Le monde microbien, MA Selosse video 2’49 : https://youtu.be/E5jM_2SmSgo?si=g91a8SxVi1qeDN3a

3,2/ Agents pathogènes et maladies vectorielles

1/ Microbes et maladies

Μικρος : petit

βιος : vie

πατοϛ : maladie

γενοϛ : naissance

tous les microbes ne sont pas pathogènes

• Eucaryotes : membrane + cytoplasme contenant un vrai noyau et des organites enveloppés d’une double membrane

• Bactéries : procaryotes : paroi + membrane + cytoplasme contenant un nucléoïde

• Virus : envoloppe + capside + ADN ou ARN

• Certaines maladies causées par des agents pathogènes sont transmises directement entre êtres humains ou par le biais d’animaux tels que les insectes (maladies vectorielles).

• Les agents pathogènes (virus, bactéries ou eucaryotes) vivent aux dépens d’un autre organisme, appelé hôte (devenu leur milieu biologique), tout en lui portant préjudice (les symptômes).

• La propagation du pathogène se fait par changement d’hôte.

• Il exige soit un contact entre hôtes, soit un vecteur biologique qui est alors l’agent transmetteur indispensable du pathogène (il assure la maturation et/ou la multiplication du pathogène).

• Le réservoir de pathogènes peut être humain ou animal (malade ou non).

• La propagation peut être plus ou moins rapide et provoquer une épidémie (principalement avec des virus).

• La connaissance de la propagation du pathogène (voire, s’il y en a un, du vecteur) permet d’envisager les luttes individuelles et collectives.

• Les comportements individuels et collectifs permettent de limiter la propagation (gestes de protection, mesures d’hygiène, vaccination, ...).

• Le changement climatique peut étendre la transmission de certains pathogènes en dehors de leurs zones historiques.

3,2/ Impacts de l'évolution sur des activités humaines

1/ L'évolution en médecine

video 5'03 : https://youtu.be/26xiGxTAubI @evolutionoflife09 les bactéries font de la résistance

video 13'15 : https://youtu.be/DyOsSJ8FeAs?si=3zsvnclxN0hQBdfH INSERM Grandes tueuses : L'antibiorésistance

Manuel p.210-11

Mobiliser des concepts évolutionnistes pour expliquer comment des populations microbiennes pourront à longue échéance ne plus être sensibles à un vaccin ou un antibiotique

L’évolution permet de comprendre des phénomènes biologiques ayant une importance médicale. L’évolution rapide des organismes microbiens nécessite d’adapter les stratégies prophylactiques, les vaccins et les antibiotiques.

3,3,2/ Le stress aigu est physiologique

1/ Neurologie du stress

Interpréter des données d’imagerie médicale et/ou d’électrophysiologie sur l’activité neuronale de certaines zones cérébrales en réponse à des agents stresseurs.

p.466

construction progressive du schéma-bilan : couleurs en fonction des étapes du stress

Face aux perturbations de son environnement, l’être humain dispose de réponses adaptatives impliquant le système nerveux et lui permettant de produire des comportements appropriés.

Le stress aigu désigne ces réponses face aux agents stresseurs. Chaque individu est différent face aux agents stresseurs, le stress intégrant des dimensions multiples et liées.

La réponse de l’organisme est d’abord très rapide : le système limbique est stimulé, en particulier les zones impliquées dans les émotions telles que l’amygdale.

2/ Endocrinologie du stress

Recenser, extraire et exploiter des informations pour visualiser la libération différenciée dans le temps de l’adrénaline et du cortisol et leurs effets.

Extraire et organiser des informations pour schématiser la boucle de régulation neuro-hormonale.

Positionner sur un schéma bilan les interactions entre les trois systèmes nerveux, endocrinien, immunitaire.

Utiliser un modèle pour expliquer la notion de boucle de régulation neurohormonale et la notion de résilience.

p.467-470

logiciel de simulation : https://svtanim.fr/Stress.htm

compléter le schéma bilan

la première réaction de stress a pour conséquence la libération d’adrénaline par la glande médullo-surrénale qui provoque une augmentation du rythme cardiaque, de la fréquence respiratoire et la libération de glucose dans le sang.

§ après commande et production d’un mouvement, comment s’intègre le tout dans un comportement ?

3,3/ COMPORTEMENTS ET STRESS : VERS UNE VISION INTÉGRÉE DE L’ORGANISME

Pour faire face aux perturbations de son environnement, l’organisme est capable de s’adapter : il dispose d’un ensemble de réponses adaptatives, rassemblées sous le terme de stress biologique, qui permettent un comportement approprié à la situation.

Le système nerveux est impliqué dans ces mécanismes physiologiques et interagit avec les autres systèmes biologiques de l’organisme. Il s’agit d’une réponse normale de l’organisme (stress aigu).

À plus long terme, la structure et le fonctionnement du cerveau peuvent être perturbés (stress chronique).

L’étude de l’exemple du stress permet de comprendre

• la notion de boucle de régulation complète en abordant la notion de rétrocontrôle,

• de discerner les liens entre les systèmes physiologiques (endocrinien, nerveux, immunitaire)

• et d’aborder la notion de résilience.

• sensibilisation aux dangers des médicaments « anti-stress » et à l’existence d’alternatives non médicamenteuses pour gérer le stress.

Le stress, souvent nommé « mal du XXI^e siècle », prend des formes très variées, allant de bénéfique, bénigne à traumatique. Dans son expression la plus simple, l’apparition d’un évènement soudain, « le stresseur », d’intensité variable, induit une séquence d’évènements adaptatifs engageant le corps et le cerveau pour permettre à la personne de sortir d’une situation jugée dangereuse (https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2021/09/msc200619/msc200619.html)

De l’anglais stress (« effort intense subi »), lui-même issu en partie de la réduction du moyen français destresse (« contrainte, affliction, détresse ») et en partie de l’ancien français estrece (« étroitesse, oppression » → voir étreindre et étrécir), du latin stringere (« serrer, comprimer, resserrer »).

La notion de stress a été introduite par l'endocrinologue Hans Selye, qui publie en 1956 The stress of life (Le Stress de la vie). Observant ses patients, il y décrit le mécanisme du syndrome d'adaptation, c'est-à-dire l’ensemble des modifications qui permettent à un organisme de supporter les conséquences d’un traumatisme naturel ou opératoire. Il publie par la suite Stress without distress en 1974, (Le Stress sans détresse) et son autobiographie The stress of my life (1977). D'après Hans Selye, le syndrome de stress évolue en suivant trois stades successifs :

1. « Réaction d'alarme » : les forces de défense sont mobilisées

2. « Stade de résistance » : adaptation à l'agent stressant

3. « Stade d'épuisement » : inexorablement atteint si l'agent stressant est suffisamment puissant et agit longtemps.

4. … et une éventuelle phase de récupération / Résilience.

3,3,1/ Le stress chronique est pathologique

1/ Anxiolytiques

Recenser et exploiter des informations sur le mode d’action des benzodiazépines pour montrer leur activation des récepteurs à GABA (un neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux) et leur effet myorelaxant et anxiolytique.

p.474

Sujet de SVT - EX2 Bac S - Session 2014 – Métropole / 8 : http://svt.ac-besancon.fr/bac-s-2014-metropole/

https://www.lecerveau.ca/flash/i/i_04/i_04_m/i_04_m_peu/i_04_m_peu.html#2

https://www.pedagogie.ac-aix-marseille.fr/jcms/c_11059256/fr/mode-d-action-des-benzodiazepines-et-modulation-de-la-reponse-au-recepteur-du-gaba

La prise de médicaments dont l’effet vise à favoriser la résilience, comme les benzodiazépines dans le cas de l’anxiété, doit suivre un protocole rigoureux afin de ne pas provoquer d’autres perturbations notamment une sédation et des troubles de l’attention.

2/ Surcharge allostatique

Interpréter des données cliniques et expérimentales montrant les effets du stress chronique sur la structuration des voies neuronales.

p.472

Concepts d’allostasie et de surcharge allostatique : La réponse aux agents stresseurs met en place un nouvel état, qualifié d’allostatique, qui est transitoire avant un retour à l’homéostasie. Si les agents stresseurs présentent une intensité ou une durée importante, le retour à l’état initial d’homéostasie n’a plus lieu, on parle de surcharge allostatique. Le stress aigu est adaptatif. Le stress chronique peut conduire à une désadaptation conduisant potentiellement à des perturbations

Conséquences du stress chronique sur le cerveau

Structures du cerveau	Rôles	Conséquences du stress chronique
Hippocampe	contrôle la mémoire, l’humeur, la concentration et l’apprentissage	perte de volume : destruction des neurones et absence de fabrication de nouveaux neurones
Cortex préfrontal	permet entre autre la prise de décision et la capacité d’adaptation	perte de neurones
Amygdale	gére les réactions de peur et d’anxiété	augmentation de son volume

Le stress chronique peut donc entraîner des modifications de certaines structures du cerveau, notamment du système limbique et du cortex préfrontal. L’hippocampe et l’amygdale appartiennent au système limbique. Quand l’organisme n’arrive plus à s’adapter face à des stimuli stressants et qu’il est dépassé : on parle de plasticité mal-adaptative. Cela se traduit alors par de possibles perturbations de l’attention, de la mémoire et des performances cognitives.

https://svt.enseigne.ac-lyon.fr/spip/?Neuro-imagerie-et-mecanismes-cerebraux-des-emotions

https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2021/09/msc200619/F4.html

Si les agents stresseurs sont trop intenses ou si leur action dure, les mécanismes physiologiques sont débordés et le système se dérègle. C’est le stress chronique.

Il peut entraîner des modifications de certaines structures du cerveau, notamment du système limbique et du cortex préfrontal.

Cette forme de plasticité, dite mal-adaptative, se traduit par d’éventuelles perturbations de l’attention, de la mémoire et des performances cognitives.

3/ Alternatives anti-stress

Tester l’effet de certaines pratiques alternatives (ex : mouvements respiratoires) à court terme.

p.476

https://youtu.be/gf7TlRIv2J0?si=GsM6hM05wZl5386H

Certaines pratiques non médicamenteuses sont aussi susceptibles de limiter les dérèglements et de favoriser la résilience du système.

3/ MICROORGANISMES ET SANTÉ

il existe deux types de relations entre l’être humain et les microorganismes selon les écosystèmes dans lesquelles elles évoluent :

•  des relations bénéfiques de type symbiotique où les microorganismes remplissent des fonctions contribuant à la santé de notre organisme ;

•  des relations avec des agents pathogènes qui peuvent avoir une très grande importance en santé publique, en France comme au niveau mondial car ils sont responsables de potentielles flambées épidémiques.

3,1/ Microbiote et santé

Microbiote INSERM Video 5’10 : https://youtu.be/42UgTEpRIpc

1/ Diversité du microbiote

Combien le corps humain renferme-t-il de bactéries ?

 Observer un frottis de bactéries du microbiote de vertébrés.

 Calculer la proportion de microbes présents dans un individu par rapport à son nombre de cellules.

Le corps humain compte 10 à 100 mille milliards de cellules mais est colonisé par un nombre de un à dix fois plus grand de bactéries, virus, protozoaires et champignons non pathogènes qui font partie de son microbiote et sont bien plus petits que les cellules humaines. Il existe différents microbiotes, au niveau de la peau, de la bouche, du vagin… Le microbiote intestinal est le plus important d'entre eux, avec 10¹¹ à 10¹⁴ micro-organismes, il pèse entre 1 et 5 kg, vit dans vos intestins et se nourrit de ce que vous avalez. Mais loin de vous être hostile, le microbiote est votre indispensable allié. Sans le microbiote, tapissant les quelques 400 m² de la surface intestinale, nous serions incapables d'assimiler certains aliments que seules les bactéries savent dégrader. On parle de symbiotisme car ni cette flore intestinale ni son hôte ne peuvent survivre l’un sans l’autre.

En 2016 Ron Milo et Ron Sender de l’Institut des sciences Weizman (Rehovot, Israël), ainsi que Shai Fuchs (Toronto, Canada) estiment que le nombre total de bactéries hébergées par un « homme de référence » (comprendre un être humain âgé de 20 à 30 ans, pesant 70 kg et mesurant 1,70 m) est de 3,9.10¹³, avec une marge d’erreur de 25%. Au total, les cellules sanguines représenteraient environ 90% de la totalité des cellules du corps humain. Un homme standard serait, lui, composé de 3.10¹³ cellules, autrement dit de 30 mille milliards de cellules, là encore avec une marge d’incertitude de 2%. .. Cette nouvelle estimation à la baisse du rapport bactéries/cellules de 10/1 à quasiment 1/1 ne saurait cependant conduire à une sous-estimation de l’importance du microbiote, ...

• 10¹² à 10¹⁴ microbes = 1 à 10 x nombre de cellules humaines

• 10¹¹ bactéries par gramme dans le côlon.

• 3 300 000 gènes microbiens 1 000 espèces 700 souches

• 540 000 gènes par personne 160 espèces par personne

Digestion :

• Transforme les aliments, facilite l’assimilation

• Facilite le transport et le stockage des molécules

• Fabrique des vitamines

Immunité :

• Lutte contre les micro-organismes pathogènes par compétition

• Produit des substances anti-inflammatoires

Le microbiote représente l’ensemble des microorganismes (=microbes) qui vit sur et dans le corps humain, on parle de microbiote cutané, respiratoire, digestif, urogénital. Virus, bactéries et eucaryotes vivent en symbiose avec les cellules hôtes humaines. La symbiose (ou mutualisme) est une association à bénéfice réciproque entre espèces vivantes différentes. Le microbiote intestinal a un rôle indispensable dans la digestion et dans l’immunité. Certaines bactéries ont des propriétés anti-inflammatoires.

2/ Evolution du microbiote

https://www.lelivrescolaire.fr/page/6095142

Microbiote au cours de la vie :

	Masse (kg)	Âge (années)	Volume sanguin (L)	Globules rouges /L	Masse de bactéries du côlon (g)	Bactéries / g de côlon	Total de cellules humaines	Total de bactéries
Homme	70	20-30	4,9	5 × 1012	420	9,2 ×1010	30 × 1012	38 × 1012
Femme	63	20-30	3,9	4,5 ×1012	480	9,2 × 1010	21 × 1012	44 × 1012
Bébé	4,4	0,1	0,4	3,8 × 1012	48	9,2 × 1010	1,9 × 1012	4,4 × 1012

peuvent modifier le microbiote de façon plus ou moins durable :

• modifications de l’alimentation

• modifications de l’hygiène de vie

• fluctuation des hormones sexuelles

• maladies,

• traitements médicaux, antibiothérapies répétées au cours de la vie

• pesticides et des additifs présents dans notre alimentation quotidienne

• tout contact est l’occasion de transfert de microorganismes

• dans l'espace : certaines populations ont un mode de vie très proche de la nature et donc éloigné de notre vie urbaine (aliments standardisés et normes d’hygiène très strictes).

• dans le temps : depuis le Mésolithique jusqu’à nos jours. : des analyses ont été réalisées sur des dents fossilisées et des dents d’individus actuels, aussi bien des femmes que des hommes. Les résultats ont été comparés à des sédiments du lieu de prélèvement pour s’assurer qu’il n’y a pas eu contamination.

Le microbiote se met en place dès la naissance et évolue en fonction de différents facteurs comme l’alimentation (présence de fibres), l'hygiène, les hormones, les maladies, les traitements (antibiotiques), les habitudes alimentaires (culture), les âges des individus ou des population.

Mots clefs : symbiose ; hôte et microbiote ; unicité et diversité du microbiote ; habitudes alimentaires et évolution du microbiote ; microbiote maternel et construction de la symbiose hôte-microbiote ; compétition entre microbes.

Les structures anatomiques présentent des particularités surprenantes d’un point de vue fonctionnel, pouvant paraître sans fonction avérée ou bien d’une étonnante complexité. Elles témoignent de l’évolution des espèces, dont la nôtre. Les caractères anatomiques peuvent être le résultat de la sélection naturelle mais certains sont mieux expliqués par l’héritage de l’histoire évolutive que par leur fonction.

Ovulatory cycle effects

text 141 words : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1090513807000694 Ovulatory cycle effects on tip earnings by lap dancers: economic evidence for human estrus?

Assisted Reproductive Technology

text 471 words : https://www.newscientist.com/article/mg21829115-100-powder-womens-eggs-for-home-storage/?ignored=irrelevant Powder women's eggs for home storage

video 8'39 : https://youtu.be/O2RIvJ1U7RE?si=s6M08EejVPk-5O_2 The world’s first artificial womb facility, EctoLife, will be able to grow 30,000 babies a year. It's based on over 50 years of groundbreaking scientific research conducted by researchers worldwide.

Eye evolution

video 5’16 : https://youtu.be/QjVqIW281Qo The animal kingdom boasts an incredible diversity of eyes. Some rotate independently while others have squiggly-shaped pupils. Some have protective lids, others squirt blood. But which creature has the best sight? Which sees best in the darkness? Which sees the most detail? Which animal sees the most color? And finally, which detects motion the fastest? Thomas W. Cronin investigates. Which animal has the best eyesight? - Thomas W. Cronin 

video 4'43 : https://youtu.be/qrKZBh8BL_U?si=DL3l2fTXjWkHEmsh The human eye is an amazing mechanism, able to detect anywhere from a few photons to a few quadrillion, or switch focus from the screen in front of you to the distant horizon in a third of a second. How did these complex structures evolve? Joshua Harvey details the 500 million year story of the human eye. Lesson by Joshua Harvey, animation by Artrake Studio.

text 173 words : Evolution of the Eye : http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=evolution-of-the-eye

drawing : Visualizing the Evolution of Vision and the Eye : ttps://www.visualcapitalist.com/eye-evolution/

video 3'46 : : https://youtu.be/I19usgWHJLc Our short-sighted inner fish: Vision explains why our fish ancestors came on to land

video 4'59 : https://youtu.be/jdrNjHPYKz4?si=qQQKUPeo-60DTLJQ Why do cats have vertical pupils? - Emma Bryce

Texts to choose in :

https://www.nationalgeographic.co.uk/

https://www.scientificamerican.com/

https://www.sciencedaily.com/

https://www.the-scientist.com/

https://www.newscientist.com/

presentation time : 5-10'

questions :

1a) Present the main ideas of the document using your own words.

1b) Using the document and your knowledge, justify - explain …

2) Give your opinion...

4/ deux types de diabètes

Identifier l’effet de différents aliments sur les variations de la glycémie et la sécrétion d’insuline.

p.448

Normalement la quantité de glucose dans le sang augmente après chaque repas mais se stabilise très vite à 1g/Lde sang car elle est régulée par l’organisme grâce au pancréas endocrine.

Ce sont les hormones Insuline et glucagon qui permettent la régulation de la glycémie (taux de glucose dans le sang)

Une activité physique fait passer le sujet en hypoglycémie

Le foie va alors libérer du glucose pour rétablir la glycémie à 1g/L

L'exposition à des perturbateurs endocriniens et diverses autres substances chimiques favoriserait l'obésité et le diabète.

le sujet obèse va sécréter beaucoup d’insuline afin de diminuer le taux souvent excessif de sucre dans le sang. Cette sécrétion d’insuline est très importante par rapport à celle d’un sujet non obèse.Au bout d’un certain temps, le sujet obèse va développer une résistance naturelle à l’insuline qui va l’amener à fabriquer encore plus d’insuline, engendrant donc une élévation de la pression artérielle...

L’insuline est responsable de nombreuses modifications dans l’organisme :

Elle entraîne un épaississement des vaisseaux et induit donc une augmentation de leur rigidité et donc une augmentation de la pression artérielle.

Elle augmente le débit cardiaque, par élévation du taux d’adrénaline;

Elle favorise la réabsorption de l’eau et du sel par le rein, qui augmente la masse sanguine et donc la pression artérielle.Le sujet obèse présente une hypersensibilité au sel qui est connue comme augmentant la rigidité des artères.

Les études ont montré que le sujet obèse présentait une augmentation du débit cardiaque et du volume sanguin, et des artères plus rigides (augmentation de la résistance artérielle).

On parle d'hypertension chez l'adulte lorsque la pression systolique est habituellement supérieure ou égale à 140 mmHg et / ou la pression diastolique est égale ou supérieure à 90 mmHg.

Le diabète de type 1 résulte de la perturbation de la régulation de la glycémie provoquée par l'arrêt ou l'insuffisance d'une production pancréatique d'insuline.

L'absence ou l'insuffisance de l'insuline est due à une destruction auto-immune des cellules β des îlots de Langerhans.

Le diabète de type 2 s'explique par la perturbation de l'action de l'insuline.

Le déclenchement des diabètes est lié à des facteurs variés, génétiques et environnementaux.

diabète insulinodépendant ou non insulinodépendant.

Un dysfonctionnement de la régulation de la glycémie entraîne des complications qui peuvent être à l’origine de diabètes.

compléter le schéma-bilan