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Grand oral du bac : Croissance et vieillissement

Publié le 12/11/2018

Extrait du document

L'HORMONE DE CROISSANCE

 

L'hormone de croissance est une protéine composée d'une chaîne de 191 acides aminés. L'histoire de sa découverte a commencé dès la fin du xixe siècle car on soupçonnait déjà le rôle de l'hypophyse dans les processus de croissance. Dans les années 1920, des chercheurs ont montré que des extraits de cette glande, prélevés chez des rats, stimulaient la croissance de souriceaux.

 

En juillet 1945, les américains Choh Hao Li et H.M. Evans publient leurs travaux sur l'extraction et la purification de l'hormone de croissance bovine. C'était une découverte importante car les médecins espéraient guérir le nanisme en utilisant cette hormone. Malheureusement, celle-ci se révélera incapable de stimuler la croissance chez les jeunes enfants. Il faudra attendre 1957 pour que les médecins disposent d'hormone de croissance humaine extraite de l'hypophyse de personnes décédées et puissent traiter efficacement cette maladie. Après des études minutieuses sur la structure chimique des hormones bovines et humaines, les chercheurs ont mis en évidence quelques différences notables expliquant pourquoi l'hormone bovine n'avait aucune action chez l'homme.

 

Aujourd'hui, le génie génétique est capable d'introduire le gène de l'hormone de croissance humaine dans des bactéries, des plantes et même des mammifères, permettant la production directe d'hormone de croissance.

DE LA NAISSANCE A LA MORT

La mesure de la taille d'un enfant révèle toujours des surprises aux adultes, habitués à garder une taille constante.

La croissance de nos enfants nous rappelle le temps qui passe, usant nos corps aussitôt qu'ils ont fini de grandir. En effet, notre corps change sans cesse au cours de la vie. La cellule unique issue de la fécondation va se multiplier, puis ses cellules filles vont se différencier jusqu'à former un nouvel individu. Ce processus de croissance est loin d'être terminé à la naissance : il se poursuit jusqu'à l'âge adulte. Puis, progressivement, un autre processus se met en route : celui du vieillissement qui voit nos capacités décliner.

LA CROISSANCE

La croissance est un phénomène de longue durée, qui commence avec la fécondation et se poursuit jusqu'à l'âge adulte. Les modifications produites sur l'organisme sont à la fois d'ordre quantitatif et qualitatif. Sur le plan quantitatif, on observe un accroissement de la taille et du poids. Sur le plan qualitatif, on assiste à une différenciation (maturation) des organes et du métabolisme.

Croissance du corps

Chez l'homme, la vitesse de croissance est très importante durant la vie fœtale et diminue progressivement jusqu'à l'âge adulte. On observe toutefois deux grandes périodes d'accélération : de 0 à 5 ans, puis de 11 à 15 ans au moment de la puberté. La croissance est également irrégulière au cours de l'année : 30 % des enfants grandissent plus vite entre la fin de l'hiver et le début du printemps. Cette croissance n'affecte pas les différentes parties du corps et les organes de la même manière. Certains se développent très vite, d'autres plus lentement. Quelques-uns se développent beaucoup et d'autres très peu. De plus, leur période de croissance n'est pas toujours la même.

Ainsi, le corps mesure en moyenne 50 cm à la naissance et 170 cm à l'âge adulte. Il grandit de 120 cm.

À lui seul le fémur gagne 30 cm et triple la longueur (15 cm à la naissance et 45 cm à l'âge adulte).

L'autre os du membre inférieur, le tibia, triple également sa longueur (12 cm à la naissance et 36 cm à l'âge adulte).

Dès l'âge de 5 ans, la jambe atteint la moitié de sa longueur définitive et continue de prendre 3 cm par an jusqu’à la fin de la puberté. Il n'y a pas de pic de croissance pubertaire pour le membre inférieur.

Le membre supérieur grandit selon un rythme comparable.

La maturation des membres peut être qualifiée de centripète car les extrémités (mains et pieds) atteignent leur taille adulte avant les segments intermédiaires (avant-bras et jambe), eux-mêmes y parvenant avant les segments proximaux (bras et cuisse).

Le tronc (35 cm à la naissance, 80 cm à 1 m à l'âge adulte) montre une cinétique de croissance différente. Cette vitesse est importante entre 0 et 5 ans (25 cm), puis plus faible entre 5 et 10 ans, pour s'accélérer à nouveau pendant la puberté. L'augmentation de taille à la puberté est donc essentiellement due à la croissance du tronc.

Le cas du crâne est bien spécifique car sa croissance est très différente de celle du reste du corps. Dès l'âge de 6 ans, il atteint 90 à 95 % de sa taille adulte.

Maturation physiologique

L’organisme ne change pas uniquement dans son apparence.

Il évolue également dans son fonctionnement biochimique (métabolisme).

Le métabolisme anaérobie (s'effectuant en l'absence d'oxygène), par exemple, est beaucoup moins important chez l’enfant que chez l'adulte. Cette « carence » est due à une pauvreté en lactate déshydrogénase, une enzyme intervenant dans la dégradation du glucose en absence d'oxygène. À l'inverse, les cellules sont beaucoup plus riches en mitochondries responsables du métabolisme oxydatif (fonctionnant grâce à certaines réactions dues à l'oxygène).

« LA CROISSANCE AU COURS DES AGES La taille moyenne de l'homme a régulièrement augmenté au cours du passé et continue d'augmenter encore aujourd'hui : 160 cm au Moyen Age, 162 cm en 1850, 170 cm en 1950.

Actuellement, la taille moyenne est de 165 cm pour les femmes et de 175 cm pour les hommes.

On observe toutefois des écarts notables : respectivement 153 cm et 165,5 cm au Japon, 169,6 cm et 182,5 cm aux Pays-Bas.

Le rythme de croissance a également changé.

À présent, la puberté commence vers 13 ans alors qu'en 1850, elle débutait en moyenne à 15 ou 16 ans.

La croissance s'arrête également plus tôt, vers 19 ans.

Jadis, un garçon pouvait grandir jusqu'à 25 ans.

Le poids, en revanche, n'a pas augmenté dans les mêmes proportions.

La silhouette générale est devenue plus longiligne.

La raison est sans doute liée au mode de vie sédentaire de notre époque qui amoindrirait le développement des muscles.

L'homme moderne est donc plus grand mais moins costaud que ses ancêtres.

Les choses sont toutefois en train de changer car, depuis une vingtaine d'années, l'obésité gagne de plus en plus de terrain.

Au lieu de retrouver ses muscles d'antan, l'homme (et la femme) va acquérir une couche adipeuse supplémentaire.

une corrélation entre la taille d'un animal et sa longévité, dont l'homme représente justement une exception marquante, pour des raisons encore discutées mais dont la médecine est évidemment l'une des plus importantes.

THÉORIES Plusieurs théories ont essayé d'expliquer le vieillissement Pour la théorie stochastique, le matériel génétique et les capacités de réparation des cellules sont altérés au cours du vieillissement sous l'effet du métabolisme et de l'environnement (rayons X, substances toxiques).

L'accumulation de radicaux libres, liée au métabolisme oxydatif, serait particulièrement impliquée dans les altérations de la membrane, mais toucherait aussi l'ensemble des structures cellulaires.

Des facteurs de croissance contrôlant la prolifération des cellules pourraient agir également sur les processus du vieillissement Une autre théorie suggère que la durée de vie des cellules est génétiquement programmée.

En faveur de cette théorie, on peut citer l'exemple de plusieurs maladies génétiques entraînant un vieillissement prématuré et aboutissant à donner à un enfant l'aspect d'un vieillard.

Le syndrome de Hutchinson-Gilford et celui de Werner se manifestent par divers symptômes tels que le blanchissement des cheveux, 1--------------l le flétrissement de la peau ou décédées.

À présent, grâce aux progrès de la génétique, elle est produite, comme l'insuline ou divers facteurs de coagulation sanguine, par des bactéries issues du génie génétique.

Cette technique moderne de production limite considérablement les risques de transmission d'une maladie.

À l'inverse, un excès d'hormone de croissance provoque le gigantisme.

Chez l'adulte, il se traduit par une reprise de la croissance des os plats du visage, des pieds et des mains.

Il provoque une acromégalie caractérisée par un développement important des arcades sourcilières, du menton, des pommettes et des doigts.

iii1!J!!iffiUWii l'homme peut vivre jusqu'à 120 ans.

C'est l'un des mammifères qui a la plus longue durée de vie.

Il existe d'ailleurs l'athérosclérose.

Dans le cas du premier syndrome, la mort survient en moyenne vers l'age de 12 ans alors que la longévité est de 40 ans pour le second.

De plus, des manipulations génétiques sur le chromosome 1 de la mouche drosophile ont montré qu'il était possible d'augmenter significativement la durée de vie maximale de cet insecte.

Des données similaires ont été trouvées chez un champignon microscopique du genre Podospora et le ver Caenorhabditis e/egans.

Si l'implication du génome est certaine dans le vieillissement.

il ne fait toutefois aucun doute que cette hérédité est très complexe et ne se résume certainement pas à l'existence d'un ou deux gènes tout puissants.

Il est probable que les deux mécanismes (acquis et génétique) ne s'excluent pas mais possèdent chacun un rôle dans le développement de la sénescence.

VIEILLISSEMENT ET CELLULES La recherche d'une théorie globale du vieillissement passe par une étude du vieillissement cellulaire.

Chez les vertébrés, et en particulier chez les mammifères, coexistent des cellules capables de se diviser tout au long de la vie et d'autres ne possédant pas cette faculté.

Dans le premier cas, les cellules possèderaient une capacité limitée de division.

En culture, cette capacité dépend de l'âge de l'individu (animal ou homme) sur lequel a été prélevée la cellule, mais également de son espèce.

La transplantation du noyau d'une cellule jeune à une cellule vieille redonne à celle-ci ses capacités initiales de division (mitose).

L'information sur la longévité de l'espèce ferait donc partie du patrimoine génétique contenu dans le noyau cellulaire.

Dans le cas de cellules ne se divisant pas, comme les cellules nerveuses, on note lors du vieillissement une accumulation de certaines substances (lipofuscine).

Le vieillissement de la cellule n'est pas uniquement dO à une perte des capacités mitotiques mais se traduit aussi par une augmentation de la viscosité de sa membrane et par une diminution de la densité des récepteurs.

Cela explique, en partie, la baisse de la sensibilité aux stimuli hormonaux et aux neuromédiateurs.

De plus, lors du vieillissement, le pontage entre les protéines de soutien collagéniques confère à la cellule une certaine rigidité.

Le vieillissement de la peau est la marque du temps qui passe 1---------------'...._-----------� inexorablement Si le mode de vie E spér an ce de vie (années) 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 o� �so�u�ris �� ����L-� �L- �� L- --- 1 Longévité maximale de quelques mammifères 1 (stress, insomnie, surmenage, tabagisme, excès de boisson alcoolisée, exposition au froid et à la chaleur sèche ...

) joue un rôle certain, le principal accélérateur du vieillissement cutané est le soleil, en particulier les rayons ultraviolets (UVA surtout).

Ces derniers agissent par effet cumulatif sur le derme et l'épiderme.

• Dans l'épiderme, les cellules se renouvellent moins vite, les glandes sébacées et sudoripares fonctionnent moins bien et la qualité du film lipidique de surface est altérée : l'épiderme s'amincit et s'aplatit à la jonction derme-épidermique, tandis que la couche cornée est plus épaisse et moins stable.

La peau devient alors sèche et rêche.

• Le derme, tissu de soutien et de nutrition de la peau, subit des détériorations : la microcirculation capillaire est moins efficace, le réseau de fibres de collagène s'altère.

Du fait d'un moins bon fonctionnement des fibroblastes, les fibres élastiques s'altèrent.

les déchets toxiques sont mal épurés.

La peau devient plus fine, moins élastique.

Elle se ride et se relâche progressivement Les rides sont la conséquence d'une atrophie localisée linéaire de la peau touchant à la fois le derme et l'hypoderme (en proportion variable selon la localisation).

Les rides d'expression sont la conséquence de la traction répétitive des muscles peauciers du visage soumis à nos mimiques.

Les autres rides sont la conséquence naturelle du relâchement des tissus.

Les fines ridules qui parcheminent la peau sont le résultat d'expositions solaires cumulatives exagérées.

Les altérations spécifiques du vieillissement sont nombreuses : peau parcheminée, tâches brunâtres du visage et du dos des mains, couperose (dilatation permanente des vaisseaux du visage), kératose (excroissance cornée).

LE DÉCLIN DE L'INTELLECT À l'heure actuelle, l'étude du vieillissement cérébral constitue un axe prioritaire de la recherche médicale.

On commence seulement à mieux connaître l'évolution des capacités intellectuelles en cas de vieillissement cérébral normal.

On sait que la mémoire des faits récents, nécessaire pour le stockage de l'information, est altérée précocement La mémoire des faits anciens est, en revanche, relativement bien conservée.

L'altération de la mémoire épisodique, celle qui permet l'enregistrement des données, s'oppose à la relative constance de la mémoire sémantique ou mémoire du langage.

Les facultés de raisonnement ne se dégradent que très tardivement ainsi que le vocabulaire, alors que les capacités d'organisation spatiale ou psychomotrices le font précocement, dès l'âge adulte.

Les possibilités d'apprentissage persistent à tout âge, bien que le gain obtenu pour un même effort soit moins important.

Ainsi, on peut améliorer le fonctionnement de la mémoire grâce à un entraînement adéquat La perte de mémoire, oubli bénin dO à la sénescence, est extrêmement fréquente chez la plupart des personnes âgées et n'évolue en aucune manière vers la démence sénile ou la maladie d'Alzheimer.

L'USURE DU CORPS • L'ostéoporose touche tout particulièrement la femme après la ménopause.

Elle se manifeste par une déminéralisation du squelette favorisant la fracture du col du fémur et le tassement des vertèbres.

Le traitement par œstrogènes et progestérone après la ménopause exerce un effet protecteur en limitant cette dégradation des os.

Par ailleurs, il induit des effets bénéfiques sur la sphère génitale et sur l'humeur des femmes traitées.

• L'incontinence urinaire touche 5% des plus de 65 ans.

Son origine peut être le vieillissement des sphincters, une augmentation de la réactivité de la vessie, un prolapsus ou une tumeur génitale, une infection urinaire ou encore une maladie neurologique.

• L'arthrose est une maladie du vieillissement des cartilages qui touche toutes les articulations (main, poignet, épaule, hanche, cheville ...

).

Si l'on ne connaît pas de traitement spécifique de cette maladie, le remplacement de l'articula tion de la hanche aboutit à de très bons résultats fonctionnels quel que soit l'âge du patient ·La perte de l'audition pour les hautes fréquences est considérée comme une évolution normale avec l'âge, mais une gêne auditive nette est signalée par 40 % des personnes à 75 ans, 60 % à 80 ans.

Dans ce cas, un examen par un oto-rhino-laryngologiste doit être fait et l'appareillage préconisé doit être placé rapidement car, avec l'age, des difficultés d'adaptation deviennent plus importantes.

• Le vieillissement de l'œil est un phénomène débutant dès l'age de vingt ans.

Il se traduit par une augmentation de densité du cristallin (cataracte).

De même, ce dernier perd progressivement sa souplesse ce qui entraîne des difficultés pour la vue rapprochée (presbytie).

La maladie la plus fréquente, la cataracte sénile, atteint 18% des personnes entre 65 et 75 ans, 50 % entre 75 et 85 ans.

La cataracte a bénéficié des progrès de l'ophtalmologie et la pose d'implants est une intervention efficace et bien tolérée.

PRÉDIRE LA TAILLE D'UN ENFANT? Vouloir prédire la taille adulte d'un enfant reflète une angoisse qui habite chacun des parent : mon enfant sera-t-il trop grand ou trop petit? En clair : sera-t-il « normal »? Beaucoup de formules sont utilisées, mais la plus courante est sans doute celle-ci.

On additionne la taille de la mère et du père, on ajoute 13 pour les garçons et retranche 13 pour les filles, puis on divise le résultat par deux.

Cette formule, très empirique, ne donne évidemment qu'une valeur indicative et peu fiable.

Dans le cas où les parents ont exactement la même taille, leur garçon sera forcément plus grand qu'eux et leur fille forcément plus petite.

Si le résultat ne vous satisfait pas, vous pouvez toujours essayer celle-ci : Taille de l'enfant adulte= Taille moyenne de la popu lation /2 +Taille moyenne des parents/2.

Ou alors, testez la méthode de Roche-Wainer-Thissen (où a, b, c, d et e sont variables en fonction de l'âge et donnés par une table) : Taille définitive de l'enfant= (sa taille couchée x a) + (son poids en kilos x b) +(la moyenne des tailles des 2 parents x c) + (indice de maturation osseuse [selon Greulich et Pyle] x d) + e. »

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