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TPE: la maladie d’Alzheimer Problématique: Comment fonctionne la mémoire et comment la Maladie d'Alzheimer la fait défaillir ? Par Marine Guillevic, Olivier.

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1 TPE: la maladie d’Alzheimer Problématique: Comment fonctionne la mémoire et comment la Maladie d'Alzheimer la fait défaillir ? Par Marine Guillevic, Olivier Bousseau, Grégoire Biette et Caroline Huet

2 •La mémoire est une faculté des plus essentielles et personnelles. Elle nous permet de garder une identité, d'évoluer en prenant acte du passé, d'avoir des connaissances, de savoir comment réagir devant un problème quelconque. En une phrase, elle permet de se souvenir du passé pour mieux vivre le présent et envisager l'avenir. Mais comment fonctionne cette mémoire si indispensable ? Et comment peut-elle défaillir ? •Pour répondre à ce problème, nous étudierons le fonctionnement de la mémoire puis le processus médical de la Maladie d'Alzheimer et les effets sociaux sur les personnes atteintes. Et enfin nous verrons quelle est l'ampleur avec laquelle cette maladie frappe et quels sont les différents facteurs rentrant en jeu.

3 La Mémoire: •Nous savons tous à quoi nous sert la mémoire. Mais savons-nous réellement ce que c'est ? Le Petit Larousse nous dit : Activité biologique et psychique qui permet de retenir des expériences antérieurement vécues. Mais comment peut-on retenir ces expériences antérieurement vécues ? et comment peut-on ensuite les restituer ? •Nous allons tout d'abord définir les différents types de mémoire. Ensuite nous allons expliquer comment le cerveau stocke les informations par un processus d'encodage/stockage. Enfin, pour mieux comprendre le processus de stockage, nous allons montrer comment les informations circulent entre les neurones.

4 Les différents types de Mémoire: 1. 3 systèmes Nous pouvons classer la mémoire en 3 systèmes : •La mémoire sensorielle qui permet la continuité dans les actions, les observations, les raisonnements... durée : moins d'une seconde. •La mémoire à court terme qui permet de retenir des choses telles qu'un numéro de téléphone ou des retenues pendant un calcul mental pendant une durée maximale de 1 minute. Elle peut être renforcée par la mémoire de travail qui est enclenchée lorsque l'on s'efforce de retenir l'information, par exemple lorsque l'on répète plusieurs fois le numéro de téléphone, la durée est d'alors 10 minutes maximum. •La mémoire à long terme, si le travail ou l'événement auquel on a assisté a été important, elle nous permet de retenir pendant une durée pouvant varier de quelques jours à plusieurs années.

5 2. 2 mémoires •La mémoire implicite, non conservée par le cerveau : il s’agit de la mémoire sensorielle et de la mémoire à court terme. •La mémoire explicite, conservée par le cerveau : mémoire à long terme et, souvent, mémoire de travail.

6 Encodage – Stockage: Comment le cerveau conserve-t-il la mémoire explicite ? Encodage: •L'encodage est une étape très importante et complexe. Elle consiste à traiter l'information perçue et à l'élaborer pour en fabriquer un souvenir, c'est à dire créer un contexte autour de l'information, créer des "mots-clés" de cette information. Par exemple, pour un citron le cerveau va encoder et mémoriser la saveur, la forme, la couleur, l'odeur, la prononciation etc... •La qualité de l'encodage dépend de plusieurs facteurs : l‘émotion (par exemple nous savons tous ce que nous avons fait le 11 septembre 2001 mais nous n'avons aucune idée de ce que nous avons fait le 17 octobre 1997), l'Attention ( L'attention en classe permet de mieux retenir) et la Motivation.

7 Stockage: •Le stockage permet la fixation du souvenir. L'information encodée va circuler dans le circuit de Papez, appelé aussi "Chemin de la mémoire". •L'information passe par le noyau antérieur du thalamus, le cortex cingulaire, le Fornix, le cortex entorhinal, l'Hippocampe, les corps mamillaires et puis le noyau antérieur du thalamus et ainsi de suite... •Après plusieurs passages, le souvenir est stocké. Le circuit de Papez

8 •Le souvenir va aussi être lié à d'autres souvenirs. •Par la suite, le souvenir est consolidé car l'information va circuler plusieurs fois dans le circuit de Papez. La consolidation s'effectue surtout pendant le sommeil ( La phase paradoxale du sommeil plus exactement ) ; d'où l'importance d'une bonne nuit la veille d'un examen. Le cerveau consolide les anciens souvenirs et non les récents. •Un processus de reconstruction peut avoir lieu : de nouveaux souvenirs peuvent rappeler les anciens. Ceux-ci sont alors "remémorisés" en fonction des souvenirs les plus récents. De nouvelles informations actualisent les anciennes.

9 •En résumé, l'information est transformée en souvenir pendant l'encodage. Ce souvenir va circuler plusieurs fois dans le circuit de Papez afin de former un réseau de neurones pour stocker l'information, la consolider et la reconstruire

10 Le Neurone: 1. Qu'est ce qu'un neurone ? •Il s’agit de la cellule de base du tissu nerveux capable de recevoir d’analyser et de produire des informations. (la partie principal, ou corps cellulaire, est munie de prolongements : les dendrites et l’axone) 2. Comment circule l'information entre les neurones ? •L'information circule dans le neurone par influx électrique du corps cellulaire vers le bout de l'axone. Au bout de l'axone, dans la synapse, le message électrique est transformé en message chimique composé de molécules appelées neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs circulent vers les récepteurs de l'épine dendritique située de l’autre coté de la synapse. Cette épine va transformer le message chimique en message électrique contenant la même information que l'original. L'information circule alors de la dendrite au corps cellulaire, où elle va pouvoir être complétée, liée à d'autres et activer de nouvelles informations. Ce phénomène est répété pour transporter le message de neurone en neurone et donc former un réseau de neurones. La vitesse de transmission est de l'ordre de 90m/s.

11 Conclusion: •Un stimulus ( événement, sensation, état d'esprit, information, connaissance etc... ) est mis en mémoire pour une seconde, ou pour une minute. Si le stimulus est marquant, il va être encodé puis stocké par le cerveau. Lors du stockage, un réseau de neurones est formé. Lorsqu'un de ces neurones est stimulé par un nouvel événement en rapport avec le souvenir stocké, tout le réseau de neurones est activé: c'est ce qu'on appelle la restitution du souvenir. Cette restitution est plus rapide et facile si : - l'encodage a été de bonne qualité - il y a eu plusieurs processus de consolidation - le souvenir est souvent sollicité.

12 La Maladie d'Alzheimer: •La Maladie d'Alzheimer est une maladie neurodégénérative qui détruit les cellules nerveuses de façon lente et progressive. Cette maladie est la maladie affectant la mémoire la plus connue car la plus répandue et de plus en plus courante. •Historique : c'est en 1907 que le neuropathologiste allemand Aloïs Alzheimer établit le rapport entre un syndrome démentiel survenant chez des patients de moins de 65 ans et des lésions neuronales caractéristiques. Le terme de maladie d'Alzheimer a d'abord été réservé aux déments de moins de 65 ans. Puis on a remarqué que ces lésions cérébrales existaient aussi chez des déments de plus de 65 ans. •Cette maladie est en train de devenir un problème grave de santé publique car elle est responsable d'environ la moitié des syndromes démentiels actuels. On considère, aux Etats Unis, que 40 % des gens de plus de 85 ans présentent l'un des stades de la maladie et qu'elle représente la quatrième cause de mortalité nationale.

13 •Tout le monde a déjà entendu parler de cette maladie, des troubles de la mémoire qu'elle entraîne. Mais connaissons nous comment la maladie d'Alzheimer entraîne ces troubles de la mémoire ? Et quels sont les différentes phases de la Maladie ? •Pour répondre à ces interrogations nous expliquerons les phases de la Maladie au niveau cérébral puis au niveau de la personne elle- même.

14 Processus médical: La Protéine Tau: •La présence de la protéine Tau (Tubule associated unit) dans le neurone est normale. Cette protéine Tau associée à la Tubuline permet la formation des microtubules. Ces microtubules ont plusieurs fonctions : – Ils forment le squelette du neurone, la protéine Tau permet donc la croissance de l'axone et des dendrites. –Ils transportent les protéines du corps cellulaire vers la synapse, la protéine Tau permet donc la survie des extrémités cellulaires.

15 •Normalement, la protéine Tau possède 2 ou 3 groupements phosphate. Chez une personne atteinte par la maladie d’Alzheimer, elle en possède 5 à 9. Les scientifiques ne savent pas encore pourquoi mais peuvent affirner qu'il existe des enzymes régulant la phosphorylation des protéines. Malheureusement, ils ne connaissent pas encore le système de régulation. Il n'y a donc pas de possibilité à l'heure actuelle d'agir sur cette hyper- phosphorylation. •Cette hyper-phosphorylation rend la protéine Tau défectueuse: il n'y a plus de production de micotubules, le réseau qu'ils forment est désorganisé, il n'y a plus de squelette et plus de transport de protéines. Au bout du compte le neurone meurt. •Ce processus étant progressif, le nombre de neurones touchés est en continuelle augmentation.

16 Les plaques séniles: •Le processus des plaques séniles apparaît lorsque de nombreux neurones ont déjà été endommagés par la protéine Tau défectueuse. •L'ADN codant pour la protéine APP, un constituant normal de la membrane neuronale, est modifié : la structure tridimensionnelle de cette protéine est donc anormale.Or une enzyme, la protéase, doit normalement découper un morceau de l'APP. Comme la structure 3D de celle ci est modifiée, la protéase la découpe mal : un fragment étranger est libéré : la béta-amyloïde (ßA). Le cerveau ne peut pas se débarrasser de cette ßA. Les fragments de ßA s'agglutinent donc avec les restes de neurones tués par le processus d'hyper-phosphorylation de la protéine Tau, ces amas forment ce que l'on appelle les plaques séniles.

17 •Ces plaques séniles vont libérer une substance très neurotoxique : les radicaux libres. •Les radicaux libres sont des molécules ayant au moins un électron non couplé. Ces radicaux libres libérés vont entraîner un processus de déshydrogénation de la membrane des neurones. En effet, les radicaux libres arrachent des atomes d'hydrogène pour pouvoir coupler leur électron non couplé. La membrane est donc "trouée" et les plaques séniles vont venir s'installer à l'intérieur même du neurone. Elles vont encore émettre des radicaux libres qui eux vont déshydrogéner l'ADN du neurone.

18 •Le neurone rentre alors en état d'apoptose : il "se suicide". •Des millions de neurones sont ainsi endommagés chaque jour dans le cerveau d'une personne atteinte par la maladie d'Alzheimer.

19 Conclusion: •La détérioration des neurones n'excède pas 20% du nombre total de neurone mais touche toutes les zones du cerveau et en particulier celles du Chemin de la Mémoire. La détérioration de ces zones là explique la caractéristique principale de la Maladie d'Alzheimer : la perte de la mémoire. En effet si un neurone est détruit, c'est le réseau de neurones (et donc le souvenir) qui est détruit : le message ne peut plus passer.

20 Les 3 étapes de la maladie d’Alzheimer: Étape 1 : •Pertes de mémoire qui gênent le suivi d'un travail ou l'accomplissement des taches domestiques. •Oubli des noms des choses simples comme le beurre ou le lait. •Troubles de reconnaissance des chiffres et des nombres. •Perte d'intérêt pour des activités ou des plaisirs habituels. •Perte du sens commun qui amène à faire les courses en robe de chambre. Étape 2: •Incapacité à reconnaître des amis ou des proches. •Errances sans but, perte du sens de l'orientation sur des parcours en principe évidents. •Incapacité à accomplir des actes courants de la vie quotidienne comme s'habiller, se nourrir, se brosser les dents. •Délires, hallucinations,. •Insomnies.

21 Étape 3: •Perte totale de mémoire •Incapacité à reconnaître les membres de sa propre famille. •Perte de la reconnaissance des mots. Mais la musique, le toucher, le contact visuel éveillent des réactions. •Difficultés à manger, à avaler •Incapacité vis-à-vis de tous les actes de la vie quotidienne: se laver, s'habiller, se nourrir, se déplacer... •Alitement permanent

22 Les facteurs de risque: •Les facteurs de risque sont les éléments qui augmentent la probabilité de développer la maladie d'Alzheimer. •Les données de recherche laissent supposer que la maladie se développe en présence d'un certain nombre de facteurs de risque qui opèrent en combinaison, quand ils franchissent un certain seuil. Ce seuil est le moment où leur effet combiné empêche le fonctionnement des mécanismes cérébraux naturels qui conservent normalement les cellules nerveuses en bonne santé et favorise le développement des deux processus que nous venons d'expliquer. •Les facteurs de risque reconnus sont : l'âge, les antécédents familiaux, le manque d’éducation, les blessures à la tête, les accidents cardiovasculaires, le syndrome de Down, la déficience cognitive légère (troubles de la mémoire mais sans aucun autre trouble cérébral) et l'inflammation cérébrale. Le diabète a récemment été ajouté à la liste des facteurs de risque.

23 Les facteurs protecteurs: •Les facteurs protecteurs sont les éléments diminuant la probabilité de développer la maladie. •Ces facteurs sont : - Les exercices de mémoire : c'est la fonction qui fait l'organe. - Une consommation modérée de vin rouge (1 à 2 verres par jour). - Les médicaments anti-inflammatoires. - Les oestrogènes de substitution. - Les vitamines antioxydantes (C et E). - Un contrôle médical de la tension et du taux de cholestérol.

24 Les facteurs contestés ou en cours de recherche: •Les études menés sur les facteurs environnementaux sont souvent contradictoires, c'est pourquoi certains éléments sont considérés comme des facteurs de risques par les uns, comme des facteurs protecteurs par les autres ou comme n’ayant aucune influence : •Le tabac : alors que les scientifiques canadiens ont montré que la consommation de cigarettes est un facteur protecteur, les scientifiques français, eux, ont montré que celle-ci est un facteur de risque. •Une alimentation suffisante et équilibrée : certains scientifiques ont mené des études sur ce point : ils en ont conclu qu'une bonne alimentation protège de la maladie. Certains pensent que ce facteur n'est pas à prendre en compte, car insignifiant. •L'éducation : Certains scientifiques pensent que le fait d'avoir eu une bonne éducation peut jouer un rôle protecteur. En effet, avec une bonne éducation, on acquiert une meilleure faculté à réfléchir, s'exprimer,... c'est à dire faire travailler son cerveau.

25 •Le sexe : Il y a environ deux fois plus de malades femmes que de malades hommes. Mais on ne peut pas prendre cela en compte car il y a environ deux fois plus de femmes de plus de 75 ans que d'hommes. •L'aluminium : Des recherches sont en cours. Celles-ci montrent qu'une exposition durable à l'aluminium augmenterait de 5% la probabilité d'avoir la maladie d'Alzheimer. •La génétique : De nombreuses études sont menées sur les gènes de prédisposition, notamment sur le chromosome 19.

26 Les chiffres: •La maladie d'Alzheimer est une maladie fréquente : on estime à plus de le nombre de personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer et à plus de celui des personnes atteintes de démence. Ce chiffre représente donc environ 1% de la population française. La Maladie d'Alzheimer est donc la forme de démence la plus fréquente, 70% des personnes démentes en sont atteintes. •Environ 3% des ans sont atteints de la maladie d'Alzheimer ou apparentés, alors que 30% des plus de 80 ans en sont atteints. •On estime que 2/3 des malades sont âgés de plus de 79 ans, 1/11 de moins de 65 ans (souvent forme génétique de la maladie), et donc 1/4 ont entre 65 et 79 ans. •L'incidence annuelle, le rapport entre personnes nouvellement touchées par an sur la population totale, est de 12 pour 1000 chez les plus de 65 ans. La courbe d'incidence en fonction de l'âge semble augmenter linéairement de l'âge de 65 ans jusqu'à l'âge de 90 ans. A partir de 90 ans, la courbe est "déréglée", du fait du peu de nombre d'effectifs. Cela prouve donc bien que l'âge est un des facteurs majeurs de la maladie d'Alzheimer.

27 Répartition nationale:

28 Prévisions: •L'incidence est précisément de 11,7 pour 1000 en France chez les plus de 65 ans. Cela fait donc un total de nouveaux cas par an. Mais on estime que la maldie d'Alzheimer multiplie le risque de décès pas 2,2. Le taux de mortalité est donc de 25%. Nous pouvons donc définir une suite (Un) par •U2005 = •Un+1 = (Un ) - (Un / 4) = 3Un/ •Nous arrivons donc à U2020 = •Nous pouvons en conclure que le nombre de malades aura doublé en 2020, ce qui correspond avec les prévisions françaises. •Mais la suite converge vers , il n'est donc pas possible de prévoir pour les années suivantes. Il faut donc changer les paramètres qui permettent de définir la suite. De plus, cette suite est simpliste car elle ne tient compte que de deux paramamètres qui sont constants alors qu'ils sont en continuelles évolutions. Mais elle permet de se faire une idée sur le court terme.


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