Corrigé bac SVT 2026 Métropole jour 1 — Exercice 1 : Stress et fuite : réaction de stress et mouvement volontaire

Introduction

Un danger (un chien qui attaque, un bruit d'explosion) est un agent stresseur : une perturbation de l'environnement, physique ou psychique, qui menace l'organisme. Face à lui, l'être humain dispose d'un ensemble de réponses adaptatives, physiologiques et comportementales, rassemblées sous le nom de stress aigu, qui lui permettent un comportement approprié : se figer, lutter ou fuir. La fuite est un mouvement volontaire : une contraction rapide et coordonnée des muscles squelettiques, commandée par le cerveau. Pour être efficace, elle doit être déclenchée en une fraction de seconde, alimentée en dioxygène et en glucose pendant toute sa durée, précise, puis interrompue lorsque le danger est passé. Comment le système nerveux, en préparant l'organisme à l'effort puis en commandant le mouvement, rend-il la fuite rapide, puissante et coordonnée ? Nous verrons comment la réaction de stress aigu prépare l'organisme à l'effort (I), comment le cerveau et la moelle épinière commandent le mouvement de fuite (II), enfin comment l'intégration de ces réponses rend la fuite efficace et durable, avant le retour à l'équilibre (III).

I. La réaction de stress aigu : le système nerveux prépare l'organisme à l'effort

1. La perception du danger et son traitement par le système limbique. Les organes des sens captent le stimulus et élaborent un message nerveux, codé en fréquence de potentiels d'action, qui gagne le cerveau par les nerfs sensitifs. L'information est traitée par le système limbique, ensemble de structures cérébrales impliquées dans les émotions et la mémoire, et en particulier par l'amygdale. L'imagerie fonctionnelle (IRMf) montre que l'amygdale s'active lorsqu'un sujet voit des visages apeurés ou des images menaçantes, et les enregistrements électrophysiologiques situent cette réponse dans les premiers dixièmes de seconde. À l'inverse, une patiente dont les deux amygdales ont été détruites par une maladie génétique rare (la patiente dite S.M., étudiée par l'équipe de Feinstein et Adolphs) ne manifeste aucune peur face à des serpents, des araignées ou des films d'épouvante, alors qu'elle exprime normalement les autres émotions : l'amygdale est indispensable au déclenchement de la réponse de peur, donc de la fuite.

2. Une voie nerveuse très rapide qui libère l'adrénaline. L'amygdale active l'hypothalamus, qui commande le système nerveux autonome sympathique. En quelques secondes, les nerfs sympathiques accélèrent le cœur et stimulent la glande médullosurrénale (partie centrale des glandes surrénales, au-dessus des reins), qui libère dans le sang une hormone, l'adrénaline. Le message nerveux (électrique, en fréquence de potentiels d'action) est ainsi relayé par un message hormonal (chimique, en concentration sanguine), qui atteint tous les organes. Des dosages chez des sujets soumis à un agent stresseur (saut en parachute, prise de parole en public) montrent que l'adrénaline plasmatique s'élève dans les minutes qui suivent le stimulus, puis retombe rapidement. Les expériences historiques d'Oliver et Schäfer (1895) ont montré qu'un extrait de glande surrénale injecté à un animal élève fortement la pression artérielle ; à l'inverse, un animal privé de ses surrénales ne présente plus qu'une réponse cardiovasculaire atténuée face à un agent stresseur.

3. Les effets de l'adrénaline : un organisme prêt à courir. L'adrénaline se fixe sur des récepteurs spécifiques de ses cellules cibles et provoque : l'augmentation de la fréquence cardiaque et du volume d'éjection systolique, donc du débit cardiaque ; l'augmentation de la fréquence respiratoire et la dilatation des bronches, donc de l'apport en dioxygène ; la libération de glucose par le foie (hydrolyse du glycogène), donc une hausse de la glycémie ; enfin une redistribution du sang, par vasoconstriction des territoires digestifs et cutanés et vasodilatation des vaisseaux des muscles squelettiques. C'est la réaction que le physiologiste Walter Cannon a nommée « lutte ou fuite ». Bilan : avant même que le premier pas soit fait, le système nerveux a mis en état d'alerte le cœur, les poumons et le foie, et les muscles disposent du dioxygène et du glucose nécessaires à la production d'ATP.

II. Le mouvement volontaire de fuite : la commande nerveuse des muscles

1. Le cortex moteur décide et commande. Le cerveau est formé de neurones et de cellules gliales qui assurent leur fonctionnement. L'exploration du cortex cérébral a permis de localiser, dans le lobe frontal de chaque hémisphère, les aires motrices à l'origine des mouvements volontaires. Les stimulations électriques réalisées par Penfield lors d'opérations du cerveau déclenchent des mouvements d'une partie précise du corps selon le point stimulé : chaque territoire de l'aire motrice commande une région du corps, ce qui définit une carte motrice (homonculus). L'IRMf confirme que l'aire motrice de l'hémisphère gauche s'active lorsqu'un sujet bouge la main droite, et un accident vasculaire cérébral qui détruit l'aire motrice d'un hémisphère provoque une hémiplégie du côté opposé. Chez l'individu qui fuit, les informations de l'amygdale (danger) et des aires sensorielles (obstacles, direction de la sortie) sont intégrées par les aires préfrontales et prémotrices, qui choisissent le mouvement ; le cortex moteur élabore alors la commande.

2. Des faisceaux descendants jusqu'aux motoneurones. Les messages moteurs partent du cortex par des faisceaux de neurones dont les axones « descendent » dans la moelle épinière, en croisant la ligne médiane : l'hémisphère gauche commande la moitié droite du corps. Dans la substance grise de la moelle (corne ventrale), ces neurones établissent une synapse neuro-neuronale avec les motoneurones. Une section accidentelle de la moelle épinière entraîne une paraplégie : le cerveau est intact, la décision de fuir est prise, mais l'ordre ne parvient plus aux jambes, preuve que la commande transite par la moelle.

3. Le motoneurone intègre et code le message moteur. Le corps cellulaire du motoneurone reçoit des milliers de synapses : excitatrices (glutamate) venues du cortex, inhibitrices (GABA) venues d'interneurones, sans oublier les afférences des fuseaux neuromusculaires du réflexe myotatique. Il en fait la somme, spatiale (synapses différentes au même instant) et temporelle (messages rapprochés sur une même synapse) ; si le seuil est dépassé, il émet un message moteur unique, codé en fréquence de potentiels d'action. Chaque fibre musculaire ne reçoit le message que d'un seul motoneurone : plus la fréquence des potentiels d'action et le nombre de motoneurones recrutés sont grands, plus la contraction est forte – de la marche au sprint. Pendant la course, les muscles antagonistes (fléchisseurs et extenseurs) sont commandés en alternance, et le réflexe myotatique, boucle courte de la moelle, corrige à chaque appui l'étirement des muscles et maintient la posture sans intervention du cerveau.

4. La synapse neuromusculaire déclenche la contraction. L'arrivée des potentiels d'action dans la terminaison du motoneurone provoque l'entrée d'ions calcium et l'exocytose de vésicules d'acétylcholine. Le neurotransmetteur diffuse dans la fente synaptique et se fixe sur des récepteurs de la fibre musculaire : le message est alors codé en concentration de neurotransmetteur. Il naît un potentiel d'action musculaire qui se propage, ouvre des canaux calciques, libère du calcium du réticulum sarcoplasmique et déclenche le glissement des filaments d'actine et de myosine, aux dépens de l'ATP : le muscle se contracte. Le curare, poison de flèches, bloque les récepteurs de l'acétylcholine : la commande nerveuse est intacte, mais le muscle reste paralysé, ce qui démontre le rôle de cette synapse. Bilan : du cortex moteur à la fibre musculaire, une chaîne de neurones et de synapses transmet en quelques dizaines de millisecondes un ordre précis, gradué et adapté à la situation.

III. L'intégration des réponses : une fuite efficace, soutenue, puis un retour à l'équilibre

1. Une réponse hormonale plus lente qui soutient l'effort. L'hypothalamus, tissu nerveux, est aussi une glande : sous l'effet du stress, ses neurones sécrètent la CRH, neurohormone qui stimule la libération d'ACTH par l'hypophyse ; l'ACTH provoque la sécrétion de cortisol par la corticosurrénale. C'est l'axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien. Les mêmes dosages montrent que le cortisol sanguin n'atteint son maximum que vingt à trente minutes après le stimulus, bien après l'adrénaline : les deux hormones sont libérées de façon différenciée dans le temps. Le cortisol favorise la mobilisation du glucose (synthèse hépatique, épargne par les autres tissus) et inhibe des fonctions non urgentes (digestion, système immunitaire) : il prolonge l'apport d'énergie aux muscles si la fuite dure. Une hypophysectomie supprime cette réponse, l'injection d'ACTH la rétablit.

2. Une boucle de régulation qui ramène l'organisme à son état initial. Le cortisol exerce en retour un rétrocontrôle négatif sur l'hypothalamus et l'hypophyse : il freine la sécrétion de CRH et d'ACTH. L'administration d'un analogue du cortisol (la dexaméthasone) fait chuter l'ACTH, preuve de ce rétrocontrôle. Ainsi, une fois le danger écarté, la production de cortisol s'éteint d'elle-même, le système parasympathique ralentit le cœur, et l'organisme retrouve des conditions de fonctionnement durables : c'est la résilience du système. Le stress aigu est donc une réponse normale, transitoire et réversible.

3. Un système complexe et perfectible. Les systèmes nerveux, endocrinien et immunitaire interagissent au sein d'un système complexe : le nerveux déclenche, l'hormonal amplifie et prolonge, et pendant la course le bulbe rachidien ajuste par les nerfs sympathiques le débit sanguin et la ventilation aux besoins des muscles. C'est cette coordination qui fait l'adaptabilité de l'organisme. Grâce à la plasticité cérébrale, la répétition (entraînement, exercices d'évacuation) renforce les synapses des circuits utilisés : la fuite devient plus rapide et plus sûre.

Conclusion

La fuite efficace résulte de l'action coordonnée du système nerveux à deux niveaux. D'une part, le système limbique, l'hypothalamus et le système sympathique déclenchent en quelques secondes la libération d'adrénaline, puis, par l'axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien, celle du cortisol : cœur, ventilation et glycémie sont ajustés pour fournir aux muscles le dioxygène et le glucose de l'effort. D'autre part, le cortex moteur, les faisceaux descendants, les motoneurones et la synapse neuromusculaire transmettent aux muscles un ordre rapide, gradué et précis. Le rétrocontrôle négatif du cortisol garantit le retour à l'équilibre : le stress aigu est une réponse adaptative et réversible. Mais si les agents stresseurs sont trop intenses ou durables, le cortisol reste élevé et ce même système se dérègle : le stress chronique, ses effets sur l'amygdale, l'hippocampe et le cortex préfrontal, et les moyens, médicamenteux ou non, d'y faire face en sont l'autre versant.