La régulation physiologique de l`axe gonadotrope

(3 semaines)
La régulation physiologique de l'axe gonadotrope
Introduction :
Définition : l'axe gonadotrope regroupe l'hypothalamus, l'hypophyse et les gonades.
Chez l'homme, la concentration en testostérone doit atteindre un niveau suffisant afin de permettre la
reproduction.
Comment est contrôlée la concentration des hormones afin de permettre la réalisation de la fonction de
reproduction ?
1. La fonction reproductrice chez l'homme.
1.1. L'activité testiculaire.
TP 3: La régulation physiologique de la fonction reproductrice chez l'homme.
Chez l'adulte, la concentration en testostérone varie dans un intervalle relativement restreint qui doit être
respectée pour ne pas perturber le fonctionnement de l'appareil génital, en effet cette hormone :
–
est nécessaire au développement normal des caractères sexuels primaires ainsi qu'à leur fonctionnement,
–
stimule la spermatogenèse (production de spermatozoïdes),
agit sur les centres nerveux et est indispensable à la réalisation des différents éléments du comportement
reproducteur (rapprochement, accouplement, éjaculation),
–
–
permet la réalisation des caractères sexuels secondaires.
Remarque : l'homéostat est l'ensemble des organes et des mécanismes qui interviennent dans la régulation d’une
constante biologique. C’est un système qui réalise l’homéostasie c'est à dire le maintien d’une constante biologique.
Quels sont les mécanismes qui interviennent dans le maintien de la testostéronémie ?
1.2. Le contrôle par l’hypothalamus.
L'hypothalamus sécrète de façon pulsatile une neurohormone (car
elle est produite par des neurone), la GnRH (Gonadotrophin Releasing
Hormone) qui est conduite par voie sanguine (système porte
hypothalamo-hypophysaire) directement à l'hypophyse antérieure qu'elle
stimule.
Pulses de GnRH
Remarque : la quantité de GnRH sécrétée dans le sang est
extrêmement faible, mais grâce au système porte hypophysaire, elle est
suffisante car la GnRH est très peu diluée entre l’hypothalamus et
l’hypophyse.
Sécrétion de LH
1.3. Le contrôle par l'hypophyse.
L'hypophyse antérieure est une glande endocrine (sécrétant des
hormones) située à la base du cerveau, elle sécrète notamment les
gonadostimulines :
–
la LH (= Luteinising Hormone),
–
la FSH (= Follicle Stimulating Hormone).
Sécrétion de testostérone
La LH stimule la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig
(la testostérone stimule la spermatogenèse).
La FSH stimule les cellules de Sertoli, c’est à dire qu’elle stimule la
spermatogenèse.
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1.4. Le système de régulation de la testostérone.
Le maintien de la testostéronémie à une valeur à peu près
stable montre que la dégradation de testostérone est
compensée par sa sécrétion.
Le système de régulation permet le maintien de la
concentration plasmatique de testostérone, qui est le
paramètre réglé.
Le système réglant possède des capteurs (les cellules du
complexe hypothalamo-hypophysaire), des messagers émis par
les capteurs et des effecteurs (les cellules de Leydig).
Les capteurs hypothalamo-hypophysaires détectent à chaque
instant les variations de la concentration de testostérone par
rapport à sa valeur de référence. Ils libèrent des messagers
hormonaux, notamment la LH, qui permettent de ramener la
concentration de testostérone à sa valeur de référence.
1.5. Conclusion.
Les testicules produisent des spermatozoïdes et de la
testostérone (fonction endocrine) de manière continue de la
puberté jusqu’à la fin de la vie.
L’homéostat de la testostéronémie est indispensable à la
fonctionnalité de l’appareil sexuel mâle.
La sécrétion de testostérone ainsi que la production de
spermatozoïdes sont déterminées par la sécrétion continue des
gonadostimulines hypophysaires FSH et LH induite par la sécrétion
pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique. La GnRH est
sécrétée sous l’influence de stimuli d’origine interne ou externe.
La testostéronémie est détectée en permanence par le complexe
hypothalamo-hypophysaire.
La testostérone exerce sur ce complexe une rétroaction négative :
ainsi, la testostéronémie est constante.
Remarque : la testostéronémie peut être modifiée comme lors de la puberté chez l’homme (augmentation de la
testostéronémie), ou encore chez les cervidés pour lesquels il y a une augmentation de la testostéronémie en
automne permettant ainsi la reproduction pour la naissance des petits au printemps.
2. La fonction reproductrice chez la femme.
TP4 : Évolution cyclique de l'ovaire et de l'utérus chez la femme.
2.1. Le cycle ovarien.
Le cycle ovarien est divisé en deux phases, la phase préovulatoire (folliculaire) et la phase postovulatoire
(lutéale), séparées par l'ovulation.
2.1.1. La phase folliculaire = phase préovulatoire.
Au début d'un cycle, une dizaine de follicules commencent une
croissance rapide. La granulosa entoure la cavité folliculaire dans laquelle
l'ovocyte I est bloqué en première division de méiose. La granulosa est
entourée d'un tissu très vascularisé : la thèque (1ième- 4ième jour).
Dès le 5ième- 6ième jour du cycle, un seul follicule poursuit sa croissance
et arrive à maturité (25 mm à maturité).
Peu avant l'ovulation, l'ovocyte I reprend sa méiose et devient un
ovocyte II bloqué en métaphase de deuxième division de méiose.
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2.1.2. La phase luthéale = phase postovulatoire.
À l'ovulation, il y a rupture du follicule et expulsion de l'ovocyte entouré de quelques cellules folliculaires.
Les cellules de la granulosa envahissent la cavité, grossissent et se chargent d'une substance jaunâtre. Des
capillaires sanguins s'y développent. Le follicule devient alors le corps jaune.
Le corps jaune commence à dégénérer 8 à 10 jours après l'ovulation.
Les règles sont associées à la dégénérescence complète du corps jaune. Enfin, de nouveaux follicules sont
recrutés et un nouveau cycle commence.
Remarque : si l'ovocyte est fécondé, le corps jaune persiste et les cycles ovariens sont interrompus.
2.2. Le cycle des hormones ovariennes.
2.2.1. Les hormones ovariennes sécrétées sont des œstrogènes et de la progestérone.
Durant la phase folliculaire, seul l'œstradiol est sécrété.
Environ 48 heures avant l'ovulation, sa concentration est maximale : c'est le pic d'œstradiol. Sa concentration
chute ensuite, pour retrouver pendant la phase lutéale, des valeurs comparables à celle du début du cycle.
La progestérone commence à être sécrétée faiblement 48 heures avant l'ovulation pour atteindre un maximum au
milieu de la phase lutéale, soit 5 à 8 jours après l'ovulation.
2.2.2. Il y a corrélation entre le cycle ovarien et le cycle des hormones ovariennes.
l'accroissement des follicules qui sécrètent l'œstradiol,
s'accompagne donc d'une augmentation de la
concentration de cette hormone.
À partir du milieu de la phase folliculaire, le follicule
dominant assure la quasi totalité de la production
d'œstradiol. L'arrivée à maturité du follicule se traduit
par un pic d'œstradiol 48 heures avant l'ovulation.
Après l'ovulation, le corps jaune produit de la
progestérone et de l'œstradiol, la dégénérescence du
corps jaune entraîne l'arrêt total de la sécrétion de
progestérone et une très forte diminution de celle
d'œstradiol.
2.3. Les conséquences du cycle des hormones ovariennes.
2.3.1. Pendant la phase folliculaire.
La sécrétion croissante d'œstradiol assure la régénération de la muqueuse utérine, notamment son
épaississement et la formation des glandes utérines. De plus, le pic d'œstradiol :
conduit à la production de mucus cervical par le col de l'utérus ; ce mucus est perméable aux spermatozoïdes
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augmente les contractions du muscle utérin, ce qui facilite l'ascension des spermatozoïdes vers les trompes,
lieu de la fécondation.
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L'œstradiol favorise donc la fécondation après l'ovulation.
2.3.2. Pendant la phase lutéale.
La progestérone rend le mucus cervical imperméable aux spermatozoïdes et aux microbes, de plus elle inhibe les
contractions de l'utérus.
En coopération avec l'œstradiol, elle stimule la sécrétion du lait utérin par les glandes utérines devenues
fonctionnelles. Cela peut permettre la nidation et le début de la gestation.
En absence de fécondation, le corps jaune dégénère et cesse de sécréter ses hormones 14 jours après l'ovulation,
ce qui entraîne l'élimination partielle de la muqueuse utérine et des capillaires sanguins qui l'irriguent : ce processus
est à l'origine des règles.
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2.4. Le contrôle par l’hypothalamus.
TP 5: Le contrôle de l'activité ovarienne.
2.4.1. L'activité cyclique des ovaires est sous le contrôle du complexe hypothalamohypophysaire.
La GnRH sécrétée de façon pulsatile par l'hypothalamus stimule la libération de FSH et de LH par l'hypophyse.
La FSH permet la croissance des follicules et leur sécrétion d'œstradiol.
Le pic de LH le 13ième jour, déclenche l'ovulation. Le follicule mûr (follicule de De Graaf) devient un corps jaune
fonctionnel qui sécrète de la progestérone et de l'œstradiol.
2.4.2. Le fonctionnement du système de régulation des hormones ovariennes.
La concentration plasmatique d'œstradiol et de progestérone est le
paramètre réglé, les ovaires sont les effecteurs du système réglant et les
cellules du complexe hypothalamo-hypophysaire sont les capteurs.
L'augmentation de la concentration en FSH permet à plusieurs follicules
d'entrer en croissance et de sécréter de l'œstradiol.
Cette augmentation de la concentration d'œstradiol entraîne une baisse de
la concentration de FSH (rétroaction négative). Ainsi, un seul follicule
dominant poursuit sa croissance.
Le follicule dominant mûr sécrète une grande quantité d'œstradiol (pic),
qui déclenche le pic de LH responsable de l'ovulation (rétroaction positive).
Sous l'action de la LH, le corps jaune sécrète de la progestérone et un peu
d'œstradiol, qui exercent ensemble une rétroaction négative sur le complexe
hypothalamo-hypophysaire. Cela maintient la concentration de FSH sous le
seuil qui empêche la croissance de nouveau follicules.
Puis, le corps jaune dégénère, ce qui lève l'inhibition exercée par
l'œstradiol et par la progestérone sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.
Ce qui entraîne une augmentation des concentrations de LH et de FSH
permettant ainsi le début d'un nouveau cycle.
L'alternance de rétroactions positives et de rétroactions négatives est
responsable des cycles ovariens.
2.5. Conclusion.
L'évolution cyclique des follicules ovariens entraîne
sécrétion également cyclique des œstrogènes et de
progestérone.
la
la
Les organes cibles des hormones ovariennes, l'utérus en
particulier, évoluent donc aussi de façon cyclique.
Les modifications structurales et fonctionnelles de l'utérus
permettant l'implantation de l'embryon.
Ces cycles féminins sont sous le contrôle de la sécrétion des
gonado-stimulines hypophysaires FSH et LH elle-même permise
par
la
sécrétion
pulsatile
de
GnRH,
neurohormone
hypothalamique qui comme chez l’homme est sécrétée sous
l’influence de stimuli d’origine interne ou externe. L'événement
majeur du cycle est la libération brutale de LH, qui provoque
l'ovulation. Le caractère cyclique de la sécrétion des
gonadostimulines est lié à des rétroactions négatives et positives
entre ovaire et complexe hypothalamo-hypophysaire.
Le complexe hypothalamo-hypophysaire détermine et règle de
façon cyclique, de la puberté à la ménopause, la sécrétion des
hormones ovariennes, ce qui a pour conséquence le
fonctionnement cyclique des organes cibles de ces hormones.
Cette coordination aboutit à réunir les conditions optimales
d'une fécondation et d'une nidation.
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