses et les rend vulnérables aux dommages des radicaux libres et à leur destruction ultime (7, 8). Vous pouvez lire les meilleures stratégies pour le jeûne intermittent dans cet article.


Β2→1-Fructanes modulent le système immunitaire In Vivo de manière dépendante et indépendante du microbiote

Cela a été montré in vitro que seules des fibres alimentaires spécifiques contribuent à l'immunité, mais des études in vivo ne sont pas concluants. Ici, nous avons étudié les effets dépendants du degré de polymérisation (DP) des β2→1-fructanes sur l'immunité passant par effets dépendants et indépendants du microbiote. Pour cela, des souris conventionnelles ou sans germe ont reçu du β2→1-fructane à chaîne courte ou longue pendant 5 jours. Les populations de cellules immunitaires dans la rate, les ganglions lymphatiques mésentériques (MLN) et les plaques de Peyer (PP) ont été analysées par cytométrie en flux, l'expression des gènes à l'échelle du génome dans l'iléon a été mesurée avec une puce à ADN et la composition du microbiote intestinal a été analysée avec le séquençage de l'ARNr 16S de échantillons fécaux. Nous avons constaté que les 2→1-fructanes modulaient l'immunité par des effets à la fois du microbiote et du microbiote. De plus, les effets étaient dépendants de la longueur de chaîne du polymère de type β2→1-fructanes. Les 2→1-fructanes à chaîne courte et à longue chaîne ont amélioré les cellules T auxiliaires 1 dans les PP, tandis que seuls les β2→1-fructanes à chaîne courte ont augmenté les cellules T régulatrices et les cellules dendritiques (DC) CD11b - CD103 dans le MLN. Une caractéristique commune après le traitement au β2→1-fructane à chaîne courte et longue était l'augmentation de l'expression de la 2-alpha-l-fucosyltransférase 2 et d'autres gènes dépendants de l'IL-22 dans l'iléon de souris conventionnelles. Ces effets n'étaient pas associés à des changements dans la composition du microbiote intestinal ou à une altération de la production d'acides gras à chaîne courte. Les 2→1-fructanes à chaîne courte et longue ont également induit des effets immunitaires chez les animaux sans germe, démontrant un effet direct indépendant du microbiote intestinal. De plus, ces effets dépendaient de la longueur de chaîne des 2→1-fructanes. Le 2→1-fructane à chaîne courte induit une expression plus faible du CD80 par les CD de CD11b - CD103 - dans les PP, tandis que le β2→1-fructane à longue chaîne module spécifiquement les réponses des lymphocytes B chez les souris sans germe. En conclusion, le soutien de l'immunité est déterminé par la structure chimique des β2→1-fructanes et est partiellement indépendant du microbiote.

Mots clés: souris sans germes microbiote intestinal immunologie muqueuse prébiotiques β2→1-fructanes.


Comment faire un jeûne intermittent en toute sécurité

Pour suivre le plan de jeûne intermittent 16:8 en toute sécurité, vous devez vous assurer de rester bien hydraté tout en ne mangeant pas en buvant beaucoup d'eau. Du café ou du thé vert non sucré peuvent être consommés le matin pour alimenter votre entraînement (ou vous pouvez utiliser Pre-Workout), tant que vous n'ajoutez pas de crème ou d'édulcorants.

Certains pensent que la consommation d'un supplément d'aBCAA juste avant votre entraînement à jeun peut aider à prévenir la perte musculaire. 1

Lorsque vous êtes dans la période de repas de 8 heures, il est crucial d'obtenir des repas de haute qualité contenant toutes vos macros nécessaires (protéines, glucides et lipides) et des vitamines/minéraux pour la journée. Assurez-vous de rester hydraté et de répondre à vos besoins en protéines pour éviter toute perte de masse musculaire maigre. Il peut être plus difficile d'obtenir des calories adéquates en peu de temps, ce qui peut entraîner une faiblesse ou des étourdissements. 3

De plus, veillez à ne pas trop manger simplement parce que vous savez que vous avez une autre période de jeûne de 16 heures à venir. Le jeûne intermittent est conçu pour maintenir votre corps en déficit pour toute la journée, alors soyez prudent de ne pas vous gaver de malbouffe riche en calories. 6

Bien que le jeûne intermittent ait des résultats prometteurs, il existe une opportunité pour des recherches plus approfondies sur les performances et les bienfaits pour la santé. 3 Jusqu'à présent, bon nombre des études portaient sur des sujets en surpoids ou entièrement masculins.

Si vous avez des problèmes de contrôle de la glycémie, comme le diabète ou l'hypoglycémie, le jeûne intermittent peut ne pas vous convenir. Si vous êtes enceinte ou si vous allaitez, ou si vous prenez des médicaments pris avec de la nourriture, parlez-en à votre médecin avant d'essayer le régime 16:8.


La recherche révèle que tous les régimes à jeun ne sont pas égaux

Trois nouvelles études publiées récemment dans la revue Cellule ont étudié les effets du jeûne sur différents mécanismes du système immunitaire. La recherche révèle que des réponses immunitaires significativement différentes peuvent être générées selon le type de jeûne étudié, ce qui suggère que tous les régimes de jeûne ne sont pas créés égaux.

Il est raisonnable d'être un peu confus au sujet de la variété des régimes de jeûne à la mode de nos jours. Des jeûnes extrêmes de plusieurs jours avec de l'eau uniquement aux stratégies d'alimentation intermittente à durée limitée telles que manger uniquement sur une période de six heures chaque jour, il est clair que ces régimes ont des effets métaboliques notables sur le corps humain. Mais ce n'est que récemment que les scientifiques ont commencé à explorer les différences entre ces cycles de jeûne, et en particulier l'effet de ces stratégies alimentaires sur le système immunitaire.

Dans trois études récemment publiées, les scientifiques ont montré comment certains modèles de jeûne peuvent entraîner de puissants changements dans les mécanismes du système immunitaire. Cependant, chaque régime peut entraîner des effets immunitaires différents, voire opposés, ce qui suggère que les régimes à jeun nécessitent des définitions plus précises dans les recherches futures.

Une étude a examiné les effets de la restriction calorique sur l'activité des cellules T mémoire chez la souris. La recherche a découvert une protection améliorée des cellules T contre les infections et les tumeurs lorsque l'apport calorique d'un animal était réduit de 50 pour cent.

Une autre étude a examiné l'effet du jeûne complet à court terme sur les monocytes, une cellule immunitaire pro-inflammatoire, dans des modèles humains et murins. L'étude a révélé qu'une courte période de jeûne chez les humains et les modèles murins a entraîné une diminution des monocytes circulants et une diminution de l'activité inflammatoire des monocytes.

Ceci, bien sûr, est une observation utile si elle est appliquée à une personne souffrant d'une maladie inflammatoire chronique, mais comment cette déficience du système immunitaire affecte-t-elle la capacité d'un corps sain à guérir les plaies ou à combattre une infection ?

La deuxième étude a examiné cette question en comparant l'effet immunitaire du jeûne à court terme à la famine à plus long terme sur la capacité d'une souris à combattre l'infection. Alors que le jeûne à court terme (moins de 24 heures) n'a pas compromis la capacité d'un animal à guérir une blessure ou à combattre une infection, des jeûnes plus longs ont effectivement commencé à poser des problèmes. Lorsqu'ils étaient affamés pendant 48 heures avant une lésion cutanée ou une infection, des altérations significatives de la réponse immunitaire ont été observées.

L'étude finale a également examiné l'effet du jeûne complet sur la réponse immunitaire dans des modèles murins. Cette troisième étude s'est concentrée sur la réponse immunitaire intestinale après le jeûne chez de jeunes souris en bonne santé. Ici, les chercheurs voulaient comprendre si des périodes répétées de jeûne avaient des effets néfastes sur la réponse immunitaire intestinale chez des animaux par ailleurs en bonne santé.

Les souris juvéniles présentaient des déficiences importantes du système immunitaire après des étirements répétés de 36 heures à jeun. Chez ces jeunes souris, le jeûne semblait avoir un effet néfaste sur leur système immunitaire, exacerbant le dysfonctionnement métabolique et favorisant les réponses allergiques.

« … nous avons découvert que la prise alimentaire sécurise l'intégrité et la fonction du système immunitaire de la muqueuse intestinale grâce à la signalisation nutritionnelle », écrivent les chercheurs dans la conclusion de leur étude. "La privation nutritionnelle altère l'immunité des muqueuses, entraînant un dysfonctionnement de la barrière immunitaire et une réponse allergique excessive."

Ce que signifie toute cette recherche, c'est que les régimes à jeun peuvent ne pas être bénéfiques pour tout le monde, et différents types de jeûne peuvent entraîner des types de réponses du système immunitaire radicalement différents. Dans une réponse éditoriale à ces trois études, les chercheurs Roberta Buono et Valter Longo suggèrent que les résultats différents exigent des recherches futures plus précises et une clarté sur les différentes définitions de stratégies de jeûne.

« … les trois nouvelles études démontrent la capacité de différentes formes de jeûne, ainsi que différentes durées de jeûne, à provoquer des effets puissants mais distincts et parfois opposés sur les niveaux et la fonction de divers types de cellules immunitaires, soulignant ainsi la nécessité de remplacer des termes comme le jeûne ou le jeûne intermittent, avec ceux qui décrivent le type et la durée de la méthode de jeûne comme un jeûne de 24 heures sur deux jours (12 H ADF), une alimentation limitée dans le temps de 12 h (12 H TRF), ou un Régime imitant le jeûne de 5 jours (5 jours de fièvre aphteuse) », écrivent Buono et Longo.


Le prétraitement avec le rituximab n'inhibe pas la réponse immunitaire humaine contre la protéine immunogène LMB-1

But: Le rituximab, un anticorps monoclonal humanisé dirigé contre l'antigène CD20 présent sur les lymphocytes B, pourrait potentiellement abroger la réponse immunitaire humorale aux anticorps monoclonaux murins ou aux immunotoxines en appauvrissant les cellules B productrices d'anticorps.

Conception expérimentale: Une étude de phase II de LMB-1, une immunotoxine ciblant l'antigène tumoral Lewis Y, en association avec le rituximab a été menée pour tester l'hypothèse selon laquelle le rituximab pourrait abolir ou diminuer le développement d'anticorps humains anti-LMB-1. Cinq patients ont été traités dans cette étude et ont reçu 375 mg/m² de rituximab aux jours 1 et 7 suivis de 45 microg/kg/jour de LMB-1 aux jours 10, 12 et 14. Le développement d'anticorps humains contre le LMB -1 a été détecté en utilisant une séroneutralisation et un ELISA.

Résultats: Les cinq patients présentaient une suppression totale de la population de cellules B CD20/CD19 circulantes avant l'administration de la première dose de l'immunotoxine. Avant le traitement par rituximab, le pourcentage moyen de lymphocytes B CD20/CD19 positifs chez les cinq patients traités était de 19,8 % (extrêmes 4,5-29,8 %) du total des lymphocytes périphériques. Après deux doses de rituximab, les lymphocytes B CD20/CD19 positifs constituaient </=0,1% du total des lymphocytes périphériques. Malgré l'absence de cellules B productrices d'anticorps circulantes, avant et pendant le traitement par LMB-1, tous les patients ont développé des anticorps neutralisants contre l'immunotoxine au jour 21 de l'administration du médicament, ce qui a empêché le retraitement.

Conclusion : Même si le rituximab a provoqué une déplétion complète des cellules B circulantes CD20/CD19-positives, il n'a eu aucun effet sur la suppression de la réponse anticorps humain à LMB-1 et peut être d'une utilité limitée pour supprimer les réponses anticorps humaines à d'autres protéines immunogènes.


Une réponse immunitaire est généralement divisée en immunité innée et adaptative. L'immunité innée se produit immédiatement, lorsque les cellules innées en circulation reconnaissent un problème. L'immunité adaptative se produit plus tard, car elle repose sur la coordination et l'expansion de cellules immunitaires adaptatives spécifiques. La mémoire immunitaire suit la réponse adaptative, lorsque des cellules adaptatives matures, hautement spécifiques de l'agent pathogène d'origine, sont conservées pour une utilisation ultérieure.

Les granulocytes comprennent les basophiles, les éosinophiles et les neutrophiles. Les basophiles et les éosinophiles sont importants pour la défense de l'hôte contre les parasites. Ils sont également impliqués dans les réactions allergiques. Les neutrophiles, la cellule immunitaire innée la plus nombreuse, patrouillent à la recherche de problèmes en circulant dans le sang. Ils peuvent phagocyter ou ingérer des bactéries, les dégradant à l'intérieur de compartiments spéciaux appelés vésicules.


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Scientifique américain arabe

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Voir la vidéo: SVT Le Système Immunitaire (Août 2022).