régulation hormonale
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Exemple d’utilisation du tableau d’aide aux apprentissages Niveau TS : Régulation physiologique de l'axe gonadotrope chez le mâle Problème : Tester l'hypothèse "le fonctionnement du testicule se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamo-hypophysaire". Domaine scientifique de connaissances : Reproduction Connaissances : Le contrôle de la testéronémie se fait par l’hypothalamus. La sécrétion de testostérone ainsi que la production de spermatozoïdes sont déterminées par la production continue des gonadostimulines hypophysaires (FSH et LH) induite par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique. La GnRH est sécrétée sous l’influence de stimulus d’origine interne ou externe. La testostéronémie est détectée en permanence par le complexe hypothalamo-hypophysaire. La testostérone exerce sur ce complexe une rétroaction négative : ainsi, la testostéronémie est constante. Capacités : Observer, recenser et organiser des informations Proposer un protocole Étudier des résultats expérimentaux Réaliser un schéma bilan. Attitudes : Faire preuve d’autonomie et d’initiative Activité proposée : (durée 2h) Présentation + remplissage tableaux 30mn Activité 1h Bilan 30 mn Consignes On émet l'hypothèse que "le fonctionnement du testicule se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamo-hypophysaire". 1) Préparer une feuille de recherche sur laquelle vous indiquerez les différentes observations ou expériences que vous désirez réaliser afin de tester cette hypothèse. 2) Présenter les résultats de ces expériences ou observations afin de dégager les éléments qui permettent d'argumenter par rapport à cette hypothèse. (Vous présenterez les résultats et la conclusion de votre étude d'une manière synthétique libre mais explicite). Document d'aide : le tableau Talbot Ce qu’il faut faire Comment le faire Ce que je sais Ce que je ne sais pas encore Documents préparée et aides cf ci-dessous ou site : http://www.ac-reims.fr/datice/svt/docpedagacad/lycee/sciencvie/regulation/rehormonale/sommaire.htm PISTES POSSIBLES Observer le complexe Hypothalamo hypophysaire Réaliser des ablations - HPT, - HPSE - testicule, Mesurer des taux hormonaux - au niveau du testicule - au niveau de l'hypophyse - au niveau de l'hypothalamus - comparer les sécrétions de Testostérone et d'hormones hypophysaires Documents Document 1 (Voir doc 2 et 3 p. 156) Document 2 Document 3 Document 4 Document 4 bis Document 3 bis Document 2 bis Document 4 bis Réaliser des expériences - sur les rôles de la LH et de la FSH Document "bis" Analyser des cas cliniques - cf ablations Bilan Le remplissage du tableau à été fait individuellement en fin de séance. L'activité à été faite par binôme. Bon ressenti prof et élèves (tout le monde semblait content) Une réelle implication de tous les élèves (sauf 1) 2 élèves ont eu du mal à démarrer et ont utilisé "l'aide au démarrage" Seulement 2 binomes ont terminé le schéma complet dans le temps imparti (mais ce n'était pas le but) Le schéma à été complété par les élèves lors du passage au tableau de 4 groupes (les autres avaient des résultats ou des informations redondantes) Mise en commun efficace propice à de bons échanges et au final un schéma bilan complet pour chaque élève. Peu de perte de temps par rapport à l'an dernier et un travail efficace. Il a été intéressant pour moi de tester ce tableau en lycée Les élèves de Terminales sont à l'aise dans ce genre de réflexion et de schématisation (réinvestissement des acquis de 2de et 1°S) Il semble que le niveau des élèves sur ces connaissances et ces capacités était bon. (Pourtant c'est une classe ou beaucoup sont en difficulté et ou les résultats sont très moyens). Du coup on peut s'interroger sur l'opportunité d'utiliser cette méthode pour travailler des capacités peut-être déja acquises. J'en vois deux: - on peut travailler d'autres capacités (autonomie, entre-aide, comparaison des procédures, optimisation des schémas ...) - et plus simplement : le réel interêt montré par les élèves lors de cette séance. Cela m'a servit aussi d'évaluation diagnostique par rapport à leur savoir faire et leur connaissance pour l'autre partie du chapitre concernant la femme (où on a refait un séance un peu similaire sur ordinateur mais qui à mon avis guidait déja les élèves sur certaines procédures et donc limitait un peu leur autonomie). Documents d'aide Au démarrage: QUAND ON VEUT ÉTUDIER LE FONCTIONNEMENT D 'UN APPAREIL PLUSIEURS TECHNIQUES SONT À LA DISPOSITION DES CHERCHEURS. 1) En premier il convient de bien connaitre l'anatomie des organes étudiés ! et éventuellement les connections (sanguines ou nerveuses) qui peuvent exister entre ceux-ci. 2) Une technique fréquement utilisée en physiologie consiste à réaliser des ablations c'est à dire à enlever un organe (ou une partie d'organe) et à regarder les conséquences de ces ablations sur le fonctionnement de l'organisme. 3) Une autre technique utilisée en endocrinologie (étude des hormones) consiste à injecter des hormones sur un individu normal ou sur un individu auquel on a déja enlevé un organe. 4) En neurobiologie on pratique aussi des stimulations électriques de certains nerfs (neurones) en envoyant de faibles décharges électriques qui miment des signaux nerveux. Au cours de la séance: Etant donné la multipliciyé des supports les aides ont pris la forme de discussion à l'oral avec les différents groupes QUAND ON VEUT ÉTUDIER LE FONCTIONNEMENT D 'UN APPAREIL PLUSIEURS TECHNIQUES SONT À LA DISPOSITION DES CHERCHEURS. 1) En premier il convient de bien connaitre l'anatomie des organes étudiés ! et éventuellement les connections (sanguines ou nerveuses) qui peuvent exister entre ceux-ci. 2) Une technique fréquement utilisée en physiologie consiste à réaliser des ablations c'est à dire à enlever un organe (ou une partie d'organe) et à regarder les conséquences de ces ablations sur le fonctionnement de l'organisme. 3) Une autre technique utilisée en endocrinologie (étude des hormones) consiste à injecter des hormones sur un individu normal ou sur un individu auquel on a déja enlevé un organe. 4) En neurobiologie on pratique aussi des stimulations électriques de certains nerfs (neurones) en envoyant de faibles décharges électriques qui miment des signaux nerveux. Au cours de la séance: Etant donné la multipliciyé des supports les aides ont pris la forme de discussion à l'oral avec les différents groupes Propositions élèves Ce qu’il faut faire chercher le rôle d'hormones dans le fonctionnement de l'Hypt montrer que par le sang HPT à une incidence sur les testicules tester l'utilité de HPT puis HPSE puis du complexe prouver que le complexe HH a une influence sur les testicules comprendre le fonctionnement et le rapport entre le testicule et HH prouver que HPT commande le fonctionnement du testicule montrer que HH commande le fonctionnement du testicule montrer que HH contrôle le fonctionnement du testicule empêcher les sécrétions hormonales du HH pour voir si le testicule fonctionne prouver que le fonctionnement du testicule se fait sous contrôle hormonal de HH étudier le fonctionnement du testicule sans hormones, avec moins d'hormones que normalement Comment le faire Ce que je sais Ce que je ne sais pas encore castration testiculaire observation activité HH mise en relation T et hormones produites par HH ablation HPT ablation HPSE puis des deux ablation HPSE analyser les communications entre la glande et le cerveau et isoler les deux points pour savoir si la communication est essentielle ablation testicule pour savoir si les hormones des testicules communiquent avec la région HH mise hors service de HPT (ablation, gène ...) => trouver le gène empêchant le fonctionnement du testicules=> individus sans HPT (si stérile hpt joue un rôle !) regarder la présence ou non du système nerveux périphérique substituer l'HPT d'un individu et observer le comportement d'un testicule montrer que HH est lié au fonctionnement du testicule coupe du complexe HPT HPSE Hormones se déplacent dans le sang le complexe HPT HPSE produit une hormone et agit sur le testicule le testicule produit des hormones qui de HPT ou HPSE produit l'hormone quelles hormones contrôle le complexe HPSE reliée au cerveau testicule fabrique spz possibilité d'un autre élément influant sur testicule cerveau => système nerveux si un individu peut vivre sans HPT testicule fabrique des hormones comment ils sont liés rien isoler, bloquer, doser des hormones dissection ablation sans enlever le complexe suppression HH puis observation du fonctionnement ou pas du testicule observation des hormones de HH et on les comparer aux hormones opérant dans le testicule déplacer les hormones de HH dans une autre partie de l'individu injection d'hormones ou d'un produit pour les diminuer ablation avec plus d'hormones supprimer HPSE supprimer HPT utiliser d'autres hormones Prouver l'existence d'un lien entre HPSE et le fonctionnement du testicule injection de différentes hormones Ablation d'hypophyse puis prise de sang pour voir si il y a toujours de la testostérone Le fonctionnement du testicule se fait sous contrôle de HH Isoler les testicules du complexe HH par voies nerveuses Isoler les testicules du complexe HH par voie sanguine Isoler le complexe HH Je tente de couper tout lien hormonal entre HPSE et testicule et compare avec les réactions d'un témoin Je ne sais pas trop comment le faire mais le testicule ne doit pas être totalement dépendant de HPSE Couper momentanément la connexion entre HPSE et HPT enlever l'HPT du complexe Enlever l'HPSE du complexe Observer dans chaque cas les capacités à produire des gamètes Montrer un lien Substitution de l'HPT et observation entre le complexe du fonctionnement des testicules et le observation de cellules ou fonctionnement des hormones présentes dans le testicules complexe et dans le testicule Observer le Ablation de l'HPT développement des ablation de l'HPSE testicules sans HPT recherche de testostérone et AMH Observer le développement des testicules sans HPSE testostérone ou AMH fonctionnelle ? Montrer que le Ablation du complexe chez une complexe contrôle souris mâle pour vérifier le rôle du le fonctionnement complexe du testicule montrer que le contrôle est hormonal Voir si le complexe Observer le développement du a une influence sur testicule avec le complexe le développement observer le développement du des testicules testicule en enlevant le complexe ablation du complexe et pose d'un rien Les testicules sont déjà sous contrôle de la testostérone tuer l'organisme isoler et injecter des hormones Le testicule est sous contrôle de la testostérone : est-ce que la testostérone est produite par l'hypohyse ? Le message hormonal est transmis par le sang Les hormones se diffusent dans le sang Le testicule produit des hormones (testostérone, AMH) Est-ce que le cerveau contrôle le développem ent embryonnair e au niveau du sexe phénotypiqu e? Le complexe émet des hormones qui auront un effet Est-ce que ces hormones auront un effet sur le cristal d'hormones qui servent au développement des testicules testicule ? Est-ce que la présence du complexe est indispensabl e Synthèse propositions élèves Ce qu’il faut faire 1 1 bis 2 2 bis 3 Comment le faire observation HH Ablation du complexe HH puis observation du fonctionnement ou pas du testicule ablation HPT Couper momentanément la connexion entre HPSE et HPT mise hors service de HPT (ablation, gène ...) Ce que je sais Ce que je ne sais pas encore le complexe HPT HPSE produit une hormone HPT HPSE si un individu peut vivre sans HPT injection d'hormones hypothalamiques ablation HPSE 3 bis injection d'hormones hypohysaires 4 castration testiculaire Isoler les testicules du complexe HH par voie sanguine 4 bis injection d'hormones testiculaires 5 regarder la présence ou non du système nerveux périphérique ? Isoler les testicules du complexe HH par voies nerveuses HPSE reliée au cerveau le testicule produit des hormones cerveau => système nerveux quelles hormones contrôle le complexe qui de HPT ou HPSE produit l'hormone Fiche de suivi NOM prénom Proposition Ressour ces Raisonnement protocole utilisation docs ablation HPT 2 + + ablation T 4 + + 2 3bis ++ 3bis Produc Présent tion ation - + + + - + + + - 2 Livre p. 155 et 160 4 (doc1) ++ + + + ablation HPSE- HPT 2 + + + - ablation HH 2 + + + - ablation HPT ablation HPSE ablation HH Isoler les T isoler le complexe HH Injection d'Hormones ablation HPT ablation ablation HPSE HPSE 2 3 2 4 3 + + + + ++ + + + 3bis 2 3 3 + + + + + + + + + 2 - + - - 2 - + - - 3 2 5 ++ + OURTIES ablation HPSE ablation HPT couper le relation HPT HPSE ablation HPT ablation HPSE 2 3 + + RAGUET ablation HPSE ablation T 3 4 ++ + ADONIS BEAULE MULA ablation HPSE- HPT injection H empêcher les sécrétions hormonales du complexe ablation HH ablation HH comparaison H du CHAMOUX complexe et H présentes dans le Isoler les T CHANFREAU testicule BOYER DURAND MALET LAIR LALLIER DAVANT MARCIA MATHIEU - ZANATTA - 2 BENAISSA MURAT ROOU MEYEFELD Mesures d'hormones T et HH Ablation HPSE ablation HPT observation des liaisons nerveuses 4 bis 2 bis et 3bis 3 2 5 et 5bis ++ + + + Évaluation de l’utilisation de l'outil « tableau Talbot » Grille professeur Concernant mes élèves : Pendant la séance réalisée avec l’outil Les élèves se sont appropriés la problématique Les élèves ont utilisé les aides préparées Les élèves ont été plus actifs et motivés Les élèves ont pris des initiatives Les élèves ont eu la liberté de proposer leur propre méthode de résolution Les élèves sont arrivés à résoudre le problème (réaliser la tâche complexe) Les élèves ont acquis des connaissances Les élèves ont acquis des capacités Les élèves ont compris l’utilisation de l’outil Oui Plutôt Oui Plutô t non Non Je ne sais pas Plutôt non Non Je ne sais pas + + + + + + + + + Me concernant : Oui Le temps de préparation de la séance a été plus important J’ai préparé des aides individualisées Je suis parvenu(e) à mieux gérer les élèves en difficultés J’ai mis en place plus facilement de Pendan la diversification pédagogique pour t gérer l’hétérogénéité la J’ai pu gérer le temps prévu pour séance cette séance Les échanges professeur – élève ont été favorisés J’ai mieux géré le suivi individuel des apprentissages de mes élèves Mon rôle dans la classe a changé Après J’ai réinvesti/retravaillé des la éléments de cette séance lors des séance séances suivantes Plutôt Oui + Avant la séance + + + + + + + + Vos remarques / améliorations à proposer concernant cet outi la présentation des résultats et réflexions a été souvent proposée sous la forme d'un tableau : par exemple : objectif - expérience réalisée - observations / résultats - conclusion ACTIVITE : ETUDE DE LA REGULATION PHYSIOLOGIQUE DE L’AXE GONADOTROPE CHEZ L’HOMME. A la base du cerveau il existe une glande : l’hypophyse reliée à la partie inférieure du cerveau appelée l’hypothalamus. L’ensemble forme le complexe hypothalamo-hypophysaire. (voir ci-dessous) On émet l'hypothèse suivante : "le fonctionnement du testicule se fait sous le contrôle hormonal du complexe hypothalamohypophysaire". 1) Préparer une feuille de recherche sur laquelle vous indiquerez les différentes observations ou expériences que vous désirez réaliser afin de tester cette hypothèse. 2) Présenter les résultats de ces expériences ou observations afin de dégager les éléments qui permettent d'argumenter par rapport à cette hypothèse . (La présentation de vos résultats et conclusions est libre mais doit être synthétique et explicite). Document 1 : Le système hypothalamo-hypophysaire Les neurones de la région hypothalamique ventromédiane produisent une hormone (on parle de « neurohormone ») : la GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone). Doc 1 bis : Ablation du complexe HH. résultats observés - une atrophie des testicules - un arrêt de la production de testostérone et des spermatozoïdes - une régression des caractères sexuels secondaires Doc. 1 : Le système hypothalamo-hypophysaire Voir livre p. 156 Doc. 2 : Ablation de l'hypothalamus. résultats observés - une atrophie des testicules - un arrêt de la production de testostérone et des spermatozoïdes - une régression des caractères sexuels secondaires Doc. 2 bis : mesure des Taux sanguins de GnRH. Doc. 3 : Quelques résultats expérimentaux d'ablations de parties d’hypophyse. Expériences d'ablations au niveau de l'hypophyse. - L’ablation totale de l’hypophyse entraîne l’arrêt de la synthèse de testostérone et la chute du nombre de spermatozoïdes produits. - L’ablation du lobe antérieur de l’hypophyse a le même effet. - Par contre l’ablation du lobe postérieur de l’hypophyse n’a aucun effet sur l’activité du testicule. Doc. 3 bis : mesure des taux d'hormones hypophysaires Taux sanguins de LH et FSH chez l’homme. Expériences Une expérience sur le rôle de la LH. En 1973 une équipe de recherche de Clermont-Ferrand pratique des cultures de tubes séminifères de testicules de porc. Les tubes séminifères sont séparés en deux lots. Les deux lots sont placés à 35 °C dans un milieu nutritif complet. Le lot 1 est placé dans un milieu sans LH. Dans le milieu nutritif du lot 2 on rajoute de la LH. Après 20 jours on constate que les tubes séminifères du lot 1 montre une disparition d’un grand nombre de cellules de Leydig ainsi qu’une faible concentration de testostérone dans le milieu de culture. Dans le lot 2 le nombre de cellules de Leydig ne varie pas et on mesure une forte concentration en testostérone dans le milieu. NB : le rôle de la FSH. La FSH stimule la spermatogenèse. Cette hormone n’agit pas directement sur les cellules germinales mais sur les cellules de Sertoli qui interviennent comme intermédiaires entre la testostérone et les cellules germinales au niveau des tubes séminifères. Doc. 4 : Quelques résultats expérimentaux d'ablations de testicules. Doc. 4 bis : Mesure de la concentration plasmatique de la testostérone. Concentration plasmatique de la testostérone en fonction du temps Le taux de testostérone dans le sang dépend de sa production et de sa dégradation. La durée de vie d’une molécule de testostérone est limité, la testostérone produite est donc dégradée en permanence par l’organisme. Des études récentes, basées sur des dosages très rapprochés au cours de la journée montrent que la testostérone n’est pas libérée dans le sang de manière constante mais sous forme de « pulses », chacun correspondant à un épisode bref (quelques minutes) de libération intense d’hormone. Le taux sanguin de l’hormone augment alors brutalement puis décroît plus lentement, ce qui traduit une disparition progressive de l’hormone. Taux sanguins de LH et de testostérone pendant 24 h chez le bélier. Doc. 5 : Quelques résultats expérimentaux sur les connections nerveuse entre HPT et HPSE - La section des connexions nerveuses entre l'hypothalamus et l'hypophyse sans toucher aux connexions sanguine n'a aucun effet sur le fonctionnement du testicule. - La section des connexions sanguines entre l'hypothalamus et l'hypophyse sans toucher aux connexions nerveuses entraine un arrêt de l'activité du testicule. Doc. 5 bis : Relation entre le système nerveux et le complexe hypothalamo-hypophysaire - +
