Une substance qui prolonge la contraction du muscle

Exercice de TD · niveau 2 · SVT (terminale), chapitre 11 — Comportements, mouvement et système nerveux

Énoncé

Une substance qui prolonge la contraction du muscle.

Sur une préparation nerf-muscle, on stimule le nerf une seule fois à l'instant $t = 0$ et on dose l'acétylcholine présente dans la fente de la synapse neuromusculaire, en l'absence puis en présence d'une substance X (un insecticide) :

Temps après la stimulation (ms)	0	2	5	10	30	60
Acétylcholine, témoin (u.a.)	0	100	55	20	2	0
Acétylcholine, avec X (u.a.)	0	100	98	95	88	80

On observe par ailleurs que le muscle témoin répond par une secousse unique et brève ( $80 ms$ ), alors qu'en présence de X il se contracte de façon prolongée et répétée pendant plusieurs secondes.

Comparer l'évolution de la quantité d'acétylcholine dans la fente dans les deux conditions.
La quantité libérée à $2 ms$ est identique dans les deux cas. En déduire l'étape de la transmission synaptique sur laquelle agit la substance X.
Expliquer la contraction prolongée du muscle et préciser si X renforce ou diminue la transmission synaptique.

Corrigé

Dans les deux conditions, la quantité d'acétylcholine atteint la même valeur maximale ( $100$ u.a.) à $2 ms$ . Ensuite les courbes divergent : chez le témoin, elle chute rapidement ( $55$ à $5 ms$ , $20$ à $10 ms$ ) et s'annule à $60 ms$ ; en présence de X, elle reste très élevée ( $95$ à $10 ms$ , encore $80$ à $60 ms$ ).
Le pic identique à $2 ms$ montre que l'exocytose des vésicules et donc la libération du neurotransmetteur ne sont pas modifiées : X n'agit ni sur l'arrivée du potentiel d'action, ni sur la libération. Ce qui diffère, c'est la disparition de l'acétylcholine de la fente : normalement rapide, elle est ici quasiment abolie. X bloque donc l'élimination du neurotransmetteur, c'est-à-dire l'enzyme qui le dégrade dans la fente synaptique.
L'acétylcholine restant présente en grande quantité, elle continue d'occuper et d'activer les récepteurs de la membrane de la fibre musculaire bien après la stimulation : des messages sont émis en continu, d'où la contraction prolongée et répétée observée. La substance X renforce donc la transmission synaptique, non pas en augmentant le signal émis, mais en empêchant son arrêt. Cet effet est dangereux : un muscle qui ne peut plus se relâcher, comme le diaphragme, n'assure plus sa fonction.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.