schéma régulation des Hormones mâles
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ACTIVITE 3 Le contrôle neuroendocrinien du fonctionnement de l’appareil reproducteur de l’homme LIAISON AVEC LE PROGRAMME Niveau concerné : Partie du programme: PREMIERE S Thème 3 - corps humain et santé. Thème 3A – masculin, féminin. Chap. 2 . Sexualité et procréation PLACE DANS LA PROGRESSION Après l’étude de la mise en place des structures anatomiques et de la fonctionnalité des appareils sexuels féminin et masculin. La puberté permet l’acquisition de caractères propres à chaque sexe. Des hormones (SRY, AMH, testostérone) interviennent au cours de cette différenciation sexuelle. SITUATION de DEPART Constat clinique : Certains jeunes garçons, à l'appareil génital normalement constitué, présentent un retard pubertaire pathologique caractérisé par un volume testiculaire et un développement du pénis insuffisants par rapport à leur âge. Leur testostéronémie est aussi anormalement basse. L'atrophie des testicules est associée à des signes cliniques variés : stérilité, absence ou faible développement de certains caractères sexuels masculins. PROBLEME A RESOUDRE Pb ? Comment peut-on améliorer l’état de ces patients ? Comment s’effectue le contrôle du fonctionnement de l’appareil reproducteur mâle ? NOTIONS, COMPETENCES Notions Compétences - Boucle de régulation Rôles respectifs de l’hypothalamus, de l’hypophyse, des testicules Contrôle neuroendocrinien GnRH, LH, FSH, testostérone Rétrocontrôles hormonaux - Utiliser d’un microscope optique Compléter un schéma à partir d’observations microscopiques. Construire un schéma fonctionnel ACTIVITE - Durée : 2 heures Coût : 0 Sécurité : Matériel et ressources : - microscope optique, coupes transversales de testicules - site internet : http://espace-svt.ac-rennes.fr/applic/testic/testic.htm - document : expériences sur le fonctionnement des testicules de l’homme - schéma régulation des Hormones mâles - annexes doc. complémentaires Déroulement de l’activité: 1. Observation au microscope optique de coupes transversales de testicules de mammifère. Compléter le schéma en vous aidant du site ci-dessus. 2. Exploitation de résultats d’expériences sur le contrôle neuroendocrinien du fonctionnement de l’appareil reproducteur de l’homme. Rechercher parmi les expériences A à K (exp. régul. H mâle.doc), celle(s) qui permettrai(en)t de corriger les anomalies décrites dans le constat clinique (résolution Pb) 3. Compléter le schéma fonctionnel en mettant en relation fonctionnelle les structures anatomiques représentées (résolution Pb) et en dégageant les différentes hormones sécrétées. 4. Analyser les dernières expériences fournies et compléter le schéma avec les nouveaux éléments dégagés. COMMUNICATION DES RESULTATS, OBSERVATIONS, RECHERCHES Construction du schéma fonctionnel pour expliquer comment est contrôlé l’appareil reproducteur de l’homme. Indiquer comment améliorer l’état du patient et analyser les expériences proposées. EVALUATIONS POSSIBLES Respect des consignes pour construire le schéma fonctionnel. Evaluation de la démarche expérimentale mise en jeu dans l’analyse des expériences. 1 ANNEXE 2 EXPERIENCES PERMETTANT DE COMPRENDRE LE FONCTIONNEMENT DES GONADES CHEZ L’HOMME Exp. A A1 B C D E F G H I J Observations ou descriptions des expériences La castration avant la puberté provoque la stérilité et s’accompagne d’un développement d’un phénotype féminin. La greffe d’un testicule après castration rétablit les caractères sexuels secondaires masculins. L’injection par voie intraveineuse de testostérone chez un individu castré rétablit les caractères sexuels IIe masculins. En l’absence de cellules de Sertoli, l’individu est stérile mais possède des caractères sexuels IIe masculins. En l’absence des cellules de Leydig, l’individu est stérile et ne développe pas de caractères sexuels IIe masculins. La stérilité peut être temporairement rétablie par injection de testostérone. INTERPRETATIONS Chez l’homme adulte, la testostéronémie est pratiquement constante. Chez certains adultes qui développent des troubles de l’hypophyse, on observe une impuissance et une atrophie des testicules avec arrêt de la sécrétion de testostérone. L’injection d’extraits hypophysaires chez des animaux hypophysectomisés permet de rétablir les fonctions reproductrices. Les injections séparées de FSH et de LH (protéines extraites de l’hypophyse) entraîne : - Le rétablissement de la spermatogenèse pour la FSH seule ; - Une augmentation de la testostéronémie pour le LH seule. Une lésion partielle ou une anesthésie d’une région de l’hypothalamus entraîne un arrêt de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires. L’injection régulière de GnRH (neurohormone* de nature protéique extraite de l’hypothalamus) rétablit la sécrétion de LH et FSH en cas de défaillance hypophysaire. La GnRH n’a aucune action directe sur les testicules. Neurohormone* = substance chimique fabriquée par les neurones puis déversée dans la circulation sanguine pour aller agir sur des cellules-cibles. 3 TITRE : TITRE : 4 SCHEMA FONCTIONNEL DU CONTROLE NEUROENDOCRINIEN DE L’APPAREIL REPRODUCTEUR MALE Caractères sexuels secondaires 5 Analyser les expériences ci-dessous : que permettent- elles de rajouter sur votre schéma bilan. Les graphes ci-dessous représentent les variations du taux sanguin de LH chez un bélier : A. Trois jours avant castration B. Sept jours après castration C. Animal castré avec implant sous-cutané délivrant en continu de fortes doses de testostérone Analyser et interpréter ces expériences. 2. Chez un bélier, on met en place une canule permettant de prélever le sang au niveau de la tige hypophysaire. Après injection d’une forte dose de testostérone, on enregistre un arrêt des pulses de GnRH. Conclure. 3. Chez une souris mâle castrée, on injecte dans la circulation générale de la testostérone marquée par un isotope radioactif. On réalise ensuite une autoradiographie d’une coupe fine d’hypothalamus. Les photographies ci-dessous présentent les résultats obtenus. 6 CORRIGE D’EXPERIENCES PERMETTANT DE COMPRENDRE LE FONCTIONNEMENT DES GONADES CHEZ L’HOMME EXP Observations ou descriptions des expériences INTERPRETATIONS A La castration avant la puberté provoque la stérilité et s’accompagne d’un développement d’un phénotype féminin. Les testicules sécrètent les gamètes facteurs masculinisant (androgènes). mâles et des A1 La greffe d’un testicule après castration rétablit les caractères sexuels secondaires masculins. Les testicules communiquent avec les autres organes par voie sanguine= endocrine hormonale. B L’injection par voie intraveineuse de testostérone chez un individu castré rétablit les caractères sexuels IIe masculins. Ces facteurs androgènes agissent par voie sanguine = hormone. C En l’absence de cellules de Sertoli, l’individu est stérile mais possède des caractères sexuels IIe masculins. Les cellules de Sertoli joue un rôle dans la spermatogenèse mais pas dans la fabrication d’hormone mâle. D En l’absence des cellules de Leydig, l’individu est stérile et ne développe pas de caractères sexuels IIe masculins. La stérilité peut être temporairement rétablie par injection de testostérone. Les cellules de Leydig fabrique l’hormone ♂ qui semble agir sur le maintient de la spermatogenèse. E Chez l’homme adulte, la testostéronémie est pratiquement constante. Cette constance est due à l’équilibre entre production et dégradation de l’hormone mâle. F Chez certains adultes qui développent des troubles de l’hypophyse, on observe une impuissance et une atrophie des testicules avec arrêt de la sécrétion de testostérone. L’hypophyse (glande située à la base de l’encéphale) joue un rôle dans la régulation de la production de la testostérone et de la spermatogenèse. G L’injection d’extraits hypophysaires chez des animaux hypophysectomisés permet de rétablir les fonctions reproductrices. L’action de l’hypophyse s’effectue par l’intervention d’hormone (s). H Les injections séparées de FSH et de LH (protéines extraites de l’hypophyse) entraîne : Le rétablissement de la spermatogenèse pour la FSH seule ; Une augmentation de la testostéronémie pour le LH seule. La FSH stimule la spermatogenèse en agissant sur les cellules de Sertoli ; La LH stimule la production de testostérone par les cellules de Leydig. I Une lésion partielle ou une anesthésie d’une région de l’hypothalamus entraîne un arrêt de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires. L’hypothalamus exerce une action stimulante sur les sécrétions hypophysaires. J L’injection régulière de GnRH (neurohormone* de nature protéique extraite de l’hypothalamus) rétablit la sécrétion de LH et FSH en cas de défaillance hypophysaire. La GnRH n’a aucune action directe sur les testicules. L’hypothalamus sécrète la GnRH qui agit sur l’hypophyse mais pas sur les testicules. Seules, FSH et LH sont actives sur les gonades. 7
