CHAPITRE 4 FÉMININ
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COURS ELEVES 1S 09/03/16 CHAPITRE 4 FÉMININ - MASCULIN Les phénotypes masculin et féminin se distinguent par des différences anatomiques, physiologiques (liées au fonctionnement), et chromosomiques. La mise en place des structures et de la fonctionnalité des appareils sexuels se réalise, sous le contrôle du patrimoine génétique, sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté, en passant par le développement embryonnaire et fœtal. 4.1 Devenir femme ou homme: du sexe génétique au sexe phénotypique. Dans l'espèce humaine, la 23ème paire de chromosomes (chromosomes sexuels) détermine le sexe de l’individu: - chromosomes XY = sexe masculin - chromosomes XX = sexe féminin Chez les mammifères les structures et la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle sont acquises en quatre étapes au cours du développement : 4.1.1 déterminisme chromosomique et génétique du sexe. Sur le chromosome Y, au cours du développement précoce, le gène Sry contrôle la production d'une protéine (TDF) conduisant au développement des gonades (glandes reproductrices) en testicules et donc à l'acquisition du sexe gonadique mâle . Sur le chromosome X, il n’y a pas de gène Sry. les gonades deviennent des ovaires, il y a donc acquisition du sexe gonadique femelle. oestrogènes testostérone 4.1.2 Déterminisme hormonal du sexe Une hormone est une molécule produite quelque part, transportée par le sang et agissant ailleurs sur des cellules cibles en se fixant sur des récepteurs spécifiques. La mise en place du sexe phénotypique mâle se fait sous l’action des hormones testiculaires: la testostérone sécrétée par des cellules du tissu interstitiel permet le maintien des canaux de Wolff et conduit au développement des organes génitaux externes de type masculin . l' hormone antimüllerienne (AMH) sécrétée par des cellules des tubes séminifères provoque la régression des canaux de muller et inhibe donc le développement des organes génitaux internes de type féminin. La mise en place du sexe phénotypique femelle s’effectue en l'absence de ces hormones . 4.1.3 Les étapes de la différenciation sexuelle Phénotype Stade indifférencié Chrom Y Etape Sexe gonadique Sexe phénotypique Puberté Testostérone et AMH Testicules Pénis bourses ... Ovaires Vulve utérus ... Gonades Spermatozoïdes Ovules 4.1.4 la puberté, acquisition du caractère fonctionnel de l'appareil reproducteur À partir de l’adolescence, les testicules enfermés dans les bourses produisent les spermatozoïdes, les ovaires localisés dans le ventre libèrent les ovules (produits pendant le développement de la fille dans le ventre de sa mère). L’individu devient donc capable d’avoir des enfants. Cela s’accompagne chez le garçon des premières libérations de sperme (éjaculations) et chez la fille de saignements au niveau du vagin (règles ou menstruations) . Ce changement majeur dans le fonctionnement du corps (physiologique) s’accompagne d’autres changements: changements physiques (caractères sexuels secondaires) changements psychologiques (personnalité) L’acquisition de la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle et des caractères sexuels secondaires se fait sous le contrôle des hormones sexuelles (testostérone chez le mâle, œstrogènes chez la femelle). Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 1 Sur 11 COURS ELEVES 1S 4.2 09/03/16 Régulation du fonctionnement de la reproduction chez l’homme testostérone 4.2.1 Contrôle de la reproduction par le testicule. Les testicules produisent des spermatozoïdes et de la testostérone de manière continue de la puberté jusqu’à la fin de la vie . Le contrôle de la testostéronémie est indispensable à la fonctionnalité de l’appareil sexuel mâle. - lors de son développement initial (caractères sexuels primaires = appareil reproducteur) - lors de son développement à la puberté (caractères sexuels secondaires) - pour son fonctionnement (spermatogenèse, pulsion sexuelle = libido) . 4.2.2 Contrôle du fonctionnement testiculaire. Hypothalamus et hypophyse sont localisés à la base de l'encéphale. Des hormones hypophysaires, FSH et LH (protéines), sont produites de manière continue et contrôlent le fonctionnement des testicules. La FSH déclenche la spermatogenèse. La LH stimule les cellules interstitielles qui sécrètent la testostérone . La sécrétion de FSH-LH est contrôlée par la sécrétion de GnRH, hormone hypothalamique sécrétée sous l’influence de stimulus d’origine interne ou externe (signaux extérieurs agissant sur le système nerveux, dont l'hypothalamus) . Dans l'hypothalamus, des cellules nerveuses ont des fibres nerveuses atteignant les capillaires du système sanguin hypothalamo-hypophysaire. La GnRH peut être libérée dans ces capillaires et atteindre ainsi l'hypophyse. 4.2.3 Rétrocontrôle de l’hypophyse/hypothalamus par le testicule. La testostérone est détectée en permanence par le complexe hypothalamo-hypophysaire qui module sa production de FSH-LH selon le taux de testostérone. Donc il y a une action de l'hypophyse sur le testicule et, en retour, une action du testicule sur l'hypophyse, on parle de rétroaction. Cette rétroaction agit de manière opposée à l'action initiale, on parle de rétroaction négative. Ainsi, la testostéronémie oscille autour d'une valeur constante. Finalement, le système de régulation est constitué comme suit : Rétroaction négative Environnement - Gn-RH HYPOTHALAMUS + HYPOPHYSE Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois FSH-LH + Testostérone TESTICULE + Appareil reproducteur 2 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 4.3 Régulation du fonctionnement de la reproduction chez la femme hors grossesse L'appareil reproducteur féminin met en jeu en particulier l'utérus (lieu de développement des enfants dans le ventre de la mère) et les ovaires (lieu de production des cellules reproductrices. Le fonctionnement de ces organes est cyclique. 4.3.1 L'évolution de l'utérus en cours de cycle Le cycle féminin a une durée moyenne de 28 jours. Il est marqué extérieurement par la phase menstruelle (règles) d'une durée de 5 jours (en moyenne) et dont le premier jour correspond par convention aux premières journées du cycle. Le flux menstruel est composé de sang, de liquide interstitiel ainsi que de cellules . Une observation de l’utérus à différents moments du cycle montre que les saignements sont dus à une destruction partielle de la paroi de l'utérus. Le liquide menstruel passe de la cavité utérine au col de l'utérus puis au vagin avant de sortir de l’organisme. oestrogènes A la suite des règles, une prolifération des cellules de la paroi de l'utérus associée à un Développement des vaisseaux sanguins créé des conditions favorables une éventuelle implantation de l'embryon en cas de fécondation. Les modifications de la phase de menstruation permettent le retour de l'utérus à son état de base en l'absence d'implantation. Cette évolution est donc cyclique. Les hormones ovariennes, œstrogènes et progestérone sont responsables de cette évolution cyclique de l'utérus. Les œstrogènes permettent son développement, indispensable à la fécondation et à une nidation éventuelle. Au moment de l'ovulation, l'organisme de la femelle est prêt à la fécondation. Cette coordination aboutit à réunir les conditions optimales d'une fécondation et d'une nidation. En l'absence de grossesse, le taux de progestérone diminue progressivement. La progestérone servant à maintenir l'utérus en place, cette baisse déclenche finalement les règles qui démarrent le cycle suivant. 4.3.2 L'évolution de l'ovaire en cours de cycle A l’intérieur des ovaires se trouvent les cellules de la lignée germinale (qui donneront les gamètes = ovules). Une observation des ovaires montre que les ovules en cours de maturation sont enfermés dans des structures particulières, ces structures sont appelées follicules ovariens. Régulièrement, certains follicules se développent par multiplication de leurs cellules (mitoses). Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 3 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 Durant un cycle, un follicule se développe beaucoup plus que les autres. Les follicules étant sécréteurs d'hormones, cela entraîne des sécrétions hormonales cycliques, œstrogènes et progestérone. En début de cycle (avant ovulation), l'hypophyse, libère de la FSH qui se fixe sur les cellules de l'ovaire et stimule la production d'oestrogènes. Remarques : - les cellules ovariennes ont donc des récepteurs à la FSH - La FSH est utilisée au niveau médical pour provoquer une croissance de follicules contenant chacun un ovule et préparer ainsi une ovulation. L'hypophyse libère ensuite une autre hormone, la LH, de manière brutale, le pic de LH provoque la libération d'un ovule (ovulation). L'ovule descend dans les trompes en direction de l'utérus. D'autre part, la LH provoque la libération d'une hormone, la progestérone, qui maintient l'utérus en place. Remarque : Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 4 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 - les cellules ovariennes ont donc des récepteurs à la LH - La LH (ou l'hCG de forme voisine) est utilisée au niveau médical pour déclencher l'ovulation lorsqu'un follicule est « mur ». L' évolution cyclique des hormones hypophysaires -FSH et LH- provoque une évolution cyclique des follicules ovariens. Dans la première partie du cycle, la FSH provoque le développement du follicule. Le follicule produit alors de plus en plus d’œstradiol qui prépare la fécondation. La libération brutale de LH, provoque l'ovulation, la mise en place du corps jaune et la production de progestérone qui prépare nidation et grossesse. Oestrogènes progestérone FSH-LH HYPOPHYSE OVAIRE Appareil reproducteur 4.3.3 l'évolution de l'hypophyse en cours de cycle 4.3.3.1 Contrôle par l'hypothalamus Les cellules nerveuses hypothalamiques sont capables d'émettre des potentiels d'action déclencheurs de la libération d'hormones déversées dans le sang, l' hormone libérée est la GnRH. Elle induit la libération de LH et FSH. Comme chez l’homme la GnRH est sécrétée sous l’influence de stimulus d’origine interne ou externe. Hormones ovariennes Gn-RH FSH-LH HYPOTHALAMUS HYPOPHYSE OVAIRE Appareil reproducteur Le cerveau dispose donc de récepteurs aux hormones ovariennes qui lui permettent de contrôler les taux de ces hormones dans le sang et ainsi de les réguler. 4.3.3.2 Contrôle par l'ovaire A ce contrôle du haut (centres nerveux) vers le bas (organes assurant la fonction) s’ajoute un contrôle du bas vers le haut. Nous pouvons donc parler de rétroaction. Le caractère cyclique de la sécrétion des hormones hypophysaires est lié à des rétroactions entre ovaire et complexe hypothalamo-hypophysaire . Le complexe hypothalamo-hypophysaire détermine et règle de façon cyclique, de la puberté à la ménopause, la sécrétion des hormones ovariennes, ce qui a pour conséquence le fonctionnement cyclique des organes cibles de ces hormones. Cette coordination aboutit à réunir les conditions optimales d'une fécondation et d'une nidation. - phase lutéale, oestradiol + progestérone - début de cycle, oestradiol faible Influences externes HYPOTHALAMUS Gn-RH HYPOPHYSE FSH-LH OVAIRE Hormones ovariennes Appareil reproducteur + milieu de cycle, oestradiol fort Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 5 Sur 11 COURS ELEVES 1S 4.4 09/03/16 Le déroulement de la grossesse Activité sexuelle et grossesse Des facteurs internes influencent l'activité sexuelle humaine. L'activité sexuelle procure un plaisir lié à l'activation d'un ensemble de neurones appelé système de récompense. Cet ensemble de neurones est activé dans certaines circonstances, assurant ainsi le renforcement des comportements adaptés à la survie de l'individu ou de l'espèce. 4.4.1 L’activité sexuelle est associée au plaisir . Les sensations de plaisir proviennent de l'activation d'une catégorie particulière de neurones, les neurones à Dopamine (neurotransmetteur libéré par ces neurones) Zones du cerveau activées lors de sensations de plaisir. Le schéma ci-contre est illustratif, il n'est pas à savoir. Lieux d'action des principales drogues sur un neurone à dopamine. Les drogues de type morphine/héroïne ... se fixent sur certains neurones du système de récompense, augmentant ainsi la quantité de dopamine agissant. 4.4.2 Mise en place de la grossesse En cas de rapport sexuel pendant la période entourant l'ovulation, les spermatozoïdes vont remonter en direction de la trompe. La fécondation (fusion d'un spermatozoïde et d'un ovule) a lieu dans le tiers supérieur des trompes et n'est possible que pendant une brève période après l'ovulation. . Elle conduit à la formation d'une cellule-œuf dans la trompe. La cellule-œuf descend le long de la trompe jusqu'à l'utérus. Elle se fixe à la paroi de l'utérus qu'elle creuse jusqu'à trouver des vaisseaux sanguins (nidation). L'embryon réalise ensuite tous les échanges dont il a besoin avec le sang de sa mère (respiration, nutrition …) à travers le placenta. Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 6 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 Après fécondation et nidation, la progestérone est indispensable au maintien de la muqueuse utérine. La sécrétion de l'hormone HCG par le tout jeune embryon permet la poursuite de l'activité du corps jaune et, par conséquent, la sécrétion de progestérone au début de la grossesse. 4.4.3 Le début du développement Les 2 premiers mois du développement (période de l'embryon) permettent la mise en place des organes externes caractéristiques de l'espèce humaine et aboutissent à un fœtus. Celui-ci se développera dans les 7 mois suivants avec augmentation de taille et mise en place ou finition de tous les organes. Dès sa fixation, l'embryon libère une hormone, l' HCG, qui diffuse dans le sang de sa mère et va se fixer sur l'ovaire. Elle provoque le maintien de la synthèse de progestérone, donc le maintien de la paroi de l'utérus, évite donc les règles et le décrochage de l'embryon avec la paroi. 4.4.4 Le suivi de la grossesse Pendant toute la grossesse, la femme et l'embryon (ou le fœtus ) sont médicalement surveillés grâce à différents moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies. Si des doutes apparaissent, amniocentèse ou choriocentèse sont réalisées pour dépister une anomalie grave du fœtus sur caryotype). Echographie Amniocentèse Caryotype montrant une trisomie 21 Dans le cas de la détection d’une anomalie grave, diverses mesures sont mises en œuvre qui peuvent aller jusqu'à proposer une interruption volontaire de grossesse (IVG) thérapeutique. Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 7 Sur 11 COURS ELEVES 1S 4.5 09/03/16 Le contrôle de la procréation 4.5.1 Empêcher la rencontre des gamètes, la contraception : 4.5.1.1 Bloquer l'ovulation: la pilule anticonceptionnelle (contraceptive): L’absorption d’œstrogènes associés à de la progestérone (ou de molécules de formes voisines) dans la première partie du cycle empêche par rétroaction négative le pic de LH (blocage de l'hypophyse). La décharge ovulante n’ayant pas lieu, aucun ovule n’est libéré, la fécondation est impossible. Selon les pilules une action peut également avoir lieu sur la paroi utérine (nidation) et sur le liquide cervical (fécondation). Cette pluralité d’actions explique probablement l’efficacité de la pilule anticonceptionnelle. seuil Evolution normale faible rétroaction négative seuil oestrogènes Prise d'œstrogènes de synthèse (pilule anticonceptionnelle) Forte rétroaction négative sur l'hypophyse Col de l'utérus Peu apte au passage des spermatozoïdes Evolution avec pilule forte rétroaction négative oestrogènes Absence de pic de LH Pas d'ovulation au niveau de l'ovaire Utérus peu apte à la nidation Blocage de la procréation La contraception hormonale masculine est encore à l'état de recherche. 4.5.1.2 La pilule contraceptive d'urgence (pilule du lendemain) : La pilule contraceptive d'urgence, administrée avant l'ovulation, a pour effet d'empêcher celleci. Une fois que l'ovulation a eu lieu, elle semble bloquer le transport des spermatozoïdes ce qui diminue fortement la probabilité de fécondation. 4.5.1.3 Les autres moyens contraceptifs Le couple peut utiliser d'autres moyens contraceptifs pour empêcher la rencontre des gamètes, préservatifs, stérilet … . 4.5.2 Bloquer une grossesse en cours, la contragestion : exemple du Ru486 Le blocage de l'action de la progestérone par certaines molécules (Ru486) qui se fixent sur les récepteurs à progestérone, empêche le maintien de la paroi de l'utérus. La muqueuse utérine se détache et comme lors des règles, elle est éliminée naturellement empêchant ainsi toute poursuite de grossesse (contragestion). Ce type de molécule peut donc être utilisé lors de grossesses non désirées (interruption volontaire de grossesse = IVG) ou d'interruption médicale de grossesse (IMG). 4.5.3 Permettre une grossesse en cas de stérilité : la procréation médicalement assistée (PMA) 4.5.3.1 Des causes de stérilité : L'activité sexuelle peut conduire à des infections particulières, les infections sexuellement transmissibles (IST), par exemple : Sida, syphilis, gonocoque, chlamydia, hépatite B. Les IST peuvent être contractées lors d'un rapport sexuel non protégé (sans de préservatif) en situation de risque (où le statut respectif des personnes au des IST est inconnu). Elles peuvent aboutir à une stérilité. ICSI usage niveau Des problèmes hormonaux peuvent empêcher l’ovulation (absence de pic de LH lié à un dysfonctionnement au niveau hypothalamique ou hypophysaire par exemple) ou la nidation (problème lié à la progestérone). Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 8 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 Remarque : Les IST peuvent avoir des conséquences graves et même conduire à la mort (SIDA et certaines autres maladies non soignées). Leur propagation au sein de la population peut être évitée par des comportements individuels adaptés, c'est-à-dire l'usage de préservatif lors de rapports sexuels à risque, le dépistage si un rapport sexuel non protégé à eu lieu. 4.5.3.2 Des moyens de pallier à certaines stérilités Les techniques de procréation médicalement assistée (PMA) sont utilisées en cas de stérilité d'au moins un des membres d'un couple. La stérilité masculine peut amener à réaliser : - une fécondation par injection directe d'un spermatozoïde dans l'ovule (ICSI ). - une insémination artificielle injection de spermatozoïdes dans l'appareil reproducteur féminin En cas de stérilité féminine, la libération d'ovule peut être contrôlée par l'utilisation des 2 hormones hypophysaires FSH et de LH. Les ovules libérés peuvent être aspirés et utilisés pour réaliser une Fécondation in vitro (= (fécondation à l'extérieur du corps = FIV). Les embryons obtenus sont alors transplantés dans l'utérus féminin pour la suite du développement (ETE). L'ensemble de la technique est appelé FIVETE. Principales étapes de la FIVETE Interventions possibles en procréation médicalement assistée (PMA) Noir = naturel Vert = PMA Ces connaissances sur la reproduction associées aux connaissances de génétique posent des problèmes éthiques. Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 9 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 Conclusion: . L'hypophyse, glande du cerveau, contrôle donc les ovaires par l'intermédiaire d'hormones, FSH et LH. L'ovaire, à son tour, contrôle l'utérus par d'autres hormones, œstrogènes et progestérone. Cette coordination hormonale aboutit à réunir les conditions optimales d'une fécondation et d'une nidation. L'hypophyse est elle même sous le contrôle : - du cerveau, par le biais de l'hypothalamus, et ainsi sous l'influence des conditions externes - de l'ovaire (action en retour = rétroaction de l'ovaire sur l'hypophyse) Rétroaction Influences externes HYPOTHALAMUS Gn-RH HYPOPHYSE FSH-LH Action OVAIRE Hormones ovariennes Appareil reproducteur Le fonctionnement de l'appareil reproducteur féminin : La connaissance du fonctionnement de l'appareil reproducteur permet d'en contrôler le fonctionnement que ce soit pour le bloquer ou au contraire l'activer. Ces interventions peuvent, dans certains cas, poser des problèmes éthiques. Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 10 Sur 11 COURS ELEVES 1S 09/03/16 Féminin - masculin Table des matières CHAPITRE 4FÉMININ - MASCULIN......................................................................................................1 4.1Devenir femme ou homme: du sexe génétique au sexe phénotypique...................................................................................1 4.1.1déterminisme chromosomique et génétique du sexe............................................................................................................1 4.1.2Déterminisme hormonal du sexe..........................................................................................................................................1 4.1.3Les étapes de la différenciation sexuelle..............................................................................................................................1 4.1.4la puberté, acquisition du caractère fonctionnel de l'appareil reproducteur.........................................................................1 4.2Régulation du fonctionnement de la reproduction chez l’homme.........................................................................................2 4.2.1Contrôle de la reproduction par le testicule.........................................................................................................................2 4.2.2Contrôle du fonctionnement testiculaire..............................................................................................................................2 4.2.3Rétrocontrôle de l’hypophyse/hypothalamus par le testicule..............................................................................................2 4.3Régulation du fonctionnement de la reproduction chez la femme hors grossesse...............................................................3 4.3.1L'évolution de l'utérus en cours de cycle.............................................................................................................................3 4.3.2L'évolution de l'ovaire en cours de cycle.............................................................................................................................3 4.3.3l'évolution de l'hypophyse en cours de cycle.......................................................................................................................5 4.4Le déroulement de la grossesse.................................................................................................................................................6 4.4.1Activité sexuelle et grossesse...............................................................................................................................................6 4.4.2Mise en place de la grossesse...............................................................................................................................................6 4.4.3Le début du développement.................................................................................................................................................7 4.4.4Le suivi de la grossesse........................................................................................................................................................7 4.5Le contrôle de la procréation....................................................................................................................................................8 4.5.1Empêcher la rencontre des gamètes, la contraception :.......................................................................................................8 4.5.2Bloquer une grossesse en cours, la contragestion : exemple du Ru486...............................................................................8 4.5.3Permettre une grossesse en cas de stérilité : la procréation médicalement assistée (PMA)................................................8 Daniel Devallois 74160 St Julien en genevois 11 Sur 11