physiologie de la procréation - Univ

Biologie
PHYSIOLOGIE DE
LA PROCRÉATION
CUEEP - USTL
DÉPARTEMENT SCIENCES
JACQUES COGET
Mars 2008
Table des matières
Table des matières
3
I - Introduction
5
II - Considérations préliminaires
7
A. Observation N°1..............................................................................7
B. Observation N°2..............................................................................8
C. Observation N°3..............................................................................9
III - Du sexe génétique au sexe phénotypique
13
A. Du sexe génétique au sexe phénotypique..........................................13
B. Exercice d'application......................................................................15
IV - Activité génitale et production hormonale
17
A. Chez l'homme................................................................................17
B. Chez la femme...............................................................................19
C. Exercice d'application 1...................................................................24
D. Exercice d'application 2...................................................................25
V - Activité génitale et régulation centrale
27
A. Le complexe hypothalamo-hypophysaire............................................27
B. Régulation hormonale chez l'homme.................................................30
C. Régulation hormonale chez la femme................................................32
D. Exercice d'application N°1...............................................................35
E. Exercice d'application N°2................................................................36
CUEEP/USTL
3
VI - De la fécondation à la parturition
39
A. Segmentation, migration et nidation.................................................39
B. Le développement embryonnaire......................................................41
C. Hormones et gestation....................................................................45
D. Exercice d'application N°1...............................................................47
E. Exercice d'application n°2................................................................48
VII - La lactation
51
A. La lactation...................................................................................51
B. Exercice d'application......................................................................53
VIII - La contraception hormonale
55
A. La contraception hormonale.............................................................55
B. Exercice d'application......................................................................57
Solution des exercices de TD
4
59
CUEEP/USTL
I-
Introduction
I
Du latin «procreare» (= engendrer), la procréation regroupe l'ensemble des
processus qui permettent à deux individus sexués (un mâle et une femelle) de
donner naissance à un nouvel individu.
Bien que le terme soit en principe réservé à l'espèce humaine, il faut toutefois noter
que la plupart des animaux, et notamment les mammifères, procréent plus qu'ils ne
se reproduisent dans la mesure où l'être nouvellement conçu est toujours unique et
qu'il diffère de ses géniteurs en raison du brassage génétique qui s'opère lors de la
fabrication des gamètes (méiose) et de leur rencontre (fécondation).
Méiose, gamétogenèse et fécondation étant supposés connus (cf. EC III du
Bio 9), nous ne nous intéresserons ici qu'aux mécanismes génétiques et hormonaux
qui permettent le bon déroulement de la procréation, à savoir :
y
y
y
y
le déterminisme du sexe,
la mise en place de l'activité génitale et sa régulation,
les principales étapes de la grossesse,
la lactation.
Enfin, une dernière partie sera consacrée à la maîtrise de la procréation par
contraception hormonale.
CUEEP/USTL
5
Considérations
préliminaires
II -
II
Observation N°1
7
Observation N°2
8
Observation N°3
9
Plusieurs observations effectuées chez l'animal vont nous permettre de poser le
problème et de préciser les différents facteurs impliqués.
A. Observation N°1
Observation N°1
Chez la Grenouille, le mâle présente, en période de reproduction, des petites
excroissances au niveau des membres antérieurs, dénommées callosités, qui
servent à maintenir la femelle pendant l'accouplement.
On constate :
a) que ces callosités n'apparaissent jamais chez les femelles,
b) que ces callosités n'apparaissent pas chez le mâle castré,
c) que ces callosités réapparaissent après injection d'extraits testiculaires.
Interprétation
a) Seuls les mâles présentant des callosités, il s'agit d'un cas de dimorphisme
sexuel, c'est-à-dire d'un caractère permettant de distinguer le mâle de la femelle
au sein d'une même espèce (par exemple le lion porte une crinière, la lionne n'en
porte pas).
b) Dans le cas de la grenouille, ce caractère n'étant pas permanent, il faut donc
envisager l'existence d'un mécanisme physiologique lié à la période de
reproduction pour que ce caractère apparaisse.
c) Les mâles castrés ne présentant pas ce caractère, on peut supposer que ce
mécanisme a pour origine les glandes sexuelles, hypothèse confirmée par
l'injection d'extraits testiculaires puisque ceux-ci provoquent la réapparition des
callosités.
CUEEP/USTL
7
Considérations préliminaires
d) La substance active fabriquée par le testicule agissant sur les membres
antérieurs, donc à distance après avoir été véhiculée par le sang, il s'agit très
probablement d'une hormone, en l'occurrence d'une « hormone mâle ».
Définition : Hormone
Hormone
Substance chimique de nature protéique ou stéroïdienne, fabriquée par une glande
endocrine, libérée dans le sang et agissant à distance sur un ou plusieurs organes
cibles.
B. Observation N°2
Observation N°2
Chez le Guppy, petit poisson d'eau douce originaire d'Amérique tropicale, les mâles
se distinguent des femelles par la présence d'une petite tache sur la queue. On
remarque :
a) que tous les mâles présentent en permanence ce caractère,
b) que la castration ne provoque pas la disparition de ce caractère,
c) que ce caractère n'apparaît pas chez des femelles traitées avec des extraits
testiculaires.
Interprétation
a) L'existence d'une tache sur la queue permettant de distinguer les mâles des
femelles au sein de la même espèce, nous sommes à nouveau en présence d'un cas
de dimorphisme sexuel. Toutefois, ce caractère étant permanent, il relève d'un
autre mécanisme que celui invoqué précédemment et, à ce stade, deux hypothèses
peuvent être envisagées : soit la présence de la tache résulte d'une production
continue d'hormone mâle, soit la présence de ce caractère est liée à l'expression
d'un ou plusieurs gènes spécifiques au sexe mâle.
b) La castration du mâle et l'injection d'extraits testiculaires à la femelle étant sans
effet, il ne peut s'agir d'un déterminisme hormonal et, par conséquent, la première
hypothèse doit être abandonnée.
c) Il faut donc envisager une différence d'ordre génétique entre les sexes, qui ne
peut être portée que par les chromosomes sexuels – ici le chromosome Y –
puisque ce sont les seuls à renfermer des gènes spécifiquement mâle ou femelle.
Définition : Chromosomes sexuels
chromosomes sexuels
Paire de chromosomes intervenant dans le déterminisme du sexe et porteurs d'une
région différentielle où les gènes spécifiques au chromosome X et ceux spécifiques
au chromosome Y n'ont pas d'équivalent dans l'autre sexe. (synonymes :
hétérochromosomes, gonosomes)
8
CUEEP/USTL
Considérations préliminaires
C. Observation N°3
Observation N°3
On réalise une expérience entre deux rats A et B ayant préalablement subi une
opération : une ablation des testicules pour le rat A et une ablation de l'hypophyse
pour le rat B. Au bout de quelques jours, on constate une atrophie des vésicules
séminales et de la prostate chez les deux animaux, le rat A présentant en plus une
hypertrophie de l'hypophyse, dû à un dysfonctionnement de cette glande.
Les deux animaux sont alors réunis par parabiose (greffe siamoise permettant
d'étudier leurs échanges physiologiques par voie sanguine) ce qui a pour effet de
rétablir une activité génitale attestée par la croissance des vésicules séminales et
de la prostate des deux rats.
Interprétation
a) Le rat A présentant une atrophie des vésicules séminales et de la prostate suite
à l'ablation des testicules, on peut à nouveau supposer l'existence d'une hormone
testiculaire indispensable au bon fonctionnement de ces glandes génitales. Par
ailleurs, le fait que l'hypophyse de cet animal soit hypertrophiée semble indiquer
que cette même hormone possède également des effets sur l'hypophyse puisque
son absence provoque un dérèglement de cette glande.
b) Le rat B présentant aussi une atrophie des vésicules séminales et de la prostate
suite à l'ablation de l'hypophyse mais sans que l'animal soit castré, prouve que
l'hormone testiculaire n'est pas seule en jeu dans le bon fonctionnement de ces
glandes génitales. Il faut donc imaginer une régulation hormonale plus complexe
faisant intervenir une hormone hypophysaire agissant soit directement sur les
vésicules séminales et la prostate, soit indirectement en exerçant ses effets sur les
testicules.
CUEEP/USTL
9
Considérations préliminaires
c) La réunion des deux rats par parabiose confirme que nous avons affaire à un
mécanisme hormonal mettant en jeu les testicules et l'hypophyse. En effet, les
testicules du rat B suffisent à produire une hormone agissant sur l'hypophyse du rat
A qui redevient fonctionnelle puisque les vésicules séminales et la prostate des
deux animaux reprennent leur développement. En revanche, cette expérience ne
permet pas de trancher entre une action directe ou indirecte de l'hypophyse.
10
CUEEP/USTL
Considérations préliminaires
Quoiqu'il en soit, cette série d'observations montre clairement que l'activité sexuelle est
déterminée par trois types de facteurs :
y
y
y
CUEEP/USTL
des facteurs génétiques liés à l'expression de gènes spécifiques portés par
les chromosomes sexuels,
des facteurs hormonaux d'origine gonadique (testicules chez le mâle,
ovaires chez la femelle),
des facteurs hormonaux d'origine hypophysaire qui, comme nous le
verrons plus loin, dépendent en partie de l'activité cérébrale.
11
Du sexe génétique
au sexe
phénotypique
III -
III
Du sexe génétique au sexe phénotypique
13
Exercice d'application
15
A. Du sexe génétique au sexe phénotypique
Ce sont les hétérochromosomes qui conditionnent l'apparition du sexe féminin (XX)
ou masculin (XY). Toutefois, dans l'espèce humaine (et plus généralement chez les
Mammifères), la mise en place des glandes et des voies génitales n'obéit pas au
même processus dans les deux sexes et il est nécessaire que l'embryon soit «
masculinisé » pour que le phénotype mâle apparaisse. Dans le cas contraire,
l'embryon évolue vers un phénotype femelle qui, pour cette raison, est qualifié de
sexe neutre.
On connaît en effet des phénomènes d'intersexualité où le sexe gonadique (les
organes) ne correspond pas au sexe génétique (la garniture chromosomique).
C'est notamment le cas :
y
du pseudo-hermaphrodisme féminin (individus XX) dans lequel les
organes génitaux internes sont parfaitement normaux alors que les organes
externes sont plus ou moins virilisés (grandes lèvres en partie soudées et
clitoris ayant l'aspect d'un pénis). Cela est dû à l'imprégnation du fœtus
entre le troisième et le cinquième mois de grossesse par des hormones
virilisantes fabriquées le plus souvent par le fœtus lui-même, plus rarement
par la mère, et résultant d'un mauvais métabolisme des hormones
stéroïdiennes (dérivés du cholestérol).
y
du pseudo-hermaphrodisme masculin (individus XY) dans lequel les
testicules sont le plus souvent ectopiques (en dehors de leur place
habituelle) et les organes génitaux externes intermédiaires entre le sexe
mâle et le sexe femelle, allant parfois jusqu'à une apparence entièrement
féminine et des testicules non fonctionnels. La raison en est également
hormonale, le fœtus ayant souffert d'un manque d'imprégnation par les
hormones virilisantes au cours des premiers mois de vie intra-utérine.
Quant aux hermaphrodites vrais, leurs organes génitaux externes sont
généralement hybrides, oscillant entre un type franchement masculin et un type
franchement féminin, et leurs gonades renferment à la fois des structures
testiculaires et ovariennes, certains présentant même un testicule d'un côté et un
ovaire de l'autre.
CUEEP/USTL
13
Du sexe génétique au sexe phénotypique
Enfin, signalons qu'il existe également d'autres malformations liées à des
anomalies chromosomiques qui s'accompagnent le plus souvent de troubles
somatiques. Parmi les plus répandues citons :
le syndrome de Turner (monosomie X0) caractérisé par un tractus génital
immature, l'absence ou l'atrophie des gonades et un aspect féminin. À la
puberté, les organes génitaux restent infantiles et les caractères sexuels
secondaires (développement des glandes mammaires, pilosité pubienne,
menstruations) n'apparaissent pas. Par ailleurs, le sujet présente
généralement un retard de croissance et diverses malformations de la
stature.
y le syndrome de Klinefelter (trisomie XXY) caractérisé par des testicules
immatures et un aspect masculin. À la puberté, les caractères sexuels
secondaires apparaissent (développement de la verge, pilosité pubienne,
mue de la voix – on note toutefois l'absence de barbe et une croissance des
glandes mammaires) mais les testicules restent infantiles et le sujet est
stérile. Par ailleurs, l'individu présente généralement un aspect dégingandé
et un retard mental.
Lors du développement normal, les gonades primitives apparaissent dès la
cinquième semaine de vie embryonnaire. Mais à ce stade, elles sont totalement
indifférenciées et il est impossible de savoir s'il s'agit de gonades mâles ou
femelles. De même, chaque sexe élabore une double ébauche des futures voies
génitales, à savoir les canaux de Müller (futurs oviductes) et les canaux de
Wolff (futurs spermiductes). Commence alors la différentiation, dès la huitième
semaine chez le mâle, un peu plus tardivement chez la femelle.
y
Chez l'homme, la masculinisation de l'embryon est principalement liée à
l'expression d'un gène localisé à l'extrémité du bras court du chromosome Y.
Tout d'abord baptisé TDF (pour testis determining factor = facteur de détermination
testiculaire), ce gène est aujourd'hui appelé SRY (pour sex reversal on Y =
inversion sexuelle sur Y) et code pour une protéine qui régule une cascade de
gènes et qui initie la formation du testicule.
Le testicule devient alors actif et se met à fabriquer deux hormones :
y
y
14
une hormone stéroïdienne, la testostérone, qui transforme les canaux de
Wolff en voies génitales mâles et qui assure le développement de l'ensemble
du tractus génital mâle ;
une hormone polypeptidique, l'AMH ou hormone antimüllerienne
(antimullerian hormone) qui provoque la régression des canaux de Müller.
CUEEP/USTL
Du sexe génétique au sexe phénotypique
Chez la femme, l'absence de gène SRY empêche toute masculinisation de
l'embryon et c'est donc par défaut que les gonades et le tractus génital se
développent dans le sens femelle. Sans testostérone, les canaux de Wolff
s'atrophient (ils ont complètement disparu à la douzième semaine) et sans AMH, les
canaux de Müller se transforment en voies génitales femelles.
B. Exercice d'application
On réalise plusieurs expériences sur des embryons de lapine «in utero» et on fait,
trois semaines plus tard, les constatations suivantes :
a) l'ablation des gonades primitives provoque l'apparition d'un phénotype femelle
avec des canaux de Müller bien développés ;
b) la greffe de testicules fœtaux provoque l'apparition d'un phénotype mâle avec
régression des canaux de Müller et développement des canaux de Wolff ;
c) des injections répétées de testostérone provoque l'apparition d'un phénotype
mâle sans régression des canaux de Müller.
Question
[Solution n°1 p 59]
Interprétez ces données.
CUEEP/USTL
15
Activité génitale et
production
hormonale
IV -
IV
Chez l'homme
17
Chez la femme
19
Exercice d'application 1
24
Exercice d'application 2
25
C'est à la puberté (aux alentours de 13 ans chez les filles et de 14 ans chez les
garçons) que l'activité génitale démarre réellement et que se mettent en place les
caractères sexuels primaires et secondaires sous l'effet des hormones sexuelles.
Toutefois, ici encore, les processus de masculinisation et de féminisation sont très
différents, le sexe mâle étant caractérisé par une activité génitale continue sans
limitation de durée, le sexe femelle par une activité cyclique limitée dans le temps.
A. Chez l'homme
À la puberté, les testicules reprennent leur développement et métabolisent à
nouveau le cholestérol pour synthétiser les hormones stéroïdiennes mâles
responsables de l'apparition des caractères sexuels primaires et secondaires
(androgènes) et notamment la plus importante d'entre elles : la testostérone.
Produite par les cellules interstitielles ou cellules de Leydig (petits amas
cellulaires disséminées entre les tubes séminifères où se déroule la
spermatogenèse), la testostérone est fabriquée selon deux voies enzymatiques :
l'une majoritaire, ayant pour intermédiaire la progestérone (une hormone femelle) ;
l'autre minoritaire, ayant pour intermédiaire la DHEA ou déhydroépiandrostérone
(une hormone s'opposant au vieillissement cellulaire).
CUEEP/USTL
17
Activité génitale et production hormonale
Une fois synthétisée, la testostérone passe alors dans le sang où elle est véhiculée
de deux manières :
y
18
une petite partie (environ 10%) est libre et immédiatement disponible. C'est
celle qui pénètre dans les cellules cibles par diffusion membranaire et qui se
CUEEP/USTL
Activité génitale et production hormonale
y
fixe à des récepteurs nucléaires protéiques de manière à déclencher
l'activation de certains gènes et à produire l'effet biologique désiré.
la grande majorité (environ 90%) se lie à une protéine plasmatique de
transport, la SHBG (Sex Hormone Binding Globulin), afin d'être protégée
d'éventuelles destructions enzymatiques. Cette liaison est réversible de
sorte qu'il existe toujours le même équilibre entre la fraction libre active et
la fraction liée de réserve.
Il faut toutefois noter que selon l'organe cible, la testostérone n'intervient pas de la
même manière. Alors qu'elle agit sous sa forme propre sur le système nerveux
central et sur l'appareil musculaire, c'est sous sa forme réduite (la
dihydrotestostérone ou DHT – la conversion se faisant à l'intérieur des cellules
cibles) qu'elle agit principalement sur le tractus génital, le système pileux et le
squelette.
Son action est en effet très vaste puisqu'elle est responsable :
y
y
y
y
y
y
du développement de la verge, des testicules, des voies et des glandes
génitales annexes (prostate, vésicules séminales, glandes de Cooper) ;
de la croissance osseuse et de l'augmentation de la masse musculaire (elle
agit comme un anabolisant du métabolisme protéique) ;
de l'apparition de la pilosité pubienne, axillaire et faciale ;
de la mue de la voix ;
du bon déroulement de la spermatogenèse ;
de la libido.
Passée la puberté, la testostérone est ensuite sécrétée à un taux moyen de 30
micromoles par jour de manière à assurer la persistance des caractères sexuels
secondaires, à maintenir une production continue de spermatozoïdes et à entretenir
le comportement sexuel. Cette production ne sera jamais interrompue et perdurera
tout au long de la vie de l'individu.
B. Chez la femme
Il en va tout autrement chez la femme où l'activité génitale est limitée dans le
temps (de la puberté à la ménopause), où cette activité est cyclique (un cycle tous
les 28 jours en moyenne) et où plusieurs hormones entrent en jeu.
À la puberté, l'activité ovarienne reprend et la multiplication puis la différenciation
des cellules folliculaires permet la synthèse de plusieurs hormones stéroïdiennes. À
savoir :
y
y
CUEEP/USTL
les œstrogènes (on écrit également estrogènes) qui sont élaborés par les
cellules de la granulosa et de la thèque interne des différents follicules
(évolutifs, atrétiques, corps jaunes). La plus importante est l'œstradiol mais
deux de ses métabolites, l'œstrone et l'œstriol, jouent également un rôle.
Toutes sont responsables de l'apparition des caractères sexuels primaires et
secondaires (hormones féminisantes) à l'exception des poils pubiens et
axillaires qui se développent sous l'action de la testostérone sécrétée par
des amas de cellules interstitielles (cellules de Berger) situés dans le hile
ovarien.
la progestérone qui est produite par le corps jaune (cellules de la
granulosa lutéinisées) et dont le rôle essentiel et de préparer l'organisme à
une grossesse.
19
Activité génitale et production hormonale
20
CUEEP/USTL
Activité génitale et production hormonale
Une fois synthétisées, ces hormones passent alors dans le sang où elles sont,
comme la testostérone, véhiculées de deux manières. Une petite partie est libre et
immédiatement disponible, le reste se liant de manière réversible à une protéine
plasmatique de transport : la SHBG pour les œstrogènes et la CBG (Corticosteroïd
Binding Globulin) pour la progestérone.
Au niveau cellulaire, leur mécanisme d'action est semblable et comparable à celui
de la testostérone. L'hormone pénètre dans la cellule par diffusion membranaire et
rejoint le noyau où elle se fixe à des récepteurs protéiques de manière à pouvoir
activer certains gènes. Toutefois, dans le cas de progestérone, il est nécessaire que
les tissus aient été préalablement imprégnés d'œstrogènes pour qu'elle puisse agir.
En effet, la présence d'œstradiol est indispensable pour que les cellules cibles se
mettent à synthétiser les récepteurs nucléaires spécifiques à la progestérone.
Autrement dit, sans œstrogènes dans le sang, la progestérone reste inefficace.
Pour le comprendre, il faut se rappeler que le fonctionnement de l'ovaire est
cyclique et que le corps jaune (qui sécrète la progestérone) résulte de la
cicatrisation d'un follicule mûr (follicule de De Graaf) après expulsion de l'ovocyte.
Dans les faits, la libération d'œstrogènes (synthétisés par les follicules) précède
donc toujours celle de la progestérone. Le cycle ovarien (ou œstrien) se double
ainsi d'un cycle hormonal qui s'organise en deux parties séparées par l'ovulation.
Durant la phase folliculaire (préœstrus), un follicule cavitaire devient dominant et
achève sa croissance en inhibant celle des autres. Il devient donc temporairement
le principal producteur d'œstradiol et comme les cellules de sa granulosa et de sa
thèque interne ne cessent de se multiplier, il s'ensuit une augmentation de la
sécrétion d'œstrogènes qui atteint son maximum vers le douzième jour. Un
mécanisme hormonal complexe faisant intervenir une régulation centrale (voir le
chapitre suivant) provoque alors l'ovulation et la lutéinisation des cellules de la
granulosa de sorte que le taux d'œstrogènes fabriqués par le follicule diminue et
que ses cellules en cours de lutéinisation comment à produire de la progestérone.
L' ovulation (œstrus) se produit vers le quatorzième jour. Le follicule dominant
expulse son ovocyte, accompagné de son globule polaire, de la zone pellucide et de
quelques cellules folliculaires, dans la trompe – c'est la ponte ovulaire – et se
cicatrise pour former le corps jaune (corpus luteus) qui reste dans l'ovaire.
Vient ensuite la phase lutéale ou lutéinique (postœstrus) pendant laquelle le corps
jaune devient le principal producteur d'hormones ovariennes. Comme il fabrique à
la fois de l'œstradiol et de la progestérone, la deuxième partie du cycle est donc
marquée par une montée des taux d'œstrogènes et de progestérone, le taux de
progestérone étant d'environ cent fois supérieur à celui d'œstradiol. Toutefois, en
l'absence de fécondation le corps jaune régresse au bout d'une douzaine de jours
ce qui entraîne une chute du taux des hormones circulantes provoquant la
menstruation (règles). Un nouveau cycle (qualifié pour cette raison de menstruel)
peut alors commencer.
CUEEP/USTL
21
Activité génitale et production hormonale
Quant au corps jaune, il se résorbe et se transforme en un résidu fibreux, le corps
blanc (corpus albicans), qui finira par disparaître au cours des cycles suivants.
Ainsi, de la puberté à la ménopause (qui survient vers l'âge de 50 ans) et hors
périodes de gestation, alternent phases folliculaires et phases lutéales pendant
lesquelles oestrogènes et progestérone rythment la physiologie féminine. Leurs
actions sont en effet innombrables.
En ce qui concerne les œstrogènes :
y
y
22
ils sont responsables de l'apparition des caractères sexuels secondaires à la
puberté (modification de la morphologie et de la stature, développement des
seins) ;
ils assurent le fonctionnement cyclique de l'ensemble de la sphère génitale
(utérus, vagin, vulve, glandes mammaires) ;
CUEEP/USTL
Activité génitale et production hormonale
y
y
y
y
y
y
ils favorisent la prolifération de l'endomètre (muqueuse utérine) en phase
folliculaire et le préparent à l'action de la progestérone ;
ils augmentent la sécrétion de glaire cervicale (mucus produit par le col
utérin) et la rendent perméable aux spermatozoïdes en période
préovulatoire ;
ils stimulent l'hydratation des parois du vagin et acidifient son milieu (rôle
antiseptique) ;
ils développent la libido ;
ils possèdent un effet hypothermiant ;
enfin, d'une manière générale, ils agissent sur de nombreux tissus (adipeux,
cutané, endocrinien, musculaire, nerveux, osseux) et participent à la
régulation du métabolisme hydrominéral.
En ce qui concerne la progestérone :
y
y
y
y
y
y
y
elle renforce les effets des œstrogènes sur l'endomètre et assure sa
transformation en « dentelle utérine » (structure tubulaire richement
vascularisée) de manière à permettre la nidation ;
elle inhibe la contractilité du myomètre (muscle utérin) ce qui contribue à
faciliter l'implantation de l'œuf dans l'endomètre ;
elle modifie la structure de la glaire cervicale élaborée en phase folliculaire
en la rendant imperméable aux spermatozoïdes ;
elle favorise le développement des acini mammaires ;
elle diminue la libido ;
elle possède un effet hyperthermiant, ce qui explique la montée thermique
en période d'ovulation, la température centrale passant d'une moyenne de
36,8 °C en phase folliculaire à 37,2 °C en phase lutéale ;
enfin, d'une manière générale elle place l'organisme féminin en situation
d'accueillir et de soutenir une grossesse.
Les effets combinés des œstrogènes et de la progestérone expliquent ainsi les
variations cycliques observées au niveau de l'ensemble de la sphère génitale
féminine qui sont destinées à favoriser une fécondation et à permettre une
nidation. Toutefois, en l'absence de fécondation, la chute du taux d'hormones
plasmatiques en fin de cycle provoque une vasoconstriction des artérioles spiralées
qui irriguent la dentelle utérine, la privant d'oxygène, ce qui entraîne sa nécrose.
Puis, dans un deuxième temps, la circulation sanguine reprend et sa pression suffit
à éliminer les couches superficielles nécrosées de l'endomètre région par région :
c'est la desquamation de l'utérus à l'origine des menstruations qui durent quatre
à cinq jours. Ce qui reste de la glaire cervicale est également éliminé.
CUEEP/USTL
23
Activité génitale et production hormonale
C. Exercice d'application 1
On dose chez une femme adulte les dérivés des hormones ovariennes éliminés dans
les urines pendant 75 jours : les phénostéroïdes pour les œstrogènes et le
prégnandiol pour la progestérone.
Question
[Solution n°2 p 59]
1 – Traduisez graphiquement ces résultats dans le même système d'axes en
utilisant comme unité 1 cm pour 10 µg.l-1 de phénostéroïdes et 1 cm pour 1 mg.l-1
de prégnandiol.
2 – Analysez ces graphes en situant les principaux évènements du cycle menstruel.
3 – Quelle est la durée moyenne du cycle menstruel chez cette femme ?
24
CUEEP/USTL
Activité génitale et production hormonale
D. Exercice d'application 2
On réalise les observations cytologiques et comportementales suivantes chez une
rate pubère.
Question
[Solution n°3 p 60]
1 – Déduisez de ces observations la durée du cycle sexuel de la rate ainsi que sa
période optimale de fécondation.
2 – Tracez le cycle de l'animal en faisant apparaître les taux supposés d'hormones
ovariennes mises en jeu.
3 – Les mêmes tests biologiques peuvent-ils être utilisés chez la femme pour
déterminer la longueur du cycle ?
CUEEP/USTL
25
Activité génitale et
régulation centrale
V-
V
Le complexe hypothalamo-hypophysaire
27
Régulation hormonale chez l'homme
30
Régulation hormonale chez la femme
32
Exercice d'application N°1
34
Exercice d'application N°2
35
Comme beaucoup de glandes endocrines, les ovaires et les testicules ne
fonctionnent pas de manière indépendante mais sont placés sous le contrôle du
complexe hypothalamo-hypophysaire, véritable « chef d'orchestre » des fonctions
hormonales de l'organisme et de bon nombre de comportements. Il en résulte que
l'activité génitale est en permanence régulée par les hormones hypophysaires et les
neurohormones hypothalamiques, la production de celles-ci étant par ailleurs
dépendante d'un certain nombre d'influences centrales liées à des stimuli d'origine
externe, tels que la lumière, ou interne, tels que l'état psychique du sujet.
A. Le complexe hypothalamo-hypophysaire
Situé au centre de l'encéphale dans le plancher du troisième ventricule (cavité
centrale emplie de liquide céphalorachidien), l'hypothalamus est une petite
structure nerveuse constituée de plusieurs noyaux gris recevant de multiples
afférences d'origine sensorielle et émettant de nombreuses efférences ascendantes
et descendantes. Il participe ainsi à bon nombre de fonctions centrales telles que le
maintien de la température corporelle, le synchronisme de l'horloge biologique ou
les réactions émotionnelles mais intervient également dans de nombreuses
régulations hormonales par l'intermédiaire de la glande hypophyse, située juste
en dessous, qui forme avec lui deux complexes neurosécrétoires :
y
y
CUEEP/USTL
le système magnocellulaire ou hypothalamo-posthypophysaire qui associe
directement les neurones hypothalamiques aux capillaires sanguins de la
posthypophyse (ou neurohypophyse) ;
le système parvocellulaire ou hypothalamo-antéhypophysaire qui associe
indirectement les neurones hypothalamiques aux cellules glandulaires de
l'antéhypophyse (ou adénohypophyse).
27
Activité génitale et régulation centrale
Dans le système magnocellulaire, les neurones hypothalamiques élaborent des
neurohormones qu'ils véhiculent par flux axoplasmique orthograde jusqu'aux
capillaires sanguins localisés dans le lobe postérieur de l'hypophyse. Les
neurohormones sont ensuite stockées au niveau des arborisations terminales
axoniques et libérées par exocytose lorsque des potentiels d'action envahissent la
terminaison nerveuse.
28
CUEEP/USTL
Activité génitale et régulation centrale
Dans le système parvocellulaire, les neurones hypothalamiques élaborent en
revanche des substances chimiques ayant pour cible les cellules glandulaires du
lobe antérieur de l'hypophyse : soit des releasing factors (RF) stimulant l'activité
des cellules antéhypophysaires, soit des inhibiting factors (IF) inhibant l'activité
de ces mêmes cellules. Les facteurs sont synthétisés dans l'aire hypophysiotrope de
l'hypothalamus (principalement le noyau arqué), véhiculés par transport
axoplasmique orthograde et libérés dans un système vasculaire interne à la
glande : le système porte hypothalamo-hypophysaire. De là ils agissent sur les
cellules glandulaires de l'antéhypophyse en favorisant (RF) ou en inhibant (IF) la
production de stimulines qui sont elles-même des hormones dont le rôle est de
réguler le fonctionnement des glandes endocrines. Ce système intégrant par ailleurs
au niveau hypothalamique un certains nombre de stimuli d'origine périphérique
(ambiances sensorielles) ou mentale (états émotionnels), on arrive ainsi à un
système de régulation comportant quatre étages.
Chez l'Homme, le fonctionnement des ovaires et des testicules est placé sous le
contrôle de deux gonadostimulines hypophysaires et d'une gonadolibérine
hypothalamique.
Les gonadostimulines, encore appelées hormones gonadotropes ou
gonadotrophines sont synthétisées par les cellules de l'antéhypophyse. Ce sont
deux glycoprotéines formées d'une chaîne α de 90 acides aminés commune aux
deux molécules et d'une chaîne β de 115 acides aminés spécifique à chaque
gonadostimuline. Les deux sont identiques dans les deux sexes mais ayant d'abord
été découvertes chez les femelles de mammifères, leur appellation fait référence à
la physiologie féminine. Il s'agit de :
y
y
FSH (Follicle Stimulating Hormone = Hormone folliculo-stimulante)
et de LH (Luteinizing Hormone = Hormone lutéinisante). Notons toutefois
que LH est parfois dénommée chez l'homme ICSH pour Interstitial Cells
Stimulating Hormone.
La gonadolibérine est quant à elle un décapeptide fabriqué par les neurones du
noyau arqué de l'hypothalamus et porte le nom de GnRH (Gonadotrophin
Releasing Hormone). Elle est libérée de manière pulsatile à raison d'une décharge
toutes les 90 minutes en moyenne. Comme sa présence dans le système porte
stimule les cellules productrices de LH et de FSH, il s'ensuit que ces dernières sont
également libérées de manière pulsatile dans la circulation sanguine.
CUEEP/USTL
29
Activité génitale et régulation centrale
Toutes ces hormones étant de nature peptidique, elles ne peuvent pénétrer dans
leurs cellules cibles. Leur action s'exerce donc en se fixant à des récepteurs
membranaires spécifiques ce qui déclenche une cascade de réactions enzymatiques
faisant intervenir un messager intracellulaire (l'AMP cyclique désigné pour cette
raison second messager hormonal). Enfin, notons que si le mécanisme d'action de
LH et de FSH est identique dans les deux sexes, leurs effets et leur mode de
régulation sont totalement différents.
B. Régulation hormonale chez l'homme
Schématiquement, on peut considérer que FSH agit sur la fonction exocrine du
testicule (spermatogenèse) alors que LH agit sur son activité endocrine (production
de testostérone). Leurs actions ne sont toutefois pas comparables.
LH agit directement sur les cellules de Leydig en stimulant la production de
testostérone. Comme elle est libérée de manière pulsatile, il s'ensuit que la
sécrétion de testostérone obéit au même rythme et qu'elle se traduit par de brefs
épisodes (de l'ordre de quelques minutes) de libération intense séparés dans le
temps par des intervalles plus ou moins longs, variables au cours de la journée et
pouvant atteindre plusieurs heures.
FSH agit indirectement sur la spermatogenèse en stimulant la production
d'ABP (Androgen Binding Protein) par les cellules de Sertoli (cellules nourricières de
la lignée séminale). Cette protéine de liaison libérée dans la lumière des tubes
séminifères présente en effet une grande affinité pour la testostérone et la
dihydrotestostérone ce qui leur permet d'augmenter leurs concentrations
intratesticulaires et d'agir sur les cellules de la lignée séminale, celles-ci étant
dépourvues de récepteurs à la FSH et incapables de fixer la testostérone libre.
30
CUEEP/USTL
Activité génitale et régulation centrale
LH et FSH exercent ainsi en permanence leurs effets sur le testicule et lui
permettent d'assurer ses fonctions exocrine et endocrine de manière continue.
Toutefois, leur libération se faisant sous le contrôle de la GnRH, toute modification
des paramètres centraux est susceptible d'entraîner des répercussions sur la
production de testostérone et de spermatozoïdes. Enfin, il faut signaler que le
fonctionnement du complexe hypothalamo-hypophysaire est lui-même soumis à
deux rétroactions (feed-back) négatives :
y
y
d'une part, le taux de testostérone circulante exerce un effet inhibiteur sur
la production de LH et de GnRH ;
d'autre part, les cellules de Sertoli fabriquent une glycoprotéine, l'inhibine,
libérée de manière pulsatile en même temps que la testostérone, qui exerce
un effet inhibiteur sur la production de FSH.
On aboutit ainsi à une régulation dynamique de la production hormonale qui intègre
de nombreux facteurs.
CUEEP/USTL
31
Activité génitale et régulation centrale
C. Régulation hormonale chez la femme
Le mécanisme est ici plus complexe dans la mesure où FSH et LH agissent en
complémentarité, où cette synergie est responsable du fonctionnement cyclique de
l'ovaire et où celui-ci exerce un rétrocontrôle sur l'axe hypothalamo-hypophysaire
négatif pendant l'essentiel de la phase folliculaire, positif en période préovulatoire,
puis à nouveau négatif en phase lutéale.
32
CUEEP/USTL
Activité génitale et régulation centrale
En début de cycle, les follicules immatures réagissent à la stimulation par
FSH, ce qui provoque leur croissance cellulaire et entraîne, de ce fait, une
augmentation de la sécrétion d'œstradiol. Le follicule présentant le seuil de
sensibilité le plus bas à la FSH étant le premier à évoluer, il devient rapidement le
follicule dominant, celui qui produit le plus d'hormones et qui est responsable du pic
préovulatoire d'œstrogènes vers le douzième jour.
Dans le même temps, FSH favorise l'augmentation de récepteurs à LH ce
qui permet à cette dernière de participer également à la folliculogenèse en
stimulant la synthèse d'androgènes par les cellules de la thèque interne, puis leur
conversion en œstradiol par aromatisation de la testostérone dans les cellules de la
granulosa.
Durant toute cette période, la montée progressive du taux d'hormones circulantes
exerce un effet freinateur sur les sécrétions hypothalamo-hypophysaires
(rétroaction négative) mais, à partir d'un certain seuil, le phénomène s'inverse
de sorte que le pic préovulatoire d'œstrogènes déclenche une décharge de GnRH
(rétroaction positive) entraînant à son tour une décharge de FSH et surtout de
LH à l'origine de l'ovulation.
Le pic ovulatoire de LH est alors suivi de deux effets : d'une part, il provoque la
rupture du follicule mûr à l'origine de la ponte ovulaire et d'autre part, il induit la
formation du corps jaune en déclenchant la lutéinisation des cellules de la
granulosa. Celles-ci se mettent alors à fabriquer de grandes quantités de
progestérone et d'œstrogènes – production soutenue par LH – ce qui bloque à
nouveau la libération des gonadostimulines hypophysaires (deuxième rétroaction
négative).
En l'absence de fécondation, la stimulation du corps jaune par LH cesse
progressivement, le taux d'hormones stéroïdiennes circulantes diminue et permet
ainsi une reprise de la sécrétion de FSH ce qui a pour effet de stimuler de nouveaux
follicules avant même la fin du cycle.
On aboutit donc à une régulation dynamique de la production hormonale
particulièrement complexe, d'autant que l'activité génitale féminine n'étant pas
continue, toute modification des paramètres centraux peut se traduire par des
perturbations du cycle. Ceci explique notamment le fait que la durée moyenne de
28 jours n'est que théorique, des facteurs aussi différents que la quantité de
lumière perçue, un décalage horaire ou un état de stress pouvant avoir des
conséquences sur la période d'ovulation (pic de LH avancé ou retardé) ou
l'apparition des menstruations (cycle raccourci, allongé, voire dans certains cas
limites bloqué).
CUEEP/USTL
33
Activité génitale et régulation centrale
Ajoutons pour terminer que l'ovaire fabrique également des facteurs protéiques
(activines et inhibines) modulant les effets de FSH et de LH, tant au niveau ovarien
qu'hypophysaire, et qu'en phase lutéale, une autre hormone antéhypophysaire de
nature protéique, la PRL ou prolactine (parfois dénommée LTH pour Luteotrophic
Hormone = Hormone lutéotrope), participe au maintien du corps jaune en
augmentant le nombre de récepteurs à LH et en stimulant la production de
progestérone. Nous en reparlerons plus loin.
D. Exercice d'application N°1
On réalise plusieurs expériences sur le singe macaque rhésus et on mesure à
chaque fois le taux de testostérone circulante dans le sang de l'animal
(testostéronémie) au cours des heures qui suivent :
a) l'ablation du lobe antérieur de l'hypophyse provoque une chute importante du
taux de testostérone sanguin alors que l'ablation du lobe postérieur est sans effet ;
b) l'injection de LH à un animal hypophysectomisé entraîne une reprise temporaire
de la circulation de testostérone alors que l'injection de FSH est sans effet ;
c) la section de la tige pituitaire qui relie la glande hypophyse à l'hypothalamus se
traduit par une forte diminution du taux de testostérone circulante ;
d) la destruction du noyau arqué produit exactement les mêmes effets que
l'ablation du lobe antérieur de l'hypophyse ;
34
CUEEP/USTL
e) la stimulation électrique du noyau arqué conduit à une augmentation rapide du
taux de testostérone circulante mais reste sans effet sur un animal
hypophysectomisé ;
f) l'électrocoagulation du système porte hypothalamo-hypophysaire bloque les
effets de la stimulation électrique du noyau arqué.
Question
[Solution n°4 p 61]
Interprétez ces données.
E. Exercice d'application N°2
La LH est quotidiennement dosée chez une guenon pubère pendant plusieurs mois.
Question 1
[Solution n°5 p 61]
Quelle est la durée moyenne du cycle sexuel chez cette guenon ?
Au bout de quelques mois, l'animal est éclairé en permanence. On constate dès le
cycle suivant un rapprochement des pics de LH de quelques jours.
CUEEP/USTL
35
Activité génitale et régulation centrale
Question 2
[Solution n°6 p 61]
Quelle en est la raison ?
L'animal est ensuite oviarectomisé (ablation des ovaires). Le taux de LH circulante
augmente, se stabilise et les pics disparaissent.
Question 3
[Solution n°7 p 62]
Que pouvez-vous en déduire ?
On réalise alors une perfusion quotidienne d'œstradiol à la dose de 0,1 µg.l -1
pendant 30 jours, puis une perfusion à la dose de 0,3µg.l-1 pendant trois 3 jours,
puis à nouveau une perfusion à la dose de 0,1 µg.l-1 pendant 30 jours.
Question 4
[Solution n°8 p 62]
Que met-on en évidence ?
36
CUEEP/USTL
Activité génitale et régulation centrale
La même expérience est répétée mais l'animal est également perfusé pendant la
durée de toute l'expérience avec une dose élevée de progestérone.
.../...
Question 5
[Solution n°9 p 62]
Pourquoi n'observe-t-on plus de pic de LH ?
Concluez par un schéma figurant les boucles de régulation mises en évidence par
cette série d'expériences.
Question 6
[Solution n°10 p 62]
Pouvez vous dessiner ce schéma figurant les boucles de régulation mises en
évidence par cette série d'expériences ?
CUEEP/USTL
37
De la fécondation à
la parturition
VI -
VI
Segmentation, migration et nidation
39
Le développement embryonnaire
41
Hormones et gestation
45
Exercice d'application N°1
47
Exercice d'application n°2
48
Comme la plupart des mammifères, l'Homme est une espèce vivipare, c'est-àdire que la gestation (période qui s'étend de la conception à la naissance) se
déroule entièrement à l'intérieur de l'organisme maternel, l'œuf se développant
dans l'utérus qui, à partir de ce moment, est qualifié de gravide.
Chez l'Homme, la grossesse (terme synonyme de gestation mais réservé à
l'espèce humaine) dure neuf mois et comprend deux périodes :
y
y
la vie embryonnaire (deux mois) pendant laquelle se mettent en place les
principaux organes ;
la vie fœtale (sept mois) pendant laquelle s'effectue la maturation
fonctionnelle des organes et leur organisation en systèmes.
A. Segmentation, migration et nidation
La première semaine de vie embryonnaire est marquée par trois phénomènes qui
permettent à l'œuf de se multiplier (segmentation), de rejoindre l'utérus
(migration) puis de s'implanter dans la dentelle utérine (nidation).
La segmentation consiste en une succession de divisions cellulaires durant
laquelle la taille de l'œuf ne varie pas (120 µm) alors que celle de ses cellules,
désormais dénommées blastomères, ne cesse de diminuer. La première division
survient peu après la fécondation et conduit trente heures plus tard à deux
blastomères. Le stade quatre blastomères est atteint vers la quarante-cinquième
heure, le stade huit blastomères vers la soixantième heure. Au quatrième jour,
l'œuf arrive à l'entrée de l'utérus et renferme entre 12 et 16 cellules. Il prend alors
le nom de morula (= qui ressemble à une petite mûre) avant de se creuser pour
donner naissance le cinquième jour à la blastula (du grec blastos = germe) dans
laquelle les cellules, au nombre d'une petite centaine, se disposent autour d'une
cavité centrale appelée blastocèle. L'ensemble prend alors le nom de blastocyste.
CUEEP/USTL
39
De la fécondation à la parturition
La segmentation proprement dite est terminée. Les cellules vont continuer de se
diviser mais elles vont également se différencier pour constituer le bouton
embryonnaire vers l'intérieur et le trophoblaste vers l'extérieur. Dans le même
temps, le blastocyste sort de la zone pellucide de manière à pouvoir s'implanter
dans la dentelle utérine le septième jour.
40
CUEEP/USTL
De la fécondation à la parturition
La migration accompagne la segmentation de l'œuf de manière à ce que celui-ci
descende dans la trompe de Fallope, du lieu de la fécondation (tiers externe)
jusqu'à l'utérus. Elle comprend deux étapes. Durant les quatre premiers jours, les
mouvements des cils qui tapissent la muqueuse tubaire (muqueuse de la trompe)
lui permettent de progresser à l'intérieur de la trompe et de rejoindre l'entrée de la
cavité utérine. Sous l'effet de la progestérone, il se produit alors un relâchement de
la paroi (relaxation tubaire) de sorte que le blastocyste « tombe » dans l'utérus au
cinquième jour. Il prend alors le nom de blastocyste libre avant de s'implanter
dans la muqueuse utérine deux jours plus tard.
La nidation s'effectue par l'intermédiaire du trophoblaste. Dès le sixième jour, les
cellules situées sous le bouton embryonnaire se mettent en effet à proliférer et à
libérer des enzymes de manière à pouvoir pénétrer dans la dentelle utérine le
septième jour et à rompre la paroi des capillaires sanguins. Le blastocyste entre
ainsi en contact avec le sang maternel au fur et à mesure qu'il s'enfonce dans
l'endomètre ce qui lui permet d'absorber les éléments nutritifs nécessaires à son
développement (ses réserves sont pratiquement épuisées) et de les transmettre au
bouton embryonnaire. Le dixième jour, l'œuf est complètement enfoui dans la
muqueuse utérine, l'orifice de pénétration refermé grâce à un caillot de fibrine, la
nidation est terminée.
C'est à ce moment que les cellules du trophoblaste commencent à fabriquer une
hormone de nature glycoprotéique, l'HCG (Human Chorionic Gonadotrophin =
Gonadotrophine chorionique humaine) qui permet au corps jaune de se maintenir
et donc de continuer à produire des œstrogènes et de la progestérone. À ce stade,
cette dernière joue un rôle particulièrement important puisqu'en bloquant l'activité
du myomètre, elle permet à l'utérus de se dilater au fur et à mesure que l'œuf
grossit et évite qu'il soit expulsé.
B. Le développement embryonnaire
Dès la deuxième semaine, et alors que la nidation n'est pas encore achevée,
plusieurs gènes entrent en action pour modifier la structure interne du blastocyste :
y
y
d'une part, les cellules du bouton embryonnaire se différencient pour former
un feuillet, puis deux, puis trois à l'origine des futurs organes ;
d'autre part, plusieurs annexes embryonnaires se mettent en place de
manière à assurer la protection et la nutrition de l'embryon.
Le premier feuillet à apparaître est l'endoblaste. Il se forme à la surface du bouton
embryonnaire et, par un mouvement d'internalisation, finit par former une cavité à
l'intérieur du blastocèle à l'origine du futur tube digestif. Il prend alors le nom
d'endoderme et donne naissance :
y
à l'appareil digestif ;
à l'appareil respiratoire ;
y
à la partie terminale du système urogénital ;
y
à certaines glandes telles que la thyroïde ou le thymus.
y
CUEEP/USTL
41
De la fécondation à la parturition
Le second feuillet à apparaître est l'ectoblaste. Il se forme juste en dessous de
l'endoblaste et se sépare du trophoblaste par la formation d'une cavité, la cavité
amniotique, qui se borde d'une couche de cellules, l'amnios. Puis l'ensemble suit
le même mouvement d'internalisation que précédemment de telle sorte que
l'endoblaste se retrouve à l'intérieur et l'ectoblaste à l'extérieur, le tout étant
enveloppé de la cavité amniotique limitée par l'amnios. L'ectoblaste se différencie
alors en ectoderme et, dans ce qui deviendra la partie dorsale de l'embryon, en
neurectoderme pour donner naissance :
42
y
à l'épiderme et aux muqueuses externes ;
y
aux phanères (ongles, poils) ;
y
au système nerveux ;
y
aux organes des sens.
CUEEP/USTL
De la fécondation à la parturition
Enfin, le dernier feuillet à apparaître est le mésoblaste. Il se constitue entre les
deux feuillets précédents au seizième jour, se différencie en mésoderme et donne
naissance :
y
au derme et aux tissus conjonctifs ;
y
à l'appareil locomoteur (squelette et muscles striés) ;
y
à l'appareil cardiovasculaire ;
y
au système urogénital.
Durant toute cette période, se mettent également en place les annexes
embryonnaires qui sont au nombre de cinq, deux d'entre elles disparaissant avant
le début de la vie fœtale.
CUEEP/USTL
43
De la fécondation à la parturition
La première à apparaître est la cavité amniotique qui se creuse à l'intérieur du
bouton embryonnaire dès le huitième jour. Bordée des cellules de l'amnios, elle finit
par envelopper complètement l'embryon et se remplit d'un liquide qui se renouvelle
constamment. Elle constitue ainsi une poche aqueuse stérile autour de l'embryon et
joue le rôle d'un coussinet hydraulique qui le protège des chocs. Enfin, à partir du
moment où le fœtus est capable de déglutir, elle participe à sa nutrition et devient
ainsi le siège d'importants échanges métaboliques entre l'organisme maternel et le
fœtus.
Viennent ensuite deux annexes, d'importance réduite chez l'Homme, qui se forment
également toutes deux à partir des cellules du bouton embryonnaire. La première,
l'allantoïde, apparaît au seizième jour, participe à la formation des vaisseaux
ombilicaux et régresse dès la fin de la vie embryonnaire. La seconde, la vésicule
ombilicale, possède une durée de vie encore plus brève puisqu'elle se limite à
mettre en place les premières cellules de la lignée sanguine entre la troisième et la
sixième semaine.
Dans le même temps, l'œuf devenant de plus en plus gros, les cellules du
trophoblaste se modifient de sorte qu'à la fin de la vie embryonnaire, elles
constituent un sac résistant et protecteur autour de l'amnios : le chorion.
Enfin, la dernière annexe à apparaître est le placenta qui se forme
progressivement et conjointement à partir des cellules du trophoblaste et de
l'endomètre vers la fin de la vie embryonnaire et qui constitue à la fois une
interface et une barrière entre l'organisme maternel et l'organisme fœtal. Interface,
car le placenta riche d'un réseau de capillaires sanguins, représentant 50 kilomètres
organisé en villosités implantées dans la muqueuse utérine, assure et régule les
échanges entre les deux organismes. Mais également barrière, car ces échanges
sont sélectifs et les deux organismes restent séparés par une paroi épithéliale qui
empêche toute communication directe entre le sang maternel et le sang fœtal.
Ses multiples fonctions en font l'organe essentiel de la gestation puisqu'il possède :
44
y
un rôle nutritif (il fournit au fœtus l'eau, les ions, les vitamines et tous les
nutriments nécessaires à son développement) ;
y
un rôle excréteur (il se charge d'éliminer les déchets métaboliques produits
par le fœtus et agit comme un véritable organe émonctoire) ;
y
un rôle respiratoire (il assure les échanges d'oxygène et de gaz
carbonique entre le sang maternel et le sang fœtal) ;
y
un rôle immunitaire (il apporte au fœtus des anticorps d'origine maternelle
qui le protège de la plupart des infections microbiennes) ;
y
un rôle hormonal (il produit les principales hormones nécessaires au bon
déroulement de la gestation et prend même le relais du corps jaune à partir
du troisième mois puisque l'ablation des ovaires à cette date n'empêche pas
la poursuite de la grossesse).
CUEEP/USTL
De la fécondation à la parturition
C. Hormones et gestation
Au moment de l'ovulation, les cellules folliculaires se lutéinisent sous l'action de LH
et le corps jaune commence à fabriquer de grandes quantités d'œstrogènes et de
progestérone de manière à préparer la dentelle utérine et à permettre la nidation.
En l'absence de fécondation, le corps jaune régresse et sa production hormonale
s'arrête rapidement. À l'inverse, en cas de gestation, cette production ne cesse de
croître car les œstrogènes permettent de stimuler la croissance de la masse
musculaire utérine et de sa vascularisation pendant que la progestérone maintient
le « silence utérin » en inhibant la contractilité de ses fibres musculaires. Toutefois,
à partir du troisième mois, le rôle du corps jaune devient accessoire, le placenta
produisant suffisamment d'œstrogènes et de progestérone pour que la grossesse se
déroule normalement.
Une fois en activité, le placenta prend également le relais du trophoblaste pour
fabriquer l'HCG mais le rôle du cops jaune diminuant au cours de la gestation, son
taux de sécrétion régresse considérablement à partir du troisième mois.
Enfin, le placenta produit également une hormone polypeptidique de 190 acides
aminés, proche de l'hormone de croissance hypophysaire, l'HCS (Human Chorionic
Somatomammotrophin = Somatomammotrophine chorionique humaine) qui est à
la fois lutéotrope (elle agit sur le corps jaune), somatotrope (elle assure la
croissance du fœtus) et mammotrope (elle prépare la sécrétion lactée) et qui, pour
cette raison, est également dénommée HPL (Hormone placentaire lactogène). Sa
production, très importante, ne cesse d'augmenter au cours de la grossesse.
CUEEP/USTL
45
De la fécondation à la parturition
Vers la fin du neuvième mois, le fœtus devient de plus en plus remuant et exerce
une pression constante sur la paroi de l'utérus. Il se produit alors une chute du taux
plasmatique de stéroïdes circulants et notamment de la progestérone de manière à
lever le silence électrique du muscle utérin indispensable au déclenchement des
contractions. Il faut toutefois noter que le déterminisme de la parturition
(ensemble des phénomènes qui permettent l'expulsion du fœtus et de ses annexes
hors de l'organisme maternel) reste encore mal connu chez la femme, celui-ci
combinant plusieurs facteurs d'origine génétique, hormonale, fœtale et
environnementale. Toujours est-il que le muscle utérin retrouve sa contractilité et
que les contractions sont alors entretenues et activées par plusieurs substances. À
savoir :
y
une neurohormone, l'ocytocine, qui est un petit peptide de neuf acides
aminés fabriqué par l'hypothalamus et sécrété par le système
magnocellulaire ;
y
deux prostaglandines, les
et
, qui sont des dérivés d'acides
gras polyinsaturés à action physiologique fabriqués par l'utérus.
L'effet conjugué de l'ocytocine, des prostaglandines et des contractions volontaires
permettent alors le travail qui provoque :
46
y
la descente du fœtus et la rupture de la poche amniotique ;
y
la dilatation du col utérin (exerçant un effet positif sur la production
d'ocytocine) ;
y
l'expulsion du fœtus ;
y
la délivrance (expulsion du placenta).
CUEEP/USTL
De la fécondation à la parturition
D. Exercice d'application N°1
Les schémas qui suivent ont été réalisés à partir d'observations effectuées dans les
voies génitales féminines quelques jours après la fécondation.
Question 1
[Solution n°11 p 63]
Classez et titrez ces figures.
Question 2
[Solution n°12 p 63]
Y a-t-il identité génétique entre toutes les cellules représentées sur ces figures ?
Question 3
[Solution n°13 p 63]
Quelles structures composent l'élément A ?
Question 4
[Solution n°14 p 63]
Combien de chromosomes pourrait-on dénombrer dans la figure B ?
Question 5
[Solution n°15 p 63]
Comment s'appelle la cavité centrale de l'élément C ?
CUEEP/USTL
47
De la fécondation à la parturition
Question 6
[Solution n°16 p 63]
Combien de cellules renferme en moyenne l'élément D ?
Question 7
[Solution n°17 p 63]
Quelles hormones sont nécessaires au bon développement de l'élément E ?
Question 8
[Solution n°18 p 63]
Quelle est la structure qui entoure l'élément F ?
E. Exercice d'application n°2
On dose chez une femme adulte les dérivés stéroïdiens éliminés dans les urines
pendant 73 jours : les phénostéroïdes pour les œstrogènes et le prégnandiol pour la
progestérone.
48
CUEEP/USTL
De la fécondation à la parturition
Question 1
[Solution n°19 p 64]
Traduisez graphiquement ces résultats dans le même système d'axes en utilisant
comme unité 1 cm pour 10 µg.l-1 de phénostéroïdes et 1 cm pour 1 mg.l-1 de
prégnandiol.
Question 2
[Solution n°20 p 64]
Quels sont les principaux événements survenus au cours de ces 73 jours ? Que
pouvez-vous en conclure ?
CUEEP/USTL
49
VII -
La lactation
VII
La lactation
51
Exercice d'application
53
A. La lactation
Spécificité des Mammifères, l'allaitement nécessite un organe particulier – la
glande mammaire – dont le fonctionnement et la production sont entièrement
placés sous contrôle hormonal.
Schématiquement, la glande présente une structure en grappe de raisin. Le lait est
élaboré par des cellules sécrétrices groupées en acini, chaque acinus formant un
petit sac entouré de cellules myo-épithéliales contractiles et débouchant sur un
canal galactophore chargé de collecter le lait. Puis les canaux s'anastomosent entre
eux pour finir par aboutir aux sinus lactifères qui s'ouvrent au niveau du mamelon.
L'ensemble se développe à la puberté et se modifie au cours de chaque cycle sexuel
(le volume des seins augmente sensiblement pendant toute la durée du cycle et
diminue à chaque menstruation) mais c'est au cours de la gestation, sous l'effet
conjugué des œstrogènes, de la progestérone et de l'hormone placentaire lactogène
(HPL ou HCS) que le développement des acini et des canaux atteint son maximum.
Toutefois, le fort taux de progestérone plasmatique, inhibant la sécrétion de
prolactine par l'antéhypophyse (l'hormone qui participe par ailleurs au maintien du
corps jaune), empêche la production de lait.
À la parturition, le phénomène s'inverse. La chute du taux de progestérone
provoque une augmentation de la sécrétion de prolactine ce qui déclenche la
montée laiteuse dans les 72 heures qui suivent l'accouchement. Les acini
commencent par produire le colostrum (un lait pauvre en lactose et en lipides mais
très riche en protéines, notamment en immunoglobulines) puis, au bout de
quelques jours, le véritable lait. Dès lors, la sécrétion lactée se fait sous la
dépendance de deux hormones :
CUEEP/USTL
y
d'une part, la prolactine qui agit en stimulant la production de lait par les
cellules glandulaires et dont la sécrétion est principalement régulée par deux
facteurs hypothalamiques de nature peptidique, l'un excitateur, l'autre
inhibiteur : le PRF (Prolactin Releasing Factor) et le PIF (Prolactin Inhibiting
Factor) ;
y
d'autre part, l'ocytocine qui agit sur les cellules myo-épithéliales entourant
les acini en provoquant leur contraction de manière à évacuer le lait par les
canaux galactophores, exactement comme lorsque l'on presse sur une
éponge gorgée d'eau.
51
La lactation
Cette production n'est toutefois maintenue que s'il y a tétée, la succion du
mamelon agissant directement sur le fonctionnement de l'hypothalamus par voie
réflexe et régulant ainsi la libération de prolactine par le système parvocellulaire et
celle d'ocytocine par le système magnocellulaire. Notons enfin, que divers stimuli
d'origine centrale, en particulier olfactifs, visuels et psychiques peuvent influer sur
le fonctionnement de l'hypothalamus ce qui peut provoquer une modification de la
sécrétion lactée mais aussi une reprise des cycles, ceux-ci étant en principe
supprimés par la tétée qui, toujours par voie réflexe, inhibe la production de FSH et
de LH par le complexe hypothalamo-hypophysaire.
52
CUEEP/USTL
La lactation
B. Exercice d'application
On mesure la quantité d'ARN messager codant pour la caséine (une protéine
essentielle du lait) dans des cellules acineuses de glande mammaire de rate mises
en culture :
y
y
y
les lots A et B sont incubés avec des extraits plasmatiques issus de femelles
gestantes pour le lot A et de femelles postparturiantes pour le lot B ;
les lots C et D sont incubés avec des extraits hypophysaires de femelles
postparturiantes
antéhypophysectomisées
pour
le
lot
C
et
neurohypophysectomisées pour le lot D ;
les lots E et F sont incubés avec des extraits hypophysaires de femelles
postparturiantes allaitantes pour le lot E et privées de leurs petits pour le lot
F.
Question
[Solution n°21 p 65]
Analysez ces données. Que pouvez-vous en conclure ?
CUEEP/USTL
53
La contraception
hormonale
VIII -
VIII
La contraception hormonale
55
Exercice d'application
57
A. La contraception hormonale
Destinée à limiter et à contrôler le nombre des naissances, la contraception (= qui
s'oppose à la conception) regroupe un ensemble de méthodes visant à empêcher la
fertilité de manière temporaire. Classiquement, on distingue :
y
les méthodes naturelles (abstinence, allaitement prolongé, coït
interrompu, continence périodique basée sur le calendrier ou la température,
observation de la glaire cervicale) ;
y
les méthodes mécaniques (condom ou préservatif masculin, diaphragme
ou préservatif féminin, stérilet ou dispositif intra-utérin) ;
y
les méthodes chimiques (douche vaginale, gelée spermicide, tampon ou
ovule contraceptif) ;
y
les
méthodes
hormonales
(pilules
contraceptives,
anticonceptionnelle, implant, patch, anneau vaginal).
piqûre
Seules ces dernières seront développées en nous limitant toutefois aux méthodes
classiques, la piqûre étant interdite en France et les méthodes modernes (implant,
patch et anneau) d'apparition récente et encore peu usitées.
Toutes les pilules sont constituées de stéroïdes de synthèse (éthinylœstradiol pour
les œstrogènes, progestatifs divers pour la progestérone), se présentent en
plaquette et sont dites :
y
normodosées si la dose d'éthinylœstradiol est de 50 µg par comprimé ;
y
minidosées si la dose d'éthinylœstradiol est inférieure à 50 µg par
comprimé.
Il en existe trois types principaux.
La pilule combinée associe éthinylœstradiol et progestatifs pendant 21 jours à des
doses qui varient en fonction du fabricant et du type considéré. On distingue en
effet :
CUEEP/USTL
y
la pilule monophasique dans laquelle tous les comprimés possèdent la
même composition ;
y
la pilule biphasique dans laquelle la dose de progestatifs augmente à partir
du huitième ou du douzième jour ;
55
La contraception hormonale
y
la pilule triphasique dans laquelle la dose de progestatifs augmente chaque
semaine, celle d'éthinylœstradiol pouvant également varier.
On arrive ainsi à de multiples combinaisons possibles mais toutes fonctionnent
selon le même principe qui est d'apporter suffisamment d'hormones à l'organisme
pour que celles-ci exercent un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamohypophysaire de telle sorte que le taux de FSH et de LH devienne très faible et
constant durant toute la prise. La pilule combinée empêche ainsi les follicules
ovariens de se développer et l'ovulation de se produire tout en rendant, par
ailleurs, la glaire cervicale imperméable aux spermatozoïdes et l'endomètre inapte à
la nidation. Agissant à différents niveaux, elle est, de loin, la plus utilisée.
La pilule séquentielle simule quant à elle le cycle menstruel normal dans la
mesure où les premiers comprimés (entre 7 et 14 sur 22 selon les fabricants) ne
renferment que des œstrogènes de synthèse, mimant la phase folliculaire, alors que
les suivants associent éthinylœstradiol et progestatifs, mimant la phase lutéale. Son
action se limite à bloquer le développement des follicules et l'ovulation, elle n'a pas
d'effet sur les voies génitales.
Enfin, la micropilule est réservée aux femmes qui ne supportent pas les
œstrogènes. Elle se présente sous la forme de 28 comprimés de progestatifs (sa
prise n'est donc pas interrompue) et agit uniquement sur les voies génitales en
rendant la glaire cervicale imperméable aux spermatozoïdes et l'endomètre inapte à
la nidation.
Comme on le voit, le choix est donc particulièrement large et adapté au
fonctionnement des organismes, des contre-indications pouvant exister chez
certains sujets. Enfin, signalons deux autres pilules qui ne sont pas à proprement
parler contraceptives puisque l'une s'oppose à la nidation et l'autre à la gestation.
La pilule du lendemain est utilisée suite à un rapport sexuel potentiellement
fécondant et doit être administrée dans les 72 heures au plus tard. Fortement
dosée en hormones de synthèse, elle provoque un déséquilibre hormonal brutal qui
conduit à la destruction de l'endomètre et s'oppose ainsi à la nidation d'un éventuel
embryon.
La pilule contragestive est par contre utilisée pour stopper une grossesse. Il
s'agit donc d'une pilule abortive qui représente une alternative chimique à la
méthode classique d'aspiration endo-utérine. Connue sous le nom de code de RU
486 (RU pour le laboratoire Roussel-Uclaf qui la commercialise et 486 pour l'ordre
des opérations de synthèse de la molécule), il s'agit d'un stéroïde artificiel, la
mifépristone, qui présente une très grande affinité pour les récepteurs
intracellulaires à la progestérone de l'endomètre et qui se comporte comme une
antihormone. Prenant la place de la progestérone sur les récepteurs de manière
compétitive, elle empêche celle-ci d'agir ce qui a pour effet de provoquer des
saignements de la muqueuse dans les trois jours qui suivent son administration et
conduit à la mort de l'embryon.
Le traitement est associé à une dose de prostaglandines de manière à déclencher
des contractions utérines et permettre l'expulsion de l'embryon de l'organisme
maternel.
56
CUEEP/USTL
La contraception hormonale
B. Exercice d'application
Un endomètre prélevé chez une lapine pubère est broyé puis centrifugé. Le
surnageant renfermant les protéines intracellulaires est alors réparti en trois tubes :
y
y
y
au tube A, on ajoute une quantité c de progestérone marquée au tritium ;
au tube B, on ajoute une quantité ½ c de progestérone marquée et une
quantité ½ c de progestérone non marquée ;
au tube C, on ajoute une quantité ½ c de progestérone marquée et une
quantité ½ c de mifépristone (RU 486).
Après trente minutes d'incubation, on mesure la radioactivité des protéines
présentes dans le surnageant, la valeur de 100 % étant étalonnée à partir du tube
A. Les résultats sont les suivants.
Question 1
[Solution n°22 p 65]
Pourquoi certaines protéines sont-elles devenues radioactives ?
Question 2
[Solution n°23 p 65]
Comment expliquez-vous ces résultats ?
CUEEP/USTL
57
Solution des
exercices de TD
> Solution n°1 (exercice p. 15)
a) Le développement du sexe femelle se faisant par défaut, c'est-à-dire sans
l'intervention d'hormones, il est normal que le retrait des gonades primitives soit
sans effet sur la maturation des voies génitales et que le fœtus, même castré,
présente un phénotype femelle.
b) La masculinisation du fœtus étant lié à la présence des hormones testiculaires, il
est normal que la lapine présente un phénotype mâle. La testostérone a permis le
développement des canaux de Wolff et l'AMH a provoqué la régression des canaux
de Müller.
c) La testostérone assurant la maturation des voies génitales mâles, il est normal
que le fœtus présente un phénotype mâle. En revanche, l'absence d'AMH ne permet
pas la régression des canaux de Müller.
> Solution n°2 (exercice p. 24)
1 – En prenant 1 cm pour 5 jours, on obtient le graphe suivant.
CUEEP/USTL
59
Annexes
2 – Le graphe fait apparaître trois cycles. Le premier cycle (1er au 30 juin) est
complet et présente un premier pic de phénostéroïdes pendant la phase folliculaire
suivi de deux pics synchrones, l'un de phénostéroïdes, l'autre de prégnandiol,
correspondant à la phase lutéale. L'ovulation suit le premier pic de phénostéroïdes.
On notera qu'il est impossible de déterminer sa date exacte : d'une part, les
dosages sont effectués tous les cinq jours (il est donc difficile d'être précis) ;
d'autre part, il ne faut pas oublier que ce qui est mesuré ici résulte du catabolisme
des hormones ovariennes et de leur évacuation par les urines. Il s'ensuit donc un
léger décalage entre la réalité physiologique et le témoin observé de ces
évènements. Quant aux menstruations, survenant lorsque le taux d'hormones
circulantes chute, on peut considérer qu'elles apparaissent aux alentours du 30
juin.
Le deuxième cycle (30 juin au 30 juillet) est également complet et présente
exactement les mêmes caractéristiques.
Enfin, le troisième cycle est incomplet et s'arrête au premier pic de phénostéroïdes,
soit quelque temps avant l'ovulation.
3 – On ne peut mesurer la durée du cycle qu'en déterminant le temps qui sépare
deux évènements identiques dont on connaît avec précision la date. C'est par
exemple le cas de la chute du taux d'hormones circulantes enregistrée le 30 juin et
le 30 juillet. On peut donc en déduire que le cycle de cette femme est de 30 jours.
> Solution n°3 (exercice p. 25)
1 – Qu'il s'agisse du frottis vaginal ou du comportement sexuel, on remarque que
les mêmes évènements se reproduisent tous les quatre jours. Par exemple, la rate
ne présente des cellules épithéliales (cellules endomètrales) et des traces de
leucocytes (globules blancs) que le lundi et le vendredi (J + 4) ou n'accepte
l'accouplement que le mercredi ou le dimanche (J + 4). On peut donc en déduire
que le cycle sexuel de la rate dure quatre jours et que sa période optimale de
fécondation (œstrus) ne dure qu'une journée puisqu'elle refuse le mâle les autres
jours.
2 – Le cycle œstrien de la rate diffère de celui de la femme, de même que sa
production hormonale. Néanmoins, en se basant sur la périodicité des évènements
constatés, on peut tracer les courbes suivantes (précisons encore une fois qu'il
60
CUEEP/USTL
Annexes
s'agit ici de taux supposés, non conformes à ce que l'on observe réellement chez la
Rate).
3 – Il est parfaitement possible de réaliser des frottis vaginaux pour suivre
l'évolution de l'endomètre chez la femme et donc déterminer la longueur de ses
cycles. En revanche, les tests comportementaux ne peuvent être utilisés que chez
des espèces présentant des « chaleurs », ce qui n'est bien évidemment pas le cas
de l'espèce humaine où la production hormonale joue certes un rôle sur la libido
mais ne suffit pas à déclencher le « désir » sexuel.
> Solution n°4 (exercice p. 35)
a) La production ou la libération (il est impossible de trancher par cette expérience)
de testostérone est dépendante de la glande hypophyse. Toutefois, seule
l'antéhypophyse
est
concernée
puisque
l'ablation
du
lobe
postérieur
(neurohypophyse) ne se traduit par aucune variation du taux de testostérone
circulante.
b) Cette production (ou cette libération) est liée à l'action de LH et non de FSH
puisque seule l'injection de LH à un animal hypophysectomisé entraîne une
remontée temporaire du taux de testostérone. On peut donc en déduire qu'en
conditions normales l'antéhypophyse agit par l'intermédiaire de LH.
c) L'hypophyse semble devoir être connectée à l'hypothalamus pour pouvoir agir.
En effet, la rupture de la tige pituitaire qui unit les deux structures provoque une
chute du taux de testostérone circulante et ce malgré l'intégrité de la glande.
d) La destruction du noyau arqué (aire hypophysiotrope) se traduit également par
une diminution du taux de testostérone circulante. On peut donc supposer que
l'hypothalamus agit sur l'antéhypophyse par l'intermédiaire des neurones du noyau
arqué dont les axones empruntent la tige pituitaire.
e) Cette hypothèse est vérifiée par la stimulation électrique du noyau arqué.
Toutefois l'hypothalamus ne peut agir seul puisque la stimulation se révèle
inefficace sur un animal hypophysectomisé. On peut donc en conclure que ce n'est
pas l'hypothalamus qui produit LH mais bien l'antéhypophyse lorsqu'elle est
stimulée par l'hypothalamus.
f) L'électrocoagulation du système porte bloquant les effets de la stimulation
électrique du noyau arqué, cela montre que la relation neurone hypothalamique –
cellule antéhypophysaire se fait par voie sanguine et non par articulation
synaptique directe des neurones sur les cellules glandulaires. En conséquence,
l'hypothalamus agit sur l'antéhypophyse par l'intermédiaire d'une substance qu'il
déverse dans le système porte, en l'occurrence la GnRH.
> Solution n°5 (exercice p. 35)
Le premier pic de LH survient le douzième jour, le second le quarantième jour (J +
28) et le troisième le soixante-dixième jour (J + 30). On peut donc en déduire que
la durée moyenne du cycle sexuel pour cette période est de 29 jours.
> Solution n°6 (exercice p. 36)
Le rapprochement des pics de LH suite à l'éclairement continu de l'animal indique
CUEEP/USTL
61
Annexes
un raccourcissement des cycles. Cette modification s'explique par le fait que le
cycle ovarien est placé sous le contrôle de l'hypothalamus qui intègre en
permanence de nombreuses données sensorielles. Ainsi un éclairement continu
désynchronise l'horloge biologique de l'animal, habitué à une alternance de
périodes diurnes (jours) et nocturnes (nuits), ce qui provoque une ovulation
précoce (pic de LH) et par voie de conséquence une diminution de la durée du
cycle.
> Solution n°7 (exercice p. 36)
L'ablation des ovaires entraînant une augmentation du taux de LH circulante,
montre que l'ovaire exerce en temps normal un effet inhibiteur sur la sécrétion de
LH par rétroaction négative. Par ailleurs, le fait que les pics de LH disparaissent est
normal puisque les ovaires ayant été supprimés, il ne peut y avoir de pic
d'œstrogènes préovulatoire déclenchant le pic ovulatoire de LH.
> Solution n°8 (exercice p. 36)
La perfusion d'œstradiol à une dose de 0,1 µg.l-1 provoquant une chute du taux de
LH circulante, confirme l'expérience précédente. En effet, en conditions normales,
l'ovaire par l'intermédiaire des œstrogènes, exerce une rétroaction négative sur
l'axe hypothalamo-hypophysaire en phase folliculaire qui se traduit par un faible
taux de LH circulante. En revanche, l'apport d'une dose plus importante d'œstradiol
simule le pic préovulatoire d'œstrogènes et déclenche un pic de LH par rétroaction
positive. On met ainsi en évidence le rôle des œstrogènes ovariennes qui, à faible
dose, inhibent les sécrétions de l'axe hypoyhalamo-hypophysaire alors qu'elles les
stimulent pour une dose plus élevée.
> Solution n°9 (exercice p. 37)
Cette fois, aucune modification du taux de LH n'est observée pendant l'expérience
et la perfusion par une dose d'œstradiol à 0,3 µg.l-1 ne déclenche plus de pic de LH
comme précédemment. Cela s'explique par le rôle inhibiteur de la progestérone qui,
associée aux œstrogènes en conditions normales, exerce également une rétroaction
négative sur l'axe hypothalamo-hypophysaire pendant la phase lutéale.
> Solution n°10 (exercice p. 37)
Les trois rétroactions mises en évidence (correspondant en fait aux régulations
naturelles observées en phase folliculaire, en période préovulatoire et en phase
lutéale) peuvent se représenter par un schéma illustrant les interactions entre les
organes concernés, limité ici aux seules données fournies par l'expérimentation.
62
CUEEP/USTL
Annexes
> Solution n°11 (exercice p. 47)
B (stade deux blastomères) ; F (stade quatre blastomères) ; D (stade morula) ; C
(stade blastula) ; A (blastocyste libre) ; E (mise en place des feuillets
embryonnaires).
> Solution n°12 (exercice p. 47)
Oui. Toutes dérivent de la segmentation de l'œuf obtenu après fécondation et sont
le résultat de mitoses successives.
> Solution n°13 (exercice p. 47)
Le trophoblaste en périphérie, le bouton embryonnaire contre le trophoblaste et le
blastocèle au centre.
> Solution n°14 (exercice p. 47)
Il y a deux cellules renfermant chacune 46 chromosomes (2n = 23 chez l'Homme),
donc 92.
> Solution n°15 (exercice p. 47)
Le blastocèle.
> Solution n°16 (exercice p. 48)
Entre 12 et 16 cellules selon l'état d'avancement des mitoses.
> Solution n°17 (exercice p. 48)
Dans un premier temps, les œstrogènes et la progestérone pour permettre la
nidation. Puis, au fur et à mesure que l'œuf grossit, toujours les œstrogènes et la
progestérone mais également l'HCG pour stimuler la production de stéroïdes
ovariens avant que le placenta prenne le relais. Enfin, l'HCS pour assurer le
développement du fœtus.
> Solution n°18 (exercice p. 48)
La zone pellucide.
CUEEP/USTL
63
Annexes
> Solution n°19 (exercice p. 49)
En prenant 1 cm pour 5 jours, on obtient le graphe suivant.
> Solution n°20 (exercice p. 49)
La première partie du graphe (2 au 30 septembre) fait apparaître un cycle
menstruel complet de 28 jours avec un pic de phénostéroïdes pendant la phase
folliculaire suivi de deux pics synchrones, l'un de phénostéroïdes, l'autre de
prégnandiol, pendant la phase lutéale. L'ovulation se produit entre le 16 et le 20
septembre et les menstruations, déclenchées par la chute du taux d'hormones
circulantes, démarrent le 30 septembre. Le cycle qui suit, en revanche, présente un
profil hormonal différent puisque le taux de phénostéroïdes et de prégnandiol ne
cesse de croître à partir du 20 octobre. On peut donc en déduire que le corps jaune
est resté actif ce qui signifie que cette femme est enceinte.
64
CUEEP/USTL
Annexes
> Solution n°21 (exercice p. 53)
Le taux d'ARNm mesuré codant pour la caséine, une protéine caractéristique du
lait, il peut être considéré comme un bon témoin de la production lactée. On peut
alors faire les observations suivantes :
a) à la différence des femelles gestantes (lot A), les femelles postparturiantes
fabriquent une substance qui active la production de lait (lot B) ;
b) cette substance est vraisemblablement fabriquée par l'antéhypophyse puisque la
production de lait se maintient lorsque les cellules sont incubées avec l'extrait issu
de femelles postparturiantes neurohypophysectomisées (lot D) alors qu'elle
disparaît lorsque les cellules sont incubées avec l'extrait issu de femelles
postparturiantes antéhypophysectomisées (lot C) ;
c) l'allaitement est nécessaire pour que les femelles produisent cette substance
puisque les cellules incubées avec des extraits issus de femelles allaitantes
produisent du lait (lot E) alors que celles qui sont incubées avec des extraits de
femelles privées de leurs petits n'en produisent pas (lot F).
On peut donc en conclure qu'après la parturition l'antéhypophyse produit une
substance qui active la production de lait à condition que la femelle allaite ses
petits. En toute hypothèse, il doit s'agir de la prolactine.
> Solution n°22 (exercice p. 57)
La progestérone étant une hormone stéroïdienne, elle agit en pénétrant dans les
cellules et en se fixant sur des récepteurs protéiques de manière à activer certains
gènes. Il n'est donc pas étonnant de retrouver des protéines radioactives en faisant
incuber le surnageant obtenu à partir du broyat d'endomètre puisque celui-ci
renfermant les protéines intracellulaires, il contient forcément les récepteurs à la
progestérone qui ont fixé la progestérone tritiée.
> Solution n°23 (exercice p. 57)
L'étalonnage de 100 % ayant été effectué à partir du surnageant auquel on a
ajouté une dose c de progestérone tritiée (tube A), il est normal que la radioactivité
soit diminuée de moitié avec une dose de progestérone tritiée également réduite de
moitié (tube B). En effet, la progestérone tritiée possédant la même structure
moléculaire que la progestérone non marquée, elle présente exactement la même
affinité pour les récepteurs et on peut donc imaginer qu'un même nombre de
récepteurs s'est combiné à la progestérone tritiée et à la progestérone non
marquée, réduisant ainsi la radioactivité de moitié. En revanche, il est plus
surprenant de constater que la radioactivité soit encore moindre dans le tube C, le
surnageant ayant reçu la même quantité de progestérone tritiée que celui du tube
B et la progestérone non marquée ayant été remplacée par une quantité
équivalente de mifépristone. Il faut donc en conclure que la mifépristone présente
une plus grande affinité que la progestérone aux récepteurs et qu'elle s'y est
combinée en priorité, ce qui est effectivement le cas puisque la mifépristone est
connue pour être une antihormone de la progestérone.
CUEEP/USTL
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