EXPLORATION DE LA FONCTION DE REPRODUCTION (1) …

Cours biochimie BTS_ABM2 2017-2018 10.1- Données physiologiques fonction reproduction – Page 1 / 17 –

EXPLORATION DE LA FONCTION DE REPRODUCTION (1)

DONNÉES PHYSIOLOGIQUES 1. Anatomie des organes génitaux ................................................................................................................ 2

1.1. Anatomie de l’appareil génital masculin ...................................................................................... 21.1.1. Anatomie générale ........................................................................................................... 21.1.2. Anatomie des gonades masculines : les testicules ........................................................... 21.1.3. Les voies génitales ........................................................................................................... 31.1.4. Les glandes annexes ......................................................................................................... 31.1.5. L’organe copulateur ......................................................................................................... 3

1.2. Anatomie de l’appareil génital féminin ........................................................................................ 31.2.1. Anatomie générale ........................................................................................................... 31.2.2. Anatomie des gonades féminines : les ovaires ................................................................. 4

a. Les voies génitales ........................................................................................................ 4b. L’organe copulateur ...................................................................................................... 4c. L’appareil génital externe ............................................................................................. 4

2. Physiologie de la reproduction .................................................................................................................. 52.1. Chez l’homme .............................................................................................................................. 5

2.1.1. Le testicule, une glande amphicrine ................................................................................. 5a. Dualité structurale ......................................................................................................... 5b. Dualité fonctionnelle .................................................................................................... 5

2.1.2. Régulation de la fonction de reproduction ....................................................................... 7a. Régulation de la spermatogenèse .................................................................................. 7b. Régulation du fonctionnement testiculaire ................................................................... 8

2.2. Chez la femme .............................................................................................................................. 92.2.1. Cycles sexuels .................................................................................................................. 9

a. Cycle ovarien ................................................................................................................ 9b. Cycle utérin ................................................................................................................ 10c. Cycles cervical et vaginal ........................................................................................... 11d. Autres cycles .............................................................................................................. 11

2.2.2. Synchronisation des cycles sexuels ................................................................................ 12a. Origines des hormones ovariennes ............................................................................. 12b. Rôles des hormones ovariennes .................................................................................. 12

2.2.3. Régulation de l’activité sexuelle cyclique ..................................................................... 13a. Contrôle hypothalamique ............................................................................................ 13b. Contrôle hypophysaire ................................................................................................ 13c. Boucle de régulation ................................................................................................... 13d. Rétrocontrôles ovariens .............................................................................................. 13

Schéma-bilan des cycles sexuels et hormonaux chez la femme ................................................................. 14


1. Anatomie des organes génitaux 1.1. Anatomie de l’appareil génital masculin

1.1.1. Anatomie générale

Figure 1 : coupe sagittale de l’appareil génital masculin (vue latérale gauche) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Male_anatomy-fr.svg

Situer les voies génitales par rapport aux voies urinaires 1.1.2. Anatomie des gonades masculines : les testicules

1 : épididyme 2 : testicule 3 : tubes séminifères 4 : lobule testiculaire 5 : canal épididymaire 6 : canal déférent

Figure 2 : coupe sagittale d’un testicule Les testicules sont des organes de forme ovoïde d’environ 3 cm sur 5 cm, logés à la base de

l’abdomen, entre les cuisses, dans un repli cutané appelé le scrotum ou encore les bourses. Cette localisation externe à l’abdomen permet une température plus basse favorable à la

spermatogenèse. Les testicules assurent deux fonctions :

• une fonction exocrine : production des spermatozoïdes (gamètes mâles) (tubes séminifères) • une fonction endocrine : production des hormones mâles (cellules de Leydig)


1.1.3. Les voies génitales Elles permettent aux spermatozoïdes de passer des testicules à l’extérieur de l’organisme.

Elles sont constituées des éléments suivants : • Les épididymes (un par gonade) coiffent les testicules et sont constitués par un long canal de plusieurs mètres de long pelotonné sur lui-même • Les canaux déférents mesurent environ 40 cm et relient la cavité du scrotum à la cavité abdominale. • L’urètre commun aux voies urinaires et génitales conduit les spermatozoïdes à l’extérieur de la verge.

1.1.4. Les glandes annexes La sécrétion des glandes annexes sert à diluer les spermatozoïdes dans un liquide nutritif. Spermatozoïdes et sécrétions constituent le sperme. On distingue :

• Les vésicules séminales • La prostate • Les glandes de Cowper

1.1.5. L’organe copulateur Le pénis ou la verge constitue l’organe copulateur masculin. IL comporte deux corps

caverneux et un corps spongieux qui peuvent se gonfler de sang et permettre ainsi l’érection. L’extrémité du corps spongieux est renflée et forme le gland.

1.2. Anatomie de l’appareil génital féminin

1.2.1. Anatomie générale Réaliser le test d’annotation de l’appareil reproducteur féminin en vue de face :

http://svt.ac-besancon.fr/appareil-reproducteur-de-la-femme/

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Female_anatomy-nb.svg

Figure 3 : anatomie de l’appareil génital féminin Vue de face et vue profil gauche


1.2.2. Anatomie des gonades féminines : les ovaires Les ovaires sont situés dans la cavité abdomino-pelvienne et maintenus en place par les

ligaments ovariens. Chaque ovaire mesure environ 2 cm sur 4 cm et recouvert par le pavillon des trompes utérines.

a. Les voies génitales

Elles sont constituées : • des trompes utérines ou de Fallope • de l’utérus

Les trompes utérines relient les ovaires à l’utérus et mesurent de 10 à 15 cm. La partie supérieure des trompes est légèrement renflée et forme une ampoule où se produit la

fécondation. L’utérus est un organe creux situé entre la vessie et le rectum. Il mesure (hors période de grossesse) environ 7 cm sur 4 cm. La paroi de l’utérus comprend deux tuniques :

• une tunique externe, musculaire : le myomètre • une tunique interne, muqueuse : l’endomètre. b. L’organe copulateur

L’organe copulateur féminin est constitué par le vagin, conduit souple d’une dizaine de centimètres recevant le pénis lors de l’acte sexuel. Il est lubrifié grâce aux sécrétions des glandes de Bartholin.

c. L’appareil génital externe La vulve est la partie externe du sexe féminin, comprenant l’entrée du vagin ainsi que :

• les grandes lèvres, grands replis de peau adipeuse placés de part et d’autre ; • à l’intérieur, les petites lèvres, replis muqueux ; • au sommet des petites lèvres, le clitoris, organe érectile ; • en dessous du clitoris, le méat urinaire par lequel l’urine est expulsée lors de la

miction (côté antérieur) • entre les petites lèvres, l’orifice du vagin (côté postérieur)

Figure 4 : vue externe de l’appareil génital féminin https://www.cours-medecine.info/anatomie/appareil-genital-feminin.html


2. Physiologie de la reproduction 2.1. Chez l’homme

2.1.1. Le testicule, une glande amphicrine a. Dualité structurale

* Cellules impliquées dans l’activité exocrine L’intérieur du testicule est constitué d’une multitude de canaux très fins : les tubes

séminifères qui se rejoignent pour former le canal de l’épididyme qui se prolonge en canal déférent (voir Figure 2).

La formation des spermatozoïdes se déroule dans la paroi du tube séminifère de façon centripète. Les cellules germinales sont entourées de cellules de soutien et de nutrition, les cellules de Sertoli qui coordonnent et contrôlent la spermatogenèse.

* Cellules endocrines Entre les tubes séminifères, on observe du tissu conjonctif, des capillaires sanguins et de

grosses cellules interstitielles : les cellules de Leydig, cellules endocrines des testicules. b. Dualité fonctionnelle

* Fonction exocrine • Spermatogenèse

Un spermatozoïde est la cellule reproductrice mâle, apte à féconder le gamète femelle, de forme allongée, pauvre en cytoplasme, comportant un noyau haploïde (n chromosomes) et un flagelle qui assure sa mobilité.

La spermatogenèse correspond à l’ensemble des étapes qui aboutissent à la formation des spermatozoïdes, cellules germinatives mâles haploïdes à partir de cellules mères diploïdes, les spermatogonies. Elle a lieu de façon continue et centripète dans la paroi des tubes séminifères où de nombreuses cellules à divers stades sont observables.

Figure 5 : Spermatogenèse centripète dans la paroi du tube séminifère

http://perso.univ-rennes1.fr/stephane.deschamps/Enseignements/module%20UE4/Documents%20UE4/documents%20TP/TUBSEM.gif

Lame basale entourant un tube séminifère


La spermatogenèse dure 74 jours et comporte deux étapes : • la spermacytogenèse (spermatogonies – spermatocytes I – spermatocytes II - spermatides) • la spermiogenèse (spermatides à spermatozoïdes fécondants)

Figure 6 : Spermiogenèse (Schéma tiré du manuel de Biologie humaine 1SMS de S. Debacq et I.

Fanchon, Nathan technique) Les testicules produisent les cellules germinales mâles qui

sont libérées dans le milieu extérieur. Les testicules ont donc une fonction exocrine.

Les spermatozoïdes différenciés (anatomiquement terminés) ne sont pas encore fonctionnels.

• Maturation des spermatozoïdes dans l’épididyme (6 mois) C’est au cours de la progression le long de l’épididyme que

les spermatozoïdes acquièrent la mobilité et deviennent fécondants. Ils sont recouverts d’un enduit protéique qui leur permettra de ne pas être reconnu comme étranger dans les voies

génitales femelles, donc évitera leur élimination. Entre deux éjaculations, les spermatozoïdes sont stockés dans la queue de l’épididyme.

• Formation du sperme Le sperme est formé au cours des rapports sexuels. Les conduits génitaux (épididyme et canal déférent) se contractent et propulsent les

spermatozoïdes dans une petite quantité de liquide jusqu’à l’urètre. Les vésicules séminales et la prostate sécrètent un liquide abondant et très riche (notamment

en fructose) qui se mélange aux spermatozoïdes pour former le sperme. Chez l’homme, ce sont les contractions du périnée qui permettent l’éjaculation de 2 à 6 mL de

sperme contenant 70 à 650 millions de spermatozoïdes par éjaculat. Il est normal qu’une certaine proportion de spermatozoïdes émis soit anormaux soit

immobiles. • Caractéristiques d’un spermatozoïde

Le spermatozoïde est une cellule spécialisée, allongée et fusiforme. La partie antérieure, la tête, contient le noyau cellulaire haploïde et l’acrosome, vésicule remplie d’enzymes capables de digérer les couches cellulaires entourant l’ovocyte, au cours de la fécondation. La partie postérieure est constituée d’un flagelle qui assure la mobilité par ondulations. Dans la pièce intermédiaire, se trouvent le centre organisateur des microtubules du flagelle ainsi que de nombreuses mitochondries qui fournissent l’énergie nécessaire au mouvement, produite grâce au catabolisme du fructose contenu dans le liquide séminal.

Les spermatozoïdes survivent 2 à 5 jours dans les voies génitales femelles.


Figure 7 : structure d’un spermatozoïde

https://pmafertilite.com/spermatozoide/structure-du-spermatozoide/

* Fonction endocrine La castration chez le Rat provoque une diminution de la masse des vésicules séminales donc

les testicules permettent le maintien de cette masse c’est-à-dire le maintien des caractères sexuels. L’injection de testostérone compense la diminution de la masse des vésicules séminales donc

l’action des testicules se fait par l’intermédiaire d’une molécule = la testostérone. Comme une injection à distance est compensatrice, c’est que l’action de la testostérone se fait par voie endocrine.

De plus, l’injection de la testostérone compense complètement l’effet de la castration sur les caractères sexuels donc la testostérone est la seule hormone testiculaire impliquée dans ces phénomènes.

2.1.2. Régulation de la fonction de reproduction a. Régulation de la spermatogenèse

* Production de la testostérone par les cellules de Leydig La testostérone (C19H28NO2) est une hormone stéroïde c’est-à-

dire dérivée du cholestérol : elle est donc liposoluble. Cette hormone est produite par les cellules de Leydig qui sont les

cellules interstitielles du testicule. Au niveau des cellules cibles, elle traverse la membrane

plasmique et agit par l’intermédiaire d’un récepteur intracellulaire pour modifier l’expression des gènes.

La production de testostérone : • est élevée chez le fœtus mâle • est pratiquement nulle chez l’enfant • augmente à partir de la puberté pour atteindre le taux observé chez l’adulte.

* Rôles de la testostérone L’hormone masculine exerce de nombreuses actions qui se manifestent à des moments

différents de la vie. Chez l’embryon, la testostérone est indispensable à la différenciation des voies génitales dans

le sens masculin. Chez le fœtus de 7 mois, elle provoque la descente des testicules dans les bourses. L’absence

de migration des testicules dans les bourses s’appelle la cryptorchidie. Entre la naissance et la puberté, le testicule est au repos. Il n’y a pas de sécrétion de

testostérone : c’est la période de quiescence. À la puberté (11 - 16 ans chez le garçon), la sécrétion de testostérone est continue et son taux

plasmatique est constant. Elle est responsable de la croissance et du développement des caractères sexuels primaires :

• Augmentation du volume des testicules • Augmentation de la taille du pénis • Développement des vésicules séminales et de la prostate


Dans le même temps, elle provoque l’apparition des caractères sexuels secondaires : • Pilosité (visage, aisselles, poitrine, région génitale) • Développement de la musculature • Modification du larynx responsable de la mue (voix grave adulte) • Augmentation de la sécrétion de sébum (séborrhée)

La testostérone est responsable de la libido. Chez l’adulte, elle assure le maintien des caractères sexuels secondaires et stimule la

spermatogenèse et le fonctionnement de l’appareil génital. La testostérone agit sur de nombreuses cellules cibles sur lesquelles elle exerce son action

anabolisante. Ses effets anabolisants sont parfois utilisés dans le domaine sportif par l’utilisation de la testostérone en tant que produit dopant : augmentation du catabolisme des graisses, stimulation de l’hématopoïèse, accroissement de la masse musculaire, élargissement des épaules (penser à la silhouette androgyne de certaines athlètes ou nageuses !).

b. Régulation du fonctionnement testiculaire Le fonctionnement testiculaire est contrôlé par les sécrétions hormonales du complexe

hypothalamo-hypophysaire. * Le contrôle hypothalamique

L’hypothalamus sécrète une neurohormone stimulant l’hypophyse : la gonadolibérine ou GnRH (Gonadotrophin Releasing Hormone).

C’est un décapeptide (peptide de 10 acides aminés) produit par certains neurones hypothalamiques. Elle est libérée à l’extrémité des axones au contact des vaisseaux sanguins du système porte hypothalamo-hypophysaire : c’est donc une neurohormone.

La GnRH est identique chez les mâles et les femelles de tous les Mammifères et possède les mêmes effets.

La sécrétion de GnRH est pulsatile et s’effectue au rythme d’un pulse toutes les 90 minutes environ. La durée de vie de la GnRH est de quelques minutes.

* Le contrôle hypophysaire L’hypothalamus stimule l’adénohypophyse par l’intermédiaire de la GnRH. Sous l’effet de cette neurohormone, deux populations de cellules endocrines de

l’adénohypophyse sécrètent deux hormones gonadotropes ou gonadostimulines : • la FSH (Follicle Stimulating Hormone) • la LH (Luteinizing Hormone).

Ces deux gonadostimulines ont d’abord été découvertes dans l’organisme féminin et donc nommées en fonction du rôle qu’elles y jouaient.

* Rôles de la FSH La FSH est une glycoprotéine de 210 acides aminés. Elle stimule indirectement le fonctionnement des tubes séminifères et donc la spermatogenèse

par action sur les cellules de Sertoli. Elle provoque aussi la synthèse d’une hormone, l’inhibine, et de différents facteurs de

croissance nécessaires au bon déroulement de la spermatogenèse. * Rôles de la LH

La LH est une glycoprotéine de 204 acides aminés. Elle stimule directement le développement des cellules de Leydig qui produisent et sécrètent

la testostérone. Chaque pulse de LH déclenche un pulse de testostérone. * La boucle de régulation

Les variations du taux plasmatique de testostérone sont en permanence détectées par des capteurs du complexe hypothalamo-hypophysaire. En réponse, il adapte les sécrétions de FSH et de LH de façon à ramener le taux de testostérone à sa valeur de référence.

La production de LH est inhibée par rétroaction négative de la testostérone (si la concentration plasmatique est supérieure à une valeur seuil).

La production de FSH n’est pas régulée par la testostérone mais par l’inhibine, hormone sécrétée par les cellules de Sertoli.


Figure 8 : régulation de la fonction de reproduction chez l’homme

2.2. Chez la femme Le cycle menstruel est l’ensemble des manifestations physiologiques et hormonales survenant chez

la femme de manière périodique, en dehors des périodes de grossesse, de la puberté à la ménopause, du début d’une menstruation au début de la suivante durant en moyenne 28 jours.

En cas de cycles longs (supérieurs à 35 jours), on parle d’oligoménorrhée ou de spanioménorrhée. En cas de cycles courts (inférieurs à 24 jours), on parle de pollakiménorrhée ou de tachyménorrhée.

2.2.1. Cycles sexuels a. Cycle ovarien

Les ovaires ou gonades féminines sont des glandes amphicrines. * Activité exocrine des ovaires

A la naissance, les ovaires contiennent le stock d’ovocytes I bloqués en prophase I qui, périodiquement, entament leur maturation au sein d’un ensemble de cellules folliculaires.

• Phase folliculaire Au début du cycle menstruel, quelques follicules primaires évoluent rapidement et se

transforment en follicules secondaires : l’un d’eux devient dominant et poursuit seul son développement pendant que les autres dégénèrent par le phénomène d’atrésie.

Le follicule cavitaire mûr ou de De Graaf mesure de 15 à 30 mm de diamètre avec une grande cavité folliculaire, situé à proximité de la surface de l’ovaire.

Au moment de l’ovulation, le follicule se rompt et libère, hors de l’ovaire, l’ovocyte II bloqué en métaphase II et le globule polaire I entouré par la zone pellucide et par quelques cellules de la couronne radiaire.

La phase folliculaire qui correspond à la croissance et à la maturation du follicule s’étend en moyenne de J1 à J14.

1. Ovocyte II bloqué en métaphase II 2. Zone pellucide constituée majoritairement de polysaccharides 3. Cellules de la granulosa 4. Cellules de la thèque interne 5. Thèque externe : couche acellulaire fibreuse 6. Antre ou cavité 7. Couronne radiaire ou corona radiata 8. Membrane basale entre granulosa et thèque interne

Figure 9 : structure d’un follicule cavitaire

HYPOTHALAMUS

ADÉNOHYPOPHYSE

TESTICULE

Cellules de Sertoli Cellules de Leydig

GnRH

Inhibine

LH

Testostérone

FSH


• Phase lutéinique Les cellules folliculaires qui restent dans l’ovaire se différencient pour former le corps jaune.

Celui-ci disparaît le 26ème jour du cycle s’il n’y a pas eu de fécondation. La phase lutéinique ou lutéale (« luteus » = jaune en latin) qui correspond à la période

d’activité du corps jaune s’étend en moyenne de J14 à J28.

Figure 10 : cycle ovarien

* Activité endocrine des ovaires L’ovaire produit deux types d’hormones : les œstrogènes et la progestérone. Au cours de la phase folliculaire, les œstrogènes sont produits par les cellules de la granulosa

et de la thèque interne. Au cours de la phase lutéinique, les œstrogènes et la progestérone sont produits par le corps

jaune. b. Cycle utérin

Le cycle utérin caractérise la série de transformations que subit la muqueuse utérine ou endomètre au cours du cycle menstruel.

On distingue trois phases : • La phase menstruelle (règles) Elle dure 4 à 5 jours et se caractérise par la destruction superficielle de l’endomètre, avec rupture des vaisseaux sanguins qui induit une hémorragie (règles, menstrues, ménorrhée, menstruation). • La phase proliférative Entre le 5ème et le 14ème jour, la muqueuse utérine s’épaissit progressivement par division cellulaire (prolifération cellulaire), se creuse de glandes en tube dites en « doigts de gant » et se vascularise. • La phase sécrétoire L’endomètre se prépare à l’implantation d’un éventuel embryon. La vascularisation s’accroît (vaisseaux sanguins spiralés) et les glandes en tube sécrètent du mucus et du glycogène. Ces sécrétions favorisent la survie des spermatozoïdes et éventuellement celle de l’embryon durant la première semaine. En l’absence de fécondation, la couche superficielle de l’endomètre est détruite à la fin de la phase sécrétoire.


c. Cycles cervical et vaginal

L’aspect du col de l’utérus varie au cours du cycle menstruel. En période fertile, afin de favoriser la fécondation, le col de l’utérus est placé haut dans le

vagin, il est droit, ouvert et mou au toucher. En période non fertile, il est placé plus bas dans le vagin, il est fermé et dur au toucher. Les glandes du col de l’utérus sécrètent un mucus visqueux ou glaire cervicale qui change

d’aspect au cours du cycle menstruel. Au moment de l’ovulation, la glaire cervicale est abondante, filante, de maillage moins serré

et de pH légèrement alcalin : tous ces facteurs favorisent le passage et la mobilité des spermatozoïdes dans les voies génitales féminines.

Au moment de l’ovulation, les cellules vaginales sont moins kératinisées et les sécrétions vaginales moins acides, ce qui favorise la survie des spermatozoïdes.

d. Autres cycles

* Température La progestérone a un effet hyperthermique. On observe une légère augmentation de la

température corporelle pendant la phase lutéinique. La température doit être prise le matin avant de se lever. Pendant la phase folliculaire, elle est généralement en dessous de 37 °C. Juste après l’ovulation, elle fait un saut de quelques dixièmes de degrés (0,4 à 0,6 °C) et passe

ou non au-dessus de 37°C. Si le deuxième plateau thermique ne redescend pas et se maintient plus de 14 jours, cela

signifie qu’il y a un début de grossesse.

Figure 11 : Courbe des variations de température au cours du cycle menstruel

* Seins Durant la phase folliculaire, la vascularisation mammaire se développe et entraîne une tension et un volume plus importants des seins. En absence de fécondation, le volume et la tension mammaire diminuent en phase lutéinique.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

37,4

37,2

37,0

36,8

36,6

36,4

36,2

36,0

35,8

Premier plateau Phase folliculaire

Deuxième plateau Phase lutéinique

OVULATION

R ÈGLES


2.2.2. Synchronisation des cycles sexuels a. Origines des hormones ovariennes

Les ovaires produisent deux principaux types d’hormones : les œstrogènes qui provoquent l’œstrus c’est-à-dire la période fertile ou ovulatoire et la progestérone qui prépare à la gestation.

Comme la testostérone, les œstrogènes et la progestérone sont des hormones stéroïdes c’est-à-dire dérivée du cholestérol : elles sont donc liposolubles.

Au niveau des cellules cibles, elles traversent la membrane plasmique et agissent par l’intermédiaire d’un récepteur intracellulaire pour modifier l’expression des gènes.

* Les œstrogènes L’œstrogène le plus actif biologiquement est

l’œstradiol. Les œstrogènes sont produits principalement par les

cellules de la granulosa et de la thèque interne. Leur taux augmente au cours de la phase folliculaire,

lorsque le follicule se développe. Les cellules du corps jaune produisent des oestrogènes,

mais en quantité moindre que les cellules folliculaires. * La progestérone

La progestérone est produite uniquement par les cellules du corps jaune, d’où un taux important uniquement pendant la phase lutéinique.

En fin de phase lutéinique, le taux de progestérone diminue car le corps jaune régresse en absence de fécondation et de nidation.

b. Rôles des hormones ovariennes

L’ablation des ovaires (castration appelée ovariectomie) provoque une disparition des cycles utérins. À l’inverse, l’injection cyclique d’extraits ovariens chez une femelle castrée rétablit l’activité utérine. L’activité utérine est donc sous contrôle de l’activité endocrine ovarienne

* Rôle des œstrogènes La sécrétion importante d’œstrogènes en phase folliculaire (au niveau ovarien) induit la

phase proliférative (au niveau utérin). Ils sont responsables de la prolifération cellulaire et donc de l’épaississement de la muqueuse de l’utérus. Ils ont une action trophique sur la muqueuse vaginale, la vulve, la muqueuse utérine et les seins.

Ils assurent le développement de la morphologie féminine et la pilosité pubienne. Au moment de l’ovulation, les œstrogènes entraînent la sécrétion d’une glaire cervicale

plus filante et cristalline, perméable aux spermatozoïdes et l’ouverture du col utérin pour favoriser la montée des spermatozoïdes.

Ils ont aussi des actions sur le métabolisme : ils sont responsables de la rétention hydro-sodée et de la fixation du calcium sur la trame osseuse (apparition de l’ostéoporose au moment de la ménopause).

* Rôle de la progestérone La progestérone, sécrétée par le corps jaune pendant la phase lutéinique (au niveau

ovarien) induit la phase sécrétoire (au niveau utérin). Elle intervient dans la préparation de la muqueuse utérine à la nidation et induit la

fermeture du col utérin et l’épaississement de la glaire cervicale qui devient cassante, épaisse et imperméable aux spermatozoïdes.

Elle a un léger effet hyperthermique après l’ovulation (voir courbe de température). L’utérus est donc un organe cible des hormones ovariennes, qui évolue de manière

cyclique et synchronisée avec l’activité ovarienne.

Œstradiol

HO

CH3OH

Progestérone

O

CH3

CH3

C

CH3

O


2.2.3. Régulation de l’activité sexuelle cyclique a. Contrôle hypothalamique

L’hypothalamus sécrète une neurohormone stimulant l’adénohypophyse : la gonadolibérine ou GnRH (Gonadotrophin Releasing Hormone). Elle est libérée à l’extrémité des axones au contact des vaisseaux sanguins du système porte hypothalamo-hypophysaire.

La sécrétion de GnRH est pulsatile et s’effectue au rythme d’un pulse toutes les 90 minutes environ. La durée de vie de la GnRH est de quelques minutes.

b. Contrôle hypophysaire L’hypothalamus stimule l’adénohypophyse par l’intermédiaire de la GnRH. Sous l’effet de cette neurohormone, deux populations de cellules endocrines de

l’adénohypophyse sécrètent deux hormones gonadotropes ou gonadostimulines : • la FSH (Follicle Stimulating Hormone) • la LH (Luteinizing Hormone).

* Rôles de la FSH La FSH agit en stimulant la différenciation et la maturation des follicules et la sécrétion par

ceux-ci des hormones ovariennes (œstrogènes principalement). * Rôles de la LH

La LH stimule également la capacité de synthèse des hormones ovariennes. Elle déclenche l’ovulation grâce à une sécrétion massive et brève (24 heures) au milieu du cycle : c’est la décharge ovulante. Elle joue ensuite un rôle majeur dans la mise en place du corps jaune et la production de progestérone par celui-ci.

c. Boucle de régulation Les variations cycliques des concentrations plasmatiques des hormones ovariennes reposent

sur une boucle de régulation qui met en jeu trois niveaux : l’hypothalamus, l’hypophyse et les ovaires.

La concentration plasmatique des hormones ovariennes est le paramètre réglé. Le complexe hypothalamo-hypophysaire et les cellules folliculaires constituent le système réglant. Ce système comporte des capteurs au niveau du centre intégrateur, le complexe hypothalamo-hypophysaire.

La boucle de régulation permet la synchronisation d’évènements au niveau de différents organes, favorisant la réussite de la fécondation et de la nidation.

d. Rétrocontrôles ovariens

Le caractère cyclique de la sécrétion des hormones hypophysaires est lié aux rétroactions entre les ovaires et le complexe hypothalamo-hypophysaire.

* Rétroactions en général négatives L’augmentation des taux d’œstrogènes et de progestérone freine la sécrétion de FSH et de

LH, dont les concentrations diminuent. À l’inverse, la diminution des hormones ovariennes stimule la sécrétion des hormones hypophysaires dont les concentrations plasmatiques augmentent.

On parle de rétroaction négative qui explique certaines variations plasmatiques de FSH et de LH :

• En phase lutéinique : la sécrétion importante de progestérone par le corps jaune entraîne une baisse du taux des gonadostimulines • En fin de cycle, la régression du corps jaune conduit à l’augmentation de ces taux.

* Rétroactions positives en phase pré-ovulatoire En phase pré-ovulatoire, lorsque le follicule est mature, le grand nombre de cellules de la

granulosa et de la thèque interne induit un taux sanguin d’œstrogènes important dépassant une valeur seuil. Ils exercent alors sur l’hypophyse une rétroaction positive qui stimule l’activité endocrine du complexe hypothalamo-hypophysaire. Le pic d’œstradiol déclenche environ 12 heures après le pic de LH (décharge ovulante de LH), lui-même responsable de l’ovulation 24 heures plus tard. Le pic de LH est une cause déclenchante de l’ovulation.


SCHÉMA-BILAN DES CYCLES SEXUELS ET HORMONAUX CHEZ LA FEMME

Valeurs moyennes. Les durées et les valeurs peuvent varier d’une femme à l’autre et d’un cycle à l’autre. Schéma tiré du site : http://fr.wikipedia.org/wiki/Menstruation

Jour du cycle menstruel

His

tolo

gie

ovar

ienn

e

Follicule Follicule mûr

Corps jaune

Corps jaune dégénératif Ovulation

Température corporelle

Phase folliculaire

Règles

Phase lutéinique

Ovu

latio

n

His

tolo

gie

endo

mét

riale

Phase menstruelle Phase proliférative Phase sécrétoire


3. Physiologie de la fécondation La fécondation est la fusion d’un gamète mâle et d’un gamète femelle : elle conduit à la formation

d’une cellule œuf ou zygote. Dans l’espèce humaine, la fécondation est interne : elle se réalise à l’intérieur de l’organisme

féminin, au niveau des voies génitales. Pour sa réalisation, il y a donc nécessité d’un « rapprochement » entre l’homme et la femme, appelé

acte sexuel. 3.1. Cheminement des gamètes

3.1.1. Cheminement des spermatozoïdes Les spermatozoïdes émis lors de l’éjaculation doivent cheminer dans les voies génitales

féminines pour rencontrer le gamète féminin qui se déplace à sa rencontre. Lors des rapports sexuels, les spermatozoïdes sont déposés au niveau du col de l’utérus. Ils

vont se diriger vers l’ovocyte (situé dans les trompes de Fallope) en se déplaçant grâce aux ondulations de leur flagelle.

Les spermatozoïdes doivent franchir le col de l’utérus (la glaire cervicale leur facilite ou non le passage selon les périodes du cycle), traverser l’utérus (dont les contractions vont disperser les spermatozoïdes dans toute la cavité utérine), puis parcourir les trompes (l’une seulement contient un gamète femelle).

Sur les millions de spermatozoïdes libérés au moment de l’éjaculation, on estime à seulement

quelques centaines ceux qui vont atteindre les trompes de Fallope. La rencontre des gamètes a lieu dans le tiers supérieur d’une trompe de Fallope, au niveau

d’une dilatation appelée ampoule. Au cours de ce trajet (qui dure environ 1 h ou 2 h), les spermatozoïdes subissent la

capacitation, c’est-à-dire une augmentation de leur pouvoir fécondant. Cette étape correspond à une fragilisation de la membrane plasmique de la tête du spermatozoïde. Elle a pour but de permettre la libération des enzymes de l’acrosome et commence dès le passage de la glaire cervicale.

Cette étape donne la capacité au spermatozoïde de féconder un ovocyte, s’il en trouve un ! 3.1.2. Cheminement de l’ovocyte Au moment de l’ovulation, l’ovocyte II est expulsé dans la trompe utérine avec le globule

polaire I entouré par la zone pellucide et quelques cellules folliculaires de la couronne radiaire. Il atteint l’ampoule où il s’arrête quelques heures. Il reprend ensuite son trajet vers l’utérus, qu’il y ait eu ou non fécondation.

Figure 12 : trajet des gamètes dans les voies génitales féminines


3.2. Fusion des gamètes La fécondation se déroule le plus souvent dans l’ampoule des trompes utérines mais elle peut

également avoir lieu dans l’utérus. http://www.biologieenflash.net/sommaire.html (Biologie/Biologie cellulaire/La fécondation humaine)

3.2.1. La réaction acrosomiale Dans la trompe de Fallope, l’ovocyte II est entouré d’une zone pellucide et des cellules

folliculaires. Le spermatozoïde doit traverser ces structures pour que la fécondation ait lieu. Pour traverser la zone pellucide, le gamète mâle libère les enzymes contenues dans

l’acrosome. Ce phénomène s’appelle la réaction acrosomale et se déroule de la façon suivante : la membrane plasmique du spermatozoïde fusionne avec la membrane de l’acrosome ce qui libère son contenu vers l’extérieur : les enzymes libérées permettent la progression du spermatozoïde à travers la zone pellucide.

3.2.2. L’entrée du noyau mâle dans le gamète femelle Quand un spermatozoïde a traversé la zone pellucide, il arrive en contact avec la membrane

plasmique de l’ovocyte. Il se fixe à cette membrane par reconnaissance spécifique. Les membranes plasmiques des deux gamètes fusionnent : le contenu du spermatozoïde est introduit dans l’ovocyte, les quelques éléments cytoplasmiques et surtout le noyau.

3.2.3. Conséquences de la fusion des gamètes a. Réaction corticale et blocage de la polyspermie

La pénétration du spermatozoïde entraîne une activation de l’ovocyte et l’expulsion des granules corticaux (réaction corticale), empêchant ainsi toute nouvelle pénétration ou polyspermie. La fécondation par un seul spermatozoïde ou monospermie est assurée grâce à la membrane de fécondation qui est imperméable aux spermatozoïdes.

b. Reprise de la méiose

La deuxième conséquence du contact spermatozoïde-ovocyte est la reprise d’activité de l’ovocyte qui était physiologiquement inactif jusqu’à ce stade. Cette reprise d’activité se traduit principalement par l’achèvement de la méiose (qui était bloquée en métaphase II) et l’émission d’un deuxième globule polaire. L’ovocyte est alors un véritable ovule.

c. Caryogamie Dans le cytoplasme de l’ovule, les noyaux des deux gamètes gonflent et se transforment

en pronucléi femelle et mâle. Ils se rapprochent l’un de l’autre. Les membranes des pronucléi se rompent et les chromosomes d’origine paternelle et maternelle sont libérés et se combinent pour former une cellule diploïde appelée zygote.

Très rapidement après cette reconstitution du génome diploïde, la première division du futur embryon se produit.

Figure 13 : les différentes étapes de la fécondation


3.3. La vie libre de l’embryon Au cours de son déplacement vers l’utérus, le zygote se divise : il se produit environ une mitose par

jour. A partir du quatrième jour après la fécondation, le rythme des divisions s’accélère et l’œuf prend l’aspect d’une petite mûre = la morula. C’est une morula qui arrive dans la cavité utérine.

On observe alors la première différenciation de l’embryon : il devient une sphère creuse appelé blastocyste. Ce blastocyste reste libre 3 à 4 jours dans la cavité utérine avant de se fixer à la muqueuse utérine, de s’y implanter.

La fixation de l’embryon dans la muqueuse utérine s’appelle la nidation. Elle a lieu 7 à 10 jours après l’ovulation c’est-à-dire à un stade où l’utérus est très réceptif avec une muqueuse très développée et très vascularisée, le corps jaune ovarien au maximum de son développement et le muscle utérin au repos sous l’effet de la progestérone.

Lors de la nidation, des cellules de l’embryon et de la muqueuse utérine interagissent pour former le

placenta. Dès la nidation, il va sécréter une hormone, l’hCG (hormone chorionique gonadotrophique) qui agit sur l’ovaire et bloque la régression du corps jaune. Le maintien du corps jaune empêche l’achèvement normal du cycle sexuel de la femme. La présence de cette hormone dans les urines et le plasma de la femme permet le diagnostic de la grossesse.

Figure 14 : la vie libre et l’implantation de l’embryon

S’auto-évaluer : Appareil reproducteur féminin : https://www.quizz.biz/quizz-269598.html http://musibiol.net/biologie/exercice/reprod/app_genit_fem.htm Appareil reproducteur masculin : https://www.quizz.biz/quizz-269639.html http://musibiol.net/biologie/exercice/reprod/app_genit_hom.htm Les appareils reproducteurs : http://musibiol.net/biologie/exercice/reprod/app_genit.htm Les tubes séminifères : http://musibiol.net/biologie/exercice/reprod/tube_sem.htm