Biologie de la lactation

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Glande mammaire,
mammogenèse,
facteurs de croissance,
lactogenèse
J. Martinet, L.-M. Houdebine
La lactation est une fonction qui a fait tardivement son apparition dans l'évolution des
êtres vivants et qui est caractéristique des mammifères. Elle est intimement liée à la reproduction, elle prolonge la vie intra-utérine et assure la survie du jeune qui à sa naissance
ne peut se nourrir que du lait maternel. La composition du lait apparaît de ce fait comme
un facteur important dont la complexité est le gage de la survie du nouveau-né. La lactation est la fin du cycle de reproduction, elle peut être considérée comme un sous-produit
de la gestation dans la mesure où il y a un fonds commun d'hormones qui président à
la gestation et qui régulent la lactation.
La glande mammaire, comme le corps jaune ou le placenta, est un organe cyclique qui
disparaît entre deux périodes de reproduction. Ces trois organes fugaces se contrôlent
mutuellement pour assurer la permanence de l'espèce.
Ce sont les équilibres hormonaux de la gestation qui provoquent la croissance de la glande
ou mammogenèse afin d'arriver à la maturité finale de l'organe lors de la parturition.
L'ensemble des processus de gestation-mammogenèse et de la parturition aboutira à l'organisation de cellules épithéliales mammaires différenciées qui sécréteront les composants
du lait, protéines, lipides, lactose, eau, sels minéraux, vitamines, etc. Ces cellules disparaîtront lors du sevrage du jeune ou du tarissement de la sécrétion lactée (Fig. 1-1).
La domestication d'un certain nombre d'espèces de mammifères, essentiellement les bovins,
ovins et caprins, accessoirement les camélidés et les équidés, élevés en vue de la production de lait et sélectionnés en conséquence, a prolongé la lactation par la traite, au-delà
du sevrage du jeune, afin de fournir à notre alimentation quotidienne le lait frais ou fermenté, les produits fromagers et le beurre.
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BIOLOGIE DE LA LACTATION
Fig. 1-1 Schéma général de l'évolution de la glande mammaire depuis l'embryon jusqu'à la fin
de la première lactation. Le cycle mammogenèse-lactogenèse-galactopoïèse se reproduit à chaque
lactation.
Développement de la glande mammaire
de l'embryon à la première gestation
Chez l'embryon
L'embryon présente précocement des ébauches mammaires provenant de l'ectoderme qui
s'invagine en d'étroits tubules. Par dichotomie ils forment un début d'arborisation qui
sera à l'origine des principaux canaux galactophores e t du trayon proprement dit.
Étudié in vitro, le développement est faible si l'on se limite à cultiver les ébauches sur
un milieu synthétique [36], l'addition de glucocorticoides, de prolactine et d'hormone
de croissance (GH) abondante chez l'embryon, favorise leur développement, sans jamais
les conduire jusqu'au stade des alvéoles sécrétoires.
Le dimorphisme sexuel est contrôlé par les androgènes fœtaux. Chez la souris au 15 e jour
de la gestation, chez l'embryon mâle, la testotérone induit une séparation irréversible
du trayon et des ébauches des canaux galactophores [42, 74]. En effet, les tissus épithéliaux ou parenchyme [27, 104] déclenchent leur propre destruction en induisant, au contact
des cellules du mésenchyme, l'apparition de récepteurs des androgènes [27] dans ces cellules (adipocytes et fibroblastes) [40]. Cette sensibilisation aux androgènes est suivie d'une
nécrose du tissu épithélial. In vitro, dans des tissus mammaires prélevés sur u n fœtus de
rat de 17 jours, la croissance et la différenciation de l'arborisation canaliculaire sont obtenues e n ajoutant au milieu de l'insuline, de la prolactine et de l'aldostérone. L'addition
de testostérone au milieu de culture inhibe plus ou moins le développement de la glande,
GLANDE MAMMAIRE
e n r e l a t i o n a v e c l a dose d ' h o r m o n e a j o u t é e [11]. Il c o n v i e n t d e n o t e r toutefois q u e le
d i m o r p h i s m e sexuel n ' e x i s t e pas a u cours d e la v i e f œ t a l e d a n s t o u t e s les espèces. C ' e s t
le cas d u l a p i n p a r e x e m p l e , c h e z q u i le d i m o r p h i s m e n e se m a n i f e s t e q u ' à l a p u b e r t é .
Après la naissance
Après la naissance, la glande mammaire se développe d'une façon isométrique jusqu'à
l'initiation de la puberté. A ce moment, les premières libérations cycliques d'œstrogènes
par l'ovaire stimulent une croissance mammaire de type allométrique et qui s'arrête à
des époques variables selon les espèces [87, 88].
Après la puberté, cette croissance concerne le système canaliculaire qui se développe
à travers le tissu adipeux et conjonctif, lors de chaque cycle sexuel. Pour les animaux
à cycle court (rat, souris) chez lesquels la phase progestéronique est très brève, ce développement se produit durant le prœstrus et l'œstrus, puis o n observe une régression partielle au cours du metcestrus e t du diœstrus. Globalement, le développement est allométrique, le logarithme de l ' A D N mammaire croissant comme le logarithme de la surface
corporelle.
Pour les mammifères à cycle long (primates, bovins, ovins, caprins) la croissance des structures épithéliales canaliculaires se produit durant la phase œstrogénique du cycle puis
la régression est partielle. Sur une période allant de l'âge de 6 mois à 30 mois, chez un
bovin pour lequel la puberté se situe environ à 6 mois, le tissu ductal se développe d'abord
rapidement (3,5 fois plus vite que le poids du corps) puis de plus en plus lentement pour
atteindre une croissance sensiblement isométrique vers l'âge de 12 mois. Jusqu'à la première gestation, seul le tissu épithélial ductal s'arborise au sein des tissus de soutien. Dès
la fécondation, le tissu sécrétoire commence à se développer lentement aux extrémités
des canaux préexistants, il va se multiplier jusqu'à former des alvéoles plus ou moins
confluentes, constituant une vaste éponge dans laquelle le lait sera sécrété puis évacué
par le trayon.
Morphologie microscopique
Gestation
A u début de la gestation [108], les cellules sécrétoires apparaissent s'organiser autour de
la lumière, vide de sécrétion ; leur partie basale est ancrée sur une structure de collagène.
Le noyau occupe la moyenne partie du cytoplasme, qui présente un appareil de Golgi
peu réticulé et de rares mitochondries, les grains de sécrétion y sont exceptionnels (Fig. 1-2).
Avec le développement de la gestation, le cytoplasme s'accroît considérablement, les
cellules se dotent des structures caractéristiques d'une sécrétion qui se prépare : mitochondries nombreuses avec crêtes abondantes, ergastoplasme, appareil de Golgi proche
BIOLOGIE DE LA LACTATION
du noyau, profondément réticulé et vésicule, de nombreux grains de sécrétion protéiques
e t des gouttelettes lipidiques sont visibles à l'apex des cellules. Il y a peu ou pas de sécrétion dans la lumière des alvéoles.
A u cours de la période précédant la parturition, la lumière alvéolaire est encore petite
bien qu'elle contienne u n matériel protéique abondant, des lipides et du colostrum. Le
cytoplasme est envahi par de nombreux globules lipidiques dont les plus gros sont au
pôle apical, le noyau est rejeté vers l'extrémité basale de la cellule.
Fig. 1-2 Cellule épithéliale de mamelle de lapine au 12 e jour de la gestation. Les cellules sont
peu développées et faiblement polarisées par rapport à la membrane basale, la lumière alvéolaire
est vide. Le noyau occupe la majorité du territoire cellulaire. L'appareil de Golgi est un peu développé et légèrement vacuolisé, le réticulum endoplasmique est visible et légèrement plus important que sur une glande au repos complet. Les stéroïdes ovariens et quelques facteurs de croissance
sont seuls intervenus dans ce développement. On ne peut voir de produits de sécrétion dans les
cellules, ni micelles de caséines ni gouttelettes lipidiques.