SCIENCES DE LA VIE ET

DE LA TERRE

4me anne de lenseignement secondaire Section Sciences Exprimentales

Centre National Pdagogique

Dhaou HamdiInspecteur principal

Belgacem BaazaouiInspecteur

Lotfi TouilProfesseur principal

Ameur Ben RhoumaProfesseur principal hors classe

Hdi Bouzid Inspecteur gnral de lducation

Ayed El AyadiInspecteur

Fraj NouiraInspecteur

Tahar BedhiefInspecteur

REPUBLIQUE TUNISIENNEMINISTERE DE LEDUCATION

Tous droits rservs au Centre National Pdagogique

Remerciements

Les auteurs remercient, pour leur collaboration :

- Les valuateurs :

Mer Rachid Abroug, Inspecteur principal

Mer Njib Chebbi, Inspecteur principal

- Mer Faouzi Jenhani, Professeur dimmunologie la facult de pharmacie de Monastir

- Mme Rim Ben khlifa, Matre assistante, chercheuse lInstitut Pasteur de Tunis

- Mer Mohamed Gazzah, Professeur de gntique la Facult des Sciences de Tunis

- Mer Mohamed El Amri, Professeur de neurophysiologie la Facult des Sciences de Tunis

- La direction et lquipe technique du CNP.

3P R F A C ECe manuel est conu comme un outil dapprentissage destin essentiellement llve. Son

exploitation judicieuse lui permettra datteindre les objectifs du programme de 4me anne sciencesexprimentales et de se prparer passer avec succs lpreuve des S.V.T au baccalaurat.

La dmarche dapprentissage pour chaque thme commence par une prsentation gnrale duthme, sa problmatique et sa subdivision en chapitres.

Chaque chapitre est structur selon les rubriques suivantes :- La dfinition des objectifs- Sinterroger : Dans cette rubrique, des questions scientifiques sont souleves partir de faits

significatifs prsents. Ces questions traduisent les objectifs du chapitre et sont le point de dpart desactivits dapprentissage.

- Se rappeler : cette rubrique vise mobiliser les principales connaissances acquises antrieure-ment par llve et qui sont en rapport avec les connaissances du chapitre apprendre, ce qui faciliteleur apprentissage.

- Rechercher et construire : propose des activits pertinentes aux objectifs et qui devraient treralises par llve. Ces activits ont pour support les documents du manuel.

Au cours de la ralisation de ces activits, llve construit progressivement des savoirs etdveloppe ses capacits de raisonnement scientifique et de rsolution de problmes.

- Bilan des activits et synthse : Cette rubrique prsente des connaissances en rponse auxquestions poses dans les activits prcdentes. Elles sont structures en paragraphes articuls et enschmas fonctionnels permettant ainsi la mise en place et lintgration des connaissances dans lammoire de llve.

- Tester les acquis : Dans cette rubrique sont proposs des exercices et des problmes dontcertains sont corrigs. La rsolution de ces exercices et problmes par llve est de nature consoliderses acquis et lui fournir un feed-back sur le niveau et la qualit de ses acquisitions.

Le rle de lenseignant est dune importance primordiale dans le dveloppement de laptitude dellve raliser avec succs les activits d apprentissage et sapproprier activement les conceptsscientifiques.

Ce rle consiste en une mdiation pdagogique entre lapprenant et le savoir, dans un contextedinteraction enseignant-apprenant et apprenant-apprenants.

Pour russir cette mdiation, lenseignant devrait sappuyer sur les moyens suivants :-Une communication efficace prenant en compte le niveau des lves sur le plan linguistique,

scientifique et mthodologique-Un souci de dvelopper les capacits mthodologiques de llve : capacit dobservation,

danalyse de synthse, de modlisation, de schmatisation... Ainsi devrait-il prsenter, aux lves,avant chaque activit, des instructions mthodologiques pour leur permettre de rpondre aux questionsdes activits.

-La ncessit de la mise en relation des connaissances acquises au cours des activitsdapprentissage, dune manire cohrente et intgre pour en assurer la rtention et la fonctionnalitet ce sous forme dun rsum bien structur, dun schma fonctionnel ou dun tableau rcapitulatif.

Nous souhaitons que ce manuel puisse aider lenseignant dans son enseignement et llve dansson apprentissage , pour que ce dernier puisse passer avec succs lpreuve des S.V.T lexamen debaccalaurat et poursuivre ultrieurement des tudes mdicales ou biologiques.

Toutes les critiques et suggestions des collgues enseignants sont les bienvenues.

Les auteurs

4

5Lespce humaine assure sa continuit par la reproduction. Cette fonction commencepar un rapport sexuel entre un homme et une femme, qui produisent respectivementdes cellules sexuelles ou gamtes mles et femelles. Lunion dun gamte mle avec ungamte femelle, lors de la fcondation, donne naissance une cellule-uf. Cest cetuf qui va se dvelopper, dans lutrus de la femme, au cours des 9 mois de lagrossesse, pour donner naissance, lors de laccouchement, un nouvel tre humain.Grce aux progrs accomplis dans le domaine de la mdecine et de la biotechnologie,on arrive matriser, aujourdhui, certains aspects de la reproduction. Sans aller jusquchoisir le sexe de son enfant, on peut contrler les naissances, traiter diffrentes formesde strilit et assurer les conditions dhygine et de scurit permettant un dveloppe-ment sain du ftus et une naissance normale.

Dans ltude de ce thme, on se pose les questions suivantes : Comment les cellules sexuelles ou gamtes sont produites ? Quels sont les mcanismes rgulateurs de la fonction reproductrice chez lhomme et

chez la femme ? Comment se ralise la fcondation ? Quels sont les premiers stades de dveloppement de luf ? Comment peut-on intervenir pour contrler les naissances et lutter contre la strilit ? Quelles sont les rgles dhygine pour assurer une grossesse normale ?

Les chapitres suivants prsentent des rponses ces questions :Chapitre 1 : La fonction reproductrice chez lhomme.Chapitre 2 : La fonction reproductrice chez la femme.Chapitre 3 : La procration.

Introduction gnrale

Embryon humain de prs de 3 mois

Thme 1 R E P R O D U C T I O N H U M A I N E E TS A N T

6Thme 1 R E P R O D U C T I O N H U M A I N E E TS A N T

Identifier les structures et les fonctions du testicule

Dcrire la spermatogense

Expliquer lorigine des caractres sexuels secondaires

Expliquer le mcanisme de rgulation du fonctionnement de lappareil gnital mle

OBJECTIFS

Cest partir de la pubert, vers lge de 12-13 ans, que les organes de lappareilgnital mle entrent en activit. Le corps de lenfant subit des transformations aussi bienanatomiques, physiologiques que psychiques, pour acqurir la fonction de reproduction.Parmi les manifestations de la pubert on peut citer :

Une pousse de croissance avec une augmentation de la taille Un dveloppement de la musculature Un dveloppement des testicules Lapparition de poils sur le pubis puis les aisselles, la face, le thorax et enfin les membres La modification de la voix Des jaculations involontaires de sperme durant le sommeil appeles : pollutions

nocturnes Lveil des besoins sexuels

Ces caractres constituent les caractres sexuels secondaires. Les organes gni-taux externes et les glandes annexes constituent les caractres sexuels primaires.

Chapitre 1 : LA FONCTION REPRODUCTRICE CHEZ L HOMME

S'INTERROGER

Ladolescent qui remarque les manifestations de la pubert qui affectent son corps, peut seposer les questions suivantes :

O et comment se forme le sperme ? de quoi est-il form ? Quelle est lorigine des caractres sexuels secondaires ? Le fonctionnement de lappareil gnital mle est-il soumis un contrle ?

SE RAPPELER

7

1- La miose : division cellulaire qui intervient dans la formation des cellules sexuelleshaplodes (ou gamtes n chromosomes), partir dune cellule germinale (ou cellule souche)diplode ( 2n chromosomes). Elle comprend deux divisions : la premire (I) est une divisionrductionnelle et la deuxime (II) est une division quationnelle. Chacune des deux divisionscomporte 4 phases comme le montre le document 1.

Document 1 : schmas montrant les diffrentes tapes de la miosechez une cellule 2n = 4 chromosomes

Interphase Prophase I Mtaphase I

Mtaphase II

Anaphase I

Anaphase II

Tlophase I

Tlophase IIProphase II

1 cellule 2n chromosomes

Miose 4 cellules n chromosomes

8 la synthse de l'hormone aprs stimulation des cellules scrtrices, son transport par voie sanguine, sa rception par les cellules cibles, la traduction du message l'intrieur de la cellule

2- Notions dhormone et de glande endocrine :

Une hormone est une substance chimique labore par des cellules spcialises, parfoisregroupes l'intrieur d'une glande (glande hormonale ou endocrine). Ce messager chi-mique dvers dans le sang agit sur des cellules cibles dont il modifie le fonctionnement.Chaque hormone reconnat sa cellule cible grce des rcepteurs spcifiques. Dans toute action hormonale, on retrouve les mmes tapes. (document 2) :

Document 2 : scrtion et mode daction dune hormone (linsuline)

cellule endocrine hormone

Au voisinage de la cellule cible lhormonequitte le sang et se fixe sur un rcepteurmembranaire de la cellule ce qui modifieson activit

Lhormone est transporte par le sang

Libration de lhormone par exocytose

rcepteur de lhormone

complexe hormone-rcepteur

capillaire sanguin

cellule cible

9Rechercher et construire

Activit 1 : se rappeler l'organisation de l'appareil gnital de l'homme

I Organisation de lappareil gnital masculin

Utiliser les termes suivants pour annoter le document 3.Prostate - vsicule sminale - gland - corps spongieux - corps caverneux - canaldfrent - prpuce - glande de Cowper - testicule - pididyme - urtre - pnis ouverge - orifice uro-gnital

En sappuyant sur vos connaissances et sur le document 3, reproduire et complterle tableau suivant :

a - Vue de face b - Vue de profilDocument 3 : organisation de lappareil gnital de lhomme

Organes Noms Rles

Gonades

Voies gnitales

Glandes annexes

Organe de copulation

Le sperme est un liquide blanc

visqueux form dun mlange de

liquide sminal et prostatique et

de spermatozodes. Un millilitre

de sperme renferme de 100 180

millions de spermatozodes.

5

4

6

8

7

133

2

1

9

10

1112

6

7

89

10

1112

1

2

34

5

13

Vessie

anus

vessie

10

Activit 2 : identifier les fonctions et les structures histologiques du testicule

II Fonctions du testicule

a - Les fonctions du testicule

b- La structure du testicule

Schma de la structure du testicule

Texte A Texte B

Les eunuques (hommes ayant subi l'ablationtotale des deux testicules) taient jadis char-gs de la garde des srails. Ils taient strileset prsentaient les caractres suivants :- voix aigu, si l'ablation tait pratique avant

la pubert ;- musculature peu dveloppe ;- faible pilosit ;- tendance la surcharge pondrale.

.La cryptorchidie est une anomalie qui affectela descente des testicules de la cavit abdomi-nale vers le scrotum (ou bourses) au cours dela vie ftale. Lorsque cette descente testicu-laire, bilatrale, n'a pas lieu, les individus sontstriles car la temprature de labdomenempche la production des spermatozodesmais les caractres sexuels secondaires (voix,musculature, pilosit) sont normaux.

Chaque testicule est form de 200 300 lobules

testiculaires contenant chacun de 1 4 tubes smi-

nifres trs pelotonns. Chaque tube, dune lon-

gueur de plusieurs dizaines de centimtres, est un

cul-de-sac en continuit avec le canal dfrent.

Document 5 : coupe de testicule normal

Document 4 : coupe schmatique de testicule

Commentaire

les cercles qui apparaissent sur la coupe du document 4 correspondent des sections de tubes.

Chaque tube est form d'une paroi qui entoure une lumire. Cest dans ces tubes sminifres que

se forment les spermatozodes (fre = porte, seminis = semence)

c- Observation microscopique dunecoupe du testicule

Document 6 : coupe de testiculecryptorchide

1- testicule2- tubes sminifres3- lobule testiculaire4- pididyme5- canal dfrent

5

4

1

2

3

En se rfrant aux manifestations de la pubert et aux textes A et B, dgager les fonctions du testicule

1111

- Faire un schma annot dune coupe de testicule normal (document 5) en utilisant lecommentaire.

- Relever partir de lanalyse des documents 5 et 6, une dualit structurale du testicule.- Etablir une relation entre les fonctions et les structures du testicule.- Proposer une hypothse sur le mode daction du tissu interstitiel sur des organes situs

distance : (visage, larynx, muscles...)- Imaginer des expriences permettant de vrifier cette hypothse.

Prparation et observation dun frottis : Aprs avoir tuune souris au chloroforme, oprer une dissection rapideafin de dgager lappareil reproducteur mle, puis pr-lever les deux testicules. Rincer ces deux organes auRinger afin dliminer toute trace de sang, puis les pla-cer dans un petit cristallisoir contenant 20 cm3 deRinger et les hacher en petits morceaux, laide deciseaux fins et des pinces fines pralablement nettoyes.Laisser reposer quelques minutes, puis monter unegoutte entre lame et lamelle et observer au microscope.Cette observation montre des cellules mobiles : lesspermatozodes.

A partir de lanalyse de ces expriences, conclure sur la validit ou non de lhypothse prcdente Rsumer en quelques phrases, la fonction endocrine du testicule et lorigine des caractres

sexuels masculins.

1- structure du spermatozode :

d- Vrification exprimentale de l'hypothse formuleExpriences Rsultats

Ablation des testicules dun rat adulte(castration)

- strilit- atrophie du tractus gnital- rgression des caractres sexuels secondaires

Greffe dun fragment du testicule au mmerat au niveau du cou

- strilit- restauration des caractres sexuels secondaires

Injection dextraits testiculaires au rat castr - strilit- restauration des caractres sexuels secondaires

On a extrait du testicule une hormone la testostrone.On a inject de la testostrone des ratscastrs

Rtablissement des caractres sexuelssecondaires

III La spermatogense ou formation des spermatozodes

Document 7 :spermatozodes humains (x 1000)

Activit 3 : raliser un frottis de testicule

l'espace entre les tubes est occup par des cellules (cellules de Leydig) qui constituent le tissu inter-stitiel riche en capillaires sanguins.

12

Document 8 : structure schmatique du spermatozode

Dcrire la structure du spermatozode. Schmatiser cette cellule Dterminer le nombre de chromosomes que devrait contenir le noyau du spermatozode,

sachant que les cellules somatiques sont 2n = 46 chromosomes Mettre en relation les caractristiques cytologiques du spermatozode avec sa fonction.

Distinguer partir des documents 9a et 9b les diffrents types de cellules. En se basant sur laspect, la disposition et le nombre relatif des cellules germinales, que

peut-on dduire quant la formation des spermatozodes ? Prciser les types de divisions cellulaires ayant permis le passage des cellules souches aux

spermatides. Justifier. Reconstituer par un schma de synthse les tapes de la spermatogense Proposer une hypothse sur le rle des cellules de Sertoli.

Le document 9 reprsente une coupe transversale partielle dun tube sminifre observe aumicroscope (9a) et son interprtation schmatique (9b).

2- Droulement de la spermatogense

Activit 4 : reconnatre les tapes de la spermatogense :

Document 9a : coupe partielle de tubesminifre (x 1000)

Document 9b : schma dinterprtation

acrosome

noyau

tte pice intermdiaire queue

mitochondrie

centrosome

flagelle

membraneplasmique

| 10 m |1 m = 1micromtre = 0,001 millimtre

spermatogonie

spermatocyte I noyau 2nchromosomesa et b (2n=46)

noyau nchromosomes

c (n=23)

noyau nchromosomesd et e (n=23)

enveloppe conjonctive

cellule de Sertoli

spermatocyte II

spermatide

spermatozode

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

IV Rgulation du fonctionnement testiculaireLe testicule assure une double fonction :

- Une fonction exocrine : production de spermatozodes et leur scrtion lextrieur

- Une fonction endocrine : scrtion dune hormone, la testostrone.

Les spermatozodes produits par les tubes sminifres sont ncessairement vacus (par

les jaculations) ou dtruits dans les voies gnitales. La spermatogense est alors active

pour compenser la baisse du nombre de spermatozodes.Dautre part, la testostrone scrte par les cellules interstitielles est constamment dgra-de dans le foie et est limine dans les urines. Or sa concentration chez ladulte est stabili-se un taux plasmatique moyen de 700 nano-grammes par 100 ml (1 nanogramme=10-9

gramme). Donc sa dgradation est compense par une scrtion de testostrone par lescellules interstitielles. Il devrait donc exister un systme de rgulation qui permet dinformerles tubes sminifres et les cellules interstitielles sur les modifications de la quantit des sper-matozodes et sur la concentration plasmatique de la testostrone pour que ces structurespuissent rtablir ces quantits leur niveau normal.Comment fonctionne ce systme de rgulation ?

1- Contrle par laxe hypothalamo-hypophysaire

Lhypophyse est une petite glanderelie la face infrieure de lenc-phale et scrte plusieurs hormonesimportantes. L'hypophyse, galement appeleglande pituitaire, comprend deuxrgions : l'hypophyse antrieure etl'hypophyse postrieure. Ces deuxlobes sont troitement lis l'hypo-thalamus, une rgion au-dessus del'hypophyse.

Des lsions de lhypophyse entranent un arrt du fonctionnement testiculaire. Certaines lsions de lhypothalamus provoquent des perturbations du fonctionnement hypo-

physaire et du fonctionnement testiculaire.

Document 10 : axe hypothalamo-hypophysaire

Que peut-on dduire des observations prcdentes ?

13

Activit 5 : dterminer les mcanismes de rgulation des fonctionstesticulaires

a - Observations cliniques :

cerveau

cervelet

coupe de la ttemontrant l empla-cement de l axe-hypothalamo-hypophysaire

hypophyseantrieure

hypophyse-postrieure

hypothalamus

tige hypophysaire

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- Rle de lhypophyse

Expriences ( premire srie) Rsultats

Ablation de lhypophyse (hypophysectomie)chez un rat pubre

- Atrophie des testicules- Rgression des tubes sminifres et dutissu interstitiel- Arrt de la production de spermatozodes etde testostrone

Injection dextraits hypophysaires au mmerat

Reprise de la spermatogense et de lascrtion de testostrone

Expriences Rsultats

Lsion de certaines zones de lhypothalamuschez des mammifres

- Atrophie des testicules bien que lhypo-physe soit intacte

- Arrt de la spermatogense et de la scr-tion de testostrone.

- Baisse notable du taux plasmatique de FSH et LH

Expriences ( deuxime srie) Rsultats

On injecte des animaux hypophysectomi-ss des doses de FSH

Les tubes sminifres se dveloppent denouveau (sans rtablissement de la sperma-togense)

On injecte des animaux hypophysectomi-ss des doses de LH

Les cellules interstitielles se dveloppent denouveau et deviennent fonctionnelles.

On injecte simultanment la FSH et la LHRtablissement de la spermatogense et dela production de la testostrone.

Analyser les rsultats de ces expriences en vue de dgager la nature de la relation entrehypophyse et testicule.

A partir de ces donnes, expliquer comment lhypothalamus contrle les fonctions testiculaires.

Lhypophyse secrte plusieurs hormones parmi lesquelles 2 hormones sont actives surle testicule : ce sont les gonadostimulines :

La FSH (Follicle Stimulating Hormon) ou hormone folliculostimulante. La LH (Luteinizing Hormon)ou hormone lutinisante.

Prciser, partir de ces expriences, les rles de la FSH et de la LH.

- Rle de lhypothalamus

b- Expriences

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On a extrait, au niveau du sang des capillaires de la tige de lhypophyse, une substancescrte par les terminaisons nerveuses de neurones ayant leurs corps cellulaires dans unnoyau de lhypothalamus. Cest une neurohormone appele GnRH (gonadotrophin-Releasing hormon) ou gonadolibrine qui agit parvoie sanguine sur lhypophyse et stimule la scrtion des gonadostimulines.La relation des neurones hypothalmiques avec lesneurones du cerveau montre que les informationsprovenant de lenvironnement et perues par lecerveau, ont une influence sur lactivit sexuelle delhomme.

Schma montrant la relation anatomique entre hypothalamus et hypophyse

2- Comment sont secrtes les hormones hypothalamiques et hypophysaires ?

Les trois graphes du document 11 correspon-dent l'enregistrement, chez le blier, desvariations des taux sanguins de trois hormo-nes : GnRH, LH et testostrone. Les prlve-ments sanguins sont raliss au niveau de latige hypophysaire pour le graphe1 et dans lacirculation gnrale pour les graphes 2 et 3.

3- Lactivit du testicule a-t-elle uneaction sur lactivit hormonale delaxe hypothalamo-hypophysaire ?

- La castration bilatrale dun rat adulte entraneune lvation du taux plasmatique deshormones hypophysaires FSH et LH.- Linjection massive de testostrone un ratmle castr arrte les pulses de GnRH et parsuite celles de FSH et de LH.

Document 11 : variation des taux de GnRH, de LH etde testostrone chez le blier

pg = picogramme=10-12g

ng=nanogramme =10 -9g

Analyser ce document et dgager : le mode de scrtion de ces hormones la relation de causalit entre les 3 scrtions.

Expliquer les rsultats de ces expriences eten dduire laction du testicule sur le com-plexe hypothalamo-hypophysaire.

On dsigne cette action par lexpressionrtrocontrle ngatif, justifier cette appel-lation.

3me

ventriculehypothalamus

artriole

hypophyseantrieure

hypophyseprostrieure

capillaire

terminaisons axoniquesde neurones du cerveau

Gn RH(en pg.mL-1)

LH(en ng.mL-1)

testostrone(en ng.mL-1)

heures

un noyau de lhypothalamus

0

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

heures0 2 4 6 8 10 12 14 16

heures0 2 4 6 8 10 12 14 16

2

2

1

1

4

3

3

10

20

16

4 - Les deux fonctions du testicule (Spermatogense et scrtion de testostrone)sont-elles indpendantes ?

En utilisant toutes ces informations, construire un schma de synthse reprsentant lesystme de rgulation du fonctionnement du testicule.

Labsence de testostrone chez un homme entrane la rgression des caractres sexuelssecondaires et une diminution de la spermatogense. Par contre une injection de doses detestostrone stimule la spermatogense et restaure les caractres sexuels secondaires.

On a montr que la testostrone se lie une protine fabrique par les cellules de Sertoli :lABP (Androgen Binding Protein), ainsi elle peut tre transporte jusqu la lumire destubes sminifres et y tre concentre ; elle stimule alors la spermatogense.

Dautre part, on a mis en vidence une hormone scrte par les cellules de Sertoli : linhibine qui exerce un rtro-contrle ngatif sur la scrtion de FSH. Sa concentrationvarie selon lactivit de la spermatogense : si la spermatogense est dficiente, le taux delinhibine diminue ce qui stimule la scrtion de FSH. Si la spermatogense est active, letaux de linhibine augmente ce qui inhibe la scrtion de FSH.

L'appareil reproducteur de l'hommecomprend :

a- Les deux pididymes : ils sont le lieu de transit et de maturation des spermatozodes.b- Les deux canaux dfrents (spermiductes) assurant le transit des spermatozodes.c- Lurtre assurant lvacuation des spermatozodes.

3- Les glandes annexes : ce sont :

a- deux vsicules sminales : elles scrtent un liquide nutritif riche en fructose.b- Une prostate : elle scrte un produit daspect laiteux riche en enzymes.c- Deux glandes de cowper : elles scrtent un liquide diluant le sperme.

4- Le pnis : organe de copulation.

1- La production des spermatozodes : cestune fonction assurant la fertilit de lindividu. Cettefonction se ralise dans les tubes sminifres.

2- La dtermination des caractres sexuelsmasculins : Laction du tissu interstitiel par linter-mdiaire dhormone est mise en vidence par desexpriences de castration, de greffe de testicule aumle castr ou dinjection dextrait testiculaire cemle. Cette fonction est assure par lintermdiairedhormones sexuelles mles : les andrognes, dontla testostrone est la principale hormone. A la pubert la testostrone dtermine lapparitiondes caractres sexuels primaires (dveloppementde la verge, des glandes annexes) et secondaires(pilosit, dveloppement de la musculature, modifi-cation de la voix...).

Bilan des activits et synthseOrganisation de lappareil reproducteurI

Appareil gnital de lhomme

II Le testicule, une gonade double fonction

(activit 1)

Schma des structures histologiques, supports

des fonctions testiculaires

17

1- Deux gonades, les testicules quiassurent, partir de la pubert et defaon continue, la production dinnom-brables spermatozodes. Les testiculesassurent galement, la pubert, lap-parition des caractres sexuels secon-daires masculins. Aprs la pubert, ilsassurent le maintien de ces caractres.

2- Des voies gnitales, ce sont :

tissuinterstitiel

paroi

lumire{tubesminifre

vsiculesminale

colonnevertbrale

rectum

glande deCowper

anus

pididyme

testicule

prpuce

orifice uro-gnital

vessie

pubis

prostate

corpsspongieux

corpscaverneux

urtre

gland

pnisou

vergecanal dfrent

18

Aprs la pubert la testostrone assure le maintien des caractres sexuels secondaires mas-culins. Elle stimule galement lvolution des cellules germinales de la paroi du tube smini-fre en spermatozodes (spermatogense). Laction cible de la testostrone sexplique par la prsence dans les cellules cibles, dercepteurs spcifiques cette hormone. La formation du complexe hormone-rcepteur a uneaction sur lADN de la cellule cible. Cette action se traduit par une modification de lactivit decette cellule dans le sens de la ralisation de leffet de la testostrone.

III La spermatogense1- La structure du spermatozode :

a- Le spermatozode est une cellule trs diffrencie. Il est form de trois parties :- La tte contenant un noyau coiff dun acrosome. Le noyau du spermatozode est

haplode : il contient n=23 chromosomes.- La pice intermdiaire contenant la base du flagelle et de nombreuses mitochondries

disposes en hlice.- La queue forme dun flagelle entour par la membrane plasmique.

b- Le spermatozode se dplace dans les voies gnitales de la femme pour sunir avec legamte femelle (la fcondation) et former un oeuf.Les caractristiques cytologiques permettant au spermatozode daccomplir sa fonction sont :- Sa forme allonge hydrodynamique, la masse trs faible de son cytoplasme, la prsence

de flagelle dont les mouvements assurent la propulsion du spermatozode, la prsencedes mitochondries pour fournir lnergie ncessaire aux mouvements du flagelle.

- La prsence au niveau de la tte du spermatozode dun acrosome permettant la pn-tration du spermatozode lintrieur du gamte femelle et un noyau haplode n= 23chromosomes. Lunion au cours de la fcondation du spermatozode avec le gamtefemelle n=23 chromosomes assure le rtablissement, dans loeuf, de la diplodie :2n= 46 chromosomes.

2- La spermatogense

a- observation de la paroi des tubes sminifresLobservation microscopique de la coupe des tubes sminifres montre que la paroi de ces

tubes prsente deux catgories de cellules.- Les cellules de la ligne germinale qui permettent la formation des spermatozodes.- Les cellules de Sertoli qui ont un rle scrteur, de soutien et de nutrition.Les cellules de la ligne germinale nont pas le mme aspect et la mme taille, on distingue

en allant de la priphrie vers la lumire du tube sminifre:- Des petites cellules noyau dense : les spermatogonies 2n chromosomes dont

certaines sont en division.- Des cellules de grande taille noyau moins dense : les spermatocytes I 2n chromosomes- Des cellules plus petites noyau rduit, gnralement groupes par deux : les

spermatocytes II n chromosomes.

(activit 2)

19

- Des cellules plus petites que les spermatocytes II noyau arrondi et central, plus prochesde la lumire du tube sminifre : les spermatides n chromosomes.

- Des spermatozodes n chromosomes dont certains ont la tte plante dans les cellulesde Sertoli. Dautres spermatozodes sont libres dans la lumire du tube sminifre.

b- Droulement de la spermatogense

Lobservation de la paroi des tubes sminifres suggreque les diffrents aspects cellulaires correspondent desstades dvolution des cellules germinales en spermato-zodes : cest la spermatogense.La spermatogense comporte 4 phases : - La phase de multiplication : La division des spermato-

gonies (cellules souches 2n chromosomes) situes lapriphrie des tubes sminifres, par mitose, permet leurmultiplication.

Chaque spermatogonie, se divisant par mitose, donne : une spermatogonie qui reste en priphrie du tube smi-

nifre pour assurer la conservation du stock de sperma-togonies

une autre spermatogonie qui subit dautres mitoses permettant la multiplication du nombrede spermatogonies qui sengagent dans la spermatogense.

- La phase daccroissement : les spermatogonies subissent un lger accroissement etdeviennent des spermatocytes I (toujours 2n chromosomes).

- La phase de maturation : les spermatocytes I sont des cellules 2n chromosomes, alorsque les spermatocytes II et les spermatides sont des cellules n chromosomes ; il y a doncune rduction du nombre de chromosomes. Cette rduction est due lintervention de lamiose qui comprend deux divisions : une division rductionnelle puis une division qua-tionnelle.

-La phase de diffrenciation ou spermiogense : Les spermatides subissent de profondsremaniements et deviennent des spermatozodes : rduction du cytoplasme, formation delacrosome, apparition de la pice intermdiaire et du flagelle.Chez lhomme la spermatogense dure 74 jours.

enveloppeconjontive

spermatogonie

spermatocyte I

spermatocyte II

spermatide

spermatozode

cellule de Sertoli

division rductionnelle

division quationnelle

spermatocyte I(2n = 46)

spermatocyte II(n = 23) spermatide

(n = 23)

Les deux divisions de la miose

Coupe partielle schmatiquedun tube sminifre

20

(activit 3)

IV Rgulation du fonctionnement de l'appareil reproducteur de l'homme1- L'hypophyse contrle le fonctionnement des testicules

a- Mise en vidence exprimentaleLes expriences dablation de lhypophyse chez un animal mle et dinjection dextraits

hypophysaires cet animal montrent que lhypophyse contrle le dveloppement destesticules, le droulement de la spermatogense et la scrtion de la testostrone par lescellules interstitielles. Ce contrle se fait par lintermdiaire dhormones.

b- Action des hormones hypophysairesLhypophyse scrte deux hormones agissant sur les testicules : la LH et la FSH. Ces

hormones sont nommes gonadostimulines ou gonadotrophines : La LH : cest une hormone hypophysaire qui, agissant sur les cellules interstitielles ou

cellule de Leydig, stimule la scrtion de testostrone. La FSH : cest une hormone hypophysaire qui active indirectement la spermatogense.

En se liant aux rcepteurs des cellules de Sertoli, la FSH stimule la synthse par cescellules dune protine, lABP (Androgen Binding Protein) indispensable la rception dela testostrone par les cellules germinales, ce qui active la spermatogense. La scrtion de FSH est pulsatile et synchronise avec celle de LH.

2- Lhypothalamus contrle lhypophyse Mise en vidence exprimentaleLes rsultats exprimentaux montrent que lhypothalamus contrle lactivit de lhypophysepar lintermdiaire dune neurohormone.Lhypothalamus scrte une hormone nomme GnRH (Gonadotrophin-Releasing hormon)ou gonadolibrine. Cest une neurohormone car elle est scrte par des neuronesayant leurs corps cellulaires dans un noyau de lhypothalamus et leurs axones dans la tigehypothalamo-hypophysaire au niveau des vaisseaux sanguins. La GnRH se fixe sur desrcepteurs des cellules de lanthypophyse et stimule la synthse et la scrtion par cescellules de deux hormones gonadotropes LH et FSH. La scrtion de GnRH est pulsatile avec une frquence de un pulse toutes les 90 minutes. Les scrtions de LH et de testostrone sont galement pulsatiles avec des pics de scrtionqui sont lgrement dcals dans le temps par rapport aux pics de GnRH, ce qui montreqil y a une relation de causalit entre les trois scrtions : les pulses de GnRH entranentles pulses de LH qui entranent les pulses de la testostrone.

Les phases de la spermatogense

spermatogonies(2n) spermatocyte I

(2n)

spermatocyte II(n)

spermatide(n)

spermatozode(n)

Multiplication Accroissement Maturation Diffrenciation

21

3- Les testicules exercent un feed-back sur laxe hypothalamo-hypophysaire

Des expriences montrent que la testostrone exerce en permanence un effet modrateursur laxe hypothalamo-hypophysaire. Ce mcanisme, dsign sous le nom de feed-backngatif ou rtrocontrle ngatif ou rtroaction ngative, assure une stabilit des scrtions dela testostrone. Toute hausse du taux de testostrone par rapport aux valeurs de rfrenceaccentue le freinage sur laxe hypothalamo-hypophysaire. Il se produit alors une baisse de laproduction des gonadostimulines et le testicule, moins stimul, abaisse sa production de tes-tostrone. En revanche la baisse du taux de testostrone par rapport aux valeurs de rf-rence provoque une leve de linhibition sur laxe hypothalamo-hypophysaire. Il se produitalors, une augmentation de la production de gonadostimulines, ce qui stimule le testicule etaugmente sa production et sa scrtion de testostrone.Linhibine , une hormone scrte par les cellules de Sertoli,exerce un rtrocontrle ngatifsur la synthse et la scrtion de FSH par les cellules gonadotropes. Cette rtroaction nga-tive a pour but de maintenir la production des spermatozodes une valeur normale.

Schma fonctionnel de la rgulation du fonctionnement du testicule

(activit 4)Hypothalarnus

tige pituitaire

Hypophyseantrieure

sang

Capilairessanguins

Hypophysepostrieure

complexehypothalamo-hypophysaire

Capillaire sanguinCellule

interstitielle

Cellule deSertoli

Cellules germinales

Caractres sexuels primaireset secondaires

InhibitionStimulation

22

Tester les acquisEXERCICE 1/Q.C.M

Pour chaque item, relever la (ou les) rponse(s) correcte(s)

1- La spermatogensea- se droule dans la lumire des tubes sminifresb- est stimule par laction de la testostrone sur les tubes sminifresc- conduit la formation de spermatozodes haplodes d- est inhibe par un faible taux sanguin dinhibine.

2- Au terme du stade de diffrenciation de la spermatogense, le nombre de spermatozodesobtenu est :

a- gal au nombre des spermatocytes I b- double du nombre des spermatocytes Ic- gal au nombre de spermatocytes II d- double du nombre des spermatocytes II.

3- Parmi les cellules suivantes, celles qui sont haplodes ( n chromosomes) sont :a- Les spermatogoniesb- Les spermatocytes Ic- Les spermatocytes IId- Les spermatozodes.

4- Chez lhomme la spermatogense est stimule directement par :a- la LHb- la FSHc- la testostrone associe lABP (protine de liaison)d- linhibine.

5- La testostrone

a- est une hormone scrte de faon pulsatileb- est une hormone produite par lhypophysec- agit sur lensemble des organes du corps de lhommed- a un taux sanguin constant par lintervention dun mcanisme de rgulation de sa scrtion.

6- La testostrone est scrte para- les tubes sminifresb- le tissu interstitielc- les cellules germinales d- les cellules de Sertoli.

7- Une baisse de la scrtion de testostrone en dessous de la valeur normale est corrige para- un rtrocontrle positif de la testostrone sur lhypothalamusb- une stimulation des cellules de Leydig par LHc- un rtrocontrle ngatif de la testostrone sur lhypothalamusd- une stimulation des tubes sminifres par FSH.

8- La rgulation du taux sanguin de testostrone

a- est contrle par un mcanisme nerveuxb- fait intervenir un rtrocontrle ngatif de la testostrone qui stimule lhypothalamus

23

c- fait intervenir le testicule et le complexe hypothalamo-hypophysaired- fait intervenir un rtrocontrle ngatif de la testostrone qui stimule le testicule.

9- Le tissu interstitiel a un rle endocrine car

a- il possde des rcepteurs lhormone LHb- il dverse sa scrtion dans le sangc- il agit sur des cellules cibles situes distance d- il agit sur nimporte quelle cellule de lorganisme.

10- Les gonadostimulines

a- sont scrtes par les gonadesb- sont scrtes par lhypothalamusc- ont des rcepteurs sur des cellules cibles au niveau des gonades d- sont scrtes par lhypophyse.

Pour simplifier l'tude, on a, volontairement, rduit le nombre de chromosomes quatre.

1- Identifier, en justifiant votre rponse, ces trois phases.

2- Replacez ces phases dans l'ordre chronologique de la spermatogense.

1- Pour tudier la nature de la relation qui pourrait exister entre l'hypophyse et le testicule, on a

ralis les expriences suivantes :

a- 0n enlve chez un rat adulte les deux testicules (castration). On constate une hyperscrtion

des gonadostimulines.

b- Si on enlve chez un autre rat, un seul testicule (castration unilatrale), on observe une

hypertrophie du testicule qui reste.

c- L'ablation de l'hypophyse, chez un troisime rat normal entrane une rgression (diminution)

spectaculaire des testicules et une atrophie du tractus gnital (vsicules sminales, prostate...)

Analysez chacune de ces expriences, en vue de dgager les relations entre les testicules et

lhypophyse.

Quelles autres expriences peut-on faire pour montrer comment lhypothalamus agit sur

l'hypophyse ?

2- A laide dun schma rcapitulatif et en utilisant les donnes de la 1re question et vos connais-

sances, vous rsumez la rgulation endocrinienne de la fonction reproductrice mle.

Les schmas A, B et C

reprsentent trois types

de cellules qu'on peut

observer au niveau du

testicule. Ces schmas

correspondent une

mme phase de trois

divisions diffrentes.

EXERCICE 2

EXERCICE 3

24

Afin de comprendre les relations fonctionnelles entre l'hypothalamus, l'hypophyse et les testicules,

on ralise des expriences sur des singes. On rappelle que la physiologie de la reproduction du singe

est voisine de celle de l'homme. Le document 1 reprsente la structure anatomique du complexe

hypothalamo-hypophysaire.

Exprience 1 :

Chez un singe normal, on a mesur d'une

part la scrtion de Gn RH par les neurones

de la zone 1 (du document 1) et, et d'autre

part, la scrtion des cellules hypophysaires

( la LH ).

Le document 2 prsente les rsultats obte-

nus.

Exprience 2 :

L'ablation de l'hypophyse chez un autre

singe entrane une chute de la scrtion de

la testostrone.

L'injection d'une dose de LH rtablit la

scrtion normale de la testostrone chez

cet animal.

EXERCICE 4

Exprience 3 :

On dose le taux plasmatique de LH chez

un singe castr depuis 6 jours, on constate

une augmentation de la scrtion de LH par

rapport un singe normal.

L'injection d'une dose de testostrone ce

singe castr, ramne la scrtion de LH sa

valeur normale.

1- Analysez les tracs a et b du document

2 en vue de dduire la relation fonctionnelle

entre l'hypothalamus et l'hypophyse.

3- En utilisant les informations tires des expriences prcdentes, reprsentez par un schma de

synthse le mcanisme rgulateur de la scrtion de la testostrone.

2- Expliquez les rsultats des expriences 2 et 3. Que peut-on en dduire propos du mcanisme

rgulateur de la scrtion de la testostrone ?

Document 1

ng=nanogramme=10-9g

Document 2

Corrig de l exercice 4

1. Analyse des tracs a et b

le trac a prsente des pics de scrtion de GnRH

le trac b prsente des augmentations de la scrtion de LH qui se produisent aprs un temps

de latence par rapport aux pics de la Gn RH du trac a.

zone 1

artre

hypophyse

hypothalamus

tige dehypophysaire

temps en heures

a

b

temps en heures

Cela nous permet de dduire une relation fonctionnelle entre l'hypothalamus et lhypophyse :Le fonctionnement de l'hypophyse est sous la commande directe de l'hypothalamus :

Les neurones de la zone l de l'hypothalamus scrtent la Gn RH d'une manire pulsatile. La GnRH stimule l'hypophyse qui scrte la LH d'une manire pulsatile aussi

Chez un homme, la suite dune lsion de lhypophyse (destruction pathologique) on a pu faire lesobservations suivantes :

Observation 1 : une strilit accompagne dune rgression de certains caractres sexuelssecondaires.

2- Explication :

Exprience 2 : la scrtion de la testost-

rone par les cellules interstitielles est sous le

contrle de l'hypophyse par l'intermdiaire

de la LH.

Exprience 3 : la castration de l'animal

entrane la diminution de la testostrone du

sang, ce qui provoque une augmentation de

la scrtion de LH. L'injection d'une dose de

testostrone rtablit la scrtion normale de

LH. Cela s'explique par le fait que la testos-

trone contrle la scrtion de la LH.

Dduction : la testostrone est scrte

sous l'action de l'hormone hypophysaire LH

et elle exerce un rtrocontrle ngatif sur la

scrtion de LH.

Observation 2 : lexamen microscopique de pr-

lvements effectus au niveau du testicule montre

laspect prsent par le document ci-contre.

Observation 3 : le dosage plasmatique de la

testostrone montre, chez cette personne, une

baisse notable du taux de cette hormone sexuelle

par rapport la normale.

EXERCICE 5

25

Hypothalamus

GnRH

Hypophyse

cellule interstitielle

LHrtcontrle ngatif

Scrtion de la testostrone

Mcanisme rgulateur de la scrtion de la testostrone

noyauxdes cellulesde la paroi

cellules deLeydig enrgression

lumire du tube

paroi du tube

1- En partant des renseignements apports par ces diverses observations, comment expliquez-

vous les troubles apparus chez cette personne suite la lsion de lhypophyse ?

2- Quel(s) traitement (s) proposez vous cette personne atteinte afin de :

restaurer seulement les caractres sexuels secondaires rgresss.

corriger la strilit et en mme temps restaurer les caractres sexuels secondaires rgresss.

vous justifierez votre rponse en expliquant comment chaque traitement agit pour corriger les

troubles observs.

complexehypothalamo-hypophysaire

3 Schma de synthse

()

26

Thme 1 R E P R O D U C T I O N H U M A I N E E TS A N T

Chapitre 2 : LA FONCTION REPRODUCTRICE CHEZ LA FEMME

La pubert, chez la fille, commence vers lge de 11-12 ans et se manifeste par des modifications

organiques et un comportement psychique fminin. Ces manifestations constituent les caractres

sexuels secondaires, parmi lesquels on peut citer :

lapparition de la pilosit pubienne (sur le pubis = bas du ventre) puis axillaire (sous les aisselles)

le dveloppement des seins

llargissement des hanches

lapparition des 1res rgles (ou menstruation = coulement de sang), dabord irrgulires puis

deviennent cycliques (priodiques, tous les mois environ), cest le cycle menstruel.

Chez la femme normale, les rgles apparaissent priodiquement (tous les 28 jours en gnral) et

durent quelques jours, mais en cas de grossesse, elles sont interrompues et ne rapparaissent

quun certain temps aprs laccouchement

Le cycle menstruel sarrte vers lge de 50 ans (45 55 ans) : Cest la mnopause.

Reconnatre lorganisation de lappareil reproducteur de la femme

Reconnatre les caractristiques cytologiques du gamte femelle

Expliquer la formation de lovule (ovogense) Dcrire le cycle sexuel chez la femme

Expliquer le mcanisme de rgulation du cycle sexuel

OBJECTIFS

+

27

S'INTERROGER Comment fonctionne lappareil gnital de la femme ?

Comment se fait la formation des gamtes femelles ?

Comment expliquer lapparition des caractres sexuels secondaires ?

Quelle est lorigine de la menstruation ?

Quels sont les mcanismes qui assurent la rgulation du fonctionnement

cyclique de lappareil gnital de la femme ?

voir page 7 (chapitre 1 : la fontion reproductrice chez lhomme)

SE RAPPELER

Formation du gamte femelle ou ovogense

Lorganisation de lappareil reproducteur de la femme

28

Rechercher et construireI

II

Les documents suivants reprsentent les schmas de lappareil reproducteur de lafemme en vue de face et en vue de profil.

b - Vue de profil

Document 1 : organisation de lappareil gnital de la femme

Activit 1 : identifier les organes de l'appareil reproducteur de la femme

a - Vue de face

Ecrire les noms des organes dsigns par les chiffres en utilisant les noms suivants :Ovaire, pavillon, oviducte ou trompe, utrus, endomtre ou muqueuse utrine, myomtreou muscle utrin, col de lutrus, vagin, grandes lvres, petites lvres, orifice gnital,vulve.

Distinguer : les gonades, les voies gnitales et lorgane daccouplement. Prciser les fonctions de ces organes.

colonne vertbrale

vessie

21

3

12

7

11

8

urtre

anus

rectum

orificeurinaire

910

1- Structure de la cellule sexuelle femelle

Activit 2 : dgager les particularits du gamte femelle

1- Constatons les faitsSi on observe, avec des moyens techniques appropris, les ovaires durant un cycle

29

Faire un schma annot de lovocyte II (sans les cellules folliculaires) Dgager ses caractristiques Prciser le nombre de chromosomes de lovocyte II Comparer la structure de lovocyte II celle du spermatozode.

Document 2 : moment de l'ovulation

Document 3a : photo dun ovocyte II(x 400)

Document 3b : schma dinterprtation dun ovocyte II

2- Observons un ovocyte au microscope

(de 28 jours), on constate, vers le milieu du cycle (au 14me jour), lexpulsion, par lun desovaires, dune cellule sphrique de 100 microns de diamtre environ, cest la cellule sexuellefemelle ou ovocyte. Ce phnomne est lovulation.

matriel nuclaireen mtaphase II

cytoplasmede lovocyte II

premier globulepolaire

zone pellucide

granulescorticaux

cellule folliculaire(corona radiata)

30

Activit 3 : la folliculogense

2- Origine de lovocyte

Document 4a : coupe dun ovaire de femme(x 15)

Document 4b : schma dinterprtation avec divers follicules

Observons une coupe dovaire dune femme :Distinguer la partie priphrique : le cortex et la partiecentrale : la mdulla

Lovocyte se trouve enferm dans des structures cellulaires appeles follicules.

Les follicules voluent partir dun stade initial (folliculeprimordial) vers un follicule mr, cest la folliculogense.

Lovocyte observ dans les follicules est un ovocyte I ( 2n= 46 chromosomes) alors quelovocyte expuls au cours de lovulation est un ovocyte II ( n = 23 chromosomes ddou-bls). Cette rduction du nombre de chromosomes sopre quelques heures avant lovulation.

Dans les coupes des ovaires observes, on ne voit pas les autres tapes de lovogensequi prcdent le stade ovocyte I, cest quelles se sont droules avant la pubert et avantla naissance mme, selon un processus comparable celui de la spermatogense commele montre le document 5a ci-aprs :

Quest ce quun follicule ?(folliculus = petit sac)Un follicule est une structureovarienne forme dun ensem-ble de cellules folliculaires ren-fermant lovocyte.

3- Lovogense

Activit 4 : identifier les tapes de l'ovogense

Observer les follicules (document 5b, page 32) et les comparer.

Dcrire les stades de la folliculogense.

Schmatiser le follicule mr.

follicule primordial

follicule cavitaire ou tertiairefollicule mr

follicule secondairefollicule primaire

follicules mdulla

cortex

Comparer lovogense la spermatogense

- Par quel mcanisme sest produite la rduction du nombre des chromosomes ?

31

Document 5a : les tapes de lovogenseD.R : division rductionnelle de la miose D.E : division quationnelle

reprise des phases

daccroissement etde maturationdune faon

cyclique

Fin de la D.Rdbut de la D.E

De la 15mesemaine

au 7me moisde la vie

Intra-utrlne

du 7me mois la naissance

de lanaissance

la pubert

phase de multiplicationdes ovogonies par

mitose

dbut des phases dacroisse-ment et maturation : dbut dela miose, arrt en prophase I

OvogonieMitose

Dbut de lamiose

Ovocytes lFollicules primordiaux

Nombredovocytes

7 000 000environ

1 000 000environ

40 000environ

ponte de400 ovocytes

environ

0

Follicules primordiaux

Follicules cavitairesprivilgis (10 environ)

Ovocyte l

3 cycles

14 jours

Fin de la phase daccroissement

de la fin de

la pubertla

mnopause

2me arrt enmtaphase ll de la miose

ne reprend que sil y afcondation

Follicules De Degraff1seul par cycle

36 heuresavant lovulation

(reprise de la miose)

Ovulation

1erGlobulepolaire

Ovocyte ll

1erGlobulepolaire

spermatozoide

1er Globulepolaire

2e GlobulepolaireOvule

mnopause45 55 ans

puisement du stock ovocytairearrt de lovulation

Dgnrescence

Dgnrescence

Dgnrescence

Forte dgnrescence

32

X60follicule cavitaire

folliculeprimordial

follicule primaire

follicule secondaire

follicule tertiaire

cellule folliculaire

couche de cellulesfolliculaires

ovocyte I

ovocyte I

ovocyte Ithques

thque externe

thque interne

follicule mrDocument 5b : les tapes de la folliculogense

granulosa

cavit folliculaire

zone pellucide

ovocyte I

follicule deDe Graaf

oufollicule

mr

granulosa

zone pellucide

ovocytecavit folliculaire

cumulus oophorusthque externethque interne

granulosa

zone pellucide

Le cycle ovarien

33

III

Lactivit de lovaire est cyclique, cest--dire que les mmes phnomnes qui sy drou-lent se rptent, dans le mme ordre, des intervalles de temps rguliers, appels cycles.La dure du cycle ovarien est de 28 jours environ.

Le corps jaune saccrot et atteint son plein dveloppement vers le 21me jour du cycleovarien. Son devenir va dpendre de la ralisation ou non de la fcondation. En cas defcondation, le corps jaune persiste et continue son activit, jusqu la 11me semaine degrossesse o il sera relay par le placenta, le cycle ovarien est suspendu durant la priodede grossesse. En cas de non fcondation, le corps jaune rgresse, perd son activit etdevient trs petit (corps blanc). Ainsi un cycle se termine et un autre recommence marqupar la menstruation.

Activit 5 : prciser les phases du cycle ovarien

Lvolution dun follicule primordial en un follicule mr ou folliculogense, puis lovulationqui se produit vers le milieu du cycle (14me jour), font partie du cycle ovarien, il reste savoir ce que devient le follicule mr aprs lovulation.

Observons un ovaire aprs lovulation

Observer les structures dans le cortex de lovaire, il ny a plus de follicule mr. Unenouvelle structure apparat : cest le corps jaune.

En comparant la structure du corps jaune celle de follicule mr, expliquer comment sestform le corps jaune .

Document 6a :observation dun ovaire aprs lovulation (x 20)

Document 6b :schma dinterprtation du corps jaune

corps jaune

vaisseaux sanguins

grandes celluleslutniques

(anciennes cellulesde la granulosa)

thque interne

thque externe

vaisseau sanguin

follicule cavitaire

follicules

34

Indiquer en combien de phases peut-on diviser le cycle ovarien. Dcrire ces diffrentes phases. Formuler des questions quon peut se poser en observant ce cycle.

Le sang qui scoule du vagin lors de la menstruation et qui marque le dbut du cyclesexuel provient de lutrus. Comment lexpliquer ?

1- Lvolution de lutrus au cours dun cycle sexuel

Document 7 : les phases du cycle ovarien

IV Le cycle menstruel (ou cycle utrin)

Activit 6 : dcrire le cycle utrin

Le document suivant rcapitule les vnements qui se produisent au cours dun cycle ovarien :

follicule cavitaire

follicule mr

follicule rompu corps jaune

jours du cycle21 28141 5

ovulation

menstruation

35

Document 8 : modifications de lutrus au cours du cycle sexuel

Document 9 : modifications de la muqueuse utrine au cours du cycle sexuel

Dcrire, en exploitant le document 9, les modifications anatomiques de la muqueuseutrine au cours du cycle menstruel.

Dduire une explication de lhmorragie qui se produit lors de la menstruation. Formuler une hypothse sur le rle de ces modifications dans la fonction reproductrice.

Nommez la structure utrine qui subit des modifications au cours du cycle utrin.

a- Observons le document suivant qui reprsente un cycle de lutrus

b- Observons les dtails de ces modifications :

ovaireutrus

glandes entubes

muqueuse encours de des-

truction

muqueuse utrine

muscule ultrin

vagin

vaisseaux sanguinsspirals

21e jour

28e jour 1er jour

Dentelle utrine

Muqueuse utrine

5e jour

rgles : du 1erau 5e jour

7e jour

14e jour

Ovulation

36

Les mmes modifications se reproduisent dans lutrus tous les 28 jours, sil ny a pas defcondation

c- Autres modifications de lutrus :

La glaire cervicale est un mucus secrt par lpithlium du col de lutrus. Son abondanceet ses proprits sont variables suivant le moment du cycle sexuel.

Document 10 : tat de la glaire cervicale selon le jour du cycle

(a) : au 8me jour, glaire dense, maillage serr(b) : au 14me jour, glaire filante, maillage lche(c) : au 24me jour, glaire dense, maillage serr.

Le myomtre ou muscle utrin subit des contractions rythmiques au cours de la phase post-menstruelle, puis ses mouvements sarrtent au cours de la phase prmenstruelle.

(a) (b) (c)

Toutes les modifications, celles de la muqueuse utrine, de la glaire cervicale et dumyomtre se reproduisent chaque cycle sexuel. Elles constituent le cycle utrin.

2- Le dterminisme du cycle utrin

a- Constatation : Les cycles utrin et ovarien se produisent de manire synchrone (enmme temps), cela implique une relation entre les ovaires et lutrus.

Formuler une hypothse sur la nature de cette relation.

b- Pour tester cette hypothse, on ralise les expriences suivantes sur des animaux :

Activit 7 : relier le cycle ovarien et le cycle utrin

mettre une hypothse sur le rle des modifications de la glaire et de lactivit dumyomtre au cours du cycle.

37

Expriences Rsultats

1- ablation de lutrus chez une ratte pubre Aucun effet sur le cycle ovarien

2- lablation des ovaires (ovariectomie)dune ratte pubre

Arrt du cycle utrin et atrophie de lutrus

3- greffe sous-cutane dun fragment delutrus une ratte pubre

Le fragment greff subit les mmes trans-formations que lutrus en place

4- linjection dextraits ovariens une rattepubre ovariectomise

Dveloppement (prolifration) de lendomtresans variations cycliques

Analyser les rsultats de ces expriences. En dduire la nature des interactions entreles ovaires et lutrus.

Ces hormones avariennes contrlent lactivit cyclique de lutrus de la pubert jusqu lamnopause.

On suit simultanment lvolution du taux plasmatique des hormones ovariennes au coursdun cycle, ainsi que lvolution des structures ovariennes, celle de lendomtre et de latemprature interne du corps. Cette volution est prsente sur le document 11 :

Lovaire scrte deux types dhormones : les strognes et la progestrone. La principalehormone strogne est loestradiol qui provoque lapparition des caractres sexuelssecondaires chez la fille la pubert.

c- Origine et action des hormones ovariennes

38

Document 11 : volution simultane des structures ovariennes, du taux plasmatique des hormones ovariennes, de la muqueuse utrine et de la temprature interne au cours du cycle sexuel

Phase lutalePhase folliculaire

20

16

12

8

4

0

1 7 14 21 28 1RglesJours

500

400

300

200

100

0

Rgles1 147 21 281

Jours

Temprature oC

28141

38

37,5

37

36,5

36

0

Jours

oestradiol

muqueuseutrine

stradiol (pg.mL-1)Progestrone (ng.mL-1)

39

Analyser les courbes de variation du taux plasmatique des hormones ovariennes. Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes et lvolution

des structures ovariennes, que peut-on en dduire ? Mettre en relation la variation du taux plasmatique des hormones ovariennes et lvolution

de la muqueuse utrine afin de dgager le rle des hormones ovariennes et dexpliquer ledterminisme de la menstruation.

Quelle peut tre la cause de laugmentation de la temprature interne au corps lors de lovulation ?

a- Observations cliniques : une lsion au niveau de lhypophyse ou de lhypothalamusentrane les mmes effets que lovariectomie, particulirement larrt du cycle sexuel.

Proposer une hypothse sur la relation fonctionnelle entre le complexe hypothalamo-hypophysaire et les ovaires.

b- Vrification exprimentale

Exploiter ces expriences pour prciser la relation fonctionnelle entre le complexe hypothalamo-hypophysaire et les ovaires.

1- Le complexe hypothalamo-hypophysaire contrle-t-il, comme chezlhomme, lactivit des ovaires ?

V Rgulation du cycle sexuel

Activit 8 : expliquer le contrle du cycle ovarien

Expriences Rsultats

1- Hypophysectomie (ablation de lhypo-physe) chez une ratte adulte

Atrophie des ovaires et arrt du cycle ova-rien.

2- Injection dextraits hypophysaires la rattehypophysectomise

Dveloppement des ovaires et parfois reprise du cycle ovarien.

3- Destruction, chez une ratte, dune zone delhypothalamus

Arrt des cycles ovarien et utrin

Chez la femme, la variation de la temprature interne du corps est un indicateur de lovulation.

40

On a mis en vidence dans les extraits hypophysaires, deux hormones : la FSH et la LH(les mmes hormones gonadostimulines vues chez lhomme) Ltude histologique de la tige pituitaire qui relie lhypophyse lhypothalamus montreque les terminaisons nerveuses des neurones ayant leurs corps cellulaires dans unezone de lhypothalamus (noyau arqu), arrivent au contact dun rseau de capillairessanguins.On a extrait ce niveau une substance, scrte dans le sang, par ces neurones,appele la GnRH (gonadotrophin-releasing hormon) ou gonadolibrine.

Des dosages du taux plasmatique de ces hormones au cours dun cycle normal ont permisde tracer les courbes suivantes :

Document 12 : variation du taux plasmatique de GnRH, de FSH et de LH au cours du cycle sexuel

Analyser les 3 courbes de variation du taux de GnRH, de LH et de FSH en vue de dgagerla relation entre la scrtion de GnRH et celle de LH et de FSH.

Prciser, en exploitant les courbes de dtails 1, 2 et 3, le mode de scrtion de ces hormones.

c- Les hormones du complexe hypothalamo-hypophysaire

GnRH en pg/ml

40

20

0

50

04 8 12 16 20 24 28 Jours

heures

heures

41

d- Effets des hormones hypophysaires sur le cycle ovarien

On suit simultanment la variation du taux plasmatique des hormones hypophysaires et l-volution des structures ovariennes au cours dun cycle normal.

Document 13 : courbes de variation des hormones FSH et LH et volutiondes structures ovariennes au cours dun cycle sexuel

a- Interaction entre ovaire et hypophyse

Le document ci-dessous prsente la variation du taux plasmatique de LH chez une femmenormale et une femme mnopause ou ovariectomise (pour des raisons mdicales).

2- Contrle de lactivit hormonale du complexe hypothalamo-hypophysaire

Analyser les courbes de variation du taux plasmatique de FSH et de LH.

Mettre en relation lvolution du taux des hormones hypophysaires avec lvolution des

structures ovariennes (follicules et corps jaune).

Que peut-on dduire quant aux effets de ces hormones sur les structures ovariennes ?

Activit 9 : expliquer le rtrocontrle ovarien

Rgles

24

16

8

0

1 7 14 21

LH

FSH

FSH et LH (en ng m L-1)

Phase folliculaire Phase lutale

OVULATION

42

Faire une analyse compare des deux courbes Que peut-on en dduire sur la relation fonctionnelle entre ovaire et hypophyse ?

Document 14 : variation du taux plasmatique de LH chezune femme normale et une femme mnopause ou ovariectomise

b- Lovaire exerce un rtrocontrle sur laxe hypothalamo-hypophysaireAnalysons les courbes de la variation du taux plasmatique des hormones hypophysaireset ovariennes.

Document 15 : variation simultane du taux plasmatique des hormones ovariennes et hypophysaires

FSH et LH

(en ng mL-1)

concentration plasmatique de L.Hen ng mL-1

25

20

15

10

5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Jours

Taux de L.H. chez une femme cycle ovarien normalTaux de L.H. chez une femme mnopause ou ovariectomise

24

16

8

0

0

4

8

12

16

20

Rgles1 7 14 21 28 1Jours

500

400

300

200

100

0

LH

FSH

OestradiolProgestrone

stradiol (pg.mL-1)Progestrone (ng.mL-1)

Document 16 : variation de la concentrationplasmatique de LH en fonction de la

concentration doestradiol

43

En faisant une analyse compare des courbes de loestradiol, de FSH et de LH, dgager

les types de rtrocontrle exercs par les hormones ovariennes sur lhypophyse. Prciser

les moments o ils se produisent.

Il y a deux types de rtrocontrle :

un rtrocontrle ngatif lorsque le taux lev dune hormone dune glande entrane la

diminution de lactivit hormonale dune autre glande.

un rtrocontrle positif lorsque le taux lev dune hormone dune glande entrane

laugmentation de lactivit hormonale dune autre glande.

c- Modalits daction de loestradiol sur la scrtion de LH

Analysons lexprience suivante (document 16) :

- Chez une guenon (femelle du singe) ovariectomise,des injections d'stradiol sont ralises suivant leprotocole suivant :

- depuis le temps t0 et jusqu' la fin de l'exprience, perfusion continue d'stradiol qui maintient le tauxplasmatique une valeur de l'ordre de 60 pg.mL1;

- au temps t1, injection supplmentaire d'une fortedose d'stradiol.

Exploiter toutes les informations et les rsultats des activits 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 pourconstruire un schma de synthse reprsentant les interactions hormonales entre le complexehypothalamo-hypophysaire, les ovaires et lutrus au cours dun cycle sexuel normal.

- Quelles informations supplmentaires apportent ces rsultats par rapport la squenceprcdente de lactivit ?

- Quel type de rcontrle intervient-il dans ce cas ?

Activit 10 : construire un schma de synthse de la rgulation ducycle sexuel

004

4

4 8

10

20

30

40

12 16 20 24 28 32

0 4 8 12 16 20 24 28 320

200

400

500

800

stradiol (pg.mL-1)

LH (ng.mL-1)

to

to t1

t1

44

Bilan des activits et synthseI Organisation de lappareil reproducteur de la femme

Lappareil reproducteur de la femme est form :

de deux gonades : les ovaires de voies gnitales : les pavillons, les trompes, lutrus et le vagin dun organe de copulation : le vagin qui souvre lextrieur par des organes gnitaux

externes : les grandes lvres, les petites lvres et le clitoris, lensemble forme la vulve.

Les fonctions de ces organes sont prsentes dans le tableau suivant :

Lactivit de lovaire est cyclique, cest--dire que les mmes phnomnes qui sy droulentse rptent, dans le mme ordre, des intervalles de temps rguliers, appels cycles. Ladure du cycle ovarien est de 28 jours environ, il commence par la menstruation ou rgles (coulement sanguin qui dure de 4 5 jours).

A chaque cycle lovaire expulse, vers le 14me jour, un ovocyte ou gamte femelle. Cephnomne sappelle lovulation.

Lovocyte est une cellule sphrique de 100 microns de diamtre environ (1 micron = 10-3

mm) avec un gros noyau. Il est accompagn d'une petite cellule qui lui est accole, c'est le1er globule polaire, et est entour par une couche protectrice, c'est la zone pellucide, puispar une couronne de cellules folliculaires formant la corona radiata.

Lovocyte se caractrise par : un cytoplasme volumineux, riche en substances de rserve un noyau haplode 23 chromosomes.

Organes Fonctions

ovaires produisent les gamtes femelles et les hormonessexuels femelles

pavillon trompe utrus

reoit le gamte femelle conduit le gamte ou la cellule-uf vers lutrus lieu de la nidation et de la grossesse

vaginorgane de copulation o se fait ljaculation dusperme.

(activit 1)

II Formation du gamte femelle

1- Structure et fonction du gamte femelle

45

Ces caractristiques de lovocyte sont en rapport avec ses fonctions : lovocyte sunit avec le spermatozode lors de la fcondation pour donner un uf

2n = 46 chromosomes aprs la fcondation, luf subit la division cellulaire (segmentation) et se dveloppe en

utilisant les substances de rserve contenues dans son cytoplasme

En comparant l'ovocyte II au spermatozode, on constate que les deux gamtes ont un seulpoint commun, cest lhaplodie : les deux cellules sont haplodes ( n = 23 chromosomes),mais diffrent par plusieurs autres points prsents dans le tableau suivant :

Points diffrents Ovocyte II Spermatozode

forme sphrique allonge

taille 100 micromtres 60 micromtres

substances de rserve

riche en substancesde rserve

pas de substances derserve

mobilit immobile mobile (prsence d'unflagelle et de mitochondries)

2- Folliculogense et ovogense

a- La folliculogenseEn observant des coupes dovaire de femme, on peut distinguer diffrents types de follicules : Le follicule primordial, trs petit, avec ovocyte rduit entour de 3 ou 4 cellules aplaties

contre lui, les cellules folliculaires. Le follicule primaire, ovocyte un peu plus gros entour d'une assise de cellules folliculaires Le follicule secondaire est constitu d'un ovocyte plus volumineux, de nombreuses cou-

ches de cellules folliculaires, d'une thque interne, forme de cellules glandulaires(scrtrices d'hormones) et d'une thque externe, protectrice, forme de fibres.

Le follicule tertiaire ou cavitaire ayant la mme structure que le prcdent mais plus groset caractris par une ou plusieurs cavits remplies d'un liquide folliculaire scrt parles cellules folliculaires.

Le follicule mr ou de De Graaf, de mme structure que le prcdent et caractris parune grande cavit folliculaire (antrum). Ce follicule fait saillie la surface de lovaire et vase rompre en librant lovocyte II, cest lovulation.

(activit 3)

(activit 2)

b- LovogenseLovogense commence avant la naissance et se droule en trois phases : la multiplica-tion, laccroissement et la maturation :

- la multiplication : les cellules souches ou ovogonies ( 46 chromosomes) se multiplientpar mitoses.

- laccroissement : les ovogonies subissent un accroissement et se transforment en ovo-cytes I. Chaque ovocyte I sentoure de quelques cellules et constitue le follicule primor-dial. La petite fille nat avec un stock de follicules primordiaux. A partir de la pubert lesfollicules primordiaux commencent voluer.

- la maturation : juste avant lovulation, lovocyte I subit la 1re division de miose etdonne deux cellules trs ingales (du fait de la position excentrique du noyau) : unegrosse cellule, lovocyte II ( 23 chromosomes) et une trs petite cellule qui reste acco-le lovocyte II, le 1er globule polaire ( 23 chromosomes aussi). Lovocyte II reste blo-qu au stade mtaphase II, il nachve sa division quationnelle quaprs la pntrationdu spermatozode lors de la fcondation.

La comparaison entre lovogense et la spermatogense, prsente par le tableausuivant, montre plusieurs points de diffrence :

Autres points de diffrence : - La spermatogense commence la pubert, alors que l'ovogense commence avantla naissance- Dans l'ovogense la phase d'accroissement et la phase de maturation ne sont pas

spares

Phases Spermatogense Ovogense

multiplicationdivision des spermatogonies et des ovogonies (cellules sou-ches de la ligne germinale) par mitoses

accroissement faible accroissement accroissement important

maturationmiose continue, donnant4 spermatides

miose bloque en mtaphase IIet s'achve lors de la fconda-tion, donnant un seul ovocyte II

diffrenciationspermiogense: transfor-mation des spermatides enspermatozodes

pas de diffrenciation

46

(activit 4)

47

la phase de dveloppement des follicules ou phase folliculaire ou phase provulatoire. lovulation qui se produit gnralement au 14me jour du cycle. la phase du corps jaune ou phase lutinique ou phase lutale ou phase postovulatoire :Le corps jaune se forme partir du follicule mr qui a expuls l'ovocyte. Ce follicule

conserve les thques, se ferme, les cellules de la zone granuleuse se dveloppent, se char-gent d'un pigment jaune et deviennent des cellules lutiniques.Le corps jaune atteint son maximum de dveloppement vers le 21me jour.En absence de fcondation, le corps jaune rgresse et perd son activit la fin du cycle. En cas de fcondation, le corps jaune persiste et continue son activit, cest un corps jaunede gestation qui empche le dveloppement dun nouveau follicule et donc le dclenchementdun nouveau cycle.

Au cours du cycle utrin, on constate, au niveau de la muqueuse de lutrus, les modifi-cations histologiques suivantes :

La menstruation ou rgles : la partie suprieure de la muqueuse se ncrose, se frag-mente et tombe entranant des saignements qui durent 4 5 jours

Phase postmenstruelle : accroissement de lpaisseur de la muqueuse (de 1 3 mm) prolifration des vaisseaux sanguins dveloppement des glandes en tubes

Phase prmenstruelle la muqueuse spaissit encore (de 3 7 mm) les glandes deviennent plus longues et plus sinueuses donnant la muqueuse un aspectde dentelle (on parle de dentelle utrine), elles se remplissent de scrtions

les artrioles se spiralisent.

Toutes ces modifications (lpaississement de la muqueuse, le dveloppement de lavascularisation et les scrtions des glandes) prparent les conditions favorables larception de l'embryon, son implantation dans la muqueuse et son dveloppementau cours de la grossesse. Lorsque la fcondation n'a pas eu lieu, toutes ces prparationsdeviennent inutiles. La partie suprieure de la muqueuse meurt par arrt de la circulationsanguine et, en tombant, les artrioles souvrent laissant sortir le sang qui s'coule par levagin. Avec ces rgles, un nouveau cycle recommence.

(activit 5)

(activit 6)

IV Le cycle utrin

Le cycle ovarien dure, en moyenne, 28 jours et comporte trois phases :

III Le cycle ovarien

Les cycles ovarien et utrin sont synchrones et coordonns, il devrait exister une com-munication entre les ovaires et l'utrus, on peut supposer que cette communication estde nature hormonale. Ltude exprimentale montre que cest lovaire qui commande lecycle utrin par des hormones. Ces hormones sont :

- les oestrognes, principalement loestradiol, scrt avant lovulation par la thqueinterne et la granulosa des follicules cavitaires et mr et aprs lovulation, par le corpsjaune.

- La progestrone, scrte par des cellules lutiniques du corps jaune. Le taux plasmatique (concentration dans le plasma) de ces hormones ovariennes varieen fonction du dveloppement des structures ovariennes (follicules et corps jaune) etchute lorsque le corps jaune rgresse et dgnre.

- Pendant la priode de la phase folliculaire aprs la menstruation ou phase postmenstruelle,et sous laction de loestradiol qui se fixe sur des rcepteurs au niveau de lamuqueuse utrine, celle-ci spaissit, se vascularise et forme des glandes.

- Pendant la phase lutale ou prmenstruelle, le dveloppement de la muqueuse saccentuesous laction combine des deux hormones ovariennes : loestradiol et la progestrone.

- La chute du taux plasmatique de ces hormones la fin du cycle, suite la rgression ducorps jaune, provoque la mort et le dtachement de la partie suprieure de lendomtre,ce qui entrane la menstruation au dbut du cycle suivant.La progestrone a un effet thermogne sur le corps, elle est lorigine de la monte dela temprature interne du corps de quelques diximes de degr, au cours de laphase lutale. Cette lvation de temprature qui dbute le 14me jour est un indicateurde lovulation.

Des observations cliniques montrent que des lsions au niveau de lhypophyse antrieureou dans une zone dtermine de l'hypothalamus (noyau arqu) entranent l'arrt des cyclesovarien et utrin.

Des expriences ont confirm que :- le fonctionnement de lovaire est sous le contrle direct de deux hormones scrtes par

lhypophyse, ce sont : La FSH (follicl stimulating hormon) qui stimule le dveloppement des follicules ovariens

pendant la phase folliculaire et la scrtion de loestradiol par ces follicules. La LH (luteinizing hormon) qui dclenche lovulation, transforme le follicule rompu en

corps jaune et stimule la scrtion doestradiol et de progestrone par le corps jaune.Lhypothalamus contrle la scrtion hypophysaire par lintermdiaire dune neurohormone : laGnRH (gonadotrophin releasing hormon) ou gonadolibrin.

2- Dterminisme du cycle utrin

3- Dterminisme du cycle ovarien

48

V Rgulation du cycle sexuel

1- Origine et scrtion des hormones ovariennes

(activit 7)

49

scrte par des neurones hypothalamiques au niveau des capillaires sanguins de la tigehypothalamo-hypophysaire (ou pituitaire)La scrtion de la GnRH est pulsatile ( un pulse toutes les 90 minutes). la frquence despulses augmente au moment de lovulation.

4 - Rtrocontrle ovarien sur le complexe hypothalamo-hypophysaire

Chez une femme ovariectomise ou mnopause, le taux de LH est lev, la scrtionest continue et nest plus cyclique. Ainsi lovaire exerce, par lintermdiaire de ses hormones,une rtroaction (ou un rtrocontrle ou un feed-back) sur lhypothalamus et lhypophyseou le complexe hypothalamohypophysaire. Le taux plasmatique de loestradiol a un rtrocon-trle sur la scrtion de FSH et de LH. Ce rtrocontrle peut tre ngatif ou positif selon lavaleur du taux plasmatique de loestradiol. En faisant une analyse compare des courbes dela variation du taux de loestradiol, de FSH et de LH, on constate que lorsque le tauxd'oestradiol augmente, la scrtion de FSH et de LH diminue, c'est un rtrocontrle ngatifqui se produit au dbut du cycle (jusqu'au 10me jour). On constate ensuite une augmenta-tion rapide du taux d'oestradiol et aussi une augmentation brusque (pic) de FSH et de LH,c'est un rtrocontrle positif qui se produit juste avant l'ovulation. Enfin, il y a un autre rtro-contrle ngatif exerc par les hormones ovariennes au cours de la phase lutale. A la fin ducycle, la chute du taux des hormones ovariennes suite la rgression du corps jaune,entrane une leve du rtrocontrle ngatif, ce qui explique la reprise de la scrtion deshormones hypophysaires et un nouveau cycle recommence.

(activit 8)

(activit 9)

50

Document 16 : schma de synthse du mcanisme de la rgulation du cycle sexuel chez la femme

Oestradiol faible dose :rtrocontrle

ngatif

Oestradiol forte dose :rtrocontrle

positif

Cyc

leov

arie

nV

aria

tion

taux

des

hor

mon

eshy

poph

ysai

res

Com

plex

ehy

poth

alam

o-hy

poph

ysai

re

Var

iatio

n du

tau

xde

s ho

rmon

esov

arie

nnes

Cyc

leut

rin

Oestrognes+ Progestrone :

rtrocontrlengatif

(activit 10)

Hypothalamus

Tige pituitaire Capillairessanguins

SangGn RN

Hypophyseantrieure

Hypophysepostrieure

Complexehypothalamo-hypophysaire

Rgles

FSH et LH(en mg.mL-1)

Progestrone(ng.mL-1)

stradiol (pg.mL-1)

51

Tester les acquisEXERCICE 1/Q.C.M

Pour chaque item, relever la (ou les) rponse(s) correcte(s)

1- L'utrus de la femme est le lieu de :a- la fcondationb- la menstruationc- l'ovulation d- la nidation.

2- Au cours du cycle ovarien les strognes sont scrts par :a- la thque externe du folliculeb- la thque interne du folliculec- la granulosa d- lovocyte.

3- Les follicules ovariens :a- sont stimuls par les gonadotrophines hypophysairesb- sont tous des follicules mrs la pubertc- se dveloppent sous linfluence des hormones ovariennesd- scrtent, au cours de la phase folliculaire, de la progestrone.

4- Les hormones ovariennes :a- agissent en permanence par une rtroaction ngative sur la scrtion des gonadostimulinesb- agissent sur des rcepteurs uniquement au niveau de lutrusc- contrlent lactivit cyclique de lutrusd- sont scrtes, durant le cycle, seulement par les follicules ovariens en volution.

5- Le(s) point(s) commun(s) entre le gamte mle et le gamte femelle chez l'espce humaine sont :a- les deux types de gamtes sont de mme nombreb- ils sont produits dune faon continue depuis la pubertc- ovule et spermatozode sont des cellules haplodes d- les deux types de gamtes sont des cellules mobiles.

6- Chez la femme, lovulation :a- est la rupture du follicule mr et l'expulsion de l'ovocyte IIb- est dclenche suite une chute du taux de LH (hormone lutinisante)c- se produit en gnral, 14 jours avant l'apparition de la menstruation.d- se produit toujours au milieu du cycle ovarien.

7- La menstrution :a - est une destruction totale de la muqueuse utrine :b - est dtermine par une chute du taux des hormones ovariennes ;c - fait suite une lvation du taux des hormones hypophysaires ;d -est dclenche par la rupture d'un follicule mr.

52

8- La menstruation est dclenche par :a- une dcharge de LHb- une chute du taux de F.S.H.c- une lvation du taux des oestrognes et de la progestrone circulants.d- une chute du taux des oestrognes et de la progestrone circulants.

9- Au cours d'un cycle sexuel, les oestrognes :a - sont responsables de la formation de la dentelle utrine ;b - activent la motricit du myomtre :c - ne stimulent pas la scrtion de GnRH ;d - ne sont pas produits par le corps jaune.

10- Les gonadotrophines (FSH et LH) assurent :a- un contrle direct du cycle ovarien.b- un contrle direct du cycle utrin.c- une inhibition de la scrtion des hormones ovariennes.d- une stimulation de la scrtion de la neurohormone hypothalamique (GnRH).

EXERCICE 2

Diffrentes tudes ont

permis de montrer que

les hormones hypophy-

saires sont scrtes de

faon pulsatile, c'est--

dire non continue : on

observe l'alternance de

priodes infrieures

(ou proches de) 2 heures

o elles sont scrtes

en trs faible quantitet d'autres o ellessont scrtes enquantit plus impor-tante. De ce fait, lascrtion au cours dutemps se prsente comme une alternance de pics (pulses) et de creux.

Le document ci-dessus indique les rsultats du dosage de testostrone et de LH chez un

mle normal, et de progestrone et de LH chez une femelle 4 jours aprs l'ovulation.

Question : analyser avec prcision ce document et en dduire les caractristiques du contrle

exerc par lhypophyse sur lactivit endocrine des gonades.

Testostrone (ng/ml) Progestrone (ng/ml) (J+4)

0

55

0

0 05 10

LH (ng/ml)LH (ng/ml)

2h. 2h.temps (en heures)temps (en heures)

On s'intresse la rgulation du cycle sexuel chez la femme. Des dosages du taux sanguin des

hormones ovariennes et hypophysaires effectus au cours du cycle sexuel ont permis d'obtenir des

donnes reprsentes graphiquement par les 4 courbes figurant ci-dessous.

a- Analysez ces courbes en mettant en relation la variation de la scrtion des hormones

hypophysaires et celle des hormones ovariennes.

b- En exploitant ces courbes, prcisez la nature et les moments des rtroactions entre les ovaires et

l'hypophyse. Justifiez votre rponse.

c- Prsentez le mcanisme de rgulation du cycle sexuel chez la femme sous forme d'un schma

fonctionnel annot.

EXERCICE 3

53

LH mul/ml

FSH mul/ml

jours du cycle

jours du cycle

Oestradlolpg/ml

jours du cycle

jours du cycle

Progestroneen ng/ml

54

a- Au dbut de la phase folliculaire (du jour -14 jour - 8), laugmentation du taux plasma-tique de FSH (qui passe de 3,5 mui.ml-1 4,7 mui.ml-1) et de LH (qui passe de 2 mui.ml-1 3 mui.ml-1) est accompagn dune augmentation du taux plasmatique doestradiol (qui passede 75 pg.ml-1 85 pg.ml-1). On en dduit que les hormones hypophysaires stimulent les scrtionsdoestradiol.

Vers la fin de la phase folliculaire (du jour - 1 jour 0), les taux levs (ou pics) de FSH etsurtout de LH sont suivis dovulation. On en dduit que la FSH et surtout LH sont responsablesde lovulation

Vers la fin de la phase lutinique (du jour +7 jour +14), la baisse du taux de FSH et de LHqui deviennent relativement faibles est accompagne dune baisse du taux des hormones ovariennes.On en dduit que les concentrations des hormones hypophysaires ne sont pas suffisantes pourentretenir la scrtion des hormones ovariennes : lhypophyse stimule la scrtion des hormonesovariennes par lintermdiaire de FSH et de LH

b- Les rtroactions entre les ovaires et lhypophyse sont des actions en retour ou rtrocontrles desovaires sur lhypophyse. Ces rtrocontrles peuvent tre positifs ou ngatifs selon le taux des hormonesovariennes.

1er rtrocontrle (du jour - 8 jour - 6) : il y a une baisse du taux de FSH et de LH quisurvient suite une lgre augmentation du taux doestradiol. On en dduit quavec un tauxrelativement faible, loestradiol exerce un rtrocontrle ngatif sur les scrtions hypophysaires.

2me rtrocontrle (du jour - 6 jour - 2) : il y a une croissance importante et rapide du tauxdoestradiol (qui passe de 80 pg.ml-1 290 pg.ml-1), qui est suivie dun pic de FSH et surtout de LH.On en dduit quun taux suffisamment lev doestradiol exerce un rtrocontrle positif sur lascrtion des hormones hypophysaires.

3me rtrocontrle : (du jour 0 jour +7), il y a dmarrage de la scrtion de progestroneavec un taux croissant et augmentation du taux doestradiol qui sont suivis dune diminution du tauxde FSH et de LH. Vers la fin du cycle, suite la rgression du corps jaune, il y a chute du taux deshormones ovariennes suivie dune reprise de la scrtion hypophysaire. On en dduit que les hormonesovariennes et surtout la progestrone exercent un rtrocontrle ngatif sur la scrtion des hormoneshypophysaires.

c- Voir document 16 page 50.

Corrig de l'exercice 3

Exprience 1 :Une femelle sur laquelleon a pratiqu lablation des ovaires(afin d'liminer laction des hormonesendognes fabriques normalementpar l'ovaire), reoit pendant plusieursjours une injection lente et faiblementconcentre dstrognes ( 1,8 g/kg/24h ). Les rsultats des dosages del'hormone hypophysaire LH sont repr-sents sur le document 1.

EXERCICE 4

LH (units arbitraires)

Traitement par des strognes faible dose pendant une longuepriode

Document 1

temps

55

Sachant que lovulation est dclenche par une forte scrtion de LH , interprter les rsultatsreprsents par les documents 1 et 2 et dgager le dterminisme de lovulation chez la femme en envi-sageant un cycle normal de 28 jours.

Exprience 2 : Une autre femelle nor-male, reoit pendant une courte dureet au dbut du cycle (priode au coursde laquelle les strognes naturellessont scrtes faible dose par l'ovaire) des injections d'strognesde concentration plus leve (5 g /Kg /24 h).Les rsultats des dosages de l'hor-mone LH sont reprsents sur ledocument 2.

Exprience 1 : aprs ablation des ovaires, on constate que le taux de scrtion de LH devient levpar rapport au taux normal (figurant au dbut de la courbe du document 2) ceci laisse penser unrtrocontrle ngatif exerc normalement par lovaire sur lactivit scrtrice de lhypophyse. Cette acti-vit inhibitrice est leve suite lablation des ovaires. Ce rtrocontrle ngatif est confirm par linjec-tion dstrognes faible dose pendant une longue priode qui dtermine une chute notable de lascrtion de LH qui passe de 40 10 units. Le rtrocontrle ngatif cesse ds larrt des injectionsdstrognes.

Exprience 2 : les injections de fortes doses dstrognes pendant une courte priode provoqueune dcharge de LH (pic de LH). Ceci correspond un rtrocontrle positif exerc par lovaire sur lhy-pophyse.

Ainsi, dans le cas dun cycle normal de 28 jours par exemple, cest la production accrue dstrog-nes pendant la phase provulatoire par le follicule mr qui dclenche la scrtion dun pic LH (par rtro-contrle positif) responsable de lovulation qui se produit vers le 14me jour du cycle.

Corrig de l'exercice 4

Traitement par des strognes forte dose pendant une courtepriode

Document 2

temps

Taux de LH en unitsarbitraires

56

EXERCICE 5

Aprs ovariectomie de femelles adultesde macaque rhsus, ce qui permet de ma-triser les variations plasmatiques de laconcentration en hormones strognes,on mesure les taux plasmatiques de LH etdes hormones ovariennes ; les rsultatsobtenus sont reprsents par les courbes(b).

Quelques mois aprs la castration, unimplant d'stradiol est introduit sous lapeau des guenons :

la libration d'stradiol dans le milieuintrieur des guenons est telle que le tauxplasmatique d'strognes se maintientpendant de nombreux jours des taux voi-sins de ceux qui existent au dbut de laphase folliculaire du cycle menstruel (envi-ron 60 pg.mL-1) ;

Les taux plasmatiques de LH sont mesurs pendanttoute la dure de l'exprience, et les courbes (c) indi-quent les rsultats obtenus.

Questions1- Analyser les courbes (a) et (c) et en dduire lesconsquences sur le taux plasmatique de LH, de : la castration la mise en place de limplant linjection dstradiol au 17me jour 2- En exploitant les courbes (b) et (c) prciser les modes daction de ltradiol