EMBRYOLOGIE HUMAINE L1 Introduction Embryologie (gr

EMBRYOLOGIE HUMAINE
L1
I.
Introduction
Embryologie (gr. Embruos : qui se développe à l’intérieur et logos : discours, théorie) : partie
de la biologie qui étudie le développement de l’organisme jusqu’à la naissance
(développement prénatal).
Les différentes périodes du développement
Le développement prénatal est partagé en deux périodes :
 La période embryonnaire qui couvre les 60 premiers jours (De la fécondation à la fin du
2ème mois)
 La période fœtale qui correspond aux 7 derniers mois de la grossesse).
La période embryonnaire est divisée en deux parties, pré-embryonnaire et embryonnaire
proprement dite
Les 4 premières semaines (S)
 S1 : Œuf fécondé → Blastocyste
 S2 : Blastocyste → Bouton embryonnaire (Masse cellulaire interne), Trophoblaste
 S3 : Masse cellulaire interne → Disque embryonnaire tridermique
 S4 Disque embryonnaire tridermique → Embryon
Le deuxième mois (Période embryonnaire) : Embryon → Fœtus
II.
Fécondation
1. L’ascension des spermatozoïdes
 Durée : 24 à 48h
 Sélection du nombre de spermatozoïdes : de 100 à 300 millions environ à quelques
centaines
La sélection des spermatozoïdes à lieu au niveau de 3 barrières
 Le canal vaginal par son pH acide (5)
 Le mucus du canal cervical
 La jonction utéro-tubaire
La migration
 Le canal cervical – Active
 L’utérus – Passive
 La trompe – Active
La migration dans l’utérus est passive, en effet la contraction des muscles lisses de l’utérus
aident les spermatozoïdes à progresser vers les trompes.
2. La capacitation du spermatozoïde et la réaction acrosomique
Le pouvoir fécondant est acquis en 24 à 48h dans les voies génitales féminines : La
capacitation et la réaction acrosomique
La capacitation est un remaniement de la membrane externe
Après la capacitation les spermatozoïdes sont hypermobiles
Les spermatozoïdes sont capables d’écarter et ainsi de passer au travers de la corana radiata
de l’ovule, ils doivent ensuite digérer la zone pellucide dure constituée de glycoprotéines
essentiellement.
3. Fusion des gamètes
L’achèvement de la 2e division méiotique de l’ovocyte II → Production d’un ovule mûr et un
2e globule polaire
Le noyau de l’ovule constitue le pronucleus femelle
La queue du spermatozoïde dégénère et sa tête se dilate pour devenir le pronucleus mâle
Les chromosomes maternels et paternels se mélangent le zygote est formée
(Le génome mitochondrial vient toujours de la mère)
4. Résultat de la fécondation
Premiers stades de l’embryogenèse
III.
Période pré-embryonnaire (La première semaine)
1. La segmentation une série de divisions cellulaires mitotiques rapides
2. La migration tubaire
3. Le début de l’implantation
Les contractions péristaltiques de la paroi tubaire permettent à l’œuf de se diriger vers
l’utérus. La muqueuse tubaire est recouverte de cellules ciliaires, les battements des cils
participent à la migration de l’œuf au niveau de la paroi de l’utérus.
1. Segmentation
A. Formation de la morula
La morula est un ensemble de 8 à 16 blastomères
Le volume de chaque cellule diminue. Les axes de segmentation peuvent varier. De même, il
ni a pas de synchronisme et les cellules peuvent se divise a un rythme différents.
La segmentation est :
 Rotationnelle
 Asynchrone
La morula est toujours entourée par sa zone pellucide
La corana radiata s’est détachée dés le stade de 4 blastomères
B. Compaction
La compaction est la formation d’u e couche protectrice
La compaction c’est l’acquisition d’une polarité cellulaire
La surface des blastomères périphériques devient lisse et imperméable (Les cellules
périphériques isole, protège le milieu)
Isolation de la morula du milieu extérieur
C. Formation du blastocyste
Le trophoblaste deviendra le placenta et ses annexes
Le bouton embryonnaire deviendra l’embryon
A ce stade, la zone pellucide disparaitra (Digestion) (Pour permettre la croissance)
Le blastocœle est une cavité remplit de liquide
2. La nidation
Deux jours le blastocyste flotte librement
Le trophoblaste prolifère et se différencie en deux couches :
 Une interne, le cytotrophoblaste
 Une externe, le syncytiotrophoblaste (Les cellules fusionnées)
La nidation à lieu 6 jours après la fécondation
Le syncytiotrophoblaste secrète une enzyme qui va digérer, il secrète de même une
hormone nécessaire au maintien t du corps jaune.
Le tabagisme diminue l’activité des cellules ciliaires.
IV.
La deuxième semaine : Formation de l’embryon didermique
1. Formation de l’entoblaste (Hypoblaste) et de l’ectoblaste (Epiblaste)
Le mésenchyme primaire se développe très vite
2. Constitution du lécithocèle
3. Constitution du lécithocèle secondaire
L’allantoïde s’individualise dans la région caudale
4. Villosités choriales
1.
2.
3.
4.
Prolifération du cytotrophoblaste (Le syncytiotrophoblaste ne prolifère pas)
Expansion du mésenchyme primaire
Formation de la chambre intervilleuse
L’épithélium de surface utérine se reconstitue vers les 11-12e jours
5. Membranes oropharyngée et cloacale
Les deux feuillets sont fusionnés. Les emplacements futurs de la bouche et de l’anus
V.
La troisième semaine du développement, la gastrulation
La gastrulation : Le disque embryonnaire didermique → Un embryon tridermique ou gastrula
C’est la période des 3 : 3ème semaine, 3 couches cellulaires, 3 structures importantes : La
ligne primitive, la chorde et le tube neural
1. Ligne primitive
Apparition au 15ème jour de la ligne primitive à la partie caudale et médiane du disque
embryonnaire
Son extrémité crâniale présente une petite dépression appelée nœud de Hensen
« It is not birth, marriage or death which is the most important time in your live, but
gastrulation » Lewis Wolpert (1986)
La gastrulation progresse selon un gradient céphalo-caudal (Les cellules migrent vers la
partie céphalique)
La migration d’un premier contingent cellulaire forme l’endoderme
Une deuxième série de mouvements met en place le mésoderme
L’ectoblaste prend le nom d’ectoderme (L’ectoblaste donne naissance à ces 3 feuillets de
l’embryon)
Le disque embryonnaire devient tridermique
La ligne primitive forme du mésoderme jusqu’à la fin de la 4ème semaine. Ensuite, elle
dégénère et disparait
Exemple de pathologie congénital : Tératome sacro-coccygien
Le tératome sacro-coccygien a pour origine des reliquats de la ligne primitive
2. La chorde dorsale
16-18e jours
Les cellules mésoblastiques forment un cordon plein, entre ectoblaste et entoblaste, le
processus chordal
Formation de la chorde définitive
Mise en place de la chorde définitive
Devenir de la chorde : C’est autour de la chorde que va se forme la colonne vertébrale.
Neurulation : C’est le développement du tube neural primitif
La plaque neurale apparait au 17e jour d’abord près du nœud de Hensen
Induction par la chorde et du mésoderme adjacent
3. Plaque neurale
4. Gouttière neurale
Cette plaque neurale s’étend du nœud de Hensen à la membrane oropharyngée
Elle se déprime ensuite pour former la gouttière neurale
Les berges de cette gouttière constituent les crêtes neurales
Le tube neural est l’ébauche du SNC, il va ensuite développer l’encéphale
Les cellules issues des crêtes neurales migrent dans le mésoderme
Ces cellules des crêtes neurales donnent naissance à :
 Ganglions rachidiens
 Ganglions sympathiques et parasympathiques
 Cellules de Schwann
 Méninges
 Médullo-surrénale (Glande médullo-surrénale)
 La plus grande partie des structures mésenchymateuses de la face
5. Tube neural
6. Neuropores
La fermeture du tube neurale débute à sa partie moyenne
Exemple de pathologie :
Craniorachischisis : Résultat de l’absence totale de fermeture du tube neurale
Anencéphalie : Résultat de l’absence de fermeture du neuropore antérieur
Spina bifida : Résultat de l’absence de fermeture du neuropore postérieur
7. Evolution du mésoderme
Prolifération du mésoderme intra-embryonnaire
Le dédoublement du mésoderme latéral
Formation des somites à partir du mésoderme para-axial (Débute dans la région crâniale)
8. Aire cardiaque
Formation des deux tubes cardiaques qui fusionnent
Cette ébauche cardiaque commence à battre à la fin de la 3ème semaine et le « sang » circule
dans le système vasculaire primitif
VI.
De la quatrième à la huitième semaine
1. Délimitation de l’embryon
Délimitation de l’embryon, c’est le passage d’un disque tridermique à un embryon
cylindrique.
Trois plicatures permettent cette délimitation dans un plan transversal (Plicature
transversale) et dans un plan longitudinal (Plicatures crâniale et caudale)
Formation du cœlome intra-embryonnaire et de l’intestin primitif
Mise en place des séreuses des cavités cœlomiques
La plicature crâniale, une partie du lécithocèle deviendra l’intestin antérieur
La plicature caudale (La plus tardive), Une partie du lécithocèle formera l’intestin postérieur
Fin de la 4e semaine
Au début de la 4e semaine, la membrane pharyngée se résorbe
Contact lumière digestive, cavité amniotique
Formation du cordon ombilical et disparition progressive du cœlome extra-embryonnaire
Vers la 8e semaine
Cordon ombilical :
Revêtu d’amnios, pédicule embryonnaire, allantoïde, vaisseaux ombilicaux, canal vitellin,
reliquats du cœlome extra-embryonnaire
Les organes et appareils fondamentaux sont formés entre la 4e et ola 8e semaines
Cette période constitue la période la plus critique du développement embryonnaire
2. Développement des arcs branchiaux (4e semaine)
Le premier et le deuxième arc branchiaux
Le premier arc se divise en un arc maxillaire et un arc mandibulaire
Le deuxième arc est l’arc hyoïdien (Participe à la formation du cartilage et à la protection du
larynx)
Apparition des placodes otiques et optique (Les bourgeons otique et optique)
3. Ébauche des membres
Au 28e jour, quatre paires d’arcs branchiaux sont présents (Futur formation de la face, des
oreilles, du cou, de la bouche, des cavités nasales, du palais, du pharynx, du larynx…)
Formation des ébauches des membres (Prolifération du mésoderme)
Devenir du mésoderme
Le mésoderme dorsal donne la chorde qui régresse
Le mésoderme latéro-ventral
 Para- axial (Formant les somites) donne l’appareil locomoteur
 Intermédiaire donne l’appareil urinaire
 Latéral donne des séreuses
4. Développement des somites
A la fin de la 3e semaine le mésoderme para-axial se segmente
A l afin de la 5e semaine, il existe 42-44 paires de somites
5. Devenir des feuillets primitifs
VII.
Les anomalies de la prégenèse : les aberrations chromosomiques
Anomalies homogènes et mosaïques
Trisomie des autosomes :
 Trisomie 21 : Syndrome de Down (Une dysmorphie faciale, des malformations
cardiaques, un retard mental)
 Trisomie 18 : Syndrome d’Edwards (Des malformations intestinales, rénales, cardiaques
et cérébrales)
 Trisomie 13 : Syndrome de Patau (Klaus Patau) (De multiples malformations cérébrales
graves : Microcéphalie, polydactylie)
Aberrations des chromosomes sexuels
 Syndrome de Klinefelter (47, XXY) : Sexe masculin, petits testicules, hyalinisation des
tubes séminifères, aspermatogenèse, les individus sont eunochoïdes, retard mental.
Stérile
 Syndrome XYY : Sexe masculin, agressivité élevée, individus grands, parfois mentalement
retardés
 Syndrome XXX : Sexe féminin, parfois les individus ont un léger retard mental. Peu fertile
 Monosomie X (Syndrome de Turner) : Sexe féminin, taille courte, large thorax. Stérile
Facteurs tératogènes
 Médicaments (Antibiotiques, thalidomide, alcool, hormones…)
 Produits chimiques
 Agents infectieux (Virus, tréponème pale…)
 Radiations ionisantes
 Carence en iode (Element indispensable pour la synthèse des hormones thyroïdienne)
 etc
VIII.
Appareil digestif
L’intestin, antérieur, moyen et postérieur
L’intestin antérieur est à l’origine du pharynx, de la tracée, des bronches et des poumons, de
l’œsophage, du duodénum jusqu’à l’ampoule de Vater, du foie, du pancréas et de la vésicule
biliaire
L’endoderme : le revêtement épithélial et les glandes annexes
Le mésoderme (Spanchnopleure) : La musculeuse et la séreuse
Devenir de différents segments de l’intestin primitif :
L’intestin primitif antérieur est subdivisé en 2 parties : L’intestin primitif pharyngien
A partir de l’intestin moyen est formé le Colon et Grêle, l’intestin postérieur : Le colon, le
rectum et le canal anal
Dérivée de l’intestin antérieur (De la membrane pharyngienne au bourgeon hépatique)
Intestin pharyngien (La partie crâniale) : Formation de l’appareil branchial
Œsophage : Allongement de l’intestin
Anomalies : Atrésie, jonction œsophage-trachée → Hydramnios (Trop d’eau dans l’amnios)
Estomac : Dilatation, rotation, croissance inégale
Anomalie : Sténose pylorique
Duodénum : Double origine, double irrigation
Anomalies : Sténose ou atrésie
Glossaire :
Atrésie : Fermeture complète d’un orifice ou d’un conduit
Sténose : Rétrécissement pathologique d’un canal ou d’un vaisseau
1. Développement du foie et du pancréas
Pancréas : 2 bourgeons : rotation du bourgeon ventral, fusion des canaux. Les îlots de
Langerhans : Le 3e mois, la sécrétion de l’insuline débute vers le 5e mois
Foie et voies biliaires : 2 bourgeons (Céphalique et caudal) Croissance rapide du foie. 6 e
semaine : Début de l’hématopoïèse
2. Evolution de l’intestin moyen
Dérivées de l’intestin moyen :
Intestin grèle, caecum, appendice, côlon ascendant, 2/3 de côlon transverse
Anomalies : Sténose et atrésie, malrotation, diverticule de Meckel, hernie ombilicale (Une
partie de l’intestin du fœtus sort dans le cordon ombilicale)
Dérivées de l’intestin postérieur :
1/3 du colon transverse, le côlon descendant, el côlon sigmoïde, le rectum, la canal anal,
l’épithélium de la vessie, l’urètre
3. Septum urorectal
Anomalies : Des fistules (= Communication anormale) reliées avec la vessie, l’urètre, le
vagin ; imperforation anal
IX.
Appareil respiratoire
Les cellules du poumon ont une double origine : Endodermique (Epithélium) et
mésodermique (Cartilage, muscle lisse, vaisseaux, tissu interstitiel)
Intestin primitif et bourgeon pulmonaire (Vers la 6e semaine)
1. Diverticule laryngo-trachéal
Séparation du tube laryngo-trachéal de l’œsophage (4e semaine)
2. Evolution de l’ébauche trachéale
Les divisions successives (17 prénatales, 6 postnatales) des ébauches bronchiques
4 Stades du développement du poumon
1. Pseudo-glandulaire (5-17 semaines) Pas d’alvéoles, pas d’échange gazeux
2. Canaliculaire (16-24 semaines) Maturation des bronches et des bronchioles terminales
3. Sacculaire (24 semaines – la naissance) Développement des sacs alvéolaires
4. Alvéolaire (Jusqu'à 8 ans) Maturation des alvéoles
Surfactant
 Empêche l’affaissement des alvéoles
 Composition : Protéines 10-20%, phospholipides 80-90%
 Synthèse à partir de la 20e semaine
X.
Système cardiovasculaire
1. Cellules angioformatrices
L’appareil vasculaire commence à se développer au cours de la 3ème semaine
Les amas cellulaires angioformatrices d’origine mésenchymateuse
2. Vaisseaux vitellins et ombilicaux




3 artères dorsales
2 veines cardinales
Les artères et veines vitellines
Les artères et veines ombilicales
3. Ebauche cardiaque
Origine mésenchymateuse
Fusion de deux tubes endocardiaques vers le 22e jour
Premières cellules contractiles dés le 23e jour
4. Evolution de l’ébauche cardiaque
5. Cloison du tube cardiaque
Cloisonnement du canal auriculo-ventriculaire
Cloisonnement de l’oreillette primitive
Foramen ovale (Trou de Botal) ne se ferme qu’après la naissance
Cloisonnement du ventricule primitif (Fermeture de l’orifice fin de la 7e semaine)
6. Division du tronc artériel
Division aorte/Tronc pulmonaire
L’aorte et l’artère pulmonaire communique par le canal artériel
7. Circulation fœtal
La circulation fœtal n’est pas la même chez l’adulte. La veine ombilicale véhicule le sang
oxygéné provenant du sang maternelle qui se diffuse dans cette ombilicale. La veine
ombilicale se jette dans la veine cave inférieure. Le foie fœtal reçoit tous les nutriments à
partir de l’organisme maternel. Par ailleurs, les poumons du fœtus ne sont pas fonctionnels,
car le fœtus ne respire pas. Les poumons du fœtus sont affaisser car le sang ne rentre pas
dans ses poumons. En effet, le sang est injecté dans l’aorte. Les deux ventricules du fœtus
travaillent en parallèle et non en série comme chez l’adulte. Chez le fœtus le placenta joue le
rôle des poumons.
Principales malformations cardiovasculaire
 Communication interauriculaire persistante
 Agénésie du septum atrioventriculaire
 Atrésie ou sténose des valvules tricuspides et mitrales
 Communication interventriculaire (Se ferme normalement après 2 mois)
 Tétratologie de Fallot (4 pathologies simultanées)
. Une communication interventriculaire large (Le sang du ventricule droit et gauche se
mélange)
. Une sténose pulmonaire (Rétrécissement important, le cœur a du mal a propulser le
sang vers les poumons)
. Un déplacement de l’aorte (Une aorte à cheval)
. Une hypertrophie ventriculaire droite
XI.
Appareil urinaire
(Le développement de l’appareil urinaire est très précoce)
Les fonctions d’homéostasie sont assurées par le placenta
Néanmoins, le rein fœtal assure la production de l’urine
L’urine est déversée dans la cavité amniotique
L’appareil urinaire dérive du cordon néprhrogène et du sinus uro-génital
. Coupe transversale d’un embryon en cours de délimitation
Succession de 3 appareils de complexité croissante (Pronéphros, Mésonéphros,
Métanéphros)
Le pronéphros
 Apparition : 3e semaine
 Régression : 4e semaine
Le mésonéphros
 Apparition : 4e semaine
 Formation du canal de Wolf
 Filtration urinaire
 Involution vers la 10e semaine
Le métanéphros
 Apparition durant la 5e semaine, fonctionnement à la 6e semaine
 A l’origine de son développement : le mésoderme métanéphrotique et le bourgeon
urétérale
1. Pronéphros et Mésonéphros
Les vésicules du pronéphros accumulent des déchets, mais il y a absence de canal excréteur.
Le mésonéphros possède un canal qui permet l’élimination des déchets par le cloaque.
2. Métanéphros
Il existe plusieurs milliers d’ampoule urétérale qui jouent le rôle des néphrons
Le bourgeon urétéral induit le néphron
3 stades de la différenciation des néphrons
 Néphrotome plein
 Vésicule
 Tubule
Différenciation des voies urinaires
Les voies urinaires hautes proviennent du bourgeon urétéral
Les voies urinaires basses dérivent du sinus uro-génital
Malformations rénales
 Anomalie de nombre : Agénésie rénal, reins surnuméraires
 Anomalies de structure : Dysplasie rénale, reins multikystique (Sac anormal rempli de
liquide)
Malformations des voies urinaires
 Obstructions urinaires (Sténose ou Agénésie)
XII.
Appareil génital
Stade morphologiquement indifférencié commun aux deux sexes jusqu’à la 6e semaine
1. Ebauches gonadiques
 L’épithélium cœlomique
 Le mésenchyme sub-cœlomique
 Les cellules germinales primordiales
Les cellules germinales primordiales apparaissent dans la paroi du lécithocèle, à proximité de
l’origine du diverticule allantoïdien
2. Stade Indifférencié (6e semaine)
Formation des voies génitales
Le canal de Muller ou canal paramésonéphrotique se forme sur la paroi cœlomique par
invagination de l’épithélium
La fusion de la partie basse des canaux de Muller donne l’utérus et le tiers supérieur du
vagin. La portion haute donne les deux trompes utérines.
3. Formation de la gonade mâle




Précoce et rapide
Formation des cordons épithéliaux (Futur Tubes séminifères)
Les terminaisons s’anastomosent (Fusionnent) pour former le rete testis
Le rete testis communique avec l’épididyme et le canal déférent (Dérivés du canal de
Wolff)
 Migration des testicules
4. Formation de la gonade femelle
 Tardive et lente
 Les cellules germinales se multiplient
 Les ovaires migrent vers le petit bassin
5. Différenciation des voies génitales internes
Dans le sexe masculin
 Les canaux de Wolff se développent, les canaux de Muller régressent
 Les canaux de Wolff donnent :
. L’épididyme
. Les canaux déférents
. Les canaux éjaculateurs
Dans le sexe féminin :
 Les canaux de Muller se développent, les canaux de Wolff régressent
 Les canaux de Muller donnent :
. Les trompes
L’utérus
 Le sinus uro-génital donne le vagin
XIII.
Système nerveux central
La morphogenèse du SNC est précoce est rapide
Elle débute dès la 3e semaine par la neurulation
Toutes les structures sont en place vers la 12e semaine
1. Extrémité crâniale du tube neural
Trois dilatations vésicules primaires, le prosencéphale, le mésencéphale et le
rhombencéphale
Deux courbures, la courbure céphalique et la courbure cervicale
2. Evolution des vésicules cérébrales
Télencéphale : Deux hémisphères
Diencéphale
Mésencéphale
Métencéphale : Pont et cervelet
Myélencéphale : Bulbe rachidien
XIV.
Développement du placenta
1. Formation du placenta
2. Structure du placenta
Barrière placentaire
Les premiers mois
1. Endothélium des capillaires fœtaux
2. Tissu conjonctif
3. Cytotrophoblaste
4. Syncytiotrophoblaste
La barrière envir 50 µm
Les derniers mois :
2. Diminue
3. Disparait
4. Devient très mince
La barrière envir 1-3 µm
Fonction du placenta :
 Respiration
 Nutrition
 Excrétion
 Protection
 Réserves
 Production d’hormones
3. Le développement des membranes ovulaires