THEME 3/CORPS HUMAIN ET SANTE
PARTIE I / DE L’ŒIL AU CERVEAU QUELQUES
ASPECTS DE LA VISION

TP1 ; Dissection d’un œil de porc
Chapitre 1 : Le cristallin ; une lentille vivante.
1.1 Quelques rappels anatomiques (cf. TP
dissection d’un œil de porc)
 Complétez le schéma muet ci-dessous
Le cristallin est la lentille de l'œil qui permet la mise au
point par sa plasticité. Il se bombe pour la mise au point
d'objets proches. S'il perd son élasticité, il est
responsable de la presbytie; s'il devient opaque, il est
responsable de la cataracte.

TD1; Origine et manifestation de la myopie.
A l'aide des documents p348 et 349 de votre
livre (éd NATHAN), répondez aux questions
suivantes.
1. Qu'est-ce qu'un œil myope?
2. Citer deux causes pouvant être à l'origine
de la myopie.
3. Quelle est la conséquence au niveau de la
rétine?
4. Expliciter les docs 1b et 1c.
BILAN :
L’œil est constitué de différentes structures
anatomiques. On y distingue les membranes (la
sclérotique, la choroïde et la rétine) des milieux
transparents (la cornée, le cristallin, l’humeur
aqueuse et l’humeur vitrée) Le cristallin est la
lentille vivante de l’œil et peut parfois présenter
des anomalies. Ces dernières sont liées à une
diminution de l’élasticité du cristallin ou à une
forme d’œil inadaptée.
Un œil myope est un œil qui ne voit pas net un
objet éloigné, la vision est floue car l’image se
forme en avant de la rétine (le cristallin est trop
convergent ou bien l’œil peut être trop profond)
L'individu
pour
compenser
l'anomalie
aura
tendance à se rapprocher de l'objet.
Un œil hypermétrope est un œil qui ne voit pas net
un objet rapproché, le punctum proximum
augmente, l’image se forme en arrière de la rétine
(le cristallin n’est pas assez convergent ou bien
l’œil manque de profondeur) Cette anomalie
apparaît souvent avec l’âge et est liée à un défaut
d’élasticité
du
cristallin.
L'individu
pour
compenser l'anomalie aura tendance à éloigner
l'objet observé.
L’accommodation assurée par les muscles ciliaires
correspond à l’état du cristallin qui passe, en
fonction de l’éloignement des objets observés,
d’une
forme convergente à une forme moins
convergente.
 Premier envoi 10sept.-12
1.2 La cataracte, une anomalie du cristallin
 TD2 ; La cataracte, une autre anomalie de
la vision
Au niveau
macroscopique
Au niveau
cellulaire
Au niveau
moléculaire
La cataracte est un
trouble de la vision
qui survient lorsque le
cristallin perd de sa
transparence.
Lorsque le cristallin
s’opacifie, les rayons
lumineux parviennent
moins
bien
à
la
rétine, ce qui explique
que la vision se
brouille.
Le mot cataracte a
été
choisi
pour
décrire
cette
impression
de
regarder à travers
une chute d’eau (du
latin cataracta, qui
signifie chute d’eau).
Le cristallin joue le
même rôle que la
lentille de l’objectif
d’un
appareil
photographique
:
faire la mise au point
de l’image selon la
distance de l’objet
observé. Le cristallin
y parvient en se
déformant
pour
changer sa courbure.
Le plus souvent, la
cataracte se forme
Les
cellules
du
cristallin
se
disjoignent. L’eau
et les métabolites
s’accumulent dans
l’espace
intercellulaire
provoquant
ainsi
l’opacification
du
cristallin.
La
lumière
est
diffractée
et
la
vision
devient
floue.
Certaines
protéines
(connexons et
aquaporines)
sont mises en
cause
dans
cette anomalie.
Le manque de
connexons
empêche
l’adhérence des
cellules
du
cristallin entre
elles
et
les
aquaporines
défectueuses
limitent
l’efficacité des
canaux à eau
et
sels
minéraux.
lentement, avec le
vieillissement. Avec le
temps, la structure du
cristallin change. On
ne
sait
pas
exactement pourquoi,
mais
selon
la
principale hypothèse,
les
protéines
du
cristallin
seraient
altérées
par
les
radicaux libres, des
substances produites
naturellement
par
l’organisme et qui
contribuent
au
vieillissement.
Les
radicaux libres sont
en partie neutralisés
par les antioxydants,
tirés
principalement
des fruits et légumes
consommés.
BILAN :
La
cataracte
est
une
anomalie
liée
au
vieillissement du cristallin. La lentille vivante
s’opacifie peu à peu ne laissant plus passer
convenablement la lumière; la vision devient
trouble (sensation de brouillard devant les yeux)
L’évolution de cette anomalie est progressive et
est prise en charge lorsque la gêne occasionnée
devient invalidante pour l’individu. L’intervention
chirurgicale consiste à enlever le cristallin opaque
et à le remplacer par un implant artificiel qui
permet une vision correcte de près comme de loin.
1.3 La rétine ; une membrane photosensible

TD3 +TP 2
La rétine tapisse le fond de l’œil et est une bicouche
cellulaire. La couche externe empêche la lumière de
diffuser dans l’œil et la couche interne est constituée de
cellules nerveuses dont certaines sensibles à la lumière.
1.3.1
Les cellules nerveuses photoréceptrices
Dans la couche la plus interne de la rétine on distingue
deux types de cellules photosensibles ; les cônes et les
bâtonnets.
Les cônes sont sensibles aux couleurs ; certains le sont
au vert, d’autres au rouge et le dernier type au bleu.
Les bâtonnets sont sensibles à l’intensité lumineuse.
Ces
cellules nerveuses transforment la lumière en un
message nerveux qui sera acheminé au cerveau via le
nerf optique.
Humeur vitrée
Nerf optique
Neurones ganglionnaires
Neurones bipolaires
Photorécepteurs
Epithélium pigmentaire
Choroïde
BILAN :
Au niveau de l’œil, les rayons lumineux traversent
différentes
structures
avant
d’arriver
sur
les
photorécepteurs. Tout d’abord les milieux transparents ;
la cornée, l’humeur aqueuse, le cristallin et l’humeur
vitrée puis la lumière atteint la rétine et ses cellules
nerveuses. Les rayons lumineux traversent une « région
nerveuse » avant d’atteindre véritablement les cellules
photosensibles sauf au niveau de la fovéa où l’acuité
visuelle de jour est la plus importante. Les bâtonnets
sont des photorécepteurs riches en rhodopsine, un
pigment qui est dégradé à la lumière ; Ils sont situés
surtout en périphérie de la rétine et fonctionnent en
vision à lumière faible.
Les cônes contiennent en fonction du type soit un
pigment sensible au bleu, soit un pigment sensible au
rouge ou soit un pigment sensible au vert. Ils sont
beaucoup plus denses vers la fovéa et permettent la
vision des couleurs. Chez l’Homme la vision est dite
trichromatique, par assemblage des informations
provenant de chaque cellule photosensible. Le message
nerveux après avoir été élaboré dans les cellules
photosensibles va au cerveau en passant par les
neurones bipolaires et les neurones ganglionnaires. Le
nerf optique regroupe les axones des neurones
ganglionnaires au niveau de la papille.
 Deuxième envoi 17sept.-12

1.3.2
TP3: Les gènes des pigments rétiniens
Des gènes aux pigments rétiniens
Les pigments présents dans les cellules photosensibles
sont fabriqués par l’organisme au niveau des cellules
photosensibles. Cette fabrication suit un « plan »
présent dans des gènes présents sur les chromosomes
3,7 et X. Au total 4 gènes pour 4 pigments rétiniens ; Le
chromosome X quant à lui possède deux gènes (celui
de l’opsine rouge et celui de l’opsine verte)
Gène de la rhodopsine
Gène de l’opsine bleue
Gène de l’opsine rouge
Gène de l’opsine verte
Rq : 2 chromosomes X chez la femme et XY chez
l’Homme.
A chaque gène correspond deux allèles. Donc deux
versions pour chaque gène sauf chez l’homme qui ne
possède qu’un seul exemplaire du gène de l’opsine
rouge et de l’opsine verte.
1.3.3

Des gènes apparentés
Cf.Tp5 Anagène avec la comparaison des
séquences nucléotidiques des différentes
protéines pigmentaires.
BILAN :
Suite à la comparaison des séquences nucléotidiques 2
à 2 des gènes relatifs aux pigments rétiniens
(rhodopsine et les opsines), on s’aperçoit qu’il existe
une grande similitude entre les « codes génétiques » de
chacune des séquences nucléotidiques. Les scientifiques
pensent que cette ressemblance n’est pas due au
hasard et que ce degré de similitude atteste d’une
origine commune de ces gènes ; les quatre gènes
correspondant aux quatre pigments rétiniens forment
une famille multigénique. En effet un gène ancestral a
pu être accidentellement dupliqué (copié) puis transposé
sur un autre chromosome (ou sur un même
chromosome) Ensuite chaque copie du gène subit
indépendamment des autres des mutations ponctuelles
au cours de l’évolution pour aboutir actuellement à la
famille multigénique des opsines.
Gène ancestral
Duplication puis
transposition*
desDuplicata
Mutation
Mutation
Duplication
transposition
Duplication
transposition
Mutation
Mutation
Famille multigénique
. chromosome soit sur un autre
* les duplicata peuvent être transposés soit sur le même
chromosome
1.3.4
L’opsine S permet d’apparenter l’Homme aux
primates

TP6 Utilisation du Logiciel Anagène afin de
comparer l’opsine S des primates avec celle de
l’Homme.
BILAN :
La comparaison du gène de l’opsine S (short wave)
chez plusieurs êtres vivants met en évidence une
grande similitude entre le gène humain et celui des
autres primates. Ce constat confirme le lien de
parenté étroit entre l’Homme et les primates
(l’Homme est un primate)
On remarque également une plus grande parenté
entre l’Homme et le genre Pan (Pan paniscus et pan
troglodyte) grâce à leur plus grande similitude entre
les séquences nucléotidiques du gène de l’opsine à
sensibilité bleue.
"Insérer ici votre tableau et votre arbre obtenue au TP6"
CHAP2 : Le cerveau dans la vision
2.1
les aires visuelles (cf.TD4)
Fig.2.2
Fig.2.1
Fig.2.4
Fig.2.3
Le cerveau est constitué globalement d'un cerveau
primitif (structure ancestrale profonde) et du cortex
cérébral (structure plus récente externe)
La plus célèbre des cartes du cortex, partie la plus
externe
du
cerveau
et
la
plus
récente
phylogénétiquement parlant, est la carte des aires de
BRODMANN 1909 (fig. 2.72) Ces différentes aires ont
été obtenues en observant l'action de colorants sur les
cellules puis en cartographiant les résultats. Dès 1970
ALLMAN
et
KAAS
apportent
davantage
de
renseignements en termes de fonctionnement (fig.2.2) ;
Il existe 3 grandes régions au niveau du néocortex +
des aires associatives:
 Une région des aires visuelles (V)
 Une région sensorielle (S)
 Une région auditive (A)
En résumé l'élaboration d'une image requiert différentes
zones du cerveau, toutefois deux grandes voies se
dégagent; la voie ventrale plus incriminée dans la
reconnaissance des objets et la voie dorsale davantage
associée au mouvement dans l'espace.
2.2
L'effet d'une drogue
Le message nerveux passe par des structures que l'on
nomme synapses, sorte d'espace entre les cellules
nerveuses. A cet endroit le message nerveux est
convertit en un message biochimique; En effet suite à
l'arrivée du message nerveux dans le neurone
présynaptique des molécules neuromédiatrices sont
libérées dans l'espace synaptique pour aller stimuler le
neurone postsynaptique et ainsi créer un nouveau
message électrique.
Le LSD est un psychotrope hallucinogène puissant, de
très petites doses suffisent à entraîner des changements
de la perception, de l'humeur et de la pensée. Son
principe actif est le diéthylamide de l'acide lysergique
(ou N,N-diéthyllysergamide), un composé de la famille
des lysergamides, dérivé de composés issus de l'ergot
de seigle (champignon se développant sur l'épi des
graminées). Le mot LSD est une abréviation du mot
allemand Lysergsäurediethylamid3.
Le LSD modifie l'effet de certains neuromédiateurs en
augmentant ou en diminuant leur concentration dans
l'espace synaptique.
Fig.2.5
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PARTIE-I.DE-LOEIL-AU-CERVEAU