Exercice 2 - Première proposition · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2021 (jour 1)
Thème : Comportements et stress : vers une vision intégrée de l'organisme · Tiré du sujet Jour 1 (2021)
Énoncé
EXERCICE 2 première proposition (8 points)
Corps humain et santé — Rôle du microbiote dans la sensibilité au stress
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances préciser si l'hypothèse d'une action du microbiote sur la sensibilité à des agents stresseurs peut être validée.
Un schéma fonctionnel est attendu en guise de bilan.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.
Document 1: Résultats d'expériences chez des rats stressés et non stressés
Un animal axénique est un animal né et élevé en conditions stériles. Il est donc dépourvu de microbiote intestinal.
Un animal conventionnel est un animal né et élevé en conditions non stériles. Il possède donc un microbiote intestinal diversifié.
L'examen neurologique fonctionnel des rats conventionnels et axéniques à l'adolescence et à l'âge adulte n'a révélé aucune différence.
Les documents a et b présentent les résultats d'expériences menées sur des rats conventionnels et des rats axéniques de même lignée.
Les données sont des moyennes sur des lots de rats.
La valeur de « p » traduit la significativité statistique, c'est-à-dire la probabilité que le résultat ne soit pas dû au hasard. Le seuil habituellement retenu (p<0,05) signifie qu'il y a 5 chances sur 100 que le résultat soit dû au simple hasard.
Document 1a: Dosage de corticostérone sur des rats axéniques ou conventionnels soumis à des agents stresseurs ou non.
La corticostérone chez les rongeurs équivaut au cortisol chez l'humain.
Document 1b: Expression du gène codant la corticolibérine (= CRH) dans l'hypothalamus de rats axéniques ou conventionnels soumis à des agents stresseurs.
Document 2: Transfert de microbiote
Des rats axéniques soumis à des agents stresseurs, âgés de 6 semaines, transplantés avec le microbiote intestinal de rats conventionnels présentent un taux de corticostérone semblable à celui des rats conventionnels.
D'après Sudo et al., 2004
Document 3: Dopamine et stress
Document 3a: Neurotransmetteurs produits par le microbiote intestinal.
Neurotransmetteurs
Microorganismes producteurs
GABA
Lactobacillus, Bifidobacterium
NA (Noradrénaline)
Escherichia, Bacillus, Saccharomyces
5HT (Sérotonine)
Candida, Streptococcus, Escherichia, Enterococcus
DA (Dopamine)
Bacillus, Serratia
Acétyl-choline
Lactobacillus
En l'absence de microbiote intestinal la production de dopamine dans le cerveau est diminuée.
D'après Jaglin 2013
Document 3b: Système limbique et dopamine.
La destruction locale des terminaisons nerveuses libérant de la dopamine dans le cerveau [système limbique] entraîne un accroissement du stress chez le rat ce qui suggère que la dopamine exerce un contrôle négatif de l'axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien.
D'après Espejo et al. 1997, 1999
Document 4: Concentration de BDNF dans le système limbique.
La protéine BDNF est impliquée dans la croissance et la différenciation de nouveaux neurones et la formation de synapses. Ces nouveaux neurones sont capables de libérer de la dopamine.
Document 5: Corticostérone et régulation du stress.
La sécrétion de CRH par l'hypothalamus stimule la production d'ACTH par l'hypophyse qui déclenche la production de corticostérone.
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances préciser si l'hypothèse d'une action du microbiote sur la sensibilité à des agents stresseurs peut être validée.
Réponse : L'hypothèse d'une action modératrice du microbiote sur la sensibilité aux agents stresseurs est validée. 1. Mise en évidence de l'effet du microbiote sur la réponse au stress (Doc 1 et 2) : - Doc 1a : En absence de stresseur, le taux basal de corticostérone est faible et identique chez les rats conventionnels (CONV) et axéniques (AX) (~40-50 ng/mL). Sous l'effet d'agents stresseurs, la corticostérone augmente chez les CONV (~210 ng/mL) mais explose chez les AX (~570 ng/mL, différence très significative p < 0,001). Les rats sans microbiote présentent donc une hyper-réactivité au stress. - Doc 1b : Après stress, l'expression de l'ARNm de la corticolibérine (CRH) dans l'hypothalamus est significativement plus élevée chez les AX (3,0 cpm/mm²) que chez les CONV (2,2 cpm/mm²). - Doc 2 : La transplantation de microbiote de rats CONV à des rats AX âgés de 6 semaines rétablit un taux de corticostérone normal lors d'un stress, confirmant le rôle direct et réversible du microbiote. 2. Mécanismes d'action du microbiote sur le système nerveux central (Doc 3 et 4) : - Doc 3a et 3b : Des bactéries du microbiote (*Bacillus*, *Serratia*) synthétisent des précurseurs ou de la dopamine. L'absence de microbiote diminue la dopamine cérébrale. Or, la destruction des neurones dopaminergiques du système limbique augmente le stress, montrant que la dopamine exerce un rétrocontrôle négatif (frein) sur l'axe corticotrope. - Doc 4 : L'expression de BDNF dans le système limbique (notamment hippocampe et cortex) est significativement plus faible chez les rats AX (~175 Ua) que chez les CONV (~220 Ua). Moins de BDNF entraîne une moindre différenciation des neurones dopaminergiques, donc moins de dopamine produite pour freiner l'hypothalamus. 3. Intégration dans l'axe de régulation du stress (Doc 5 et connaissances) : - L'axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien s'active par la libération de CRH (hypothalamus) ACTH (hypophyse) corticostérone/cortisol (corticosurrénale). - Le cortisol/corticostérone exerce un rétrocontrôle négatif sur l'hypophyse et l'hypothalamus (Doc 5 : l'injection de corticostérone bloque l'augmentation d'ACTH). - Chez les rats axéniques, la perte du contrôle inhibiteur dopaminergique en amont conduit à une libération excessive de CRH et donc à une réaction de stress amplifiée.
La réponse de la question restante et l’explication pas à pas sont réservées aux membres Premium. Premium
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