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Evolution de la forme paralytique de la rage

lundi 8 août 2011 par Joëlle Mirabaud

TPE en S, par Emilie DUBOIS, Floriane JOUSSEAUME et Emeline VERON.

Problématique
Observation :
Lorsque les vétérinaires diagnostiquent un cas de rage chez un chien, c’est que cet animal présente certains troubles visibles du comportement. Ces troubles peuvent être de deux types : soit une paralysie des muscles conduisant à un arrêt cardiaque (forme paralytique) ; soit un comportement agressif : excitation, morsure…(forme furieuse). Cependant, chez les carnivores, la forme furieuse peut déboucher sur la forme paralytique.
Nous avons choisi de travailler avec la forme paralytique de la rage.
Nous constatons que certains chiens, après avoir été contaminés par le virus rabique, mettent plus de temps que d’autres à présenter des symptômes puis à mourir sans traitement approprié.

Quels facteurs influenceraient l’évolution de l’action du virus au niveau des synapses neuromusculaires après contamination ?

Hypothèse : ce virus agirait à la manière d’un inhibiteur en prenant la place d’un neurotransmetteur, l’acétylcholine.

Validation expérimentale
Protocole :

- 5 chiens : 4 chiens de race 1 dont 3 jeunes chiens en bonne santé et un plus âgé que les autres ainsi qu’un jeune chien en bonne santé de race 2 (de plus grande taille que la race 1)
- Plusieurs souches du virus rabique
- Plusieurs seringues stérilisées
- Tout le matériel nécessaire à une bonne hygiène tel que compresses, alcool…
- Tout le matériel adapté à la sécurité du personnel et des animaux. Nous allons tout au long de ces expériences modifier certains facteurs : le lieu de la morsure, la quantité de virus injectée, l’état général du chien – c’est à dire son âge et sa race.

Première expérience : Nous introduisons l’une des souches du virus rabique à un jeune chien en bonne santé de race 1 au niveau de sa patte antérieure gauche. Nous relevons alors la durée des différentes phases de la maladie, comme la période d’incubation, le temps mis par le virus pour remonter la moelle épinière, envahir le système nerveux central (SNC) puis le système nerveux périphérique (SNP) ainsi que la période d’excrétion du virus (période durant laquelle le chien est capable de produire le virus et donc de contaminer éventuellement d’autres individus).
Cette chronologie nous servira de témoin pour les expériences suivantes ; celles-ci seront réalisées sur le modèle de la première expérience.

2ème expérience : Nous réalisons une expérience similaire en rapprochant le lieu de la morsure du système nerveux central (à proximité du cou). Nous comparerons ensuite la chronologie obtenue avec celle de la première expérience.

3ème expérience : Nous augmentons la quantité de virus rabique injectée à un jeune chien en bonne santé de race 1 afin de vérifier si la quantité de virus arrivant au niveau des synapses varie et influe sur le développement de la maladie.

4ème expérience : Nous contaminons un chien de race 1 ayant un âge plus avancé que les chiens utilisés précédemment.

5ème expérience : Nous injectons une souche de la maladie à un jeune chien en bonne santé de race 2. Nous pourrons ainsi déterminer si la race a un effet quelconque sur l’évolution de la maladie.

Ces expérience sont résumées par Animation sur iGraphx Business Graphics (1) (2)

Résultats expérimentaux
Première expérience : Nous obtenons une chronologie initiale représentant la durée des différents stades suite à la morsure tel que le temps d’incubation, le temps de migration du virus jusqu’au SNC…
Deuxième expérience : Nous remarquons que si nous rapprochons le lieu de la morsure du système nerveux central, alors, seul le temps mit par le virus pour atteindre la moelle épinière est réduit (3 heures au lieu de 6). La conséquence est donc minime sur la chronologie initiale, ce paramètre n’a que peu d’influence sur l’évolution de la maladie.
Troisième expérience : Lorsque l’on augmente la quantité de virus injectée, ce dernier atteint le système nerveux périphérique et les glandes salivaires plus rapidement (12 jours au lieu de 25) vu l’augmentation notable de la quantité de virus dans le corps du chien. La période de maladie (période suivant l’apparition des premiers signes cliniques) est donc plus courte (2 jours au lieu de 4). Dans la chronologie initiale il n’y avait qu’un seul virus et une seule cellule musculaire !
Quatrième expérience : Le chien infecté par le virus étant plus âgé, nous avons remarqué une résistance moins forte face à la maladie : il tombe plus vite dans le coma.
Cinquième expérience : Nous avons pu constater que la race du chien influence la progression de la maladie puisque d’une race à l’autre la taille du chien (donc sa résistance) change. A cause de ce changement de taille, nous remarquons que la durée de toutes les étapes de la progression du virus augmente :
- Le temps d’incubation augmente
- Le temps de migration du virus jusqu’au SNC passe de 6 à 8 heures
- Le temps mit par le virus pour envahir le SNP et les glandes salivaires est modifié (de 25 à 60 jours)
- La période d’expression des symptômes passe de 4 à 10 jours

Interprétation
Première expérience : nous avons réalisé cette expérience pour avoir une chronologie de base avec laquelle nous pourrions comparer celles obtenues lors des expériences suivantes.

Deuxièmeexpérience : l e virus se multiplie dans les cellules musculaires, se propage à partir des muscles jusqu’au SNC par les nerfs et agit sur les neurones impliqués dans la régulation des fonctions motrices. Or les plaques motrices fonctionnent uniquement avec l’acétylcholine ; le message nerveux étant une succession de potentiels d’action (PA).
Ce critère n’a que peu d’influence sur le développement de la maladie .En effet, le lieu de la morsure est plus proche du SNC et par conséquent de la colonne vertébrale ; le virus mettra donc moins de temps à migrer vers le SNC puisqu’il est situé sur des nerfs plus proches.
Cependant, la transmission du potentiel d’action entre les synapses neuromusculaires est la même chez les deux individus, même si le lieu de la morsure change (voir les deux premières expériences), expliquant le faible impact de ce critère sur l’évolution du virus.

Troisième expérience : Si la quantité de virus rabique est plus importante dans les muscles du chien, alors la probabilité que le virus migre plus rapidement dans le système nerveux périphérique (SNP) est plus grande puisque selon les cas le virus met plus ou moins de temps à déclencher son action.
Dans notre cas on observe une plus grande vitesse de migration du virus qui se multiplie plus vite, expliquant l’apparition plus rapide des premiers signes cliniques. Ceci entraînera un développement de la maladie plus rapide, l’apparition des symptômes sera donc plus précoce.

Quatrième expérience : Les neurotransmetteurs et la transmission des PA est la même chez un chien âgé et chez un jeune chien. Les résultats que nous avons obtenu traduiraient donc une plus faible résistance face à la maladie. Ce chien supportera donc moins bien les différents symptômes de la maladie, il tombera par conséquent plus vite dans le coma.

Cinquième expérience : le SNP est plus grand chez un chien de race 2 que chez un chien de race 1. Le virus mettra donc plus de temps à migrer vers le SNC puis vers le SNP et le temps d’incubation augmente également. Or pendant que le virus migre totalement - ce qui prendra un certain temps vu l’étendue de son SNP - le chien sera tout de même rapidement sensible aux effets du virus, mais ayant une résistance plus importante que les chiens de race plus petites la période d’expression des symptômes sera plus longue.

On peut donc aboutir à un classement de ces différents facteurs suivant la résistance du chien face au virus : race (mort au bout de 78 jours) > lieu de la morsure (35 jours) > âge du chien (32 jours) > quantité de virus injectée (20 jours). Un chien de plus grande taille a une durée de longévité de 223 % par rapport au chien témoin ; un chien qui se fait mordre au cou a une durée de survie égale à 100 % de celle du chien témoin ; un spécimen plus âgé ne survit qu’à 91.5 % de cette durée et un chien infecté par une plus grande quantité de virus n’a plus que 57 % de ce temps pour survivre.

Les cas de rage canine représentent plus de 50 % des cas de rage au monde. De plus, cette rage est mondialement répartie et touche plus fortement les pays sous développés où le vaccin n’est pas en vigueur et où les chiens sont le plus souvent des animaux errants, abandonnés ou mal traités.

Il ne faut cependant pas oublier que la rage canine n’est pas la seule forme de cette maladie au monde ; en effet la rage vulpine touche 81 % de la population animale mondiale dont 19% atteignent la population domestique, y compris la rage canine qui ne représente que 1,7 % de ce total.

Conclusion
Grâce aux expériences que nous avons réalisées et à leur résultats nous avons pu voir que plusieurs facteurs, tel que l’âge, la taille, la race et le lieu de la morsure peuvent faire changer la durée de propagation du virus. Le virus agit à la manière d’un inhibiteur dans le sens où il prend la place d’un neurotransmetteur dans les synapses et empêche la transmission des messages nerveux. Ceci explique la paralysie observée ainsi que le manque de sensation de faim et de soif. Notre hypothèse est donc validée.

Lexique
- Centre nerveux : ensemble de cellules nerveuses, constitué de substance grise et de substance blanche. La substance grise, regroupement de corps cellulaires, est le lieu des connections synaptiques.
- Inhibiteur (compétitif) : molécule ayant une analogie structurale avec le substrat et entrant en compétition avec lui pour la fixation dans le site actif d’une enzyme lors de la réaction. La molécule n’est pas transformée et diminue l’affinité de l’enzyme pour le substrat, elle ne modifie pas la vitesse maximale de la réaction qui peut être atteinte pour des concentrations plus fortes en substrat.
- Neurone : cellule nerveuse, formée d’un corps cellulaire, d’un long prolongement (axone) et de prolongements courts (dentrites).
- Neurotransmetteur : substance chimique permettant la propagation de l’influx nerveux d’un neurone au suivant au niveau d’une synapse à transmission chimique.
- Potentiel d’action : dépolarisation passagère de la membrane plasmique d’une cellule excitable, correspondant à l’inversion du potentiel de repos. Le potentiel d’action est généré de proche en proche.
- Potentiel de repos (ou de membrane) : différence de potentiel enregistrée de part et d’autre de la membrane du neurone non stimulé, l’intérieur étant polarisé négativement par rapport à l’extérieur. Ce potentiel existe pour toute cellule vivante.
- SNC (Système nerveux central) : il comprend l’encéphale dans la boite crânienne et la moelle épinière dans la colonne vertébrale.
- SNP (Système nerveux périphérique) : réseau de nerfs se ramifiant dans la totalité du corps conduisant, d’une part, les informations recueillies à la périphérie à la moelle épinière et au tronc cérébral et, d’autre part, les messages envoyés du cortex au tronc cérébral et à la moelle épinière jusqu’aux muscles.
- Substrat : substance chimique dont la transformation est catalysée par une enzyme. Cette transformation nécessite une association avec l’enzyme (complexe enzyme-substrat) et aboutit à la libération d’un produit (ou de plusieurs) par l’enzyme.
- Symptôme : phénomène révélateur d’un trouble.
- Synapse : zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une autre cellule excitable.

Bibliographie
- www.pasteur.fr/
- Manuel de SVT 1ère S éditions Belin
- Manuel de SVT Terminale S (obligatoire) éditions Didier
- Manuel de biologie Terminale D collection ADN éditions Hachette
- La Recherche n° 188 mai 1987
- Immunologie fondamentale et appliquée, 2ème édition, édition française MEDSI/McGRAW-HILL
- CD-ROM de l’école nationale vétérinaire de Lyon sur la rage en France

Documents joints


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