I. Transmission du message nerveux de neurone à neurones grâce aux synapses

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1 PARTIE I : REPRESENTATION VISUELLE CHAPITRE 4 : LA CHIMIE DE LA PERCEPTION La prise de différentes substances peut modifier le fonctionnement du système nerveux et provoquer des hallucinations. Leur mode d'action est à relier à la structure du réseau des neurones et à la transmission du message au niveau des synapses. Comment s'effectue la transmission du message nerveux? De quelle façon des espèces chimiques peuvent-elles perturber cette transmission et entraîner des troubles plus ou moins importants? I. Transmission du message nerveux de neurone à neurones grâce aux synapses 1. Fonctionnement d'une synapse La synapse est une zone de contiguïté entre deux neurones (voir chap. précédent). Elle permet la transmission du message nerveux entre deux neurones. Bouton synaptique Fente synaptique Neurone 1 : neurone présynaptique Neurone 2 : neurone postsynaptique

2 Au niveau de la synapse, l'arrivée du message électrique fait migrer les vésicules synaptiques du neurone présynaptique vers la fente synaptique. A la surface de la membrane du neurone présynaptique (bouton synaptique) excité, les vésicules éclatent et libèrent les neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ces neurotransmetteurs vont alors se fixer sur des récepteurs spécifiques de la membrane du neurone postsynaptique. Cela provoque la stimulation et la naissance d'un nouveau message nerveux dans le neurone postsynaptique. 2. Action des neurotransmetteurs et leur recyclage au niveau de la synapse Les neurotransmetteurs sont des molécules avec une structure en 3D parfaitement complémentaire de celle du récepteur postsynaptique qui leur est spécifique. La sérotonine est par exemple un neurotransmetteur qui intervient en grande partie dans la transmission du message nerveux visuel dans les différentes synapses du cerveau. Complémentarié tridimensionnelle de la sérotonine et son récepteur

3 Après avoir été fixés sur leur récepteurs, les neurotransmetteurs sont relâchés et recyclés pour permettre rapidement la transmission d'un nouveau message au niveaud de la synapse. Pour cela : soit ces neurotransmetteurs sont recaptés par le bouton présynaptique et replacés dans les vésicules soit ils sont dégradés par réaction chimique dans la fente synaptique soit ils sont diffusés hors de la fente synaptique. II. Les perturbations chimiques de la perception chimique visuelle 1. Les drogues leurrent les synapses En 1943, un chimiste suisse Hoffman ingère accidentellement une substance sur laquelle il travaille : l'acide lysergique diéthylamine ou LSD. Pris de vertiges, assailli de sensations visuelles, il est obligé de rentrer chez lui. Dès le lendemain, il ingère volontairement 250 μg de LSD afin d'en comprendre les effets. Il décrit ainsi certaines sensations (voir texte). Voici les structure 3D de la sérotonine (à gauche) et du LSD (à droite) : En comparant les deux molécules de LSD et sérotonine et leur structure tridimensionnelle, proposer une explication à la modification de la perception visuelle après une ingestion de LSD :

4 L'ecstasy est souvent décrite comme la «pillule de la fête». Euphorie, excitation et résistance à la fatigue sont les effets recherchés. Mais elle provoque d'autres symptômes comme l'anxiété, des hallucinations visuelles... Décrire la perturbation du fonctionnement synaptique engendré par l'ecstasy : Comparer les perturbations du fonctionnement synaptique provoqué par le LSD et par l'ecstasy : BILAN :

5 2. Des effets secondaires qui affectent la santé 2.1 Conséquences cérébrales et effet d'accoutumance Accoutumance : état de l'organisme qui tolère de mieux en mieux une substance et y réagit de moins en moins fortement. Ce processus nécessite une augmentation des doses pour obtenir des effets similaires. a. Effets du LSD La prise de LSD entraîne rapidement des hallucinations visuelles mais ces effets sont totalement imprévisibles et peuvent resurgir spontanément des semaines voire des mois après la consommation de la drogue. Ces «flash-backs» sont à l'origine de nombreux troubles psychiatriques. Une seule prise de LSD peut suffire à les provoquer. Le LSD a une toxicité neurologique importante et déclenche une accoutumance chez le consommateur. b. Effets de l'ecstasy L'ecstasy bloque la recapture de la sérotonine par les synapses. On cherche à comprendre les effets à moyen et long terme de la prise d'ecstasy sur les synapses On mesure la quantité de sérotonine présente dans le cerveau de rats après l'administration d'ecstasy. Les animaux reçoivent entre 0 (témoin) et 20 mg/kg d'ecstasy en deux doses par jour pendant quatre jours. Quelques heures après la dernière prise, on évalue la quantité de sérotonine présente dans le cerveau des rats par rapport a témoin. Après avoir analysé (grâce à une étude chiffrée) le graphique présentant les résultats de l'expérience, déduisez-en l'effet de l'ecstasy sur la quantité de sérotonine produite par le cerveau.

6 Des babouins ont reçu deux doses journalières d'ecstasy (5 mg/kg) pendant quatre jours. Ils sont sacrifiés 13 mois plus tard et on mesure la densité de récepteurs à la sérotonine sur les coupes de cerveau. Densité des récepteurs à la sérotonine sur des coupes de cerveau de babouins A partir de l'étude des résultats expérimentaux précédents, déduisez quels sont les effets de la consommation d'ecstasy sur la densité de récepteurs à la sérotonine dans le cerveau. Proposez alors une hypothèse expliquant l'accoutumance à l'ecstasy. BILAN :

7 2.2 Des conséquences sur le fonctionnement général de l'individu et à l'échelle de la société a. Conséquences sur l'organisme d'une prise de drogue : exemple de l'ecstasy. La consommation d'ecstasy peut entraîner des nausées, des sueurs, des maux de tête. Elle peut également provoquer une déshydratation de l'organisme et une élévation de sa température. Elle peut entraîner des troubles digestifs, et du rythme cardiaque jusqu'à des pertes de connaissances. Les effets durent entre deux et quatre heures avant la «descente» qui s'apparente à une forme de dépression plus ou moins intense. Lorsque la consommation est régulière, le sujet maigrit et peut souffrir de dépression intense. Certaines lésions des cellules nerveuses sont irréversibles. Il développe une dépendance psychique, à savoir un besoin irrépressible de reprendre de la drogue. Pour en retrouver les effets. Relever dans les informations du texte qui montrent que la consommation d'ecstasy entraîne des troubles du fonctionnement général de l'organisme : b. Des conséquences sociétales L'alcool et le cannabis, répandus en France, sont des drogues dont les dangers sont très sousestimés. Les fumeurs de cannabis et les personnes qui boivent présentent des difficultés de concentration. Les temps de réaction sont plus longs, l'appréciation des distances est mauvaise et le champs visuel réduit... Il n'est donc pas étonnant que ces produits soient impliqués dans de nombreux accidents de la route. Même en dessous du seuil toléré (alcoolémie de 0,5 g/ litre de sang), l'alcool perturbe la vision.

8 A partir des documents suivants montrez que la consommation de ces substances présente des dangers tant d'un point de vue individuel que pour la société : Doc 1 Doc 2 BILAN : Doc 3