La reproduction et développement humain

Sciences & Technologie
REPRODUCTION
I.
CRPE
ET DEVELOPPEMENT HUMAIN
L’appareil génital masculin
Figure 1
L’appareil génital de l’homme
Les testicules ont une double fonction :
•
ils fabriquent les spermatozoïdes, c'est à dire les gamètes mâles
indispensables à la fécondation ;
•
ils produisent une substance chimique ou hormone, la testostérone,
déversée directement dans le sang.
La sécrétion de testostérone par les testicules est régulière, continue et se
produit pendant toute la vie. Cette sécrétion est très importante puisqu'elle
contrôle tout le fonctionnement sexuel :
•
elle est responsable des diverses transformations observées à la puberté
(accroissement des organes génitaux, pilosité, modification de la voix...) ;
•
elle est indispensable à la production de spermatozoïdes (depuis la
puberté jusqu'à la fin de la vie) ;
•
elle est responsable du maintien des caractères sexuels secondaires.
Le sperme ne contient pas seulement des spermatozoïdes. Il est surtout formé de
sécrétions nourricières provenant d'une part, des vésicules séminales (60 % du
volume total), d'autre part, de la prostate (20 % du volume total). Il contient aussi
les spermatozoïdes : 60 à 100 millions par centimètre cube. Le volume moyen de
sperme émis lors d'une éjaculation est de 3 à 4 cm³.
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II. L’appareil génital féminin
L'appareil génital de la femme est caractérisé par un fonctionnement cyclique qui
débute à la puberté et s’achève à la ménopause (vers 50 ans).
Figure 2
L’appareil génital de la femme (vue de face et de profil)
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Le cycle génital dont la durée est variable est marqué par :
•
un écoulement sanguin s’extériorisant au niveau de la vulve ; il constitue
les règles ou menstruation et marque le début du cycle ;
•
l'émission par l'un ou l'autre des ovaires d'un ovule. Ce phénomène appelé
ovulation se produit 14 jours avant le début du cycle suivant. Ainsi, de la
puberté à la ménopause, une femme produit environ 400 ovules.
III. Le cycle menstruel
L'événement le plus visible du fonctionnement de l'appareil génital de la femme est
la menstruation
L'utérus est un muscle creux, de la dimension et de la forme d'une poire
renversée. Il est tapissé intérieurement d'une muqueuse appelée endomètre qui
subit de profondes modifications au cours de chaque cycle menstruel. Les règles
correspondent à une destruction de cette muqueuse qui s'accompagne d'un
écoulement sanguin.
1. Caractéristiques du cycle
Le cycle menstruel a une durée moyenne de 28 jours. Il commence le premier
jour des règles et se termine à l'apparition des règles suivantes.
2. Mécanisme du cycle
Le cycle menstruel est sous la dépendance de l'hypophyse (petite glande qui
sécrète les hormones hypophysaires). Il se divise en 4 phases.
•
Phase des règles (menstruation)
Vers la fin du cycle, s'il n'y a pas eu de fécondation :
- le corps jaune s’atrophie et cesse de produire de la progestérone. La
chute brutale des oestrogènes et de la progestérone provoque la
destruction de l’endomètre ;
- la muqueuse utérine se décolle de l'utérus en arrachant les vaisseaux
qui l'ont nourrie : ce sont les règles, constituées de sang et de
débris de la muqueuse.
•
Phase pré-ovulatoire
Dès le premier jour des règles, l'hypophyse sécrète une hormone
hypophysaire, la FSH, qui agit sur l'ovaire et provoque :
- la maturation d'un follicule de De Graaf ;
- la maturation de l’ovule ;
- la sécrétion des œstrogènes.
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Les œstrogènes agissent sur l'utérus et provoquent la reconstruction de
l'endomètre afin de le rendre apte à la nidation : épaississement.
•
Phase ovulatoire
Sous l'action de l'hormone hypophysaire, la LH, le follicule se rompt et
libère son ovule : c'est l'ovulation. L'ovule est happé par le pavillon de la
trompe et commence son cheminement vers l'utérus.
•
Phase post-ovulatoire
L'hormone hypophysaire agit sur l'ovaire et provoque :
- la formation du corps jaune, dans le follicule rompu ;
- la sécrétion de progestérone et d'œstrogènes par le corps jaune.
La progestérone agit :
- sur l’endomètre : ses glandes sécrètent des éléments nutritifs
destinés à nourrir l'œuf fécondé, l'endomètre prend un aspect de
dentelle ;
- sur le col en provoquant sa fermeture et l'épaississement de la glaire
qui va devenir un véritable bouchon imperméable aux
spermatozoïdes ;
- sur la température du corps, en provoquant une hausse d'environ
0,5°C1.
Les œstrogènes continuent à faire proliférer la muqueuse utérine.
Ces hormones exercent un frein sur la sécrétion des hormones
hypophysaires : une nouvelle ovulation est impossible. Vers la fin du cycle,
le corps jaune s'atrophie, cesse de produire progestérone et œstrogènes.
La diminution de la concentration sanguine de ces hormones provoque la
destruction de l'endomètre et l'apparition de nouvelles règles : un
nouveau cycle commence.
Ainsi, au cours du cycle menstruel, on constate une évolution de l'utérus :
celle-ci constitue le cycle de l'utérus.
3. La période de fécondité
La survie de l'ovule est de 24 heures.
L'ovulation se produit généralement 14 jours avant l'apparition des règles
suivantes (quelle que soit la longueur totale du cycle). Elle est marquée par
une élévation de la température de 0,5°C environ.
1
L’observation d’une hausse de la température matinale en cours de cycle permet de déterminer la date de
l’ovulation.
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En période d'ovulation, la glaire secrétée par le col de l'utérus change
d'aspect ; elle devient filante : cela permet aux spermatozoïdes de franchir
le col. De plus, cette glaire assure la survie des spermatozoïdes.
Compte tenu de la survie de l'ovule (24 heures) et de celle des
spermatozoïdes (3 à 4 jours parfois plus), on considère que la période au
cours de laquelle les rapports sexuels peuvent être fécondants, s'étend du
9ème au 16ème jour, comptés à partir du 1er jour des règles (valable pour un
cycle de 28 jours). C'est la période de fécondité de la femme, elle est apte à
concevoir un enfant.
IV. Le cycle de l’ovaire
Les ovaires de la femme ont une double fonction :
•
ils fabriquent les cellules de la reproduction, c'est à dire les ovules (un
ovule est libéré chaque mois lors de l'ovulation) ;
•
ils secrètent les hormones féminines, oestrogènes et progestérone. Ces
hormones sont secrétées par les cellules qui entourent les ovules.
L'ensemble d'un ovule et des cellules sécrétrices qui l'entourent forme
un follicule.
La quantité d’hormones sexuelles sécrétées par l’ovaire n’est pas constante au
cours du cycle menstruel. L’ovaire fonctionne donc de manière cyclique. Le cycle de
l'ovaire comporte deux phases séparées par l'ovulation. Au cours de la première
phase, l'ovaire sécrète des oestrogènes en quantité croissante avec un pic juste
avant l’ovulation. Au cours de la deuxième phase, l'ovaire sécrète de la
progestérone en même temps qu’un peu d’oestrogènes.
Bien que la durée qui sépare deux menstruations présente des variations, le cycle
de l'utérus et celui de l'ovaire se déroulent de façon synchrone. La sécrétion des
hormones sexuelles commande le cycle de l'utérus.
Définition d'une hormone : c'est une substance chimique sécrétée à très
faible dose par un organe, et déversée dans le sang. Par voie sanguine, elle
atteint les organes cibles dont elle modifie le fonctionnement. Une hormone
est donc un messager qui assure la transmission d'informations d'un organe à
un autre permettant ainsi la corrélation entre les organes.
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Figure 3
Le cycle menstruel de la femme
V.
Rôle de l’hypophyse et de l’hypothalamus
Chez les hommes, la sécrétion de la testostérone est commandée par l'hypophyse.
Cette petite glande située sous le cerveau sécrète deux hormones (des
« gonadostimulines ») qui agissent sur les testicules. L'activité de l'hypophyse est
elle-même sous la dépendance d'une sécrétion d'un centre « neurosécrétoire »,
l'hypothalamus. Par ailleurs, les sécrétions hypophysaires sont ralenties lorsque le
taux de testostérone dans le sang dépasse un certain seuil. C'est le rétrocontrôle
du testicule sur l'hypophyse.
Chez la femme, on retrouve une régulation analogue. Des hormones sécrétées par
l'hypophyse stimulent le fonctionnement de l'ovaire. Ces gonadostimulines
contrôlent en particulier la sécrétion des hormones ovariennes. Un centre nerveux
situé au-dessus de l'hypophyse, l'hypothalamus, contrôle les sécrétions
hypophysaires par l'intermédiaire d'une « neurohormone ». Inversement, les
hormones ovariennes agissent sur le complexe hypothalamus-hypophyse en
stimulant ou en freinant ses sécrétions. Grâce à ce rétrocontrôle, un équilibre
hormonal complexe s'établit dans l'organisme
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Figure 4
Le fonctionnement génital
VI. La puberté
Entre 8 et 13 ans chez la fille (en moyenne vers 10 ans et demi), entre 10 et 14 ans
chez le garçon (en moyenne vers 11 ans et demi) débute un ensemble de
transformations profondes, morphologiques, physiologiques et psychologiques
appelé puberté.
La puberté qui correspond au début du fonctionnement des organes génitaux se
manifeste par :
•
l'apparition des premières règles chez la fille ;
•
la première éjaculation (émission de sperme) chez le garçon.
Les changements morphologiques et physiologiques de la puberté sont progressifs
et se déroulent en moyenne sur quatre ans. Pendant cette période, les organes
génitaux et l'organisme entier se transforment de telle sorte que l'enfant devient
adolescent, puis adulte avec apparition du pouvoir de se reproduire.
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Figure 5
Chronologie des changements qui surviennent
lors de la puberté
Ces transformations profondes s'accompagnent de changements psychologiques
importants. Les résultats d'enquêtes montrent de grandes variations sur les dates
d'apparition des différents signes.
A la puberté, tous les organes indispensables à la reproduction se développent :
•
chez le garçon, augmentation de la taille de la verge, du volume des
testicules et des glandes annexes ;
•
chez la fille, développement de l'utérus, du vagin et des seins.
A la puberté, la fille se féminise (apparition des seins...), le garçon se virilise
(élargissement des épaules, apparition de la barbe...). Ces différences entre fille et
garçon constituent les caractères sexuels secondaires.
La puberté, ensemble des changements morphologiques, physiologiques, et
psychologiques qui marquent le passage de l'état d'enfant à celui d'adulte,
correspond à la mise en place de l'équilibre hormonal.
Une nette augmentation de la concentration des hormones hypophysaires dans le
sang a été mise en évidence chez la fille à partir de dix ans. Cette augmentation
est suivie d'un accroissement immédiat de la concentration en hormones
ovariennes. Chez le garçon, on retrouve un fonctionnement identique dès l'âge de
11 ans.
L'accroissement des sécrétions hypophysaires est elle-même commandée par les
sécrétions des neurohormones de l'hypothalamus. Ainsi la puberté correspond à
une cascade d'activation : hypothalamus ð hypophyse ð ovaire (ou testicule) ð
changements morphologiques et physiologiques du corps.
L'âge d'apparition de la puberté varie selon les individus. Il est actuellement de
plus en plus précoce. On l'explique par différents facteurs dont une meilleure
qualité de l'alimentation. A l'inverse, certains retards pubertaires peuvent
s'expliquer par des stress psychiques, une malnutrition...
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VII. La fécondation et le début de la vie
Chez une femme, la période féconde n'est que de quelques jours par cycle. Si le
rapport sexuel a lieu pendant cette période, la fécondation peut se produire.
L'oeuf qui résulte ne tarde pas à se diviser. C'est le point de départ d'un nouvel
individu.
Figure 6
La fécondation,
nidation de l’œuf
la
migration
et
la
La fécondation marque le début de la grossesse. Elle se produit dans la partie
supérieure de la trompe. Les spermatozoïdes y arrivent quelques heures après
l'acte sexuel. Au cours de la fécondation, les noyaux de l'ovule et du
spermatozoïde fusionnent. L'œuf fécondé se divise rapidement en 2, 4, 8 puis 16
cellules ; il descend le long de l'oviducte et, une semaine plus tard, parvient dans
l'utérus dont l'endomètre est très épaissi. Il s'y implante (c'est la nidation) et y
poursuit son développement pendant les 9 mois de la grossesse. La menstruation
n'a donc pas lieu à la date habituelle. Cette absence peut être l'indication d'une
maternité.
VIII. De la vie embryonnaire à la naissance
En se divisant, la cellule oeuf ne donne pas seulement naissance à l'embryon, mais
aussi à toutes les annexes indispensables :
•
l'amnios, dont la cavité contient le liquide amniotique qui met l'embryon à
l'abri des chocs et, en partie, de la pesanteur ;
•
le cordon ombilical qui relie l'embryon au placenta ; ce cordon de 50 à 60
cm de longueur permet une certaine mobilité de l'embryon dans la cavité
amniotique ;
•
le placenta qui permet des échanges entre le sang de l'enfant et celui de
la mère (échange de substances nutritives, d'oxygène, de déchets, de
substances chimiques telles que médicaments, alcool, toxines de certains
microbes) bien qu'il n'y ait jamais de mélange du sang maternel et du sang
foetal.
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Pendant les trois premiers mois, selon un programme défini à l'avance, tous les
organes se mettent en place. C'est la période embryonnaire. A partir de 2 mois,
l'embryon s'appelle foetus. La vie fœtale est essentiellement une période de
croissance.
IX. La gestation
La gestation (ou grossesse) se déroule sur 9 mois, de la nidation à la naissance.
1. Les sécrétions hormonales
Dès la nidation, certaines cellules de l'œuf sécrètent une hormone de
grossesse : l'hormone gonadotrophine chorionique humaine (appelée HCG).
Par ailleurs, le corps jaune se développe, ses cellules continuent à sécréter la
progestérone et les œstrogènes qui maintiennent l'évolution de la grossesse.
Toutes ces hormones se retrouvent facilement dans le sang et dans les
urines de la femme enceinte.
2. Le développement embryonnaire et fœtal
En se développant, l'œuf va se différencier en deux grands ensembles :
d'une part, l'embryon qui deviendra le fœtus puis l'enfant, et d'autre part,
les annexes fœtales, ensemble d'organes transitoires permettant la vie et le
développement du fœtus.
•
Les premières semaines : le disque embryonnaire
Le bouton embryonnaire s'aplatit pour former un disque : le disque
embryonnaire. Les cellules de ce disque donneront naissance aux
différents organes de l'enfant.
•
Dès la fin du 1er mois, le « cœur bat »
A la fin de la 3ème semaine, l'embryon est en arc de cercle et présente à
chacune de ses extrémités un petit renflement : le renflement supérieur
donnera la tête, le renflement inférieur correspond au coccyx.
Au cours de ce 1er mois, le cœur s'ébauche et commence à battre. La
circulation sanguine se met en place.
Taille et poids : l’embryon mesure 5 mm et pèse environ 5 g.
•
Le 2ème mois, les organes s'ébauchent
Avec l'ébauche des yeux, des oreilles, de la bouche et du nez, le visage
commence à se dessiner.
Le renflement inférieur formant une queue, se modifie.
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Les membres s'allongent et se terminent par des palettes où s'ébauchent
les futurs doigts et orteils.
A l'intérieur de l'organisme s'ébauchent différents organes : le cerveau,
l'appareil respiratoire, l'appareil digestif (et les glandes qui s'y
rattachent)...
Taille et poids : l’embryon mesure 2,5 cm et pèse environ 11 g.
•
Le 3ème mois, le fœtus a l'aspect humain
Le fœtus prend forme humaine :
- le visage s'arrondit, la tête de redresse,
- la queue s'estompe,
- le sexe se différencie et devient visible (pour un garçon).
Taille et poids : le fœtus mesure 10 cm et pèse environ 45 g.
•
Les 4ème et 5ème mois, les organes fonctionnent
Les différents organes deviennent fonctionnels :
- le rein sécrète de l'urine, qui sera éliminée dans le liquide
amniotique,
- le foie fabrique de la bile, qui sera transformée en méconium et
s'accumulera dans l'intestin,
- les cheveux et les ongles apparaissent.
Les mouvements du fœtus peuvent être ressentis par la mère.
Taille et poids : le fœtus mesure 30 cm et pèse environ 500 g.
•
Le 6ème mois, le fœtus est « viable »
A partir du 6ème mois, le fœtus est considéré comme viable. S'il naissait, il
serait un grand prématuré.
Taille et poids : le fœtus mesure 40 cm et pèse environ 1 kg à la fin de ce
mois.
•
Les 7ème et 8ème mois, le fœtus bascule « tête en bas »
Le fœtus bascule généralement la tête en bas vers le 7ème mois. La
fonction respiratoire atteint sa maturité.
Certains points d'ossification apparaissent et permettent d'évaluer l'âge
fœtal.
Taille et poids : le fœtus mesure 45 cm et pèse environ 2,500 kg.
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•
CRPE
Le 9ème mois, le fœtus est « prêt à naître »
C'est au terme de ce mois que s'achève la vie intra-utérine. L'enfant est
alors réellement prêt pour la naissance.
Taille et poids : le fœtus mesure 50 cm et pèse environ 3,250 kg.
3. Rôle du placenta
Le sang maternel et le sang fœtal ne sont jamais en contact direct l'un avec
l'autre. Les différents échanges se font au travers de la barrière
placentaire.
Le placenta a trois grandes fonctions : échange, respiration et nutrition.
•
La fonction d’échange
- Les échanges respiratoires
Les poumons du fœtus n'étant pas fonctionnels, la fonction
respiratoire est assurée par le placenta ; le fœtus puise le dioxygène
(O2) présent dans le sang maternel et y rejette le dioxyde de
carbone (CO2).
- Les échanges nutritifs
Le placenta permet :
– le passage des éléments nutritifs de la mère au fœtus et joue
un rôle d'organe de réserve,
– l'évacuation des déchets du fœtus (l'urée) qui sont rejetés
dans la circulation maternelle.
•
La fonction de protection
La barrière placentaire arrête pratiquement toutes les bactéries. En
revanche, elle est perméable à la plupart des virus.
Certains anticorps maternels passent la barrière placentaire et donnent
au nouveau-né une immunité passive.
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Cependant beaucoup de médicaments et de produits toxiques passent la
barrière placentaire (les femmes enceintes doivent donc être prudentes).
•
La fonction hormonale
Le placenta sécrète de nombreuses hormones permettant le
développement de la grossesse. Une de ces hormones intervient dans le
développement des glandes mammaires et dans la sécrétion du lait.
Ces hormones se retrouvent dans le sang et les urines de la femme
enceinte et permettent de faire le diagnostic de la grossesse et
d'évaluer la vitalité du fœtus.
X.
La naissance
270 jours environ après la fécondation, l'enfant est prêt à venir au monde.
1. L'accouchement
L'accouchement comporte trois temps successifs :
•
la dilatation du col de l'utérus (durée : 8 heures) ;
•
l'expulsion de l'enfant par contractions des muscles de l'utérus et
contractions des muscles abdominaux (durée : 1 heure environ) ;
•
la délivrance ou expulsion du placenta qui se produit dans la demi-heure
qui suit la naissance.
Pendant la vie foetale, presque tous les organes ont déjà fonctionné ; une
exception pourtant, les poumons. Dès que sa tête apparaît hors du vagin,
l'enfant aspire son bol d'air, déplisse ses alvéoles pulmonaires et expire
profondément en poussant son premier cri. La circulation pulmonaire devient
alors active.
2. L'allaitement
Un nouveau-né n'est pas un « petit adulte en réduction » : c'est un être
inachevé, très fragile. Le lait maternel n'est pas seulement un aliment
complet, dont les divers constituants sont présents dans des proportions
idéales. Transmis à la température optimale, de digestion facile et rapide, il
contient aussi des substances (immunoglobulines) qui aident l'enfant à
résister aux infections. Le lait maternel n'a donc pas uniquement un rôle
nutritif, mais également une action protectrice contre les maladies
microbiennes. Pour des raisons diverses, le lait maternel est souvent
remplacé par du lait de vache « maternisé », c'est-à-dire adapté au nouveauné humain par des procédés industriels, et donné au biberon.
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XI. Vrais et faux jumeaux
Les « vrais jumeaux » sont des jumeaux uniovulaires, les « faux jumeaux », des
jumeaux diovulaires. La ressemblance entre des vrais jumeaux (ils sont toujours du
même sexe) est le plus souvent étonnante. Par contre, les faux jumeaux ne sont pas
obligatoirement du même sexe, et ne sont pas plus semblables entre eux qu'ils ne
le sont avec leurs autres frères et soeurs.
XII. La fécondation in vitro
Un bébé né par fécondation in vitro est faussement appelé « bébé éprouvette ».
La fécondation in vitro est une technique médicale récente qui réalise « in vitro »
ce qui a lieu normalement dans le corps de la femme. Le principe comprend
notamment :
•
le prélèvement de l'ovocyte par ponction guidée par échographie ;
•
les étapes biologiques de maturation de l'ovocyte, de fécondation, de
culture de l'embryon pendant 24 heures ;
•
la réimplantation dans l'utérus de l'embryon formé de 4 cellules.
La fécondation in vitro est pratiquée lorsque la chirurgie ne peut résoudre les cas
de stérilité dues à l'obstruction des trompes.
XIII. La régulation des naissances
La contraception est l'ensemble des méthodes qui permettent à un homme et à une
femme d'avoir des relations sexuelles en évitant les risques de grossesse.
Certaines de ces méthodes sont utilisées depuis longtemps (méthode du retrait),
d'autres sont le résultat de
découvertes médicales récentes (pilules
contraceptives).
La pilule contraceptive est une méthode de contraception orale (il y a absorption
d'hormones de synthèse par la bouche). C’est une méthode « générale », c'est à
dire que les substances chimiques absorbées se répartissent par voie sanguine dans
tout le corps et modifient provisoirement l'équilibre hormonal naturel.
Les méthodes locales ne modifient pas l'équilibre hormonal du corps. Elles agissent
localement :
•
en empêchant les spermatozoïdes
préservatifs, spermicides) ;
•
en empêchant la nidation (stérilet). En France, l'utilisation du stérilet est
réservée aux femmes qui ont déjà eu des enfants. Cette précaution est
prise en réponse à une complication rare mais possible : le risque de
stérilité provoquée par une infection.
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de
rejoindre
l'ovule
(retrait,
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