Effets d'une carence alimentaire
en Thiamine (Vitamine B1) sur
l'apprentissage d'une discrimination
chez la souris BALBlc
Antoine N. T AKO *
Introduction
chronique, de nombreuses études cliniques sur le syndrome de
Wernicke-Korsakoff (VICTOR et al., 1971 ; BRIERLY, 1977)
L e syndrome amnésique de Korsakoff provoque, chez ontmontrélerôlecentraldelacarenceen thiaminedanslagenè-
l'homme, au plan clinique, de nombreux troubles neurolo-
se de cette maladie.
giques (état confusionnel global, ataxie cérébelleuse,
Dans cette étude, nous avons décidé d'étudier les effets de la
polyneuropathie et troubles de la vue) et psychologiques.
carence nutritionnelle en thiamine sur l'apprentissage d'une dis-
Et, bien que cette pathologie ait fait l'objet de nombreuses études
crimination réalisée dans un labyrinthe en T.
(aussi bien expérimentales que cliniques), la question centrale
de l'étiologie reste encore à élucider.
Cette épreuve est destinée à mesurer, outre la vitesse d'acquisi-
tion, différents paramètres tels que la vitesse d'oubli, et la capaci-
En effet, alors qu'il est généralement reconnu que les patients
té du sujet à apprendre (TAKO, 1995).
atteints de maladie de Korsakoff ont des antécédents d'alcoolisme
Matériel et méthodes
teurs. On note aussi des effets inhibiteurs
même regime que le groupe précédent
sur
la
thiamine
diphosphokinase
et
(PF) mais sans limitation de quantités.
Animaux
l'œ-cétoglutarate ;
Après
l'administration
de
ce
régime
- une ataxie et la production de convul-
(27 jours), les animaux sous-alimentés
Les expériences ont été réalisées sur
sions.
(TD et PF) sont nourris et abreuvés à
37 souris mâles de la lignée BALB/c
volonté comme les animaux témoins nor-
By Jico.
Les
animaux
sont
répartis
en
trois
groupes:
maux pendant une période minimale de 10
Elles sont soumises au régime dépourvu
jours. C'est la période de récupération
de thiamine (vitamine B 1)
dès l'âge de
- le groupe expérimental ou "thiamine
après laquelle les souris sont soumises aux
9 semaines et élevées dans les conditions
déficient"
(TD)
qui
reçoit,
pendant
différentes épreuves comportementales.
générales décrites au chapitre précédent.
27 jours sans interruption, des biscuits du
régime DAR 2.11. RI et de l'eau à volon-
La méthode d'induction de la carence est
té. Les consommations d'eau et de nourri-
Appareil
celle d'un régime alimentaire simplement
ture sont contrôlées quotidiennement;
déficitaire en thiamine. Pour coller à la
L'appareil utilisé est un labyrinthe en T
réalité de la pathologie humaine, nous
- le groupe à "alimentation appariée" ou
construit en Plexiglas de couleur grise
n'avons utilisé aucun antithiaminique (ni
"pair-fed" (PF) reçoit les mêmes quantités
(fig. 1). Le couloir central et les deux bras
pyrithiamine, ni oxythiamine). En effet,
d'eau et de nourriture que les animaux
d'arrivée mesurent 35 cm de long, 10 cm
les modèles de carence en thiamine indui-
expérimentaux. Leur nourriture possède
de large et 25 cm de haut.
te par association avec des antithiami-
les mêmes constituants que le régime 2.11
Le compartiment de départ (la cm x
niques produisent des lésions plus éten-
B.l mais contient de la thiamine en plus
12 cm) est séparé du couloir central par
dues et non spécifiques (HAAS, 1988).
(régime témoin DAR 2.10) ;
une porte à guillotine à déplacement hori-
De plus, on observe d'autres effets qui ne
- le groupe témoin normal (C) reçoit le
zontal.
facilitent pas l'interprétation, à savoir:
* UFR Biosciences, Laboratoire de Physiologie animale et de Psychophysiologie
- un effet des antithiaminiques sur le trans-
Université de Cocody, 22 B.P. 582 Abidjan 22, Côte d'Ivoire
port de la thiamine, des neurotransmet-
Revue CAMES
Vblume N° 00 - 1998
Figure 1. Labyrinthe
l'animal doit apprendre à inverser sa
en T. L'appareil compor-
réponse, la nourriture étant placée cette
te un compartiment de
départ (A) prolongé par
fois du côté opposé (à droite dans notre
une allée central (8) et
exemple). Dès que le critère est atteint
deux bra d'arrivée (C).
(5 réponses correctes), l'animal est à nou-
Ces deux bras sont
munis chacun d'une
veau soumis à un seul essai de rétention
mangeoire à leur extré-
aux mêmes intervalles que précédem-
mité. Trois portes coulis-
santes (0) permettent
ment. On effectue, par la suite, une
d'enfermer J'animal ou
deuxième inversion (côté gauche ren-
de lui interdire l'accès
forcé), puis une troisième inversion (côté
des compartiments
(cf. protocoles ci-des-
droit renforcé) suivies des essais de réten-
sous décrits).
tion (5 mn, 6 h et 24 h plus tard).
Cette épreuve permet:
- de mesurer la vitesse avec laquelle l'ani-
mai acquiert la discrimination spatiale;
- d'évaluer la capacité de l'animal à
inverser son choix qui constitue une diffi-
culté majeure chez l'amnésique. En effet,
si on présente à des sujets une liste de
L'accès de chacune des deux branches
Phase d'habituation
mots associés par paires (exemple A et B,
d'arrivée peut être fermé grâce à une porte
C et D, etc.) lors d'une première phase et
Deux jours avant le début des expé-
identique.
riences, les animaux sont progressive-
qu'on leur présente d'autres associations
L'éclairage de la salle est homogène
ment privés de nourriture pour les main-·
(où A est associé non plus à B mais à C,
(110 lux) pour éviter les réponses de laté-
tenir à 80-85 % de leur poids. Ils sont
etc.). Les sujets normaux arrivent à
ralisation qui pourraient être induites par
ensuite soumis à une séance de 5 mn par
s'adapter et présentent des performances
la présence d'ombre dans un des compar-
jour pendant 2 jours où on leur apprend à
correctes
lors du
rappel
du
second
timents.
aller chercher de la nourriture (pastille
apprentissage alors que les sujets amné-
sucrée) dans l'une ou l'autre des deux
siques présentent une rigidité comporte-
branches. A chaque essai, les deux
Épreuves de discrimination
mentale. Ils persévèrent à répondre B
branches sont renforcées et l'animal peut
quand on leur présente A à cause du pre-
spatiale avec inversion
choisir l'une ou l'autre de ces deux
mier
apprentissage
(JAFFARD
et
branches.
Dans
cette
épreuve,
l'animal
doit
SIGNORET, 1989; EICHENBAUM
apprendre à associer un bras du labyrinthe
Le protocole se déroule de la manière sui-
et al., 1990);
à de la nourriture, l'autre n'étant jamais
, vante: l'animal est enfermé dans le com-
renforcé. L"acquisition ici se fait par
partiment de départ pendant 30s. et, au
- de mesurer la vitesse d'oubli (équivalent
essais et erreurs. L'animal apprend non
terme de ce délai, la porte à guillotine est
de l'épreuve d'alternances différées);
seulement à discriminer deux informa-
ouverte. L'animal peut alors aller dans
- de mesurer la capacité d'apprendre à
tions A et B (les deux branches d'arrivée
l'un des deux compartiments d'arrivée où
apprendre (learning set).
du labyrinthe en T), mais aussi que l'in-
il est enfermé jusqu'à ce qu'il trouve le
formation positive (obtention du renfor-
renforcement. Le nombre moyen d'essais
cement) est chaque jour inversée (A + -B ;
par séance est de 4.
Résultats
puis A-, -B+ etc.). Si par exemple, l'ani-
mai effectue un mauvais choix (lose) , il
Phase expérimentale
Évolution pondérale
change (shift).
Le renforcement est placé à J'extrémité de
Le régime athiaminique de 27 jours induit
Mais si son choix est correct (win) il per-
l'une des deux branches (à gauche par
siste dans sa conduite (stay). L'aptitude à
une chute importante du poids des ani-
exemple). L'animal est soumis à une série
améliorer les performances lors des inver-
maux qui atteint 24,4 % du poids initial
d'essais (à 30s d'intervalle) jusqu'à ce qu'il
sions successives dépend de la flexibilité
(p < 0,001). Cette perte de poids n'est pas
aille chercher 5 fois de suite la pastille
comportementale (JAFFARD, 1993).
uniquement due à la baisse de la ration
qui se trouve toujours au même endroit
Cela nécessite des capacités d'extraction
(à gauche). Une fois ce critère atteint, la
calorique puisque les animaux du groupe
de la règle et de transfert de celle-ci à une
souris est soumise à un seul essai, 5 mn,
contrôle "PF" ou "alimentation appariée"
situation nouvelle (Mémoire abstraite).
6 h et 24 h plus tard. Ce dernier essai est
ne perdent que 14,9 % de leur poids ini-
suivi d'une nouvelle série durant laquelle
tiai au terme de la période carentielle.
Revue CAMES
Volume W 06 - 1998
Épreuves de discrimination
30
*
spatiale avec inversion
*
Le nombre d'essais nécessaires
~
pour atteindre le critère
La comparaison intergroupe (figure 2. 6.)
20
montre que, lors de la première discrimi-
nation,
les
animaux
expérimentaux
81 Thiamine
:
(TD; n::::18) atteignent plus facilement le
o Témoins
critère de 5/5 (17,56 ±1,37) qi., les ani-
maux témoins réunis (PF + N ; n :::: 19 ;
Cl)
....
10
'E
00
25,7 ± 3,1 ; F(l,35):::: 5,56 ; P =0,022).
'c
o
Les 2 groupes présentent, lors des inver-
;:l
C'(j
sions successives, une diminution du
</l
'c;;
nombre d'essais au critère CF(2,68) =
</l
</l
"
18,98; P< 0,001).
(.l.l
0
JI
Cette diminution ne s'accompagne pas de
J2
J3
J4
déficit des animaux expérimentaux par
Séances
rapport aux témoins CF(2,34) :::: 1,30 ;
Figure 2. Histogramme représentant le nombre d'essais nécessaires pour atteindre le critère dans
n. s.).
une épreuve de discriminiation spatiale avec inversion, Les animaux expérimentaux sont plus
rapides au 1er essai (J1 : p = 0,02) ; mais ils évoluent normalement au cours des inversions suc-
cessives (de J2 à J4 : p < 0',0001).
Rétention à délais variables
La comparaison des performances des ani-
maux témoins à alimentation appariée
100
(PF) avec celles des animaux normaux (N)
*
ne
fait
apparaître
aucune
différence
*
*
~
Thiamine
(ANOVA : groupe x intervalle de réten-
*
tion; F(2,34)<I). Les résultats de ces 2
0
Témoins
groupes ont été réunis pour la suite de
*
l'analyse (n = 19).
. , .
Alors que les performances des animaux
TD et témoins ne diffèrent pas pour l'in-
Hasard
tervalle de rétention de 5 mn (80,5 % vs
83 % ; F(l,35) :::: <1), J'augmentation de
l'intervalle de rétention à 24 h entraîne
une baisse progressive et significative des
performances
(F(2,70)
::::
13,96
p < 0,001). Cette baisse progressive des
performances est plus marquée chez les
animaux expérimentaux (80,5 % vs 57 %
vs 52,75 %) que chez les témoins (83 % vs
75 % vs 73,8 % ; facteurs groupe x inter-
valle: F(2,70) :::: 3,51 ; P =0,034).
5 mn
6h
24 h
Intervalle de rétention
Discussion
Figure 3. Histogramme de rétention à délais variable (5 mn, 6h et 24h) dans l'épreuve de discrimi-
La carence en thiamine n'entraîne pas de
nation spatiale chez les animaux carencés en thiamine (TD) et leurs témoins. On constate une bais-
déficits dans l'épreuve de discrimination
se accélérée des performances des animaux TD pour les intervalles de 6h (00 : p =0,011) et de 24h
spatiale bien que les souris traitées aient
(000 : p = 0,002) par rapport à celles des témoins.
été meilleures lors de l'acquisition 1. Cette
différence s'estompe lors des inversions
intactes leurs capacités à apprendre la dis-
me aux observations cliniques et expéri-
successives puisque tous les animaux
crimination, à réaliser une inversion et
mentales des patients atteints du SAK;
améliorent leurs performances au cours
surtout à apprendre à inverser C'learning
(VORHEES et al., 1979; MAIR et al.,
des 3 inversions successives (de j2 à j4).
set"). Cela suppose que leur mémoire pro-
1981 ; IRLE et MARKOWITSCH, 1983a
Les animaux expérimentaux ont préservé
cédurale est préservée (ce qui est confor-
et b) bien que les animaux témoins
Revue CAMES
Volume N° 00 - 1998
semblent avoir oublié la dernière infor-
des noyaux mamillaires a souvent été
la mémoire. In «Gérontologie fondamentale, cli-
nique et sociale», M.F. Maugourd, Ed. p. 74-115.
mation renforcée à 24 h. Ces résultats
rapportée
dans
le
syndrome
de
JAFFARD R, SIGNORET J.L. (1989). Cerveau,
sont comparables à ceux mentionnés
Wernicke-Korsakoff (VICTOR et al.,
mémoire et cerveaux, N. Zavialoff, R. Jaffard et P.
dans
la littérature. En effet, il a été
1971 ; BERACOCHEA, 1984, 1990), la
Brenot, Eds, l' Harmattan, p. 15-48.
démontré que les patients atteints de la
carence alimentaire en thiamine n'a pas
LANGLAIS P.J. (1992). Role of diencephalic
maladie de Korsakoff sont parfaitement
provoqué de pertes cellulaires dans ces
lesions and thiamine deficency n Korsakoffs
capables d'effectuer des épreuves de dis-
structures (TAKO et al, 1991). Ces résul-
amnesia
:
insights
From
animais
models.
In «Neuropsychology of Mernory» L.R. Squire and
crimination (spatiale ou visuelle) d'ob-
tats correspondent à ceux de la littérature
N. Butters, eds, 2nd, Ed., The Guilford Press,
jets. Mais, chez ces sujets, le nombre
(WITT et GOLDMAN-RAKIC, 1983a 0
p.440-450.
d'essais nécessaires pour atteindre le cri-
MAIR RG., ROBINSON J.K., KOGER S.M.
tère est plus élevé que chez les sujets nor-
(1992). Thiamine Deficiency as an animal model.
Références
maux (OSCAR-BERMANN et ZOLA-
In «Neuropsychology of Mernory». L.R. Squire
and N. Butters, Eds 2nd Ed., The Guilford Press,
MORGAN, 1980a et b). Ces résultats
bibliographiques
p.451-462.
montrent que ces patients sont parfaite-
OSCAR-BERMANN
M.,
ZOLA-MORGAN
ment capables d'effectuer correctement
BERACOCHEA D., (1984). Analyse et bases
S.M. (1980a). Comparative neuropsychology and
fonctionnelles des déficits mnésiques induits par
ce type de tâches et surtout d'effectuer
Korsakoff's syndrome: I. spatial and visual rever-
la consommation chronique d'éthanol chez la
des transferts dans une situation d'inver-
sallearning. Neuropsychologia, 18, 449-512.
souris BALB/c. Thèse de doctorat de 3e cycle,
sions successives de l'objet à discriminer.
Bordeaux I.
OSCAR-BERMANN
M.,
ZOLA·MORGAN
S.M.
(1980b).
Comparative
neuropsychology
LANGLAIS (1992) aboutit aux mêmes
BERACOCHEA D., (1990). Étude expérimentale
and Korsakoff's syndrome: II. Two choice visual
concl usions et dit en substance:
"la
de l'amnésie diencéphalique d'origine alcoolique
discrirnintaion learning. Neuropsychologia, 18:
détérioration des performances des rats
chez la souris: arguments pour un déficit des pro-
513-525.
cessus d'évocation spontanée lié à une atteinte des
PTD semble liée à une incapacité à utili-
corsp mamillaires. Thèse d'université, Bordeaux I.
TAKO A., BERACOCHEA D., LES CAUDRON
ser et à retenir des informations spéci-
L., JAFFARD R. (1991). Differentiai effects of
BRIERLY, J.B., (1977).
Neuropathology of
fiques intra et inter essais et suggère
chronic ethanol consumption or thiamine deficien-
amnesie states. In «Arnnesia», CWM. Whitty
cyon spatial working memory in Balb/c mice : a
l'existence d'un déficit de mémoire de
and G.L. Zangwill, Eds, London Butterworths,
behavioral and neuroanatomical study. Neurosci.
travail. D'autre part, la mémoire de réfé-
p. 199-223
Lett., 123, p. 37-40.
rence
semble
relativement
intacte
EICHENBAUM H., STEWARD c., MORRIS
TAKO A. (1995). Modèles expérimentaux des
R.G. (1990). Hippocarnpal representation in spatial
puisque, avec un entraînement répété, les
amnésies diencéphaliques d'origine alcooliques et
learning. J. Neurosc., 10,331-339.
rats PTD peuvent atteindre, dans des
carentielles. Importance des corps mamillaires.
HAAS RH. (1988). Thiamine and the brain. Ann.
Thèse de doctorat d'Etat, université de Cocody.
tâches multiples, un niveau comparable à
Rev. Nutr., 8,483-515.
VICTOR M., ADAMS RD., COLLINS G.H.
celui des animaux à alimentation appa-
IRLE
E., MARKOWITSCH
H.J.
(l983a).
(1971). The wernicke-Korsakoff syndrome. F.A.
riée". La différence avec nos résultats
Widespread neuroanatomical damage and learning
Davis Cie, Philadelphia.
réside dans la méthode d'induction de la
deficits following chronic alcohol consumption or
VORHEES C.V. (1979). Avoidance deficits in rats
carence et dans l'inexistence de déficits
vitamin-B 1 (thiamine) deficiency in cats. Behav.
after recovery From mi Id to moderate thiamine defi-
Brain Re., 9, 277-294.
sévères dans les épreuves de reconnais-
ciency. Behav. Neural Bloi., 25,398-405.
IRLE E., MARKOWITCSCH H.J. (1983b).
sance différée d'emplacement (Delayed-
WITT E.D., GOLDMAN-RAKIC P.S. (1983).
Differential effects of double and triple lesions of
Intermittent thiamine deficiency in the Rhesus
Non-Matching-To-Sample Task) tels que
thee cat's limbic system on subsequent lcarning
Monkey 1. ; Progression of neurological signs
décrits par l'auteur.
behavior. Behav. Neurosc., 1983, 97, 908-920.
and neuro-anatornical lesions. Ann. Neurol.,
13,
Par ailleurs, si la constance des lésions
JAFFARD R (1993). Neurobiologie intégrative de
376-395.
Effets d'une carence alimentaire en Thiamine (Vitamine B1) sur l'apprentissage
d'une discrimination chez la souris BALBlc
L'étude avait pour but, dans une
Les résultats montrent que:
carencés en thiamine conservent intactes
problématique
plus
globale de
- les animaux carencés
en Thiamine
leurs capacités à extraire une règle dans
recherche des étiologies du syndrome
apprennent et retiennent normalement la
une situation donnée et à transférer celle-
amnésique de Korsakoff, d'examiner les
règle d'inversion qui consiste à changer
ci à une situation nouvelle d'une part; et
effets d'une carence en thiamine sur les
de côté lorsque, dans le labyrinthe en T,
performances de souris Balb/c dans une
d'autre part qu'il existerait un léger déficit
la nourriture a été supprimée dans le côté
épreuve de discrimination spatiale avec
observé en mémoire épisodique.
habituellement renforcée;
inversions successives effectuées dans
Mots-clés: carence en thiamine (avitami-
un labyrinthe en T. L'épreuve permet
- il existe un déficit de mémoire épiso-
aussi de mettre en évidence d'éventuels
dique lorsque les intervalles de rétention
nose B1), discrimination spatiale, inver-
déficits de mémoire épisodique.
sont de 6 heures, et plus.
sion
spatiale,
souris,
syndrome
de
Ces résultats suggèrent que les animaux
Korsakoff.
Revue CAMES
Volume N° 00 - 1998