correction

TD 4
la régulation de la sécrétion des hormones sexuelles CORRECTION
Partie 1 : chez l’Homme.
• Connaissances de départ :
On sait qu’à partir de la puberté
- Les testicules produisent des spermatozoïdes (paroi des tubes séminifères) et de la testostérone (cellules
de Leydig).
- Que la testostérone est produite de façon continue mais pulsatile.
Problème : quel est le rôle de la testostérone ?
Hypothèse : on suppose que chez l’adulte, la testostérone contrôle la production des spermatozoïdes et
l’apparition des caractères sexuels secondaires.
Construisez un tableau :
1. Proposez une (ou des) expérience(s) rigoureuse(s) pour tester votre hypothèse.
A partir de vos propositions…
Expériences
Résultats
Déduction
Ablation des testicules chez un
individu pubère...(on supprime
donc la testostérone mais aussi les
tubes séminifères. !!!)
! des caractères sexuels
secondaires
- disparition de la production des
spermatozoïdes
(difficile sans testicules !!!!)
La testostérone, produite par les
testicules, stimulerait la mise en
place des caractères sexuels
secondaires.
PUIS…Injection de testostérone
Restauration des caractères
sexuels secondaires
La testostérone agit bien par voie
sanguine et stimule les caractères
sexuels secondaires
Mais vous n’avez pas démontré la stimulation de la spermatogénèse…
Expériences
Résultats
Déduction
Destruction sélective des cellules
de Leydig chez un individu
pubère
(pas mal…supprime la testostérone
! cellules de Leydig, mais maintient
les tubes séminifères.)
! des caractères sexuels
secondaires
- disparition de la production des
spermatozoïdes
la testostérone, produite par les
cellules de Leydig, stimule les
caractères sexuels secondaires et
la spermatogénèse.
…Puis injection de testostérone
(on vérifie)
Restauration des caractères
sexuels secondaires et de la
spermatogénèse
La testostérone agit bien par voie
sanguine et stimule les caractères
sexuels secondaires et la
spermatogenèse.
Autre idée pertinente :
Expériences
Résultats
Déduction
Injection de testostérone à un
individu prépubère
(cellules de Leydig non actives et
présence de tubes séminifères)
! des caractères sexuels
secondaires
- disparition de la production des
spermatozoïdes
La testostérone agit bien par voie
sanguine et stimule les caractères
sexuels secondaires et la
spermatogenèse.
2. Pour chaque expérience donnez la conséquence prévisible : « si mon hypothèse est juste, je dois obtenir
comme résultats : »
3. Appelez le professeur pour obtenir les résultats de votre (vos différentes) expérience(s) et complétez
votre tableau en notant vos déductions.
• Nouvelles observations :
Les médecins connaissent de nombreux cas de développement testiculaire insuffisant (hypogonadisme).
L’atrophie des testicules est associée à des signes cliniques variés : stérilité, absence ou faible
développement de caractères masculins … Ces cas sont souvent dus à un déficit d’origine hypophysaire*
(doc1 annexe). Il est alors possible d’améliorer l’état des malades en réalisant des injections de produits
extraits de l’hypophyse.
1. Analysez ces résultats : je vois que l’activité testiculaire (spermatogenèse et production testostérone "
caractères sexuels secondaires)est stimulée par l’hypophyse qui agit par voie sanguine.
2. Proposez une nouvelle hypothèse à tester.
On suppose que l’hypophyse produit une hormone qui stimule les testicules.
3. Complétez les tableaux d’expériences au verso

1ière série d’expériences : quelle est l’hypothèse testée ? L’hypophyse aurait une action sur les testicules
Expériences
Résultats
Déductions
Ablation de l’hypophyse
Arrêt complet du
fonctionnement
testiculaire
L’hypophyse stimule les testicules…
Injection d’extraits hypophysaires
correctement dosés à un animal
hypophysectomisé
Reprise de la
spermatogenèse et
de la sécrétion de
testostérone
…par voie sanguine grâce à une hormone
produite en quantité précise…
Injection de deux hormones
correctement dosées extraites de
l’hypophyse, LH et FSH, à un
animal hypophysectomisé
Reprise de la
spermatogenèse et
de la sécrétion de
testostérone
En fait 2 hormones : FSH et LH
Bilan : quel est le rôle de l’hypophyse ? L’hypophyse stimule les testicules grâce à 2 hormones (FSH et
LH) qu’elle produit en quantité précise.
2ième série d’expériences : quelle est l’hypothèse testée ? chaque hormone aurait une action précise sur
les fonctions testiculaires (cellules cibles différentes)
Expériences
Résultats
Déductions
Injection de LH
à un animal
impubère
Cellules germinales
Au repos
La LH stimule les cellules de Leydig "
production de testostérone" caractères
sexuels secondaires.
Cellules de Sertoli
Peu développées
Cellules de Leydig
Activées
Caractères sexuels
secondaires
Développés
Injection de
FSH à un
animal
impubère
Cellules germinales
Activée
La FSH stimule les cellules de Sertoli qui
participent à la spermatogénèse.
Cellules de Sertoli
Développées
Cellules de Leydig
Inactives
Caractères sexuels
secondaires
Absents
On rappelle que les cellules germinales sont les cellules se divisant pour donner les gamètes, les cellules
de Sertoli sont les cellules entourant les spermatozoïdes lors de leur formation et que les cellules de
Leydig sont les cellules responsables de la synthèse de testostérone.
Bilan : Quels sont les rôles de la FSH et LH ? Sur quelles cellules cibles agissent-elles ?
- la LH stimule les cellules de Leydig " testostérone
- la FSH stimule les cellules de Sertoli " spermatogénèse
3ième série d’expériences : quelle est l’hypothèse testée ? l’hypothalamus
Expérience
Résultat
Déductions
Destruction de certains amas de
neurones hypothalamiques
Arrêt de la libération de
LH et FSH par
l’hypophyse antérieure
Les neurones produisent ( ?) la FSH et LH
(mais la terminaison des neurones est loin de
l’hypophyse antérieure), ils sont indispensables
à cette production.
Stimulation électrique de ces
mêmes amas de neurones
Augmentation brutale
de la libération de LH
et FSH par l’hypophyse
L’activité électrique des neurones " ( ?)
production FSH et LH (mais même remarque)
Hypophyse déconnectée de
l’hypothalamus par l’insertion
transversale d’une lame de téflon
dans la tige hypophysaire
Arrêt de la libération de
LH et FSH par
l’hypophyse antérieure
La tige hypophysaire est indispensable à la
production des hormones : HTh et Hph
doivent communiquer (voie sanguine ?)
Prélèvement, à l’aide d’une
canule très fine, de sang dans le
réseau vasculaire de la tige
hypophysaire
Possibilité d’isoler une
substance très active, la
GnRH, déclenchant la
libération des
gonadostimulines.
Les neurones produisent une hormone
( ????) qui est véhiculée dans le système
sanguin de l’hypophyse et va stimuler la
production de FSH et LH

Bilan : quel est le rôle de l’hypothalamus ? Comment agit-il ? L’hypothalamus stimule l’hypophyse
grâce à une neurohormone (hormone produite par un neurone) : la GnRH qui est véhiculée jusqu’à
l’hypophyse où elle stimule la production de FSH et LH par des cellules spécialisées.
4ième série d’expériences : quelle est l’hypothèse testée ?
La destruction d’une zone de l’hypothalamus entraîne un arrêt de la sécrétion des gonadotrophines
hypophysaires. Chez un singe présentant une lésion de cette zone, on pratique des injections de GnRH
(substance normalement sécrétée par cette zone) selon des modalités variables. Les résultats de ces
expériences sont présentés dans le tableau suivant.
Expériences
Résultats
Mode d’administration de GnRH
Taux sanguin des gonadotrophines hypophysaires
Perfusion continue
Nul
Injection de 6 µg toutes les heures
Normal
Injection de 6 µg toutes les 3 heures
Très faible
Injection de 6 µg tous les quarts d’heure
Quasi nul
Injection de 0,6 µg toutes les heures
Quasi nul
Injection de 60 µg toutes les heures
Pratiquement normal
Déduction : la GnRH n’agit que si elle est sécrétée à des doses et avec une périodicité précise (6!g
toutes les heures).
!
Bilan : comment la GnRH doit-elle être produite pour être efficace ? Sa sécrétion est donc pulsatile
SYNTHESE 1 : complétez le schéma de synthèse.
• Nouvelles observations :
On remarque que lors d’une castration d’autres paramètres sanguins sont modifiés : les taux de FSH et LH
Conséquence de la castration d’un mammifère adulte :
On observe les mêmes résultats pour la FSH
Expérience 1 : quelle est l’hypothèse testée ? L’hypothalamus serait inhibé par la testostérone
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.
Déduction : la testostérone inhibe bien l’activité des neurones hypothalamiques
1. Analysez cette expérience.
Je vois qu’après la castration le taux
de LH augmente (moyenne :
2,5"15)
La LH (et FSH) est alors sécrétée de
façon pulsatile : 1 pic par heure.
L’injection de fortes doses de
testostérone restaure une sécrétion
« normale »
2. Proposez une hypothèse.
La testostérone inhiberait l’activité
de l’hypophyse. Sachant que la LH
(et FSH)est stimulée par la
sécrétion de GnRH, on peut
supposer que c’est la sécrétion
pulsatile de GnRH qui commande
la sécrétion pulsatile de LH.
L’hypothalamus serait aussi inhiber
par la testostérone.

Expérience 2 : quelle est l’hypothèse testée ? Les neurones hypothalamiques seraient des cellules cibles
de la testostérone
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.
Déduction :
Les neurones hypothalamiques sont
bien des cellules cibles de la
testostérone, celle-ci se fixe sur ces
cellules et modifie leur activité.
BILAN : quel est le rôle de la testostérone mis en évidence ? Quelles sont les cellules cibles de la
testostérone ?
La testostérone inhibe l’activité de l’axe hypothalamo-hypophysaire. Elle se fixe sur les neurones
hypothalamique et modifie leur activité (!) cela " !de l’activité des cellules de l’hypophyse
antérieurs " ! de la FSH et LH = RETRO CONTROLE -
SYNTHESE 2 : complétez le schéma de synthèse.
! !

!
Schéma de synthèse : le contrôle hormonal du fonctionnement testiculaire
!
!
!
HYPOTHALAMUS!
Neurones!!
HYPOPHYSE!
Cellules!FSH/LH!
!!!!!!!!!!!!!
!!
!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Complexe!
Hypothalamo?
hypophysaire!
Caractères)sexuels)
secondaires)
SPERMATOGENESE)
TESTICULES!
Cellules!de!
Leydig!
Cellules!de!
Sertoli!
(paroi!des!
tubes!
séminifères)!
!
L’hypothalamus!sécrète!de!la!GnRH!de!façon!pulsatile!et!stimule!la!sécrétion!de!la!
FSH!et!LH!par!les!cellules!de!l’hypophyse!antérieure.!
La!FSH!stimule!les!cellules!de!Sertoli!qui!participent!à!la!production!des!
spermatozoïdes.!
La!LH!stimule!les!cellules!de!Leydig!qui!sécrètent!de!la!testostérone!qui!!
?stimule!la!spermatogénèse!et!la!mise!place!des!caractères!sexuels!secondaires!
?inhibe!en!retour!l’activité!du!CHH!:!c’est!un!retro!contrôle!négatif,!la!testostérone!
contrôle!en!retour!sa!propre!sécrétion!"!
!
Sécrétion!constante!(mais!avec!des!pics!#!sécrétion!pulsatile!de!la!GnRH)!
!
!
GnRH!
+)
FSH!
+!
LH!
+!
Rétro!contrôle!
négatif!!
!
+!
!
?!
Testostérone!!
!
+!