La régulation de la fonction de reproduction

Croissance et
développement
Auteur : Frédéric Puech
Formateur SVT
ESPE de Bretagne
Objectifs
Ce cours en ligne vous apportera une information de base, richement
illustrée, concernant la thématique « Croissance et développement ».
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Ce cours est divisé en 4 chapitres :
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Chapitre
Chapitre
Chapitre
Chapitre
asexuée
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4
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La procréation dans le monde animal
La régulation de la fonction de reproduction chez l'homme
La reproduction sexuée chez les plantes à fleur
Une stratégie particulière de colonisation du milieu : la reproduction
Un ensemble d’exercices accompagne chaque chapitre.
Chapitre 2 – La régulation de la
fonction de reproduction chez
l'Homme
1 – La régulation de la fonction de reproduction chez la femme
La transmission de la vie, chez les Mammifères placentaires tels que l'Homme,
nécessite la production de gamètes, mais aussi la préparation de l’utérus à la nidation
de l’embryon.
Dans l’espèce humaine, l’appareil sexuel féminin est
fonctionnel de la puberté à la ménopause. Les
ovaires produisent, tous les 28 jours, un ovocyte
(le terme d'ovule est accepté) ou gamète femelle.
Cette activité cyclique de l’appareil génital se
traduit également par les menstruations ou
règles, marquant le début du cycle suivant
Ces manifestations cycliques concernent donc les
ovaires et l'utérus.
1.1– Présentation des deux cycles
Le cycle de l'ovaire
Dans
les
ovaires,
les
ovocytes sont entourés de
plusieurs cellules folliculaires
dont l’ensemble constitue un
follicule.
Cellules
Cellules
folliculaires
(granulosa)
folliculaires
Le cycle ovarien est divisé en deux parties : la partie
pré-ovulatoire (avant l’ovulation marquée par
l'expulsion d’un ovocyte) et la partie post-ovulatoire
Au cours de la 1ère partie du cycle (du 1er au 14 ème jour)
= phase folliculaire, un follicule d’un des deux ovaires
évolue : il grossit, se creuse d’une cavité (follicule
cavitaire) et devient un follicule mûr ou follicule préovulatoire
Follicule
cavitaire
ème
Au 14
jour, le follicule se rompt et l’ovocyte est
expulsé dans le pavillon de la trompe de Fallope =
ovulation
Durant la 2ème partie du cycle (du 14ème au 28ème jour) =
phase lutéale : le follicule rompu se transforme en
corps jaune par hypertrophie cellulaire (augmentation
de taille) et accumulation d'un pigment jaune (la
lutéine) (d'où le nom donné à cette phase).
Ce corps jaune régresse en fin de cycle en absence
de fécondation.
1
2
3
4

:
:
:
:
Follicule cavitaire
follicule mûr
corps jaune
corps jaune en régression
Le cycle de l'utérus
L’utérus est un muscle tapissé
intérieurement par la muqueuse
utérine ou endomètre.
A chaque cycle, l’endomètre se
développe, s’épaissit de plusieurs
millimètres et se creuse de glandes
utérines. Les vaisseaux sanguins se
développent abondamment
ème
Dans la 2
partie du cycle, les
glandes
utérines se
ramifient,
formant la « dentelle utérine »
L’utérus devient apte à recevoir le
ème
futur embryon vers le 21
jour.
En
l’absence
de
fécondation,
l’endomètre
se
détruit :
c’est
l’hémorragie menstruelle ou règles.
Les menstruations débutent le cycle
suivant.
Nombre de cellules
de la granulosa :
50 millions
Remarque :
Le col de l’utérus fonctionne lui aussi de manière cyclique : il sécrète une glaire
cervicale constituée par un réseau de filaments aux mailles serrées. Celles-ci se
distendent vers le 14ème jour du cycle (ce qui favorisera la migration des
spermatozoïdes) puis se resserrent rapidement.
1.2– Origine du synchronisme

Des expériences pour comprendre ...
Exploitation des résultats :
 L'ablation des 2 ovaires (ovariectomie) provoque l'arrêt du cycle utérin donc les
ovaires contrôlent le fonctionnement cyclique de l'utérus.
 La transplantation d'un ovaire rétablit le fonctionnement cyclique de l'utérus ainsi
que du greffon utérin. Sachant que seule la communication vasculaire (sanguine)
est rétablie entre la greffe et le sujet greffé, la régulation ovarienne de l'utérus se
fait par le sang.
 L'injection d'extrait ovarien chez un sujet ovariectomisé rétablit la fonction utérine
donc le contrôle de l'utérus par les ovaires se fait grâce à la libération dans le sang
d'un médiateur chimique produit par les ovaires = hormones ovariennes
Le cycle utérin est contrôlé par deux
hormones ovariennes
Ces deux hormones sont les œstrogènes
et la progestérone.
Durant
la
phase
folliculaire,
les
œstrogènes sont produits et libérés par les
cellules folliculaires. Ils agissent sur l’utérus
en stimulant la prolifération de l’endomètre.
Durant la phase lutéale, le corps jaune
produit les deux hormones (œstrogènes et
progestérone) en quantité importante.
Cette association est à l’origine de la
formation de la dentelle utérine et de
l'inhibition des contractions du muscle
utérin.
En fin de cycle, en absence de
fécondation, la régression du corps jaune
est responsable de la chute de la production
des hormones ovariennes. La chute brutale
de ce taux déclenche les règles.
S'il y a fécondation, le corps jaune se maintient (corps jaune gestationnel) : le taux
d'hormones ovariennes reste élevé ce qui bloque les règles et permet l'implantation de
l'embryon (nidation) et la gestation
Les ovaires contrôlent le fonctionnement cyclique de l'utérus par la production
d'hormones ovariennes.
Existe-t-il un contrôle supérieur du fonctionnement cyclique des ovaires ?
1.3– Le contrôle hypothalamo-hypophysaire
L’hypophyse, petite glande endocrine située à la base du cerveau, produit deux hormones (=
gonadostimulines) : LH (hormone lutéinisante) et FSH (hormone folliculo-stimulante)
 FSH : stimule la maturation des follicules et la production d’œstrogènes
 LH : participe à la stimulation folliculaire mais déclenche surtout l’ovulation (pic de
production de LH en fin de phase folliculaire) et provoque la formation du corps jaune
et donc la sécrétion de progestérone.
Les sécrétions hypophysaires sont elles mêmes sous le contrôle de l’hypothalamus (région
de l’encéphale reliée à l’hypophyse par la tige hypophysaire très vascularisée) qui produit une
neurohormone (hormone produite par une cellule nerveuse et libérée dans la circulation
sanguine) : GnRH ou gonadolibérine
Ces sécrétions de GnRH sont également sous le contrôle de messages nerveux provenant
d’autres régions du cerveau. Ainsi des évènements traumatisants (stress) peuvent perturber
les sécrétions hormonales de l'hypothalamus et provoquer ainsi des troubles dans le
fonctionnement cyclique des ovaires et donc de l'utérus (retard ou arrêt des règles)
2 – La régulation de la fonction de reproduction chez l'homme
La production de spermatozoïdes (gamètes mâles) débute à la puberté et se poursuit
durant toute la vie. Il y a donc équilibre entre la production et la destruction des gamètes
mâles.
D'où proviennent les spermatozoïdes ?
Comment fonctionne l'appareil génital masculin à partir de la puberté ?
2.1– La double fonction des testicules
Chaque testicule contient de nombreux tubes séminifères
pelotonnés. La production de spermatozoïdes (ou
spermatogénèse) se déroule dans la paroi de ces tubes
séminifères à partir de cellules souches situées en
périphérie. Les spermatozoïdes produits sont libérés en
continu dans la lumière du tube
Cellule souche
Organisation de l'appareil uro-génital de l'homme
L'appareil reproducteur masculin, ou appareil génital, comporte plusieurs organes qui
assurent la fonction reproductrice de l'homme.
Chaque testicule logé dans le scrotum ou bourses est coiffé de l'épididyme qui se jette
dans le canal déférent.
Les canaux déférents se rejoignent au niveau de la vessie et communiquent avec l'urètre
qui relie la vessie à l'orifice uro-génital.
Des glandes annexes, vésicules séminales et prostate, participent à la production de
sperme.
Stockés dans l'épididyme où ils acquièrent leur maturité (notamment capacité à devenir
mobiles) , les spermatozoïdes sont ensuite conduits par les canaux déférents où ils se
mélangent à des liquides sécrétés par les vésicules séminales et par la prostate.
L'ensemble (spermatozoïdes + liquide séminal) forme le sperme.
Lors d'une stimulation, le sperme est alors chassé dans l'urètre jusqu'à l'orifice du pénis :
c'est l'éjaculation.
épididyme
Les testicules produisent une hormone : la testostérone.
L’augmentation de la production de cette hormone à la puberté est responsable du
développement des testicules qui deviennent fonctionnels et de l’apparition des caractères
sexuels secondaires (mue de la voie – pilosité – développement de la musculature …)
Cette hormone est produite par les cellules situées entre les tubes séminifères = cellules
interstitielles de Leydig
Chez l’adulte la production de testostérone est globalement constante, ce qui assure le
maintien des caractères sexuels secondaires et stimule la spermatogénèse.
2.2– Le contrôle hypothalamo-hypophysaire
Comme chez la femme, l’activité du testicule est sous le contrôle du complexe
hypothalamo-hypophysaire.
On retrouve les trois hormones décrites précédemment.
 FSH : stimule directement la production de SPZ (spermatogénèse)
 LH : stimule la sécrétion de testostérone et donc indirectement la spermatogénèse.
 GnRH : produit par l'hypothalamus ; stimule la production des gonadostimulines
(FSH et LH)
A la différence de la femme, la production de ces hormones reste globalement constante
et n’est pas libérée de façon cyclique.
La production de testostérone régule (freine) celle des hormones hypothalamohypophysaire : on parle de rétrocontrôle négatif
Remarque : il existe un rétrocontrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire chez la
femme mais celui-ci est beaucoup plus complexe et ne sera pas traité dans le cadre de ce
cours.
Spermatogénèse
se déroulant
dans la paroi
du tube
séminifère