Annale corrigée Pratique du raisonnement scientifique 1

Le mode d'action d'un poison paralysant

Exercice 2

Le mode d'action d'un poison paralysant

50 min

8 points

Intérêt du sujet • Grâce à une étude documentaire, ce sujet vous permet de vous exercer à argumenter pour expliquer l'effet d'un poison sur un animal chassé par des Indiens d'Amazonie.

 

En 1743, Charles Marie de la Condamine décrit un poison, le curare, utilisé par les Indiens d'Amazonie pour chasser. Ils enduisent de poison les flèches de leurs sarbacanes pour paralyser leurs proies.

Expliquez le mode d'action du curare et pourquoi il est utilisé par les Amérindiens.

Document 1Observation microscopique d'une jonction neuromusculaire

Les récepteurs à l'acétylcholine sont mis en évidence par des grains d'argent (points noirs).

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© National Institute of Mental Health

Document 2Intensité de la contraction musculaire en fonction du temps

Courbe 1 : contraction en présence d'une dose d'acétylcholine.

Courbes 2, 3 et 4 : contraction en présence d'une dose d'acétylcholine et de doses croissantes de curare.

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Document 3Modèles moléculaires du curare et de l'acétylcholine

À gauche, molécule d'acétylcholine, neuromédiateur de la jonction neuromusculaire.

À droite, molécule de curare.

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Document 4Visualisation 3D de l'association entre l'acétylcholine et son récepteur et entre le curare et le récepteur à l'acétylcholine

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Les clés du sujet

Étape 1. Comprendre le sujet

L'étude des documents permet de mettre en évidence l'action du curare à l'échelle moléculaire, d'en comprendre les effets sur les muscles et d'en déduire les applications lors de la chasse.

Étape 2. Exploiter les documents et construire la réponse

Tableau de 4 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 4 lignes ;Ligne 1 : I. Les effets du curare et de l'acétylcholine; Mettez en évidence les effets du curare et de l'acétylcholineLe document 2 permet d'observer les effets d'une dose croissante de curare sur la contraction musculaire.; Ligne 2 : II. La structure du curare et de l'acétylcholine; Comparez la structure du curare et de l'acétylcholine.Le document 3 permet de repérer des similitudes dans les structures moléculaires du curare et de l'acétylcholine.; Ligne 3 : III. Le mode d'action du curare; Expliquez le mode d'action du curare.Le document 1 montre la structure d'une jonction neuromusculaire et permet de situer les récepteurs à l'acétylcholine.Le document 4 montre l'interaction entre le récepteur de l'acétylcholine et le curare ou l'acétylcholine, ces deux molécules interagissant avec le même site du récepteur.Cette observation permet d'expliquer l'action du curare dans le blocage des muscles (paralysie) grâce aux documents 2, 3 et 4.; Ligne 4 : IV. L'intérêt du curare pour la chasse; Déduisez-en les raisons de l'utilisation du curare par les Indiens d'Amazonie.;

Introduction

Au xviiie siècle, lors d'un de ses voyages en Amérique du Sud, Charles de La Condamine remarque que les Indiens enduisent les flèches de leur sarbacane de curare. Comment celui-ci agit-il ? Nous montrerons tout d'abord les effets du curare sur l'organisme, puis nous étudierons sa structure chimique en comparaison de celle de l'acétylcholine. Nous verrons enfin comment il agit sur la jonction neuromusculaire et montrerons son intérêt pour la chasse.

I. Les effets du curare et de l'acétylcholine

En présence d'acétylcholine, le muscle se contracte fortement. L'ajout d'acétylcholine mime l'activation du muscle via un neurotransmetteur libéré par un neurone moteur pré-synaptique (doc. 1).

Le document 2 permet d'observer les effets d'une dose croissante de curare sur la contraction musculaire. Pour la dose 2 de curare, le pic de contraction passe de 1,1 UA à 0,7 UA ; pour la dose 3, le pic de contraction a une intensité de 0,6 UA et pour la dose 4 le pic de contraction passe de 1,1 UA à 0,45 UA. Donc, quand on ajoute des doses croissantes de curare en complément de l'acétylcholine la contraction musculaire est de plus en plus inhibée.

II. La structure du curare et de l'acétylcholine

Le document 3 montre une similitude dans une partie des molécules de curare et d'acétylcholine (zone entourant l'atome d'azote, en bas à droite). Ce constat permet de proposer un mode d'action qui met en jeu cette similitude.

Le document 4 montre l'interaction entre le récepteur de l'acétylcholine et le curare ou l'acétylcholine : ces deux molécules interagissent avec le récepteur sur le même site. C'est la similitude de forme des deux molécules qui permet leur fixation sur le même récepteur.

III. Le mode d'action du curare

La jonction neuromusculaire est formée d'un neurone moteur pré-synaptique qui contient un neurotransmetteur, l'acétylcholine. Celle-ci vient se fixer sur des récepteurs post-synaptiques afin de stimuler la contraction de la fibre musculaire.

Ainsi, la fixation de l'acétylcholine, messager chimique, provoque l'activation de la cellule musculaire, mais lorsque le curare se fixe, il n'active pas la cellule musculaire et empêche son activation car il occupe la place habituelle de l'acétylcholine.

IV. L'intérêt du curare pour la chasse

Les Indiens d'Amazonie tirent des flèches imbibées de curare avec leurs sarbacanes. Lorsque le gibier est touché par une flèche, il reçoit une dose de curare suffisante qui inhibe la contraction de ses muscles. Cela le paralyse et empêche donc sa fuite, facilitant par la même occasion sa capture.

Conclusion

Le curare est une substance myotoxique qui agit de manière nocive sur les muscles. En effet, il bloque les récepteurs post-synaptiques localisés sur la fibre musculaire, empêche la transmission du message nerveux du neurone moteur vers la fibre musculaire, qui repose sur la libération d'acétylcholine et sa fixation sur ces mêmes récepteurs. C'est donc par l'injection de cette toxine que les Indiens chassent plus efficacement.

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