Activité 4 : Motricité et dopage, AVC et produit dopant pour la classe de seconde

Auteur J.Cartier relecture S.Beaudin

MISE EN GARDE

cette activité repose sur un scénario pédagogique qui modifie volontairement le sens exact d’une IRM anatomique. Concrètement elle présente comme l’IRM anatomique cérébrale d'une jeune sportif consommateur d'EPO et victime d'un AVC, l’IRM anatomique cérébrale d'un homme adulte qui n'a jamais consommé ce produit, mais qui a lui aussi été victime d'un AVC. Bien que les lésions visibles sur cette IRM soient théoriquement similaires à celles du sportif il importe de garder à l’esprit qu’il y a bien là une « substitution » d’une image par une autre. Ce procédé pédagogique est comparable à l’emploi de produits de substitution dans certains TP. S’agissant d’imagerie cérébrale on veillera à ce que la substitution demeure crédible, par exemple on ne présentera pas l’IRM fonctionnelle localisant les aires visuelles comme étant l’IRM fonctionnelle montrant les aires auditives, ou l'IRM anatomique présentant une tumeur comme étant une IRM anatomique montrant les traces d'un AVC.   

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]

Cette activité  a été conçue par Sandrine Beaudin et Julien Cartier, professeurs de SVT associés à l'équipe Acces de l'IFé.

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 (5^ème)

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