CGbio ecrit 2007 kwashiorkor

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UN SYNDROME DE MALNUTRITION :
LE KWASHIORKOR
Le kwashiorkor est un syndrome de malnutrition protéino-énergétique de la première
enfance observé surtout dans les pays en voie de développement.
Situation des enfants dans le monde (source UNICEF)
Le terme dérive de « kwashi » signifiant enfant et de « orkor » signifiant rouge et fait
allusion aux rougeurs cutanées des jeunes enfants atteints par la maladie.
Les principaux signes de dénutrition sont
l’amaigrissement, la fonte musculaire, le retard
de croissance, des troubles du système nerveux
et des fonctions digestives. Les défenses
immunitaires sont également très affaiblies ce
qui rend les enfants très sensibles aux maladies.
Bien que très maigres, ceux-ci présentent un
abdomen proéminant signe d’une stéatose
hépatique et d’oedèmes (les termes stéatose
hépatique et œdème sont définis en annexe 1).

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1 - CARENCE PROTIDIQUE
1.1 - Hypoprotéinémie
Une alimentation basée essentiellement sur la farine de mil apporte très peu de protéines.
La couverture des besoins qualitatifs et quantitatifs en acides aminés n’est pas assurée.
Le foie qui synthétise un grand nombre de protéines plasmatiques n’en produit alors plus
suffisamment.
1.1.1 - Définir le terme : acide aminé indispensable.
1.1.2 - Expliquer pourquoi un déficit en quelques acides aminés peut compromettre la
synthèse protéique même si les autres acides aminés sont apportés en quantité
suffisante.
1.1.3 - Citer trois protéines plasmatiques ayant des rôles différents ; préciser pour
chacune d’elles son rôle.
Le défaut de synthèse hépatique de protéines peut être mis en évidence en réalisant une
électrophorèse des protéines sériques.
1.1.4 - Donner le principe de l’électrophorèse.
L’électrophorèse des protéines d’un sérum d’un individu sain réalisée à pH 8,6 permet
d’obtenir le densitogramme présenté en annexe 2.
1.1.5 - Reproduire sur la copie le densitogramme de l’annexe 2. Schématiser sous ce
tracé la bande de migration correspondante. Indiquer l’endroit du dépôt, la polarité, le sens
de migration et le nom des différentes fractions. Justifier la réponse.
Donnée : pHi des protéines sériques compris entre 4,5 et 7,5
1.1.6 - L’annexe 3 indique le résultat de la lecture densitométrique de
l’électrophorégramme d’un patient atteint de kwashiorkor. Expliquer le principe de cette
lecture. Calculer la concentration de chacune des fractions. Conclure.
1.2 - Protéines plasmatiques et équilibre osmotique
1.2.1 - Calculer la concentration osmolaire du plasma (annexe 4).
1.2.2 - Nommer la pression osmotique dûe aux protéines et expliquer son importance
dans les flux liquidiens à travers les parois capillaires.
1.2.3 - Expliquer pourquoi les valeurs des pressions osmotiques du plasma, du liquide
interstitiel et du milieu intracellulaire doivent être proches.
1.2.4 - Le kwashiorkor est responsable de l’apparition d’oedèmes notamment au niveau
des membres inférieurs. Expliquer le lien entre hypoprotéinémie et oedèmes.

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1.3 - Protéines hépatiques et transport de lipides dans le sang
Les lipides sont transportés dans le sang sous forme de lipoprotéines.
1.3.1 - Définir et schématiser une lipoprotéine. Expliquer l’intérêt de cette structure.
Le foie est normalement capable de synthétiser glycogène et triglycérides à partir des
glucides alimentaires.
1.3.2 - Citer la principale hormone induisant ces synthèses.
1.3.3 - Citer les lieux de stockage de ces deux molécules.
1.3.4 - Expliquer la survenue d’une stéatose hépatique dans le kwashiorkor.
1.4 - Protéines et fonction digestive
La fonction digestive est assurée par un grand nombre de protéines. Certaines assurent
l’hydrolyse des aliments, d’autres le transport des nutriments de la lumière intestinale vers
le milieu intérieur.
Le déficit général en protéines dans les cas de kwashiorkor provoque donc des troubles
de la digestion et de l’absorption intestinale dont on étudiera quelques mécanismes.
1.4.1 - Hydrolyse de l’amidon
1.4.1.1 - Indiquer le nom de la classe d’enzymes à laquelle appartient l’amylase.
1.4.1.2 - Ecrire la formule semi développée de Haworth du maltose et indiquer son
nom en nomenclature officielle. Indiquer la catégorie de glucides à laquelle il
appartient.
1.4.1.3 - Des maltases sont présentes dans la bordure en brosse de l’épithélium
intestinal. Ecrire l’équation catalysée par ces enzymes (formules chimiques non
exigées).
1.4.2 - Absorption intestinale
L’absorption du glucose est réalisée par des mécanismes de transport.
A l’aide du schéma donné en annexe 5, expliquer ces mécanismes de transport.
La représentation graphique n°1 de l’ annexe 6 montre l’étude comparée de la diffusion
passive et du transport facilité.
1.4.2.1 - Analyser et comparer ces courbes.

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La courbe obtenue pour le transport facilité du glucose est comparable à la représentation
de la vitesse initiale d’une enzyme michaelienne en fonction de la concentration en
substrat dans le milieu réactionnel. Les paramètres cinétiques définis par Michaelis et
Menten sont également utilisables pour caractériser un transporteur membranaire.
1.4.2.2 - Ecrire l’équation de Michaelis et Menten. Définir chaque grandeur et donner
son unité.
Dans le cas du transport du glucose, déterminer la vitesse maximale et l’affinité du
transporteur.
Le D-mannose et le D-galactose peuvent aussi être présents dans la lumière de l’intestin.
1.4.2.3 - Ces deux oses sont des isomères du glucose. Nommer et définir cette
isomérie.
1.4.2.4 - Analyser la représentation graphique n°2 de l’annexe 6 et comparer
l’affinité du transporteur pour les trois oses.
1.4.2.5 - Le K
M
du transporteur pour le L-glucose est de 3000 mmol/L. Commenter
cette donnée.
1.4.2.6 - Lorsque le glucose et le mannose sont simultanément présents dans
l’intestin, le mannose se comporte comme un inhibiteur du transport du glucose.
Expliquer le type d’inhibition exercé par le mannose et donner l’allure des courbes
représentant l’inverse de la vitesse de transport du glucose en fonction de l’inverse
de la concentration en glucose, obtenues en absence et en présence de mannose.
2 - RETARD DE CROISSANCE ET IMMATURITE DU SYSTEME
IMMUNITAIRE
L’apport insuffisant de nutriments et d’énergie réduit l’activité métabolique et provoque en
particulier des retards de la croissance et de la maturation du système immunitaire.
2.1 - Retard de croissance
Les enfants dénutris présentent un retard de croissance ; l’hormone de croissance ne peut
pas assurer pleinement son rôle par manque de nutriments.
2.1.1 - L’hormone de croissance (GH : Growth Hormone) est secrétée par
l’adénohypophyse du complexe hypothalamo-hypophysaire (annexe 7). Légender le
schéma en reportant les numéros sur la copie.
2.1.2 - Expliquer les relations anatomiques et physiologiques :
• entre l'hypothalamus et l’hypophyse antérieure,
• entre l'hypothalamus et l’hypophyse postérieure.
Donner en justifiant une autre appellation à chacun des lobes hypophysaires.

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2.1.3 - Citer trois autres hormones secrétées par l'antéhypophyse. Préciser leur principal
organe cible.
L'hormone de croissance est un polypeptide de 191 acides aminés. Elle induit de
nombreux effets métaboliques (stimulation de la dégradation des triglycérides et de leur
libération par le tissu adipeux, diminution de l'absorption cellulaire du glucose). Elle
contrôle la croissance par l’intermédiaire des somatomédines hépatiques qui stimulent le
développement tissulaire.
2.1.4 - Expliquer comment l’information véhiculée par la GH est relayée au niveau
cellulaire.
Les expériences suivantes, réalisées sur des rats, permettent d’expliciter le mécanisme de
la sécrétion de la GH :
• Une injection pulsatile de GH-RF (neurohormone hypothalamique) à un rat
provoque une augmentation de la concentration moyenne de GH dans le plasma.
• Une injection pulsatile de GH-IH (neuro-hormone hypothalamique) provoque au
contraire une diminution de la concentration moyenne de GH dans le plasma.
• Une injection de GH à un rat inhibe les sécrétions hypophysaires de GH.
2.1.5 - Interpréter ces expériences et proposer un schéma convenablement annoté
expliquant la boucle de régulation de la GH.
2.2 - Immaturité du système immunitaire
Cette immaturité induit chez les enfants atteints de kwashiorkor une déficience
immunitaire humorale et cellulaire.
Pour évaluer l'importance de ce déficit, une numération des lymphocytes B, T4 et T8 du
sang est effectuée.
Chaque population lymphocytaire est mise en évidence par immunofluorescence directe :
les marqueurs lymphocytaires sont reconnus par des anticorps monoclonaux (AcM)
marqués par un fluorochrome. Les intensités de fluorescence sont analysées par
cytométrie de flux (annexe 8).
2.2.1 - Les marqueurs des lymphocytes
Le tableau de l’annexe 9 indique certains marqueurs présents à la surface des
lymphocytes.
2.2.1.1 - A l'aide des données du tableau de l’annexe 9, indiquer la spécificité des
AcM à utiliser pour compter les lymphocytes T totaux, les lymphocytes T4, les
lymphocytes T8 et les lymphocytes B.
2.2.1.2 - Schématiser la réaction mise en jeu lors de cette numération.