TP-TD la régulation du stress
Introduction :
Les daphnies ou puces d’eau sont de petits crustacés mesurant de un à quatre millimètres, du genre Daphnia. Elles vivent généralement dans des eaux douces et stagnantes. Leur transparence en font un organisme dont les organes et notamment le coeur peuvent s’observer directement. C’est par conséquent un organisme que vous avez décidé de soumettre à une batterie d’expérimentaion afin d’évaluer les effets du stress.
Parmi les agents stresseurs la caféine et la nicotine sont des substances que la population consomme quels que soient les lieux et le niveau social. La majorité des recherches montre qu’on les rencontre aussi bien dans les milieux aquatiques que dans l’eau potable, malgré les systèmes d’assainissement et de potabilisation.
En tant que chercheur, vous voulez montrer, par des observations microscopiques, que la caféine rejetée dans les eaux de surface constitue un agent stresseur pour la faune aquatique, en parallèle avec l’action des neuromédiateurs acétylcholine et adrénaline et la régulation du stress.
Problème :
Comment le stress est régulé ? Quelles sont les effets de micropolluants sur un organisme aquatique ?
Objectifs :
- Mettre en évidence des molécules régulatrices du stress et des molécules agonistes
- Comprendre les effets de la pollution de l’environnement dans les écosystèmes
Ressources
Doc.1 : Anatomie d’une daphnie
Chez les Daphnies (différentes espèces), l’exosquelette de chitine est translucide ou presque, par conséquent cela les rend d’excellents individus à étudier au microscope optique. Il est même possible d’observer leur fréquence cardiaque.
Les daphnies se nourrissent en filtrant l’eau dans laquelle elles vivent et retiennent les particules nutritives présentes dans celle-ci. C’est pourquoi elles sont couramment employées en toxicologie pour étudier la qualité de l’eau.
Doc.2 : Cycle et différents stades des daphnies
Doc.3 : Fréquence cardiaque et régulation
La fréquence cardiaque est le nombre de battements du cœur par minute. La fréquence cardiaque est influencée par de nombreux facteurs environnementaux ou physiologiques.
Or, Le stress provoque, via la stimulation du système nerveux sympathique et la sécrétion d’adrénaline, une augmentation de la fréquence des battements.
Cette fréquence peut également être diminuée par l’action du système nerveux parasympathique dont le neurotransmetteur est l’acétylcholine qui engendre un état de repos.
Les neuromédiateurs du système autonome :
Noradrénaline et acétylcholine
Agoniste de la noradrénaline : adrénaline (hormone des médullosurrénales)
PROTOCOLE
| Matériel et protocole d’utilisation du matériel | ||
| Matériel : – Crustacés : daphnies vivantes ; – Solutions de caféine – Solution d’adrénaline – Solution d’acétylcholine – Compte-gouttes ; – Chronomètre ; – Deux microscopes optiques ; – Lames, lames à concavité et lamelles ; | Afin de montrer si la caféine dans l’eau constitue un agent stresseur pour les daphnies : Réaliser des observations microscopiques dans différentes conditions ; Compter le nombre de battements sur 10 secondes (3 fois afin de faire une moyenne) et calculer les variations de la fréquence cardiaque de la daphnie dans ces différentes conditions. Appeler l’examinateur pour vérifier les résultats et éventuellement obtenir une aide. | |
| Sécurité : | Précautions de la manipulation : | Dispositif d’acquisition et de traitement d’images (si disponible) |
Pour approffondir : Lien vers l’académie de Nantes