Les organes effecteurs

Nommer les deux types d'organes effecteurs qui exécutent les réponses de l'organisme et donner un exemple concret d'action de chacun face à une même situation de danger.

Indiquer si ces structures sont des muscles, des os ou des glandes endocrines, et quelle fonction effectrice chacune réalise : biceps, fémur, thyroïde, diaphragme, surrénales.

Expliquer ce que sont les hormones, quels organes les produisent et comment elles parviennent jusqu'aux cellules sur lesquelles elles agissent.

Expliquer ce qu'est une glande endocrine et nommer deux exemples, en indiquant l'hormone produite par chacune et son effet principal.

Comparer la réponse musculaire et la réponse hormonale de l'organisme : laquelle est la plus rapide, laquelle dure le plus longtemps, comment le message arrive dans chaque cas, et donner un exemple de la vie quotidienne de chaque type.

Indiquer si ces affirmations sont vraies ou fausses et justifier la réponse : a) les muscles squelettiques déplacent les os en les poussant ; b) le squelette protège aussi des organes fragiles ; c) les hormones parviennent aux organes sur lesquels elles agissent par l'intermédiaire du sang.

Expliquer la différence entre les muscles volontaires et les muscles involontaires, et donner un exemple de chaque type.

Quand il fait très froid, nous frissonnons sans l'avoir décidé. Expliquer de quel type de réponse il s'agit, quels organes effecteurs agissent et pourquoi ces contractions aident à maintenir la température du corps.

Un enfant grandit de plusieurs centimètres en quelques mois sans s'en rendre compte, alors que se lever de la chaise se fait instantanément. Comparer l'action de l'hormone de croissance à celle d'un muscle squelettique en tenant compte de la rapidité, la durée et la manière dont le message arrive.

Expliquer ce qu'est une articulation et citer deux exemples d'articulations du corps humain, en indiquant quels mouvements chacune permet.

Nommer les trois parties de l'appareil locomoteur et indiquer la fonction générale de chacune dans le mouvement.

Décrire comment les os, les articulations et les muscles collaborent lorsque vous fléchissez le bras pour soulever une bouteille d'eau, en indiquant ce que chaque élément apporte au mouvement.

Les schémas A et B représentent le même bras avec les deux muscles qui font bouger l'avant-bras, repérés par ? : dans chaque cas, l'un apparaît épaissi (contracté) et l'autre étiré (relâché). Indiquer quel muscle (biceps ou triceps) est contracté sur chaque schéma et, sachant que les muscles squelettiques ne peuvent que tirer, et non pousser, expliquer pourquoi il faut l'action coordonnée des deux pour plier et étendre l'avant-bras, et comment s'appelle ce type de couples musculaires.

Pendant un effort intense, le cœur bat plus vite et la respiration s'accélère. Expliquer pourquoi le travail des muscles exige la collaboration des appareils circulatoire et respiratoire.

Lors d'une expérience, on administre à un animal de laboratoire un médicament qui bloque de façon spécifique les récepteurs de l'adrénaline des cellules du foie et des bronches, mais ne modifie ni son cœur ni son système nerveux. Face à la présence soudaine d'un prédateur :

1. a) Prévoir quelles difficultés auront ses muscles squelettiques pour soutenir une course intense et prolongée, en justifiant la réponse à partir de la respiration cellulaire et des substances qu'elle requiert.
2. b) Un chercheur affirme : « Comme les nerfs moteurs continuent d'ordonner aux muscles de se contracter, l'animal courra exactement aussi vite et pendant le même temps. » Réfuter cette affirmation en expliquant pourquoi la réponse d'alarme face à un danger nécessite l'action coordonnée du système hormonal et pas seulement du système nerveux.

Lors d'une entorse de la cheville, l'articulation gonfle et fait mal. Expliquer quelles structures de l'articulation peuvent être endommagées quand le pied se tord et pourquoi l'inflammation apparaît dans cette zone.

Les os des enfants plient davantage avant de se casser que ceux des personnes âgées. Relier cette différence à la composition de l'os à chaque âge et expliquer quelles habitudes de jeunesse aident à avoir des os solides durant la vieillesse.

Le tissu osseux n'est pas inerte : il est continuellement détruit et reformé. La masse osseuse atteint sa valeur maximale (« pic de masse osseuse ») vers 25 ans et, à partir de 45 ans, diminue naturellement à un rythme d'environ 1,0 % par an. Si la masse osseuse descend en dessous de 60 unités, le risque de fracture lors de traumatismes légers explose.

• Personne A (a fait du sport régulièrement et a eu une alimentation riche en calcium dans sa jeunesse) : atteint un pic de 100 unités à 25 ans.

• Personne B (sédentaire et avec une carence en calcium dans sa jeunesse) : n'atteint qu'un pic de 75 unités à 25 ans.

1. a) En supposant que toutes deux perdent 1,0 % de leur masse maximale chaque année à partir de 45 ans, calculer la masse osseuse de chacune à 65 ans (après 20 ans de perte). Justifier, à partir des résultats, pourquoi on affirme que les habitudes de jeunesse sont un « investissement » pour la vieillesse.
2. b) Si les deux personnes se fracturent un os à 65 ans, pourquoi mettront-elles beaucoup plus de temps à consolider l'os qu'un enfant de 10 ans ? Justifier la réponse en comparant l'activité des cellules osseuses et la vascularisation aux deux étapes de la vie.

Dans un laboratoire médical, on analyse la glycémie (concentration de glucose dans le sang) de deux patients à jeun puis deux heures après avoir pris un petit-déjeuner identique, riche en glucides :

• Patient A : 0,9 g/L à jeun → 1,1 g/L deux heures après.

• Patient B : 1,4 g/L à jeun → 2,4 g/L deux heures après.

1. a) Interpréter ces résultats et identifier, en justifiant la déduction, lequel des deux patients présente un dysfonctionnement du pancréas en tant qu'effecteur endocrinien.
2. b) Un camarade de classe soutient : « Le patient qui a les valeurs les plus élevées a plus de glucose dans le sang, donc ses cellules musculaires auront beaucoup plus d'énergie disponible pour faire de l'exercice. » Réfuter son affirmation de façon argumentée en expliquant ce que fait exactement l'insuline dans les cellules cibles et quelle conséquence cellulaire réelle il subit si cette hormone n'est pas administrée.

Un sportif subit une rupture complète du tendon d'Achille, la structure qui relie le muscle jumeau du mollet au calcanéus (os du talon). Lorsqu'il essaie de se mettre sur la pointe des pieds :

1. a) Le muscle jumeau reçoit l'ordre moteur, se raccourcit et gonfle de façon évidente, mais le talon ne se soulève pas du tout du sol. Justifier ce fait biomécanique en expliquant quel maillon de la transmission a cédé et ce qu'il advient de la force générée par la contraction musculaire.
2. b) Un ami du sportif propose : « Pour qu'il puisse marcher pendant sa guérison, bloquons sa cheville avec une botte en plâtre rigide ; ainsi le jumeau pourra s'appuyer sur le plâtre et soulever le talon. » Réfuter cette proposition d'un point de vue biomécanique en expliquant le rôle indispensable que jouent à la fois le tendon et l'articulation mobile dans le système de leviers de l'appareil locomoteur.