TPE Lycée Descartes Tours
Lolita AUGAY
Baptiste GOUDENEGE
Simon DEFORGE
EXPERIMENTATIONS
Expérience
Expérience 1 (par l'Université de Calgary, Faculté de médecine)
Culture de Neurones dans un environnement contenant du mercure
Ici, la neurite (prolongement cellulaire du corps d'un neurone) d'un neurone vivant isolée de tissu cellulaire d'un cerveau d'escargot montrant une croissance linéaire grâce à l'activité des cônes de croissance. Il est important de savoir que les cônes de croissance chez toutes les espèces animales ont des caractéristiques structurales et fonctionnelles identiques que ceux des celles des Hommes. Elles utilisent des protéines de composition quasiment de même nature que les notres.
C'est le développement normal d'un neurone.
Dans la suite de cette expérience, les neurones sont également prélevés de tissus cellulaire de cerveau d'escargot. Ils ont été développés en culture pendant plusieurs jours. On a adapté à la culture de très faibles concentrations de mercure pendant 20 minutes. Après cela, la membrane de la neurite a subit une rapide dégénérérescence laissant derrière les neurofibrilles dénudés observés ici.
Une neurofibrille est une fibre très fine, présente en abondance dans le cytoplasme de la cellule nerveuse, le cylindraxe et les dendrites, et qui est un élément de soutien de la cellule nerveuse.
Le cylindraxe est synonyme de axone, c'est le prolongement cellulaire qui naît de la base du pôle du corps du neurone.
Les dentrites sont également des prolongements cellulaire en forme d'arbre, situé après l'axone. Voir schéma ci-dessous.
Cette expèrience prouve que le mercure est à l'origine d'une dégénérescence du développement d'un neurone, donc, de la perturbation du système nerveux.
Nous allons approfondir pour mieux comprendre cette dégénéréscence causée par le mercure. Les protéines de tubuline, qui sont à l'origine de la croissance cellulaire normale, forment des microtubules qui soutiennent la structure de neurite (voir ici).
Quand des ions de mercure s'infiltrent dans le milieu de la cellule, ils s'attachent aux molécules de tubuline récemment synthétisées au endroit réservé au triphosphate de guanosine (ou GTP) sous la sous unité "beta" des tubulines affectées.
Comme les GTP fournissent normalement l'énergie qui permet aux molécules tubulaires de s'attacher ensemble, et que les ions de mercure s'attachent à ces sites, cela empêche l'association des protéines de tubuline.
Par conséquent, les microtubules commencent à se désassembler en molécules libre de tubuline (en monomères), elles se dépolymérisent : laissant la neurite sans structure de support.
Pour finir, la neurite en développement et son cône de croissance se détruisent.
Sur cette photo, un cône de croissance de neurite (coloré pour montré la tubuline et l'actine) avant et après exposition au mercure.
Le mercure et à l'origine de la désintégration de la structure des microtubules tubulines.
Axone
Dentrite
Noyau
Terminaisons
axonate
Soma
SCHEMA SIMPLIFIE D'UN NEURONE
LEXIQUE pour aller plus loin
La tubuline est la protéine structurelle des microtubules dont elle dirige la dynamique, constituant principale du cytosquelette.
Elle est composée de 2 sous-unités différentes :
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La tubuline α liée au GTP.
-
La tubuline β liée au GTP qu'elle peut hydrolyser (décomposer par l'eau grâce aux ions H3O+ et HO- provenant de la séparation des molécules de l'eau). C'est l'état de cette sous unité qui définit l'état GTP ou GTD (dérivé de la GTP, voir ci dessous) de la tubuline.
La guanosine triphosphate (GTP) est un coenzyme donneur de groupements phosphate (éléments des hélices de l'ADN). La nucléotide guanosine diphosphate (GTD) en est un dérivé.
GTP
GTD
Si la concentration de tubuline GTP est élevé, les deux sous unités alpha et beta se polymérisent, c'est à dire forme des protofilaments qui, associés, forment les microtubules. Si la concentration est trop faible (donc plus de GDP) les protofilaments se dégradent, empêchant la formation de microtubules.
Les microtubules sont des tubes creux constitués de 13 protofilaments de tubuline. L'énergie fournie par le GTP crée un réseau dynamique de ses tubes, qui permettent de transporter des composants soit vers les extrémités de ces prolongements cellulaires, soit vers le corps cellulaire du neurone. Elles sont très présentes dans les axones, et dans les dentrites. C'est la strucuture de support des neurites.
Si elles subissent une dépolymérisation, cela peut avoir des conséquences très graves comme une dégénérescence, car le neurone se détruit.
Le cytosquelette d'une cellule est l'ensemble des polymères biologiques (un polymère est une macromolécule, molécule constituée de beaucoup de sous-unités comme dans ce cas, la tubuline alpha et beta) qui est à l'origine de ses propriétés mécaniques et architecturales.
L'actine est une protéine ayant un rôle conséquent pour les mouvements et l'architecture cellulaire. Elle représente environ 15 % de la masse protéique des cellules.
De plus, cette université à démontrer que des animaux exposés à des vapeurs de mercure présentaient des lésions moléculaires dans le métabolisme des protéines du cerveau similaires à des lésions observés dans 80% des cerveaux affectés de l'Alzheimer. L'ingestion de ce produit pourrait provoquer les même effets.
SONDAGES
Nous sommes allés dans la rue pour questionner 100 personnes de tous les âges. Nos questions étaient les suivantes :
Faites vous attention aux ingrédients des produits de grandes surfaces que vous achetez ? Regardez vous les étiquettes ?
Vous méfiez vous de l'aspartame ? Du glutamate monosodique ?
Est-ce que l'un des trois produits suivants vous disent quelque chose : Bisphénol A, Phtalates, Triclosan ?
Voici nos résultats :
78% personnes s'intéressent à ce qu'ils consomment.
51% personnes se méfie de l'aspartame, 14%personnes se méfie du glutamate.
46% personnes connaissent le bisphénol A, nottament par rapport au scandale sanitaire qu'il a provoqué car il était présent dans certains biberons.
11%personnes connaissent les phtalates.
5% personnes connaissent le triclosan.
Le problème qui se dégage de ce sondage est très clair : les gens se soucient de leur consommation, des produits toxiques qui pourraient se trouver dedans, mais ne connaissent que très peu les produits réellement dangereux.
INTERVIEW
Nous avons contacter une employé de la Coop Bio à Tours pour lui poser quelques questions.
Cette entreprise ne commercialise que des produits issuent de l'agriculture biologique, tant dans l'alimentation que dans les cosmétiques.
- Avez des produits avec des composants nocifs ?
"Non, absolument pas. Tout nos produits sont certifiés bio. Parfois, on peut voir "98% des ingrédients sont issus de l'agriculture biologiques"... Bien que les pourcentages restant sont des produits non bio, ils ne sont pas nocifs. Dans les produits cosmétiques par exemple, environ 5% des ingrédients ne sont pas bio."
- Comment faites vous pour garantir l'origine biologique des produits que vous commercialisez ?
"Nous demandons, pour tous les produits que nous achetons, un certificat d'attestation biologique. Nous nous basons sur des organismes comme écocert, qui contrôlent et certifient leur origine biologique."
- Quels sont vos fournisseurs ?
"Nos fournisseurs sont des agriculteurs, des producteurs, des artisans, des transformatteurs... Nous travaillions majoritairement avec de petites entreprises qui ont pour priorité de ne pas utiliser de contaminants pour réduire leur coût de production, qui sont attachés à la santé du consommateur. Le prix est, par conséquent, un peu plus élevé."
- Est-ce que vous faites attention à la composition de l'emballage de vos produits ? (bisphénol A, aluminium)
"Au maximum, autant que nous le pouvons. C'est parfois dur, avec le plastique par exemple, c'est pour quoi nous privilégions les emballages naturels en carton. Nous avons un choix de gamme important pour laisser cette liberté au consommateur."
- Est-ce que vous vous préoccupez de la présence de ces produits dans vos cosmétiques : parabène, triclosan, aluminium, dioxyde de titane, plomb ?
"Evidemment. Nous évitons systématiquement ce genre de substances qui à mon sens, bien que les études financées par les industriels nous disent le contraire, sont des bombes à retardement pour le corps humain. Ce que nous appliquons, sur la peau, les yeux, les ongles ou les lèvres circulent dans notre organisme. Nous travaillons avec peu de fournisseurs en matière de cosmétiques, seulement ceux avec qui nous sommes sûrs de l'innocuité de la composition de leur produits. Dr Haushka est l'une des marques les plus fiables, les prix sont malheureusement un peu élevés."
- Depuis l'ouverture de la Coop Bio, est-ce vous trouvez que vos clients posent plus de questions, se préoccupent d'avantage de se qu'ils consomment ?
"Les créateurs de la Coop Bio étaient d'avantage préoccupés par leur santé que par l'environnement, ce qui confère à nos produits une garantie d'absence de contaminants alimentaires. Les premiers clients et adhérents étaient dans cette logique. Désormais, nous avons des questions et des demandes de plus en plus pointues, de plus en plus particulières. Internet, c'est la facilité de s'informer, mais également de dire tout et son contraire. Les clients sont donc plus amenés à nous solliciter pour confirmer la réalité des informations."
RENCONTRE
Nous avons contacter Angélique Travel, ingénieur alimentation dans le domaine de la santé en aviculture chez ITAVI (institut technique de l'aviculture) par le biais de Sophie Tessereau, Scientifique spécialisée en Nutrition et Métabolisme. Nous avons eu une discussion sur l'élevage de poule en pleine air et les risques qu'il pourrait engendrer.
« Les familles urbaines qui élèvent des poules dans leur jardin et les agriculteurs ruraux dans leurs prés ne sont pas exposés au même risques. En effet, en ville, les sols sont beaucoup plus pollués par l’atmosphère qu’à la campagne. De plus, la consommation d'oeufs augmente lorsque l'individu a des poules pondeuses dans son jardin. »
« Les populations ne se sont pas au courant du risque engendré lorsqu’on élève des poules en pleine air dans son jardin. Les sols contiennent une quantité conséquente de substances chimiques organiques par dépôts, car l’air est contaminé. Les poules pondeuses, picorant, transmettent les produits qu’elles ingèrent à leurs oeufs. »
« Ce mode d’élevage supprime le contrôle de l’homme sur la nourriture qu’ingère ces animaux, car ils sont autorisés à rester en milieu extérieur. Le transfert de ses substances par la consommation d’oeufs, des sols à l’aliment, est inquiétant. Pour le montrer, nous avons dissocié chaque contaminants : métaux lourds, dioxine (PCDD), pesticides, PCB… afin d’élaborer de nouvelles stratégies pour limiter ce processus. »
« Nous avons étudié la teneur en PCDD, en métaux lourds et en PCB sur des poules issues d'évelage professionel et particulier, ainsi qu'élevées en cage ou ayant accès à un parcours. Et en effet, le taux de ses substances toxiques était deux fois plus élevé dans les deux cas (chez le particulier, et en élevage extérieur). Nous préconisons de faire inspecter ses sols avant de se lancer dans l'aviculture, et malgré tout, nous ne sommes pas à l'abri de nouveaux dépôts. Le mieux est d'acheter des oeufs issus de l'agriculture biologique. »
COMMENT FAIRE DU SAVON?
C’est la réaction de saponification qui donne du savon. La saponification est la réaction d’un corps gras (une molécule de triglycéride) avec de l’hydroxyde de sodium qui donne du glycérol et du savon.
Alors nous allons effectuer une saponification à froid pour pouvoir montrer qu’il ne suffit pas de matériels scientifiques pour pouvoir effectuer son propre savon. Pour connaitre la dose de soude à mettre avec une huile il suffit de multiplier la masse de celle-ci par son indice de saponification.
Nous disposons de 15g d’oléine dont la formule brute est C57H104O6 avec 20mL de soude de concentration c= 10 mol.l-1
L’équation de réaction est C57H104O6 + 3 (Na+ + HO-) à C3H8O3 + C17H33CO2Na
A noter que Na n’intervient pas
On commence par calculer la quantité de matières initiales des réactifs :
n(oléine)= m /M n=15/884= 1,70.10-2 mol
n(soude)= C.V n(HO-)=2,00.10-1 mol
Pour calculer la quantité de savon alors on calcule : m(C17H33CO2Na)=n(C17H33CO2Na).M(C17H33CO2Na)= 5,1.10-2 x (17.12+33+12+2.16+23)= 15,5 g de savon à la fin de l’expérimentation.
Chez vous, pour calculer la dose de soude qu’il vous faut il vous suffit d’utiliser le calculateur en ligne aroma-zone.
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Verser après les mesures effectuées, l’eau et la soude dans une casserole (bain-marie) entouré de glaçon
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Puis mélanger avec la quantité donnée de soude
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Après les mesures, faites chauffer vos huiles
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Quand vos deux solutions se trouvent à la même température, mélangez-les.
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Mélangez ensuite au mixeur
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Vous pouvez ensuite rajouter des colorants ou des huiles essentielles, aux odeurs de votre choix.
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Pour finir, versez le liquide dans des moules et recouvrez le d’un film plastique.
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Laissez sécher une journée, et vous pouvez le démouler.
Sur le même mécanisme nous pouvons concevoir un déodorant fait maison. Le but de la préparation pour un déodorant et de trouver une huile qui puisse résoudre les problèmes de transpirations sans donner pour autant des risques d’allergies.
Si vous êtes intéressé par les produits faits maisons, il existe beaucoup de forums portant sur ce thème et donnant certainement des informations plus précises sur leur fabrication.
OBSERVATION
LES CELLULES DE LEYDIG : cellules interstitielles qui produisent la testostérone et une partie des androstènedione (hormone stéroïdienne qui agit dans le fonctionnement des appareils génitaux et qui permettent aux canaux de Wolff de se développer chez l’Homme). La cellule de Leydig gère les caractères sexuels primaires ainsi que secondaires. Elle se trouve sous le contrôle de l’hormone LH contrairement à la cellule de Sertoli qui est contrôlé par l’hormone FSH.
LES CELLULES DE SERTOLI : se situant dans les testicules tout comme les cellules de Leydig. Les cellules de Sertoli sont des cellules somatiques. Ce sont ces cellules qui produisent l’hormone anti-müllerienne lors de la différentiation des appareils génitaux. Elle a la possibilité d’action des protéines pour la transport d’hormone notamment la testostérone. Mais son rôle principal reste la production et la conservation d’hormone.
Ces deux cellules sont des cellules endocrines qui peuvent être victimes d’un perturbateur endocrinien. Les actions des perturbateurs endocriniens sur ces cellules se répercutent sur la différentiation sexuelle ou encore sur l’infertilité.
Observation d'une coupe de testicule au miscroscope x50
Cellules de sertoli (production de spermatozoïdes)
Cellules de Leydig (production de testostérone)
Observation des cellules de Sertoli et Leydig au microcoscope x100
LES ILOTS DE LANGERHANS : cellules endocrines du pancréas. Ils sont les principaux acteurs de la sécrétion de l’insuline (sécrétée par les cellules BETA) et du glucagon (hormone qui augmente taux de glucose dans le sang ; elle est sécrétée par les cellules ALPHA). Lorsque l’on constate un diabète on localise son origine dans ces cellules endocrines.
Amas plus clair: Îlots de Langerhans
