Activité A-1-3 : La synapse neuro-neuronale et neuromusculaire

I- Comparaison d’une synapse neuronale et d’une synapse neuromusculaire

Une synapse est composée de trois parties :

1) une région pré-synaptique ou élément présynaptique qui correspond au bouton terminal de l’axone pré-synaptique. Cette partie contient des vésicules synaptiques remplies de neurotransmetteurs, et des mitochondries (source d’énergie).

2) Un espace séparant les 2 éléments cellulaires (pré et postsynaptique) appelé fente synaptique.

3) Une région post-synaptique ou élément postsynaptique (soit un autre neurone soit une cellule musculaire ou autre). La partie postsynaptique ne renferme pas de vésicules synaptiques contrairement à l’élément présynaptique. La membrane post-synaptique contient des récepteurs qui épaissit la membrane par rapport à la membrane présynaptique

  • Si l’élément postsynaptique est un autre neurone, soit un dendrite ou soit un corps cellulaire, la membrane postsynaptique neuronale est épaissie et reste généralement linéaire. Le cytoplasme peut être dense et possède quelques mitochondries.
  • Si l’élément postsynaptique est une cellule musculaire (jonction neuromusculaire) on observe une membrane postsynaptique musculaire qui peut présenter des invaginations (ou replis) mais également on voit une cellule riche en mitochondries et en fibres musculaires.

A partir des données descriptives du texte, donnez une légende aux lettres indiquées sur les photos 1 et 2 que vous titrerez.

II- Codage de l’information et transmission neuro-neuronale

Un oscilloscope A est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau d’une fibre présynaptique → Elle enregistre l’activité de la fibre présynaptique.

Un oscilloscope B est relié à une microélectrode intracellulaire placée au niveau de la synapse, coté postsynaptique.→ Elle enregistre l’activité du neurone postsynaptique.

A chaque couple d’enregistrements A1-B1 ; A2-B2 et A3-B3 des situations différentes de stimulation sont réalisées

Dispositif expérimental

Interprétez les résultats ci-dessous et dîtes comment est codé le message nerveux au niveau de l’axone et au niveau de la fente synaptique.

III- transmission neuro-musculaire et curare (DM)

A l’aide des documents 1 à 4, expliquez le mode d’action du curare. (Utilisez la méthode d’analyse conseillée pour le bac)

Document 1 : Études électro physiologiques menées dans les années 1950 

L’utilisation de microélectrodes pour enregistrer le potentiel de membrane des cellules excitables, neurones et fibres excitables a permis à Fatt et Katz d’étudier la réponse des fibres musculaires aux stimulations par leur nerf moteur. 

  1. Dispositif expérimental
  2. Ils ont isolé un muscle de grenouille et son nerf moteur, et ont placé cette préparation dans un liquide physiologique. Ils ont isolé dans ce muscle plusieurs fibres musculaires et repéré la plaque motrice de ces fibres. Ils ont alors inséré une microélectrode E dans la fibre musculaire à 2,5 mm de la plaque motrice (zone où se trouvent les synapses neuromusculaires) et une électrode de référence dans le liquide physiologique. Les deux électrodes sont reliées à un oscilloscope O.
  3. Résultats des expériences

Ils enregistrent les potentiels membranaires enregistrés suite à une seule stimulation électrique du nerf moteur de l’expérience 1 où le muscle baigne dans du liquide physiologique et de l’expérience 2 où le muscle baigne dans du liquide physiologique additionné de curare.

Document 2 : Schéma illustrant le mode de fonctionnement d’une synapse neuromusculaire

Aide : https://planet-vie.ens.fr

Document 3 : 

Acétyl choline et curare

Les indiens d’Amazonie utilisent le curare, pour chas­ser leur proie en les paralysant avec des fléchettes proje­tées à l’aide de sarbacanes, Pour l’Homme, le curare est un poison qui provoque la mort par paralysie des mus­cles respiratoires. Au XIXe siècle, Claude Bernard étudia le mode d’action du curare et proposa qu’elle empêchait le contact entre les nerfs et le muscle (C.F. étude précédente).

Un muscle isolé est relié à un système permettant de mesurer son état de contraction. On introduit au temps (0 une dose test d’acétylcholine (courbe 1), Puis on répète l’expérience en ajoutant à cette dose test des concentrations croissantes de curare (courbes 2, 3 et 4).

Document 4 : 

Afin de mettre en évidence les récepteurs spécifiques de l’acétylcholine sur la membrane des fibres musculaires on réalise une autoradiographie.

Dépôt d’acétylcholine radioactive
dépôt de curare puis acétylcholine radioactive
  1. 1) On dépose de l’acétylcholine radioactive au niveau de la plaque motrice d’une fibre musculaire
  2. 2) On rince l’ensemble afin d’éliminer les molécules d’acétylcholine non fixées.
  3. On réalise ensuite une autoradiographie pour révéler la présence éventuelle d’acétylcholine radioactive. 

Information : Les zones blanches correspondent aux zones radioactives

On réalise la même série de manipulations à la suite d’un dépôt de curare sur une partie de la plaque motrice (voir ci-contre). 

Conseils : ce devoir se présente un peu comme un devoir de type bac (2e partie, exercice 2) 

  1. analysez chacun des documents proprement (que vous apporte chacun d’eux, quelles en sont les preuves scientifiques)
  2. mettez en relation les documents dans votre conclusion qui résume le fonctionnement du curare.

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