DU SEXE GENETIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE

DU SEXE GENETIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE
INTRODUCTION
A la naissance, le bébé possède un appareil génital déjà différencié qui deviendra fonctionnel à la puberté. Cet appareil génital
est constitué de glandes génitales ou gonades, de voies génitales internes et d’organes génitaux externes. Tout ceci constitue
le sexe phénotypique.
Dès la fécondation, le sexe d’un individu est déterminé génétiquement par ses chromosomes sexuels : X et Y
Le sexe génétique XX ou XY est déterminé par le caryotype
Il est à l’origine du phénotype sexuel (caractères sexuels primaires + secondaires)
La réalisation de ce phénotype se fait en plusieurs étapes
I DU SEXE GENETIQUE AU SEXE GONADIQUE
1
ere
étape : tractus indifférencié
Au début du développement embryonnaire (5
e
semaine), l’ébauche de l’appareil génital est indifférenciée : 2 gonades + 2
canaux de Müller + 2 canaux de Wolff débouchant dans une même cavité, le sinus urogénital.
On a une structure commune aux 2 sexes.
2
eme
étape :différenciation des gonades = sexe gonadique (7
e
- 10
e
semaine)
Si l’embryon possède le gène SRY situé normalement sur le chromosome Y, lorsque celui-ci est activé (7
e
-8
e
semaines) il y a
synthèse d’une protéine : la protéine SRY ou TDF, véritable signal du développement de la gonade en testicule.
Ce gène est l’initiateur de la masculinisation des gonades = gène de masculinité
C’est un gène architecte, la protéine TDF se lie spécifiquement à une région de l’ADN et active d’autres gènes.
En l’absence du chromosome Y et donc du gène SRY et de la protéine TDF, la gonade se transforme spontanément en
ovaire, ce qui est le cas des individus de sexe génétique XX..
Le phénotype sexuel féminin est un phénotype neutre : pas besoin de signal de féminisation
La formule chromosomique agit réellement et uniquement au niveau de la gonade dans la différenciation du sexe.
Le sexe gonadique est sous contrôle génétique.
Preuves : les conséquences des anomalies chromosomiques + les expériences de transgénèse
II DU SEXE GONADIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE
3
eme
étape : mise en place des voies génitales différenciées (16
e
semaine)
• maintien des canaux de Wolff + régression des canaux de Müller = différenciation mâle
• maintien des canaux de Müller + régression des canaux de Wolff = différenciation femelle
Cette différenciation se fait sous l’action d’hormones
∗
∗∗
∗présence d’hormones testiculaires : testostérone + hormone anti-müllérienne ( AMH) →
→→
→ différenciation mâle
∗
∗∗
∗absence d’hormones testiculaires →
→→
→ différenciation femelle
testostérone →
→→
→ développement des canaux de Wolff
AMH →
→→
→ régression des canaux de Müller , AMH n’agit que pendant la phase embryonnaire
Le testicule joue un rôle important dans la masculinisation des voies génitales
L’ovaire ne joue aucun rôle, les voies génitales se féminisent par défaut

Le sexe phénotypique est sous contrôle hormonal (présence ou absence hormones testiculaires) et donc sous contrôle du
type de gonade mis en place à l’étape précédente
Preuves : vaches free-martin + expériences de Jost (castrations) .......
III LA PUBERTE
4
eme
et dernière étape : acquisition de la fonctionnalité de l’appareil génital (11-18 ans)
AMH a disparue depuis plusieurs années
La testostérone + œstrogènes faibles chez l’enfant, augmentent beaucoup à cette étape.
maturation de l’appareil génital, mise en activité des gonades (fabrication sperme +spermatozoïdes ; premières ovulations)
apparition des caractères génitaux secondaires
• mâle : développement des organes génitaux + pilosité + mue de la voix + développement musculaire
• femelle : développement des seins + pilosité + règles
Ces transformations sont dues à une augmentation importante de la sécrétion des hormones sexuelles : testostérone =
mâle , œstrogènes = femelle
Ici la mise en place des caractères féminisants nécessite l’intervention d’hormones femelles.
La fonctionnalité de l’appareil génital est sous contrôle hormonal dans les 2 cas, mâle et femelle
A la fin de la puberté, l’individu est apte à se reproduire, l’organisme est adulte
.
BILAN
Schéma page suivante

REGULATION DE LA FONCTION REPRODUCTRICE CHEZ
L’HOMME
A partir de la puberté, les testicules produisent des spermatozoïdes et les caractères sexuels secondaires se développent.
Comment cette double activité testiculaire est elle contrôlée ?
I LA DOUBLE FONCTION DU TESTICULE
A Testicule, usine à spermatozoïdes
Les gonades, les testicules, fabriquent en continu, de la puberté jusqu'à la mort, des milliards de spermatozoïdes.
Chaque testicule contient des centaines de tubes séminifères pelotonnés. C’est dans l’épaisseur de leur paroi que se forment les
gamètes.
A partir de la puberté, les cellules germinales souches ou spermatogonies situées à la périphérie du tube, se multiplient
activement. Certaines d’entre elles vont subir la méiose et se transformer pour donner les gamètes, cellules haploïdes : c’est la
spermatogenèse.
Dans cette paroi, des cellules sont associées, les cellules de Sertoli. Nourricières, elles stimulent la spermatogenèse par des
sécrétions.
Les spermatozoïdes immobiles sont libérés dans la lumière du tube et migrent vers l’épididyme où ils sont stockés et finissent
leur maturation en acquérant leur mobilité.
A l’éjaculation, le sperme est constitué essentiellement de sécrétions issues des glandes annexes = prostate + glandes
séminales (80% du volume) et de 50 à 100 millions de spermatozoïdes par ml.
Le testicule est une glande exocrine : il rejette des produits de sécrétion dans le milieu extracellulaire.
Les spermatozoïdes sont des cellules spécialisées pour assurer le transport du programme génétique mâle jusqu'à l’ovule et lui
transmettre lors de la fécondation.
C’est une cellule polarisée en 3 parties :
• une tête renfermant le noyau surmonté d’un acrosome rempli d’enzymes digestives pour percer la membrane de l’ovule
• une pièce intermédiaire avec des mitochondries qui donne l’énergie nécessaire aux mouvements
• un flagelle qui assure la mobilité

B Testicule , glande endocrine
Rappel : une hormone est une substance informatrice produite par une glande endocrine, circulant via le sang, agissant à
faible dose en modifiant l’activité de cellules cibles qui possèdent des récepteurs spécifiques de cette hormone.
Les cellules de Leydig, localisées dans les espaces interstitiels séparant les tubes séminifères, associées à des capillaires
sanguins, synthétisent et déversent la testostérone, hormone mâle dans la circulation générale.
Seules les cellules cibles équipées de récepteurs spécifiques à la testostérone (cellules germinales, cellules pilifères , cellules
musculaires , neurones ....) vont réagir à la sécrétion de l’hormone d’où le développement des caractères sexuels primaires avant
la naissance puis les secondaires + la spermatogenèse à la puberté et enfin leur maintien durant l’âge adulte.
La testostérone est indispensable à la reproduction, elle détermine les caractères sexuels I et II et elle est nécessaire à la
spermatogenèse (stimulation des c du tube séminifère)
Chez l’homme pubère, la sécrétion de testostérone est stable durant toute sa vie, sans variations saisonnières importantes, à la
différence de nombreux mammifères qui ont un pic de sécrétion pendant certaines périodes de l’année (périodes de
reproduction).
Une étude plus précise révèle que la sécrétion, chez l’homme, n’est pas constante au cours de la journée mais présente des pics de
sécrétion ou pulses brefs séparés à intervalles réguliers. La sécrétion de la testostérone est pulsatile. Le rythme des pulses étant
stable, on considère que le taux de testostérone dans le sang ou testostéronémie est constant (fluctuations autour d’une valeur
moyenne).
II LA REGULATION DE LA SECRETION DE TESTOSTERONE
A L’hypophyse contrôle le testicule
Les expériences d’ablation d’hypophyse (hypophysectomie), de greffe et d’injections d’extraits hypophysaires montrent que
l’hypophyse agit sur le testicule par voie hormonale.
L’hypophyse est une glande endocrine cérébrale, elle est composée de 2 lobes : un lobe antérieur, l’antéhypophyse et un lobe
postérieur, la posthypophyse.
L’antéhypophyse produit 2 hormones stimulant les gonades : les gonadostimulines
• la LH (luteinizing hormone) qui stimule les cellules interstitielles de Leydig et donc la production de testostérone
• la FSH(folliculo-stimuling hormone) qui stimule les cellules de Sertoli et donc qui active indirectement la spermatogenèse
Les sécrétions de ces 2 hormones de composition voisine sont pulsatiles et synchronisées. Chaque pulse de LH déclenche un
pulse de testostérone.
B L’hypophyse est sous le contrôle de l’hypothalamus
L’hypophyse est suspendue par une tige dite pituitaire à l’hypothalamus, zone à la base de l’encéphale, et l’antéhypophyse est
reliée aux neurones hypothalamiques grâce à un réseau de capillaires particulier. L’ensemble constitue le complexe
hypothalamo-hypophysaire ou axe gonadotrope.
La destruction des neurones hypothalamiques entraîne un arrêt de la libération des gonadostimulines et de l’activité testiculaire.
Leur stimulation électrique provoque la sécrétion de LH et de FSH.
Les neurones hypothalamiques émettent de façon rythmique des potentiels d’action qui déclenchent la sécrétion à l’extrémité de
leur axone une hormone, la GnRH (gonadotrophine releasing hormone) ou gonadolibérine qui est déversée dans le réseau de
capillaires proche de l’antéhypophyse.
La sécrétion pulsatile de la GnRH stimule les cellules hypophysaires à LH et FSH qui à leur tour émettent des pulses de LH
et de FSH synchronisés.
La GnRH est une neurohormone c’est à dire un intermédiaire entre neurotransmetteur et hormone :
• elle est fabriquée par un neurone et déversée à l’extrémité de l’axone suite à une activité électrique du neurone.
• elle est transportée par le sang et elle agit sur une cible mais qui doit être proche (faible quantité émise, durée de vie courte) à
l’inverse des hormones classiques qui circulent dans tout l’organisme.
Il existe donc un système de commande hiérarchisé : Les pulses de la GnRH génèrent la libération dans le sang des
gonadostimulines FSH et LH et les pulses de LH déclenchent les pulses de testostérone.