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Activité 2nde : AVC et produit dopant

Cette activité s’inspire d’un cas réel d’accident vasculaire cérébral (AVC) consécutif au dopage par EPO d’un cycliste. Elle propose d’utiliser, à l’aide du logiciel EDUANATOMIST, une IRM anatomique cérébrale et une ARM disponibles dans la banque d’images NEUROPEDA, en les présentant comme des données médicales d’un sportif imaginaire. Cette activité permet de réfuter une représentation initiale fréquente chez les élèves de seconde, la réduction du dopage à des moyens augmentant le volume et/ou la force musculaire, tout en vérifiant la maîtrise de la notion de VO2max étudiée préalablement. Surtout, elle offre l’opportunité d'utiliser le logiciel EDUANATOMIST en classe de seconde au-travers d'une tâche complexe originale.

Résumé

La consommation de certains produits dopants peut entraîner des thromboses aussi bien au niveau cardiaque [1] que cérébral [2] [3]. L’érythropoïétine (EPO), notamment, est connue pour provoquer de tels accidents vasculaires [4] [5] [6].

Cette activité s’inspire d’un cas réel d’accident vasculaire cérébral (AVC) consécutif au dopage par EPO d’un cycliste [6]. Elle propose d’utiliser, à l’aide du logiciel EDUANATOMIST, une IRM anatomique cérébrale et une ARM disponibles dans la banque d’images NEUROPEDA, en les présentant comme des données médicales d’un sportif imaginaire. En réalité, l’IRM et l’ARM employées ici ne sont pas ceux d’un sportif victime de l’occlusion d’une artère carotide, mais ces images ressemblent suffisamment au cas médical proposé dans la séquence pédagogique pour supporter un travail de niveau seconde.

L’élève est invité à exploiter un ensemble de documents afin d’identifier la cause du malaise dont a été victime l’athlète :

1.L’hémiplégie résulte d’une lésion cérébrale visible sur l’IRM

2.La lésion cérébrale a été causée par une thrombose visible sur l’ARM

3.La thrombose s’explique par un hématocrite anormalement fort [7]

4.L’hématocrite anormalement fort a pour origine la consommation d’EPO [8]

5.La consommation d’EPO, sans raison médicale, constitue une forme de dopage visant à augmenter le VO2max [8]

 

Objectifs notionnels et méthodologiques

D’une durée de 1h30, cette activité illustre une partie du thème 3 (corps humain et santé) du programme de seconde [9] : « des pratiques inadaptées ou dangereuses (dopage) provoquent des accidents ».

Elle permet de réfuter une représentation initiale fréquente chez les élèves de seconde, la réduction du dopage à des moyens augmentant le volume et/ou la force musculaire, tout en vérifiant la maîtrise de la notion de VO2max étudiée préalablement.

Si la consommation de produits dopants contrevient à la législation et à l’éthique sportive, elle représente aussi un risque de blessure, notamment en rendant possible des exercices physiques trop intenses susceptibles d’endommager le système musculo-articulaire. L’exemple abordé ici montre qu’indépendamment de l’effort lui-même les effets physiologiques d’une substance dopante peuvent attenter gravement à la santé du sportif. L’élève comprend ainsi « la différence entre l’usage thérapeutique d’une molécule et l’usage détourné qui peut en être fait » afin qu’il puisse ultérieurement « exercer sa responsabilité en matière de santé » [9].

Cette activité de type tâche complexe laisse à l’élève une large autonomie en l’invitant à adopter le point de vue d’un médecin cherchant à établir un diagnostic en pratiquant une démarche scientifique rigoureuse. La diversité des documents proposés (IRM, ARM, graphique, textes) et le recours au logiciel EDUANATOMIST constituent un exercice motivant qui place l’élève en situation de mobiliser des connaissances et des compétences pour répondre au problème posé.  

Enfin, cette séance offre l’occasion de discuter de certains aspects des professions médicales et/ou paramédicales dans le cadre du travail d’orientation des élèves, elle s'inscrit dans trois des quatre parcours éducatifs (Avenir, de Santé et Citoyen).

 

Place de l’activité dans la progression pédagogique et pré-requis

Cette séance a été testée sur des élèves qui avaient préalablement étudiés les notions suivantes du programme de seconde :

- lors d’un effort, les muscles en activités consomment du dioxygène. Plus l’effort est intense, plus la consommation de dioxygène (VO2) augmente, mais il existe une limite à la consommation de dioxygène : VO2max.

- le dioxygène est transporté par les globules rouges entre les poumons où il est absorbé et les muscles où il est consommé. Au repos comme à l’effort, chaque globule rouge qui quitte les poumons se trouve saturé en dioxygène, ce qui signifie qu’il ne peut pas en transporter davantage.

- lors d’un effort c’est donc l’augmentation du débit cardiaque qui permet l’augmentation du VO2 (en dehors d’une situation d’essoufflement le débit ventilatoire ne constitue pas un facteur limitant) : plus le sang circule vite, plus les muscles en activité reçoivent, chaque minute, une grande quantité de sang.

La résolution du problème fait également appel à des acquis du collège :

- le système circulatoire peut s’obstruer et provoquer en aval un arrêt de la circulation sanguine (5ème)

- les messages nerveux moteurs sont élaborés et transmis par le cerveau (4ème)

Images de la banque NEUROPEDA

Cette activité repose sur l’utilisation de trois images disponibles dans la banque d’images NEUROPEDA :

Image Nom de l'image dans NEUROPEDA Réglage du curseur SUP (contraste)
IRM cérébrale du patient IRMsujet12211anatpathologieAVC 30 (valeur par défaut)
IRM cérébrale témoin (sain) IRMsujet131321anat 30 (valeur par défaut)
ARM du patient IRMsujet12211anatpathologieAVC_ARM 100


Afin que l’utilisation des outils EDUANATOMIST et NEUROPEDA ne constituent pas des obstacles didactiques, il est vivement conseillé de renommer simplement ces images en prenant garde à ne pas utiliser d’accent :

Nom de l'image dans NEUROPEDA Nom simplifié
IRMsujet12211anatpathologieAVC IRM patient
IRMsujet131321anat IRM individu sain
IRMsujet12211anatpathologieAVC_ARM

ARM patient

 

Compléments

L’activité proposée a été conçue pour que le travail des élèves n’excède pas 1h30 (compte-rendu compris). Toutefois, il serait possible de prolonger cette démarche à l’aide de certains documents :

   - une IRM fonctionnelle montrant l’aire cérébrale active lors d’un mouvement de la main gauche

 

   - un graphique présentant l'effet d'injections d'EPO sur la masse de globules rouges

 

   - un graphique présentant l'effet d'injections d'EPO sur le VO2max

 

   - le principe des tests de détection de l'EPO naturelle et de l'EPO de synthèse dans les urines

     

 

 

- une définition du dopage, d'après la loi du 23 mars 1999, codifiée dans le livre VI du code de la santé publique (article L.3631-1) :


« Le dopage est défini par la loi comme l’utilisation de substances ou de procédés de nature à modifier artificiellement les capacités d’un sportif. Font également partie du dopage les utilisations de produits ou de procédés destinés à masquer l’emploi de produits dopants. ».

 

 

 

Bibliographie

[1] Androgenic Anabolic Steroid, Cocaine and Amphetamine Abuse and Adverse Cardiovascular Effects, E. Martinez-Quintana et al., International Journal of Endocrinology and Metabolism, 2013

[2] Venous sinus thrombosis associated with androgens in a healthy young man, A.S. Jaillard et al., Stroke, 1994

[3] A Case Report of Etiology of Cerebral Venous Sinus Thrombosis Developed After Spinal Anesthesia in Asteroid, Doping Using Young Athlete, A. Bican Demir et al., J Neurol Res, 2014

[4] Blood Doping : Risks to Athletes’ Health and Strategies for Detection, C.D. Rodrigues de Oliveira et al., Substance Use Misuse, 2014

[5] Acute coronary syndrome with intraventricular thrombus after using erythropoietin, A. Kurtul et al., The Anatolian Journal of Cardiology, 2013

[6] Cyclist’s doping associated with cerebral sinus thrombosis, J. M. Martinez Lage et al., Neurology, 2002

[7] Erythropoietin and blood doping, N. Robinson et al., British Journal of Sports Medicine, 2006

[8] The evolving science of detection of « blood doping », C. Lundby et al., British Journal of Pharmacology, 2011

[9] Bulletin officiel spécial n°4 du 29 avril 2010

 

Le site internet d’ACCES présente un descriptif complet de l’IRM et de l’ARM attribués ici à un sportif dopé :

http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/test-architecture-neuropeda/fiches-pedagogiques/1-irm/1-2-anatomie-generalites/1-2-2-pathologies-lesions/1-2-2-1-accidents-vasculaires-cerebraux/sujets-12211-a-12213-accidents-vasculaires-cerebraux

 

L’enseignant souhaitant s’informer sur le dopage et ses problématiques sociétales consultera sur internet :

-  Les deux articles suivants :

Mythes et réalités du dopage, J. Gauthier, JLE, 2006

Erythropoïétine : Quand la prescrire ? Pourquoi et comment la doser ? E. Klein et al., JLE, 2009

-        Les brochures de l’INPES :

http://inpes.santepubliquefrance.fr/CFESBases/catalogue/detaildoc.asp?numfiche=1131

http://inpes.santepubliquefrance.fr/CFESBases/catalogue/pdf/1130.pdf

 

Signalons aussi l'excellent dossier pédagogique consacré à l'EPO sur le site de l'académie de Toulouse :

http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gutjahr/molec3D/molec/dossiers/dop-epo_p1.htm

 

Enfin, les diaporamas suivants permettent de sensibiliser au risque d'AVC et de présenter le cursus de quelques professions de la santé :

DIAPORAMA

 

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