EMBRYOLOGIE HUMAINE Introduction Embryologie (gr. Embruos
publicité
EMBRYOLOGIE HUMAINE I. Introduction Embryologie (gr. Embruos : qui se développe à l’intérieur et logos : discours, théorie) : partie de la biologie qui étudie le développement de l’organisme jusqu’à la naissance (développement prénatal). Les différentes périodes du développement Le développement prénatal est partagé en deux périodes : La période embryonnaire qui couvre les 60 premiers jours (De la fécondation à la fin du 2ème mois) La période fœtale qui correspond aux 7 derniers mois de la grossesse). La période embryonnaire est divisée en deux parties, pré-embryonnaire et embryonnaire proprement dite Les 4 premières semaines (S) S1 : Œuf fécondé → Blastocyste S2 : Blastocyste → Bouton embryonnaire (Masse cellulaire interne), Trophoblaste S3 : Masse cellulaire interne → Disque embryonnaire tridermique S4 Disque embryonnaire tridermique → Embryon Le deuxième mois (Période embryonnaire) : Embryon → Fœtus II. Fécondation 1. L’ascension des spermatozoïdes Durée : 24 à 48h Sélection du nombre de spermatozoïdes : de 100 à 300 millions environ à quelques centaines La sélection des spermatozoïdes à lieu au niveau de 3 barrières Le canal vaginal par son pH acide (5) Le mucus du canal cervical La jonction utéro-tubaire La migration Le canal cervical – Active L’utérus – Passive La trompe – Active La migration dans l’utérus est passive, en effet la contraction des muscles lisses de l’utérus aident les spermatozoïdes à progresser vers les trompes. 2. La capacitation du spermatozoïde et la réaction acrosomique Le pouvoir fécondant est acquis en 24 à 48h dans les voies génitales féminines : La capacitation et la réaction acrosomique La capacitation est un remaniement de la membrane externe Après la capacitation les spermatozoïdes sont hypermobiles Les spermatozoïdes sont capables d’écarter et ainsi de passer au travers de la corana radiata de l’ovule, ils doivent ensuite digérer la zone pellucide dure constituée de glycoprotéines essentiellement. 3. Fusion des gamètes L’achèvement de la 2e division méiotique de l’ovocyte II → Production d’un ovule mûr et un 2e globule polaire Le noyau de l’ovule constitue le pronucleus femelle La queue du spermatozoïde dégénère et sa tête se dilate pour devenir le pronucleus mâle Les chromosomes maternels et paternels se mélangent le zygote est formée (Le génome mitochondrial vient toujours de la mère) 4. Résultat de la fécondation Premiers stades de l’embryogenèse 1 III. Période pré-embryonnaire (La première semaine) 1. 2. 3. La segmentation une série de divisions cellulaires mitotiques rapides La migration tubaire Le début de l’implantation Les contractions péristaltiques de la paroi tubaire permettent à l’œuf de se diriger vers l’utérus. La muqueuse tubaire est recouverte de cellules ciliaires, les battements des cils participent à la migration de l’œuf au niveau de la paroi de l’utérus. 1. Segmentation A. Formation de la morula La morula est un ensemble de 8 à 16 blastomères Le volume de chaque cellule diminue. Les axes de segmentation peuvent varier. De même, il ni a pas de synchronisme et les cellules peuvent se divise a un rythme différents. La segmentation est : Rotationnelle Asynchrone La morula est toujours entourée par sa zone pellucide La corana radiata s’est détachée dés le stade de 4 blastomères B. Compaction La compaction est la formation d’u e couche protectrice La compaction c’est l’acquisition d’une polarité cellulaire La surface des blastomères périphériques devient lisse et imperméable (Les cellules périphériques isole, protège le milieu) Isolation de la morula du milieu extérieur C. Formation du blastocyste Le trophoblaste deviendra le placenta et ses annexes Le bouton embryonnaire deviendra l’embryon A ce stade, la zone pellucide disparaitra (Digestion) (Pour permettre la croissance) Le blastocœle est une cavité remplit de liquide 2. La nidation Deux jours le blastocyste flotte librement Le trophoblaste prolifère et se différencie en deux couches : Une interne, le cytotrophoblaste Une externe, le syncytiotrophoblaste (Les cellules fusionnées) La nidation à lieu 6 jours après la fécondation Le syncytiotrophoblaste secrète une enzyme qui va digérer, il secrète de même une hormone nécessaire au maintien t du corps jaune. Le tabagisme diminue l’activité des cellules ciliaires. IV. La deuxième semaine : Formation de l’embryon didermique 1. Formation de l’entoblaste (Hypoblaste) et de l’ectoblaste (Epiblaste) Le mésenchyme primaire se développe très vite 2. Constitution du lécithocèle 3. Constitution du lécithocèle secondaire L’allantoïde s’individualise dans la région caudale 2 4. 1. 2. 3. 4. Villosités choriales Prolifération du cytotrophoblaste (Le syncytiotrophoblaste ne prolifère pas) Expansion du mésenchyme primaire Formation de la chambre intervilleuse L’épithélium de surface utérine se reconstitue vers les 11-12e jours 5. Membranes oropharyngée et cloacale Les deux feuillets sont fusionnés. Les emplacements futurs de la bouche et de l’anus V. La troisième semaine du développement, la gastrulation La gastrulation : Le disque embryonnaire didermique → Un embryon tridermique ou gastrula C’est la période des 3 : 3ème semaine, 3 couches cellulaires, 3 structures importantes : La ligne primitive, la chorde et le tube neural 1. Ligne primitive Apparition au 15ème jour de la ligne primitive à la partie caudale et médiane du disque embryonnaire Son extrémité crâniale présente une petite dépression appelée nœud de Hensen « It is not birth, marriage or death which is the most important time in your live, but gastrulation » Lewis Wolpert (1986) La gastrulation progresse selon un gradient céphalo-caudal (Les cellules migrent vers la partie céphalique) La migration d’un premier contingent cellulaire forme l’endoderme Une deuxième série de mouvements met en place le mésoderme L’ectoblaste prend le nom d’ectoderme (L’ectoblaste donne naissance à ces 3 feuillets de l’embryon) Le disque embryonnaire devient tridermique La ligne primitive forme du mésoderme jusqu’à la fin de la 4ème semaine. Ensuite, elle dégénère et disparait Exemple de pathologie congénital : Tératome sacro-coccygien Le tératome sacro-coccygien a pour origine des reliquats de la ligne primitive 2. La chorde dorsale 16-18e jours Les cellules mésoblastiques forment un cordon plein, entre ectoblaste et entoblaste, le processus chordal Formation de la chorde définitive Mise en place de la chorde définitive Devenir de la chorde : C’est autour de la chorde que va se forme la colonne vertébrale. Neurulation : C’est le développement du tube neural primitif La plaque neurale apparait au 17e jour d’abord près du nœud de Hensen Induction par la chorde et du mésoderme adjacent 3. Plaque neurale 4. Gouttière neurale Cette plaque neurale s’étend du nœud de Hensen à la membrane oropharyngée Elle se déprime ensuite pour former la gouttière neurale Les berges de cette gouttière constituent les crêtes neurales Le tube neural est l’ébauche du SNC, il va ensuite développer l’encéphale Les cellules issues des crêtes neurales migrent dans le mésoderme Ces cellules des crêtes neurales donnent naissance à : Ganglions rachidiens Ganglions sympathiques et parasympathiques Cellules de Schwann Méninges Médullo-surrénale (Glande médullo-surrénale) La plus grande partie des structures mésenchymateuses de la face 3 5. Tube neural 6. Neuropores La fermeture du tube neurale débute à sa partie moyenne Exemple de pathologie : Craniorachischisis : Résultat de l’absence totale de fermeture du tube neurale Anencéphalie : Résultat de l’absence de fermeture du neuropore antérieur Spina bifida : Résultat de l’absence de fermeture du neuropore postérieur 7. Evolution du mésoderme Prolifération du mésoderme intra-embryonnaire Le dédoublement du mésoderme latéral Formation des somites à partir du mésoderme para-axial (Débute dans la région crâniale) 8. Aire cardiaque Formation des deux tubes cardiaques qui fusionnent Cette ébauche cardiaque commence à battre à la fin de la 3ème semaine et le « sang » circule dans le système vasculaire primitif VI. De la quatrième à la huitième semaine 1. Délimitation de l’embryon Délimitation de l’embryon, c’est le passage d’un disque tridermique à un embryon cylindrique. Trois plicatures permettent cette délimitation dans un plan transversal (Plicature transversale) et dans un plan longitudinal (Plicatures crâniale et caudale) Formation du cœlome intra-embryonnaire et de l’intestin primitif Mise en place des séreuses des cavités cœlomiques La plicature crâniale, une partie du lécithocèle deviendra l’intestin antérieur La plicature caudale (La plus tardive), Une partie du lécithocèle formera l’intestin postérieur Fin de la 4e semaine Au début de la 4e semaine, la membrane pharyngée se résorbe Contact lumière digestive, cavité amniotique Formation du cordon ombilical et disparition progressive du cœlome extra-embryonnaire Vers la 8e semaine Cordon ombilical : Revêtu d’amnios, pédicule embryonnaire, allantoïde, vaisseaux ombilicaux, canal vitellin, reliquats du cœlome extraembryonnaire Les organes et appareils fondamentaux sont formés entre la 4e et ola 8e semaines Cette période constitue la période la plus critique du développement embryonnaire 2. Développement des arcs branchiaux (4e semaine) Le premier et le deuxième arc branchiaux Le premier arc se divise en un arc maxillaire et un arc mandibulaire Le deuxième arc est l’arc hyoïdien (Participe à la formation du cartilage et à la protection du larynx) Apparition des placodes otiques et optique (Les bourgeons otique et optique) 3. Ébauche des membres Au 28e jour, quatre paires d’arcs branchiaux sont présents (Futur formation de la face, des oreilles, du cou, de la bouche, des cavités nasales, du palais, du pharynx, du larynx…) Formation des ébauches des membres (Prolifération du mésoderme) 4 Devenir du mésoderme Le mésoderme dorsal donne la chorde qui régresse Le mésoderme latéro-ventral Para- axial (Formant les somites) donne l’appareil locomoteur Intermédiaire donne l’appareil urinaire Latéral donne des séreuses 4. Développement des somites A la fin de la 3e semaine le mésoderme para-axial se segmente A l afin de la 5e semaine, il existe 42-44 paires de somites 5. VII. Devenir des feuillets primitifs Les anomalies de la prégenèse : les aberrations chromosomiques Anomalies homogènes et mosaïques Trisomie des autosomes : Trisomie 21 : Syndrome de Down (Une dysmorphie faciale, des malformations cardiaques, un retard mental) Trisomie 18 : Syndrome d’Edwards (Des malformations intestinales, rénales, cardiaques et cérébrales) Trisomie 13 : Syndrome de Patau (Klaus Patau) (De multiples malformations cérébrales graves : Microcéphalie, polydactylie) Aberrations des chromosomes sexuels Syndrome de Klinefelter (47, XXY) : Sexe masculin, petits testicules, hyalinisation des tubes séminifères, aspermatogenèse, les individus sont eunochoïdes, retard mental. Stérile Syndrome XYY : Sexe masculin, agressivité élevée, individus grands, parfois mentalement retardés Syndrome XXX : Sexe féminin, parfois les individus ont un léger retard mental. Peu fertile Monosomie X (Syndrome de Turner) : Sexe féminin, taille courte, large thorax. Stérile Facteurs tératogènes Médicaments (Antibiotiques, thalidomide, alcool, hormones…) Produits chimiques Agents infectieux (Virus, tréponème pale…) Radiations ionisantes Carence en iode (Element indispensable pour la synthèse des hormones thyroïdienne) etc VIII. Appareil digestif L’intestin, antérieur, moyen et postérieur L’intestin antérieur est à l’origine du pharynx, de la tracée, des bronches et des poumons, de l’œsophage, du duodénum jusqu’à l’ampoule de Vater, du foie, du pancréas et de la vésicule biliaire L’endoderme : le revêtement épithélial et les glandes annexes Le mésoderme (Spanchnopleure) : La musculeuse et la séreuse Devenir de différents segments de l’intestin primitif : L’intestin primitif antérieur est subdivisé en 2 parties : L’intestin primitif pharyngien A partir de l’intestin moyen est formé le Colon et Grêle, l’intestin postérieur : Le colon, le rectum et le canal anal Dérivée de l’intestin antérieur (De la membrane pharyngienne au bourgeon hépatique) Intestin pharyngien (La partie crâniale) : Formation de l’appareil branchial Œsophage : Allongement de l’intestin Anomalies : Atrésie, jonction œsophage-trachée → Hydramnios (Trop d’eau dans l’amnios) Estomac : Dilatation, rotation, croissance inégale Anomalie : Sténose pylorique Duodénum : Double origine, double irrigation Anomalies : Sténose ou atrésie 5 Glossaire : Atrésie : Fermeture complète d’un orifice ou d’un conduit Sténose : Rétrécissement pathologique d’un canal ou d’un vaisseau 1. Développement du foie et du pancréas Pancréas : 2 bourgeons : rotation du bourgeon ventral, fusion des canaux. Les îlots de Langerhans : Le 3e mois, la sécrétion de l’insuline débute vers le 5e mois Foie et voies biliaires : 2 bourgeons (Céphalique et caudal) Croissance rapide du foie. 6e semaine : Début de l’hématopoïèse 2. Evolution de l’intestin moyen Dérivées de l’intestin moyen : Intestin grèle, caecum, appendice, côlon ascendant, 2/3 de côlon transverse Anomalies : Sténose et atrésie, malrotation, diverticule de Meckel, hernie ombilicale (Une partie de l’intestin du fœtus sort dans le cordon ombilicale) Dérivées de l’intestin postérieur : 1/3 du colon transverse, le côlon descendant, el côlon sigmoïde, le rectum, la canal anal, l’épithélium de la vessie, l’urètre 3. Septum urorectal Anomalies : Des fistules (= Communication anormale) reliées avec la vessie, l’urètre, le vagin ; imperforation anal IX. Appareil respiratoire Les cellules du poumon ont une double origine : Endodermique (Epithélium) et mésodermique (Cartilage, muscle lisse, vaisseaux, tissu interstitiel) Intestin primitif et bourgeon pulmonaire (Vers la 6e semaine) 1. Diverticule laryngo-trachéal Séparation du tube laryngo-trachéal de l’œsophage (4e semaine) 2. Evolution de l’ébauche trachéale Les divisions successives (17 prénatales, 6 postnatales) des ébauches bronchiques 4 Stades du développement du poumon 1. Pseudo-glandulaire (5-17 semaines) Pas d’alvéoles, pas d’échange gazeux 2. Canaliculaire (16-24 semaines) Maturation des bronches et des bronchioles terminales 3. Sacculaire (24 semaines – la naissance) Développement des sacs alvéolaires 4. Alvéolaire (Jusqu'à 8 ans) Maturation des alvéoles Surfactant Empêche l’affaissement des alvéoles Composition : Protéines 10-20%, phospholipides 80-90% Synthèse à partir de la 20e semaine X. Système cardiovasculaire 1. Cellules angioformatrices L’appareil vasculaire commence à se développer au cours de la 3ème semaine Les amas cellulaires angioformatrices d’origine mésenchymateuse 2. Vaisseaux vitellins et ombilicaux 3 artères dorsales 2 veines cardinales Les artères et veines vitellines Les artères et veines ombilicales 6 3. Ebauche cardiaque Origine mésenchymateuse Fusion de deux tubes endocardiaques vers le 22e jour Premières cellules contractiles dés le 23e jour 4. Evolution de l’ébauche cardiaque 5. Cloison du tube cardiaque Cloisonnement du canal auriculo-ventriculaire Cloisonnement de l’oreillette primitive Foramen ovale (Trou de Botal) ne se ferme qu’après la naissance Cloisonnement du ventricule primitif (Fermeture de l’orifice fin de la 7e semaine) 6. Division du tronc artériel Division aorte/Tronc pulmonaire L’aorte et l’artère pulmonaire communique par le canal artériel 7. Circulation fœtal La circulation fœtal n’est pas la même chez l’adulte. La veine ombilicale véhicule le sang oxygéné provenant du sang maternelle qui se diffuse dans cette ombilicale. La veine ombilicale se jette dans la veine cave inférieure. Le foie fœtal reçoit tous les nutriments à partir de l’organisme maternel. Par ailleurs, les poumons du fœtus ne sont pas fonctionnels, car le fœtus ne respire pas. Les poumons du fœtus sont affaisser car le sang ne rentre pas dans ses poumons. En effet, le sang est injecté dans l’aorte. Les deux ventricules du fœtus travaillent en parallèle et non en série comme chez l’adulte. Chez le fœtus le placenta joue le rôle des poumons. Principales malformations cardiovasculaire Communication interauriculaire persistante Agénésie du septum atrioventriculaire Atrésie ou sténose des valvules tricuspides et mitrales Communication interventriculaire (Se ferme normalement après 2 mois) Tétratologie de Fallot (4 pathologies simultanées) . Une communication interventriculaire large (Le sang du ventricule droit et gauche se mélange) . Une sténose pulmonaire (Rétrécissement important, le cœur a du mal a propulser le sang vers les poumons) . Un déplacement de l’aorte (Une aorte à cheval) . Une hypertrophie ventriculaire droite XI. Appareil urinaire (Le développement de l’appareil urinaire est très précoce) Les fonctions d’homéostasie sont assurées par le placenta Néanmoins, le rein fœtal assure la production de l’urine L’urine est déversée dans la cavité amniotique L’appareil urinaire dérive du cordon néprhrogène et du sinus uro-génital . Coupe transversale d’un embryon en cours de délimitation Succession de 3 appareils de complexité croissante (Pronéphros, Mésonéphros, Métanéphros) Le pronéphros Apparition : 3e semaine Régression : 4e semaine Le mésonéphros Apparition : 4e semaine Formation du canal de Wolf Filtration urinaire Involution vers la 10e semaine 7 Le métanéphros Apparition durant la 5e semaine, fonctionnement à la 6e semaine A l’origine de son développement : le mésoderme métanéphrotique et le bourgeon urétérale 1. Pronéphros et Mésonéphros Les vésicules du pronéphros accumulent des déchets, mais il y a absence de canal excréteur. Le mésonéphros possède un canal qui permet l’élimination des déchets par le cloaque. 2. Métanéphros Il existe plusieurs milliers d’ampoule urétérale qui jouent le rôle des néphrons Le bourgeon urétéral induit le néphron 3 stades de la différenciation des néphrons Néphrotome plein Vésicule Tubule Différenciation des voies urinaires Les voies urinaires hautes proviennent du bourgeon urétéral Les voies urinaires basses dérivent du sinus uro-génital Malformations rénales Anomalie de nombre : Agénésie rénal, reins surnuméraires Anomalies de structure : Dysplasie rénale, reins multikystique (Sac anormal rempli de liquide) Malformations des voies urinaires Obstructions urinaires (Sténose ou Agénésie) XII. Appareil génital Stade morphologiquement indifférencié commun aux deux sexes jusqu’à la 6e semaine 1. Ebauches gonadiques L’épithélium cœlomique Le mésenchyme sub-cœlomique Les cellules germinales primordiales Les cellules germinales primordiales apparaissent dans la paroi du lécithocèle, à proximité de l’origine du diverticule allantoïdien 2. Stade Indifférencié (6e semaine) Formation des voies génitales Le canal de Muller ou canal paramésonéphrotique se forme sur la paroi cœlomique par invagination de l’épithélium La fusion de la partie basse des canaux de Muller donne l’utérus et le tiers supérieur du vagin. La portion haute donne les deux trompes utérines. 3. Précoce et rapide Formation des cordons épithéliaux (Futur Tubes séminifères) Les terminaisons s’anastomosent (Fusionnent) pour former le rete testis Le rete testis communique avec l’épididyme et le canal déférent (Dérivés du canal de Wolff) Migration des testicules 4. Formation de la gonade mâle Formation de la gonade femelle Tardive et lente Les cellules germinales se multiplient Les ovaires migrent vers le petit bassin 8 5. Différenciation des voies génitales internes Dans le sexe masculin Les canaux de Wolff se développent, les canaux de Muller régressent Les canaux de Wolff donnent : . L’épididyme . Les canaux déférents . Les canaux éjaculateurs Dans le sexe féminin : Les canaux de Muller se développent, les canaux de Wolff régressent Les canaux de Muller donnent : . Les trompes L’utérus Le sinus uro-génital donne le vagin XIII. Système nerveux central La morphogenèse du SNC est précoce est rapide Elle débute dès la 3e semaine par la neurulation Toutes les structures sont en place vers la 12e semaine 1. Extrémité crâniale du tube neural Trois dilatations vésicules primaires, le prosencéphale, le mésencéphale et le rhombencéphale Deux courbures, la courbure céphalique et la courbure cervicale 2. Evolution des vésicules cérébrales Télencéphale : Deux hémisphères Diencéphale Mésencéphale Métencéphale : Pont et cervelet Myélencéphale : Bulbe rachidien XIV. Développement du placenta 1. 2. Formation du placenta Structure du placenta Barrière placentaire Les premiers mois 1. Endothélium des capillaires fœtaux 2. Tissu conjonctif 3. Cytotrophoblaste 4. Syncytiotrophoblaste La barrière envir 50 µm Les derniers mois : 2. Diminue 3. Disparait 4. Devient très mince La barrière envir 1-3 µm Fonction du placenta : Respiration Nutrition Excrétion Protection Réserves Production d’hormones 3. Le développement des membranes ovulaires 9
