Exercice 2 : La pyridostigmine, un traitement con… · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole Candidat libre 2021 (sujet 2)
Thème : Les réflexes : arc réflexe, message nerveux et synapses · Tiré du sujet Métropole Candidat libre 2 (2021)
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Exercice 2: La pyridostigmine, un traitement contre la myasthénie
[8 points]
La myasthénie est une maladie neuromusculaire auto-immune, c'est-à-dire que des réactions immunitaires se déclenchent contre les parties saines de l'organisme. Elle se caractérise par une faiblesse fluctuante de la musculature et une fatigabilité excessive des muscles. La pyridostigmine est un des traitements symptomatiques les plus utilisés chez les patients atteints de cette pathologie.
QUESTION: A partir de l'exploitation de l'ensemble des documents et de l'apport des connaissances nécessaires, expliquer comment l'action de la pyridostigmine entraîne une diminution des symptômes engendrés par la myasthénie.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
Document 1: la myasthénie, une maladie auto-immune
Pour mettre en évidence l'origine auto-immune de la myasthénie, un test cellulaire peut être réalisé ex vivo, c'est-à-dire en dehors de l'organisme. Ce test permet d'identifier la présence d'anticorps apparaissant spécifiquement dans le sérum des patients atteints de myasthénie. Des cellules embryonnaires humaines exprimant ou non des récepteurs à acétylcholine à leur surface sont mises en contact avec du sérum, contenant entre autres les différents anticorps produits par un individu, d'une personne myasthénique ou saine. Ensuite, un premier lavage est effectué pour enlever les anticorps libres. D'autres anticorps associés à une molécule fluorescente et dirigés contre la partie constante des anticorps potentiellement fixés sont alors ajoutés au milieu. Pour finir, un second lavage est réalisé pour éliminer les molécules fluorescentes non fixées. Par conséquent, la fluorescence n'apparaît que lorsque l'anticorps anti-anticorps a pu se lier à une partie constante des anticorps initialement présents dans le sérum.
Les cellules sont ensuite observées au microscope. Sur les résultats présentés ci-dessous, seules les parties fluorescentes sont visibles. Elles apparaissent en gris sur les images.
Document 2: variation de la réponse motrice des membres postérieurs suite à une stimulation répétitive du nerf sciatique sur différents lots de rats
Chez une personne saine, la quantité d'acétylcholine libérée par le neurone présynaptique tend à diminuer naturellement à chaque impulsion nerveuse si les stimulations sont espacées de moins de 1 seconde (fréquence > 1Hz), car l'acétylcholine n'a pas le temps d'être renouvelée.
Dans les résultats expérimentaux exposés ci-dessous, on réalise une stimulation répétitive du nerf sciatique en le stimulant 200 fois en 5 secondes et on enregistre la réponse électrique des muscles innervés.
Le graphique présente le pourcentage moyen de baisse d'amplitude de la réponse électrique musculaire entre la première et la 200ème stimulation.
Les incertitudes sont dues à la variabilité des réponses musculaires enregistrées chez les différents lots de rats testés.
Document 3: action de la pyridostigmine sur l'acétylcholinestérase dans la fente synaptique
On mesure l'activité de l'acétylcholinestérase dans la fente synaptique chez des rats sains suite à l'injection d'une dose de 30 mg/kg de pyridostigmine et on la compare à l'activité de cette enzyme chez des rats sains n'ayant subi aucun traitement.
Document 4: production, dégradation et recyclage de l'acétylcholine au niveau de la jonction neuromusculaire
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
A partir de l'exploitation de l'ensemble des documents et de l'apport des connaissances nécessaires, expliquer comment l'action de la pyridostigmine entraîne une diminution des symptômes engendrés par la myasthénie.
Réponse : La myasthénie est une maladie auto-immune : le document 1 montre que des anticorps spécifiques, présents uniquement dans le sérum des patients myasthéniques, se fixent sur des cellules exprimant des récepteurs à l'acétylcholine (fluorescence observée uniquement dans ce cas). Ces auto-anticorps se lient donc aux récepteurs post-synaptiques à acétylcholine de la jonction neuromusculaire et les bloquent ou favorisent leur dégradation, réduisant leur nombre disponible. Conséquence fonctionnelle (document 2) : chez les rats atteints de myasthénie, la stimulation répétitive du nerf sciatique entraîne une baisse d'amplitude de la réponse musculaire bien plus importante (environ 18%) que chez les rats sains (environ 5%), car la quantité d'acétylcholine libérée diminue naturellement au cours des stimulations répétées et, avec moins de récepteurs disponibles, la transmission synaptique devient insuffisante pour maintenir une contraction musculaire efficace : c'est à l'origine de la fatigabilité musculaire caractéristique de la myasthénie. Chez les rats traités à la pyridostigmine, cette baisse d'amplitude revient à un niveau proche de celui des rats sains (environ 4,5%), ce qui montre que la pyridostigmine corrige ce déficit de transmission. Mécanisme d'action de la pyridostigmine (documents 3 et 4) : le document 4 montre que l'acétylcholine libérée dans la fente synaptique est normalement dégradée rapidement par l'acétylcholinestérase en acide acétique et choline, ce qui limite la durée d'action de l'acétylcholine sur les récepteurs post-synaptiques. Le document 3 montre que l'injection de pyridostigmine provoque une chute brutale et durable (jusqu'à 24h) de l'activité de l'acétylcholinestérase (de 100% à moins de 50%). La pyridostigmine est donc un inhibiteur de l'acétylcholinestérase. En inhibant la dégradation de l'acétylcholine, la pyridostigmine permet à l'acétylcholine libérée de rester plus longtemps disponible dans la fente synaptique et d'augmenter ses chances de se fixer sur les récepteurs post-synaptiques restants (non bloqués par les auto-anticorps). Cela compense la réduction du nombre de récepteurs fonctionnels causée par la réaction auto-immune, rétablit une transmission neuromusculaire efficace même lors de stimulations répétées, et explique ainsi la diminution des symptômes (fatigabilité et faiblesse musculaire) observés chez les patients traités.
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