6- Démonstration expérimentale.

Afin de mettre en évidence les effets de l'AAS dans le sang, nous pensions nous baser sur la densité d'un fluide pour étudier sa viscosité. Cependant, la relation n'a pa pu être vérifiée, et le nombre de manipulations possibles a été ainsi limité.

·Hypothèse: L'AAS inhibe une enzyme, en créant un déséquilibre entre thombozane et prostacycline.
·Conséquence vérifiable: Si l'hypothèse est vraie, du sang mélangé à de l'aspirine doit être plus liquide.
·Tester l'hypothèse:

Manipulation 1 :
Matériel nécéssaire:
-Du sang.
-Des comprimés d'aspirine.
-Deux éprouvettes graduées (ou autre tube long).
-Un chronomètre.
-Un mortier.
-Béchers et agitateurs pour préparer le mélange.

Nous avons rempli deux éprouvettes graduées de 35 cm de long (500mL). L'une ne contenait que du sang (de porc) et l'autre du sang mélangé avec de l'aspirine. Ce mélange a été d'abord réalisé dans des béchers, peu à peu, avec 10g d'aspirine préalablement moulut avec un mortier. Il faut bien remuer pour que la poudre se dissoue et ne forme pas de conglomérats.
Puis, nous avons mesuré le temps mis par une bille pour parcourir cette distance à l'aide d'un chronomètre.

À cause de la couleur foncée du sang, la bille n'était pas visible, et il a fallut réaliser l'expérience grâce au bruit du choc de la bille contre le fond de l'éprouvette. Ces données ne sont donc pas très techniques, mais la piste recherché est retrouvée. (Les données sont en secondes).

éssai.......... sang ......... sang + AAS

1ère fois..... 0,96 ......... 0,94

2ème fois... 0,98 ......... 0,89

3ème fois... 0,97 ......... 0,91

Manipulation 2:

Matériel nécéssaire:

-Du sang.

-Des comprimés d'aspirine.

-Des tubes à essai (ou autre verrerie allongée).

-Un mortier.

-Un agitateur.

Lors de cette manipulation, nous voulions étudier la vitesse de sédimentation du sang. Or, nous nous sommes rendu compte que lors d'un étude de la sédimentation, il faut introduire un anticoagulant dans les tubes concernés. L'expérience n'était donc pas utile, puis ce qu'il s'agit justement d'observer les propriétés de l'AAS comme anticoagulant. Nous avons donc laissé de côté les tubes à essai déjà prêts, pendant que nous réalisions la manipulation 1.

Une heure et demie après, lorsque nous commencions à nettoyer le matériel, nous nous sommes aperçu que les tubes qui n'avaient que du sang s'étaient différenciés, tandis que ceux qui avaient été mélangés à de l'aspirine, non (ou peu): une couche légèrement translucide était visible. Il s'agit sans doute de plasma, qui est l'élément majoritaire du sang (50%).

Nous n'avons pas d'explication précise pour ce phénomène. Cependant, nous pensons qu'il s'agit d'une preuve de l'utilité de l'AAS pour les troubles circulatoires. En effet, si le sang seul a tendance à se differencier (s'il n'y a pas un organe, comme le coeur, qui le pompe), mais un sang mélangé non, celà veut bien dire que le médicament a permit au sang une meilleure homogénisation (et surtout, un meilleur maintien de celle-ci) entre les divers composants.

Le tube n'ayant pas subi de différenciation (sang+AAS):

Les tubes ayant subit une différentation (uniquement du sang):

Conclusion:
On a bien constaté de manière générale l'action d'anti-agrégation plaquettaire de l'acide acétylsalicylique dans le sang. Le milieu est ainsi plus liquide, et donc la bille parcoure la distance plus rapidement. De plus, le sang ne s'hétérogénise pas.
Ainsi, à l'échelle de l'organisme, le corps n'aura pas tendance à former de coagules de plaquettes, mais restera bien, au contraire, homogénisé. De cette façon, le sang qui circule à travers nos veines est plus liquide, y passe mieux: les risques de thombose se voient réduits.

5- La cyclo-oxygénase, inhibée par l'AAS

L'acide acétylsalicylique agit comme un donneur de groupe acétyl-CH3-CO. Il est ainsi transformé en acide salicylique, principal métabolite (c'est l'inverse de la réaction recherchée lors de sa synthèse pharmacologique, cf. "introduction à la molécule").

L'acétyl résultant se fixe sur un acide aminé de la cyclo-oxygénase: la sérine. La séquence de l'enzyme étant modifiée, la structure spatiale est bouleversée. De ce fait, le site actif est incapable de fixer le substrat, l'acide arachidonique, et de le catalyser en prostaglandines




Or, il existe deux types de cyclo-oxygénases:

1. D'une part, celles qui sont secrétées pas les thrombocytes, ou plaquettes (COX 1), et contribuent à la formation de thromboxane (agrégant). Ces plaquettes sont des cellules anucléées incapables d'accomplir des synthèses de protéines au cours de leurs durée de vie (limitée à 7 - 10 jours). Il faut donc attendre que la cellule se renouvelle pour avoir de la COX1.
2. D'autre part, la COX2, qui est sécrétée par les cellules de l'endothélium. Ce type de cellule nucléée, est capable, quand à lui, de reformer cette cyclo-oxygénase (qui aboutit à la formation de prostacycline) après avoir été exposé à l'AAS.

On comprend ainsi le déséquilibre tourné vers l'action anti-agrégante: en effet, il y aura plus vite de la COX2, qui donnera des molécules de prostacyclines dont le rôle est d'empêcher la coagulation des plaquettes.

4- Équilibre entre Thromoboxane et Prostacycline.

Un des mécanisme plus important afin de permettre un équilibre constant de la fluidité de sang est la stabilité des thromboxanes face aux prostacyclines.
Ces deux molécules sont fabriquées à partir de l'acide arachidonique, un acide gras essentiel présents dans certaines huiles végétales ou syunthétisé à partir de l'acide linoléique.

Cet acide arachidonique est catalysé par la cyclo-oxygénase (COX) en endopéroxydes de plusieurs sortes: une des familles est celle des prostaglandines.

Ces molécules liposolubles sont, à nouveau, catalysées par d'autres enzymes:

1. D'une part, la prostacycline synthétase les transforme en Prostacycline (PGI2). Cette réaction a lieu dans les cellules de l'endothélium (qui est le tissu qui contient le sang dans les vaisseaux sanguins tout en permettant les échanges nécéssaires), ou l'enzyme se trouve de manière naturelle. La prostacycline synthétisée a tendance a faire un anti-aggrégation plaquettaire ainsi que une vasodilatation.
2. D'autre part, la thromboxane-A synthétase les transforme en Thromboxane (TXA2). Cette enzyme est créée par les thrombocytes, ou plaquettes, et les produit provoque l'aggrégation plaquettaire et la vasocontriction. En effet, c'est cette molécule qui fait que la forme des plaquettes varie et s'agglutient entre elles (cf. "3-introduction à l'hémostase et à la thromogénèse")

La transformation se résume ainsi:

Hypothèse:

Ainsi, si un organisme possède un équilibre entre ces deux facteurs de régulation, l'AAS devrait agir sur une des enzymes, en empêchant la catalyse du substrar et rompre la stablitée.

Sources:

·bulletin informatif destiné aux pharmaciens, édité par Bayer, « Inhibición eficaz de la agregación plaquetaria con ácido acetilsalicílico como protección frente al infarto de miocardio e infarto cerebral ».

·http://www.poluniv-mpl.fr/museum/expositions/aspirine_fichiers/guide.htm , exposition interactive sur l'aspirine.

1 - Présentation

Il est courant d'entendre parler de l'usage de l'aspirine comme moyen de prévention face aux infartus, aux risques cardiovasculaires, contre les douleurs des jambes provoquées par une mauvaise irrigations (varices), etc.. De ce fait, nous avons voulu savoir un peu plus au sujet des effets de l'acide acétylsalicylique (AAS) dans le sang, et surtout par rapport à la vasodilatation.

Ce TPE s'inscrit dans le thème "Rupture et continuité". Comme on le vera, l'absorption d'AAS par l'organisme bouleverse complètement tous les facteurs de coagulation ainsi que les molécules mêmes mises en jeu: il s'agit d'une véritable rupture avec l'équilibre habituel. Puis, progressivement, au fur et a mesure que les cellules se renouvellent et les effets se dissipent, la stabilité est retrouvée.

Le problème principal auquel nous avons du faire face est le fait qu'étant des lycéens, nous n'avions pas les notions techniques pour aborder directement le sujet. De plus, le matériel nécéssaire pour approcher les réponses est trop avancée. Ainsi, nous avons du manipuler en cherchant à démontrer et mettre en évidence ce que nous avions auparavant consulté dans des livres de médecine et pharmacie.

Néanmoins, il a été intéressant de travail ce sujet, qui nous a permit de revoir des notions chimiques (les fonctions des molécules, les alcools, les esthers..) et biologiques (la composition du sang, les enzymes..).

3- Introduction à l'hémostase et à la thrombogénèse.

Une correcte circulation sanguine est essentielle pour une bonne santé, car elle transporte tous les éléments nécessaires à chaque organe du corps, ainsi que leurs déchets. Il est donc important de comprendre le système de régulation de la circulation, pour éviter des coagules de sang qui bloqueraient l’irrigation. Ce phénomène pourrait entraîner la paralyse de certains membres ou même la mort.

-Les globules rouges, aussi appelés érythrocytes ou hématie, dont la fontion principale est de transporter l'oxygène nécéssaire grâce aux hèmes (fer) qui se trouvent au coeur des molécules d'hémoglobine. Ces cellules assurent, de même, l’évacuation du CO2 vers les poumons.

-Les globules blancs, ou leucocytes, forment la défense immunitaire de l’organisme : qu’elle soit spécifique (ex: lymphocytes) ou non (ex: monocytes).

-Le plasma comporte les substances nutritives nécessaires, ainsi que les hormones et quelques protéines de la coagulation.

-Mais l’élément principal régulant les facteurs de coagulation sont les thrombocytes, ou plaquettes. Un excès de fluidité peut entraîner des hémorragies, qu’elles soient internes ou atteignent l’extérieur, et un insuffisance, des thrombose. L’ hémostase est évidemment indispensable pour arrêter le saignement, mais est nuisible si le coagule arrive a bloquer les veines.

En tous cas, la thrombogénèse s’effectue à travers les plaquettes. Elles perdent leur configuration discoïde, forment des pseudopodes (larges prolongations) et s’entrelacent les unes aux autres grâces à ces « bras ». Ainsi, elles bouchent l’hémorragie.

vidéo formation thrombus:

http://www.stago.fr/Commun/img/NotreEnt/Thrombose_normal.mpg

Hypothèse:

Le fait que les plaquettes soient l'élément principal de la formation de caillots nous laisse penser que l'AAS agira sur ces plaquettes, soit en limitant le nombre de thrombocytes créés, soit en évitant l'agglutination...

sources :
·www.stago.fr/fr/asp/QuidHemostase.asp
·bulletin informatif destiné aux pharmaciens, édité par Bayer, « Inhibición eficaz de la agregación plaquetaria con ácido acetilsalicílico como protección frente al infarto de miocardio e infarto cerebral »

2- Introduction à la molécule d'acide actétylsalicylique (C9H8O4).

Dès le 1er siècle, l’écorce de saule était reconnue pour ses effets antipyrétiques et analgésiques. En effet, cette écorce contient de la salicine, qui fut isolée en 1828 à Munich, par Büchner, D’autres plantes, telle que la reine des prés, contient de l’acide salicylique, ou acide 2-hydroxybenzoïque.
En 1874, la préparation industrielle d’acide salicylique démarra, synthétisé à partir de phénol et de dioxyde de carbone.

Modèle moléculaire de l'acide salicylique:

Équation bilan de la réaction:

phénol+dioxyde de carbone-->acide salicylique

Le phénol doit être préalablement transformé en phénate de sodium par action de la soude, c’est une isomérisation.

Cependant, le salicylate de sodium obtenu avait un goût trop amer et des propriétés irritantes pour l’estomac. Ainsi, Félix Hofmann, qui travaillait pour l’entreprise Bayer, eut l’idée de remplacer ce salicylate de sodium par le dérivé acétylé de l’acide salicylique.
L’activité analgésique de l’acide salicylique se trouva considérablement accentuée dans l’acide acétylsalicylique. De ce fait, la société Bayer l’introduit en 1899 sous le nom de marque déposée Aspirine : A, pour acétyle, spir, pour spirée (le nom botanique de la reine des prés étant spiraea ulmaria), et -ine comme désinence (telle que pour morphine, digitaline, cocaïne..).
Donc, l’acide acétylsalicylique résulte de l’acétylation de la fonction phénol de l’acide salicylique :





Équation bilan de la réaction:


acide salicylique+anhydride acétique-->acide acétilsaliycilique + acide éthanoïque




La molécule d’acide acétylsalicylique est alors composé d’un cycle aromatique, d’une fonction acide et d’une fonction esther.
Modèle moleculaire de l'acide acétilsalicylique:



(source : manuel scolaire de chimie de la classe de T S)