concours d`entrée à l`école de podologie de bordeaux – 2004 biologie
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2001CWDSWB0105 1 CONCOURS D'ENTRÉE À L'ÉCOLE DE PODOLOGIE DE BORDEAUX – 2004 BIOLOGIE Mardi 13 avril 2004 Durée de l'épreuve : 2 heures Notation sur 40 points ASPECTS DU FONCTIONNEMENT DES CENTRES NERVEUX LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE CONSEIL Les trois parties de ce sujet sont liées, il est donc conseillé de lire l'ensemble du sujet avant de commencer à rédiger. Les deux premières parties permettent l'acquisition et la justification des notions nécessaires à la rédaction de la troisième partie. La notation de la partie III tiendra compte de l'utilisation de ces différents éléments dans le développement de votre raisonnement. Partie I : La myasthénie et la jonction neuromusculaire La myasthénie est une maladie neuromusculaire caractérisée par une faiblesse des muscles squelettiques. Les patients ont des difficultés, par exemple, à garder les paupières levées. L'impossibilité de mettre en évidence chez les malades des anomalies de structure de l'innervation du muscle a conduit les médecins à émettre l'hypothèse d'un mauvais fonctionnement de la jonction neuromusculaire. Question À l'aide des documents 1, 2, 3, 4 ci-après, que vous commenterez chacun de façon détaillée, éprouvez l'hypothèse émise et proposez un mécanisme expliquant la myasthénie. 2 BIOLOGIE 2001CWDSWB0105 Document 1 Organisation de la jonction neuromusculaire ou plaque motrice Document 2 Un nerf moteur est stimulé électriquement. Des électrodes posées sur la peau, au niveau d'un muscle commandé par ce nerf, permettent d'enregistrer les phénomènes électriques globaux de ce muscle (électromyogramme) lors de la stimulation de ce nerf. On enregistre ces phénomènes sur deux sujets, l'un normal, l'autre atteint de myasthénie. a. Électromyogramme d'individu non malade b. Électromyogramme d'individu myasthénique (mV) (mV) Réponse électrique du muscle Réponse électrique du muscle +6 +6 +4 +4 +2 +2 0 0 −2 −2 2001CWDSWB0105 DEVOIR 01 3 Document 3 L'Alpha-bungarotoxine, molécule toxique extraite du venin de serpent, possède la propriété de se fixer sur les récepteurs à acéthylcholine. Son injection à une souris saine entraîne des symptômes analogues à ceux de la myasthénie. Par autoradiographie, on peut localiser l'Alpha-bungarotoxine radioactive sur la membrane d'une cellule musculaire. La figure donne le résultat de cette localisation chez un individu sain et chez un individu myasthénique. A. Portion de cellule musculaire issue d'un individu sain B. Portion de cellule musculaire issue d'un individu myasthénique Document 4 À l'aide des électrodes réceptrices 1 et 2, on mesure les potentiels dans la zone postsynaptique de la jonction neuromusculaire. On mesure ainsi le potentiel au niveau de la plaque motrice (électrode 1) et le potentiel d'action du muscle responsable de la contraction (électrode 2). On réalise cette manipulation sur deux jonctions neuromusculaires, d'un individu sain et d'un individu myasthénique. b. Individu myasthénique a. Individu sain Potentiels mV postsynaptiques−45 −90 0 mV −45 1 2 −90 0 3 Temps (s) Potentiels mV d'action +30 musculaire 0 −90 0 Électrode 1 2 3 Temps (s) −90 2 0 3 Temps (s) Électrode 2 mV +30 0 1 1 1 2 3 Temps (s) 4 BIOLOGIE 2001CWDSWB0105 Partie II : L'anxiété L'anxiété est un état de malaise psychique fréquemment accompagné de convulsions neuromusculaires. Ces convulsions correspondent à des contractions brusques et inopinées des muscles squelettiques, localisées ou généralisées à tout le corps. L'existence de ces troubles – ainsi que leur absence dans les conditions normales – montre que les neurones directement responsables de la contraction musculaire sont soumis à des influences diverses qui assurent une régulation de leur activité. On s'intéresse aux mécanismes qui contrôlent l'activité d'un neurone médullaire. Question Commentez et exploitez les informations fournies par les documents 5, 6, 7 pour proposer une explication à l'apparition des symptômes de l'anxiété. Document 5 Induction expérimentale des signes d'anxiété On sait reproduire expérimentalement chez l'animal les manifestations de l'anxiété, en particulier les convulsions musculaires. Il suffit pour cela de lui administrer de la picrotoxine, substance qui bloque l'action d'une molécule présente normalement dans le système nerveux central appelée GABA (acide gamma aminobutyrique). Document 6 Montage expérimental réalisé avec un motoneurone de la moelle épinière de mammifère Conditions expérimentales Les neurones 1 et 2 sont stimulés avec une intensité suffisante pour générer un potentiel d'action. L'intensité de la stimulation est la même pour la série d'enregistrements effectués sur les neurones et présentée ci-après. 2001CWDSWB0105 DEVOIR 01 5x mV 0 RM mV 0 RN Stimulation en S1 −70 −70 mV 0 RM mV 0 RN Stimulation en S2 −70 Stimulation en S1 et S2 simultanément −70 mV 0 RM mV 0 RN −70 Stimulation en S1 et S2 simultanément puis stimulation en S2 −70 mV 0 RM mV 0 RN −70 −70 Document 7 Effet sur le motoneurone d'injection de GABA ou d'acétycholine en l'absence de toute stimulation électrique Opérations effectuées Injection de GABA en F1 mV Enregistrements −70 en RM Injection de GABA en F2 mV −70 Injection Injection d'acétylcholine d'acétylcholine en F2 en F1 mV −70 mV −70 Partie III : Le fonctionnement de la synapse Question À partir des éléments recueillis dans les parties précédentes et de vos connaissances, décrivez le rôle et le fonctionnement de la synapse dans la transmission du message nerveux. Votre description sera accompagnée de schémas commentés.
