Exercice 2 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Mayotte-Liban 2022 (jour 1)
Thème : Cerveau, mouvement volontaire et plasticité cérébrale · Tiré du sujet Jour 1 (2022)
Énoncé
EXERCICE 2 – Comportements, mouvement et système nerveux (8 points)
Un traitement pour les patients atteints de la maladie de Parkinson
La maladie de Parkinson touche des patients âgés de plus de 50 ans. Le diagnostic de la maladie de Parkinson repose sur l'existence de trois principaux symptômes moteurs (n'étant pas forcément tous présents en même temps, touchant longtemps un seul côté du corps et qui peuvent être d'intensité variable). Il s'agit:
d'une lenteur dans la mise en œuvre et la coordination des mouvements, comme ceux permettant la marche;
d'une rigidité excessive des muscles, qui provoque notamment une posture penchée vers l'avant;
de tremblements, survenant au repos, affectant surtout les mains et les bras.
Un traitement composé de deux molécules: la L-DOPA (ou Lévodopa) et la Carbidopa, permet de réduire ces symptômes.
Consigne
Expliquer le mode d'action de l'association de la L-DOPA et de la Carbidopa dans le traitement de la maladie de Parkinson.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.
DOCUMENT 1 - La voie nigro-striée et son rôle
La voie nigro-striée est essentielle dans le contrôle des mouvements automatiques et dans la qualité des mouvements volontaires.
Le neurotransmetteur impliqué dans ces communications entre substance noire et striatum est la dopamine.
DOCUMENT 2 - Voie de biosynthèse de la dopamine
La dopamine est synthétisée à partir de la tyrosine. Cet acide aminé est à l'origine d'un neurotransmetteur: la dopamine.
Deux enzymes interviennent dans cette transformation: la tyrosine hydroxylase et la DOPA décarboxylase.
Ces réactions de biosynthèse peuvent se réaliser dans le cytoplasme des neurones de la substance noire ainsi que dans les tissus périphériques.
DOCUMENT 3 - Évolution de la quantité d'une enzyme dans les neurones de la substance noire au cours de l'évolution de la maladie
On réalise des micrographies de la substance noire prélevée après la mort:
chez des individus ayant été atteints de la maladie de Parkinson pendant des durées différentes (B et C);
chez un individu non atteint de la maladie de Parkinson (A).
Une technique permet de détecter sur des coupes de tissus, grâce à des anticorps spécifiques, la tyrosine hydroxylase contenue dans les neurones dopaminergiques. La présence de ces anticorps est visualisée par une coloration noire.
DOCUMENT 4 – Rôle de la barrière hémato-encéphalique
La barrière hémato-encéphalique (BHE) est constituée:
de la paroi continue des vaisseaux sanguins;
des cellules gliales, qui entourent les vaisseaux sanguins.
La barrière hémato-encéphalique exerce une fonction de sélection sur les substances livrées aux neurones:
le passage de la tyrosine et des médicaments liposolubles comme la L-DOPA vers les neurones est possible;
la dopamine périphérique et la Carbidopa hydrosoluble ne passent pas vers les neurones.
DOCUMENT 5 - Suivi de l'utilisation de la L-dopa seule ou associée à la Carbidopa
Le médicament administré aux malades est composé de L-Dopa et de Carbidopa. Le médicament est pris par voie orale, absorbé au niveau de l'intestin et transporté par le sang.
la Carbidopa inhibe la DOPA décarboxylase.
La DOPA décarboxylase est présente dans les neurones de la substance noire mais aussi dans les bactéries du microbiote intestinal et dans d'autres cellules comme celle du foie par exemple.
Si la L-DOPA est transformée au niveau périphérique, elle ne pourra pas être utilisée au niveau des neurones du cerveau comme ceux de la substance noire.
Corrigé
Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)
Expliquer le mode d'action de l'association de la L-DOPA et de la Carbidopa dans le traitement de la maladie de Parkinson.
Réponse : Une démarche argumentée structurée en plusieurs axes : 1. Origine des symptômes de la maladie de Parkinson : - Les symptômes moteurs (tremblements, akinésie, rigidité) résultent d'un dysfonctionnement de la voie nigro-striée, reliant la substance noire au striatum (Doc 1). - Le neurotransmetteur de cette voie est la dopamine. - Chez les patients sains, la tyrosine est transformée en L-DOPA par la tyrosine hydroxylase (TH), puis en dopamine par la DOPA décarboxylase (Doc 2). - Chez les malades de Parkinson, on observe une disparition progressive des neurones de la substance noire contenant la TH (coloration brune/noire fortement diminuée après 5 et 11 ans de maladie, Doc 3). Cela entraîne un déficit sévère en dopamine dans le striatum, empêchant le contrôle normal de la motricité. 2. Pourquoi la L-DOPA et non la dopamine directement ? - La dopamine administrée par voie orale ou présente dans le sang périphérique ne peut pas franchir la barrière hémato-encéphalique (BHE) formée de cellules endothéliales continues et de cellules gliales (Doc 4). - En revanche, la L-DOPA, précurseur liposoluble immédiat de la dopamine, traverse efficacement la BHE (Doc 4). - Une fois dans le cerveau, la L-DOPA peut être transformée en dopamine par la DOPA décarboxylase encore présente dans les neurones résiduels ou d'autres cellules cérébrales (Doc 2). 3. Rôle indispensable de l'association avec la Carbidopa : - Si la L-DOPA est administrée seule, elle est dégradée à 97-99 % dans le tube digestif et les tissus périphériques par la DOPA décarboxylase périphérique (Doc 5). Seul 1 à 3 % atteint le cerveau, nécessitant de fortes doses responsables d'effets secondaires importants. - La Carbidopa est un inhibiteur spécifique de la DOPA décarboxylase (Doc 5). - Étant hydrosoluble, la Carbidopa ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique (Doc 4). Elle n'inhibe donc la synthèse de dopamine qu'au niveau périphérique (intestin, sang, foie). - Grâce à cette inhibition périphérique, une dose plus faible de L-DOPA permet à environ 10 % de la molécule d'atteindre le cerveau intacte (Doc 5), soit une efficacité multipliée par 3 à 10. - Une fois dans le cerveau, débarrassée de l'effet de la Carbidopa qui est restée dans le sang, la L-DOPA est convertie en dopamine, restaurant la transmission dopaminergique nigro-striée et réduisant les symptômes moteurs.
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