La troisième semaine du développement embryonnaire
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La troisième semaine du développement embryonnaire Introduction Elle commence au 15e jour se termine au 21e jour développement. Elle se divise en deux parties distinctes : Lors de la première partie, le disque embryonnaire va former Trois feuillets à partir de l’épiblaste. Lors de la seconde partie, les Trois feuillets vont comment à évoluer afin de former les différents organes : - La neurulation va débuter au niveau de l’ectoblaste. L’entoblaste formera l’allantoïde. Le mésoblaste IE va se différencier. Vont également naitre des ébauches vasculo-sanguines au niveau du Mésoblaste EE, ainsi que des échanges entre le sang maternel et le sang embryonnaire. I- Les modifications de l’organisme maternel A. L’absence de règles À ce stade, les règles devraient normalement survenir, mais l’endomètre est maintenu par les hormones (Progestérone et Œstrogène) : Aménorrhée, c'est-à-dire l’absence de règles. Mais il faut être prudent car une grossesse entraine une aménorrhée mais une aménorrhée n’est pas forcement synonyme de grossesse, elle peut être due à plusieurs causes diverses. De plus, la libération du caillot formé par la cicatrisation de l’endomètre après la pénétration du blastocyste libère un saignement, qui peut être confondu avec les règles. B. Les signes cliniques D’autres signes cliniques inconstants, en association avec l’aménorrhée, vont traduire la grossesse : Des tensions et gonflements au niveau des seins induits par la sécrétion œstro-progestative. Nausées et vomissement, par modification de la contracture des muscles lisses Des constipations, dues à la mise au repos de certains muscles lisses. Pollakiurie : Augmentation de la fréquence des mictions, qui sont plus petites, puisque l’augmentation de volume de l’utérus exerce une pression sur la vessie. Augmentation du volume de l’utérus. L’hCG sécrétée par le syncytiotrophoblaste va définitivement transformer le corps jaune en corps gestatif qui perdure lors de la grossesse et produisant des hormones, afin de maintenir la muqueuse utérine. La progestérone est maintenant en quantité suffisante afin d’être détectable dans les urines. Tests de grossesse possibles. Tutorat PACES Amiens 1 II- Modification de la sphère choriale Rappel : A partir du 13e jour, toutes les lacunes du syncytiotrophoblaste vont confluer afin de former en périphérie la chambre intervilleuse présentant des villosités qui relient son plafond (Vers l’embryon) à son plancher (Tourné vers le Myomètre). Plafond de la sphère choriale Syncytiotrophoblaste Plancher de la sphère choriale Cœlome externe A. Les villosités primaires Dès la fin de la 2e semaine, des cellules cytotrophoblastiques vont venir se loger dans l’axe des villosités de la sphère choriale. En effectuant une coupe transversale au niveau des villosités de la chambre intervilleuse, on aperçoit le cytotrophoblaste dans l’axe central du pilier, entouré par le syncytiotrophoblaste. Ces villosités primaires sont observables entre le 13e et le 16e jour. On retrouve deux types de villosités dans la chambre intervilleuse : Syncytiotrophoblaste Cytotrophoblaste Les villosités crampons, reliant le plafond au plancher. Les villosités libres, naissant du plafond, mais n’atteignant pas le plancher. B. Les villosités secondaires Du 16e jour au 18e, le mésoblaste extra-embryonnaire va à son tour s’infiltrer et écarter les cellules trophoblastiques de l’axe central afin de former les villosités secondaires. C. Les villosités tertiaires De J18 jusqu’à la fin de la troisième semaine (J21), le tissu mésoblastique extra-embryonnaire va voir naitre en son sein des capillaires sanguins, qui vont se développer dans les villosités de la chambre intervilleuse, formant les villosités tertiaires, mais également au niveau du pédicule de fixation. La chambre intervilleuse ne va persister que dans le pôle embryonnaire afin de former le futur placenta. Tutorat PACES Amiens 2 III- Les modifications du disque embryonnaire A. Sur le plan morphologique Au cours de cette 3e semaine, le disque embryonnaire va considérablement augmenter de taille du fait de mitoses : Le disque embryonnaire finit la deuxième semaine avec une taille approximative de 0.2 mm dans son plus grand axe, alors qu’il finit la troisième semaine avec son plus grand axe d’une longueur de 2 à 3 mm. De plus, des croissances différentielles vont permettre la mise en place de différentes structures. La mise en place des trois feuillets embryonnaires, provenant tous de l’épiblaste, et à l’origine de toutes structures embryonnaires et fœtales : L’endoblaste. Le mésoblaste intra-embryonnaire. L’ectoblaste. Ils vont être à l’origine de toutes les structures retrouvées chez l’adulte. La formation de la chorde qui va constituer des axes de différenciation, notamment : Un axe céphalo-caudale. Un axe droite/gauche. Un axe antéropostérieur. B. 1e partie de la troisième semaine : La formation d’un embryon tridermique 1. Mise en place des trois feuillets, autour de la Ligne primitive Il y a tout d’abord la mise en place à la surface de l’épiblaste, à partir de la partie caudale de l’embryon, un sillon axial entouré de deux renflements saillant dans la cavité amniotique, ce qui forme la ligne primitive. L’embryon est d’un diamètre de 0.3 à 0.4 mm. Cette ligne primitive sera alors le lieu d’une prolifération accrue des cellules épiblastiques, formant les renflements. C.A . V.V. II A J16, à l’extrémité céphalique de la ligne primitive, on retrouve une petite dépression suivie d’un bourrelet : Le nœud de Hensen. Lorsque ces cellules épiblastiques vont s’accumuler autour de la ligne primitive via leur prolifération, elles vont s’invaginer et migrer sous l’épiblaste, leur détachement suit de près. Cette prolifération est contrôlée par le Fibroblastic Growth Factor FGF8 produit par les cellules de la ligne primitive, qui agit sur la cadhérine-E, jouant un rôle dans l’adhérence entre les cellules épiblastiques. Ces cellules nouvellement détachées vont se diviser en deux contingents, l’Entoblaste et le Mésoblaste intra-embryonnaire : L’entoblaste Certaines cellules épiblastiques vont s’intégrer au feuillet hypoblastique et repousser les cellules présentes auparavant vers les parois latérales. Ce mécanisme s’effectue de manière latérale et axiale, et est à l’origine de la formation de l’entoblaste. Cet épithélium endoblastique donnera les épithéliums de revêtement et glandulaires de l’appareil digestif et l’épithélium de l’appareil respiratoire. Tutorat PACES Amiens 3 Le mésoblaste intra-embryonnaire IE Certaines cellules migrent entre l’entoblaste en voie de constitution et l’épiblaste, qui, progressivement, après migration totale des cellules, prendra le nom d’ectoblaste. Elles formeront le Mésoblaste intra-embryonnaire. En périphérie, il entre en contact du mésoblaste extra-embryonnaire. Il existe tout de même Deux régions axiales où le mésoblaste IE ne pourra pas s’interposer entre l’ectoblaste et l’entoblaste, qui resteront en contact étroit, ce sont : Zone cardiogène Dans la partie céphalique, la membrane pharyngienne. Dans la partie caudale, la membrane cloacale. Membrane pharyngienne Nœud de Hensen Ligne primitive Membrane cloacale La position des cellules par rapport à la ligne primitive va déterminer leur destination, selon un schéma de candélabre (Chandelier) : Les cellules les plus caudales auront une destination latérale alors que les cellules les plus encéphaliques vont avoir une destination plus antérieure. Le mésoblaste qui va passer en avant de la membrane pharyngienne va constituer l’aire cardiogène, au niveau de l’extrémité la plus céphalique qui soit, responsable de la formation du Cœur. La ligne primitive va être active jusqu’à la fin de la 4e semaine du développement approximativement. Ensuite, l’embryon va grandir, et le nœud de Hensen qui se trouvait à l’initial en position central va reculer du fait de la croissance céphalique plus importante. L’ectoblaste Après avoir subi ces migrations, l’épiblaste va prendre le nom d’ectoblaste qui va être à l’origine du neurectoblaste (SN) et de l’ectoblaste superficiel (Épiderme). 2. La chorde Elle apparait entre J19 et J20. Diamètre embryonnaire de 0.8 à 0.9 mm. Il y a tout d’abord formation vers J17 de la plaque prochordale (Essentiel dans la formation du cerveau antérieur). Elle correspond à une première vague de cellules ectoblastiques se détachant du nœud de Hensen et subissant une transformation mésenchymateuse afin de migrer vers la région céphalique. Ces cellules vont être arrêtées dans leur progression par la membrane pharyngienne, c’est à cet endroit que la plaque prochordale va naître. A coté va se former un cordon cellulaire plein, le processus chordal : A partir du nœud de Hensen, une deuxième vague de cellules vont s’invaginer tout en conservant leur organisation épithéliale. Elle va être stoppée par la plaque pro-chordale. SCHEMA 1 Ce processus va dans un deuxième temps se creuser afin de former un canal dont le plancher va s’accoler à l’entoblaste, le Canal chordal reposant sur l’entoblaste en formation. Tutorat PACES Amiens 4 Advient ensuite une fusion entre le plancher du canal chordal et l’entoblaste. Elle va être suivie par une résorption qui commence dans la région céphalique et s’étend progressivement dans la région caudale. Lorsque le plancher du canal s’est totalement intégré au plafond de l’endoblaste, une communication entre la vésicule secondaire et la cavité amniotique s’établit, via le canal neurentérique. SCHEMA 2 1. Vue supérieure 2. Vue latérale Zone de fusion Zone cardiogène Membrane pharyngienne Plaque prochordale Processus chordal Nœud de Hensen Ligne primitive Membrane cloacale Après la formation de cette plaque chordale, la chorde définitive va pouvoir se mettre en place. Les cellules entoblastiques vont se refermer définitivement et éjecter la plaque chordale reconstituant un cordon plein. La chorde constitue l’axe de symétrie de base au squelette axial. Ses cellules persistent au niveau du noyau pulpeux dans les disques intervertébral. 3. Le développement des axes de l’embryon Un peu avant et pendant la troisième semaine, le disque va développer des axes de symétries : L’axe céphalo-caudale La partie céphalique Les gènes OTX2, LIM1 et HESX1 vont être essentielles à la formation de la tête et vont être exprimés à l’extrémité antérieure du disque embryonnaire et ceci par l’entoblaste. Ce sont des facteurs de transcription qui induisent la sécrétion de la molécule Cerberus qui joue un rôle très important dans la formation et la différenciation de la tête. La partie caudale Dans la région caudale, la Ligne primitive suivra l’expression des gènes de la famille des TGF β, des gènes nodaux « Activine like ». HNF3 β va assurer le développement du nœud de Hensen et induire plus tard la formation du cerveau antérieur et moyen. Tutorat PACES Amiens 5 L’axe dorso-ventral Ventralisation Un autre membre de la famille TGF β, BMP4 (Bone Morphogenetic Protein) va intervenir dans toute l’étendue du disque. En présence de FGF (Fibroblastic Growth Factor), BMP4 va ventraliser le mésoblaste intraembryonnaire : Formation du mésoblaste intermédiaire responsable des ébauches rénales, des vaisseaux et de la paroi abdominale. Dorsalisation Mais, l’action de BMP4 va être inhibée par la Chordine (Produite par la chorde), la Noggin, et la Follistatine, dans la région centrale (Autour de la chorde) : Dorsalisation autour de la chorde. BMP4 intervient également dans l’axe céphalo-caudale, puisque son action débute tout d’abord seulement dans la région caudale, qui sera alors une région plus atteinte par ce facteur. L’asymétrie droite-gauche Elle est due à la sécrétion de FGF8 qui induit l’expression du gène nodal dans la partie gauche de l’embryon, FGF8 va également induire l’expression du LEFTY-2. Ces deux gènes réguleront le gène PITX2, jouant un rôle dans la formation de l’estomac, du cœur et de l’intestin primitif. Le nœud de Hensen produit également un facteur appelé Sonic Hedgehog SHH qui joue un rôle sur la formation du cerveau. Cette sécrétion va être bloquée dans la moitié droite du nœud de Hensen, par le récepteur 2A de l’activine bloquant l’expression du SHH. D’autres gènes apparaissent dans la partie droite comme le facteur de transcription Snail qui va réguler les gènes effecteurs de la latéralisation droite. Les cellules présentes à la face ventrale du nœud de Hensen présentent des cils battants et généré un flux nodal d’où le transport de certaines cellules vers la gauche. Pathologie : Lorsque les cils sont immobiles, se forment des situs inversus, avec tous les organes inversés en miroir, voire des développements d’organe dans des positions aléatoires. C. 2e partie de la troisième semaine : L’évolution des feuillets A partir de J18, l’embryon mesure 1mm voire un 1.5 mm de diamètre. 1. Formation de l’Allantoïde Un diverticule naissant dans la région caudale au niveau de la paroi de la V.V.II va s’enfoncer dans le pédicule de fixation : C’est l’Allantoïde : un canal qui communique avec la VVII, il possède une extrémité borgne et joue un rôle important car il permettra de raccorder la vascularisation intra-embryonnaire et la vascularisation placentaire. Tutorat PACES Amiens 6 2. Formation des Gonocytes primordiaux A la même période se forme au sein de la splanchnopleure EE des cellules, les Gonocytes primordiaux, ils se développent autour de la racine de l’Allantoïde. C’est vers la fin de la Troisième semaine que ces Gonocytes commencent leur migration vers les futures gonades. 3. La neurulation La Plaque neurale Entre J18 et J19, une région de l’ectoblaste, en avant du nœud de Hensen et juste au dessus de la chorde, va s’épaissir et constituer la plaque neurale. Elle correspond à la différenciation de l’ectoblaste en deux parties : Le neurectoblaste, correspond à la région de la plaque neurale. Elle prend une forme de raquette enflée dans la région antérieure. De chaque côté du neurectoblaste, l’ectoblaste superficiel, induisant l’épiderme. La Gouttière neurale Cette plaque va se déprimer au centre et ses bords vont se relever afin de former à la fin de la 3e semaine (J20, axe de 2 mm) la gouttière neurale, ouverte à la cavité amniotique. On peut alors individualiser les cellules à la jonction entre neurectoblaste et ectoblaste superficiel, on voit ainsi apparaitre les Crêtes neurales. Les cellules de ces jonctions sont assez différentes et vont migrer dans plusieurs endroits. Du fait de la croissance, on a l’impression que la ligne primitive a rétrécie, mais en fait non !! C’est en fait la plaque neurale qui a énormément grandi. De plus les rapports anatomiques sont étranges, puisque le futur cerveau se trouve dans une partie plus caudale que la future bouche et le futur cœur. C’est au cours de la 4 e semaine que les rapports vont s’inverser et que l’on va retrouver l’anatomie que l’on connait tant. 4. L’évolution du mésoblaste intra-embryonnaire Elle a lieu entre J19 et J20, de chaque côté de la plaque neurale, trois bandes tissulaires vont apparaitre : Le mésoblaste para-axial Il se trouve de chaque côté de la chorde, c’est une région où BMP4 est inhibé (Région de dorsalisation) entoure la plaque neurale. Au cours de J20, les cellules vont se regrouper en amas assez volumineux qui vont s’individualiser en bloc tissulaires de mésoblaste intra-embryonnaire que l’on appelle les somites. Ces somites apparaissent par paire, un bloc de chaque côte. Au 21e jour du développement, en fonction de l’heure de l’examen, on compte de 4 à 7 paires de somites présents dans l’embryon. Ces paires suivent un phénomène de métamérisation qui commence dans la future région de la base du crâne avant de s’étendre. Tutorat PACES Amiens 7 Le mésoblaste intermédiaire Elle correspond à la bande située entre le mésoblaste para-axial et le latéral. Il est sous l’influence de BMP4 et de FGF et constitue de chaque côté de la plaque neurale un cordon cellulaire : Le cordon néphrogène, à partir duquel se mettront en place les reins. Ce cordon se met en place tout le long de la chorde, en regard de chaque somite. Il forme des néphrotomes qui suivront une vague d’évolution puis d’involution pour ceux qui ne se trouvent pas dans la région définitive du rein, plus tard dans le développement. Le mésoblaste latéral Il correspond à la périphérie de l’embryon, en contact avec le mésoblaste EE. Il est sous l’action de BMP4 (Ventralisation). On voit apparaitre des lacunes qui vont confluer rapidement afin de former une seule cavité : Le cœlome interne, préfigurant les futures séreuses (Péricarde, Plèvres et Péritoine). Cette cavité a divisé le mésoblaste intra-embryonnaire latéral en deux lames : Une lame mésoblastique en contact avec l’entoblaste : La splanchnopleure intra-embryonnaire, en continuité de la splanchnopleure EE. Une partie en contact avec l’ectoblaste superficiel : La somatopleure intra-embryonnaire, en continuité de la somatopleure EE. Plus on se latéralise, plus l’action de BMP4 et de FGF va s’accentuer puisque la chorde produit la chordine inhibant MBP4, ce qui va entraîner la différenciation des différentes bandes. 5. Le système vasculaire Dans la Splanchnopleure intra-embryonnaire Vont se développer des ilots cellulaires angioformateurs : Un phénomène d’apoptose ne va laisser que les cellules périphériques qui forment ainsi des cavités vasculaires. Ce système vasculaire IE comportera 2 tubes cardiaques, 2 aortes, 4 veines cardinales et un réseau de capillaires. Dans la Splanchnopleure extra-embryonnaire Dans la Splanchnopleure EE, on voit apparaitre le même type d’ilot angioformes mais avec une légère nuance : Les cellules périphériques vont donner les parois vasculaires mais les cellules dans la région la plus centrale vont prendre une forme arrondie et vont s’isoler, elles seront à l’origine des premiers éléments figurés sanguins : Ces cellules sont dites angio-sanguino-formateurs. Les vaisseaux néoformés vont être à l’origine par confluence d’un réseau vasculaire vitellin (Splanchnopleure EE) qui va comporter deux artères et deux veines placées à droite et à gauche. Ce système va se raccorder au système vasculaire intra-embryonnaire. Tutorat PACES Amiens 8 A la fin de la 3e semaine, les réseaux vasculaires extra et intra-embryonnaires vont se retrouver. Des battements cardiaques vont apparaitre et une circulation va se mettre en place : Les éléments sanguins formés dans la paroi de VV.II (Splanchnopleure EE) vont pouvoir rentrer dans le système vasculaire embryonnaire grâce à l’apparition de battements cardiaques. Le système vasculaire allantoïdien Dans le pédicule de fixation, des vaisseaux vont se mettre en place autour de l’allantoïde : 2 artères et 2 veines. Ce système va également se raccorder au système veineux embryonnaire ainsi qu’au réseau vasculaire des villosités tertiaires. Les artères et veines allantoïdiennes vont se raccorder avec les systèmes vasculaires IE et permettre de créer un lien entre l’embryon et le système des villosités tertiaires. Il y a alors Communication entre l’embryon (Villosités) et le sang maternel (Chambre intervilleuse). Formation d’une zone d’échange à travers une barrière tissulaire entre le sang embryonnaire et maternel. IV- Potentielles pathologies de l’embryon Cette 3e semaine présente une très grande sensibilité aux agents tératogènes (Induisant des malformations chez le futur nouveau-né) qui peuvent avoir des conséquences cliniques très graves : Des doses d’alcools vont détruire des cellules au niveau de la ligne médiane. Malformation cranio-facial et du SNC. L’interruption de la mise en place du mésoblaste intra-embryonnaire à l’extrémité caudale est à l’origine d’une quasi-absence du développement du pôle inférieur de l’embryon. Sirénomélie (Fœtus se terminant en « queue de poisson »). Une anomalie de mise en place de l’anomalie droite/gauche (Pathologie des cils immobiles) peut être à l’origine d’un situs inversus. Inversion de la position des organes, on parle du syndrome de Kartagener. Les conséquences sont nombreuses, on note la dilatation du système respiratoire ou encore des sinusites à répétition. Si la ligne primitive ne disparait pas au cours de la 4e semaine, des tumeurs peuvent apparaître dans la région saccro-coccigiène, ce sont des tératomes qui se mettent en place à partir des 3 feuillets mésoblastiques intra-embryonnaires. Jusqu’à la 3e semaine, il y a possibilité d’obtenir des vrais jumeaux. Elle est due à l’apparition de Deux lignes primitives. Au stade blastocyste, la masse cellulaire peut se diviser en deux et donner une deuxième cause de la formation de vrais jumeaux. Cette grossesse gémellaire sera mono-choriale et mono-amniotique. Elle représente 1 à 2% des vrais jumeaux, fréquemment à l’origine de Jumeaux conjoints (Siamois). Tutorat PACES Amiens 9
