Embryologie 2 avril 2003. LE PLACENTA Le placenta est un organe complexe constitué par l’association du chorion fœtal et d’une partie d’endomètre de l’utérus. Il a une fonction essentielle car les échanges foeto maternelles se font quasi exclusivement par son intermédiaire. Rappel : A 6 jour : Le zygote est au stade de blastocyste constitué du bouton embryonnaire et d’une couronne trophoblastique. Il s’implante sur l’épithélium endométrial utérin du côté du bouton embryonnaire et c’est dès ce stade que le trophoblaste commence à sécréter l’HCG (hormone coorganic gonadotrophique) qui est le premier signe biologique de grossesse. A 7 jour : C’est le stade prélacunaire, le blastocyste est partiellement inséré dans le stroma de la muqueuse utérine. Le trophoblaste est constitué d’une couche interne : le cytotrophoblaste et d’une couche externe : le syntitiotrophoblaste. Ce sont les cellules cytotrophoblastique qui prolifèrent puis migrent dans le syntitiotrophoblaste. A l’inverse dans le syntitiotrophoblaste il n’y a pas de mitose observé mais il a une activité invasive très active du stroma utérin oedématié, hypervascularisé et riche en glandes endométriales à mucus et en glycogène. Seul le syntitiotrophoblaste est en contact avec le stroma utérin. A 9 jour : On est au stade lacunaire. Avec apparition des lacunes au sein du syntitiotrophoblaste ; l’ensemble du trophoblaste (cyto et syntitio) s’est considérablement développé. Les capillaires maternelles sinusoïde sont congestifs, dilatés et sinusoides. A 12/13 jour : IL y a invasion par le syntitiotrophoblaste des parois endothéliales des capillaires sinusoïdes et c’est donc à ce stade que s’établit la première ébauche de la circulation utéro placentaire. On constate aussi les premières proliférations (expansions) radiaires du cytotrophoblaste à l’intérieur du syntitiotrophoblaste, ce qui constitue les villosités primaires. Le développement de ces villosités est plus marqué au niveau du pole embryonnaire qu’au pole anti embryonnaire. A ce stade, le mésoblaste extra embryonnaire somatopleural tapisse la face interne du cytotrophoblaste. L’ensemble constitué par la somatopleure extra embryonnaire et le trophoblaste qu’on dénomme le chorion. A la fin de la 3eme semaine : les expansions cytotrophoblastiques qui commencent entre 12/13 jours atteignent la périphérie et confluent pour former la coque cytotrophoblastique externe. Schéma : Avant que les expansions cytotrophoblastique atteignent l’endomètre utérin c’est exclusivement le syntitiotrophoblaste qui est au contact de l’endomètre ; une fois que ces expansions atteignent l’endomètre il y aura à la fois du syntitio et du cytotrophoblaste au contact de l’endomètre et une fois que la coque cytotrophoblastique externe est totale, il n’y aura plus que le cytotrophoblaste au contact de l’endomètre utérin. Deuxième élément, à la fin de cette 3eme semaine le mésenchyme somatopleural pénètre à l’intérieur des villosités pour former les villosités secondaires puis des vaisseaux se forment au sein du mésenchyme villositaires pour former les villosités tertiaires. Schéma : On voit qu’à ce stade les lacunes ne sont pas encore confluentes : ce n’est qu’au cours de la 4eme semaine que toutes ces lacunes vont entrer en communication les unes avec les autres. A la fin du 1er moi : Toutes ces lacunes qui ont confluées forment la chambre intervilleuse (entre les villosités choriales) qui contient le sang maternel. Chambre intervilleuse qui est bordé exclusivement par du syntitiotrophoblaste. Schéma : On voit que ça ne peut être que le syntitiotrophoblaste au contact du sang maternelle qui remplit la chambre intervilleuse. 1 A aucun moment le sang maternelle n’est au contact ni ne se mêle avec le sang fœtale. Le sang maternelle est dans la chambre intervilleuse, le sang fœtale circule dans les capillaires au centre des villosités. Ces deux circulations sont de part et d’autre de la barrière placentaire. Les échanges entre les deux circulations nécessaires se font par l’ensemble des mécanismes de transport transmembranaire qu’on a vu : diffusion simple, transport actif, tout est mis à contribution à travers les différentes structures de la barrière placentaire. Récapitulation de ces villosités primaires, secondaires et tertiaires : - Primaire : c’est depuis le centre vers la périphérie : l’expansion cytotrophoblastique entouré par du syntitiotrophoblaste au contact du sang maternelle. - Secondaire : Du centre à la périphérie : mésenchyme, couronne cytotrophoblastique, couronne syntitiotrophoblastique. - Tertiaire : Capillaire bordé par un endothélium, mésenchyme, cytotrophoblaste, syntitiotrophoblaste. A ce stade, l’O2 (par exemple) doit pour atteindre le sang fœtal franchir le syntitiotrophoblaste, le cytotrophoblaste et sa lame basale sur son versant interne, le mésenchyme, l’endothélium avant de se retrouver dans le sang fœtal. Dans la mesure où toutes ces villosités baignent directement dans le sang maternelle contenu dans la chambre intervilleuse, on parle de barrière placentaire de type hémochoriale. Ces villosités vont se développer et on va observer la prolifération de nouvelles villosités à partir des villosités préexistantes selon le même mécanisme que celui de la formation des toutes premières villosités. Schéma : D’abord un bourgeonnement trophoblastique, ce bourgeonnement est envahit par l’expansion cytotrophoblastique puis est envahit ultérieurement par le mésenchyme puis par les vaisseaux et on va avoir de nouvelles villosités apparaître à partir des villosités préexistantes. Il faut noté que certains bourgeons reste au stade syntitiotrophoblastique et se détache de la villosité donc tombe dans la chambre intervilleuse. Quand ils sont passés dans la chambre intervilleuse ils peuvent passé dans la circulation maternelle, drainé par les veines utérines. En faite il y a des éléments syntitiotrophoblastiques qui circulent dans la circulation maternelle et ceci a des conséquences pratiques : dès à présent on sait isolé cet ADN fœtale dans le sang maternelle par une simple prise de sang et en pratique courante on peut dès 8 semaines de développement déterminé le sexe fœtal ou le groupe sanguin fœtal par des techniques de génétique ; ceci est très important pour certaines maladies liés au chromosome X qui ne survienne chez le garçon pour un cadre de diagnostique prénatale. Mais on s’est aperçu en développant ces techniques que cet ADN de ces amas syntitiotrophoblastiques persistaient pendant des années dans la circulation maternelle et ce qui pose problème c’est quand une femme a eu plusieurs grossesses pour savoir si l’ADN qu’on a isolé est bien l’ADN de cette grossesse là ou d’une grossesse antérieure. (Les femmes comme cela sont dit des chimères au sens biologique du terme). Ces villosités nouvelles, celles qui ont évolués complètement, soit elle reste libre dans la chambre intervilleuse et ce sont des villosités « libres », soit elles adhèrent au syntitiotrophoblaste attenant à la coque cytotrophoblastique externe pour constituer des villosités « crampons » : on aboutit ainsi à la formation de véritables arbres villositaires. Schéma : Ce qui tapisse la surface des villosités initialement libres c’est du syntitiotrophoblaste, quand ces villosités s’approchent du placenta elles vont adhérer au syntitiotrophoblaste qui borde le cytotrophoblaste de la coque cytotrophoblastique externe. Passer le 2eme moi, les cellules cytotrophoblastiques se raréfient et cessent de constituer un épithélium, ce sont des cellules isolées situés entre la membrane basale du trophoblaste et le syntitiotrophoblaste et on leur donne le nom de Langhans. Ces cellules d’origine cytotrophoblastique sont toujours capables de proliférer pour générer du syntitiotrophoblaste. 2 Remarquons que quand il n’y a plus de cytotrophoblaste on a diminué la distance entre sang maternelle et sang fœtale, ce processus va se continuer : le mésenchyme va cesser de s’interposer entre capillaires villositaires et le syntitiotrophoblaste et au 3eme trimestre de grossesse on assiste à un accolement des membranes basales de l’endothélium des capillaires villositaires et de la membrane basale trophoblastique. C’est à ce niveau là que la distance minimale entre sang maternelle et sang fœtale est alors établit, elle est de l’ordre de 3,5 microns pour une distance initiale à la fin du premier moi de 20 microns. Et c’est à ce niveau exclusivement que s’effectuent les échanges fœto-maternelles. Schéma : On voit que ce sont que les endroits d’accolements des capillaires villositaires à la membrane basale trophoblastique où se font réellement les échanges fœto-maternelles. Ce développement des villosités est asymétriques et ce fait essentiellement au niveau du pole embryonnaire pour former le chorion villeux alors qu’au pole antiembryonnaire les villosités dégénèrent pour former le chorion lisse, au niveau du chorion lisse. L’accolement du mésenchyme somatopleural du chorion lisse et du mésenchyme somatopleural qui borde la cavité amniotique forme ce qu’on appel les membranes placentaires ou membranes amniochoriales. Quand on dit qu’il y a rupture des membranes au cours de l’accouchement, c’est l’ensemble de ces membranes qui sont rompues pour permettre l’évacuation du liquide amniotique et ça précède de quelques minutes à quelques heures l’expulsion fœtale. Donc chorion lisse + amnios c’est la membrane amniochoriales alors que l’association des villosités choriales du pole embryonnaires à la muqueuse endométriales forment le placenta proprement dit. Ce placenta s’implante au niveau d’une partie de l’endomètre utérin et ce processus d’implantation va profondément modifier cet endomètre et les différentes régions endométriales qui vont se modifier prennent le nom de Caduque (tomber). On distingue la caduque pariétal qui est situé en dehors de la zone de nidation et la caduque ovaire ou ovulaire ou réfléchis qui est au contact du chorion lisse qui recouvre l’œuf et qui sépare l’œuf de la lumière utérine dans laquelle il fait saillis. On conçoit que très rapidement les deux caduques ovaire et pariétale s’accolent et fusionnent du fait de l’augmentation de volume du fœtus et du liquide amniotique à l’exception de la zone du col utérin. Ce col est obturé par un bouchon muqueux qui est élaboré par les glandes cervicales utérines et l’éviction du bouchon muqueux est un des premiers signes qui annoncent le déclenchement de l’accouchement : contractions qui permettent la dilatation du col et expulsion du nouveau né. La « perte des os » c’est les membranes amniochoriales qui se rompent. Il y a une 3eme caduque : la caduque basilaire situé entre chorion villeux et le myomètre. Elle est formé d’une couche compact au contact du chorion et d’une couche spongieuse qui contient les glandes de l’endomètre et les artères spiralées. Rapports entre les villosités et la caduque basilaire. Le syntitiotrophoblaste qui borde les villosités crampons est en continuité avec le syntitiotrophoblaste qui borde la coque cytotrophoblastique externe (ce n’est qu’une conséquence de leur mode de formation). Les cellules cytotrophoblastiques des colonnes qui sont à la base des villosités crampons ont un comportement particulier : Elles ont une intense activité de prolifération et forment le cytotrophoblaste intermédiaire. Cette intense activité de prolifération lui permet de participer à l’allongement de la villosité crampon en formant le syntitiotrophoblaste de cette villosité. Ces cellules cytotrophoblastiques des colonnes sont aussi capables de migrer dans l’endomètre pour former le cytotrophoblaste extravilleux. Ces cellules cytotrophoblastiques extra villeuses : soit elles persistent dans la muqueuse utérine et se différencient en cellules géantes bi ou trinucléés dispercées dans l’endomètre utérin mais surtout elles migrent vers la paroi des artères utérines et deviennent endovasculaires avec des caractéristiques de cellules 3 endothéliales. Ces cellules deviennent endovasculaires avec formation de bouchons intravasculaires et on pense que ces bouchons ont un rôle pour limiter la pression sanguine au sein de la chambre intervilleuse. Ces cellules cytotrophoblastiques envahissent la paroi des artères utérines puis détruisent partiellement les cellules musculaires de la paroi entraînant une diminution des résistances vasculaires des artères spiralées. Le troisième rôle de ces cellules cytotrophoblastiques extra villeuses et des cellules déciduales de l’endomètre utérin : elles synthétisent une grande quantité de substances fibrinoide à l’interface entre la couche compact et la couche spongieuse de l’endomètre et cette accumulation de substance fibrinoide permet le clivage entre la plaque basale (couche compact) d’une part (celle qui est observable après la délivrance placentaire à la surface du placenta) et le lit placentaire (couche spongieuse) : celui qui va rester en place et se régénérer pour former l’endomètre normal en dehors de la grossesse. A terme, la vascularisation utérine est assuré par environ une 100ene d’artères spiralées (branches des artères utérines). Le débit sanguin de l’ensemble de ces artères spiralées est d’environ 600mL/min (grande portion du débit cardiaque maternelle) et comme le contenue de la chambre intervilleuse en sang maternelle est de l’ordre de 150mL au cours du troisième trimestre de la grossesse, on en déduit que le contenu de la chambre intervilleuse est renouvelé environ 4 fois par minute. Le fait qu’il y ait une grande quantité de sang dans la chambre intervilleuse permet de protéger le fœtus ; néanmoins il faut savoir que le défaut d’invasion cytotrophoblastique des artères spiralées est à l’origine d’une non diminution des résistances vasculaires au niveau des artères spiralées et ça a une double conséquence : hypertension artérielle maternelle et une diminution du flux sanguin à destination de la chambre intervilleuse et c’est responsable d’une pathologie non rare (1 à 2% des grossesses) qu’on appel la toxémie gravidique ou aussi pré éclampsie. Placenta normal à terme. Après l’expulsion ça se présente comme une galette ou gâteau placentaire (discoide). Ce qu’on voit qui a été expulsé avec le placenta après la délivrance, c’est la plaque basale qui est la partie dérivée de l’endomètre maternelle. Et sur le versant fœtal où s’implante le chorion, c’est la plaque chorial. Schéma : le sang fœtale arrive par les 2 artères ombilicales. Au niveau de la plaque chorial ils vont donnés des tas de branches choriales des artères ombilicales qui vont assurer la vascularisation de l’ensemble des villosités. Le sang des capillaires villositaires est drainé par les veines choriales qui convergent vers la veine ombilicale. Ces villosités baignent au niveau de la chambre intervilleuse, chambre intervilleuse qui est alimenté par les artères spiralées. Le placenta normal à terme est : - chorioallantoidien : Allantoïdien car la seul contribution de l’allantoïde c’est les 2 artères et la veine ombilicales qui sont dérivés du système vasculaire d’origine allantoïdien. - Hémochorial : car les villosités fœtales baignent directement dans le sang maternelle. - Villeux : fait de villosités dont la surface globales à terme est d’environ 10 m². - Discoïde : 20 cm de diamètre sur 3cm d’épaisseur. - Pèse 500 g. (1/6 du poids du nouveau né à terme). - Constitué de 20 cotylédons et chaque cotylédon est définit par une petite indentation sur la face externe du placenta qui correspond à des septats (intercotylédonaires à partir de la plaque basale) incomplets qui font saillis dans la chambre intervilleuse. - Fonctions d’échange : respiratoire, nutritif et d’excrétion. En effet le rein fœtal n’a pas de fonction excrétrices vis à vis du métabolisme fœtal. Mais il y a production d’urine par le fœtus. A 14 semaines, ce sont les urines fœtales qui constituent tout le liquide amniotique. 4 - Fonction endocrine : production d’HCG, de progestérone en quantité suffisante pour maintenir la grossesse en absence de corps jaune. Synthétise aussi des oestrogènes qui favorisent la croissance de l’utérus et le développement de la glande mammaire afin de nourrir l’enfant après sa naissance. Circulation foetoplacentaire (point de vue du transport d’oxygène). Le sang des capillaires villositaires qui s’est oxygéné au contact du sang maternelle est drainer par la veine ombilicale et sa saturation en O2 est de 80% (la + forte). En effet le placenta est une changeur imparfait car consomme une petite partie de l’O2. Ce sang veineux ombilical se distribue au système porte hépatique mais surtout en majorité il se draine directement par l’intermédiaire du ductus veinosus dans le système cave inférieur. En amont de l’abouchement du ductus veinosus la saturation dans le système veineux cave inférieur est très faible (car l’O2 est déjà extrait) et la saturation est de l’ordre de 26%. En aval de l’abouchement du ductus veinosus, la saturation est de 67%. Ce sang qui vient de la veine cave inférieur aboutit dans l’oreillette droite mais le trajet de veine cave inférieur est telle qu’il se draine préférentiellement par le foramen oval vers l’oreillette gauche et de l’oreillette gauche au ventricule gauche vers aorte ascendante vers les branches de la gerbe aortique à destinée céphalique et des membres supérieurs ; la saturation dans ce territoire est de 62% environ. Ce qui fait chuter la saturation entre la veine cave inférieur et les branches à destinés céphaliques c’est qu’il y a un peu de sang de la veine cave supérieur qui rentre dans l’oreillette gauche. Pour la veine cave supérieur, le sang a aussi une saturation très basse (31%), il se draine dans l’oreillette droite et préférentiellement dans le ventricule droit. Du ventricule droit il va dans le tronc de l’artère pulmonaire et la saturation est d’environ 52%. Il n’y a que 10 à 20% du flux du tronc de l’artère pulmonaire qui s’engage dans les branches de l’artère pulmonaire, le reste va rejoindre l’aorte descendante par l’intermédiaire du canal artériel ou ductus artériosus qui rejoint l’aorte descendante (c’est la région de l’isthme aortique). En aval de l’abouchement du canal artériel, la saturation en O2 pour les branches de l’aorte descendante est d’environ 58%. On remarque que la saturation en oxygène dans les branches à destinés céphaliques est supérieur à la saturation dans les branches à destinés abdominales. Formation des annexes chez les jumeaux dizygotes. 2 ovocytes fécondés par 2 spermatozoïdes distincts et qui s’implantent tous les deux simultanément dans la cavité utérine donc pas plus de ressemblance que des frères et soeurs. Chaque embryon (fœtus) va développer un placenta et des membranes amniochoriales qui lui sont propre et on aboutit ainsi à des annexes dichoriales diamniotiques. Pour des raisons d’encombrement, souvent ces membranes fusionnent ; plus exactement ce sont les caduques réfléchis et les membranes amniochordiales qui fusionnent pour former une membrane interovulaire épaisse. Chez les jumeaux monozygote. Sont des jumeaux génétiquement identiques qui résultent de la fécondation d’un seul ovocyte par un seul spermatozoïde aboutissant à la formation d’un seul zygote qui va diviser ultérieurement. Ce zygote se divise au stade 2 blastomères qui donnent naissance à 2 blastocytes ; chaque blastocyste donne naissance à un embryon et à ses annexes placentaires et amniotiques et on aboutit comme pour les jumeaux dizygotes à une grossesse gémellaires dichoriales diamniotiques. Quand au cours d’une grossesse on découvre que celle ci est gémellaire dichoriales diamniotiques on peut pas dire sur ces seules données s’il s’agit de jumeaux dizygotes ou monozygote sauf si le sexe est différent : là on pourra dire que c’est dizygote. 5 La séparation peut être plus tardive. Il peut y avoir formation de division au stade de blastocyste avec formation de 2 boutons embryonnaires et d’un seul trophoblaste. Dans ces cas là un seul trophoblaste aboutit à la formation d’un seul chorion, d’un seul placenta. Par contre chaque embryon va développer ses annexes propres (amniotiques et vitelline dont on ne parle pas car involue). Du coup on aboutit à une grossesse monochoriale diamniotique. Dans ces cas là, la membrane qui sépare les 2 poches amniotiques (les deux embryons) est très fine car elle est constituée que des membranes amniotiques (et des somatopleures extra embryonnaires qui tapissent les poches amniotiques). Cette grossesse n’est pas une bonne nouvelle car souvent ces placentas sont déséquilibrés et dans 30% des cas un seul des 2 ou les 2 jumeaux vont mourir du fait de déséquilibre de vascularisation (un est trop et l’autre pas assez). La division entre les schémas peut survenir de façon encore plus tardive. Il y a un seul bouton embryonnaire, un seul embryon didermique mais sur cette embryon il y a formation de 2 lignes primitives donc 2 gastrulations, ce qui aboutit à la formation de 2 embryons tridermiques qui vont se séparer. Mais comme la poche amniotique s’est formée au stade de l’embryon didermique, on va avoir qu’une seule poche amniotique, une seul poche vitelline, un seul placenta et on aboutit donc à une grossesse gémellaire monochoriale mono amniotique. Ce n’est pas une bonne nouvelle car la mortalité des 2 jumeaux est de 50% car ils tournent l’un autour de l’autre et finissent par faire des nœuds à leurs cordons en interrompant la circulation au niveau du cordon donc décès. Parfois ce processus de séparation complet de 2 jumeaux ne s’est pas fait et on aboutit à des jumeaux conjoints ou siamois. 6