04/09 DS Procréation. Correction OBLIGATOIRE. Partie 2.1 : (3
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04/09 DS Procréation. Correction OBLIGATOIRE. Partie 2.1 : (3 points) Procréation La différenciation sexuelle débute au cours de la vie embryonnaire et se termine à la puberté. Elle est sous contrôle génétique et hormonal. Pour des causes diverses, certaines anomalies peuvent être observées. Chez un garçon de dix ans, une ouverture chirurgicale de la paroi abdominale a révélé une organisation normale de l'appareil génital mâle mais également la présence d'un utérus dans la partie médiane de l'abdomen. A partir de l'exploitation des informations fournies par le document, proposez une hypothèse sur l'origine de l'anomalie observée. PB :Proposez une hypothèse pour expliquer la présence simultanée chez un garçon (phénotype mâle) de voies génitales mâles et femelle (utérus) Différents examens biologiques ont été réalisés pour déterminer l'origine de l'anomalie : - Une étude du caryotype de ce garçon avec utérus a révélé la présence de 46 chromosomes dont les deux chromosomes sexuels X et Y ; Saisie 22 paires d’autosomes + XY Mais présence de voies génitales femelle (utérus) - Déductions Caryotype caractéristique d’un mâle = en accord avec son phénotype.(Déterminisme génétique) Suggère une anomalie.(hormonale ?) En effet nous savons que : (Sous le contrôle du gène SRY porté par le chromosome Y, la gonade embryonnaire se différencie en testicule secréteur de deux hormones testées lors des examens médicaux : la testostérone et l'AMH.) Des dosages hormonaux ont été effectués : Valeurs chez le garçon avec utérus Hormones dosées Testostérone en nanomol.L Hormone anti-müllérienne (AMH) -1 en picomol.L-1 Saisie Les dosages hormonaux sont normaux Valeurs normales 30 10 à 38 350 300 à 400 jusqu'à la puberté Déductions (connaissances) Donc Il ne s’agirait pas d’une anomalie hormonale ? Pourtant, Nous savons que - La testostérone stimule, pendant la vie embryonnaire le développement des voies génitales mâles ( canaux de Wolf) et détermine le phénotype sexuel mâle. - L’AMH inhibe le développement des voies génitales femelle. Donc, les dosages étant normaux d’où vient cette anomalie ? NB : (toutefois, ces deux hormones agissent essentiellement au cours de la vie embryonnaire et foetale, donc le taux à 10 ans n'est pas très significatif). Pour tester la possibilité de liaison de l'hormone AMH avec son récepteur membranaire de nature protéique, on réalise l'expérience suivante : - On introduit le gène humain du récepteur à l'AMH dans des cellules animales; - On réalise des cultures in vitro de ces cellules; - Ces cellules sont ensuite mises en présence d'AMH radioactive; - Après rinçage, on pratique une autoradiographie pour révéler la présence éventuelle de l'AMH sur les cellules en culture; (= fixation de l’AMH sur son récepteur protéique, donc codé par un gène !!! fonctionnel) l'expérience a été réalisée avec le gène du garçon avec utérus et avec le gène d'un sujet témoin; Les résultats proposés ci-dessous sont des autoradiographies des cellules en culture. Saisie La radioactivité est bien plus élevée à la surface des cellules exprimant le gène d’un sujet témoin. Déductions (connaissances) Donc les cellules du témoin expriment bien plus de récepteurs qui ont pu fixer l’AMH (Radioactivité) Les cellules portant le gène du garçon à utérus ne fixent que très peu d’AMH. Nous savons que les cellules cibles de l’AMH (exprimant donc le gène codant pour son récepteur) sont les cellules des canaux de Muller Donc nous pouvons émettre l’hypothèse que l’anomalie est due à une mutation de ce gène chez le garçon à utérus, récepteur non fonctionnel incapacité à fixer l’AMH (normalement produite) pas de réponse des canaux de Muller, pas de régression persistance et mise en place d’un utérus parallèlement à la différenciation des canaux de Wolf sous l’effet de la testostérone (normalement produite) Le phénotype est bien sous contrôle génétique (: SRY/chromosome Y différenciation des gonades en testicules ) Testostérone + AMH et donc hormonal. De plus Un gène (dont l’activation serait liée à SRY ?) permet la synthèse des récepteurs à l’AMH. Partie 2.2 : (5 points) Procréation Une jeune fille de 16 ans, de caryotype XX présente les symptômes suivants : (Puberté) - Pas de développement des seins. Caractères sexuels secondaires . - Une absence de menstruations (aménorrhée primaire).Cycle utérin A partir des informations fournies par les documents mises en relation avec vos connaissances, proposez une explication à l'origine de ces symptômes. Saisie - Jeune fille, XX - De 16 ans, Pas de développement des seins Une absence de menstruations Connaissances + interprétation. Le caryotype XX détermine la mise en place du phénotype femelle, donc - Pas de pb chromosomique : bon phénotype / caryotype. - A l’age où la puberté devrait s’être installée, la jeune fille présente une absence des caractères sexuelles secondaires et d’installation des cycles : - Hypothèse : Pb dans la mise en place de la puberté : retard pubertaire : Pb hormonal ? Document 1 : données morphologiques et histologiques L'échographie révèle deux ovaires de taille normale. La biopsie des ovaires de la patiente à diverses reprises ne présente que les structures ci-contre. Pas de malformation ovarienne Pas d’évolution folliculaire : pas de cycle ovarien Saisie -Ovaires non-atrophiés - Que des follicules primaires. Connaissances + interprétation. Pas de malformation Pas d’évolution folliculaire, pas de cycle ovarien. Normalement, à partir de la puberté, mise en place du cycle ovarien : tous les mois des vagues de follicules primaires, présents dans l’ovaire depuis la vie embryonnaire, évoluent pour conduire l’un d’eux au stade de follicule mûr, qui ovule puis évolue en corps jaune. Ces structures produisent des hormones : œstrogènes puis oestrogènes + progestérone qui stimulent le cycle utérin (menstruations) et assurent la mise en place des caractères sexuels secondaires (seins, entre autres) Donc : Pas de cycle ovarien, pas d’hormones ovariennes, pas de cycle utérin ni des caractères sexuels secondaires. Mais quelle est l’origine de ce retard de puberté ? Hyp : contrôle hypophysaire ? Doc.2 : Dans le sang de la patiente LH (hormone hypophysaire, permettant l’ovulation et la mise en place du corps jaune) en UI.L-1 FSH (hormone hypophysaire permettant la croissance folliculaire) en UI.L-1 Oestrogène (oestradiol) en pg.mL-1 (produit par le follicule en croissance, permet l’épaississement de la muqueuse utérine) Dans le sang d'une femme témoin ne présentant pas ces troubles. 20 à 22 (taux faible, insuffisant pour permettre l’ovulation) Phase folliculaire: 1.5 à 10 Pic ovulatoire : 18 à 90 Phase lutéale: 1 à 16 < 0,5 (taux très faible, ne permet pas la croissance folliculaire ) Phase folliculaire : 2 à 17 Pic ovulatoire : 9 à 26 Phase lutéale : 2 à 8 24 à 26 (taux très faible, dû à la non croissance des follicules, ne permet pas la mise en place de la muqueuse utérine. Phase folliculaire : 30 à 90 Pic preovulatoire : 90 à 400 Phase lutéale : 50 à 20 - Les hormones hypophysaires, FSH et LH ont des taux très bas - FSH<< phase folliculaire. -Oestrogènes < phase folliculaire -LH < au pic ovulatoire . Insuffisants pour assurer la stimulation du cycle ovarien : en effet : Les cycles sont sous la dépendance des hormones hypophysaires : - FSH qui stimule la croissance folliculaire pendant la phase préovulatoire - Pas de croissance folliculaire, (les follicules restent au stade primaire) - Les follicules en croissance produisent des oestrogènes qui stimulent la mise en place du cycle utérin(épaississement de la muqueuse) et au delà d’une certaine valeur, stimule l’hypophyse LH ovulation. - Pas d’oestrogènes, pas de stimulation ovarienne et pas de retrocontrôle + de l’hypophyse, - Pas de pic ovulatoire, Il semble se confirmer que c’est un dysfonctionnement de l’hypophyse qui est responsable des troubles observés, les hormones hypophysaires produites en trop faible quantité n’assurent pas la mise en place des cycles ovariens, ce qui ne permet pas la mise en place des hormones ovariennes indispensables, à la mise en place du cycle utérin et des caractères sexuels secondaires. Mais quelle est la cause de ce dysfonctionnement ? HYP : Dysfonctionnement de l’hypothalamus qui stimule l’hypophyse. Document 3 : Mesures effectuées lors d'un test hormonal de stimulation pratiqué sur la patiente On réalise une injection de 100 microgrammes de GnRH. - Suite à une injection de GnRH, les hormones hypophysaires augmentent - La LH atteint le taux d’un cycle normal en phase ovulatoire ( permettant de déclencher l’ovulation) .(175 UI/L) - La FSH augmente régulièrement mais n’atteint pas avec cette injection un taux correspondant à la phase folliculaire (stimulation des follicules (0,8UI/L//2UI/L) La GnRH est une neurohormone produite par les neurones hypothalamiques et qui stimule la production de FSH et e LH par les cellules hypophysaires. C’est elle qui contrôle la mise en place des cycles, via l’hypophyse. La LH et la FSH sont ainsi stimulées par l’injection et leur taux se normalise. la LH présente un pic, Mais la FSH reste faible. HYP : - Le maintien de taux correspondant au cycle nécessite des perfusions régulières de GnRH, qui est produite de façon pulsatile et le rétrocontrôle + des oestrogènes qui, au-delà d’une certaine concentration, correspondant à une taille de follicule>, provoque « l’emballement »du système et le pic ovulatoire. - Les cellules sécrétrices de FSH répondent mal à la GnRH. Le pb vient donc d’un mauvais fonctionnement de l’axe hypothalamo-hypophysaire, la GnRh doit être produite de façon insuffisante, ce qui supprime la stimulation hypophysaire et donc le fonctionnement cyclique de tout l’appareil reproducteur. Mise en relation : Le problème n’est pas une malformation ovarienne (doc1) mais semble dû à l’ hypothalamus, puisqu’il est corrigé (incomplètement) par injection de GnRH (doc 3), l’insuffisance de GnRh entraîne un dysfonctionnement hypophysaire (doc2), le cycle ovarien n’est pas stimulé, les follicules n’évoluent pas, ne produisent pas d’hormones (doc1/2), ce qui entraîne l’absence de cycle utérin et l’e développement des caractères sexuels secondaires (énoncé) Il s’agirait donc d’un retard de puberté dû à un dysfonctionnement hypothalamique.
