PARTIE-I.DE-LOEIL-AU-CERVEAU
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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
