Procréation
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Procréation Rappel de première S : Rôle des gènes dans la réalisation du phénotype. Notion d’hormone et de régulation. Les deux systèmes de corrélation de l’organisme. (système nerveux et système endocrinien). Corrélation indispensable du fait de la spécialisation des cellules en organes. La nature différente du message nerveux et endocrine. Introduction : Les hormones interviennent dans toutes les étapes de la reproduction humaine, depuis la mise en place de l’appareil génital, jusqu’à la grossesse. La régulation des taux hormonaux sont sous la dépendance de mécanismes asservis à un point de consigne. (servo-mécanismes) L’étude porte chez les mammifères sur : - La réalisation progressive du phénotype sexuel à partir du génotype - Régulation de l’activité de l’axe gonadotrope dans les deux sexes (hypothalamus, hypophyse, gonade toutes les rétro-actions et le servo-mécanisme) - La viviparité c’est à dire l’apparition de la nidation associée au développement de l’utérus est une acquisition tardive. - Le succès reproductif chez les mammifères est assuré par une synchronisation entre l’état physiologique et le comportement. Chez l’homme la dépendance entre le comportement sexuel et les hormones sexuelles est moins net ce qui conduit à une dissociation entre sexualité et reproduction, et ceci d’autant plus que les moyens contraceptifs existent. - Méiose et fécondation sont apparues après la reproduction asexuée qui est considérée comme plus primitive. I) Du sexe génétique au sexe phénotypique. Adresse générale. http://www.inrp.fr/Acces/biotic/procreat/determin/html/synthese.htm Problème : Comment le sexe génétique détermine -t-il le sexe phénotypique ? Les 4 étapes de l’acquisition des structures et des fonctionnalités des gonades des différents sexes. Etape 1 : schéma du tractus génital indifférencié. La gonade indifférenciée et la présence des canaux de Wolf et de Müller. (P270) Influence des chromosomes dans la détermination phénotypique du sexe. Les anomalies chromosomiques et les phénotypes anormaux. Quelque soit le nombre de X, tous les embryons porteurs d'un Y devenaient mâles et ceux qui n'en ont pas devenaient femelles. (d’où l’idée que le sexe neutre est le sexe féminin) Depuis les travaux de Jost, dans les années 40, on sait que l'ablation des gonades d'un foetus de mammifère sexuellement indifférencié entraîne un développement femelle, aussi bien au niveau du tractus interne que des organes génitaux externes, et ceci, quelque soit son sexe génétique. Ainsi, la détermination du sexe est équivalente à la détermination des testicules. Le facteur codé par une partie de Y non homologue sur X et qui détermine « la masculinité » a été nommé TDF (testis determining factor). Rem : La région spécifique du Y contient de l'hétérochromatine (principalement composée de séquences hautement répétées) et de l'euchromatine renfermant des gènes impliqués dans le déterminisme du sexe mâle, la spermatogénèse et le contôle de la taille de l'individu. Etape 2 : Expression du gêne Sry de la masculinité, localisation. SRY (Sex-determining Region of Y chromosome). Livre p 273. Cette région est responsable de la synthèse de la protéine TDF Ce gêne dérive d’un gêne SOX3 situé sur le chromosome X qui a été transloqué et a subit une évolution indépendante. Les gênes impliqués dans la détermination du sexe : La protéine déclenche l’expression de nombreux autres gênes de la cascade (gênes architectes). La gonade indifférenciée se transforme en testicule avec les deux catégories de cellules endocrines (cellules interstitielles de Leydig =testostérone) et les cellules de Sertoli (Hormone anti müllérienne). Chez le mâle de mammifère, la détermination testiculaire est déclenchée par SRY dans les précurseurs des cellules de Sertoli. Le gène SOX9 est alors fortement transcrit et, en interaction avec SF1, initie l'expression du gène de l'AMH. L'une des isoformes protéiques du gène WT1 agit en synergie avec SF1 pour activer la transcription du gène de l'AMH. Dans les cellules de Leydig, le facteur SF1 active l'expression de gènes d'enzymes intervenant dans la stéroïdogénèse et de la testostérone est produite. Ces deux hormones testiculaires masculinisent alors les organes génitaux internes et externes. Chez la femelle, on ne connaît pas de gène déclenchant la différenciation ovarienne. On sait seulement que DAX1 inhibe l'action de SF1 et on a récemment identifié un gène (Wnt4) capable d'empêcher la différenciation des cellules de Leydig et leur production de testostérone (peut-être par l'intermédiaire de DAX1). D'autre part, chez la femelle, le niveau de transcription du gène SOX9 reste faible. Etape 3 : Les hormones mâles produites et la différenciation du tractus génital : ou livre p275 Commentaire des expériences. Quelles sont les deux hormones masculines ? D’où viennent-elles ? Quel est leur rôle respectif ? Que se passe-t-il en l’absence de protéine Sry ? Que se passe-t-il chez la femme ? La femme par défaut (X0) ne possède pas d’ovaire fonctionnelle. Il faut donc les deux X pour faire une femme. Pas d’hormone de Müller donc le tractus féminin persiste, et pas de testostérone, donc disparition des canaux de Wolf. Les gênes intervenant dans la formation et la différenciation du tractus féminin sont nombreux, mais les hormones ovariennes n’interviennent pas dans la mise en place du tractus, mais interviendront dans l’acquisition de la fonctionnalité . Le free-martin (p 274) Etape 4 : La puberté. Que se passe-t-il au niveau hormonal ? Que se passe-til au niveau de la fonctionnalité du tractus et de la gonade ? L’hormone anti-müllérienne n’intervient plus et la concentration des hormones sexuelles, très faible chez l’enfant augmente considérablement. Livre p277 Cette augmentation correspond à la mise en activité des gonades et à la maturatin de l’appareil génital. Les hormones ovariennes non indispensables pour la mise en place de l’appareil génital femelle, sont nécessaires à l’acquisition de sa fonctionnalité chez la femme. Le déclenchement de la puberté chez la jeune fille : http://www.ac-grenoble.fr/svt/oral/I6s10/I6s10.pdf Les phénotypes sexuels anormaux : http://www.inrp.fr/Acces/biotic/procreat/phenotypes-sexuels/html/cas-cliniques.htm II) Régulation physiologique de l’axe gonadotrope- intervention de trois niveaux de contrôle (hypothalamus, hypophyse, gonade) A) L’axe gonadotrope chez l’homme. http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/cybernetique/03homme.htm La concentration en hormones sexuelles, bien réglée, dans le sang, est indispensable à la réussite de la reproduction. Régulation chez l’homme du taux de testostérone. Le servo-mécanisme : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/cybernetique/index.htm Exercices sur les phénotypes sexuels anormaux: B) Physiologie de l’axe gonadotrope chez la femme http://edumed.unige.ch/apprentissage/module1/reproduction/apprentissage/probleme/problem e1/index.html L’axe gonadotrope chez la femme : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/cybernetique/04femme.htm Animations : http://web2.cnam.fr/evariste/evariste/10_cours/cycles/cycles.htm Les concentrations en hormones plasmatiques sont cycliques : 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. Cycle utérin : modifications structurales et fonctionnelles permettant l'implantation de l'embryon. Cycle ovarien : l'évolution cyclique des follicules ovariens entraîne la sécrétion également cyclique des oestrogènes et de la progestérone. Les organes cibles de ces hormones, utérus en particulier, évoluent donc aussi de façon cyclique. Contrôle par l’hypothalamus : cette évolution est sous le contrôle de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires -- FSH et LH– elle-même permise par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique qui comme chez l’homme est sécrétée sous l’influence de stimulus d’origine interne ou externe. L'événement majeur du cycle est la libération brutale de LH, qui provoque l'ovulation. Le caractère cyclique de la sécrétion des gonadostimulines est lié à des rétro-actions négatives et positives entre ovaire et complexe hypothalamo-hypophysaire (mise en jeu d’un servomécanisme). III) Rencontre des gamètes et début de la grossesse : Période de fécondité chez la femme : discussion Rencontre des gamètes et début de grossesse La rencontre des gamètes est conditionnée au moins en partie par la qualité de la glaire cervicale, mais aussi par les mouvements du muscle utérin sous la dépendance des oestrogènes. La fécondation a lieu dans le tiers supérieur des trompes et n'est possible que pendant une brève période après l'ovulation. (Livre p320) La disparition temporaire des menstruations et l a sécrétion d’HCG par l’embryon détectable dans les urines de la femme signalent le début de la grossesse. Après fécondation et nidation, 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 indispensable au maintien de la muqueuse utérine au début de la grossesse. L’embryon court-circuite d’abord la commande hypophysaire avec l’Human Chorionique Gonadotrope), puis le placenta prend même le relais de l’ovaire en produisant lui même les hormones ovariennes : unité foeto-placentaire. Exercice du livre p334-4 : Régulation de la sécrétion de LH IV Aspect comportemental (livre p324 et 325) Il existe une relation directe entre comportement sexuel et sécrétion hormonale. Chez les mammifères non hominidés, l’acceptation du mâle par la femelle est déterminée par la sécrétion d’oestrogènes (oestrus= cycle oestrien). Chez le mâle, le comportement de rut est dépendant de la sécrétion de testostérone et des stimuli émis par la femelle. Dissociation entre hormones et comportement sexuel : l'Homme est capable de maîtriser sa procréation. Son comportement sexuel est partiellement dissocié de son activité hormonale. Exercice p334 Attention à bien comprendre les expériences avec les souris p324 Exercice p335 Exrecices p336 : effet des hormones ovariennes sur l’utérus. V) Maîtrise de la procréation d1-Régulation des naissances : Sur quels organes faut-il agir et de quelle façon pour provoquer une contraception ? Ensemble des moyens contraceptifs : Livre p338 –1 La contraception chimique : Pilules oestro-progestatives: principe et mode d’action. http://www.acstrasbourg.fr/microsites/svt_01/info_pro/form_ani/cr/ens_sci/prem_ES/sujets_ES/procreation_4.htm Pilules micro-progestatives : principe et mode d’action. http://www.acstrasbourg.fr/microsites/svt_01/info_pro/form_ani/cr/ens_sci/prem_ES/sujets_ES/procreation_5.htm La contraception d’urgence (livre p340) (Lévonorgestrel et RU486) http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/levoru486/index.htm le RU-486 et contragestion (analogue structural de la progestérone) livre p341 La pilule du lendemain : (forte dose d’œstrogène et/ou de progestérone) : provocation d’un déséquilibre brutal qui selon le moment empêche l’ovulation, la fécondation ou bloque la nidation. d2- Aide médicalisée à la procréation Suivi de la grossesse : Recherche de la trisomie 21 (dépistage par analyse sanguine, échographie), (diagnostic par amniocentèse, choriocentèse) et pb éthiques. Infertilité et procréation médicalement assistée : La multiplicité des causes : voir exercices antérieurs. Principe général :p344 et suiv. Insémination artificielle, FIVETE et ICSI : définir ces termes et les techniques employées. Problèmes ethiques. http://www.inrp.fr/Acces/biotic/procreat/amp/accueil.htm Régulation des naissances La contraception hormonale féminine s'appuie sur l'ensemble des connaissances acquises sur la régulation hormonale de la physiologie sexuelle. La contraception hormonale masculine est encore à l'état de recherche. Le couple peut utiliser d'autres moyens contraceptifs pour empêcher la rencontre des gamètes ou l'implantation de l'embryon. Aide médicalisée à la procréation Le suivi de la grossesse Pendant toute la grossesse la femme et son foetus sont médicalement surveillés grâce à différents moyens d'investigation (analyses sanguines, échographies et si des doutes apparaissent, amniocentèse ou choriocentèse pour dépister une anomalie grave du foetus). Dans le cas de la détection d’une anomalie grave, diverses mesures sont mises en oeuvre qui peuvent aller jusqu'à proposer une IVG thérapeutique. Infertilité et procréation médicalement assistée : Différentes techniques médicales peuvent apporter des solutions : insémination artificielle, FIVETE, ICSI. Site internet inrp : http://www.inrp.fr/Acces/biotic/procreat/accueil.htm (assistance médicale à la procréation)
