Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2025 (jour 1)

Exercice 2 - Cannabis et perturbation de la mémoire (8 points)

Le cannabis est la première substance illicite consommée par les adolescents. Or, la consommation de cette substance exogène est susceptible de diminuer les capacités de mémorisation et d'apprentissage.

Expliquer comment la consommation de cannabis perturbe la mémorisation.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.

Document 1: localisation des récepteurs CB1 au niveau de l'hippocampe

Le cannabis contient un composé actif: le THC. Il se fixe sur des récepteurs dits cannabinoïdes, comme le récepteur CB1.

Des chercheurs ont créé des souris génétiquement modifiées: les souris CB1 -/-, dont les cellules ne contiennent pas de récepteurs CB1. Les souris CB1 +/+ sont des souris sauvages dont les cellules contiennent des récepteurs CB1.

L'hippocampe est une région du cerveau impliquée dans les mécanismes de mémorisation. Pour localiser les récepteurs CB1, on utilise une technique d'immunomarquage avec des anticorps anti-CB1 couplés à des microsphères d'or. Les grains d'or apparaissent sous la forme de grains noirs au microscope électronique à transmission.

Document 2: tâche de reconnaissance d'objet

Pour évaluer la mémorisation chez les mêmes lignées de souris que celles du document 1, on effectue un test de reconnaissance d'objets.

Document 2a: principe du test

Pour effectuer cette tâche, les souris sont placées chaque jour dans un labyrinthe en forme de « L » pendant un temps donné.

Le jour 1, les souris sont placées à l'intersection des deux bras et laissées en liberté pour se déplacer dans le labyrinthe.

Le jour 2, les souris sont placées dans le même labyrinthe, dans lequel deux objets identiques ont été placés aux extrémités de chaque bras.

Le jour 3, un nouvel objet différent par sa forme, sa couleur et sa texture est placé au bout d'un des bras, alors que l'objet familier reste au bout de l'autre bras.

Lors du jour 3, le temps passé à explorer les deux objets est converti en un indice, dont la valeur est comprise entre 0 et 1, appelé indice de discrimination.

Si leur mémoire fonctionne correctement, les souris passent plus de temps à explorer un nouvel objet par rapport à un objet qu'elles connaissent déjà. Si leur mémoire est déficiente, les souris passent des temps équivalents à explorer les deux objets (objet familier et nouvel objet).

Document 2b: résultat du test de tâche de reconnaissance d'objet

Dans cette expérience, on fait réaliser un test de tâche de reconnaissance d'objets à des souris CB1 +/+ et des souris CB1 -/-. Entre le jour 2 et le jour 3, on administre à un groupe de souris une solution physiologique sans THC, et à un autre groupe une solution physiologique avec du THC, et on détermine l'indice de discrimination du jour 3.

Document 3: impact du THC sur la consommation de dioxygène d'une culture de neurones d'hippocampe dans deux conditions

On mesure la consommation de dioxygène au cours du temps dans deux cultures de neurones d'hippocampe chez des souris CB1 +/+, avec ou sans THC.

· Culture sans THC · Culture avec THC

Consommation de dioxygène des neurones d'hippocampe (en unité arbitraire) · 100 · 75 (± 5)

D'après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016

Document 4: effet du THC sur la chaîne respiratoire

Document 4a: modèle simplifié de chaîne respiratoire mitochondriale

Les chiffres romains (I, II, III et IV) correspondent aux complexes protéiques de la chaîne respiratoire. Le complexe V est une ATP-synthase.

Document 4b: efficacité de différents complexes de la chaîne respiratoire

Afin de déterminer l'action du THC sur la respiration cellulaire chez les souris CB1 +/+ et CB1 -/-, les chercheurs ont mesuré l'efficacité de deux complexes de la chaîne respiratoire (complexe I et complexe V) sur des mitochondries extraites de cerveau en fonction de différentes quantités de THC.

Document 5: effet du THC sur la production d'ATP

L'ATP est nécessaire à l'activité des neurones. Les chercheurs ont mesuré la quantité d'ATP dans des cultures de neurones d'hippocampe chez des souris sauvages CB1 +/+ et des souris CB1 -/- traitées ou non au THC.