UE2 : REPRODUCTION EMBRYOLOGIE · 5 UE2 : Reproduction - embryologie Pr. P. May-Panloup G.Mabilleau La méiose a été mise en évidence chez toutes les espèces qui ont une reproduction

Faculté de santé d’Angers - département PluriPASS

Année universitaire 2020-2021

UE2 : REPRODUCTION – EMBRYOLOGIE Pr. P. May-Panloup – G. Mabilleau

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UE2 : Reproduction - embryologie Pr. P. May-Panloup

G.Mabilleau

SOMMAIRE

CHAPITRE 1 - LES GAMÈTES ET LA GAMÉTOGÉNÈSE .............................................. 4

COURS N°1 : LA MÉIOSE ............................................................................. 4

I. INTRODUCTION ...................................................................................................................... 4

II. GENERALITÉS SUR LA MÉIOSE .............................................................................................. 5

Récapitulatif .............................................................................................. 10

COURS N°2 : LA SPERMATOGÉNÈSE .......................................................... 12

I. GÉNÉRALITÉS ....................................................................................................................... 12

II. LE SPERMATOZOÏDE ............................................................................................................ 18

III. LE SPERME ............................................................................................................................ 20

IV. CONTRÔLE DE LA SPERMATOGÉNÈSE ............................................................................... 21

Récapitulatif .............................................................................................. 23

COURS N°3 : L’OVOGÉNÈSE ....................................................................... 25

I. RAPPELS : ORGANES GÉNITAUX ET VOIES GÉNITALES FÉMININES .................................. 25

II. LES FOLLICULES OVARIENS ................................................................................................ 25

III. LES PHASES DE L’OVOGÉNÈSE ........................................................................................... 27

IV. L’OVOCYTE HUMAIN LORS DE L’OVULATION .................................................................... 29

V. ASPECTS CINÉTIQUES DE L’OVOGÉNÈSE ET NOTION DE CYCLE OVARIEN ....................... 31

Récapitulatif .............................................................................................. 36

Entrainements ........................................................................................... 38

Corrections ................................................................................................ 41

Notes ........................................................................................................ 44

COURS N°4 – 5 : LA FECONDATION ............................................................ 45

I. LA FECONDATION DANS LES CONDITIONS NORMALES ................................................... 45

II. LES ANOMALIES DE LA FECONDATION ............................................................................... 57

Récapitulatif .............................................................................................. 60

COURS N°6 : LA SEGMENTATION ............................................................... 62

I. MIGRATION DE L’EMBRYON ................................................................................................ 62

Récapitulatif ............................................................................................. 69

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Entrainements ........................................................................................... 70

Corrections ................................................................................................ 72

Notes ........................................................................................................ 74

CHAPITRE 3 - MORPHOGENESE PRIMORDIALE (2E ET 3E SEMAINES) ...................... 75

COURS N°7 : MORPHOGENESE PRIMORDIALE............................................ 75

I. LA NIDATION ET LA PRE-GASTRULATION = 2ème SEMAINE ................................................. 75

II. LA GASTRULATION = 3ème SEMAINE .................................................................................... 84

Récapitulatif .............................................................................................. 91

NOTES ...................................................................................................... 92

CHAPITRE 4 - MORPHOGENESE SECONDAIRE ...................................................... 93

PARTIE N°1 : EVOLUTION DU MATERIEL CHORDAL, DU MESOBLASTE, DE

L’ECTOBLASTE ET DELIMITATIONS ............................................................ 93

I. INTRODUCTION .................................................................................................................... 93

II. EVOLUTION DU MATERIEL CHORDAL : fin de 3ème semaine/début 4ème .............................. 94

III. EVOLUTION DU MESOBLASTE ............................................................................................ 95

IV. EVOLUTION DE L’ECTOBLASTE : NEURULATION ............................................................... 98

V. LES DELIMITATIONS ........................................................................................................... 100

VI. DEVELOPPEMENT DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL ...................................................... 102

VII. FORMATION DES EBAUCHES VASCULAIRES .................................................................. 105

Récapitulatif ............................................................................................ 107

...................................................................................................................................................... 107

PARTIE N°2 : FORMATION DU SQUELETTE ET DES MUSCLES ................... 107

I. INTRODUCTION ................................................................................................................... 107

II. EVOLUTION DES SOMITES : FORMATION DU SQUELETTE AXIAL .................................... 107

III. FORMATION DU SQUELETTE APPENDICULAIRE : FORMATION DES MEMBRES- ............ 111

Récapitulatif ............................................................................................ 115

Entrainements ......................................................................................... 116

Corrections .............................................................................................. 119

Notes ...................................................................................................... 122

PARTIE N°3 : EVOLUTION DU PÔLE CRÂNIAL – FORMATION DE LA FACE .. 124

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I. FORMATION DE L’HYPOPHYSE ......................................................................................... 124

II. FORMATION DU STOMODEUM (BOUCHE PRIMITIVE) ...................................................... 124

III. FORMATION DE L’APPAREIL BRANCHIAL .......................................................................... 125

IV. FORMATION DE LA LANGUE .............................................................................................. 128

V. DEVELOPPEMENT DE LA FACE ET DU PALAIS .................................................................. 129

Récapitulatif ............................................................................................ 132

PARTIE N°4 : EVOLUTION DU PÔLE CAUDAL ............................................ 133

I. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE ............................. 133

II. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL DIGESTIF ..................................................................... 134

III. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL UROGENITAL ............................................................. 138

Récapitulatif ............................................................................................ 142

PARTIE N°5 : MEMBRANES FŒTALES ET PLACENTA ................................ 143

I. LE PLACENTA ....................................................................................................................... 143

II. FONCTIONS DU TISSU DECIDUAL ...................................................................................... 143

Entrainements ......................................................................................... 152

Corrections .............................................................................................. 153

Notes ...................................................................................................... 154

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CHAPITRE 1 - LES GAMÈTES ET LA GAMÉTOGÉNÈSE COURS N°1 : LA MÉIOSE

I. INTRODUCTION

A) Définitions

Les gamètes sont des cellules de la lignée germinale (également appelés cellules sexuelles, ou encore germen). Mais les cellules germinales sont aussi les précurseurs des gamètes (la lignée germinale englobe donc les gamètes et les précurseurs des gamètes).

Unique fonction des gamètes : reproduction de l’espèce Origine : Descendants des gonocytes primordiaux (diploïde) = cellules germinales primordiales -Apparaissent dans la paroi de la vésicule vitelline, proche de l’allantoïde (future vessie) au 21ème jour de vie de l’embryon (3ème semaine de vie embryonnaire) -Migrent pendant 3 semaines : colonisation des crêtes génitales (futures gonades → testicules ou ovaires) = partie interne du corps de Wolff. Ces cellules se multiplient et s’entourent de cellules mésenchymateuses. Différenciation : ovogonies ou spermatogonies. Puberté : maturation des gamètes avec fabrication d’ovocytes ou de spermatozoïdes matures

B) Propriétés spécifiques des gamètes

Ce sont des cellules haploïdes (contiennent n chromosomes = 23 chez l’homme). Ne pas confondre avec les cellules somatiques, qui sont diploïdes (2n chromosomes = 46 chez l’homme) Caryotype humain = 22 paires d’autosomes + 1 paire de gonosomes. → Rappel : femme = XX / homme = XY

FINALITÉ DES GAMÈTES : FÉCONDATION C’est la rencontre et la fusion des gamètes pour former un zygote.

➔ Zygote : être unicellulaire, existant quelques heures seulement (existence brève), à l’origine de toutes les cellules de l’organisme (= totipotent).

Après, divisions, migrations, croissance, différenciation, le zygote donne un être humain vivant.

SUPPORT DE L’HÉRÉDITÉ Les gamètes contiennent un hémi patrimoine génétique : leur fusion donne un individu à 2n chromosomes. Ainsi, les gamètes permettent :

- Le maintien du nombre de chromosomes d’une espèce - D’avoir un individu doté d’un équipement génétique original (patrimoine génétique unique) *

ABOUTISSEMENT DE LA MÉIOSE ➔ Opposition aux cellules somatiques qui sont issues de la mitose !

La méiose est une succession de 2 divisions cellulaires : - M1 Réductionnelle (2 cellules à n chromosomes, 2n ADN [2 chromatides], cellules haploïdes) - M2 Équationnelle (4 cellules à n chromosomes, n ADN, cellules haploïdes)

Attention : quand on parle de gamètes, on parle de cellules déjà différenciées !

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La méiose a été mise en évidence chez toutes les espèces qui ont une reproduction sexuée. Elle a été découverte en 1883 par E.Van Beneden.

II. GENERALITÉS SUR LA MÉIOSE

A) Différence mitose / méiose

La mitose et la méiose présentent 4 phases communes : prophase, métaphase, anaphase et télophase Mais il existe des différences :

- Non séparation des chromatides sœurs lors de la première division = ségrégation de chaque chromosome homologue dans chacune des cellules filles. Chacun des deux homologues de chaque paire se sépare dans une des cellules filles.

- Pas de nouvelle synthèse d’ADN Il n’y a pas de nouvelle synthèse d’ADN avant la deuxième division méiotique (attention, il y en a bien une avant la première division méiotique). On observe la séparation des chromatides sœurs lors de la deuxième division. - Durée : - Mitose : quelques dizaines de minutes - Méiose : 24 jours pour la prophase de M1 chez l’homme Plusieurs années chez la femme (prophase bloquée)

Globalement : 2N chromosomes, 4N ADN → N chromosome, N ADN

Les phases clés de la méiose : - La prophase de M1 avec ses 5 stades (Leptotène, zygotène, pachytène, diplotènes, dicinèse) - Et l’anaphase de M1

MITOSE

eE

MÉIOSE

M1

M1

M2

M2

2N chr,

4N ADN

N chr,

2N ADN

N chr,

N ADN

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B) Les différentes phases :

LA PROPHASE I - LEPTOTÈNE → Condensation de la chromatine → Individualisation des chromosomes → Les chromosomes sont dupliqués sous la forme de filaments irréguliers (attachés à la membrane nucléaire) → Rapprochement progressif des deux homologues → Duplication des centrioles - ZYGOTÈNE →Début de l’appariement des chromosomes homologues = synapsis →Migration des centrioles aux pôles opposés du noyau (= polarisation)

- PACHYTÈNE → Phase la plus longue de la prophase → Synapsis total (grâce à la formation du complexe synaptonémal) → Formation de tétrade, bivalent →Phase de recombinaisons (possible crossing over)

En effet, lors de la synapsis, il est possible qu’il y ait des croisements entre chromosomes qui vont conduire à des échanges. Il peut alors y avoir un phénomène d’enjambement entre les chromatides de deux homologues entrainant la formation d’un chiasma (point de chevauchement). Cela peut alors se conclure par un phénomène de recombinaison génétique : les crossing over (cassure de deux chromosomes homologues au niveau de la même séquence génétique avec possibilité d’échange de chromatine).

Petite explication énoncée l’année dernière

concernant les vésicules sexuelles :

L’appariement qui a lieu durant le stade pachytène

concerne tous les chromosomes à une exception :

les chromosomes X et Y. En effet, ces derniers sont

très différents et il faut donc éviter qu’ils échangent

de la chromatine. Ainsi, lors de la gamétogénèse

masculine, ces deux chromosomes vont se

pelotonner dans une structure appelée vésicule

sexuelle, qui va rendre les chromosomes inactifs et

ainsi empêcher les échanges chromatiniens. On

peut donc observer lors d’une méiose masculine,

une petite vésicule sur le bord de la membrane : la

vésicule sexuelle.

Point sur le complexe synaptonémal :

L’appariement des chromosomes homologues se réalise grâce à

une structure protéique en fermeture éclair : le complexe

synaptonémal (complexe constitué de 3 types de protéines : SYCP1-

SYCP2-SYCP3)

→ Élément central relié aux éléments latéraux reliés par des

filaments transverses. Les chromosomes homologues viennent se

fixer sur les éléments latéraux.

Les chromatides sœurs sont maintenues par des cohésines mais les

cohésines n’appartiennent pas au complexe synaptonémal !

La mise en place du complexe synaptonémal s’effectue d’abord

grâce à SYCP2 et 3 puis SYCP1 (SYCP = synaptonémal complex

protein). Tout d’abord, SYCP2 et 3 se mettent en place de manière

latérale, puis SYCP1 vient se positionner entre les deux brins de

manière à fermer ce complexe. SYCP1 va donc permettre la

connexion de la même façon qu’une fermeture éclair.

Permet la survenue des recombinaisons génétiques et la

survenue de crossing over due aux chiasmas

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- DIPLOTÈNE → Condensation accrue des chromosomes →Les bivalents (2 chromosomes homologues) ont tendance à se dissocier sauf aux endroits des

recombinaisons : chiasmas. Disparition des éléments du complexe synaptonémal. - DIACINÈSE Fin de la prophase de M1 → Condensation maximale des chromosomes toujours reliés entre eux au niveau des chiasmas → Disparition de l’enveloppe nucléaire

MÉTAPHASE I

Les chromosomes se disposent sur la plaque équatoriale mais contrairement à la mitose où le fuseau est bipolaire, le fuseau de division en M1 est unipolaire : ségrégation de chaque chromosome homologue à un pôle différent de la cellule et non la séparation des chromatides.

ANAPHASE I Séparation des homologues : chromosomes « chimères » (des échanges de chromatine ont déjà eu lieu).

TELOPHASE I

L’enveloppe nucléaire se reconstitue autour des deux lots de chromosomes, chaque lot contenant un chromosome de chaque paire sous la forme de deux chromatides sœurs. Il a également lieu la cytocinèse (division du cytoplasme).

DEUXIÈME DIVISION M2 : La M2 est une division cellulaire plus classique comportant les phases habituelles d’une mitose (mais sans renouvellement de l’ADN donc sans phase S)

- Comprend la séparation des chromatides sœurs - Aboutit à la production de gamètes haploïdes (une chromatide +/- recombinée de chaque paire par cellule)

Leptotène Zygotène Pachytène Diplotène Diacinèse

Attention : le capital génétique des cellules filles n’est pas

identique mais HOMOLOGUE, du fait des recombinaisons.

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MÉIOSE = DIVERSITÉ

1- Recombinaisons génétiques = brassage intra-chromosomique La diversité est aussi due aux recombinaisons génétiques → échange réciproque de fragments de chromatide

entre les homologues d’une même paire : phénomènes de cassure, réunion de l’ADN, échanges de parties de

chromatides égales. Les segments échangés sont homologues : pas de perte ni de gain de matériel génétique.

Elles résultent de chiasmas entre les homologues d'une même paire.

2- Brassage des allèles parentaux dans les gamètes = brassage inter-chromosomique → 223 combinaisons pour l’ensemble du génome. La méiose est donc à l'origine d'une diversité des cellules filles grâce aux brassages des allèles parentaux dans les gamètes. Il y a en effet une répartition aléatoire des 2 homologues d'une même paire de part et d'autre du plan équatorial et une ségrégation indépendante des chromosomes non homologues. Ce phénomène explique une bonne partie de la diversité.

C) Anomalies :

Anomalie méiotique : aberration chromosomique 1.Les anomalies de ségrégation (= non disjonction) :

→ Non disjonction M1 = non disjonction des homologues → Non disjonction M2 = non disjonction des chromatides sœurs

On obtient alors :

- M1 : gamètes où il manque un chromosome ou gamètes avec un chromosome supplémentaire.

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- M2 : pareil, gamètes avec 22 ou 24 chromosomes mais moins fréquent

On obtient un zygote avec : - 47 chromosomes → trisomiques - 45 chromosomes → monosomie Anomalies du nombre de chromosomes = aneuploïdie.

Les monosomies autosomiques sont non viables (létales) pour l’espèce humaine, c’est le cas également pour les trisomies autosomiques sauf T13, T18 et T21.

Les anomalies de ségrégations touchent aussi les chromosomes sexuels :

- 47, XXY = syndrome de Klinefelter (anomalie M1 ou M2) = grande taille, hypotrophie testiculaire, infertilité (homme)

- 47, XXX = Triplo-X (anomalie M2) = retard mental et ménopause précoce (femme) - 45, XO =Turner (anomalie M1 ou M2) = malformations, anomalies ovariennes, infertilité majeure (femme) - 45, YO = non viable (anomalie M1 ou M2) - 47, XYY = Crime (considérés comme plus agressifs)

2.Les anomalies de la recombinaison génétique (notamment anomalies de structure) : Elles résultent de crossing-over inégaux :

- Entre deux homologues (où la cassure est différente entre les deux chromosomes → échange inégal) - Entre deux chromosomes non homologues (déséquilibre) - Si l’échange s’effectue sans perte ni gain alors l’échange est équilibré et l’individu porteur n’aura pas

forcément d’anomalie (mais on possibilité d’en trouver dans sa descendance)

D) La gamétogénèse mâle et la gamétogénèse femelle

Bien qu’ayant la méiose en commun elles sont très différentes. Les gamètes mâles et femelles sont totalement différents : taille, forme, mobilité, réserves… C’est ce qu’on appelle l’anisogamie.

SEXE : HOMME FEMME

CONTINUITÉ : Processus continu Processus discontinu

DURÉE : fixe variable

ACHÈVEMENT : Processus complet (gamète mature) Processus inachevé

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POINTS IMPORTANTS

I. INTRODUCTION :

➢ Lignée germinale = gamètes + précurseurs des gamètes ➢ Gamètes = cellules déjà différenciées = haploïdes = hémi patrimoine génétique ➢ Apparition des cellules germinales primordiales au 21ème jour de vie embryonnaire (proche de

l’allantoïde) ➢ Gamètes :

- But = fécondation → unique fonction des gamètes = reproduction de l’espèce - Support de l’hérédité - Aboutissement de la méiose

II. GENERALITÉS SUR LA MÉIOSE :

➢ Différence entre mitose et méiose :

➢ M1 Réductionnelle (2 cellules à n chromosomes, 2n ADN, cellules haploïdes) ➢ M2 Équationnelle (4 cellules à n chromosomes, n ADN, cellules haploïdes)

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➢ Les différentes phases de la méiose :

➢ Puis M2 mais attention, le capital génétique des cellules filles n’est pas identique mais

HOMOLOGUE, du fait des recombinaisons.

➢ Brassage inter/intra chromosomique

➢ Anomalies de la méiose = anomalies de ségrégation et anomalies de la recombinaison génétique

➢ Aneuploïdie = anomalie de nombre

➢ Anisogamie = fait qu’il y ait une différence entre gamète mâle et femelle

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COURS N°2 : LA SPERMATOGÉNÈSE

I. GÉNÉRALITÉS

A) Anatomie

Les testicules sont des organes pairs, à l’extérieur du corps, situés dans le scrotum. En effet, une température inférieure de 2 ou 3 degrés par rapport à la température corporelle est nécessaire au déroulement normal de la spermatogenèse.

Descente testiculaire précoce durant la vie fœtale : position scrotale définitive au 8ème mois de la vie fœtale (possible jusque dans les 6 semaines post natales).

Pathologies : - On parle de cryptorchidie (30% des garçons prématurés, 3% des garçons nés à terme) lorsque les testicules ne sont pas descendus. Ils peuvent alors se trouver n’importe où sur le trajet des testicules. - Trajet anormal : ectopie testiculaire

Les testicules mesurent 3 à 4 cm, ils sont

entourés de l’albuginée : enveloppe qui forme les cloisons conjonctives délimitant des lobules (environ 300 dans un testicule). Chaque lobule testiculaire contient 1 à 4 tubes séminifères dans lesquels se déroule la spermatogenèse. Au bord supérieur du testicule, l’albuginée s’épaissit pour former le corps de Highmore.

Les tubes séminifères confluent dans les

tubes droits au niveau du corps de Highmore pour former un réseau : le rete testis duquel partent des canaux efférents constituant l’épididyme. Ils confluent en un canal unique : le canal épididymaire qui donne ensuite le canal déférent s’abouchant dans l’urètre au niveau de la prostate.

Double fonction des testicules :

- Exocrine dans l’épithélium séminal avec les cellules germinales et les cellules de Sertoli : spermatogenèse.

- Endocrine dans le tissu interstitiel avec les cellules de Leydig : sécrétion de testostérone.

LES TUBES SÉMINIFÈRES ET LA CELLULE DE SERTOLI Les tubes séminifères représentent 1/3 du volume testiculaire. Plusieurs cellules de Sertoli forment un

syncytium, limites des cellules assez floues. Elles sont de forme pyramidale, de la membrane basale périphérique à la lumière du tube séminifère.

Dans la région basale : jonctions serrées qui délimitent le compartiment basal / périphérique du compartiment central. On y retrouve la première phase de la spermatogenèse : spermatogonies et spermatocytes primaires jusqu’au stade leptotène.

Dans la région apicale : desmosomes (cellules moins serrées) et cellules de type zonula adhaerens formant le compartiment ad luminal / central. On y trouve surtout les spermatocytes secondaires et les spermatides. Les cellules de Sertoli sont les supports de la spermatogenèse :

La cryptorchidie est une sorte d’ectopie testiculaire !

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- Apport de nutriments - Transport des déchets métaboliques dans le sang et phagocytose - Contrôle la maturation et la migration dans les cellules germinales - Notion de barrière hémo-testiculaire → Les jonctions des cellules de Sertoli empêchent toute diffusion dans les espaces intercellulaires et contraignent les substances en provenance des espaces interstitiels à traverser le cytoplasme sertolien.

- Contrôle le passage de substances dans le tube séminifère - Maintien d’un milieu favorable aux spermatozoïdes - Protection aux agents toxiques - Protection immunitaire : des protéines membranaires apparaissent. Présence de spermatocytes

primaires (pachytène). La rupture de cette barrière hémo-testiculaire provoque l’apparition d’anticorps anti-spermatozoïdes (pouvant être à l’origine d’une infertilité).

- Rôle endocrinien : sécrète l'inhibine (limite la vitesse de la spermatogenèse), l'AMH (antimulérienne, empêche la formation des trompes et de l'utérus) et l'ABP (concentre la testostérone nécessaire à la maturation des spermatozoïdes).

LES TUBES SÉMINIFÈRES ET LA SPERMATOGÉNÈSE

Spermatogenèse : processus de différenciation

cellulaire qui, à partir des cellules souches (2n),

aboutit à la production des spermatozoïdes (n).

Dans les tubes séminifères se succèdent plusieurs

phases, de la périphérie vers la lumière.

Cependant, la spermatogenèse n'est complète qu'à

partir de la puberté.

B) Les phases de la spermatogénèse

RAPPEL : -vie fœtale = avant la naissance -période néo-natale = après la naissance jusqu’à 18 mois -enfance = après 18 mois jusqu’à la puberté

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VIE FOETALE →Multiplication des gonocytes primordiaux : débute à la 7ème semaine de vie embryonnaire →Multiplication par MITOSE qui donne les spermatogonies entre la 15ème et la 20ème semaine (3 et 4ÈME mois). APRÈS LA NAISSANCE →Prolifération des cellules germinales →Différenciation en spermatogonie Ad

ENFANCE Période de quiescence génitale (rien ne se passe)

À PARTIR DE LA PUBERTÉ →Démarrage de la spermatogenèse proprement dite →De la puberté jusqu’au décès (infléchissement aux alentours de 30 ans mais pas de ménopause comme chez la femme) → La méiose devient fonctionnelle (production de spermatozoïdes) → Prolifération et maturation des cellules de Sertoli → Reprise de la prolifération des cellules germinales → Augmentation du diamètre des testicules

Les différentes phases à partir de la puberté :

MULTIPLICATION →Développement de spermatogonies Ad = pool de réserve (2n) →Une spermatogonie Ad donne une spermatogonie Ap par mitose, ainsi qu’une autre spermatogonie Ad (pour retourner dans le pool de réserve → mécanisme de cellule souche) → Chaque spermatogonie Ap donne ensuite 2 spermatogonies B (2n) également par mitose

CROISSANCE → Chaque spermatocyte B donne 2 spermatocytes I (2n) encore une fois par mitose →Chaque spermatocyte I subit une croissance (leur taille passe de 10 à 25 µ avec la production de nombreux ARNm) lors de la prophase de la M1

MATURATION

→ Méiose I : Chaque spermatocyte I donne 2 spermatocytes II (n) → Méiose II : Chaque spermatocyte II donne 2 spermatides (n)

DIFFERENCIATION

Moyen mnémotechnique : Ad = d pour dark car noyau foncé

Ap = p pour pâle car noyau clair

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Spermiogénèse qui permet de passer des spermatides aux spermatozoïdes La spermiogénèse : Ensemble des modifications morphologiques et fonctionnelles permettant de passer du spermatide au spermatozoïde. 3 familles de spermatides (décomposables en 8 stades en microscopie électronique) : - Jeunes : rondes - Intermédiaires : élongation en cours - Matures : allongées Pas de division cellulaire durant ces transformations. Transformations impliquées dans le pouvoir fécondant du spermatozoïde.

5 étapes concomitantes de la spermiogénèse :

1) FORMATION DE L’ACROSOME Dans la spermatide ronde, l'appareil de Golgi est très actif et il va fabriquer des granules pro-acrosomiaux

qui vont devenir des vésicules confluant ensuite en une seule vésicule : la vésicule acrosomiale. Elle va recouvrir petit à petit les 2/3 du noyau et prend alors le nom d’acrosome. L'acrosome contient des enzymes protéolytiques qui vont hydrolyser les structures : hyaluronidase, pro acrosine… Ces enzymes seront nécessaires pour traverser les enveloppes péri-ovocytaires.

2) REMANIEMENTS NUCLEAIRES

Il va également y avoir une modification du noyau. En effet, le noyau est initialement rond et central, la chromatine n'est pas très dense. Cette forme ronde va subir une phase d'élongation. Puis la chromatine va se condenser énormément car il y a transformation des histones nucléaires (liant les brins d'ADN) en protamines, qui sont riches en arginine et en cystéine (possibilité de créer des ponts disulfures = compaction supplémentaire) = condensation de la chromatine.

La traduction de l'ADN pour produire les protamines n'a lieu que pendant le 1er tiers de la spermatogénèse (= expression du génome haploïde), c’est-à-dire quand les spermatides sont jeunes.

Cette condensation sera complète non pas dans les tubes séminifères mais pendant le transit épididymaire. La condensation du noyau et la maturation des spermatides en spermatozoïdes vont permettre la protection du noyau lors du transit dans les voies féminines en les protégeant des lésions de l’ADN.

3) APPARITION ET DEVELOPPEMENT DU FLAGELLE Le flagelle est formé à partir de 2 centrioles qui se placent sous le noyau, on parle de position infra nucléaire,

avec une disposition particulière en forme de T (ils se placent perpendiculairement l'un par rapport à l'autre). Il y a parallèlement induction d'une fossette d'implantation et d'une plaque basale permettant l'ancrage flagelle/tête. Un des deux centrioles se place près du noyau, on l'appelle alors le centriole proximal. Il a un développement classique qui va donner 9 triplets de microtubules qui joueront un rôle important dans les divisions du futur zygote (premier fuseau métaphasique).

Le centriole distal, c’est-à-dire celui qui est plus loin du noyau, va être à l'origine d'un système microtubulaire qui va former le complexe axonemal = axonème (constitue l'axe central du flagelle) permettant les mouvements du spermatozoïde. Son développement va donner 1 doublet central et 9 doublets périphériques, = formés de 2 microtubules (A (complet) et B (incomplet)) et présentant des bras avec une protéine : la dynéine (accrochage et décrochage qui permet le glissement des microtubules et donc le mouvement du flagelle). Elle nécessite de l’ATP pour le fonctionnement de l’ATPase. Les microtubules B sont reliés aux microtubules A par des liens protéiques de nexine. Le doublet central est relié au 9 doublets périphériques par des ponts radiaires.

/!\ Spermatogénèse ≠ spermiogénèse.

La spermiogénèse est l’étape finale de

la spermatogénèse.

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Cette structure microtubulaire issue du centriole distal donne le complexe axonèmal = axonème au centre

du flagelle du spermatozoïde en s’allongeant (/!\ complexe axonémal ≠ synaptonémal).

4) REDISTRIBUTION DU CYTOPLASME ET FORMATION DU MANCHON MITOCHONDRIAL En même temps que les transformations précédentes, a lieu la redistribution du cytoplasme qui va glisser

vers l’arrière le long du flagelle en formation. Il y a alors une diminution de plus en plus importante de son volume et les restes de ce cytoplasme, ou corps résiduels, sont phagocytés par les cellules de Sertoli. Ce glissement va entraîner en même temps le glissement des organites cellulaires et essentiellement des mitochondries. Elles vont alors former un manchon mitochondrial hélicoïdal du début du flagelle (près de la tête) jusqu’à l’annulus. Les mitochondries fournissent l’ATP pour la mobilité du spermatozoïde.

5) SPECIALISATION DE LA CELLULE Ces spermatides vont évoluer pour former les spermatozoïdes au pôle apical. La spermatide glisse donc vers

la lumière du tube séminifère. Pendant ce glissement ont lieu les transformations précédentes ainsi que : - Des modifications de la membrane des spermatozoïdes : intégration à la membrane plasmique de protéines

(galactosyltransférase) pour que le spermatozoïde puisse se fixer à l'ovocyte. - Synthèse de protéines cytoplasmiques qui serviront lors de la fécondation pour permettre le

rapprochement du spermatozoïde et de l'ovocyte.

Au terme de la spermiogenèse : - Rupture des liens des spermatides avec les cellules de Sertoli (qui ont assuré la spermatogenèse puis la

spermiogenèse). - Libération des spermatozoïdes (non compétents et non mobiles) dans la lumière des tubes séminifères :

c'est la spermiation. Ils ont fini la spermatogénèse mais ils n’ont pas encore leur pouvoir fécondant. - Transport des spermatozoïdes par le fluide testiculaire (traversant tubes droits, Rete Testis, et canaux

efférents pour arriver dans l’épididyme où ils deviendront matures). Les spermatozoïdes anormaux sont phagocytés par les cellules de Sertoli.

C) Aspects cinétiques

Évolution de la lignée germinale : - Dans le temps : cycle spermatogénétique - Dans l’espace : cycle de l’épithélium séminal

Lors de la fécondation, seules les mitochondries de la mère seront transmises au zygote car celles du père se détruisent en même temps que le flagelle.

Moyen mnémotechnique :

SpermaTogénéTique → Temps

EPithélium séminal → esPace

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CYCLE SPERMATOGÉNÉTIQUE

Succession chronologique des différents stades de différenciation des cellules germinales appartenant à la même génération.

Phase Évènements Durée

Vie embryonnaire - Multiplication des gonocytes primordiaux - Multiplication par mitose donnant les

spermatogonies

→ Début à S7 → De S15 à S20

Puberté (multiplication) - Spermatogonie Ad donne spermatogonie Ap - Spermatogonie Ap donne 2 spermatogonies B

/ → 18j

Puberté (croissance) - Chaque spermatogonie B donne 2 spermatocytes I - Croissance des spermatocytes I lors de M1 (qui

aboutit aux spermatocytes II)

→ 9j → 23j

Puberté (maturation) - M2 aboutit aux spermatides → 1j

Puberté (différenciation) - Spermiogénèse, aboutit aux spermatozoïdes → 23j

Le cycle de fabrication des spermatozoïdes est de 74 jours, moment où ils arrivent à la lumière des tubes séminifères.

On peut ajouter la durée du transit dans le tractus génital masculin va prendre 2 à 15 jours. Ainsi, la production des spermatozoïdes à partir des spermatogonies souches pour se trouver dans un éjaculât prend 3 mois. Donc si on veut comparer deux productions de spermatozoïde, il faudra un délai de 3 mois pour observer l'effet que produit un nouveau facteur, qu'il inhibe ou qu'il stimule la spermatogenèse.

CYCLE DE L’ÉPITHELIUM SÉMINAL Dans cette évolution, on trouve 6 stades car on a constaté que la spermatogenèse se faisait par vague :

- Entrée périodique en division de spermatogonies tous les 16 jours. - Durée de vie variable de chaque type de cellules germinales.

On observe la même superposition de cellules souches au même endroit qui se répète tous les 16 jours : - T = 0, une spermatogonie Ad donne une spermatogonie Ap. - 16 jours plus tard : la spermatogonie Ad donne une nouvelle spermatogonie Ap

Rendement de la spermatogénèse

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Une spermatogonie Ap donne théoriquement 16 spermatozoïdes mais en réalité, il y a un point de contrôle au

stade pachytène et 50 % des spermatozoïdes évoluent par apoptose.

II. LE SPERMATOZOÏDE

A) Anatomie

Le spermatozoïde mature mesure 60 à 65 µm environ entre la tête et le flagelle : - Tête : 3 à 5 µm - Col (ou collet) : 2 µm - Flagelle : 55 µm

LA TÊTE

→Formée du noyau et de l’acrosome + fine bandelette cytoplasmique. → Ronde de face, effilée avec une partie postérieure renflée de profil. → Le noyau occupe la majeure partie de la tête et possède une petite dépression dans sa face inférieure : fossette d’implantation. → Chromatine dense et homogène, quelques lacunes claires mais pas de nucléole. → Noyau très condensé entouré d’une membrane nucléaire peu visible sauf au niveau de l’espace nucléaire postérieur. → Au niveau de la fossette d’implantation : feuillet externe doublé de la plaque basale qui sera la zone de raccordement du flagelle (reliée par des microfilaments à une plaque d’implantation située dans le col = capitulum).

Acrosome : coiffe les 2/3 antérieurs du noyau limité par une membrane interne (en contact avec la membrane nucléaire) et une membrane externe (en contact avec la membrane plasmique). L’acrosome contient différentes enzymes nécessaires au spermatozoïde. La Cape post-acrosomique est le lieu de fusion avec la membrane de l’ovocyte → région postérieure de l’acrosome.

LE COL

Zone de jonction. Il contient le centriole proximal (génère le fuseau métaphasique de la première division embryonnaire) et la pièce connective : constituée d’une plaque d’implantation (capitulum) d’où

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partent 9 colonnes segmentées, chaque colonne étant le point de départ d’une fibre dense qui se prolonge dans le flagelle. LE FLAGELLE

3 portions :

- Pièce intermédiaire (5 µm) : Axonème entouré des 9 fibres denses qui partent des colonnes segmentées avec autour la gaine/manchon mitochondrial → jusqu’à l’annulus.

- Pièce principale (45 µm) : 7 fibres denses et mitochondries remplacées par une gaine fibreuse faite d’éléments semi-circulaires renforcée latéralement par des colonnes longitudinales.

- Pièce terminale (5 µm) : seulement l’axonème avec les microtubules qui se désorganisent.

B) Trajet dans les voies génitales masculines

Ils sont libérés des cellules de Sertoli pour aller dans la lumière des tubes séminifères (spermiation) lorsqu'ils sont assez matures. Grâce aux contractions de l'albuginée et des cellules musculaires lisses des cloisons, ils vont progresser dans la lumière des tubes séminifères. Ils arrivent dans les tubes droits puis dans le Rete Testis avant de s'engager dans l'épididyme via les canaux efférents. L’épididyme est composé de 3 parties : corps, tête et queue. Au niveau de la queue de l'épididyme (= anse épididymo-déférentielle, zone de jonction entre l’épididyme et les canaux déférents), il va y avoir un stockage provisoire des spermatozoïdes avant leur départ dans le canal déférent lors de l'éjaculation. Le transit est plus ou moins long.

ÉPIDIDYME ET MATURATION Pendant le trajet entre la tête et la queue de l'épididyme, les spermatozoïdes acquièrent leur maturation

définitive c’est-à-dire leur pouvoir fécondant et leur mobilité. L'épididyme mesure environ 7 m c'est donc un tube très condensé et pelotonné sur lui-même. La maturation peut s'effectuer dans l'épididyme car son épithélium est glandulaire c’est-à-dire qu'il sécrète des hormones mâles = androgènes, substances nécessaires à la maturation, comme la testostérone.

• Canal épididymaire : épithélium glandulaire (prismatique à stéréocils) → Réabsorption du fluide testiculaire ce qui fait que les spermatozoïdes sont concentrés → Synthèse et sécrétion de glycoprotéines spécifiques : α glucosidase (dosée dans le sperme du patient pour mesurer la fonction épididymaire) → Concentration de la carnitine plasmique → Synthèse de lipides particuliers → Modification importante des échanges ioniques ce qui va entraîner une modification de l'osmolarité et une alcalinisation du pH (baisse du pH) • Les modifications structurales, biochimiques et métaboliques → La pro-acrosine est activée en acrosine (dans l’acrosome). → La chromatine est condensée au maximum par l’augmentation du nombre de ponts disulfures. Il y a un changement dans la composition lipidique membranaire ce qui la stabilise et est un facteur de décapacitation (enlève son pouvoir fécondant). → Augmentation des échanges respiratoires (modification métabolique) → Remaniements protéiques de la surface membranaire :

- Élimination des protéines testiculaires - Addition de protéines épididymaires dans la membrane des spermatozoïdes

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- Modifications des glycoprotéines préexistantes

• Maturation fonctionnelle progressive Il y a acquisition progressive dans l'épididyme de la maturation fonctionnelle :

- Acquisition de la mobilité directionnelle grâce à l'augmentation de l'AMPc et de la carnitine - Aptitude à se fixer sur l'ovocyte : production au niveau de l'acrosome de protéines réceptrices à l'ovocyte

(ZP : Zone Pellucide et MP : Membrane Plasmique de l’ovocyte) - Aptitude à féconder l'ovocyte et à assurer un développement embryonnaire normal. - Facteurs prévenant l'expression prématurée de la réaction acrosomique du pouvoir fécondant (protéines

et stérols) donc même si le spermatozoïde voulait féconder l'ovocyte il ne pourrait pas car on le bloque. C'est ce qu'on appelle la décapacitation : évite la fécondation de n'importe quelle cellule. Les verrous sont levés dans les voies génitales féminines (capacitation).

ÉJACULATION Ces spermatozoïdes sont ensuite émis à l'extérieur via l'éjaculation. L’éjaculât est composé de

spermatozoïdes et de liquide séminal, composé de sécrétions des glandes annexes : prostate, vésicules séminales, glandes de Cowper.

Les spermatozoïdes ne représentent qu'1/10 de l'éjaculât et le liquide séminal constitue le reste du volume. Lors de l'éjaculation, la première fraction de l’éjaculât est composée de spermatozoïdes et des sécrétions

prostatiques (= acides) alors que la deuxième fraction est composée des sécrétions des vésicules séminales (= basiques) en majeure partie mais elle contient aussi quelques spermatozoïdes.

III. LE SPERME

= Spermatozoïdes + liquide séminal Le sperme n'est pas toujours de bonne qualité et un certain nombre de couples ne peuvent pas avoir d'enfant

pour cette raison. L'étude du sperme, qui repose sur l'étude des spermatozoïdes et du liquide séminal, existe depuis les années 1950 (comparaison avec des normes établies par l’OMS). Les organismes de récupération du sperme datent des années 1970.

Cette étude est bien contrôlée avec un certain nombre de normes et elle est régulièrement mise à jour, la dernière datant de 2010. On constate alors que vers 1950 il y avait environ 100 millions de spermatozoïdes par ml, alors qu'en 2000 le sperme n'en contenait plus que 50 millions en moyenne.

A) Différentes études

SPERMOGRAMME (SUIVANT LES NORMES DE L’OMS DE 2010) On recueille le sperme dans des conditions aseptiques puis on analyse au MO l'éjaculât à distance de 3 mois par rapport à un évènement particulier (fièvre par exemple) :

→ Le volume moyen doit être supérieur à 1,5 ml (à étudier en parallèle du pH) → S’il augmente, risque d’inflammation / S’il diminue, problème d'éjaculation rétrograde (remonte dans la vessie). → Le pH doit être entre 7 et 8,5 (pH neutre à alcalin) : prostate = acide et vésicules séminales = basique → Pas de délai d’abstinence trop long (agression liée au stress oxydant si le stockage est trop long > 1 mois) → Il doit être visqueux → La numération doit être supérieure à 15 millions par ml ou 39 millions par éjaculât Il faut qu'au moins 32 % des spermatozoïdes aient une bonne mobilité (classes a + b), 4 types de mobilité (a, b, c et d → a : normal, b : lent, c : surplace, d : immobile) → Il faut qu'il y ait plus de 58 % de spermatozoïdes vivants (observation par coloration à l’éosine) = vitalité

SPERMOCYTOGRAMME On peut également établir un spermocytogramme pour analyser le pourcentage de formes normales ou

typiques des spermatozoïdes dans le sperme. Les spermatozoïdes sont morts et colorés sur une lame. Il y a différents seuils en fonction de la méthode utilisée : → > 30 % de spermatozoïdes normaux pour la classification David (française)

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→ > 4 % de spermatozoïdes normaux pour la classification Kruger (internationale), utilisée par l’OMS SPERMOCULTURE On peut effectuer une spermoculture si on suspecte une infection (= germes dans l'éjaculat).

On peut également faire d'autres tests :

- Le Test de Migration de Survie qui oriente sur le type de PMA en fonction de l’amélioration possible in vitro. Permet de sélectionner in vitro les spermatozoïdes et de voir si on arrive à en sélectionner suffisamment de bonne qualité. Permet de déterminer le type de technique de prise en charge.

- La recherche d'anticorps anti-spermatozoïdes (ACAS) si la barrière hémo-testiculaire a un défaut ou est défaillante.

- Les études biochimiques pour étudier les α-glycosidases et la carnitine dans l'épididyme, le fructose dans les vésicules séminales et enfin le citrate dans la prostate.

B) Intérêt de l’étude du sperme

L'intérêt de l'étude du sperme est d'arrêter la recherche si tout est normal ou d’en déterminer l’anomalie. - Azoospermie (sécrétoire = les testicules ne fonctionnent pas OU excrétoire = les testicules fonctionnent

mais les spermatozoïdes sont bloqués dans les voies excrétrices) : pas de spermatozoïdes dans l'éjaculât - Oligospermie (nombre) : pas assez de spermatozoïdes - Asthénospermie (mobilité) : mobilité réduite, problème de vitalité des spermatozoïdes - Tératospermie (morphologie) : anomalie de leur morphologie (<30% spermatozoïdes normaux) - Aspermie : pas de sperme

Si on constate un défaut, il faudra recontrôler les résultats 3 mois après (durée moyenne de la

spermatogénèse).

IV. CONTRÔLE DE LA SPERMATOGÉNÈSE

A) Contrôle neuro-endocrinien et intragonadique

Le facteur déclenchant est une sécrétion pulsatile (environ toutes les 2 heures) de GnRH (Gonadotrophine

Releasing Hormone) au niveau de l'hypothalamus. Elle est importante dans le fonctionnement car si on a une sécrétion continue il y aura un blocage de la spermatogenèse et de la production de testostérone. Quand cette GnRH est libérée elle agit sur l'hypophyse qui va alors sécréter deux hormones : FSH et LH. Ces hormones sont également retrouvées chez la femme. Au niveau des testicules, la FSH va agir sur les cellules de Sertoli qui vont sécréter de l'inhibine inhibant l'hypophyse en exerçant un rétrocontrôle négatif.

Lors du stade embryonnaire, les cellules de Sertoli vont sécréter l'hormone antimulérienne (AMH) qui empêchera le développement des canaux de Muller (chez l’homme).

Ces cellules vont également sécréter une protéine lorsque l'individu sera adulte : l'ABP. Le rétrocontrôle négatif de l'inhibine sur l'hypophyse permet de limiter l'activité des cellules de Sertoli pour que la production journalière de spermatozoïdes reste constante. La LH va agir sur les cellules de Leydig qui vont produire de la testostérone nécessaire à la spermatogénèse et à la spermiogénèse. En passant dans le sang les androgènes vont inhiber l'axe hypothalamo-hypophysaire afin de ralentir ce mécanisme.

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B) Facteurs agissant sur la spermatogénèse

- Température : il faut que les testicules aient une température inférieure à celle du corps (peut être à l'origine de cryptorchidie)

- Radiations ionisantes, facteurs nutritionnels, environnementaux, pharmacologiques, infectieux… + canabis

C) Contrôle génétique

Le contrôle génétique est encore mal connu mais sur le chromosome Y (sur le bras long) il existe un facteur

d'azoospermie : AZF, Azoospermia Factor (avec 3 zones a, b et c) et toute délétion d’une de ces parties entrainera une anomalie de la spermatogénèse.

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POINTS IMPORTANTS

I. GÉNÉRALITÉS

➢ Anatomie +++ ➢ Les différentes phases de la spermatogénèse : multiplication / croissance / maturation /

différenciation ➢ Les 5 étapes concomitantes de la spermiogénèse :

- Formation de l’acrosome - Remaniements nucléaires - Apparition et développement du flagelle - Redistribution du cytoplasme et formation du manchon mitochondrial - Spécialisation de la cellule

➢ Évolution de la lignée germinale :

- Dans le temps : cycle spermatogénétique - Dans l’espace : cycle de l’épithélium séminal

Phase Évènements Durée

Vie embryonnaire - Multiplication des gonocytes primordiaux - Multiplication par mitose donnant les

spermatogonies



/ → 18j

Puberté (croissance) - Chaque spermatogonie B donne 2 spermatocytes I - Croissance des spermatocytes I lors de M1 (qui

aboutit aux spermatocytes II)

→ 9j → 23j


Puberté (différenciation) - Spermiogénèse, aboutit aux spermatozoïdes → 23j

➢ DURÉE TOTALE DU CYCLE = 3 mois

II. LE SPERMATOZOÏDE

➢ Anatomie +++ : tête/col/flagelle ➢ Notion de décapacitation/capacitation

III. LE SPERME

➢ Spermatozoïdes + liquide séminal ➢ Paramètres du spermogramme :

o pH/viscosité o Numération o Mobilité o Vitalité o Volume

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➢ Spermocytogramme, spermoculture… ➢ Anomalies (toujours des qcm sur ça) :

- Azoospermie (sécrétoire ou excrétoire): pas de spermatozoïdes dans l'éjaculât - Oligospermie (nombre) : pas assez de spermatozoïdes - Asthénospermie (mobilité) : mobilité réduite, problème de vitalité des spermatozoïdes - Tératospermie (morphologie) : anomalie de leur morphologie (<30% spermatozoïdes normaux) - Aspermie : pas de sperme

Si on constate un défaut du sperme, il faudra recontrôler les résultats 3 mois après.

IV. CONTRÔLE DE LA SPERMATOGÉNÈSE

➢ Contrôle neuro-endocrinien + intragonadique ➢ Facteurs agissant sur la spermatogénèse : température etc… ➢ AZF

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COURS N°3 : L’OVOGÉNÈSE

I. RAPPELS : ORGANES GÉNITAUX ET VOIES GÉNITALES FÉMININES

A) L’appareil génital

2 ovaires dans la cavité pelvienne. Ils mesurent 3 cm x 2 cm, restent à la température corporelle et sont le lieu de production d'ovocytes (gamètes de la femme).

2 trompes utérines (de Fallope) qui mesurent environ 10 cm, constituées d'un pavillon (départ des ovocytes) qui n'est pas en contact direct avec l'ovaire, d'une ampoule (renflée), de l'isthme tubulaire et d'une portion interstitielle (myomètre). Ce sont les lieux de passage de l'ovocyte ou de l'embryon. Les trompes utérines s'ouvrent dans la cavité péritonéale (captation de l'ovocyte mature libéré à partir de l'ovaire) et dans la cavité utérine (passage éventuel de l'embryon vers l'utérus où il va s'implanter).

Utérus (col utérin + corps utérin) : organe impair et médian qui mesure 7 cm de hauteur (hors grossesse), c'est un organe creux composé d'un muscle lisse, le myomètre et d'une muqueuse, l'endomètre. Il se finit par le col utérin qui s’ouvre dans le vagin.

B) L’ovaire

Les ovaires ont deux fonctions : - Exocrine : production de gamètes = ovocytes - Endocrine : sécrétion d'hormones sexuelles = œstradiol et progestérone

But de ces 2 fonctions : produire un ovocyte fécondable et créer un environnement propice à la nidation. Les ovaires ont un fonctionnement différent de celui des testicules car ils fonctionnent de façon cyclique à

partir de la puberté jusqu'à la ménopause par une même unité morphologique : le follicule ovarien. Le testicule fonctionne lui de manière continue à partir de la puberté par 2 structures différentes (cellules de Sertoli et de Leydig).

II. LES FOLLICULES OVARIENS

Les follicules ovariens vont être responsables de l'activité des ovaires de la puberté à la ménopause. → Ovaire = lieu de production des ovocytes.

Lorsque l'on fait une coupe sagittale d'ovaire, on trouve en région périphérique c’est-à-dire dans la région corticale, des formations ovoïdes de tailles variées : ce sont les follicules ovariens à différents stades de leur évolution.

La région centrale (= région médullaire) est faite de mésenchyme et de vaisseaux sanguins.

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Le follicule est un ovocyte bloqué en prophase de M1 depuis la vie embryonnaire jusqu'à une éventuelle ovulation. Il est entouré de cellules folliculaires et de structures qui se modifient au cours de sa maturation. Pour produire les gamètes et les hormones et il faut deux processus : l'ovogénèse et la folliculogénèse

Au 6e mois de la vie intra-utérine, l'ovaire contient un stock définitif de follicules primordiaux (40 µm) et 9/10 de ces follicules vont dégénérer par apoptose on parle d'atrésie folliculaire. Il ne reste donc qu'1/10 pour la folliculogénèse.

A) Folliculogénèse

FOLLICULES PRIMORDIAUX → Cellules de la granulosa aplaties (30-40µm)

FOLLICULES PRIMAIRES Quand on passe du follicule primordial au follicule primaire,

l’épithélium folliculaire devient cubique ou prismatique. Le follicule primaire (40 – 100 µm) est toujours entouré d’une seule couche de cellules folliculeuses cubiques (aplati).

FOLLICULES SECONDAIRES (OU PRÉ-ANTRAL)

Quand on passe des follicules primaires aux follicules secondaires (200 µm) l’épithélium folliculaire devient pluristratifié = granulosa. Apparition de la zone pellucide (membrane du globule polaire), entre l’ovocyte et les cellules folliculeuses (prolongements trans-zonal). Au-delà de la membrane basale (de Slavjanski), le stroma ovarien se transforme en thèques du follicule. La zone pellucide est une structure glycoprotéique. Ces composés glycoprotéiques sont synthétisés par l’ovocyte.

FOLLICULES TERTIAIRES (OU ANTRAL)

Quand on passe des follicules secondaires aux follicules tertiaires (jusqu’à 12 mm), il y a apparition dans la granulosa de petites lacunes remplies de liquide qui vont confluer pour former la cavité folliculaire (antrum). Le tissu conjonctif autour du follicule s’est différencié en :

- Une thèque interne bien vascularisée avec de grandes cellules riches en lipides (production hormonale).

- Une thèque externe (fibreuse) qui forme la transition avec le stroma de l’ovaire et qui contient les grands vaisseaux.

FOLLICULES DE DE GRAAF Mesure environ 20mm. C'est lui qui expulsera l'ovocyte mature prêt à être fécondé. Quel que soit le stade folliculaire, régulièrement involution des follicules qui rentrent en atrésie folliculaire.

B) Le follicule mûr de Graaf

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L’antrum est constitué au fur à mesure de l'évolution du follicule. Le liquide folliculaire repousse les cellules

folliculeuses autour de l'ovocyte. Ces cellules prennent le nom de granulosa. Elles sont séparées du stroma ovarien

et de la vascularisation ovarienne par la membrane de Slavjanski (= thèque interne : cellulaire // thèque externe :

fibreuse). L'ovocyte (bloqué en prophase I) est entouré d'un amas de cellules folliculeuses appelées cumulus

oophorus dont la première couche (interne) est appelée corona radiata qui est en contact avec l’ovocyte. Le

follicule mûr est sensible au pic ovulatoire de gonadotrophines : il réagit à la décharge ovulante de LH et FSH.

Les transformations aboutissent à l’ovulation : -Ovocyte : modifications le rendant apte à fécondation -Rupture folliculaire : en un point précis, le stigma. Le follicule déhiscent (vide) se transforme alors en corps jaune à fonction endocrine (progestérone).

Pourquoi le follicule se rompt ? - Les gonadotrophines agissent au niveau des cellules folliculaires et de la thèque. - Le follicule gonfle - Hyper pression intra-folliculaire (à cause du liquide folliculaire) - Dans la partie haute du folliculaire, il y a production locale de métalloprotéinases dégradant la matrice extra

cellulaire - Les myofibroblastes se contractent aidant à la rupture

Le follicule se rompt à la surface de l’ovaire au niveau du stigma. Le liquide folliculaire entrainant le complexe cumulo-ovocytaire à la surface de l’ovaire qui est capté par la trompe. Le follicule déhiscent (Follicule vide) se transforme en corps jaune.

III. LES PHASES DE L’OVOGÉNÈSE

Ovogénèse = transformation d'une gonie (cellule souche) en une cellule prête à être fécondée (ovocyte).

Elle commence dans l'ovaire fœtal et se termine entre la puberté et la ménopause par production, une fois tous les 28j, d'un gamète féminin fécondable = ovocyte secondaire (bloqué en Métaphase de MII). Stades « ovotide » et « ovule » n'existent pas, ils sont télescopés s’il n’y a pas de fécondation.

Trois phases

1) PHASE DE MULTIPLICATION De 9 à 22 semaines de vie intra-utérine → Survenue de nombreuses mitoses. Au 6ème mois il y a un stock d'environ 7 millions d'ovogonies sur les 2 ovaires.

→ Arrêt des mitoses, stock définitivement constitué. Parallèlement vers la 12èmesemaine de vie intra-utérine :

→ Début des méioses par vagues successives. → Blocage en Prophase I (diplotène) : ovocyte primaire (noyau = vésicule germinative = noyau dictyé).

Après le début de la méiose, au début de la 16ème semaine → Différenciation de cellules somatiques en cellules folliculeuses (une assise cellulaire unique autour de l’ovocyte) + établissement de relations entre cellules folliculaires entre elles ou avec l’ovocyte (jonctions adhérentes et perméables) : on aboutit à la formation de follicules primordiaux. Ovocyte bloqué en PI + assise des cellules aplaties = follicules primordiaux. Le blocage de l'ovocyte en PI est très long, et très variable. Constitution d’un pool de réserve non renouvelable, qui s'épuisera par apoptose = Atrésie folliculaire Le nombre d’ovocytes réduit progressivement avec l’âge : 7M pendant vie intra-utérine → 1M à la naissance → 400000 à la puberté → 0 (< 2000) à la ménopause.

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Globalement :

→ Phase A : Invasion des crêtes génitales. → Phase B : Multiplication des gonocytes primordiaux et différenciation en ovogonies (semaines 9 à 22).

Multiplication jusqu'à semaine 20. Nombre maximum atteint à ≈ 20 semaines (6 mois). → Phase C : Les ovogonies entrent en prophase méiotique (Diplotène) et se bloquent = ovocytes primaires

(semaines 12 à 25). → Phase D : S’entourent de cellules

somatiques (Cellule folliculaire de la granulosa) et constitution des 1ers follicules primordiaux (semaines 16 à 29).

→ Phase E : Atrésie folliculaire progressive dès la 16e semaine avec un pool d’ovocytes primaires (6 à 7 millions atteint à la 20ème semaine) qui va petit à petit s’effondrer pour continuer à décroître jusqu’à la ménopause.

2) PHASE DE CROISSANCE → Relation étroite avec la croissance

folliculaire Pendant cette évolution on a une phase de

croissance. Le diamètre de l'ovocyte grandit et passe de 30 - 40 µm (primordial) à 120 µm en incluant la zone pellucide = organisation cytoplasmique complexe. Jusqu’au stade antral, c’est surtout l’ovocyte qui grandit, puis le follicule.

Les cellules folliculaires, grâce à des jonctions perméables, échangent avec l'ovocyte ce qui est à l'origine

d'une synthèse importante d'ARNm par l'ovocyte. Les vésicules germinatives au stade diplotène de prophase de M1 augmentent de volume mais leur volume reste inférieur à celui du cytoplasme. Augmentation de la taille du nucléole = activité intense de synthèse d’ARN. (ARNr>ARNm)

Ces ARNm sont : - Traduits : protéines rendant l’ovocyte compétent, reprise de la méiose, fécondabilité… - Stockés : ils seront traduits plus tard, après la fécondation, importance des ARN maternels dans le

développement embryonnaire précoce. (Ils pourront être consommés jusqu’à ce que l’embryon puisse en fabriquer.) Le volume de l’ovocyte est multiplié par 3. Il grossit jusqu’à l’apparition de l’antrum → l’augmentation de

la taille du follicule correspond à la croissance de l’ovocyte. Après l’apparition de l’antrum, l’augmentation de la taille de l’ovocyte est due à l’augmentation de l’antrum.

L’ovocyte acquière successivement 2 potentialités : ➔ Compétence à reprendre la méiose ➔ Compétence à soutenir le développement embryonnaire (apparait après)

Avant le pic de LH, ces jonctions sont en place. Les OMI (ovocyte Meiosis Inhibiteur) atteignent l’ovocyte

par l’intermédiaire des cellules de la Corona Radiata. Ils maintiennent élevé le taux d’AMPc intra-ovocytaire qui active la PKA (protéine kinase a) qui bloque la transformation du facteur MPF (M-Phase Promoting Factor) → bloqué sous la forme de pré-MPF.

Après le pic de gonadotrophines, les projections trans-zonales sont stoppées. S’il n’y a plus de jonction, plus d’OMI, la PKA n’est pas active donc transformation des pré-MPF en MPF → la méiose reprend. Il y a d'autres modifications de l'ovocyte :

- Apparition des granules corticaux (petits saccules contenant des enzymes qui permettent la fécondation) qui empêchent la polyspermie produits au cours de la phase de croissance (= ovule fécondé par plusieurs spermatozoïdes).

- Synthèse de la Zone Pellucide (ZP) qui augmente le volume total de la cellule (augmentation d’épaisseur) → composée de 4 glycoprotéines synthétisées par l’ovocyte

- Augmentation du nombre de mitochondries (cellule de l’organisme la plus riche en mitochondrie)

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- Apparition de nombreuses microvillosités sur la membrane plasmique de l’ovocyte.

3) PHASE DE MATURATION C'est la phase terminale qui a lieu dans les 36 heures précédant l'ovulation et qui rendra l'ovocyte apte à

être fécondé. Cette évolution est provoquée par le pic de gonadotrophines (LH et FSH) qui entraîne la maturation cytoplasmique et nucléaire permettant la reprise de la méiose. Expansion du follicule et rupture.

Au cours de sa croissance, le diamètre ovocytaire passe de 30 à 120µm = organisation cytoplasmique complexe.

Fin de la 1ère division méiotique et expulsion du 1er globule polaire dans l’espace péri-vitellin (répartition cytoplasmique inégale entre le 1er globule polaire [cellule abortive] et l’ovocyte secondaire)

Puis blocage en métaphase de 2ème division méiotique.

Interactions ovogénèse-folliculogénèse Les projections trans-zonales assurent un dialogue bidirectionnel entre l’ovocyte et les cellules folliculaires nécessaire à la croissance et à la maturation ovocytaire :

- Signaux paracrines, de l’ovocyte vers les cellules du cumulus et des cellules du cumulus vers l’ovocyte. (Flèches en rose)

- Projections trans-zonales des jonctions adhérentes et communicantes - Projection des cellules de la corona radiata, transfert d’ions,

d’informations… Les jonctions sont maintenues jusqu’au pic de gonadotrophines. - Reprise de la méiose (suite au pic de gonadotrophines) : condensation des chromosomes, rupture de la

vésicule germinative, formation du fuseau méiotique, séparation des homologues de chaque paire dans deux cellules filles

- En fin de M1 : formation de l'ovocyte et d'un globule polaire qui est une petite cellule dont le noyau est identique à celui de l'ovocyte mais dont le cytoplasme est beaucoup plus petit. Le 1er globule polaire (GP1) est expulsé dans l'espace périvitellin, il reste collé au noyau. Il y a ensuite un nouveau blocage en métaphase de M2. C’est sous cette forme qu’il est prêt à être fécondé.

→ Pendant la maturation il expulse premier globule polaire, termine sa méiose 1 avant d’être bloqué en M2, bloqué par l’action du CSF (Cytostatic Factor). L’ovocyte ovulé n’a pas terminé sa méiose. Maturation cytoplasmique : migration des granules corticaux sous la membrane plasmique, autres organites, particularités de la zone corticale, traduction des ARNm, changements métaboliques importants…

IV. L’OVOCYTE HUMAIN LORS DE L’OVULATION

A) Morphologie de l’ovocyte

L'ovocyte avec sa zone pellucide atteint la taille de 120 µm mais si on regroupe toutes les enveloppes cellulaires qui l'entourent il atteint 2 à 3 mm.

30


G.Mabilleau

On retrouve au niveau du cytoplasme des éléments classiques : - Nombreux ribosomes, - Granules corticaux sous la membrane plasmique de

0,5µm en 2 à 3 couches concentriques et régulières, - Réseau de filaments d'actine sous membranaire, - Microvillosités de la membrane plasmique, - Mitochondries pauvres en crêtes, peu actives.

Matériel nucléaire en métaphase de M2 : - Appareil achromatique excentré (pas de centriole) donc fuseau de deuxième division méiotique, - Chromosomes : nombre haploïde (un de chaque paire), constitués de 2 chromatides.

+ Migration des granules corticaux (interviennent lors de la fécondation)

+ Modification et migration des autres organites (ex : mitochondries se placent là où il y a besoin)

+ Les dernières traductions ont lieu + Modifications de la membrane plasmique dans la zone corticale en regard du matériel génétique + Dernières synthèses, dernière traductions et changements métaboliques, synthèse de glutathion (permet la décondensation du noyau spermatique après la fécondation).

B) Morphologie des enveloppes de l’ovocyte

Autour de l'ovocyte se trouve l'espace périvitellin mesurant 2 à 4 µm dans lequel se trouve le 1er globule polaire qui est en métaphase 2 (cette dernière vient d’avoir lieu).

Autour de l'ovocyte s'est formée la zone pellucide mesurant 8 à 10 µm. Elle est composée de 4 différentes glycoprotéines fibrillaires :

- Fibres ZP2 et ZP3 sont les unités de base qui se polymérisent pour former les filaments, des chaines, des fibres.

- Fibres ZP1 et ZP4 (espèce humaine) qui sont les ponts de liaison entre les filaments.

La zone pellucide est en fait un réseau de fibres qui entoure l'ovocyte. Les cellules péri-ovocytaires (cellules folliculaires), autour de la zone pellucide, sont disposées en couches autour de l'ovocyte :

- 1ère couche régulière : corona radiata, cellules très jointives, émettant des prolongements qui traversent la zone pellucide ce qui permet les échanges avec l'extérieur.

- 2ème couche irrégulière : autres cellules du cumulus oophorus, cellules folliculaires expulsées avec l'ovocyte. Elles sont séparées par une substance glyco-protéique visqueuse.

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G.Mabilleau

V. ASPECTS CINÉTIQUES DE L’OVOGÉNÈSE ET NOTION DE CYCLE OVARIEN

A) Aspects cinétiques

Plusieurs follicules primordiaux entrent en croissance quotidiennement → ils sortent de la réserve ovarienne.

MULTIPLICATION – CROISSANCE – MATURATION

Constitution d'un pool limité d'ovogonies au 6e mois de la vie fœtale qui donneront des ovocytes primaires. Période post-natale = entrée en croissance. Ce n’est qu’à la puberté que la croissance et la maturation folliculaire ainsi qu’ovocytaire seront complètes et conduiront à l’ovulation d’un gamète fécondable.

Folliculogénèse basale (on ne connait pas la durée précise) : Croissance du follicule et modification dans l’ovocyte. Indépendante de La LH et FSH, sans l’influence des gonadotrophines hypophysaires jusqu’à la taille de 5mm. Se fait sous l’influence de facteurs inhibiteurs (AMH synthétisé par granulosa) et facteurs stimulant (OSF) à l’équilibre. Ces facteurs circulent entre l’ovocyte et le cumulus oophorus par des signaux paracrines ou par les GAP jonctions.

Folliculogénèse terminale (à partir de 5mm) : Développement du follicule et croissance dépendant des gonadotrophines → phase de maturation des ovocytes (acquisition de la capacité à soutenir le développement embryonnaire). La FSH agit sur les cellules de la granulosa et la LH sur celles des thèques. Les gonadotrophines permettent la synthèse des stéroïdes ovariens (Œstradiol et progestérone) et ont également un rôle de rétrocontrôle négatif sur l’axe hypothalamo-hypophysaire. Les hormones n’agissent que sur cette phase. La folliculogénèse terminale s’achève par l’ovulation.

DURÉE

On pense qu’il faut environ 5 mois à un follicule pour sortir de la réserve (selon des études de greffes ovariennes). En revanche, on sait que pour passer de la formation de l’antrum, jusqu’à l’ovulation (stade du follicule de Graff), il faut 65 jours (constant).

La folliculogénèse dure plusieurs années, de la vie fœtale jusqu'à l'ovulation. Cependant elle est variable en

fonction des femmes car la puberté et la ménopause n'arrivent pas à la même période (puberté à environ 12 ans et ménopause à environ 50 ans).

L’entrée des follicules en croissance se fait par vague, sous l’action de cellules folliculaires (en particulier les

TGF-β ; GDF9 et BMP5).

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G.Mabilleau

Il y a une très longue période de blocage où l’ovocyte, en prophase de M1, est contenu dans un follicule

primordial. Ces follicules primordiaux vont démarrer leur croissance par vagues successives sous l’influence de facteurs locaux : 15 follicules par jour pendant l'adolescence puis 4 follicules par jour à partir de 40 ans. Le temps global pour passer du follicule primaire au follicule mûr est plus ou moins incertain. Il est sans doute de quelques mois.

Quand le follicule atteint 100 µm, on parle de follicule secondaire. Il se passe alors 70 jours jusqu'au stade follicule tertiaire (300 µm, apparition d’une cavité).

Quand un follicule entre dans un cycle ovarien (28 jours, l'ovulation ayant lieu au 14e jour), on passe alors de

l'ovocyte bloqué en prophase de M1, à la 2e division de méiose (1er globule polaire expulsé). Du stade de follicule secondaire à l'ovulation, il se passe 70 jours + 14 jours, ce qui donne 84 jours = 3mois.

S'il y a fécondation, l'ovocyte continuera sa méiose. Au contraire, si la fécondation n'a pas lieu, la croissance s'arrête à ce stade.

Jusqu’à l’ovulation, on parle de cycle folliculaire. Après, on parle de phase lutéale. Environ 12 follicules sont recrutés à chaque cycle.

RENDEMENT

Il est nettement plus faible que chez l'homme : - Inégalité dans la durée des divisions, - Absence de maintien du pool d'ovogonies souches, - Phénomène d'atrésie (épuisement progressif du stock) pendant :

→ La vie fœtale → L'enfance → La période d'activité génitale

Seulement quelques centaines d'ovocytes seront ovulés. A raison de 1 par mois de 12 à 50 ans → 12 x 40 = 480 ovocytes pourront être ovulés. Seulement quelques-uns termineront leur méiose (s’il y a eu fécondation) et deviendront des ovules qui donneront des enfants (sauf fausses-couches). L'ovogenèse ne se termine donc pratiquement jamais.

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B) Cycle ovarien

Pendant la période d'activité génitale, la production

des gamètes et des hormones qui la conditionnent est cyclique : cycle ovarien. Préalable : croissance sous l’effet de facteurs locaux

- Autocrines, agissent sur la cellule les produisant - Paracrines, agissent sur les cellules voisines, sécrétés

par l’ovocyte et les cellules folliculaires. Les follicules antraux possèdent des récepteurs aux gonadotrophines et entrent dans le cycle ovarien qui dure 28 jours. Ce cycle comprend deux phases de longueur équivalente séparées par l’ovulation (libération d'un seul ovocyte). Le début des règles signe le début du cycle.

→ Phase folliculaire du 1er au 14ème jour = croissance terminale du follicule :

- Recrutement de plusieurs follicules antraux - Sélection d’un seul follicule à partir du 5ème jour (les

autres entrent en atrésie) - Dominance, le follicule sélectionné atteint sa

maturité.

→ Ovulation au 14ème jour = le follicule se rompt.

→Phase lutéale du 14ème au 28ème jour = le follicule déhiscent richement vascularisé se transforme en corps jaune et a une fonction endocrine jusqu'à la fin du cycle.

o S’il n’y a pas de fécondation : le corps jaune devient atrétique.

o S’il y a fécondation : on parle de corps jaune gestationnel, maintenu pendant une partie de la gestation sous l’influence des gonadotrophines chorioniques élaborées par le placenta.

RÉGULATION HORMONALE

La GnRH est secrétée par l’hypothalamus de façon pulsatile.

Elle agit sur l’hypophyse qui sécrète à son tour de la LH

et de la FSH, 2 hormones agissant sur l’ovaire qui va lui-même sécréter des œstrogènes (œstradiol) et de la progestérone (peuvent être retrouvées dans le sang) mais aussi de l’inhibine. L’œstradiol, la progestérone et l’inhibine effectuent un rétrocontrôle négatif sur l’axe hypothalamo-hypophysaire (freinent la sécrétion de GnRH, par conséquent, celle des gonadotrophines).

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PHASE FOLLICULAIRE Première partie : la FSH (en synergie avec la LH) agit sur la croissance folliculaire. Les follicules recrutés

secrètent de l’inhibine B et de l’œstradiol (la thèque interne synthétise des androgènes et la granulosa les transforme en œstradiol = aromatisation). On a un pool de follicules qui deviennent sensibles à la FSH, ils sont donc recrutés sous l’action de la LH et de la FSH, ce qui conduit à la production d’œstradiol synthétisé par les follicules.

Deuxième partie : l’œstradiol et l’inhibine B dont le taux a augmenté exerce un rétrocontrôle négatif sur le

complexe hypothalamo-hypophysaire ce qui entraine une baisse de la FSH. Cette baisse de FSH explique le phénomène de sélection, de dominance, c’est-à-dire que le follicule

dominant détourne la FSH à son profit et croît un peu plus vite que les autres. La FSH restante est captée par le follicule sélectionné; il n'y a pas assez de FSH pour permettre la croissance de tous les follicules recrutés, on observe alors une atrésie folliculaire.

Il y a ensuite une augmentation de la sécrétion d’œstradiol par le follicule dominant : ce pic d’œstradiol (E2) exerce un rétrocontrôle positif sur l’axe hypothalamo-hypophysaire et déclenche un pic de FSH et LH (= pic ovulatoire) provoquant l’ovulation 36 heures après le pic de gonadotrophines.

PHASE LUTEALE

Le follicule déhiscent se restructure en corps jaune qui, sous influence de LH, secrète : - De la progestérone (granulosa), - De l’œstradiol - De l'inhibine qui exerce un rétrocontrôle négatif → « chute » de FSH et LH. - Des prostaglandines et de l’ocytocine

À la fin, s’il n’y a pas de grossesse, on observe une lutéolyse (involution du corps jaune) entrainant une chute de la stéroïdogenèse (progestérone, œstradiol) et de l’inhibine B. Il y a une diminution du rétrocontrôle négatif (moins d’inhibine B), on constate alors une remontée de FSH, c’est le début de cycle ovarien suivant.

AU NIVEAU CELLULAIRE :

Au cours de la phase folliculaire, il y a une double action entre les cellules des thèques et les cellules folliculaires. La thèque synthétise des androgènes à partir du cholestérol. Ces androgènes sont ensuite transformés en œstradiol par la granulosa (=aromatisation).

En phase lutéale, les petites cellules lutéales sécrètent de l’œstradiol et les grandes cellules lutéales sécrètent de la progestérone.

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CYCLE MENSTRUEL

La paroi de l’utérus est tapissée par l’endomètre. Le cycle ovarien a une répercussion sur cette muqueuse qui subit d’importantes variations d'épaisseur et d'organisation, on parle de cycle menstruel. En début de cycle, on observe une desquamation (car plus d’hormones), élimination de sang et de débris endométriaux, ce sont les règles.

Puis, sous l’influence des œstrogènes et de la progestérone, il y a une régénération, prolifération, transformation glandulaire et des sécrétions dans le but de préparer la nidation de l’embryon. En cas de non implantation, c’est la lutéolyse, la chute d’œstradiol et de progestérone entraine une hémorragie de privation (= règles), correspondant au début du cycle suivant.

C) Conclusion

L’ovogénèse commence dans l’ovaire fœtal et se termine entre la puberté et la ménopause par la production, une fois tous les 28j, d’un gamète fécondable. C’est la transformation d’une cellule souche en une cellule prête à être fécondée = ovocyte secondaire (bloqué en MII).

→Processus discontinu = Comprend une longue période de blocage ou l’ovocyte en PI est contenu dans un follicule primordial →Durée variable (puberté 12ans en moyenne / ménopause 50ans en moyenne) →Limité dans le temps (ménopause) →Incomplet le plus souvent : l’ovocyte ovulé en MII ne termine sa méiose que s’il est fécondé par un spermatozoïde

L’ovocyte est très différent du gamète masculin :

- Il n’a pas terminé sa méiose, c'est un ovocyte secondaire à n chromosomes et 2 chromatides, bloqué en métaphase II.

- Absence du maintien du pool d’ovogonies souches - Phénomène d’atrésie (seulement quelques centaines ovulées, seul quelques-uns finiront la méiose) - Cellule immobile et relativement inerte sur le plan métabolique. Beaucoup plus grosse que le spermatozoïde

mais remplie de réserves. - Cellule surchargée de réserves d'ARN permettant l’autonomie des premiers stades embryonnaires. - Il est pourvu de membranes conditionnant sa rencontre avec un spermatozoïde et la reconnaissance entre les

espèces - Rendement plus faible

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G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

I. RAPPELS : ORGANES GÉNITAUX ET VOIES GÉNITALES FÉMININES ➢ Anatomie de l’appareil génital

+++

➢ Ovaires = 2 fonctions : o Exocrine (production de

gamètes = ovocytes) o Endocrine (sécrétion

d'hormones sexuelles = œstradiol et progestérone)

II. LES FOLLICULES

OVARIENS

➢ Les différents stades de la folliculogénèse et leur taille ➢ Région corticale/médullaire

III. LES PHASES DE L’OVOGÉNÈSE

➢ Multiplication ➢ Croissance ➢ Maturation

➢ OMI ➢ MPF ➢ CSF

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IV. L’OVOCYTE HUMAIN LORS DE L’OVULATION

➢ Ovocyte + ZP = 120 µm

➢ Ovocyte + ZP + enveloppes = 2 à 3 mm

V. ASPECTS CINÉTIQUES DE L’OVOGÉNÈSE ET NOTION DE CYCLE OVARIEN

L’ovocyte est très différent du gamète masculin :

- N’a pas terminé sa méiose : c'est un ovocyte secondaire, n chromosomes, 2n chromatides, bloqué en métaphase II.

- Cellule Immobile et relativement inerte sur le plan métabolique.

- Surchargé en ARN → autonomie des premiers stades embryonnaires.

- Pourvu d'enveloppes conditionnant sa rencontre avec un spermatozoïde

Comprendre régulation hormonale → schéma+++

GnrH/LH/FSH/Oestradiol/progesterone/inhibine ➔ Connaître leurs rôles ➔ Rétrocontrôle négatif/positif

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QCM 1– PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) La lignée germinale désigne uniquement les gamètes. B) La méiose est une succession de deux divisions cellulaires (M1 Réductionnelle et M2 Équationnelle). C) Chez la femme, la méiose a une durée de 24 jours. D) La méiose est à l'origine d'une diversité des cellules filles grâce aux brassages des allèles parentaux dans les

gamètes : c’est ce qu’on appelle le brassage intra-chromosomique. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.


A) La cryptorchidie est une sorte d’ectopie testiculaire. B) Les canaux déférents partent du rete testis et constituent l’épididyme. Ils confluent en un canal unique : le canal

épididymaire qui donne ensuite le canal efférent abouchant dans l’urètre. C) Lors de la phase de multiplication, une spermatogonie Ad donne une spermatogonie Ap par méiose. D) Le centriole proximal a un développement classique qui va donner 9 triplets de microtubules qui joueront un rôle

important dans les divisions du futur zygote. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.


A) L’ovaire a deux fonctions : exocrine (hormones sexuelles) et endocrine (gamètes). B) Le follicule est un ovocyte bloqué en anaphase de M1. C) Les follicules de Graaf mesurent environ 200 µm. D) La zone pellucide est composée de 2 glycoprotéines. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Exercice 1 :

Complétez le texte avec les mots correspondants

Les ovaires se trouve dans la cavité …………. Ils mesurent ……………, ils restent à la température centrale et

sont le lieu de production d'………….. (gamètes de la femme).

Les trompes utérines (ou de ………….) mesurent environ ……….., sont constituées d'un …………… (départ des

ovocytes) qui n'est pas en contact direct avec l'ovaire, d'une ……………… (renflée), de l’…………… ………….. et d'une

…………….. ………………. (myomètre).

Exercice 2 :

Donnez les définitions des mots suivants

Ovogénèse : Gamète : Tératospermie :

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Exercice 3 :

Reliez ces schémas aux phases correspondantes

Exercice 4 :

Complétez le tableau suivant

Phase Évènement Durée

Vie embryonnaire - ………………………………………………………………. - Multiplication par mitose donnant les spermatogonies


Puberté (multiplication) - Spermatogonie Ad donne spermatogonie Ap - ………………………………………………………………

/ → 18j

………………………………… - Chaque spermatogonie B donne 2 spermatocytes I - Croissance des spermatocytes I lors de M1 (qui aboutit

aux spermatocytes II)

→ 9j → ……..

Puberté (maturation) - M2 aboutit aux spermatides → ………

Puberté (différenciation) - ………………………………………………………………. → 23j

Exercice 5 :


Le cycle de fabrication des spermatozoïdes est de ………….., moment où ils arrivent à la lumière des tubes séminifère. On peut ajouter la durée du transit dans le tractus génital masculin va prendre ……………... Ainsi, la production des spermatozoïdes à partir des spermatogonies souches pour se trouver dans un éjaculât prend ………

D) Leptotène

B) Zygotène

C) Pachytène

A) Diplotène

E) Diacinèse

1 2

3

4

5

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Exercice 6 :


Les gonocytes primordiaux apparaissent dans la paroi de la …………... …………….., proche de l’…………… (future vessie) au ……….e jour de vie de l’embryon (3ème semaine de vie embryonnaire)

-Ces cellules migrent pendant …………………… : colonisation des ………… ………… (futures gonades -> testicules ou ovaires) = partie interne du corps de ………... Ces cellules se multiplient et s’entourent de cellules ……………………….


A) Au stade diplotène on observe la disparition des éléments du complexe synaptonémal. B) Au stade de la diacinèse, on observe une condensation maximale des chromosomes. C) La gamétogénèse mâle est discontinue. D) La gamétogénèse femelle est complète. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.


A) Les testicules ont une température égale à celle du corps pour garantir leur bon fonctionnement. B) On dénombre environ 300 lobules par testicules. C) Les cellules de Sertoli jouent un rôle central dans la barrière hémo-testiculaire. D) L’acrosome contient de la hyaluronidase. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.


A) Le pool de réserve en ovogonie est de 7 millions par ovaires au 6ème mois de vie embryonnaire. B) Les follicules primaires sont entourés d’une seule couche de cellules folliculeuses cubiques. C) La première couche, irrégulière, bordant l’ovocyte se nomme la corona radiata. D) La seconde couche, régulière, bordant l’ovocyte se nomme le cumulus oophorus. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

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A) FAUX, elle désigne aussi leurs précurseurs B) Vrai C) Faux, chez la femme la méiose peut durer plusieurs années, mais pour l’homme c’est vrai D) Faux, brassage intER-chromosomique E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Réponse B


A) Vrai B) Faux, attention inversion entre efférent et déférent C) Faux, par MITOSE D) Vrai E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Réponse A et D


A) Faux, attention parenthèses inversées B) Faux, PROphase C) Faux, attention aux unités 200mm D) Faux de 4 ! E) Vrai, Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Réponse E

Exercice 1 :


Les ovaires se trouve dans la cavité pelvienne. Ils mesurent 3 cm x 2 cm, ils restent à la température centrale

et sont le lieu de production d'ovocytes (gamètes de la femme).

Les trompes utérines (ou de Fallope) mesurent environ 10 cm, sont constituées d'un pavillon (départ des

ovocytes) qui n'est pas en contact direct avec l'ovaire, d'une ampoule (renflée), de l’isthme tubulaire et d'une portion

interstitielle (myomètre).

Exercice 2 :

Donnez les définitions des mots suivants

Ovogénèse : transformation d'une gonie (cellule souche) en une cellule prête à être fécondée (ovocyte). Gamète : cellules de la lignée germinale (également appelés cellules sexuelles, ou encore germen). Tératospermie : Anomalie de morphologie des spermatozoïdes.

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Exercice 3 :

Exercice 4 :

Complétez le tableau suivant

Phase Évènement Durée

Vie embryonnaire - Multiplication des gonocytes primordiaux - Multiplication par mitose donnant les spermatogonies



/ → 18j

Puberté (croissance) - Chaque spermatogonie B donne 2 spermatocytes I - Croissance des spermatocytes I lors de M1 (qui aboutit

aux spermatocytes II)

→ 9j → 23j


Puberté (différenciation) - Spermiogénèse → 23j

Exercice 5 :


Le cycle de fabrication des spermatozoïdes est de 74 jours, moment où ils arrivent à la lumière des tubes séminifère. On peut ajouter la durée du transit dans le tractus génital masculin va prendre 2 à 15 jours. Ainsi, la production des spermatozoïdes à partir des spermatogonies souches pour se trouver dans un éjaculât prend 3 mois.

Exercice 6 :


Les gonocytes primordiaux apparaissent dans la paroi de la vésicule vitelline, proche de l’allantoïde (future vessie) au 21e jour de vie de l’embryon (3ème semaine de vie embryonnaire)

Ces cellules migrent pendant 3 semaines : colonisation des crêtes génitales (futures gonades → testicules ou ovaires) = partie interne du corps de Wolff. Ces cellules se multiplient et s’entourent de cellules mésenchymateuses.

Leptotène Zygotène Pachytène Diplotène Diacinèse

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A) Vrai B) Vrai C) Faux, continue D) Faux, le plus souvent incomplète puisqu’elle n’aboutit pas à chaque fois à une fécondation. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Réponse A et B


A) Faux, 2-3 degrés de différence B) Vrai C) Vrai +++ D) Vrai E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Réponse B, C et D


A) Faux, attention 7M pour les deux ovaires. B) Vrai C) Faux, régulière D) Faux, irrégulière E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

Réponse B

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G.Mabilleau

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G.Mabilleau

Chapitre 2 - Période pré-

morphogénétique du

développement (1ère semaine) COURS N°4 – 5 : LA FECONDATION

C'est la rencontre puis la fusion du gamète féminin et masculin. Ils vont constituer une cellule souche

diploïde et totipotente (donne l’ensemble des cellules de l’organisme) : le zygote. Ce dernier a une existence

fugace, brève.

Pour que cette fécondation ait lieu, il faut que les 2 gamètes aient atteint un degré de maturité suffisant,

qu’ils soient devenus aptes, compétents pour la fécondation. Il faut que les gamètes mâle et femelle soient matures.

I. LA FECONDATION DANS LES CONDITIONS NORMALES

Elle se déroule dans l’ampoule tubaire, plus

particulièrement à la partie distale de la trompe (au bout de la

trompe, proche de l’ovaire) = au tiers externe de la trompe.

La rencontre des gamètes à ce niveau nécessite au préalable

le déroulement d'étapes particulières. Ces étapes ont lieu de

manière concomitante chez le spermatozoïde et l'ovocyte.

A) Préparation à la fécondation Il s'agit :

- Du transit des spermatozoïdes dans les voies génitales féminines

- De la capacitation des spermatozoïdes

- De la maturation ovocytaire

1- LE TRANSIT DES SPERMATOZOÏDES DANS LES VOIES GENITALES

La fécondation a lieu dans l’ampoule tubaire : les spermatozoïdes vont devoir remonter la quasi-totalité des

voies génitales féminines.

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G.Mabilleau

Ce n’est pas un simple transit : les spermatozoïdes sont en contact avec les divers milieux du tractus génital féminin

(glaire cervicale, liquide utérin et liquide tubaire) qui lui permettent de franchir ces étapes. Les effets de ces milieux

ont pour but de :

- Les débarrasser du liquide séminal

- Les sélectionner

- Réguler leur nombre

- Les capaciter (les rendre fécondants)

a) Traversée du col utérin (partie basse de l’utérus)

• Ejaculation : les spermatozoïdes sont déposés dans la cavité vaginale. Le liquide séminal est coagulé. Il

faut environ 20 min pour que l’éjaculat se liquéfie. Suite à la liquéfaction les spermatozoïdes sont en

contact avec le milieu vaginal acide. Par conséquent ils se dirigent rapidement vers le col utérin plus

propice à leur survie. Ils pénètrent donc dans la glaire cervicale.

• Franchissement de la glaire cervicale :

- Première barrière physiologique régulatrice. - Glaire cervicale = mucus glycoprotéique sécrété par les glandes du col utérin

- Hydrogel doté de plusieurs caractéristiques : filance, élasticité, viscosité, pH et cristallisation. - La glaire cervicale est constituée de « fibres » réseau de mailles (fibrille) plus ou moins serrées et

orientées. Elle s’organise en feuillets. - Les caractéristiques morphologiques physico-chimiques varient en fonction du cycle ovarien, elles

sont optimales lors de l’ovulation. - Les spermatozoïdes ne peuvent traverser la glaire cervicale que pendant une courte période péri

ovulatoire.

- Rôles :

→ Filtration, seulement 2 % des spermatozoïdes éjaculés passent dans la cavité utérine, elle trie ceux qui sont

anormaux.

→ Flux, les cryptes de la muqueuse du col utérin augmentent les chances de rencontre avec l’ovocyte en

immobilisant les spermatozoïdes pendant 48 heures et en les libérant progressivement.

→ Protection, présence de polynucléaires (globules blancs), bactéries…

→ Participation à la capacitation +++, avec l’élimination du plasma séminal (liquide séminal)

→ Constitue un milieu favorable à la survie des spermatozoïdes, pH est favorable (moins acide que la cavité

vaginale, riche en glucose.

- Une mauvaise glaire ou glaire hostile peut être à l’origine d’une infertilité appelée infertilité

cervicale. Elle représente 10 % des causes d’infertilité. Elle peut être due à un dérèglement du cycle

chez la femme ou à la présence d’anti corps anti-spz ce qu’entraine une immunisation contre les spz.

- L’étude de la glaire en période ovulatoire fait partie du bilan d’infertilité :

→ Test de Hühner (autour de l’ovulation 12h après un rapport sexuel, on regarde le comportement, le

mouvement des spermatozoïdes dans la glaire)

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G.Mabilleau

→ Score d’Insler (juste après l’ovulation). Il permet d’évaluer les caractéristiques physico-chimiques et

morphologiques de la glaire cervicale.

b) Transit utéro-tubaire

Pour aller jusqu’au lieu de la fécondation (ampoule tubulaire), les spermatozoïdes doivent traverser la cavité utérine

en direction de la trompe, de l’ostium uterinum. Ils franchissent ce 2ème barrage rapidement en 30min/1h.

Progression :

- Par leurs propres battements flagellaires (permet d’avancer)

- Par les battements des cils de l'épithélium de la cavité utérine puis des trompes (cellules ciliées + cellules simples prismatiques)

- Par les contractions utérines qui permettent la remontée des spermatozoïdes (dues aux

prostaglandines présentes dans le liquide séminal de l’éjaculat)

- Par l’expression à la surface du spermatozoïde de molécules régulatrices (protéines)

Exemple d’épithélium cilié

Pendant ce transit, les pertes de spermatozoïdes sont nombreuses : glandes de l'endomètre, phagocytose (par les

macrophages).

Environ 200 spermatozoïdes arrivent au niveau de l'ampoule tubaire. Sur un éjaculat de 39 millions environ.

c) La capacitation

Pendant le transit (glaire cervicale et utéro-tubaire), on observe des modifications essentielles à la fécondation =

capacitation :

- Phénomène décrit en 1952

- « Expression », acquisition du pouvoir fécondant

- Fragilisation (augmentation de la perméabilité et de la fluidité) de la membrane plasmique du

spermatozoïde par une série de transformations se produisant dans les voies génitales féminines.

La capacitation proprement dite est liée au taux d'hormones circulantes dans l’utérus et dans les trompes.

• L’élimination du liquide séminal - Permet la capacitation des spermatozoïdes - Phénomène réversible, le liquide séminal décapacite les spz, donc si on les remet dedans ils se décapacitent

à nouveau.

• Mécanismes en jeu : - Modifications des protéines de la membrane plasmique :

→ Elimination des protéines de revêtement qui bloquaient les capacités de fécondation (venant de

l’épididyme et des glandes annexes) par les glycosaminoglycanes et l’albumine.

→ Elimination des résidus glucidiques des protéines membranaires (enzymes)

- Perte du cholestérol membranaire :

→ Agent de rigidification de la membrane

→ Éliminé par l’albumine et les lipoprotéines = accepteurs de cholestérol

→ Fluidification : la membrane devient fusiogène, instable

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G.Mabilleau

→ Entrée massive de Ca2+ dans le spermatozoïde

• Conséquences :

- Préparation à la réaction acrosomique au contact de la ZP

- Libération des sites de reconnaissance = récepteurs sur la zone pellucide et la membrane plasmique de

l’ovocyte

- Mouvement hyperactif avec une trajectoire en étoile

Lors d’une fécondation in vitro (FIV) le spz utilisé doit être capacité. On mime donc in vitro ce qu’il se passe in vivo

grâce à des centrifugations sur gradient permettant la sélection et la capacitation.

2- PREPARATION DE L’OVOCYTE A LA FECONDATION

Cette préparation correspond à la maturation ovocytaire terminale. Elle se produit après la décharge ovulante de

gonadotrophines (pic de LH et FSH), dans les 36 heures précédant l’ovulation. Elle a donc lieu entre la décharge

ovulante et l’ovulation.

Elle correspond à 2 grandes étapes :

- La maturation nucléaire : reprise de la méiose (M1 à la M2) ovocyte toujours bloqué en MIP1 diplotène

- La maturation cytoplasmique : acquisition de l’aptitude à être fécondé et soutenir le démarrage du développement embryonnaire (des divisions)

• Avant le pic de LH

L’ovocyte est bloqué en prophase I (noyau = vésicule germinative). Les cellules de la corona radiata et du cumulus

forment une masse visqueuse autour de l'ovocyte

• Après pic de LH, avant ovulation (pendant les 36 heures) :

Les cellules de la corona radiata s'écartent les unes des autres et de l’ovocyte. Elles retirent leurs gaps jonction

(projections trans-zonal) entre les cellules de la corona radiata et l’ovocyte. C’est à ce moment que l’ovocyte

reprend sa méiose.

a) Reprise de la méiose = Maturation nucléaire • Avant le pic de LH

La méiose est bloquée sous l’action des OMI (Ovocyte Meiosis Inhibitor) atteignant les ovocytes par l’intermédiaire

des cellules de la corona radiata grâce aux projections trans-zonales. OMI atteignent l’ovocyte → L’AMPc augmente

→ active une protéine kinase A → inhibe (bloque) la transformation du pré-MPF ovocytaire en MPF (Meiotic

Promoting Factor qui permet de reprendre la méiose) → la méiose n’avance pas.

• Pic de LH

Il entraine une dissociation des cellules de la corona radiata et de l’ovocyte. Les OMI ne peuvent donc plus atteindre

l’ovocyte. Le taux d’AMPc chute, la protéine kinase A n’est plus activée. Il y a une levée de l’inhibition du pré-MPF.

Ainsi le pré-MPF ovocytaire peut se transformer en MPF. Ce dernier peut promouvoir la reprise de la méiose. Le MPF

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G.Mabilleau

permet la dissolution de la membrane nucléaire et la mise en place du fuseau nucléaire. L’ovocyte passe de la

prophase 1 à la métaphase 2.

- Rupture de la vésicule germinative → métaphase II (expulsion du 1er globule polaire). - L’ovocyte est rebloqué en métaphase II par le MSF (Meiotic Stabilizing Factor), composé de 2 sous-unités : 1

régulatrice et 1 catalytique - Explications : Lorsque le MPF est actif, il entraine la division cellulaire. Une fois qu’il a rempli son rôle, une sous-

unité est détruite et la division se termine. Cette sous-unité est de nouveau synthétisée ce qui entraine une nouvelle division. Lors de la méiose, l’ovocyte qui est bloqué en prophase de M1 subit le stimulus de maturation correspondant au pic de gonadotrophines. Cela entraine la dissolution de la membrane nucléaire, la formation du fuseau métaphasique et ainsi la reprise de la méiose grâce à MPF. Puis la deuxième division de méiose commence, cette fois-ci le facteur CSF empêche la dégradation de la sous-unité, elle ne peut pas être resynthétisée ce qui entraine le blocage en métaphase de 2ème division de méiose.

b) Maturation cytoplasmique

- Migration des granules corticaux sous la membrane plasmique en 2 ou 3 couches régulières.

- Migration des autres organites dans le cytoplasme (Golgi, mitochondries) qui se placent en position

périnucléaire.

- Modifications de la membrane plasmique : en regard du fuseau métaphasique, les microvillosités

disparaissent, les filaments d'actine s'épaississent, s’accumulent sous la membrane. C'est là que se

localiserait la protéine (MSF) qui maintient le fuseau en M2.

- Dernière synthèse : MPGF (Male Pronucleus Growth Factor) qui permet décondensation du noyau

spermatique après la fécondation.

Cette maturation ovocytaire est essentielle à la qualité ovocytaire et à la qualité de la fécondation. C’est un

phénomène encore mal connu : on n’a aucun moyen pour évaluer la qualité de la maturation d’un ovocyte.

3- OVULATION ET TRANSIT OVOCYTAIRE

Le follicule mûr réagit à la décharge ovulante de LH & FSH : action sur les thèques et sur les cellules folliculeuses.

L’antrum a énormément grossit.

3 phénomènes permettent la libération de l’ovocyte (complexe cumulo-ovocytaire) :

- Hyperpression intra-folliculaire exercée par le liquide folliculaire

- A l’apex, production locale de métalloprotéinases qui dégradent la matrice extra-cellulaire (MEC)

- Contraction des myofibroblastes autour du follicule (permet la percée du follicule)

Le follicule se rompt à l’apex = ovulation (métaphase 2)

Perforation en un point précis, le stigma → le liquide folliculaire s’écoule à cet endroit → entraine le complexe

cumulus-ovocyte à la surface de l’ovaire → captation par les franges du pavillon → aspiration par la trompe →

glissement du complexe cumulo-ovocytaire dans la trompe.

Ce complexe glisse en sens inverse par rapport aux spz. Avant l’ovulation les cils bougent dans un sens pour emmener

les spz vers le lieu de la fécondation. Mais après l’ovulation, quand il s’agit d’aider l’embryon à descendre vers l’utérus,

le mouvement des cils va s’inverser sous l’effet des hormones de la seconde partie du cycle.

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Il se fait par :

- Battements ciliaires de la muqueuse tubaire

- Contractions musculaires

- Différence de pression entre le pavillon et l’ampoule

4- LES DELAIS : PERIODE DE FECONDABILITE

L’ovocyte a une courte durée de vie : c'est une grosse cellule (120 µm) en attente, relativement inerte sur le plan

métabolique avec une faible activité de synthèse. La durée de vie du spermatozoïde est théoriquement plus

longue : 3 jours voire plus. L’ovocyte est en principe fécondable 24 heures après l’ovulation alors que les

spermatozoïdes gardent leur pouvoir fécondant 72 heures en moyenne. Période de fécondabilité théorique de 72

h avant l’ovulation à 24 h après l’ovulation.

Un rapport sexuel a donc des chances d’être fécondant 72h avant l’ovulation et jusqu’à 24h après l’ovulation = période

de 4 jours. Attention l’ovulation est très théorique, de plus certains spermatozoïdes résistent très longtemps. Il y a

donc une grande variabilité.

B) Le site de la fécondation

Au tiers externe de la trompe, dans l’ampoule tubaire. Normalement, après avoir été

aspiré par le canal tubaire, l’ovocyte est bloqué par une striction (une contraction de

la paroi de la trompe) au niveau de la jonction ampullo-isthmique (lieu de la

fécondation). Cette striction de la paroi est créée par le climat hormonal. Elle suffit à

arrêter l'ovocyte (complexe cumulo-ovocytaire) mais pas les spermatozoïdes qui

passent ce barrage.

C) Les différents stades de la fécondation

La fécondation correspond à la fusion entre un spermatozoïde et un ovocyte : formation d'une cellule souche

diploïde et totipotente = le zygote. La fécondation présente 6 stades théoriques se déroulant de façon continue (=

concomitance) et sans arrêt. Elle aboutit à la première division de segmentation.

-Traversée du cumulus -Fin de la méiose et formation des pro-noyaux -Interaction avec la ZP (zone pellucide) -Réplication de l’ADN + rapprochement des pro-noyaux -Fusion des gamètes et activation ovocytaire -Première division de segmentation (mitose)

Temps 0 = rencontre entre le complexe cumulo-ovocytaire et les spermatozoïdes.

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1- TRAVERSEE DU CUMULUS

Attraction des spermatozoïdes par les molécules chémo-attractives du complexe cumulo-ovocytaire provenant du

liquide folliculaire. Les cellules du cumulus oophorus constituées des cellules de la granulosa (3 000 à 6 000) sont

liées par de l’acide hyaluronique et des granules protéiques.

Les spermatozoïdes arrivent, quelques 100aines sont piégés par le complexe cumulo-ovocytaire. Seuls les

spermatozoïdes qui ont été capacités peuvent pénétrer dans ce complexe. La matrice extracellulaire est dispersée

par deux isoformes de la hyaluronidase (Hyal 5 et PH-20) qui dissolvent l’acide hyaluronique. Certains

spermatozoïdes font leur réaction acrosomique mais pas le spermatozoïde fécondant. En effet, lorsqu’ils sont

bloqués dans le cumulus, certains spz vont directement faire leur réaction acrosomique et vont libérer le contenu de

leur acrosome = la hyaluronidase. Cela participe à la dissolution de l’acide hyaluronique liant les cellules du cumulus

oophorrus.

But = dissociation de la matrice extra-cellulaire → rétractation du cumulus → spz fécondant s’approche de la zone

pellucide, il n’a pas encore libéré son contenu acrosomique.

Différences in vivo/in vitro :

- In VIVO : seuls les spermatozoïdes capacités pénètrent le cumulus - In VITRO : certains spermatozoïdes libèrent le contenu de leur acrosome (hyaluronidase…) = dissolution de

la matrice hyaluronique = dissociation des cellules du cumulus qui permet le passage du spermatozoïde fécondant (acrosome intact)

2- INTERACTION AVEC LA ZONE PELLUCIDE

a) Fixation à la zone pellucide

Il s’agit du contact entre la partie apicale de la tête du spermatozoïde et la zone pellucide. La cible du spz est la

partie glucidique de ZP3. Cette fixation va entrainer une cascade d’évènements calcium dépendante conduisant à

la réaction acrosomique du spz fécondant.

b) Réaction acrosomique

Il y a un gonflement du spermatozoïde. Puis fusion de la membrane plasmique du spz avec la membrane externe

de l’acrosome. Cela entraine la formation de vésicules et la libération du contenu de l’acrosome (hyaluronidase).

/!\ Ce n’est qu’au contact de la zone pellucide que le spz fécondant fait sa réaction acrosomique

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• Libération des enzymes acrosomiales (hyaluronidase, acrosine) : - Modification de la zone pellucide - Modification de la zone équatoriale du spermatozoïde (préparation à la fusion) - Libération des récepteurs de la membrane acrosomique interne du spz - Elle ne peut se faire que sur un spermatozoïde capacité.

• Le spz est maintenant délimité par la membrane interne de l’acrosome uniquement. Mais il reste un fragment

de membrane plasmique dans la région post-acrosomiale appelé la cape post-acrosomiale permettant la fusion avec l’ovocyte ultérieurement.

• Nécessite la capacitation préalable et du Ca2+. C’est un phénomène irréversible.

• Liaison secondaire à la zone pellucide : encrage du spermatozoïde par ZP2 = protéines de la membrane acrosomique de la famille des CAM (Cell Adhesion Molecules).

c) Bases moléculaires

• La liaison des spermatozoïdes à la zone pellucide n’est probablement pas le résultat de l’action d’une seule molécule. Interaction de plusieurs molécules pour une efficacité maximale car le but est la survie de l’espèce. Il y a des systèmes redondants pour qu’en cas d’anomalie un autre système prenne le relais.

• La zone pellucide est une barrière interspécifique (les spz d’une espèce ne peuvent se fixer que sur un ovocyte de la même espèce).

d) Traversée de la zone pellucide

• Les spermatozoïdes traversent la ZP en biais, cela forme un tunnel qui se referme derrière eux. Si plusieurs entament cette traversée, 1 seul peut arriver dans l'espace péri-vitellin.

• Progression : - Mobilité propre (mouvements du spermatozoïde)

- Enzymes acrosomiales :

o N acétyl glycosaminidase

o Acrosine

o Hyaluronidase

3- FUSION DES GAMETES ET ACTIVATION OVOCYTAIRE

Le spermatozoïde est dans l'espace péri-vitellin et il se pose tangentiellement à la

membrane plasmique de l'ovocyte. Contact entre la région post-acrosomique du

spermatozoïde et la membrane plasmique de l’ovocyte. Au contact de la cape

acrosomiale, la membrane plasmique ovocytaire s'élargit : les protéines s'écartent et il

y a mise en commun des bicouches lipidiques membranaires. Les composants

spermatiques s'enfoncent ainsi progressivement dans le cytoplasme ovocytaire.

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a) Mécanismes moléculaires : ➢ Hémi-fusion

Le spermatozoïde possède des protéines qui font partie de la famille

ADAM : les disintégrines dont la fertiline est la principale. Elle possède

une activité protéasique. L'ovocyte possède des intégrines et d'autres

protéines (CD9, tétraspanines) plus ou moins spécifiques qui vont

s'associer pour favoriser la fusion des membranes. C'est donc un

processus multimoléculaire avec différents types de jonctions.

➢ Fusion

Sous la dépendance du couple IZUMO (spermatozoïde) et Juno

(ovocyte).

b) Activation de l’ovocyte :

La fusion entraîne l'activation de l'ovocyte mais il n'y a que le noyau et le centriole proximal du spermatozoïde qui

vont rentrer dans l'ovocyte. L’entrée du spermatozoïde dans le cytoplasme ovocytaire provoque :

- Une augmentation rapide, transitoire et brusque de la concentration en calcium. - Oscillation de la concentration de Ca2+

Cette entrée va modifier les flux de Ca2+ qui vont rentrer très rapidement dans l'ovocyte par le point de fusion des

membranes.

Cette entrée de Ca2+ n'est pas régulière, elle se fait par vagues donc la libération est périodique (toutes les 10 minutes

pendant plusieurs heures) selon un processus autocatalytique : CICR (Calcium Induced Calcium Release). Les

amplitudes, les fréquences des oscillations et la vitesse de libération varient selon les espèces. Elles sont déclenchées

par une protéine cytoplasmique du spermatozoïde : l'oscilline, qui sera aidée par une phospholipase C zéta.

c) Conséquences

Entrée de la phospholipase C zéta → transformation du PIP2 et IP3 →

action au niveau du réticulum endoplasmique → libération du Ca2+.

- Traduction des ARNs maternels et activité intense de la synthèse protéique

- Exocytose des granules corticaux dans l’espace périvitellin, la membrane plasmique et la zone pellucide est modifiée. La réaction corticale est un rempart contre la polyspermie.

- Reprise de la 2ème division méiotique : achèvement de la méiose

- Transition méiose/mitose (1ére division de segmentation)

4- FIN DE LA MEIOSE ET FORMATION DES PRO-NOYAUX MALE ET FEMELLE

• L'achèvement de la 2ème division méiotique est le signe de la fécondation, l'ovocyte possède alors 23

chromosomes. Cet achèvement entraîne l'expulsion d'un 2ème GP (aussi une cellule avortée, qui va dégénérer, le 1er étant éjecté avant l’ovulation) et la transformation de l'ovocyte en ovule.

• L’ovocyte contient un premier lot de 23 chromosomes à 1 chromatide : c’est le 2ème GP.

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• Pour le deuxième lot de chromosomes, la chromatine se

décondense et s'entoure d'une membrane nucléaire : il y a

formation d'un pronoyau ou pronucléus femelle, à la fin de la

télophase.

• Pour le spermatozoïde, on observe des modifications au niveau du

noyau qui a perdu sa membrane. En effet on remarque la

décondensation de sa chromatine, le remplacement des

protamines par des histones et la formation d'une nouvelle

enveloppe, c'est le pro-noyau mâle. C’est le phénomène inverse

de la spermiogénèse.

• Le zygote a donc deux pro-noyaux qui ont un diamètre compris

entre 20 et 30 µm.

5- REPLICATION DE L’ADN : RAPPROCHEMENT DES PRO-NOYAUX

Les 2 pro-noyaux, venant du père et de la mère, se sont formés dans des zones éloignées l'une de l'autre en région

corticale (périphérique) de l’œuf fécondé.

12 heures après l'entrée du spermatozoïde dans l'ovocyte (TO), il y a réplication de l'ADN dans chaque pro-

noyau, c'est la phase S.

Une fois la réplication effectuée, chaque pro-noyau migre vers le centre du zygote grâce aux contractions des

microfilaments cytoplasmiques. Ils prennent ensuite contact l’un avec l’autre.

Ils vont arriver en contact 18 heures après l'entrée du spermatozoïde, c’est le signal de la fécondation.

6- Première division de segmentation

Les pro-noyaux sont très proches mais ils ne fusionnent pas. On appelle ce moment l’amphimixie.

Chacun est le siège d’une prophase. Il y a individualisation des chromosomes dans chacun des pro-noyaux en

prophase qui évoluent séparément.

L’enveloppe nucléaire de chaque pro-noyau se désintègre et leurs chromosomes se disposent en métaphase sur

un fuseau mitotique achromatique nouvellement formé. On parle de syngamie (les chromosomes paternels et

maternels se disposent sur le même fuseau). Le fuseau provient très certainement du centriole proximal du

spermatozoïde qui fonctionne comme un centre d’organisation de microtubules.

A la fin de la fécondation, la première division de segmentation commence, c'est le début du développement

embryonnaire.

D) Conséquences de la fécondation

1- RETABLISSEMENT DE LA DIPLOÏDIE

Le zygote est l'association de deux pro-noyaux ce qui permet le rétablissement de la diploïdie, chaque pro-noyau

apportant un hémi-patrimoine génétique. n maternels + n parternels = 2n

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2- DETERMINATION DU SEXE DE L’INDIVIDU

Dans le sperme normal, on retrouve 54 % de spermatozoïdes portant un chromosome X et 46 % des

spermatozoïdes portant le chromosome Y donc théoriquement on devrait avoir plus de fille à la naissance.

Cependant le ratio à la naissance est proche de 1 donc il y aurait peut-être un avantage pour les spermatozoïdes Y

étant donné qu'ils vont plus vite (car plus léger). De plus, on remarque que la mortalité in utéro est plus importante

pour les fœtus féminins. Il y a donc une chance sur deux d'avoir une fille ou un garçon.

Se posent ensuite les questions du choix du sexe et les stratégies pour obtenir plutôt un gars ou une fille :

- Spéculations (lune, régime…)

- Méthodes « artisanales » reposant sur des observations

- DPI (diagnostic pré-implantatoire) : peut permettre d'avoir la certitude sur le sexe, interdit dans ces

circonstances là en France

• Le DPI comprend la réalisation d'une ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) et d'une biopsie. On obtient un blastomère d'un embryon au 2ème ou 3ème jour où il n'y a que 4 à 8 cellules.

- Pour prélever le blastomère, on perfore la zone pellucide et on l'aspire pour ensuite évaluer le caryotype

et déterminer le sexe (études génétiques).

→ Cela peut être nécessaire dans le cas de transmission de maladie génétique comme la mucoviscidose (études moléculaires).

→ De plus, des études chromosomiques peuvent se faire lors de fécondation in vitro pour voir s'il n'y a pas d'aneuploïdie.

- Aujourd’hui le DPI est utilisé que pour différencier les embryons pouvant être atteint d’une pathologie grave mais est INTERDIT pour choisir le sexe de l’enfant.

• Cependant, dans certains pays (USA) le sexage est autorisé. Lors de l'étude d'une cellule, indépendamment des maladies, on peut regarder le sexe et si les parents ne voulaient pas de fille alors il passe à un nouvel embryon.

• En France, le sexage est simplement autorisé pour éviter la transmission d'une maladie génétique récessive liée à l’X, qui ne s’exprime que chez le garçon. Chez la fille il y a 2 chromosomes X donc il y a une compensation.

• Le DPI permet le transfert sélectif d’embryons dépourvus d’une anomalie génétique donnée, évitant ainsi le recours à un diagnostic prénatal (DPN) avec interruption médicale de grossesse (IMG).

3- DIFFERENCE DES APPORTS PARENTAUX

Fécondation → créer un individu différent des 2 géniteurs.

Chacun des parents apporte des caractéristiques particulières ce qui forme un nouveau génome par recombinaison

génétique.

❖ L'apport mitochondrial se fait uniquement par la mère car elles sont moins nombreuses chez le père et se détruisent en même temps que le flagelle (rappel : le manchon mitochondrial fait partie du flagelle).

- Ovocyte = 200 000 mitochondries / Spz = 10 à 100 mitochondries - Transmission uni-parentale de l’ADNmt

❖ Complémentarité fonctionnelle des génomes paternels et maternels :

- On a réalisé des expériences animales sur un ovocyte en enlevant les pro-noyaux et en les remplaçants soit par 2 pro-noyaux maternels soit par 2 pro-noyaux paternels.

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- On croise 2 lignées hybrides. On obtient un premier zygote avec un pro-noyau femelle venant d’une souris

blanche et un pro-noyau mâle venant d’une souris marron. Inversement pour le 2ème zygote. On échange les pro-noyaux entre les zygotes.

- On obtient :

→ Un zygote porteur de 2 pro-noyaux mâles (blanc et marron) = embryon androgénote

→ Un zygote porteur de 2 pro-noyaux femelles (blanc et marron) = embryon gynégénote

→ Un zygote portant une composante pro-noyau mâle et une composante pro-noyau femelle mais en échangeant les couleurs = génomes bi-parentaux

- Conclusion : on observe la mort des 2 embryons androgénote et gynogénote. Quant aux 2 génomes bi-parentaux ils donnent des animaux bien portants. Un embryon ne peut donc évoluer que s’il comporte une composante maternelle et une composante paternelle. Certains gènes ne fonctionnent qui s’ils sont donnés par la mère et d’autres que s’ils sont donnés par le père.

Or on remarque qu'il y a nécessité de génomes différents pour qu'un individu soit vivant et fonctionnel.

❖ L’empreinte parentale - Certains gènes sont soumis à une empreinte épigénétique, c’est-à-dire qu’ils ont une marque apposée sur

l'ADN ou sur les protéines liées à l'ADN (exemple : méthylation de l’ADN) qui ne modifie pas la séquence

nucléotidique mais qui entraîne une modification de l'expression du gène concerné.

- On en connaît une centaine dans l'espèce humaine (les mêmes chez tout le monde = un seul allèle s’exprime

chez toute la population). Chez tous les individus c’est toujours le même allèle qui s’exprime alors que l’autre

est éteint du fait de ce marquage. La conséquence d'un marquage épigénétique différent entraine une

différence entre les allèles parentaux.

- En général, l'allèle porteur de la marque ne s'exprime pas, le chromosome est alors monoallèlique, on dit

qu'il est « soumis à empreinte ». Le problème c'est que le gène qui ne s'exprime pas peut entraîner des

conséquences pathologiques selon le type d'empreinte et le chromosome concerné.

- Mécanisme : exemple d’un gène à empreinte paternelle établie pendant la spermatogénèse

→ Les cellules germinales primordiales ont 2n chromosomes ; sur les paires chromosomiques on a des

gènes sous forme de 2 allèles. Pour l’instant ces gènes ne sont pas marqués.

→ Si on est chez un homme les cellules germinales deviennent des spz soit d’un Y soit d’un X. Ce gène va

être marqué pendant la gamétogénèse et inactivé (éteint)

→ Si on est chez une femme les cellules germinales deviennent des ovocytes porteurs de ce gène qui n’est

pas marqué (car l’empreinte est paternelle) donc l’allèle maternel sera exprimé.

→ Lors de la fécondation on obtient un embryon dans lequel l’allèle paternel est éteint car porteur de

l’empreinte mais l’allèle maternel est fonctionnel.

→ Dans les tissus somatiques que l’embryon soit XY ou XX on a une expression mono-allélique pour le

gène considéré : l’allèle paternel n’est pas exprimé. C’est physiologique et normal car il est soumis à

l’empreinte. L’allèle de la mère fonctionnera.

→ On a donc besoin d’une complémentarité des 2 génomes.

→ En fonction du sexe de l’embryon l’empreinte va être différente. Ainsi dans les cellules germinales il

va devoir y avoir un effacement de cette empreinte.

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→ S'il y a marquage paternel, le spermatozoïde est marqué pendant la spermatogénèse, peu importe le

sexe qu'aura l'enfant.

→ Effacement dans la lignée germinale, établissement de l’empreinte pendant la gamétogénèse,

maintient dans les tissus somatiques et effacement dans la lignée germinale …

- Empreinte parentale et maladie :

→ Soit perte d’expression d’un allèle actif (anomalie, mutation, délétion…)

Ex : Syndrome de Prader-Willi et Angelman (malformation, retard mental)

→ Soit expression de l’allèle parental normalement silencieux (expression bi-allélique)

Ex : Syndrome de Beckwith-Wiiedemann

II. LES ANOMALIES DE LA FECONDATION

A) Anomalies de la rencontre des gamètes

Elles provoquent une infertilité.

1- CHEZ L’HOMME

L'infertilité chez l'homme peut être due

• À une azoospermie : - Excrétoire : formation normale des spermatozoïdes mais un obstacle bloque l'excrétion. Par exemple

dans le cas de la mucoviscidose il y a obstruction des canaux déférents. De plus la mutation dans le gène

CFTR entraine un pH acide.

- Sécrétoire : problème au niveau du testicule soit dû à des antécédents infectieux, viraux, familiaux ou à

un problème génétique sur le chromosome Y (délétion possible de la région AZF). La production des spz

est anormale.

• À une altération globale spermatique : concernant le nombre, la forme… Elles sont souvent associées = oligo-

asthéno-tératospermie

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2- CHEZ LA FEMME

• La glaire cervicale peut être hostile ou absente ce qui empêche la remontée des spz, certaines glaires ont des

ACAS. • La muqueuse utérine (cellules ciliées) peut être infectée et donc modifier les sécrétions et annuler la maturation

des spermatozoïdes. • Les trompes peuvent être étroites, lésées ou obstruées. Il peut y avoir un souci au niveau de l’épithélium cilié

des trompes qui ne remplit plus sa mission (suite à une infection par chlamydia = bactérie IC). • L'ovulation peut être anormale (pas d’ovulation ou irrégulière). L’origine du problème est donc au niveau des

ovaires ou du complexe hypothalamo-hypophysaire. • L'endomètre peut être inflammé = endométriose (tissu endométrial situé là où il ne devrait pas, c’est-à-dire en

position ectopique, au niveau du tractus génital ou à l’extérieur de l’utérus : vessie, péritoine) → très douloureux.

B) Anomalies de l’interaction gamétique

Les anomalies de l'interaction gamétique (1 cas sur 2) peuvent être dues à un problème au niveau :

- De la capacitation des spz

- De la réaction acrosomique : ne s’effectue pas ou prématurément → fécondation impossible

- De la maturation ovocytaire : toujours ovocyte immature

- Des récepteurs des spermatozoïdes à la zone pellucide

- De l'activation ovocytaire

- De la mise en place du fuseau qui permet la réunion des deux pro-noyaux et leur division immédiate

- De la réaction corticale : les granules corticaux ne vont pas fusionner correctement avec la mb plasmique.

Leur contenu ne va pas être relargué dans l’espace périvitellin = si blocage alors polyspermie possible

(pénétration de plusieurs spz)

Certains tests existent par exemple pour tester la réaction acrosomique mais à l’heure actuelle on n’est pas capable

de diagnostiquer une anomalie précise à chacune de ces étapes.

C) Anomalies du conceptus

On considère que 50 % des embryons humains portent une anomalie chromosomique. Ces estimations sont

extrapolées à partir des fausses couches très rapides dès les premières semaines du développement. Ces anomalies,

produit de la fécondation, sont appelées anomalies du conceptus. Elles permettent de dire ce qu'il se passe d'anormal

dans le développement d'un embryon.

• Cela peut être dû à : - Taux d’implantation faible (15-20 % en FIV) - Fausses couches spontanées FCS ultra précoces (parfois manifestée par un retard de règles = perte de la

moitié des embryons obtenus) - FCS au 1er trimestre de grossesse = 20% - FCS ou découvertes tardives (moins fréquent)

Le rendement productif chez l’Homme est très faible avec un taux de naissance vivant qui n’est pas très important

par rapport au taux de fécondation initial.

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G.Mabilleau

• Ces fausses couches peuvent être liées : - Aux gamètes : anomalies de méiose (plus fréquentes pour l'ovocyte car cellule bloquée pendant des

années) 11% des spz portent une anomalie chromosomique contre 24% chez les ovocytes - Aux zygotes : anomalies de formation (plusieurs pro-noyaux par exemple) - A des événements post-zygotiques : anomalies du nombre de chromosomes à cause d'un problème

mitotique

• Quelles sont ces anomalies du conceptus ? - Des anomalies du nombre de chromosome :

→ Etat normal : diploïdie (2 x 22 + XY ou 2 x 22 + XX)

→ Aneuploïdie : ▪ Monosomie = manque un chromosome sexuel (Syndrome de Turner XO)

▪ Trisomies autosomiques : 13, 18, 21 (les autres sont létales)

▪ Trisomies gonosomiques 47 XXX, 47 XXY (= Syndrome de Klinefleter)

▪ Fréquemment liées à une non-disjonction méiotique

→ Polyploïdie : nombre anormal de lots haploïdes entiers mais embryon non viable, avortement spontané / tri ou tétraploïdie = digynie (non expulsion du 2ème globule polaire) ou dispermie (2 spz) → œuf clair → mâle hydatiforme

- Des anomalies de structure des chromosomes : délétions, inversions, duplications, translocations

Dans l’espèce humaine la maîtrise de la procréation passe par 2 acquis apparemment contradictoires mais

complémentaires : l'assistance médicale à la procréation et la contraception.

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G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

I. LA FECONDATION DANS LES SITUATIONS NORMALES :

➢ Le zygote a une existence fugace ➢ Fécondation au niveau de l’ampoule tubaire, nécessite un degré de maturité suffisant ➢ Les milieux du tractus génital féminin ont pour but de faire le tri, de sélectionner et de capaciter les spz (ex : glaire

cervicale) ➢ Les cils à la surface des cellules de l’épithélium permettent la migration des gamètes

➢ Capacitation = acquisition du pouvoir fécondant. Mécanisme = élimination des protéines de revêtement, des

résidus glucidiques des protéines et du cholestérol membranaire. Phénomène réversible. ➢ Pic de LH = cellules de la corona radiata s’écartent, retirent les gaps jonctions= l’action des OMI est bloquée =

reprise de la méiose (passe de la prophase 1 à la métaphase 2) ➢ Métaphase 2 = expulsion du 1er globule polaire au niveau de l’apex ➢ La vie du spz est plus longue que celle de l’ovocyte ➢ Période de fécondabilité théorique : 72h avant et 24h après l’ovulation

➢ Seuls les spz capacités peuvent rentrer dans le complexe-cumulo-ovocytaire ➢ La réaction acrosomique des spz permet de dissoudre l’acide hyaluronique afin que le spz fécondant (n’ayant

pas fait sa réaction acrosomique) puisse atteindre la zone pellucide ➢ Fixation = contact entre la partie apicale de la tête du spz et la ZP (partie glucidique de ZP3) de manière

tangentielle. Puis réaction acrosomique du spz fécondant. Phénomène irréversible. ➢ Nécessite du Ca2+ (entrée se fait par vagues selon le processus CICR) ➢ 1 seul spz peut arriver à l’espace péri-vitellin

➢ Hémi fusion grâce aux désintégrines du spz et aux intégrines de l’ovocyte ➢ Fusion : couple IZUMO (spz) JUNO (ovocyte) ➢ Seuls le noyau et le centriole proximal du spz entrent dans l’ovocyte

➢ Expulsion du 2ème GP à la fin de la 2ème division méiotique ➢ Formation du pro-noyau mâle : les protamines sont remplacées par des histones ➢ Amphimixie : noyaux très proches mais ne fusionnent pas ➢ Syngamie : les chromosomes paternels et maternels se disposent sur le même fuseau ➢ Fécondation = rétablissement de la diploïdie

➢ Dans le sperme normal on retrouve plus de spz portant un chromosome X (54%) que Y (46%), pourtant ratio

proche de 1 à la naissance. ➢ En France le sexage est seulement utilisé pour éviter la transmission d’une maladie génétique liée à l’X. DPI.

➢ L’apport mitochondrial se fait uniquement par la mère ➢ L’emprunte parentale est une marque apposée sur l’ADN qui ne modifie pas la séquence nucléotidique mais qui

entraine une modification de l’expression du gène concerné. ➢ L’allèle porteur de la marque ne s’exprime pas ➢ Le marquage s’effectue durant la gamétogénèse, puis maintien dans les tissus somatiques mais effacement

dans la lignée germinale.

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G.Mabilleau

II. LES ANOMALIES DE LA FECONDATION :

➢ Chez l’homme = azoospermie excrétoire ou sécrétoire ou altération globale spermatique ➢ Chez la femme = glaire cervicale hostile, muqueuse utérine infectée, trompes obstruées, ovulation

anormale, endométriose

➢ 50% des embryons humains portent une anomalie chromosomique ➢ Taux de fausses couches au 1er semestre = 20%

➢ 11% des spz portent une anomalie chromosomique contre 24% chez les ovocytes ➢ Aneuploïdie = Monosomie, trisomie autosomique ou gonosomique (liée à X ou Y) ➢ Polyploïdie= nombre anormal de lots haploïdes entiers, embryon non viable = avortement spontané

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G.Mabilleau

COURS N°6 : LA SEGMENTATION

Elle correspond à la 1ère semaine de développement embryonnaire.

La segmentation correspond au début de l'embryogenèse. L’ontogenèse correspond à la constitution et au

développement d'un être vivant et de ses différents éléments. L'amphimixie est le signal de la 1ère division de

segmentation. L’œuf fécondé qui se divise devient un embryon à partir de ce moment-là.

Pendant ce temps de segmentation, on va pouvoir observer les divisions embryonnaires, l’œuf est toujours

dans la trompe, il n'est pas encore implanté dans la muqueuse utérine, c’est-à-dire jusqu'au jour 6-7 après la

fécondation, l’œuf est encore libre.

L’œuf fécondé dans la trompe doit ensuite s'implanter dans la cavité utérine, cette période s'appelle la

période pré-implantatoire ou de pro-gestation durant laquelle plusieurs événements vont avoir lieu : migration,

division, modifications des enveloppes ovocytaires.

I. MIGRATION DE L’EMBRYON

A) Dans la trompe

Il va mettre 4 jours pour parcourir la trompe.

L’embryon est une masse inerte dépourvue de mouvements propres donc son déplacement se fait grâce aux

battements ciliaires des cellules épithéliales, aux mouvements liquidiens dans la trompe et enfin grâce aux

contractions musculeuses tubaires sous l’action de la progestérone.

L’œuf va se diviser pendant ces 4 jours, il lui faut de l'énergie. Pour survivre, il va utiliser les réserves préalables de

l'ovocyte, les métabolites (glycogène, glucose, acides aminées), les hormones (insuline) et les facteurs de

croissance (EGF, TGF…) sécrétés par l’organisme maternel. A l'inverse, l'embryon sécrète des substances reçues

par les muqueuses utérines et tubaires avec un système de cascade d’informations réciproques.

Pendant ce trajet il y a dispersion des dernières cellules du cumulus et de la corona radiata, seule la zone pellucide

protège l’embryon lors de l’entrée dans l’utérus.

B) Dans la cavité utérine

L’œuf va franchir la jonction utéro-tubaire au 4ème jour. Il

reste libre encore 2 jours dans la cavité utérine avant de

s’implanter. Pour qu’il y ait une éventuelle nidation il faut :

- Reconnaissance de l’embryon par l’utérus - Eclosion : l’embryon doit être sorti de la zone

pellucide pour rentrer directement en contact avec la muqueuse utérine.

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G.Mabilleau

C) Description des premiers stades

1- CLIVAGE ET FORMATION DE LA MORULA

30 – 36 heures après le contact entre les gamètes, la première division de segmentation a lieu et correspond au

rapprochement des 2 pro-noyaux dupliqués qui vont se diviser pour donner 2 blastomères.

Les divisions auront ensuite lieu environ toutes les 20 heures. Les clivages de segmentation se font de manière

particulière, on dit que la segmentation est rotationnelle.

En effet, le premier plan donnant naissance aux deux blastomères est un plan méridional passant entre les 2 GP. La

deuxième division se fait dans un plan perpendiculaire au premier que l'on appelle plan équatorial, on a alors 4

blastomères (tétraédrique→ indique bonne vitalité de l’embryon)

Cependant, les mitoses de ces cellules ne sont pas forcément synchrones et on peut retrouver des nombres impairs

de blastomères dans l'embryon sans pour autant qu’il soit anormal.

Ces œufs sont enfermés dans la zone pellucide et les divisions se font à diamètre constant. Ce sont des divisions

mitotiques simples. On obtient des cellules, les blastomères : 2 puis 4…

Au-delà de 16 cellules, on a du mal à dénombrer les blastomères, on parle alors de petite mûre ou morula. Pendant

toute cette phase le diamètre de l’ovocyte fécondé n’évolue pas, soit environ 120 μm. A ce stade, les blastomères

sont de plus en plus petits, juxtaposés, plus ou moins sphériques, non polarisés et indépendants les uns des

autres.

2- DE LA MORULA AU BLASTOCYTE

Entre le 4ème et le 5ème jour, les blastomères externes (les plus proches de la ZP)

deviennent solidaires et perdent leur sphéricité. De plus, ils vont s’aplatir et leurs limites

cellulaires deviennent floues : on parle de compaction. Cette compaction est due à la mise

en place d’une polarisation des blastomères périphériques et des jonctions de manière

concomitante. Il y a donc une mise en place de jonctions adhérentes et serrées entre ces

cellules avec en même temps une polymérisation des blastomères. On a donc du mal à

distinguer leurs limites cellulaires.

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G.Mabilleau

a) La polarisation :

Elle concerne les blastomères périphériques. On distingue le pôle baso-latéral (cellules voisines) et le pôle apical

(libre sous la ZP, vers le milieu extérieur). On observe alors des modifications :

- Membranaires : disparition des microvillosités au pôle baso-latéral, mais elles restent présentes au pôle apical.

- Cytoplasmiques : redistribution asymétrique des organites cellulaires vers le pôle apical.

b) Mise en place des jonctions cellulaires :

Au niveau des blastomères périphériques se mettent en place des complexes de jonctions. On perd alors la

délimitation cellulaire avec d’abord des jonctions adhérentes (E-cadhérine) puis serrées (protéines zona occludens

1 et 2).

La couche des blastomères périphériques prend dès lors un aspect d'épithélium qui va entourer l'embryon (le

protège) et ainsi séparer les cellules intérieures des cellules extérieures.

C'est le début de la différenciation où les cellules intérieures vont former l'embryon et les cellules extérieures vont

aider au développement embryonnaire (début de la différentiation blastomères internes / externes).

A ce moment on peut observer 2 types cellulaires distincts :

- Externes : cellules aplaties, polarisées, jonction sur leur faces latérales (serrées, adhérentes,

communicantes). Elles vont constituer le trophoectoderme = trophoblaste

- Internes : cellules peu polarisées, arrondies, jonctions communicantes. Elles vont constituer la Masse

Cellulaire Interne (MCI)

Les cellules externes peuvent se diviser de deux manières en fonction de l'axe de division :

- Perpendiculairement à la membrane apicale pour donner 1 cellule externe et 1 cellule interne,

- Parallèlement à la membrane apicale pour donner 2 cellules externes.

Le développement est donc progressif. Lorsque l'on atteint le 5ème/6ème jour, on voit apparaître une cavité dans la

morula. En effet, les cellules vont plus ou moins se séparer formant ainsi de petites lacunes intercellulaires qui vont

fusionner les unes avec les autres à l'origine d'une nouvelle cavité unique nommée le blastocèle.

Les NA-K ATPases des cellules externes provoquent un flux liquidien par action osmotique de l’extérieur vers

l’intérieur. Le blastocèle augmente et se remplit de liquide. Les cellules aplaties de la couche périphérique vont

donner le trophoblaste.

Le développement du blastocèle entraîne le refoulement des cellules qui se regroupent de façon plus ou moins

sphérique formant ainsi la Masse Cellulaire Interne (MCI) ou bouton embryonnaire. Le bouton embryonnaire est à

l’origine de l’embryon.

On ne parle plus de morula mais de blastocyste. Le conceptus = blastocyste → trophoblaste (trophoectoderme) +

blastocèle + bouton embryonnaire (MCI : masse cellulaire interne). Il augmente de taille.

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G.Mabilleau

L'expansion du blastocèle entraîne l'augmentation du diamètre de l’œuf qui atteint 200 µm. De plus, au 6ème/7ème

jour cette expansion est associée à des mouvements (contractions/ dilatations) et à des enzymes du trophoblaste

comme la strypsine qui provoquent la rupture de la zone pellucide dont l’œuf va sortir en la déformant : c'est

l'éclosion.

En FIV, on peut provoquer l'éclosion si la zone pellucide est trop dure à percer.

Attention : L’embryon ne peut pas s’implanter s’il n’est pas débarrassé de sa ZP.

D) Caractéristiques de la segmentation

1- SEJOUR AU NIVEAU DE LA JONCTION AMPULLO-ISTHMIQUE.

Il influencerait le début des divisions de segmentation si le climat hormonal est équilibré (œstrogène/progestérone).

2- SORTIE DE L’AMPOULE TUBAIRE

1 à 2 jours après l'ovulation : le pic de progestérone entraîne le relâchement du tonus musculaire lisse de la

muqueuse tubaire. Ce tonus bloquait l'avancée de l’œuf dans la période péri-ovulatoire = disparition de la striction

de retenait l’ovocyte. L’œuf peut poursuivre sa progression vers la cavité utérine.

3- TRANSITION MATERNO-FŒTALE

MZT (Maternal to Zygote Transition).

Tout au long de la segmentation, les cellules embryonnaires

synthétisent des protéines indispensables à l'activité

mitotique (cycline, tubuline, ADN polymérase), aux

différentes phases de la segmentation (strypsine) et aux

facteurs de croissance.

Dans les premiers temps (jusqu’au stade 4-8 cellules) le

génome embryonnaire reste silencieux (ni transcrit, ni

traduit). Donc pendant ce temps va avoir lieu la transcription

des stocks faits pendant la maturation de l'ovocyte des

ARN non traduits. C’est-à-dire que l’embryon évolue grâce aux ARNm maternels laissés dans l’ovocyte.

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G.Mabilleau

A partir de 8 cellules, le transfert, transition materno-fœtal a lieu ce qui permet au génome de l'embryon

d'acquérir son activité progressivement et de s'exprimer, il commence à être transcrit et traduit. Il devient

autonome. Importance de l’ovocyte dans le soutient ovocytaire (pas possible pour les ovocytes à partir de 40 ans).

Attention : cette transition et donc l’activation du génome embryonnaire a lieu avant le stade de blastocyte.

Le degré de maturation ovocytaire est donc déterminant pour la variabilité embryonnaire. Les ARN maternels

stockés dans l’ovocyte sont essentiels au développement précoce. Si l’ovocyte est de mauvaise qualité, les 1ères

étapes du développement ne pourront pas être soutenues quelque soit la qualité du génome embryonnaire. Les ARN

embryonnaires augmentent, deviennent majoritaires tandis que les ARN maternels régressent. Le point de

croisement est le point de transition materno-fœtal.

Le degré de maturation ovocytaire, c’est-à-dire s'il a réussi à faire assez de réserves pour pourvoir survivre, est un

déterminant pour la viabilité embryonnaire.

La segmentation a lieu pendant les 6 jours après la fécondation donc l'embryon n'est pas encore implanté dans

l'utérus lors de la transition materno-fœtale.

4- LA LYONISATION

Au fur et à mesure des divisions de segmentation, différents événements majeurs ont lieu. La lyonisation est un

mécanisme de compensation de dosage qui a lieu au stade du blastocyste. Elle correspond à l’équivalence des doses

pour les gènes codés par le chromosome X dans les cellules femelles (XX) et dans les cellules mâles (XY) : un des deux

chromosomes X dans l'embryon féminin est inactivé car le chromosome X porte beaucoup plus de gènes que le

chromosome Y.

Au stade blastocyste tardif (5/6ème jour de développement), il y a inactivation au hasard du X féminin ou masculin

qui sera transmise à toutes les cellules filles. Les cellules ont un chromosome désactivé qui est différent d’une cellule

à l’autre. Il y a donc des cellules avec le X maternel inactivé et d’autres avec le X paternels inactivé. On parle de

mosaïcisme qui est une inactivation stable.

On peut voir cette inactivation dans les noyaux des cellules. En effet il y a une marque d'hétérochromatine qui va se

déposer sur la face interne de la membrane nucléaire qui forme le corpuscule de Barr.

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G.Mabilleau

E) Segmentation et détermination

Au début de la segmentation, les blastomères sont totipotents (chaque cellule est capable de donner un individu

complet). La totipotence est vraie jusqu'au stade morula, n'importe quel blastomère peut donner un organisme

complet.

La totipotence est responsable du phénomène de régulation des éventuels défauts du développement

embryonnaire :

- Gémellité (jumeaux) : l’embryon subit une scission et donnera 1 individu vivant pour chacun. - Déficiences : un embryon peut perdre jusqu’à 50% de ses cellules tout en donnant un enfant vivant normal.

La totipotence permet cette compensation. - Chimères (mélanges expérimentaux de blastocystes). Formation d’un seul embryon à partir de 2 zygotes

différents. - Il peut y avoir une réduction du nombre de blastomère sans que cela perturbe le développement d’un

embryon qui peut être complètement sain.

Des blastocystes, en vue d'une fécondation in vitro sont décongelés mais certains blastomères sont déficients et

disparaissent. Or ce n'est pas grave puisque les autres peuvent compenser le développement d'un individu normal.

S'il y a des anomalies dans le génome d'un blastomère, il disparaît ou donne des anomalies embryonnaires qui seront

à l'origine d'une fausse couche. La perte progressive de cette potentialité de mise en place d'un phénomène de

régulation des éventuels défauts du développement embryonnaire va entraîner une détermination où chaque cellule

va avoir un devenir bien défini.

Détermination : perte de la potentialité, perte de la totipotence. Les cellules s’orientent vers une voie déterminée

pour toute la vie de la cellule.

Dans l'évolution, les cellules isolées de la MCI (bouton embryonnaire) deviennent pluripotentes c’est-à-dire que

n'importe quelle cellule peut donner tous les types cellulaires mais pas un individu complet.

Puis elles deviennent multipotentes c’est-à-dire qu'une cellule peut donner plusieurs types cellulaires d'une seule

voie (exemple : les cellules souches sanguines).

Enfin, elles deviennent unipotentes, elles ne peuvent donner qu'un seul type de cellules différenciées. Il y a des

expressions particulières de gènes à empreinte génétique : extinction d’un chromosome X chez l’embryon XX qui fait

que les cellules vont se développer d'une certaine façon.

La détermination est donc la perte de la totipotence pour arriver à l’unipotence.

F) Illustration : les « accidents » de la segmentation

1- GEMELLITE :

1 cas sur 85 dont 1/3 homozygote. Deux types en fonction du stade de la scission :

a) Monozygotes

Les vrais jumeaux (= monozygotes) sont homozygotes, ils résultent de la fusion d'un ovocyte et d'un

spermatozoïde.

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G.Mabilleau

Ils résultent de la séparation des blastomères plus ou moins précocement : même génome, même sexe et

ressemblance physique. Selon le stade de séparation, on va avoir des annexes plus ou moins communes :

• Dichorionique – Diamniotique : 25 % des cas = 2 placentas, 2 poches des eaux, séparation très précoce (A)

• Monochorionique – Diamniotique : 70 à 75 % des cas = 1 placenta et 2 poches des eaux, plus tardif (B)

• Monochorionique–Monoamniotique : 1 % des cas = 1 placenta et 1 poche des eaux, plus tardif (C)

Plus il y a d’annexes communes plus la séparation est tardive. 3 grossesses

dizygotes pour 1 grossesse monozygote.

b) Dizygotes

Les faux jumeaux (= dizygotes) sont des hétérozygotes, qui résultent de la

fusion de 2 ovocytes différents et de 2 spermatozoïdes différents (comme

s'il y avait 2 grossesses en même temps). Ils ne sont pas forcément du même

sexe et n’ont pas forcément de ressemblance.

Ils sont dichorioniques et diamniotiques.

Ils sont généralement liés à une composante familiale où les femmes auraient tendance à ovuler 2 ovules à la fois. On

a 1 monozygote pour 3 dizygotes.

2- LES ACCIDENTS PROPREMENT DIT :

Entre 7 et 8 jours : s’il y a un accident de la segmentation on peut avoir une compensation par l’embryon.

En général, il y a compensation de ces accidents puisqu'ils sont à l'origine d'une fausse couche donc le risque

tératogène est théoriquement faible. La tératologie est l'étude des anomalies du développement c’est-à-dire des

malformations congénitales.

Cela représente environ :

- 2 – 3 % des enfants de la population générale. - Les causes sont inconnues dans 65 à 70 % des cas mais certains médicaments (thalidomide, vitamine A) ou

toxiques sont responsables de 4 à 5 % des cas.

- S'il n'y a pas de compensation, l'atteinte est définitive et provoque une fausse couche.

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G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

I. MIGRATION DE L’EMBRYON :

➢ Amphimixie = signal de la 1ère division de segmentation

➢ 6-7 jours après la fécondation l’œuf est encore libre = période pré-implantatoire, pro gestation ➢ 4 jours pour parcourir la trompe, franchi la jonction utéro-tubaire au 4ème jour ➢ Pendant le trajet, dispersion des dernières cellules du cumulus et de la corona radiata, il ne reste plus que la

zone pellucide

➢ 1er plan = méridional = donne 2 blastomères ➢ 2ème plan = équatorial = 4 blastomères ➢ Au-delà de 16 cellules on parle de morula

➢ Compaction : les blastomères externes deviennent solidaires et perdent leur sphéricité ➢ Cellules externes → trophoblaste ➢ Cellules internes → MCI = bouton embryonnaire

➢ Division perpendiculairement à la membrane apicale = 1 cellule interne + 1 cellule externe ➢ Division parallèle = 2 cellules externes ➢ Au 5-6 ème jour = formation d’une cavité dans la morula = le blastocèle

➢ MTZ = moment où les ARN embryonnaires dépassent les ARN maternels ➢ Lyonisation = compensation de dosage, un des 2 chromosome X dans l’embryon féminin est inactivé ➢ Mosaïcisme = inactivation stable, il y a donc des cellules où le X maternel est désactivé et d’autres où le X

paternel est désactivé = Corpuscule de Barr

➢ La totipotence est vraie jusqu’au stade morula, puis on a une multipotence et une unipotence

➢ Vrai jumeaux = monozygotes (homozygotes) / faux jumeaux = Dizygotes (hétérozygotes)

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G.Mabilleau


A) Lors de la fécondation, les gamètes vont constituer une cellule souche haploïde et totipotente. B) La fécondation se déroule à la partie proximale de la trompe (ampoule tubaire) C) La maturation ovocytaire a lieu après la capacitation des spermatozoïdes D) La glaire cervicale est la première barrière physiologique régulatrice E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Les caractéristiques de la glaire cervicale sont : filance, élasticité, fluidité, pH et cristallisation. B) Seulement 2% des spermatozoïdes éjaculés passent dans la cavité utérine. C) Une mauvaise glaire cervicale ou hostile est à l’origine de 30% des causes d’infertilité D) Le test de Hüner permet d’étudier le mouvement des spermatozoïdes dans la glaire. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Les prostaglandines du liquide séminal de l’éjaculat entrainent des contractions utérines. B) Environ 2000 spermatozoïdes arrivent au niveau de l’ampoule tubaire sur environ 39 millions. C) La capacitation est l’acquisition du pouvoir fécondant D) L’élimination du liquide séminal est un phénomène réversible E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Lors de la capacitation, il y a une élimination des résidus glucidiques des protéines membranaires B) Le cholestérol est éliminé par un phospholipase C zéta C) La maturation ovocytaire terminale à lieu dans les 36h suivant l’ovulation D) Lorsque les OMI atteignent l’ovocyte cela active la transformation du pré-MPF en MPF E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Lors de la reprise de la méiose, suite au pic de LH l’ovocyte passe le la métaphase 1 à la prophase 2 B) L’ovocyte est une grosse cellule de 120 mm C) Le spermatozoïde fécondant est le premier à réaliser sa réaction acrosomique D) Le spermatozoïde fécondant fait sa réaction acrosomique au contact de l’espace péri-vitellin E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) La réaction acrosomique nécessite du Na2+ B) Le spermatozoïde se pose perpendiculairement à la membrane de l’ovocyte = meilleur pénétration C) La fusion est sous la dépendance du couple IZUMO (spermatozoïde) et JUNO (ovocyte) D) Il y a formation d’un pro-noyau femelle à la fin de la télophase E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

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A) Le fuseau provient très certainement du centriole proximal du spermatozoïde B) Le DPI de sexage est autorisé en France pour éviter une maladie génétique dominante liée à l’X C) L’apport mitochondrial provient uniquement de la mère, il y a donc une transmission uni-parentale de l’ARNr D) L’emprunte parentale, ne modifie pas la séquence nucléotidique mais modifie l’expression du gène. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Une azoospermie sécrétoire peut être due à une agénésie bilatérale des canaux déférents. B) On considère que 50% des embryons humains portent une anomalie chromosomique C) Parmi les raisons des anomalies du conceptus on trouve un taux de fausses couches à 10% D) Le syndrome de Klinefleter est une trisomie gonosomique E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) 6 à 7 jours après la fécondation l’embryon est encore libre B) L’embryon se déplace dans la trompe grâce aux micro-cils situés à la surface de sa membrane plasmique C) Le premier plan donnant naissance aux 2 blastomères est un plan méridional D) Lors du clivage et de la formation de la morula, l’ovocyte grossit à cause du nombre important de divisions. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Entre le 4ème jour et le 5ème, les blastomères externes deviennent solidaires et perdent leur sphéricité B) Lors de la polarisation, au niveau cytoplasmique on peut observer une redistribution symétrique des

organites cellulaires, afin de retrouver un bon équilibre. C) Les cellules internes sont peu polarisées, arrondies et possèdent des jonctions serrées. Elles vont constituer

la MCI D) Les petites lacunes intercellulaires qui vont fusionner sont à l’origine d’une nouvelle cavité appelée

blastocyte. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte


A) Les NA-K ATPases des cellules externes provoquent un flux liquidien par action osmotique de l’extérieur vers l’intérieur.

B) La strypsine participe à la rupture de la ZP C) La transition materno-fœtal a lieu avant le stade blastocyte. D) Lors des accidents proprement dits, le risque tératogène est théoriquement faible E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

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G.Mabilleau

QCM 1 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) Faux : diploïde B) Faux : distale C) Faux : de manière concomitante D) VRAI E) Faux

QCM2 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) Faux : pas fluidité mais viscosité B) VRAI C) Faux : 10% D) VRAI E) Faux


A) VRAI B) Faux : 200 C) VRAI D) VRAI E) Faux


A) VRAI B) Faux : l’albumine C) Faux : précédant l’ovulation D) Faux : inhibe E) Faux


A) Faux : de la prophase 1 à la métaphase 2 B) Faux : 120µm C) Faux : Il la fait après les autres ce qui facilite son passage D) Faux : au niveau de la zone pellucide E) VRAI


A) Faux : Ca2+ B) Faux : tangentiellement C) VRAI D) VRAI E) Faux

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A) VRAI B) Faux : récessive C) Faux : ARNmt D) VRAI E) Faux


A) Faux : excrétoire B) VRAI C) Faux : 20% D) VRAI E) Faux


A) VRAI B) Faux : c’est une masse inerte C) VRAI D) Faux : ne grossit pas reste à 120 µm E) Faux


A) VRAI B) Faux : répartition asymétrique vers le pôle apical C) Faux : jonction communicantes D) Faux : blastocèle E) Faux


A) VRAI B) VRAI C) VRAI D) VRAI E) Faux

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CHAPITRE 3 - Morphogénèse PRIMORDIALE (2e et 3e semaines) COURS N°7 : MORPHOGENESE PRIMORDIALE

I. LA NIDATION ET LA PRE-GASTRULATION = 2ème SEMAINE

La morphogenèse primordiale correspond à la nidation, qui a lieu la 2ème semaine après la fécondation

Fin de la première semaine : l’embryon se fixe dans muqueuse utérine = nidation. Cette période dure de fin 1ère semaine à fin 2ème semaine. Les phases de développement se passant dans la muqueuse utérine, elles ne sont plus visibles directement (l'embryon disparaît au sein de la muqueuse utérine). La nidation nécessite :

o Une synchronisation entre développement embryonnaire et réceptivité utérine = fenêtre d’implantation (durée relativement courte où la nidation est facilitée, 4j) = coordination spatio-temporelle entre blastocystes et endomètre.

o Reconnaissance o Transformations :

- de l'endomètre - acquisition de propriétés adhésives de l’embryon

(fusion du trophoblaste et de l’épithélium utérin) - invasion contrôlée de l’embryon par l’endomètre

Nidation : 6° j : éclosion de l'embryon (blastocyste) = contact étroit entre cellules du trophoblaste et celles de l’épithélium utérin 6-7°j : début de la nidation. En même temps, l’embryon se développe et se transforme : formation des annexes embryonnaires qui seront éliminées à l’accouchement (elles ne font pas partie de l'embryon, mais sont essentielles à son développement et au maintien de la grossesse).

A) La nidation et la formation des premières ébauches du placenta

1- DANS LES CONDITIONS NORMALES

Nidation = implantation du blastocyste dans l’endomètre du côté de la MCI. Pour s’accoler à l’endomètre, il sécrète différentes substances, notamment l’interleukine 1. L’embryon ne reste que très peu de temps libre dans la cavité utérine. Dans l’espèce humaine, la nidation est dite :

- Interstitielle = l’embryon rentre entièrement dans la muqueuse qui finit par le recouvrir. Ce n’est pas le cas chez tous les mammifères.

- Non différée = quelques jours seulement après la fécondation

1 2 3 4 5

Zone pellucide Trophoblaste (masse cellulaire externe) Hypoblaste (partie de la masse cellulaire interne) Blastocèle Epiblaste (partie de la masse cellulaire interne)

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a) Etat de l’utérus dans un cycle menstruel normal

➔ Avant l’ovulation : Les ovaires sécrètent l’œstradiol (= prépare l'endomètre) et la progestérone (= agit sur utérus uniquement si les œstrogènes ont préparé la muqueuse pendant la phase folliculaire). Endomètre : o Épithélium simple prismatique à cellules ciliées + glandes (invaginations dans le tissu sous-jacent [chorion].

Entraîne la formation de glandes plus ou moins contournées, allongées, ramifiées en fonction du cycle). o + chorion (riche en fibroblastes et vaisseaux sanguins donc très vascularisé)

Comprend une zone profonde et superficielle. Après les règles, élimination de la partie superficielle → il ne reste que la zone profonde + cul de sac glandulaire.

➔ A partir de l’ovulation : Œstrogène mais surtout progestérone

o Glandes de la muqueuse : s'allongent, se ramifient, secrètent du glycogène

(remplit peu à peu la lumière des glandes donc l’utérus) o Angiogenèse intense : croissance de nouveaux vaisseaux sanguins très ramifiés

(échanges ultérieurs avec embryon, spiralisation artérioles) o Œdème du chorion (augmentation de perméabilité des capillaires sanguins) o Action sur les fibroblastes du chorion : préparation à la réaction déciduale1 o Relâchement du myomètre : plus de contractions qui empêcheraient la nidation o Apparition de pinopodes sur les cellules de l’épithélium endométrial transitoire :

protrusions cytoplasmiques transitoires

Progestérone : Indispensable aux transformations de l’endomètre. Sécrétée par le corps jaune :

o Si pas de nidation : involution = règles : arrêt de sécrétion d’œstradiol et progestérone. Corps jaune dégénère, remontée de FSH et ça recommence.

o Si nidation : cellules du trophoblaste qui sécrètent de l’HCG (hormone chorionique gonadotrope, a une sous unité alpha (même que celle de la LH) et beta) :

➔ Sert pour le maintien du corps jaune, il continue de sécréter de la progestérone. ➔ En quantité croissante pendant le premier trimestre de grossesse puis diminution. ➔ Signal de grossesse, recherche des β-HCG (passe dans sang maternel, peut être dosé via prise de

sang ou dans les urines 24h plus tard)

b) Pénétration des cellules du trophoblaste dans l’endomètre

PHASES DE LA NIDATION

1 Réaction déciduale = transformation de type épithélial des fibroblastes du stroma (réseau conjonctif) endométrial par accumulation de lipides et de glycogène. Limite l’expansion du placenta.

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Apposition puis adhésion du blastocyste à l’épithélium utérin. Elle se termine par l’invasion.

➔ Apposition :

Phase d’apposition instable : il faut que tous les facteurs soient réunis pour que l’œuf puisse s’implanter. Dialogue

entre blastocyste et muqueuse utérine. La muqueuse utérine et les cellules trophoblastiques synthétisent des

facteurs de croissance. Il y a donc un échange bidirectionnel de signaux.

Le blastocyste entre à proximité directe de l’endomètre. Ce qui permet à des médiateurs solubles d’initier un

dialogue entre l’épithélium utérin et l’embryon.

Premier contact : par le biais des inter-digitations entre les microvillosités apicales des cellules trophoblastiques

et pinopodes apparus à la surface de l’épithélium utérin. Au travers de ces pinopodes : aspiration du liquide utérin,

et donc du blastocyste en le forçant à se mettre au contact de la surface de la muqueuse utérine.

➔ Adhésion : connexion physique

Phase d’adhésion stable : molécules d’adhésion qui lient physiquement l’embryon

et l’endomètre

-Surexpression des facteurs qui promeuvent l’adhésion (intégrines, sélectines,

trophines)

- Sous expression de facteurs antiadhésifs (mucines)

➔ Invasion progressive de l’endomètre par le blastocyste

L’œuf est collé à la muqueuse utérine, il va alors s’implanter totalement et envahir progressivement la muqueuse

utérine.

▪ Franchissement de l’épithélium utérin. Les cellules du trophoblaste détruisent l’épithélium par apoptose. Création d’une brèche. Jusqu’à atteindre le chorion.

▪ Traversée du chorion, grâce à la synthèse par le trophoblaste de métaloprotéinases qui vont digérer les molécules protéiques de la matrice extracellulaire de la paroi utérine, et donc assurer la pénétration du blastocyste.

▪ De son côté, l’endomètre sécrète des facteurs pour limiter l’action protéolytique afin de sa protéger : l’œuf ne doit pas aller trop loin. C’est que qui va provoquer la réaction déciduale. De plus l’invasion de la muqueuse provoque l’érosion vasculaire de l’endothélium (il était plein de vaisseaux sanguins apparus pendant la 2ème phase du cycle) → ébauche de la formation du placenta hémo-chorial ( propre à l’espèce humaine). Chez l’homme, on parle de placenta discoïde (différent de diffusion, cotylédonaire chez les ruminants par ex).

▪ Décidualisation (= réaction déciduale) : commence au point d’implantation puis dans toute la muqueuse utérine. Apparition d’un œdème dans la muqueuse, modification de la matrice conjonctive et des cellules stromales, multiplication des vaisseaux sanguins et modification de la population des cellules immunitaires. Le tissu décidual a des fonctions endocrines → contrôle l’invasion trophoblastique, l’ invasivité du conceptus dépend de l’efficacité de la réaction déciduale.

Invasion équilibrée par le tissu décidual

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En cas de pathologie : Une réaction déciduale trop violente ou pas assez entraine la formation d’un placenta qui ne fonctionne pas bien. -réaction trop tardive ou anormale : Placenta trop invasif appelé placenta accréta, qui va ralentir la croissance de l’embryon et entraîne des défauts de décollement placentaire à l’accouchement avec risques hémorragiques à l’accouchement. - réaction trop tôt : le trophoblaste ne s’implante pas assez, retard de croissance intra utérin

▪ Une fois l’implantation terminée et la réaction déciduale étendue à tout l’endomètre → formation de 3 régions appelées caduques2 :

- Basilaire : sous l’œuf au contact de la paroi utérine - Ovulaire : entre œuf et cavité utérine en début de grossesse - Pariétal : avec le reste de l’endomètre, fusionne avec l’ovulaire pendant grossesse.

Lieu de la nidation : dans la partie haute de l’utérus, dans le fond utérin ou parois latérales. Peut parfois provoquer une petite hémorragie qui entraine de temps en temps une erreur de datation des règles. Fenêtre d'implantation : environ 4j. Endomètre non réceptif avant et réfractaire après. Préparation de la muqueuse utérine + interactions synchronisées blastocyste/ épithélium utérin.

2La muqueuse utérine réagit à l'implantation par la réaction déciduale qui transforme l'endomètre en caduque.

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c) Différenciation du trophoblaste (entoure la cavité du blastocèle)

Multiplication active des cellules du trophoblaste au 6,7ème jour entrainant 2 types de transformations :

➢ Cytotrophoblaste (intérieur) → vert ; entoure toute la cavité du blastocèle au 8ème jour

➢ Syncytiotrophoblaste (extérieur) → (bleu foncé puis violet sur les prochains schémas / vert très clair à droite), le syncytium se développe au contact de l’endomètre et envahit progressivement le chorion utérin.

Syncytiotrophoblaste = syncytium, tissu constitué d'une masse cytoplasmique globale, sans limite entre cellules → plurinucléé.

d) Stade du syncytiotrophoblaste lacunaire

10ème jour : Embryon complètement implanté. La brèche faite dans l’épithélium utérin se referme sous forme de bouchon de fibrine. Commencent à apparaitre des lacunes de petites tailles, contenant du plasma et des débris cellulaires provenant de l’érosion de la paroi utérine. Le syncytiotrophoblaste entoure tout l’embryon

e) Stade du syncytiotrophoblaste trabéculaire

12ème jour : Les lacunes s'élargissent et s'ouvrent au contact des vaisseaux maternels. Le sang maternel passe dans les travées ainsi délimitées, on parle alors de syncytiotrophoblaste trabéculaire. Il permettra l’apport de nutriments et d’02 ainsi que l’élimination déchets.

Petit conseil : bien visualiser les différentes étapes à l’aide des schémas !

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f) Destinée du trophoblaste

Les cellules se multiplient autour de l’embryon et forment des travées rayonnantes. D'autre part, le syncytiotrophoblaste continue à évoluer dans le chorion, il va former des travées entourées du sang maternel. On va parler ici de villosités primaires au 13ème jour. 15ème jour : le mésenchyme extra embryonnaire pénètre l’axe des villosités. Ces villosités primaires deviennent alors des villosités secondaires. Entre le 17ème et le 19ème jour : les vaisseaux embryonnaires investissent le mésenchyme primaire. Echange sanguins au travers du CT et ST = pas de contact direct entre le sang maternel et le sang du fœtus qui sont dans les petits vaisseaux du mésenchyme. Mise en place de l’ébauche du placenta qui dérive des villosités choriales du trophoblaste. Le trophoblaste participe à la formation du placenta qui permet l’essentiel des échanges materno-fœtaux. Il est aussi chargé d’élaborer et de sécréter les hormones nécessaires au maintien de la grossesse. Le placenta prend le relai du corps jaune au 3ème mois (régression du CJ quand le placenta est fonctionnel).

2- LES ANOMALIES DE LA NIDATION

Nidations ectopiques : en dehors du fond utérin et des parois latérales. Utérus = lieu privilégié d’implantation, mais pas lieu spécifique d’implantation. S’il y a un ralentissement dans l’évolution de l’embryon (ex : bloqué au niveau des trompes), l'embryon peut s'implanter un peu partout et commencer à se développer.

1. Position abdominale (péritoine) 2. Ovarienne 3. Ampullaire 4. Isthmique 5. Interstitielle

Utérine basse : Pose 2 problèmes. Cette zone subit de nombreux étirements pendant la grossesse (le placenta risque de se décoller → troubles des échanges materno-fœtaux). Il peut également y avoir un problème lors de l’accouchement car le placenta, en avant du fœtus, bloque l’accouchement par voies naturelles (= placenta prævia)

→ Grossesse extra utérine (GEU) = 1ère cause de décès maternel (fixation aorte, intestin), grossesse dangereuse (rupture tubaire) et non évolutive

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3- DETERMINISME DE LA NIDATION

La nidation se fait sous l'influence du rapport œstrogène/progestérone, qui doit être optimal. On effectue un dosage de E2 (= œstradiol, car prépare l’action ultérieure de la progestérone) à J2, 1 ère partie du cycle, et un autre de la progestérone à J20-22, deuxième partie du cycle.

a) Aspects immunologiques de la nidation :

Embryon = greffe semi-allogénique (voire allogénique si mère porteuse) → greffe de tissus entre individus de la même espèce. Les mères porteuses sont 100% différentes de l’embryon, et pourtant pas de rejet… L’embryon est porteur de protéines codées par l’ADN paternel (1/2), donc moitié étranger pour la mère, mais pas de rejet, pour quelles raisons ? Plusieurs hypothèses :

▪ Trophoblaste = barrière protectrice ? FAUX → le trophoblaste peut laisser passer les virus, les bactéries et les cellules immunitaires de la maire

▪ Utérus = lieu immunologiquement privilégié ? FAUX → des nidations peuvent se faire également hors de l’utérus = GEU. De plus, il est très vascularisé avec un drainage lymphatique important : rejet possible.

▪ Mère : immunosuppression non spécifique (réagirait moins à tous antigènes se présentant à elle) ? FAUX → les femmes enceintes sont capables de se défendre contre diverses infections.

▪ Mécanisme actif spécifique contre les Ag du père : la mère aurait des anticorps facilitant et des cellules immunosuppressives ? FAUX → des animaux dont l’homme ayant été préalablement immunisés contre les Ag du mâle (lors de précédentes grossesses par ex) ont quand même pu mener une grossesse.

▪ Toutes ces hypothèses ont été rejetées ! De plus, la réaction déciduale comporte 75 % de cellules immunes (macrophages, lymphocytes et polynucléaires) et

25 % de cellules stromales or le sang maternel est au contact du trophoblaste dans les lacunes donc il pourrait très

bien y avoir des échanges d'Ag.

b) Le système immunitaire

Ensemble des mécanismes qui permet la défense du « soi » contre le « non soi » « soi » = système HLA (Antigènes leucocytaires humains) Codés par les gènes du CMH (complexe majeur d’histo-compatibilité). Ils sont présents pour : - Classe I → toutes les cellules de l’organisme portent ces Ag de classe I - Classe II → cellules présentatrices de l’antigène (macrophages, …) « non soi » = antigènes étrangers ou « soi » modifié

Les molécules HLA fœtales (HLA paternel) pourraient induire une réaction immunitaire notamment l’activation des

lymphocytes T maternels mais :

- les cellules du syncytiotrophoblaste n’ont pas d’expression de molécules HLA

- les cellules du cytotrophoblaste (au contact du syncytiotrophoblaste maternel) expriment des molécules HLA

particulières notamment HLA G.

Cependant, l’absence de molécules HLA pourrait rendre ces cellules trophoblastiques « reconnaissables » par les

cellules NK (Natural Killer) : les molécules type HLA G sont capables d’interagir avec les cellules NK et de bloquer

leur action lytique sur les cellules trophoblastiques (impliquant ainsi une tolérance).

Les cellules du syncytiotrophoblaste, bien que n’exprimant pas ces molécules à leur surface, sont capables de

produire de grande quantité de HLA G soluble et sont donc défendues.

D’autres mécanismes :

o Expression de ligands à la surface des cellules trophoblastiques entrainant l’apoptose des lymphocytes T

(portant des récepteurs pro-apoptotiques tels que FasL).

o Blocage de l’activation du complément et de l’inflammation résultante.

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o Présence importante à l’interface materno-fœtale de lymphocytes T régulateurs : tolérance par les

molécules membranaires, production de cytokines immunorégulatrices (IL10, TGF β…).

→Strict contrôle spacio-temporel

Grossesse :

• Système immunitaire maternel fonctionnel

• Greffe semi-allogénique bien tolérée par les mécanismes de régulation immunologique

B) EVOLUTION DE L’EMBRYON

→ Évolution du bouton embryonnaire, formation d’un germe didermique. Durant la nidation, l’embryon se transforme → évolution de la masse cellulaire inerte. Jusqu'à J8, elle constitue seulement un groupe de cellules accolées. J8 à J15 : la MCI subit une multiplication et une différenciation en 2 feuillets (parallèlement à l’évolution du trophoblaste). Évolution de l’embryon :

- Epiblaste (ectoblaste + tard), bleu au-dessus : cellules prismatiques - Hypoblaste (entoblaste + tard), jaune en-dessous : cellules bordant le blastocèle qui s’aplatissent

Ces deux feuillets (hypoblaste et épiblaste) accolés forment le germe didermique qui ne change pas de forme jusqu’à J15, seul sa surface va s’agrandir durant cette période.

C) FORMATION DES ANNEXES EMBRYONNAIRES

Point récap :

J6-7 : modification du trophoblaste en cytotrophoblaste + syncytiotrophoblaste

J8 : cytotrophoblaste entoure toute la cavité du blastocèle

J10 : embryon complètement implanté → syncytiotrophoblaste lacunaire

J12 : syncytiotrophoblaste trabéculaire

J13 : formation des villosités Iaires

J15 : villosités IIaires

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1- AMNIOGENESE : FORMATION DE LA CAVITE AMNIOTIQUE ET DE L’EPITHELIUM AMNIOTIQUE

Les cellules plates issues du cytotrophoblaste forment un épithélium simple et cubique→ épithélium amniotique. Ce dernier entoure progressivement une cavité entre l’épiblaste et le cytotrophoblaste, qui deviendra la cavité amniotique. Elle va s’étendre et se remplir d’eau pour former la future poche des eaux. Entre J8 et J15 : les cellules de l’épithélium amniotique se multiplient. La cavité s’agrandit. Les cellules de l'épithélium rejoignent latéralement les cellules de l’épiblaste.

2- FORMATION DU MESENCHYME PRIMAIRE EXTRA EMBRYONNAIRE :

A partir de J8 : apparition au pôle anté-embryonnaire des cellules aplaties qui se détachent du cytotrophoblaste pour former la membrane de Heuser. Quand celle-ci a tapissé tout le blastocèle sauf au niveau de l'hypoblaste, le blastocèle prend le nom de lécithocèle primaire. J11 à J13: Le développement du cytotrophoblaste vers l’intérieur sous cette membrane de Heuser, forme le MIEE (mésenchyme primaire extra-embryonnaire) = tissu conjonctif lâche. Il y a décollement entre l’épithélium amniotique et le cytotrophoblaste, le MIEE s'insère entre ces 2 tissus en isolant l’épithélium amniotique avec l’embryon.

3- FORMATION DU LECITHOCELE IIAIRE :

À partir de J11 : l’hypoblaste prolifère de part et d’autre de la membrane de Heuser, et à mi-hauteur, se produit un étranglement qui circonscrit la partie supérieure du lécithocèle Iaire, il prend alors le nom de lécithocèle secondaire ou vésicule vitelline primitive. Ce lécithocèle II est donc totalement entouré d’hypoblaste. Le reliquat de lécithocèle I dégénère et disparaît.

1 mésenchyme extra-embryonnaire 2 résidus de lécithocèle primaire 3 cavités cœlomiques

4 Vésicule vitelline primitive

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4- FORMATION DU CŒLOME EXTERNE (EXTRA EMBRYONNAIRE) :

À partir J13 : les espaces ou cavités cœlomiques apparaissent dans le MIEE et se remplissent d'un liquide. Elles confluent pour former une cavité unique, le cœlome externe ou cœlome extra embryonnaire.

Les cellules du mésenchyme se tassent autour de ce cœlome et constituent des lames qui prennent des noms différents en fonction de leur localisation topographique. ◦ MIEE collé au cytotrophoblaste, prend le nom de lame choriale. Lame choriale + cytotrophoblaste = chorion. ◦ MIEE collé à l’hypoblaste prend nom de splanchnopleure extra embryonnaire qui deviendra lame ombilicale. ◦ MIEE collé à épithélium amniotique prend nom de somatopleure extra embryonnaire qui deviendra la lame

amniotique. ◦ Le reste du MIEE entre épithélium amniotique et cytotrophoblaste prend le nom de pédicule de fixation auquel

sera appendu l'embryon. Ébauche du futur cordon ombilical.

D) CONCLUSION NIDATION ET PRE-GASTRULATION

Fin de la 2° semaine :

• Embryon 300-400µm

• Germe didermique

• Appendu entre 2 cavités : amnios en haut, lécithocèle II en bas

• Le tout est appendu dans une 3° cavité : cœlome externe dont la paroi est le chorion

• L’ensemble de ces structures est complètement enfoncé dans la muqueuse utérine (diamètre totale de 2,5 mm).

Différentes coupes histologiques : Coupe sagittale : coupe verticale, perpendiculaire au plan vu de face, peuvent passer par le plan médian / coupe sagittale médiane / coupe sagittale para-médiane, latérale, ou tangentielle. Coupe transversale : horizontale, perpendiculaire au plan précédent, perpendiculaire au plan de symétrie. Coupe frontale : verticale et perpendiculaire au plan médian. Point de repère : pédicule de fixation → ventral, dorsal, crânial (vers la tête), caudal (vers les pieds).

II. LA GASTRULATION = 3ème SEMAINE Transformation du germe didermique en germe tridermique

Point clé :

Annexes embryonnaires = ensemble des structures extérieures à ce disque embryonnaire.

Permettent le développement de l’embryon :

Amniogénèse → cavité amniotique et épithélium amniotique

Formation du mésenchyme Iaire extra embryonnaire (MIEE)

Formation et transformation du lécithocèle Iaire puis IIaire

Formation du cœlome externe ou extra embryonnaire.

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Entre J16 et J20: apparition entre l’épiblaste et l’hypoblaste d'un 3ème feuillet : le mésoblaste (rouge). Période caractérisée par des mouvements cellulaires marqués : modifications de structure et d'orientation embryonnaire. Feuillets embryonnaires acquièrent leur spécificité, leurs voies d’orientations tissulaires. L’épiblaste va devenir l’ectoblaste et l’hypoblaste va devenir l’entoblaste/entoderme.

A) Aspects morphologiques de la gastrulation

1- APPARITION DE LA LIGNE PRIMITIVE ET DU NŒUD DE HENSEN : J17

Coupe sagittale médiane : apparition d’une encoche au milieu et en partie caudale de l’épiblaste (dépression entourée d'un bourrelet) appelé le nœud de Hensen. Vue dorsale : apparition sur la ligne médiale, en position caudale, de la ligne primitive (proche du pédicule) = épaississement de l’épiblaste. Cette ligne est bordée par 2 berges latérales qui viennent butter en avant sur le nœud de Hensen. Coupe transversale en A : rien n'a changé, épiblaste et hypoblaste sont toujours accolés l’un à l'autre. Coupe transversale en B : la coupe passe par la ligne primitive et des cellules se glissent en nappe entre l’ectoblaste et l’hypoblaste. Ces cellules proviennent de l'épiblaste qui s'invagine et qui forme la ligne primitive. Ces cellules s'invaginant forment le 3° feuillet : mésoblaste intra embryonnaire.

Notion de transformation épithelio-mésenchymateuse :

o Les cellules épiblastiques avaient un « statut épithélial » (elles formaient un épithélium) : formes régulières,

connectées latéralement entre elles avec l'expression de l'E-cadhérine par l’épiblaste.

o Ce statut a subi des modifications de ses propriétés d'adhérence, une régression de l'expression d'E-cadhérine

au profit de la vimentine, une modification du phénotype, ce qui lui confère une aptitude à la convergence et

à la migration vers la ligne primitive, puis l'internalisation dans le sillon.

o Les premières cellules de l'épiblaste, passées dans le sillon s’insinuent entre l’hypoblaste et l’épiblaste pour

former le mésoderme. En rentrant dans le sillon elles s’insinuent entre les cellules hypoblastiques qu’elles

refoulent antérieurement et latéralement.

o L'extension centrifuge constitue le nouveau feuillet ventral, l’entoderme. L’entoderme remplace définitivement

l'hypoblaste qui est repoussé hors du territoire embryonnaire. Moyen mnémotechnique : hypoblaste = en-dessous

→ entoderme.

De plus, l’épiblaste devient l’ectoblaste.

o Parallèlement, on va aussi former le mésoblaste. Pour se transformer en mésoblaste, les cellules épiblastiques

vont acquérir un « statut mésenchymateux » : formes plus ou moins irrégulières qui s'allongent, connections

lâches, pseudopodes (migration), avec expression de la vimentine et non plus de l’E-cadhérines, elles forment

alors le 3ème feuillet : c'est le mésoderme intra-embryonnaire.

2- FORMATION DU PROLONGEMENT CEPHALIQUE : J18

Coupe sagittale médiane : pédicule de fixation, ectoblaste, ligne primitive, mésoblaste.

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En région crâniale (opposée au pédicule de fixation), en avant du nœud de Hensen, les cellules de l’ectoblaste s’invaginent en doigts de gants pour former un tube = prolongement céphalique médian. Il se glisse entre ectoblaste et entoblaste. L’embryon s'agrandit en surface de sorte que l’ectoblaste continu à s'invaginer. Le mésoblaste intra embryonnaire continu aussi à s'étaler en surface. Coupe vue dorsale : la ligne primitive se termine par le nœud de Hensen. Le mésoblaste continue à s'insinuer entre les 2 feuillets (ici vu par transparence) latéralement et dans les régions crâniale et caudale de l'embryon. Il va s'insinuer partout sauf dans 2 régions sur ligne médiane :

➢ Région crâniale → membrane pharyngienne (ectoblaste et entoblaste restent accolés).

➢ Région caudale → membrane cloacale (accolement ectoblaste, entoblaste).

Coupe transversale en A par la membrane pharyngienne : ectoblaste et entoblaste sont accolés dans la zone médiane (car c’est ici que se situe la membrane pharyngienne), et latéralement le mésoblaste s'est infiltré. En B par le prolongement céphalique médian : Le mésoblaste s’est infiltré latéralement. Sur les côtés, le mésoblaste rejoint le MIEE. Les 2 contingents se mélangent, la limite devient floue et imprécise. Les cellules du mésoblaste intra embryonnaire peuvent migrer jusqu'au pédicule de fixation. En plein centre, le feuillet moyen, donc le mésoderme, a formé un doigt de gant : le prolongement céphalique.

Dès J18 : apparition de cellules angiogènes formant les îlots de Wolff et Pander (potentialité à donner plus tard des vaisseaux et des cellules du sang) dans le mésoderme extra embryonnaire. Ces ilots se différencient dans paroi du lécithocèle mais les cellules souches se retrouvent aussi dans pédicule de fixation.

- En périphérie de ces îlots : cellules endothéliales (futures parois des vaisseaux) - Entre ces îlots : cellules souches sanguines

En C : passe par ligne primitive. L'invagination va se poursuivre encore un peu (pas encore terminée !). Présence des 3 feuillets.

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3- STADE DU CANAL CHORDAL : J19

Coupe sagittale médiane : Pendant ce temps, l’embryon s'est allongé considérablement vers la région crâniale jusqu’à la membrane pharyngienne. Cela forme le canal cordal. Le plancher du canal chordal s'applique et se soude à l’entoblaste (= toit du lécithocèle). Formation de fissures le long de cette ligne de soudure de sorte que la lumière du canal chordal soit en relation avec le lécithocèle II → devient entoderme. En même temps, le lécithocèle II communique avec la cavité amniotique directement. Entre l’extrémité crâniale du canal chordal et la membrane pharyngienne, il y a un petit contingent de cellules de l'entoblaste et du mésoblaste qui forment un bourrelet → plaque pré-chordale. En partie caudale : en arrière de la membrane cloacale, l’entoblaste s'invagine en doigt de gant dans le pédicule de fixation pour former l’allantoïde.

Vue dorsale (pointillés) : canal chordal + fissures + membranes pharyngienne et cloacale.

Coupe transversale en A : passe par la membrane pharyngienne → accolement ectoblaste / entoblaste dans la zone centrale déterminant la membrane pharyngienne. Latéralement du mésoblaste. En B : passe par la plaque pré-chordale → bourrelet entre ectoblaste et entoblaste. Latéralement : mésoblaste (rouge). En C : passe au niveau des fissures du canal chordal, on voit une ouverture et la communication entre le canal chordal et le lécithocèle II.

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En D : passe par le canal chordal, pas au niveau d'une fissure. Canal chordal complet. En E : passe par le nœud de Hensen = sillon de la ligne primitive. On voit une ouverture du canal chordal en regard de la cavité amniotique. En G : passe par la membrane cloacale. On a la même image que celle au niveau de la coupe A (MP). Le mésoderme ne s’est pas infiltré à cet endroit. En F : passe par la ligne primitive. On aperçoit des cellules de l’ectoblaste qui viennent s'invaginer. Le mésoblaste est étalé sous l’ectoblaste et une invagination est en train de se terminer.

4- STADE DE LA PLAQUE CHORDALE : J20

Coupe sagittale médiane : l’invagination des cellules de l’ectoblaste est totalement terminée, la ligne primitive a disparue. L’ectoblaste recouvre toute la surface de l’embryon. Le nœud de Hensen a reculé en position caudale et il va disparaître. Au stade de la plaque chordale, il existe une ouverture directe à l’emplacement du nœud de Hensen, appelée canal de Lieberkühn. Ce dernier fait communiquer le lécithocèle II et l’amnios, c’est un canal temporaire.

Canal chordal totalement ouvert sous la forme d'une gouttière → cette gouttière va peu à peu s'intégrer à l'entoblaste, dans le toit du lécithocèle, formant la plaque chordale à J20. En avant de plaque chordale, on retrouve la plaque pré-chordale, et encore en avant, la membrane pharyngienne.

En avant de cette membrane pharyngienne, on retrouve un épaississement du mésoblaste formant un matériel cardiogène. Au sein de ce matériel cardiogène va apparaître l’ébauche de la cavité péricardique sous forme d'une petite fente. Dans la partie caudale, l'allantoïde s'est allongée dans le pédicule de fixation. L’embryon change de forme, il devient bombé dorsalement et prend une courbure convexe. Les membranes pharyngienne et cloacale sont alors obliques par rapport à l'axe longitudinal de l'embryon. Vue dorsale : surface recouverte d'ectoblaste. La ligne primitive a disparu, on aperçoit le canal de Lieberkühn, les plaques chordale et pré-chordale et les 2 membranes par transparence.

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Coupe transversale en A : membrane pharyngienne. Toujours accolement ectoblaste + entoblaste. Latéralement insertion de matériel cardiogène. B : plaque chordale, après la fusion du canal avec le feuillet profond. Formation d’un sillon au centre, délimité par l’ectoderme, le mésoderme et l’entoderme. C : superposition des 3 feuillets. A ce moment-là, l'ectoblaste va présenter un léger sillon annonçant la neurulation (= formation du tube nerveux). Mise en place également d'une voussure qui annonce la courbure du dos du fœtus en plus de la courbure convexe en crâniale et caudale (déjà abordée).

5- FIN DE LA GASTRULATION

A J21 : les cellules de la plaque chordale se détachent du toit du lécithocèle vers l'intérieur du disque embryonnaire puis s'organisent en un axe plein appelé chorde ou notochorde (servent de développement au squelette axial). Pendant la phase terminale de la 3ème semaine, les 3 feuillets primordiaux sont mis en place, suivis de la mise en place de certaines ébauches :

◦ Système nerveux (neurectoderme)

◦ Système cardio-vasculaire (matériel cardiogène + ilots de Wolff et Pander)

◦ Éléments de la lignée germinale : gonocytes primordiaux qui au 21ème jour s'individualisent dans le mésenchyme extra-embryonnaire, dans la partie postérieure de la vésicule vitelline primitive, près de l’allantoïde. Ils vont ensuite migrer au niveau des crêtes génitales.

B) Conclusion À la fin de la 3° semaine :

◦ Embryon : 1,5mm, tridermique (3 feuillets primordiaux)

◦ Appendu entre la cavité amniotique et le lécithocèle entouré de MEE

◦ L’ensemble est appendu dans le cœlome externe dont la paroi est le chorion Événement caractéristique de la 3° semaine = gastrulation : mise en place des 3 feuillets primordiaux. La différenciation ultérieure des tissus ou organes va pouvoir commencer.

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1- DEVENIR DES FEUILLETS

Ectoblaste : (système nerveux et parois de l’organisme)

-SNC -SNP -Epiderme -Phanères -Organes sensoriels -Epithélium des voies respiratoires -Médullosurrénale

Mésoblaste : -Squelette -Tissu conjonctif -Tissu musculaire -Rein, gonades -Tissu cardio-vasculaire -Corticosurrénale

Entoblaste : -Arbre respiratoire -Thyroïde, pancréas -Tube digestif, foie, vésicule biliaire -Glandes annexes du TD -Epithéliums de revêtement

2- ANOMALIES DE LA GASTRULATION

Gastrulation = période de grande sensibilité aux agents tératogènes. Ex : l’alcool détruit les cellules de la ligne médiane à l'extrémité crâniale de l'embryon → malformations des structures cranio-faciales (holoproencéphalie).

Interruption de la gastrulation par des facteurs génétiques ou tératogènes responsables d'anomalies de la formation. Pour la partie caudale, on parle de dysgénésie caudale (sirénomélie) = défaut de « mésodermination » de l'extrémité caudale (formation des membres inférieurs, de l’appareil uro-génital, et des vertèbres sacrées). Ex : hypoplasie des membres inférieurs...

Reliquats de la ligne primitive persistants dans la région sacro-coccygienne = tératomes sacro-coccygiens (tumeurs les plus fréquentes du nouveau-né).

Point clé/ définitions :

C’est au passage du disque didermique au tridermique (donc au niveau de la gastrulation = 3ème semaine) que

les noms changent :

- L’épiblaste devient l’ectoblaste

- L’hypoblaste se transforme en entoderme au niveau de J17

Ento = endo → donc entoblaste = endoblaste De plus, blaste = état initial, en formation → ex : épiblaste // derme = état final, formé → ex : épiderme

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POINTS IMPORTANTS

I. NIDATION ET PRE-GASTRULATION (2ème semaine) :

➢ Epiblaste + hypoblaste = germe didermique

➢ J6-7 : trophoblaste → cytotrophoblaste + syncytiotrophoblaste

➢ J8 : Cellules cytotrophoblastiques → membrane Heuser

Quand la membrane tapisse tout le blastocèle → lécithocèle Iaire

➢ J10 : syncytiotrophoblaste lacunaire puis syncytiotrophoblaste trabéculaire à J12

➢ J11 → J13 : sous la membrane, formation du MIEE

Les cellules de l’hypoblaste forment un étranglement → lécithocèle IIaire

➢ J13-J14 : apparition de cavités cœlomiques dans le MIEE → cœlome EE

➢ J13 : villosités Iaires puis villosités IIaires à J15

II. GASTRULATION (3ème semaine) :

➢ J17 : 3ème feuillet = mésoblaste / passage de germe didermique à tridermique

Ligne primitive + nœud de Hensen

➢ J18 : prolongement céphalique du mésoderme (doigt de gant)

Formation des membranes pharyngienne (crâniale) et cloacale (caudale) = accolement

ectoderme / entoderme.

Ilots de Wolff et Pander

➢ J19 : Canal chordal + plaque pré-chordale + allantoïde

➢ J20 : canal → gouttière → plaque chordale

Disparition de la ligne primitive

Formation du canal de Liberkühn (communication amnios / lécithocèle IIaire)

➢ Les cellules de la plaque chordale se détachent → notochorde

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CHAPITRE 4 - Morphogénèse SECONDAIRE PARTIE N°1 : EVOLUTION DU MATERIEL CHORDAL, DU MESOBLASTE, DE L’ECTOBLASTE ET DELIMITATIONS

I. INTRODUCTION

A) Rappels

1ère semaine de développement embryonnaire : divisions cellulaires, segmentation, c’est l’aboutissement d’un œuf

à plusieurs cellules. Migration de l’œuf de la trompe jusqu’à la cavité utérine = migration. Masse cellulaire à l’origine

du bouton embryonnaire qui deviendra l’embryon.

2ème semaine de développement : implantation de l’œuf dans la cavité utérine = nidation. L’embryon devient

didermique avec 2 feuillets : l’épiblaste et l’hypoblaste.

3ème semaine de développement : mise en place d’un 3ème feuillet, formation du mésoblaste entre l’épiblaste et

l’hypoblaste. C’est la gastrulation. L’embryon est tridermique. 2 zones restant sans mésoblaste : la membrane

pharyngienne à l’extrémité crâniale et la membrane cloacale à l’extrémité caudale.

Dès la 2ème semaine, on dit que l’embryon est polarisé puisque l’épiblaste et l’hypoblaste vont avoir des devenirs

différents.

Ectoblaste : accolé au plancher de la cavité amniotique

Entoblaste : plafond du lécithocèle

Mésoblaste : entre les deux feuillets précédents sauf dans 2 régions (MP, MC).

La morphogénèse secondaire (4-7ème semaine) : début de l’organogénèse

C’est la période où les organes vont se mettre en place. Commence à la fin de la 3ème semaine (après le 20ème jour,

une fois que l’embryon est devenu tridermique) jusqu’à environ la 8ème semaine de développement. La taille de

l’embryon augmente considérablement.

3 étapes importantes :

1) Augmentation de la taille de l’embryon. A la fin de la 3ème semaine l’embryon représente à peine 2mm. Il va

se développer pour atteindre environ 30mm au début de la 8ème semaine.

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2) 2 délimitations apparaissent, longitudinale et transversale, elles vont permettre à l’embryon d’atteindre sa

forme définitive.

3) Mise en place des grands appareils : système nerveux central, appareil locomoteur, appareil respiratoire,

appareil circulatoire, appareil digestif, appareil uro-génital.

Tous ces processus se déroulent de façon simultanée.

II. EVOLUTION DU MATERIEL CHORDAL : fin de 3ème semaine/début 4ème

3 événements importants :

- Mise en place de la chorde dorsale

- Développement du mésoblaste

- Formation du tube neural

A) Stade de la plaque chordale J20 : En coupe sagittale médiane, on peut voir que le plafond du lécithocèle n’est pas recouvert d’hypoblaste dans la partie médiane mais de la plaque chordale (en violet). Le mésoblaste est mis en place. La zone cardiogène est composée de mésoblaste et elle se situe en avant de la membrane pharyngienne.

En coupe transversale, on voit l’ectoblaste en haut et l’hypoblaste en bas ainsi que le mésoblaste entre les 2. La

plaque chordale constitue une bande de tissu qui s’étend de l’extrémité crâniale à l’extrémité caudale, uniquement

dans la partie médiane de l’embryon. De part et d’autre de cette plaque chordale on retrouve de l’hypoblaste.

Les cellules de la plaque chordale vont s’enrouler sur elles-mêmes, cela va aboutir à l’isolement d’un tube plein : la

notochorde. Elle va sortir du plafond du lécithocèle. On va parler d’entoblaste à partir du moment où la plaque

chordale va sortir du lécithocèle. Le plafond du lécithocèle va être reconstitué par de l’entoblaste. Le canal de

Lieberkühn disparait.

La formation de la notochorde va commencer à l’extrémité crâniale et va se prolonger jusqu’à l’extrémité caudale,

durant quelques heures à quelques jours. On parle de gradient cranio-caudal de développement. L’extrémité

dorsale, supérieure de l’embryon, va être composée d’ectoblaste. L’extrémité ventrale, va être composée

d’entoblaste et on va retrouver le mésoblaste entre les 2, avec la notochorde au centre.

Prolongement céphalique → Canal chordal → Plaque chordal → Notochorde.

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B) Stade de la notochorde

La chorde va occuper la région centrale / médiane de l’embryon et va être entourée d’une fine couche de

mésenchyme intra embryonnaire. En avant de la notochorde, on retrouve la membrane pharyngienne et en arrière

de la notochorde on retrouve du mésoblaste puis la membrane cloacale.

La notochorde va constituer un axe de symétrie et va définir l’axe longitudinal de l’embryon. Cet axe permettra à

l’embryon de se courber.

Les cellules qui constituent la notochorde produisent des signaux moléculaires qui vont être relargués dans le milieu

environnant et vont agir sur la différenciation des différents feuillets. Cela va permettre le développement des

structures musculo-squelettiques et les ébauches du système nerveux central.

La notochorde est une structure transitoire qui va dégénérer dans 90 % de sa structure pour la formation des

vertèbres mais va quand même persister au niveau des disques intervertébraux pour donner les nucléus pulposus,

ce sont les reliquats de la notochorde. Les cellules de la notochorde vont cependant dégénérer au niveau des corps

vertébraux.

Les reliquats de notochorde peuvent donner des tumeurs bénignes ou malignes : les chordomes.

III. EVOLUTION DU MESOBLASTE

Il s’est mis en place lors de la gastrulation, à la 3ème semaine.

J17 : Dans l’axe médian de l’embryon, une invagination va se mettre en place de l’extrémité caudale au nœud de

Hensen : la ligne primitive. Des cellules de la ligne primitive vont se détacher et vont coloniser l’espace entre

l’épiblaste et l’hypoblaste, elles vont constituer le mésoblaste. Elles vont changer de phénotype car elles proviennent

de l’épiblaste qui est un épithélium (couche de cellules qui bordent la cavité amniotique), à un phénotype de cellules

de tissu de soutien : cellules mésenchymateuses. Transition épithélio-mésenchymateuse.

➔ Embryon constitué de 3 feuillets à J17.

3 zones vont persister sans mésoblaste : une dans la partie crâniale de l’embryon = membrane pharyngienne(3)

(future bouche), une dans la partie caudale = membrane cloacale (1) et une zone centrale où on retrouve la

notochorde(2) .

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J19 - J20 : des cellules du mésoblaste se compactent et se multiplient. Certaines vont se détacher pour former un

tissu conjonctif moins dense qui va combler les espaces vides entre l’ectoblaste, l’entoblaste, le mésoblaste et la

notochorde. Elles vont constituer le mésenchyme intra-embryonnaire (en rose sur le schéma).

Ce mésenchyme se mélange latéralement avec le mésenchyme extra-embryonnaire (MEE).

- Mésoblaste = cellules compactes en amas

- Mésenchyme = cellules peu denses, lâches

C’est la disposition de leurs cellules qui les différencie, sinon elles ont la même origine conjonctive (ectoblaste).

J20 - J22 : le mésoblaste va s’orienter pour former des 2 côtés de la notochorde, 3 colonnes longitudinales qui vont

avoir des évolutions différentes :

- Le mésoblaste para-axial :

le + proche de la notochorde (1)

- Le mésoblaste intermédiaire (2)

- Le mésoblaste latéral (3)

A) Mésoblaste para-axial : formation des somites

Le mésoblaste para-axial parcourt toute la longueur de l’embryon, sauf l’extrémité céphalique, partie la plus

crâniale, où il n’y a pas de somites !

Des cellules vont se regrouper en amas qui vont prendre le nom de somites. Par un phénomène identique à la corde,

les somites vont d’abord apparaitre à l’extrémité crâniale, vers l’extrémité caudale : gradient cranio-caudal. Cette

segmentation va se faire rapidement après la mise en place des 3 colonnes du mésoblaste.

A J21, on compte 4 à 7 paires de somites. Ils vont soulever l’ectoblaste.

Aux environs du 30ème jour, on compte 30 paires de somites.

Vers le 40ème jour, 41 à 46 paires de somites sont apparues dont :

- 3-4 paires occipitales mal segmentées

- 8 paires cervicales

- 12 paires dorsales

- 5 paires lombaires

- 5 paires sacrées

- 8-12 paires coccygiennes mal segmentées

Somites = construction des vertèbres ! On peut voir le relief de ces amas sur une vue

supérieure de l’embryon. Ces blocs sont face à face, ils forment des paires, alignées les

uns après les autres.

B) Mésoblaste intermédiaire : formation des néphrotomes

Gradient cranio-caudal

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G.Mabilleau

Le mésoblaste intermédiaire parcourt toute la longueur de l’embryon sauf l’extrémité caudale. Il se segmente en

structures rondes, formant des amas cellulaires = les néphrotomes.

J40 : on distingue 3 zones de mésoblaste intermédiaire :

1ère zone = pronéphros, 2ème paire occipitale → 5ème paire cervicale. 2ème zone = mésonéphros, 6ème paire cervicale → 4ème paire lombaire. 3ème zone = métanéphros, zone non segmentée de mésoblaste intermédiaire

Là aussi on a un gradient cranio-caudal, donc les néphrotomes en position crâniale vont se développer plus tôt que

ceux en position caudale. Ils forment l’ébauche primitive des reins.

C) Mésoblaste latéral : formation de deux lames

Apparition de cavités remplies de liquide : cœlome intra-embryonnaire à l’intérieur du mésoblaste latéral alors que

le cœlome extra-embryonnaire borde l’extérieur. Les lacunes du cœlome intra embryonnaire vont s’élargir et

communiquer avec le cœlome extra-embryonnaire. Le développement de cette zone de mésoblaste est différent du

développement des 2 autres zones de mésoblaste. En effet, il n’y a pas de segmentation pour cette zone de

mésoblaste.

Quand le cœlome intra-embryonnaire va s’ouvrir sur le cœlome extra-embryonnaire, 2 lames vont apparaître :

1 lame dorsale au contact de l’ectoblaste et de l’amnios = lame somatopleure

1 lame ventrale, au contact de l’entoblaste = lame splanchnopleurale

A ce stade, le cœlome interne communique avec le cœlome externe.

Ces feuillets persistent toute la vie dans certaines régions de l’organisme :

- Somatopleure = feuillet pariétal, tapisse tout ce qui correspond à la paroi de l’organisme

- Splanchnopleure = feuillet viscéral, tapisse les vertèbres

- Cœlome interne = cavité virtuelle

Lame splanchnopleurale + cœlome intra-embryonnaire + lame somatopleurale :

➢ Cavité péricardique : splanchnopleure + somatopleure = péricarde (cœur). Permet au cœur de se contracter.

Accumulation de liquide = péricardite.

➢ Cavité pleurale : splanchnopleure + somatopleure = plèvre (poumons). Permet le glissement et le bon

fonctionnement du poumon. 2 couches de cellules pour que le poumon ne s’accroche pas. Accumulation de

liquide = pleurésie.

➢ Cavité péritonéale : splanchnopleure + somatopleure = péritoine (viscères). Permet le glissement des différents organes à l’intérieur de la cavité virtuelle. Accumulation de liquide = péritonite (douleurs abdominales).

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G.Mabilleau

IV. EVOLUTION DE L’ECTOBLASTE : NEURULATION

A) Stade de la plaque neurale

Neurulation = formation d’un tube creux qui donnera l’ébauche du système nerveux

central.

Commence à environ J19 - J20 (la plaque neurale se développe en même temps que la

formation de la notochorde). Formation d’un tube creux, le tube neural, qui va

s’individualiser à l’intérieur du mésenchyme.

1ère étape : épaississement de l’ectoblaste en avant du nœud de Hensen. Rôle inducteur de la notochorde qui émet

des signaux moléculaires vers l’ectoblaste pour qu’il s’épaississe. Cet épaississement commence dans la zone

crâniale. Surépaisseur en forme de raquette dans la partie crâniale = plaque neurale. La croissance de cette plaque

vers la zone caudale est très rapide.

On va distinguer 2 ensembles de cellulaires distincts : le neuroectoblaste, formé par la plaque neurale et le reste de

l’ectoblaste formant l’ectoblaste périphérique.

B) Stade de la gouttière neurale puis du tube neural

Cette plaque neurale évolue rapidement, les bords latéraux de la

plaque neurale vont se relever, elle se creuse en son centre pour

donner la gouttière neurale qui fait saillie dans la cavité amniotique

= J21.

Les zones de jonction entre le neuro-ectoblaste (gouttière neurale) et l’ectoblaste périphérique s’appellent les crêtes

neurales. Les bords de la gouttière neurale vont fusionner : il y a fermeture de la gouttière en regard de la 4ème paire

de somites occipitaux /1ère paire de somites cervicaux, pour donner un tube neural. Progression vers l’extrémité

crâniale et l’extrémité caudale.

Cela aboutit à l’isolement en profondeur du tube neural : on parle de neurectoblaste (différent de l’ectoblaste). Il est

situé en profondeur, recouvert de cellules de dérivé ectoblastique qui a reconstruit sa continuité en surface, c’est

l’ectoblaste périphérique, qui est le futur recouvrement cutané (plus clair).

J27 - J28 : fermeture complète du tube neural. L’extérieur de l’embryon est recouvert par de l’ectoblaste

périphérique.

2 zones du tube ne vont pas être fermées. Dans la partie crâniale, le neuropore antérieur se ferme à J29. Dans la

zone caudale, le neuropore postérieur se ferme à J30.

J19

J21

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G.Mabilleau

Le tube neural est composé de neuro-ectoblaste. Cependant 2 zones de neuro-ectoblaste ne sont pas intégrées au

tube neural, ce sont les bandelettes ganglionnaires qui sont des reliquats des crêtes neurales.

C) Malformations dues à un défaut de fermeture du tube neural

Défaut de fermeture du neuropore antérieur = anencéphalie. Mort in utéro dans la majorité des cas.

Défaut de fermeture du neuropore postérieur = spina bifida. Dysfonctionnement des membres inférieurs.

Le mésenchyme extra-embryonnaire va donner les ilots de Wolf et Pander qui seront à l’origine des vaisseaux

extra-embryonnaires et une partie restera du mésenchyme extra-embryonnaire.

Définition / point clé : Début de la neurulation

La neurulation démarre au niveau de la 4ème paire de somites et elle s’étend dans les deux directions

(céphalique et caudale).

Fermeture de la gouttière neurale comme une fermeture éclair, mais non immédiate sur toute la longueur :

2 trous persistent à chaque extrémité → neuropore antérieur et neuropore postérieur.

Rappel de l’aspect de l’embryon à la fin de la 3ème semaine :

- Plan - Tridermique - Chorde pleine est l’axe organisateur de l’embryon - Lécithocèle fermé - 7 somites au 21ème jour - Fusion de la gouttière neurale au niveau de la 4ème somite et extension de cette gouttière.

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G.Mabilleau

V. LES DELIMITATIONS

Les délimitations correspondent à une double plicature de l’embryon (disque embryonnaire), dans le sens

longitudinal et transversal. Ces plicatures vont aboutir à la formation d’un tube recourbé à ses 2 extrémités alors

que l’embryon était plan à la fin de la 3ème semaine.

Au départ l’embryon est donc un disque plan avec :

La membrane cloacale au pôle caudal

La membrane pharyngienne au pôle crânial

Au niveau de ces deux membranes on a encore un accolement entre l’ectoblaste et l’entoblaste.

Les deux plicatures se font simultanément.

La délimitation transversale recourbe les bords latéraux de l’embryon pour les faire passer en position ventrale.

L’embryon s’enroule sur lui-même selon un axe central de symétrie, la notochorde. Ceci va aboutir à l’internalisation

du tube entoblastique. Elle va aussi aboutir à la formation d’un ectoblaste périphérique autour de l’embryon sur la

totalité de celui-ci. L’intégralité du tube va alors baigner dans la cavité amniotique.

La délimitation longitudinale recourbe l’embryon depuis les parties

crâniale et caudale. Cela a pour conséquences de faire passer le pédicule

embryonnaire (futur cordon ombilical) en position ventrale (niveau

abdominal) ainsi que les membranes pharyngienne et cloacale. La zone

cardiogène se retrouve aussi en position ventrale.

Les 4 structures basculent !

A) La délimitation transversale

On constate beaucoup de divisions cellulaires au niveau de l’ectoblaste ainsi que le phénomène de neurulation

(ébauche SNC). La plaque neurale subit une prolifération importante de cellules entrainant une croissance de la

surface de l’embryon.

Les facteurs qui sont à l’origine de cette délimitation :

- Croissance rapide de l’ectoblaste pour former le tube neural → besoin de place

- Augmentation du volume de la cavité amniotique → besoin de place

- Stagnation du lécithocèle secondaire → ne permet pas la croissance

- Stagnation de la sphère choriale (MIEE+ reliquats cyto + syntitio) → ne permet pas la croissance

▪ Donc l’embryon va se replier sur lui-même pour absorber les croissances cellulaires intenses

qu’il subit

▪ 2 axes : cranio- caudale → délimitation transversale / repliement des extrémités crâniale et

caudale → délimitation longitudinale

Rappel de la délimitation transversale :

101


G.Mabilleau

- Les bords latéraux se recourbent vers le bas (sous l’effet de l’augmentation de la cavité amniotique) puis se

rejoignent et fusionnent

- Formation d’un tube

- Recouvert d’ectoblaste périphérique

- Entoblaste en position interne qui tapisse le tube

La délimitation est créée par une poussée des culs de sac amniotiques vers le bas jusqu’à se faire s’enrouler

l’embryon.

Cette

délimitation étrangle le lécithocèle secondaire. On a donc formation d’un tube

d’entoblaste appendu au lécithocèle secondaire qui prend le nom d’intestin

primitif = futur tube digestif.

La dernière étape de la délimitation transversale est de fusionner les tissus qui ont la

même origine embryologique : l’ectoblaste périphérique, la lame somatopleurale, l’entoblaste qui forme un tube

(au tiers crânial) et la lame splanchnopleurale.

Le mésenchyme intra embryonnaire s’est insinué entre les lames splanchnopleurale pour faire une fine bande

autour du tube d’entoblaste. Cette zone d’accolement des deux feuillets splanchnopleuraux prend le nom de

mésentère dorsal qui est une structure retrouvée chez l’adulte pour relier l’intestin à la cavité péritonéale. C’est

l’ébauche du mésentère (maintient le jéjunum et l’iléon dans la cavité péritonéale, organe très vascularisé).

L’embryon baigne dans l’amnios, il est cerné par de l’ectoblaste périphérique.

B) Délimitation longitudinale (en même temps)

2ème plicature de l’embryon. Il va se courber → basculement en position ventrale :

- Du pédicule embryonnaire

- De la zone cardiogène

Les membranes pharyngienne et cloacale vont basculer à 90° ainsi que la zone cardiogène (ébauche du cœur), il y

a une courbure de l’embryon.

102


G.Mabilleau

Finalement l’embryon aura son entoblaste en position interne et la zone cardiogène en position ventrale thoracique

(avant cette délimitation la zone cardiogène était en partie dorsale de l’embryon). Le pédicule embryonnaire repasse

aussi en position ventrale dans la région abdominale.

Cette délimitation fait apparaitre 2 plis :

- En position crâniale → le pli céphalique

- En position caudale → le pli caudal

L’embryon commence à prendre une forme humaine à ce moment. Le pli céphalique correspond à la région cervicale.

Le pli caudal correspond à la région des fesses et les membres inférieurs.

La délimitation longitudinale est aussi due à une poussée des culs de sacs amniotiques (pour les mêmes raisons que

la délimitation transversale).

A la fin de la délimitation longitudinale il ne restera plus qu’un canal, le canal vitellin qui relie la vésicule vitelline à

un tube d’entoblaste qui formera l’intestin primitif de l’embryon.

En résumé la délimitation transversale forme le tube et la délimitation longitudinale forme le canal vitellin qui relie

ce tube à la vésicule vitelline.

L’intestin primitif prend 3 noms : intestin antérieur (position crâniale), intestin moyen, intestin postérieur (position

caudale). L’intestin postérieur forme l’allantoïde(1) en s’insérant dans le pédicule embryonnaire. A ne pas confondre

avec la membrane cloacale(2).

Ouverture de la membrane cloacale → anus (interaction avec l’amnios).

Ouverture pharyngienne → bouche (qui se retrouve en position ventrale).

Pathologie due à une anomalie de la délimitation :

Coelosomie : sortie de l’intestin qui ne s’est pas bien délimité à l’extérieur de la cavité abdominale due à un défaut

de fermeture du lécithocèle.

VI. DEVELOPPEMENT DU SYSTEME NERVEUX CENTRAL

2

v

1

103


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J24 : fermeture de la gouttière neurale → tube neurale → internalisation / au niveau du mésenchyme intra-

embryonnaire, les crêtes neurales s’isolent → bandelettes embryonnaires.

Embryon au 25ème jour :

La première chose qui se met en place pour la formation du SNC est la migration des

cellules des bandelettes ganglionnaires. Ce sont des cellules issues de l’évolution des

crêtes neurales. Elles vont migrer en position ventrale et sous l’ectoblaste périphérique

(sous la peau) pour former des amas cellulaires. Les bandelettes ganglionnaires étaient

avant en position dorsale du tube neural tout le long de l’embryon.

Ces structures qui migrent vont donner naissance :

- Aux neurones et aux cellules gliales du SNA autonome (sympathique, parasympathique et entérique)

- Aux os et aux cartilages de la face et du cou

- Aux odontoblastes des dents lactéales

- Aux cellules C de la glande thyroïde (fabriquent la calcitonine)

- Aux cellules chromaffines de la glande médullo-surrénale (synthèse d’adrénaline et de noradrénaline)

- Aux mélanocytes (cellules qui produisent les pigments de la peau)

Vers le 28ème jour le tube neural (formé) va évoluer avec 3 dilatations dans sa

partie crâniale qui se développent très rapidement. Ces dilatations vont former

les vésicules cérébrales primitives.

Ces vésicules vont prendre le nom de (de la plus crâniale à la plus caudale):

- Prosencéphale (1)

- Mésencéphale (2)

- Rhombencéphale (3)

Le reste, en aval du rhombencéphale, reste sous la forme d’un tube creux.

On voit 2 plicatures entre ces vésicules : flexion mésencéphalique (entre 1 et 2) et flexion cervicale (entre 3 et le

reste).

Le tube neural va continuer à évoluer, aux alentours de J35 (5ème semaine). Les vésicules cérébrales primitives vont

donner naissance aux vésicules cérébrales secondaires.

104


G.Mabilleau

Le prosencéphale va beaucoup se développer et va donner :

- 2 vésicules, le télencéphale (1)

- 1 vésicule, le diencéphale (2)

Le mésencéphale (3) ne va pas évoluer.

Le rhombencéphale va lui croitre beaucoup pour donner 2 vésicules :

- Le métencéphale (4)

- Le myélencéphale (5)

On va aussi avoir une nouvelle flexion, donc une troisième plicature au niveau

de la partie dorsale de l’embryon, à la partie caudale du métencéphale : c’est la

flexion pontique (entre 4 et 5).

Le diencéphale (2) va faire des prolongements importants :

- 2 pédicules latéraux qui donneront les nerfs optiques, les pédicules optiques - 1 prolongement ventral qui sera une ébauche de la glande neurohypophyse, le diverticule diencéphalique

L’ensemble des vésicules cérébrales secondaires vont continuer à

se développer entre la 6ème et 20ème semaine de développement

embryonnaire. Le télencéphale va beaucoup se développer mais la

région crâniale osseuse se développe moins vite, il va donc venir

recouvrir l’ensemble des autres structures. Les vésicules

télencéphaliques s’arrêtent au niveau de la jonction pontique.

A la

20ème semaine du développement on a formé l’ébauche du cerveau telle qu’elle est chez l’adulte.

La cavité centrale du tube neural va aussi évoluer :

Cavité du tube neural Evolution

Télencéphale 2 Ventricules latéraux

Vésicules cérébrales secondaires Évolution

2 télencéphaliques (développées en arrière) 2 hémisphères cérébraux

Diencéphalique

Thalamus

Hypothalamus

Epiphyse

Neurohypophyse

Nerfs optiques

Mésencéphalique Partie supérieure du TC

Métencéphalique Cervelet

Partie centrale du TC

Myélencéphalique Partie inférieure du TC

105


G.Mabilleau

Diencéphale 3ème ventricule

Mésencéphale Aqueduc de Sylvius

Métencéphale Partie crâniale du 4ème ventricule

Myélencéphale Partie caudale du 4ème ventricule

Le reste du tube neural, la partie en arrière du myélencéphale, va former la moelle épinière (au centre du rachis).

La cavité centrale du tube neural formera donc le canal de l’épendyme baigné par du liquide céphalo- rachidien.

Ce canal sera en communication avec le 4ème ventricule.

VII. FORMATION DES EBAUCHES VASCULAIRES

L’ensemble du mésenchyme sera le siège de la formation d’ébauches vasculaires pendant la 4ème semaine.

Rappel : le mésenchyme intra embryonnaire provient du mésoblaste, et une petite partie du mésoblaste s’est mise

en place en avant de la membrane pharyngienne : la zone cardiogène (intra-embryonnaire).

Dans la zone cardiogène (mésoblaste et mésenchyme intra embryonnaire) vont se développer 2 structures : les 2

tubes endocardiques (ébauches embryonnaires au 28ème jour). Leur fusion donnera le tube cardiaque.

Les ilots de Wolff et Pander se mettent en place dans le mésenchyme extra embryonnaire, au niveau du pédicule

embryonnaire.

De la même façon, dans le mésenchyme intra embryonnaire, des îlots vasculo-sanguins se forment au-dessus de

l’intestin primitifs et ils vont être à l’origine des aortes dorsales droites et gauches. Les aortes dorsales sont situées

tout le long de l’embryon et elles fusionnent en partie caudale pour ne former qu’une seule aorte dorsale.

A partir du 22ème jour, les cellules des tubes endocardiques vont battre : 1er battement du cœur.

De plus, ces 2 tubes endocardiques vont fusionner et donner le tube cardiaque.

Le tube cardiaque est enveloppé de tissu mésoblastique : le splanchnopleure et du mésenchyme intra embryonnaire.

C’est une structure semblable à celle autour de l’intestin. Elle est elle-même entourée du cœlome.

106


G.Mabilleau

La cavité péricardique, autour du tube cardiaque, sera finalement

constituée de :

- Cœlome intra embryonnaire

- Lame splanchnopleurale

- Lame somatopleurale

Les veines primitives cardinales antérieures et postérieures ainsi que droites et gauches (donc 4 veines) débouchent

à la partie caudale du tube cardiaque par le canal de Cuvier.

On a aussi deux aortes ventrales qui partent du tube cardiaque.

Donc une circulation intra embryonnaire se met en place entre la fin de la 3ème semaine et la 4ème semaine de

développement. Elle est concomitante à la mise en place de la circulation extra embryonnaire.

Schéma récapitulatif des structures vasculaires intra-embryonnaires :

Des vaisseaux proviennent de la circulation extra embryonnaire au niveau du pédicule embryonnaire jusqu’à se

brancher à la circulation intra embryonnaire.

Une circulation extra embryonnaire va donc se créer en même temps (3ème semaine), à partir des îlots de Wolff et

Pander.

Cette circulation va tout d’abord au niveau des villosités choriales du placenta, former des villosités tertiaires avec

une circulation à l’intérieur. A partir de ces vaisseaux, dans le mésenchyme extra embryonnaire, on va avoir 2 troncs

: un tronc ombilical (de chaque côté de l’allantoïde) et un tronc vasculaire qui nait autour de la vésicule vitelline et

qui remonte le canal vitellin.

Circulation extra-embryonnaire : 3 structures = villosités tertiaires, tronc ombilical et tronc vasculaire.

107


G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

II-III-IV. EVOLUTION DU MATERIEL CHORDAL, MESOBLASTE,

ECTOBLASTE

*MIE = mésenchyme intra-embryonnaire (J19-20)

V. DELIMITATIONS → servent à 4 choses principalement :

➢ Former l’intestin primitif ➢ Recouvrir l’embryon par de l’ectoblaste périphérique ➢ Faire basculer le pédicule embryonnaire en position ventrale dans la région abdominale ➢ Faire basculer la zone cardiogène en position thoracique

Passer de plan → tube

MIE J17 J29 J19 J20 J27-28 J22 J30 J21

Mésoblaste

Mésoblaste para-axial → somites (31-46 paires)

M. intermédiaire → néphrotomes

M. latéral → somatopleure + splanchnopleure

Formation notochorde

Plaque neurale Gouttière neurale Tube neural Fermeture

Neuropore

ant

Fermeture

Neuropore

post

107


G.Mabilleau

PARTIE N°2 : FORMATION DU SQUELETTE ET DES MUSCLES

I. INTRODUCTION

Le squelette des membres (appendiculaire) et le rachis (axial) dérive du mésoblaste para-axial ou de la lame

somatopleurale.

Le squelette axial viendra surtout du mésoblaste para axial et tout particulièrement des somites. : crane, rachis,

cotes, sternum.

La formation des os du crane est très complexe. Elle dépend à la fois du mésoblaste para axial qui peut être mal ou

peu segmenté → région occipitale. Certain os de la face sont également issus des crêtes neurales, insinuées à

l’intérieur du MIE, qui participent à la mise en place des os mandibulaires et maxillaires.

Axial : mise en place du rachis

Sternum : différenciation des cellules des mésoblastes latéraux, plus précisément de la lame somatopleurale en

région ventrale.

Le squelette appendiculaire viendra de la lame somatopleurale pour la partie osseuse et cartilagineuse et des

somites pour les muscles.

Pour rappel, au 40ème jour, les somites vont former entre 41 et 46 paires :

3-4 paires occipitales mal segmentées

8 paires cervicales

12 paires dorsales

5 paires lombaires

5 paires sacrées

8-12 paires coccygiennes mal segmentées

➔ Ces somites vont évoluer pour donner le squelette axial

II. EVOLUTION DES SOMITES : FORMATION DU SQUELETTE AXIAL

Fin de la 4ème semaine.

Au milieu des somites se met en place une cavité : le somitocèle.

On peut diviser le somite en 2 régions :

- Le sclérotome : région médio-ventrale

- Le dermo-myotome : reste du somite

Ces deux parties vont avoir des caractères différents. Les cellules du sclérotome vont rapidement s’échapper et

coloniser l’espace autour du tube neural, de la notochorde et des bandelettes ganglionnaires.

Le dermo-myotome lui reste à sa position, mais se structure aussi en 2 zones : le dermotome et le myotome.

108


G.Mabilleau

Vue en 3D, on retrouve le tube neural avec les reliquats des bandelettes ganglionnaires autour. La notochorde est

représentée en violet. Le sclérotome a constitué un segment autour du tube neural.

On retrouve des paires de dermo-myotome autour du sclérotome. Le sclérotome correspond à la partie de

mésoblaste qui entoure le tube neural.

La cavité centrale se creuse : c’est le somitocèle.

Vers la fin de la 4ème semaine – début 5ème semaine : Migration de certaines cellules du dermotome.

Rappel : le dermo-myotome s’est divisé en dermotome et en myotome. Les cellules du dermotome vont se détacher

pour se positionner juste en dessous de l’ectoblaste périphérique, dans la partie dorsale de l’embryon = ébauche du

derme. L’ébauche de l’épiderme est, elle, représentée par l’ectoblaste périphérique. Les cellules du myotome vont

aussi se développer et constituer l’ébauche des muscles dorsaux, cervicaux et de la plupart des muscles du tronc.

➔ Dermotome (latéral) = ébauche du derme → migration des cellules sous l’ectoblaste

périphérique

➔ Myotome (médian) = ébauche de la musculature (dorsale, cervicale, tronc)

On observe une paire de myotome de part et d’autre du sclérotome. Le myotome va être une structure segmentée

sur la hauteur de l’embryon, on ne va pas retrouver une bande pleine de cellules mésoblastiques qui forment le

myotome mais des segments.

a) Re-segmentation du sclérotome : Fissure de Von Ebner

On voit apparaître 3 régions au niveau du sclérotome :

- 1 région crâniale = 1/3 supérieur du sclérotome, composé d’une densité de cellules élevée. - 1 bande (en rose) = fissure de Von Ebner, avec une faible densité cellulaire - 1 région caudale = zone sous la fissure de Von Ebner, 2/3 inf, avec une densité cellulaire élevée

On retrouve cette segmentation du sclérotome pour chacun des blocs de mésoblaste autour du tube neural.

109


G.Mabilleau

(On ne voit pas de notochorde sur la coupe de droite)

En coupe coronale passant par le centre du tube neural : on retrouve le tube neural avec sa cavité centrale qui va former

le canal de l’épendyme dans la future moelle épinière, les reliquats de bandelettes ganglionnaires dans la partie

crâniale du sclérotome. Les lignes plus claires correspondent aux fissures de Von Ebner.

Avec le temps, les axones des neurones moteurs = motoneurones, vont se développer à partir du tube neural. Pour

se développer latéralement, ils seront obligés de se développer à l’intérieur de la fissure de Von Ebner. Les axones

des motoneurones vont venir innerver les blocs de myotome (dans la région avec une faible densité cellulaire). Ils

permettront la contraction des futurs muscles formés par le myotome.

Les reliquats de bandelettes ganglionnaires vont se déplacer à l’intérieur de cette fissure. Ils vont sortir du sclérotome

pour se retrouver entre le sclérotome et le myotome. Ces reliquats de bandelettes ganglionnaires vont former

l’ébauche des ganglions spinaux qu’on retrouve de part et d’autre du rachis.

➔ Axones des motoneurones : contraction des muscles formés par le myotome. ➔ Reliquats de bandelettes ganglionnaires : formation des ganglions spinaux autour du rachis (entre les

cellules musculaires et les blocs de sclérotome)

Le sclérotome va se diviser en 2 parties : une région crâniale et une région caudale, à fortes densités cellulaires. Des

blocs vont se former. Ils vont avoir une origine mixte : bloc caudale de la région du sclérotome supérieur + région

crâniale du sclérotome inférieur. Ces blocs vont former l’ébauche des vertèbres. Ils ont une forte densité cellulaire.

Voir les animations du professeur sur ses diaporamas.

La plupart des cellules qui constituent la fissure de Von Ebner vont dégénérer sauf dans la région ventrale de

l’embryon.

Schéma en 3D : Quand les cellules de la fissure vont dégénérer, un réarrangement des régions crâniale et caudale des

sclérotomes va se faire. Le corps des vertèbres va avoir une origine mixte. Entre l’ébauche des vertèbres, on voit

les axones de motoneurones.

Ganglions spinaux

Ces cellules vont régresser dans la

partie dorsale et latérale des

sclérotomes, elles persistent

seulement au niveau ventral.

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G.Mabilleau

La partie caudale du 4ème sclérotome occipital et la partie crâniale du sclérotome C1 vont former la base de l’os

occipital. La partie caudale du sclérotome C1 et la région crâniale du sclérotome C2 vont s’associer pour former la

1ère vertèbre cervicale, et ainsi de suite…

Des racines nerveuses vont sortir de ces blocs d’ébauche de vertèbres. On a 8 paires de nerfs cervicaux car on avait

à l’origine 8 paires de somites cervicaux. Pourtant sur un squelette enfant ou adulte on ne retrouve que 7 vertèbres

cervicales. Un bloc de sclérotome va être perdu par formation de l’os occipital et de la 1ère vertèbre thoracique.

L’axone des motoneurones qui sort en C1 va sortir au-dessus de la première vertèbre cervicale. Dans la région

cervicale, la racine nerveuse va sortir au-dessus de la vertèbre. Cela explique que la racine nerveuse C8 sortira entre

la 7ème vertèbre cervicale et la 1ère vertèbre thoracique. A partir de la région thoracique, les racines prennent le nom

de leur vertèbre sus-jacente (la racine T1 sort sous la vertèbre T1).

- Région cervicale : la racine prend le nom de la vertèbre sous-jacente (en dessous) - A partir de la région thoracique : la racine prend le nom de la vertèbre sus-jacente (au-dessus)

Les muscles et territoires cutanés qui vont être innervés par les racines nerveuses vont pouvoir être cartographiés.

En cas d’anomalie de sensation au niveau de la peau par exemple, on pourra retrouver la racine nerveuse à l’origine

du problème.

La notochorde va dégénérer sauf au niveau de la jonction entre 2 vertèbres. On retrouve les cellules de la fissure de

Von Ebner en position ventrale qui vont se mettre autour de la notochorde.

Les cellules de la fissure de Von Ebner et la notochorde vont former les disques intervertébraux. Ils vont permettre

de ne pas avoir une trop grande pression mécanique sur les vertèbres, fonction d’amortisseur.

Les cellules de la notochorde forment les nucleus pulposus. Les cellules de la fissure de Von Ebner entourent les

nucleus pulposus et forment l’anneau fibreux.

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G.Mabilleau

Tumeurs malignes de reliquat de notochorde = chordome.

Tumeur rare : environ 1 cas pour 2 000 000. Plus fréquente à partir de 50- 60 ans, surtout chez les garçons.

Va toucher 2 régions : Région sacro-coccygienne (60%) ou la région sphéno-occipitale (haute, 35%).

On retrouve des cellules vacuolées dans ces chordomes, qui ont le même aspect que les nucleus pulposus. On les

compare à des « bulles de savon ».

b) Formation des côtes :

Les processus costaux vont apparaître sur les bords des vertèbres. Ils vont former des structures en arc de cercle ils

vont se développer progressivement de la partie dorsale de l’embryon à la partie ventrale et entourer les viscères.

Dans la région ventrale ils vont se lier aux ébauches du sternum.

L’ébauche du sternum correspond à 2 proliférations de cellules qui s’échappent de la lame somatopleurale dans la

région ventrale. Elles vont former 2 bandes longitudinales qui donneront le sternum.

Elles vont fusionner sur la ligne médiane aux environs du 3ème mois de développement, les processus costaux vont

pouvoir se raccorder sur le sternum grâce à cette fusion.

Les racines nerveuses commencent dès la 5ème semaine. Un myoto

me va être à cheval sur 2 de vertèbres. Les territoires cutanés innervés sont appelés les dermatomes (à ne pas

confondre avec le dermotome), ils sont cartographiés. On parle de topographie métamérique qui est définie par la

segmentation du mésoblaste para axial.

III. FORMATION DU SQUELETTE APPENDICULAIRE : FORMATION DES MEMBRES-

Squelette appendiculaire : Os du bras + os de l’avant-bras Ceinture pelvienne

2 Clavicules Os du poignet Os de la cuisse et de la jambe

2 Scapula (omoplates) Os de la main Os du pied

Point clé : 31 paires de nerfs rachidiens

➔ 8 cervicaux ➔ 12 thoraciques ➔ 5 lombaires ➔ 5 sacrées ➔ 1 coccygienne

Motoneurones : innervent 1 territoire précis.

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G.Mabilleau

Le squelette appendiculaire va être formé par le mésoblaste latéral, une communication de signaux moléculaires

entre l’ectoblaste périphérique et le mésoblaste latéral va être primordiale. Elle va être à l’origine de la formation et

de la croissance du squelette appendiculaire.

a) Apparition des membres :

Fin de la 4ème semaine : formation d’une crête à gauche et à droite de l’embryon. Epaississement de l’ectoblaste

périphérique = crête de Wolff (à ne pas confondre avec les ilots de Wolff et Pander). Prolifération de la lame

somatopleurale du mésoblaste latéral à l’origine de cette crête. La lame somatopleurale va envoyer des signaux

moléculaires vers l’ectoblaste périphérique pour que ses cellules prolifèrent

Les cellules de la lame somatopleurale prolifèrent activement, elles soulèvent l’ectoblaste

périphérique (saillie) sur la face latérale de l’embryon. On observe également un épaississement

localisé aux parties distales de l’ectoblaste périphérique = cape apicale ectoblastique

Rapidement, la crête de Wolff régresse dans la partie médiane, elle persiste seulement aux extrémités pour former

les bourgeons des membres.

4 bourgeons des membres :

- 2 bourgeons supérieurs droit et gauche : métamères C2 – T2

- 2 bourgeons inférieurs droit et gauche : métamères L2-S3

Ils suivent une évolution selon un gradient cranio-caudal : les bourgeons supérieurs se forment à J26 et les bourgeons

inférieurs à J28.

L’épaississement de l’ectoblaste à l’extrémité distale du bourgeon des membres forme la cape apicale

ectoblastique. Ce sont les cellules de la cape apicale ectoblastique qui vont produire des signaux à l’origine du

développement du bourgeon du membre et de sa croissance en longueur. Des anticorps peuvent faire apparaitre ces

signaux émis. Si on greffe 3 capes apicales, on voit le développement de 3 membres.

A la fin des années 70, un scandale thérapeutique éclate concernant un médicament, le Thalidomide. Utilisé chez les

femmes enceintes, il bloque la synthèse de signaux moléculaires de la cape apicale. Les bébés nés avec des anomalies

de croissance des membres ou des absences de croissance de membres = phocomélie.

La cape apicale ectoblastique est donc une structure indispensable à la formation des membres, par la production

de signaux agissant sur le mésoblaste et mésenchyme sous-jacent.

Vers J33-J35 : les bourgeons vont s’étirer et s’aplatir pour former la palette lisse (« raquette de tennis »). On retrouve

toujours la cape apicale ectoblastique.

Elle va évoluer vers J38-J40 : certaines cellules de la palette lisse vont mourir par apoptose, la palette lisse devient la

palette palmée.

113


G.Mabilleau

Vers J56-J58 : les morts cellulaires vont augmenter entre les rayons digitaux pour permettre l’individualisation des

doigts, on parle de palette digitée.

b) Musculature des membres :

On retrouve les bourgeons des membres sur les bords latéraux, avec un épaississement du mésoblaste qui vient de

la lame somatopleurale. L’épaississement du mésoblaste forme un blastème.

Les cellules du myotome vont donner les muscles. Elles vont pénétrer l’intérieur des bourgeons. Le myotome va

donner 2 feuillets : un au-dessus du blastème et un en dessous. La lame de cellules musculaires la plus dorsale va

former l’ébauche des muscles extenseurs et la lame la plus ventrale l’ébauche des muscles fléchisseurs. Dans ces 2

types de muscles, on va retrouver des cellules issues de différents blocs de myotome. Chaque muscle aura une origine

mixte venant de plusieurs métamères.

J52 : Torsions des membres.

Membres supérieurs : le pouce est tourné vers le haut puis torsion de 90° qui fait passer le pouce en position latérale

de l’embryon.

Membres inférieurs : torsion de 90° en direction médiale, le gros orteil va passer d’une position crâniale à une

position médiale. La plante du pied est la partie la plus caudale du membre inférieur.

L’extension en longueur des membres est limitée par la cavité amniotique. Les plicatures des membres forment la

future plicature du coude et du genou. Les membres peuvent continuer à se développer en longueur car ils sont pliés

et prennent donc moins de place.

La cavité amniotique contraint le développement : d’où les plis des coudes et des genoux pour continuer le

développement en longueur.

Rotation médio-latérale

Rotation latéro-médiale

114


G.Mabilleau

c) Formation des articulations :

Le blastème est un amas de cellules indifférenciées, d’origine mésoblastique, qui occupe le territoire d’un

organe ou d’un tissu. C’est lui qui va être responsable de la formation des articulations.

Les cellules du blastème vont se différencier : apparition de 2 zones. Une zone qui va constituer une maquette

cartilagineuse entourée de cellules indifférenciées du mésoblaste. Les 2 segments de cartilage sont joints par une

interzone mésenchymateuse composée de cellules du blastème différenciées en cellules mésenchymateuses. Les

os longs vont tous se former de cette façon.

Les cellules formant l’interzone mésenchymateuse vont mourir par apoptose au centre de cette zone pour former la

cavité articulaire. Certaines persistent, pour quelques articulations et donneront les ligaments.

Les cellules en périphérie de l’interzone vont persister et donneront les cellules de la capsule articulaire qui

produiront le liquide synovial. Ce liquide permet aux 2 pièces osseuses de glisser l’une sur l’autre.

Des centres d’ossification vont apparaître au centre des pièces cartilagineuses, où les cellules cartilagineuses vont

être remplacées par des cellules osseuses. Un tissu osseux va se former au centre des pièces cartilagineuses.

Ce sont les 2 maquettes cartilagineuses de part et d’autre d’une pièce osseuse, qui vont être constitués de cartilage

prolifératif. Elles vont permettre la croissance en longueur des membres.

d) Malformations :

Squelette axial : principale malformation = hémivertèbre. Défaut de re-

segmentation du sclérotome.

Seulement un demi corps vertébral est formé. Déformation de la

colonne à l’origine de scoliose entre autre.

Squelette appendiculaire / membres : Blocage de

communication entre l’ectoblaste périphérique et le

mésenchyme sous-jacent à l‘origine de phocomélie. C’est une

absence totale ou partielle des parties intermédiaires des

membres.

Peut aussi être à l’origine d’amélie qui est une absence totale

d’un ou plusieurs membres.

115


G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

II. EVOLUTION SOMITES : Formation squelette axial :

Somites = 2 régions : 1. Sclérotome

2.Dermo-myotome

Tube neural → motoneurones → myotomes

Reliquats de bandelettes ganglionnaires → ganglions spinaux

8 paires de nerfs cervicaux mais 7 vertèbres cervicales

Nomenclature :

➢ Région cervicale : la racine prend le nom de la vertèbre sous-jacente (en dessous) ➢ A partir de la région thoracique : la racine prend le nom de la vertèbre sus-jacente (au-dessus)

ex : racine C2 entre 1ère et 2ème vertèbre cervicale / racine C8 entre la 7ème cervicale et 1ère thoracique / racine

T2 entre la 2ème et la 3ème vertèbre thoracique

III. FORMATION SQUELETTE APPENDICULAIRE :

Epaississement ectoblaste périphérique → crête de Wolff → persiste seulement aux extrémités → cape

apicale ectoblastique → signaux → développement des membres → palette lisse (J33-35) → palette

palmée (J38-40) → palette digitée (J56-58)

➢ Musculation

Cellules du myotome → migration dans les bourgeons → ébauche des muscles extenseurs et fléchisseurs

→ J 52 = torsion des membres

➢ Articulations

Epaississement mésoblaste → blastème → différentiation

Région crâniale

Fissure Von Ebner

Région caudale

Dermotome → derme

Myotome → muscles

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G.Mabilleau

Professeure May-Panloup :

Exercice 1 :

QCM 1 – S’IL Y A NIDATION, PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT)

EXACTE(S) ?

A) Le blastocyste s’implante dans l’endomètre B) Le corps jaune dégénère C) Il y a sécrétion d’HCG D) Il y a apparition des règles E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 2 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, CONCERNANT LES PHASES DE LA NIDATION LAQUELLE

(LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) Invasion, adhésion, apposition B) Apposition, invasion, adhésion C) Invasion, apposition, adhésion D) Adhésion, apposition, invasion E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 3 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, A PROPOS DU SYNCYTIOTROPHOBLASTE, LAQUELLE


A) Le syncytiotrophoblaste entoure toute la cavité du blastocèle au 8ème jour B) Il dérive du trophoblaste C) C’est le résultat de l’évolution de la MCI D) Il devient au 13ème jour syncytiotrophoblaste lacunaire puis trabéculaire au 15ème jour. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 4 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, CONCERNANT LE SYSTEME IMMUNITAIRE, LAQUELLE


A) Les cellules du syncytiotrophoblaste n’expriment pas de HLA B) Les cellules du cytotrophoblaste expriment de l’HLA C) Les molécules d’HLA fœtales activent les lymphocytes T maternels D) Les molécules HLA G ne sont pas indispensables E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 5 – QUE SE PASSE-T-IL A J19 ? - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST

(SONT) EXACTE(S) ?

A) Communication entre la lumière chordale et le lécithocèle Iaire B) Communication entre la lumière chordale et le lécithocèle IIaire C) Formation de l’allantoïde D) La ligne primitive disparaît E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

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G.Mabilleau

Exercice 2:

Donnez la définition de la réaction déciduale :

Exercice 3:

Les cellules du mésenchyme constituent des lames : relie chaque MIEE à la bonne lame :

Professeur Mabilleau :

QCM 1 – COMBIEN DE ZONES PERSISTENT SANS MESOBLASTES VERS LE J17 - PARMI LES PROPOSITIONS CI-

DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) 0 B) 2 C) 3 D) 4 E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 3 – CONCERNANT LES DELIMITATIONS- PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Elles se font grâce aux poussée des culs de sacs amniotiques vers le haut B) Il y a formation d’un tube d’ectoblaste appendu au lécithocèle IIaire C) Les 3 délimitations se déroulent en même temps D) 2 plis se forment E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

MIEE collé à l’hypoblaste

MIEE collé à l’épithélium

amniotique

Lame amniotique

Lame ombilicale

Lame choriale

Pédicule de fixation

MIEE collé au cytoT

MIEE entre l’épithélium

amniotique et le cytoT

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G.Mabilleau

QCM 4 – CONCERNANT LES EBAUCHES VASCULAIRES - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Premiers battements vers le 17ème jour B) Les îlots de Wolff et Pander se mettent en place dans le mésenchyme extra embryonnaire C) Les aortes dorsales se forment dans le mésenchyme intra embryonnaire D) Le tube cardiaque est formé de 2 tubes endocardiques E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 5 –CONCERNANT LE SQUELETTE APPENDICULAIRE - S’IL Y A NIDATION - PARMI LES PROPOSITIONS CI-


A) Il est formé par le mésoblaste intermédiaire B) Les crêtes de Wolff sont formées par l’épaississement de l’ectoblaste périphérique C) Les bourgeons forment une palette palmée, lisse puis digitée D) Torsion des membres à J52 E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

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G.Mabilleau

Professeure May-Panloup :

Exercice 1 :

QCM 1 –S’IL Y A NIDATION - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT)

EXACTE(S) ?

A) Le blastocyste s’implante dans l’endomètre → définition B) Le corps jaune dégénère → non, il se maintient : sécrétion progestérone C) Sécrétion d’HCG → oui par les cellules du trophoblaste D) Apparition des règles E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 2 –LES PHASES DE LA NIDATION - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST

(SONT) EXACTE(S) ?

A) Invasion, adhésion, apposition B) Apposition, invasion, adhésion C) Invasion, apposition, adhésion D) Adhésion, apposition, invasion E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

➔ FAUX : apposition, adhésion, invasion

QCM 3 –A PROPOS DU SYNCYTIOTROPHOBLASTE - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Le syncytiotrophoblaste entoure toute la cavité du blastocèle au 8ème jour → non, le cytoT B) Il dérive du trophoblaste → oui, tout comme le cytoT C) C’est le résultat de l’évolution de la MCI → non, la MCI évolue en épiblaste et hypoblaste mais se produit en

même temps D) Il devient plus tard au 13ème jour syncytioT lacunaire puis trabéculaire au 15ème jour. → non, 10ème et 12ème jour. E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 4 –CONCERNANT LE SYSTEME IMMUNITAIRE- PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Les cellules du syncytioT n’expriment pas de HLA B) Les cellules du cytoT expriment de l’HLA → particulièrement de l’HLA G C) Les molécules d’HLA fœtales activent les lymphocytes T maternels D) Les molécules HLA G ne sont pas indispensables → faux, ce sont elles qui permettent de bloquer les cellules

NK pour les empêcher de tuer les cellules du trophoblaste E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 5 – QUE SE PASSE-T-IL A J19 ? - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST

(SONT) EXACTE(S) ?

A) Communication entre la lumière chordale et le lécithocèle Iaire → faux, le lécithocèle I a disparu à J11 B) Communication entre la lumière chordale et le lécithocèle IIaire C) Formation de l’allantoïde D) La ligne primitive disparaît → non disparaît à J20 E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

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G.Mabilleau

Exercice 2:

Donnez la définition de la réaction déciduale :

Transformation de type d’épithélial des fibroblastes du stroma endométrial

Exercice 3:

Les cellules du mésenchyme constituent des lames : relie chaque MIEE à la bonne lame :

Professeur Mabilleau :

QCM 1 –COMBIEN DE ZONES PERSISTENT SANS MESOBLASTES VERS LE J17 - PARMI LES PROPOSITIONS CI-


A) 0 B) 2 C) 3 → vrai, membrane pharyngienne + cloacale + zone centrale (notochorde) D) 4 E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

QCM 2 – CONCERNANT LES DELIMITATIONS - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Elles se font grâce aux poussée des culs de sacs amniotiques vers le haut → faux, vers le bas B) Il y a formation d’un tube d’ectoblaste appendu au lécithocèle IIaire → faux, tube d’entoblaste ! l’ectoblaste

périphérique est à l’extérieur C) Les 3 délimitations se déroulent en même temps → que 2 délimitations ! D) 2 plis se forment → vrai, céphalique et caudal E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

MIEE collé à l’hypoblaste

MIEE collé à l’épithélium

amniotique

Lame amniotique

Lame ombilicale

Lame choriale

Pédicule de fixation

MIEE collé au cytoT

MIEE entre l’épithélium

amniotique et le cytoT

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G.Mabilleau

QCM 4 –CONCERNANT LES EBAUCHES VASCULAIRES - PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE


A) Premiers battements vers le 17ème jour → faux, 22-23ème jour B) Les îlots de Wolff et Pander se mettent en place dans le mésenchyme extra embryonnaire → vrai C) Les aortes dorsales se forment dans le mésenchyme intra embryonnaire

D) Le tube cardiaque est formé de 2 tubes endocardiques E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

QCM 5 – CONCERNANT LE SQUELETTE APPENDICULAIRE - S’IL Y A NIDATION - PARMI LES PROPOSITIONS CI-


A) Il est formé par le mésoblaste intermédiaire → faux, para-axial B) Les crêtes de Wolff sont formées par l’épaississement de l’ectoblaste périphérique C) Les bourgeons forment une palette palmée, lisse puis digitée → lisse, palmée puis digitée D) Torsion des membres à J52 E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

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G.Mabilleau

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G.Mabilleau

PARTIE N°3 : EVOLUTION DU PÔLE CRÂNIAL – FORMATION DE LA FACE

I. FORMATION DE L’HYPOPHYSE

Au début de la 6ème semaine, on retrouve les 5 vésicules

neuronales. A partir du diencéphale, un diverticule apparait et progresse

vers la face ventrale de l’embryon. Ce diverticule se nomme diverticule

diencéphalique, il est à l’origine de l’ébauche de la neurohypophyse et se

situe en avant de la notochorde. A la même période, en avant de la

membrane pharyngienne, apparait un bourgeon ectoblastique qui va se creuser et prendre le nom de poche de

Rathke. Cette poche va migrer et va s’accoler au diverticule diencéphalique pour former l’ébauche de la glande

hypophyse.

Cette glande se situe chez l’adulte dans une cavité osseuse nommée la selle turcique.

L’hypophyse à une double origine histologique. Le diverticule

diencéphalique correspond à la neurohypophyse (structure constituée d’axones des

neurones provenant du diencéphale) et se situe en position postérieure, alors que la

poche de Rathke va former l’adénohypophyse en position antérieure.

II. FORMATION DU STOMODEUM (BOUCHE PRIMITIVE)

Durant la délimitation longitudinale, la membrane pharyngienne connait d’une rotation de 180° qui va

permettre à la fois le passage de la zone cardiogène en position ventrale et également l’inversion de l’ectoblaste et

de l’entoblaste. En effet, l’ectoblaste composera alors le plancher et le plafond sera constitué d’entoblaste alors

qu’avant la délimitation on avait la situation inverse.

Au niveau de la membrane pharyngienne, dans la partie crâniale de l’embryon, on trouve une zone

d’accolement de l’entoblaste avec l’ectoblaste. Durant la 4ème semaine de développement, on a une ouverture de

l’intestin primitif dans la cavité amniotique par une résorbassions de cette membrane. Cela signifie que l’ectoblaste

va disparaitre à ce niveau. C’est ce qu’on appelle le stomodeum. Il constitue une ouverture plus large que haute à

l’origine de la structure en entonnoir aplati de l’intestin dans sa région antérieure.

L’intestin primitif passe derrière le tube cardiaque.

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G.Mabilleau

III. FORMATION DE L’APPAREIL BRANCHIAL

L’ensemble des replis dans la partie crâniale de l’intestin constitue l’appareil branchial. Dans la région

cervicale, on observe l’apparition de crêtes arrondies, de bourrelets, qui en fonction des espèces varient en nombre

de 1 à 6. Chez les poissons l’appareil branchial est très visible et sert surtout à l’oxygénation.

Les arcs branchiaux sont composés à l'extérieur

par les fentes branchiales, et à l'intérieur par les poches

branchiales. C’est un raccourci évolutif de toutes les

espèces, comme chez les poissons où ces structures

donneront les branchies (arcs, poches, et fentes

branchiales).

On compte 4 arcs branchiaux chez l’homme. Entre les crêtes on trouve des replis d’ectoblastes formant une fente

branchiale. Les invaginations de l’épiblaste forment les fentes ou gouttières branchiales, alors qu’à l’intérieur,

l’endoblaste s’invagine pour former les poches branchiales, en regard des fentes.

➔ Le stomodeum se situe en amont du 1er arc.

Si on s’intéresse au côté de l’appareil branchial on observe les 4 fentes branchiales et les invaginations de

l’intestin formant les 4 poches branchiales séparées des fentes branchiales par une fine couche de mésoderme.

Le 1er arc est le plus volumineux, appelé arc mandibulaire, il se divise en donnant 2 bourgeons : maxillaire supérieur

et mandibulaire.

Le 2ème arc est l’arc hyoïdien, qui contribuera à former la structure osseuse de l’os hyoïde.

Les 3ème et 4ème arcs n’ont pas de noms spéciaux.

Ces arcs, fentes et poches vont évoluer et former des structures de la face et du cou.

La composition des arcs branchiaux est la suivante :

•  Amas cartilagineux (crêtes neurales) = structures cartilagineuses / osseuses

•  Muscle (myotome) = Portion des muscles faciaux et cervicaux

•  Arc aortique (mésenchyme intra-embryonnaire) = portion des artères du cou et de l’aorte

Ilots angiogènes à l’origine des aortes dorsales droite et gauche mais aussi des structures vasculaires

présentes dans les arcs branchiaux.

•  Nerfs (neurectoblaste) = portion des nerfs crâniens

Différents dérivés des constituants des arcs branchiaux :

126


G.Mabilleau

• Cartilages :

Les différents arcs vont être à l’origine de différents cartilages.

Le 1er arc est à l’origine d’une portion de l’os

sphénoïde ainsi que de la formation de la mandibule

(avec les dents). Une partie distale du cartilage va

donner deux des trois os de l’oreille moyenne

(marteau et enclume).

Le 2ème arc va être à l’origine du dernier os de

l’oreille moyenne (l’étrier), de l’apophyse styloïde de

l’os temporal. Il va aussi contribuer à former l’os

hyoïde (partie antérieure du corps et petites cornes).

Le 3ème arc donnera la grande corne et la partie inférieure de l’os hyoïde.

Le 4ème arc donnera un ensemble de structures cartilagineuses laryngées et pharyngées (cricoïdes et thyroïdes)

de la trachée.

• Muscles :

Les arcs seront aussi à l’origine de différents muscles.

Le 1er arc est à l’origine du muscle de la mastication, du

muscle tenseur du tympan et du muscle tenseur du palais.

Le 2ème arc est à l’origine du muscle de l’expression

faciale, du muscle stapédien de l’oreille moyenne et du

muscle stylo-hyoïdien.

Le 3ème arc est à l’origine du muscle stylo pharyngien.

Le 4ème arc donnera le muscle constricteur du pharynx et le muscle crico-thyroïdien.

• Arcs aortiques :

Les arcs aortiques vont évoluer et cela va

permettre des anastomoses entre les aortes

dorsales et l’aorte ventrale (mise en

communication par chaque arc aortique).

Les différents arcs vont former les artères

maxillaires droite et gauche (1er arc), les artères

stapédiennes droite et gauche vascularisant en

partie l’oreille moyenne (2ème arc), le segment

proximal des artères carotides internes droite et gauche (3ème arc), ainsi que la formation de la crosse de l’aorte et

de l’artère sous clavière droite (4ème arc).

127


G.Mabilleau

• Nerfs :

Le 1er arc servira à former le nerf trijumeau

(Vème paire des nerfs crâniens) qui innerve la

peau, le maxillaire supérieur, et donne une

branche qui innerve la totalité de la mandibule,

la muqueuse du palet, les dents et une partie de

la bouche.

Le 2ème arc donnera le nerf facial (VIIème

paire NC) qui innerve la région cervicale.

Le 3ème arc est à l’origine d’une branche du nerf glosso-pharyngien (IXème paire NC).

Le 4ème arc constituera le nerf pneumogastrique ou vague (Xème paire NC)

• Evolution des fentes branchiales :

Le 1er arc sera à l’origine du conduit auditif externe.

Les arcs 2,3,4 seront à l’origine du sinus cervical.

L’épiblaste qui recouvre l’arc branchial 2, va proliférer et

va passer en pont au-dessus du 3ème arc, pour fusionner

avec le 4ème. Il va finir par recouvrir le 3ème et 4ème arc

et va donner un aspect lisse cervical. On voit la marque

de la soudure, c’est le sinus cervical. Cette dépression

s'efface normalement mais peut persister.

Des malformations peuvent être liés à un non-renfermement du sinus cervical conduisant à des kystes ou fistules

cervicales. Une malformation de la fente de l’arc 1 peut, elle, conduire à des malformations du conduit auditif.

• Evolution des poches branchiales :

La 1ère poche branchiale, se creuse et vient à la rencontre de la fente branchiale → constitution d’une

membrane. Cette membrane va constituer la membrane du tympan et elle se trouve au fond du conduit auditif

externe. Le reste de la poche donnera d’autres structures creuses comme la caisse du tympan et la trompe

d’Eustache.

La 2ème poche entobranchiale est une structure endoblastique qui s’invagine pour former un réseau dense

qu’on appelle une crypte. Elle va être colonisée par les lymphocytes après le 5ème mois. Elles vont donner les

amygdales palatines de chaque côté du cou, au fond de la cavité buccale.

Les autres poches (3ème, 4ème) se développent dans la région cervicale qui se forme en fonction de la glande

thyroïdienne (naît du plancher du stomodeum). Elles vont se détacher de leur position initiale vers leur position

définitive. L’épiblaste de la 3ème poche donne le thymus, en arrière du manubrium sternal et les glandes

128


G.Mabilleau

parathyroïdes inférieures. La 4ème poche donne les glandes parathyroïdes supérieures. Ces glandes vont sécréter

l’hormone parathyroïdienne.

IV. FORMATION DE LA LANGUE

La langue naît sur le plancher du stomodeum. Chaque arc est parcouru par des nerfs spécifiques. Des

bourgeons vont apparaître.

Sur le 1er arc apparaît un premier bourgeon triangulaire, le tubercule impar (sur la ligne médiale, en avant du canal

thyréoglosse), puis se forme 2 bourgeons symétriques latéraux de la langue, au-dessus de ce tubercule. Ils se

développent par prolifération de l’endoblaste.

Sur le 2ème arc, en arrière du foramen, se

forme un 4ème bourgeon : la copula.

Les 3ème et 4ème arcs, vont donner un seul

bourgeon : formation unique et médiale,

l'éminence hypo-branchiale ou hypo-

pharyngienne.

Les différents bourgeons vont évoluer.

Plus en avant, les bourgeons distaux de la langue vont recouvrir le tubercule impar et la copula. Ils fusionnent sur

la ligne médiane et permettent la constitution des 2/3 antérieurs de la langue. Le sillon médian va être encore visible

chez l’adulte.

La copula se développe peu dans sa partie antérieure.

L’éminence hypopharyngienne passe en pont devant la copula et vient la recouvrir (tiers postérieur de la langue =

racine de la langue). Elle fusionne avec les 2 bourgeons distaux et donne le tiers postérieur de la langue. La fusion

reste visible toute la vie sous forme d’un sillon en forme de V : V linguale. Le foramen ceacum forme le somment du

V lingual. On trouve sur le V de très grosses papilles : les papilles calciformes.

Cette fusion constitue la langue définitive. Elle est totalement constituée d’entoblaste.

• Innervation motrice et sensitive

129


G.Mabilleau

Les branches nerveuses vont avoir au niveau de la langue des caractères propres. Elles sont issues des

différents arcs branchiaux.

La branche du trijumeau (Vème paire) va véhiculer la

sensibilité à la chaleur sur les 2/3 antérieurs.

Le 2ème arc et son nerf facial, arrivant par la chorde du

tympan, véhicule le goût sur le 2/3 antérieurs de la

langue.

Le nerf glosso-pharyngien du 3ème arc, véhicule la

sensibilité gustative des grosses papilles gustatives.

Le nerf vague véhicule la sensibilité à la chaleur de tout le reste de la langue.

Les cellules musculaires sont des cellules qui vont migrer à partir des somites occipitaux(myotomes), elles sont

accompagnées par des branches nerveuses (XIIème paire de nerfs) pour la motricité.

• Diverticule thyroïdien et respiratoire

Dès la 4ème semaine, entre le 1er et le 2ème arc branchial, apparait le diverticule thyroïdien (en vert) issu

d’une prolifération de cellules du plancher entoblastique dans le mésenchyme intra-embryonnaire. Ce diverticule

est la partie antérieure de l’invagination qui est rattachée à l’intestin antérieur par le canal thyréoglosse. Le

diverticule va former deux lobes qui donneront naissance au corps thyroïdien. Ce dernier migrera pour atteindre,

vers la 7ème semaine, sa position définitive en avant de la trachée. La thyroïde a donc une origine entoblastique.

A la même période se développe le diverticule respiratoire (en rose) qui constituera l’ébauche de l’arc

respiratoire. Ce diverticule se forme en arrière de la 4ème poche branchiale, à la face ventrale de l’intestin primitif.

Ce diverticule va continuer de s’invaginer dans le mésenchyme intra-embryonnaire et va être relié à l’intestin par le

canal laryngé, le diverticule ne constituant que la partie antérieure de l’invagination. L’extrémité caudale du

diverticule se scinde en deux lobes à l’origines des bronches et des poumons.

V. DEVELOPPEMENT DE LA FACE ET DU PALAIS

130


G.Mabilleau

De la 4ème à la 5ème semaine, l’embryon apparait ainsi :

L’appareil branchial se met en place selon un gradient cranio-caudal. Le premier arc branchial se met en

place avant les autres. A partir de la 4ème semaine, sur sa face branchiale, le 1er arc se divise en un processus

maxillaire et un processus mandibulaire qui vont perdurer autour, tapissant le stomodéum. Les processus

maxillaires constituent les parois latérales et le processus mandibulaire constitue le plancher du stomodéum.

Les bourgeons faciaux primordiaux sont au nombre de 5 et sont à l’origine du développement de la face :

• Le bourgeon frontal résulte du soulèvement de l’ectoblaste périphérique par le développement du

proencéphale. Ce bourgeon constitue le plafond du stomodéum. A la 4ème semaine, se développent les

placodes olfactives de part et de d’autre du bourgeon frontal. Ces placodes sont à l’origine de l’ébauche des

narines.

• Les 2 bourgeons maxillaires constituent les parois latérales du stomodéum et sont issues des processus

maxillaires.

• Les 2 bourgeons mandibulaires vont fusionner pour former le plancher du stomodéum sur la ligne médiane

de l’embryon, ils sont issus du processus mandibulaire.

Au cours du 2ème mois, il se forme des bourgeons nasaux latéraux et médians qui sont les premiers à se

développer à partir des bourgeons faciaux primordiaux. Des bourrelets nasaux apparaissent de chaque côté des

bourgeons nasaux entourant ainsi la placode olfactive en

prenant une forme en fer à cheval. Le développement est

rapide au niveau des extrémités des bourrelets formant le

bourgeon nasal latéral et le bourgeon nasal médian. Les

placodes s’invaginent dans le mésenchyme et forment les

cupules olfactives.

131


G.Mabilleau

Il y a une dépression formant le sillon lacrymo-nasal entre le bourgeon nasal et les bourgeons maxillaires, c’est

l’ébauche du canal lacrymal. Dans le même temps, des placodes optiques apparaissent sur les faces latérales de

l’extrémité crâniale de l’embryon, ce sont les ébauches des yeux. Ce développement a lieu en parallèle du

développement des prolongements du diencéphale.

Vers la 6ème- 7ème semaine, les bourgeons

faciaux primordiaux confluent, il y a une fusion de ces

bourgeons qui vont être à l’origine des ébauches de la

face.

A la 4ème semaine, sur la ligne médiane, il y a une fusion des bourgeons mandibulaires, cette fusion est à

l’origine du menton, de la lèvre inférieure et de la partie inférieure des joues.

Il y a aussi la fusion des bourgeons nasaux sur la ligne médiane, ce qui est à l’origine du massif médian de la

face, c’est à dire la partie moyenne du nez, la partie moyenne de la lèvre supérieure avec une fossette sur la ligne de

fusion (philtrum), la partie antérieure de l’arcade dentaire et la partie antérieure du palais définitif, c’est-à-dire le

palais primaire.

Les bourgeons nasaux latéraux fusionnent avec les bourgeons maxillaires à l’origine des parties latérales

des narines, des parties latérales de la lèvre supérieure et des parties latérales de la joue.

En profondeur, la séparation des bourgeons nasaux et maxillaires persiste et forme le canal lacrymo-nasal

(évacuation larme dans les fosses nasales).

Il y a également une fusion de la région latérale des bourgeons maxillaires et du bourgeon mandibulaire

qui seront à l’origine des parties inférieures des joues et de la limitation de la bouche.

Ce développement peut conduire à des malformations issues du mauvais remaniement des bourgeons :

• Un problème de formation du philtrum au niveau de la fente labiale

• Une ouverture buccale anormale issue du défaut de fusion des bourgeons mandibulaire et maxillaire

(macrostomie)

132


G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

➢ L’évolution et la formation de la face est continue, et se fait de manière simultanée. C’est pour détailler que l’on sépare les étapes.

➢ Les arcs branchiaux donnent les cartilages, les muscles, les nerfs. ➢ Les arcs aortiques permettent de créer des anastomoses entre les aortes dorsales et

ventrales. ➢ Les poches branchiales évoluent pour former des membranes tel que le tympan (PB1) ou

des glandes annexes telles que les glandes parathyroïdiennes (PB 4) ➢ Les fentes branchiales sont à l’origine du conduit auditif externe (FB1) et du sinus cervical

(FB2,3,4)

➢ La langue nait sur le plancher du stomodeum ➢ Elle est constituée de plusieurs parties (les savoir)

➢ Bien savoir ce que donne chaque fusion des bourgeons naseaux centraux et latéraux ➢ Bien savoir ce que donne chaque arc/poche/fente

Nota bene :

- PB = poches branchiales - FB =fentes branchiales

133


G.Mabilleau

PARTIE N°4 : EVOLUTION DU PÔLE CAUDAL

I. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE

L’appareil respiratoire est issu du diverticule

respiratoire et se met en place en arrière de la poche

branchiale n°4. Il va se développer sur toute la durée de la

grossesse et même après la naissance. A partir de la 26ème

semaine, l’architecture de l’appareil respiratoire autorise la

survie du prématuré, il peut respirer seul.

L’appareil respiratoire se sépare en voies aériennes supérieure

et inférieure. Cette délimitation a lieu à partir de la trachée.

La voie supérieure correspond à la formation du pôle crânial et de la face, cela a été vu précédemment.

La voie inférieure se met en place à partir du diverticule respiratoire. Le

diverticule respiratoire s’ouvre à l’intérieur de l’intestin primitif antérieur au

niveau de son extrémité crâniale par le canal laryngé. Ce diverticule se forme en

2 étapes, tout d’abord l’ouverture d’une gouttière sur la face ventrale de l’intestin

primitif antérieur. Il va ensuite y avoir l’insertion de mésenchyme entre cette

gouttière et l’intestin primitif antérieur ce qui va conduire à l’individualisation du

diverticule sauf au niveau de l’extrémité crâniale du canal laryngé. L’extrémité

caudale reste borgne.

A partir de ce diverticule vont se former des

bourgeons bronchiques qui sont issus de l’extrémité

caudale de ce diverticule respiratoire. Les bourgeons

bronchiques droit et gauche formés vont être à l’origine des

bronches souches. Le canal laryngé sera, lui, à l’origine du

larynx et de la trachée.

A la 5ème semaine, il va y avoir une évolution et une

division asymétrique des bourgeons bronchiques :

- à gauche, 2 bourgeons secondaires = futurs bronches lobaires gauche - à droite, 3 bourgeons secondaires = futures bronches lobaires droites

Ensuite, les bourgeons vont se diviser en 2 branches.

Vers la 17ème semaine, on a la formation d’un

arbre bronchique dont le calibre des bronches diminue

au cours des divisions (bronches puis bronchioles puis

sacs alvéolaires). Les dernières divisions sont possibles

au-delà de la naissance.

134


G.Mabilleau

Histologie des parois des voies aériennes :

Il y a une activation réciproque des cellules de l’arbre

bronchique et du mésenchyme, ce qui permet le

développement de la paroi des bronches (paroi issus du

mésenchyme et de l’endoblaste). On parle d’induction

réciproque entre les cellules du mésenchyme et de

l’entoblaste qui permet la différenciation des cellules.

Elle est à l’origine de la formation des tissus conjonctifs,

cartilagineux et musculaires de la paroi ainsi que des

modifications du parenchyme pulmonaire.

➔ Différentes malformations peuvent être issues d’un mauvais développement de cet appareil respiratoire.

L’atrésie œsophagienne correspond par exemple à la mauvaise séparation entre le diverticule respiratoire

et le reste de l’intestin primitif antérieur formant un cul de sac de l’intestin. L’autre partie de l’intestin étant

appendue au niveau des bronches, elle est à l’origine d’une fistule trachée-œsophage. Cela peut entrainer

un étouffement chez l’enfant. La solution est la chirurgie effectuée dès la naissance.

II. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL DIGESTIF

L’intestin primitif est formé essentiellement de cellules

entoblastiques. Différentes structures histologiques vont

apparaitre : dérivées glandulaires + cellules musculaires + tissus

conjonctifs par un mécanisme d’induction réciproque.

L’appareil digestif adulte va de la cavité buccale au canal anal.

On peut séparer l’intestin primitif en 3 segments de l’intestin :

intestin primitif antérieur, médian et postérieur.

Contrairement à la membrane pharyngienne, la membrane

cloacale se résorbe tardivement, vers la 8ème semaine.

Un diverticule hépatique va se développer à la face ventrale de l’intestin antérieur, juste au-dessus de l’intestin

moyen. L’intestin moyen est relié à la vésicule vitelline et donnera la partie distale du jéjunum, l’iléon, le caecum,

l’appendice, le colon ascendant et les 2/3 du colon transverse. L’intestin primitif postérieur donnera le 1/3 distal

du colon transverse, le colon descendant, le colon sigmoïde, le rectum et le canal anal.

A) Evolution de l’intestin primitif antérieur

135


G.Mabilleau

a) L’œsophage :

L’œsophage se développe peu et garde une forme cylindrique. Il s’allonge grâce à la descente de l’ébauche gastrique

et atteint sa longueur définitive vers la 7ème semaine de développement. Il est situé en aval du diverticule

respiratoire. Il va y avoir la formation des ébauches glandulaires dans le mésenchyme par la migration de cellules

entoblastiques. Les cellules entoblastiques vont avoir un rôle d’induction sur le mésenchyme et contribue à la

formation des tissus conjonctifs et musculaires.

b) L’estomac :

On observe l’apparition d’une dilatation fusiforme de l’intestin primitif antérieur, en dessous de l’ébauche de

l’œsophage, qui va évoluer de manière asymétrique pour donner l’estomac avec la formation d’une petite et d’une

grande courbure, dues à une croissance plus importante au niveau du bord postérieur.

L’ébauche gastrique va connaitre une double rotation

vers sa position anatomique définitive. La 1ère rotation

à 90° se fait sur l’axe longitudinal dans le sens horaire :

le méso dorsal passe à gauche et le méso ventral à

droite.

La 2ème rotation, autour d’un axe dorso- ventrale, permet le

basculement de l’estomac ainsi que le basculement de la partie

céphalique / crâniale vers le bas et de la partie caudale vers le haut.

Cette double rotation permet donc la mise en place de l’estomac.

A la fin de la 4ème semaine, se développe le diverticule hépatique qui délimite la séparation entre l’intestin

primitif antérieur en amont et l’intestin primitif moyen en aval.

Le duodénum est constitué de 2 segments et a une double origine : - Segment le plus distal = intestin primitif antérieur - Segment proximal = intestin primitif moyen

Il a une forme en U qui résulte : - du développement du bourgeon hépatique - des rotations de l’estomac, le duodénum est décalé vers la droite

lors de ces rotations

Au niveau de l’appareil digestif, on a également des glandes annexes

(foie, vésicule biliaire, pancréas) qui dérivent du diverticule hépatique.

136


G.Mabilleau

Les cellules endoblastiques du diverticule se différencient en hépatocytes et s’associent à des ébauches vasculaires

pour former l’ébauche du foie. La partie qui sépare l’intestin primitif et le parenchyme hépatique (futur foie) est le

canal cholédoque. C’est le foie qui va permettre l’hématopoïèse à partir de ce moment chez l’embryon. Alors que

plus tard, chez l’enfant et l’adulte, cela aura lieu dans la moelle rouge des os.

Un bourgeon va aussi apparaitre au niveau de la face inférieure du cholédoque, proche du foie, et va conduire à la

formation de la vésicule biliaire.

Le pancréas dérive du développement de 2 diverticules, de part et d’autre du duodénum, à la base du canal

cholédoque. A la 5ème semaine, la rotation de l’anse intestinale va modifier la place des différentes glandes et

rapprocher les deux bourgeons pancréatiques qui vont fusionner pour former l’ébauche du pancréas.

B) Evolution de l’intestin primitif moyen

L’intestin primitif moyen comprend la portion distale du duodénum, le jéjunum, l’iléon, le caecum, l’appendice

iléo-caecale, le colon ascendant et les 2/3 du colon transverse.

La première étape est la formation d’une anse intestinale primitive aux alentours de la 6ème semaine.

L’intestin primitif connait un allongement rapide, avec une formation en U, qui correspond à l’anse intestinale

communiquant avec la vésicule vitelline par le biais du canal vitellin.

Cette anse intestinale se compose d’une partie crâniale et d’une partie caudale.

La partie crâniale donnera la partie distale du duodénum, le jéjunum et l’iléon. Tandis que la

partie caudale donnera le caecum, l’appendice iléo-caecale, le colon ascendant et les 2/3 du

colon transverse.

A cause du manque de place dans la cavité abdominale, l’anse intestinale primitive poursuit

partiellement son développement à l’intérieur du cordon ombilical en formant une hernie

entre la 6ème et la 10ème semaine du développement.

La deuxième étape correspond à deux rotations successives.

La 1ère rotation est de 90°, dans le sens anti-horaire, à l’intérieur de la hernie : la partie crâniale se déplace vers la

droite, cette rotation a lieu à la fin 8ème semaine.

En parallèle, l’anse intestinale continue de se développer dans sa partie crâniale et réintègre petit à petit la cavité

abdominale vers la 10ème semaine d’une façon ordonnée (pour éviter les nœuds).

La 2ème rotation, à 180° dans le sens anti-horaire, amène la partie caudale de l’anse primitive en avant du duodénum.

137


G.Mabilleau

Dès la 8ème semaine, le canal vitellin régresse. Il disparait lors de la réintégration des anses intestinales. Il persiste

au niveau de sa partie proximale, constituant un segment borgne, nommé diverticule de Meckel.

Une évagination au niveau du caecum, au-dessus de l’abouchement de l’iléon, va conduire à la formation de

l’appendice iléo-caecale qui est riche en cellules immunitaires (l’appendicite présente un risque de péritonite).

C) Evolution de l’intestin primitif postérieur

Le diverticule allantoïdien se situe dans le pédicule et va constituer l’allantoïde qui se trouve en position ventrale,

proche du canal vitellin et de la vésicule vitelline.

Au niveau de la partie caudale de l’embryon, à l’extrémité de l’intestin primitif postérieur, on trouve la

membrane cloacale (accolement de l’ectoblaste et de l’endoblaste).

La portion commune entre l’allantoïde et l’intestin primitif postérieur se nomme le cloaque.

L’IPP va connaitre un allongement modéré de sa partie proximale ce qui sera à l’origine du 1/3 distale du

colon transverse, du colon ascendant et du colon sigmoïde.

Le cloaque va se cloisonner avec l’apparition du septum uro-rectal et former deux voies : une voie uro-génitale et

une voie digestive (canal anal +rectum).

Vers la 6ème semaine du développement, une lame de mésenchyme intra-embryonnaire permet le cloisonnement

en 2 structures. Le septum uro-rectal apparait et prolifère en s’insérant entre l’allantoïde et l’IPP vers l’extrémité

caudale de l’embryon. La séparation du cloaque dans sa partie ventrale donne le sinus uro-génital qui va de

l’allantoïde à la membrane urogénitale. Elle donne dans sa partie dorsale la partie terminale du tube digestif qui se

termine par la membrane anale.

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G.Mabilleau

La zone de contact entre le septum et l’ancienne membrane cloacale constitue le

périnée.

L’allantoïde va se dilater et constituer l’ébauche de la vessie. Au niveau de la partie

distale, dans le cordon ombilical, il va y avoir une régression des tissus, formant un

ligament, l’ouraque, qui relie la vessie à l’ombilic.

Au niveau de la partie proximale, se forme l’urètre pelvien et membraneux.

III. DEVELOPPEMENT DE L’APPAREIL UROGENITAL

Le développement de l’appareil uro-génital correspond à la mise en place de l’appareil urinaire et de

l’appareil génital qui restent identiques jusqu’à la 8ème semaine (indifférenciés). Il va ensuite y avoir une évolution

en fonction du sexe de l’embryon (différenciation) grâce à de nombreux facteurs génétiques (gonosomes) mais

aussi des inductions moléculaires et des facteurs hormonaux.

A) Formation de l’appareil urinaire

Le mésoderme intermédiaire se divise en regard de la 2ème paire de somites occipitaux jusqu’à la 4ème paire de

somites lombaires en néphrotomes formant le cordon néphrogène. Il correspond à l’ensemble des néphrotomes et

à la partie caudale du mésoderme intermédiaire non segmenté.

Le cordon néphrogène se sépare en 3 zones suivant un gradient cranio- caudal :

- Pronéphros (2ème p. occipitale → 5ème p. cervicale) - Mésonéphros (6ème p. cervicale → 4ème paire lombaire) - Métanéphros (partie caudale non segmentée)

Lors des délimitations, il y a la mise en place de structures circulaires, les néphrotomes, où apparait une cavité

centrale.

Régions anatomiques du cordon :

➢ Pronéphros

Leur segmentation débute à la 4ème semaine et il y a une régression dès la 5ème semaine. C’est un héritage de

l’évolution qui n’est pas fonctionnel chez l’Homme.

➢ Mésonéphros

A partir de la 4ème semaine, il y a un bourgeonnement de l’extrémité médio-ventrale des mésonéphros vers les

vaisseaux sanguins issus de l’aorte dorsale et de la veine cardinale. Il permet la formation des tubules

mésonéphrotiques qui se situent proches des néphrons (= unité fonctionnelle du rein). Ces tubules sont

responsables de la production d’urine primitive vers la 6ème semaine.

Ils ne sont que transitoires, dès la 10ème semaine ils régressent selon un gradient cranio-caudale (les tubules en

position crâniale dégénèrent en 1er).

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G.Mabilleau

Pour les embryons XX, l’involution est totale tandis que pour les XY il y a une persistance

de quelques tubules qui formeront le système excréteur génital masculin.

Il y a aussi la formation d’un canal qui fusionne dans sa portion caudale avec le sinus uro-

génital et prend le nom de canal de Wolff. La région de fusion donne l’ébauche

postérieure de la vessie.

Le reste de la vessie vient de l’allantoïde.

➢ Métanéphros

Cette zone correspond à la masse de mésoblaste intermédiaire non segmenté, à partir de

la 5ème paire lombaire. Elle va former l’ébauche du rein.

A l’embouchure du canal de Wolff et du sinus uro-génital se forme un diverticule qui va constituer la liaison avec le

métanéphros c’est le bourgeon urétéral.

Les tubules métanéphrotiques se développent au contact des vaisseaux sanguins pour former les ébauches des

néphrons (reins), le reste constitue le parenchyme rénal.

Il y a une différenciation des ébauches des voies intra et extra rénales (uretères) grâce à l’évolution du bourgeon

urétéral.

B) Formation de l’appareil génital non différencié

Les tubules mésonéphrotiques avancent au contact des aortes ce qui entraine l’abaissement du mésenchyme et de

la lame splanchnopleurale. Cela permet un bourgeonnement de part et d’autre de l’embryon qui contribue à la

formation des crêtes génitales.

Les gonades s’individualisent dès la 6ème semaine.

A J21 on a eu la formation des gonocytes primordiaux au niveau de l’allantoïde, ils doivent désormais migrer pour

participer à la mise en place des gonades en colonisant les crêtes.

Chez l’individu XY, les tubules mésonephrotiques participent à la formation des canaux excréteurs, c’est-à-dire la

liaison entre les gonades et les canaux de Wolff. Chez l’individu XX, il n’y a pas de liens.

Les canaux de Müller sont issus d’un repli de la paroi postérieure du cœlome intra embryonnaire. Dans la partie

caudale de l’embryon, on trouve un croisement entre les canaux de Muller et de Wolff.

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G.Mabilleau

Les canaux de Müller ont une embouchure dans le sillon uro-génital, de part et d’autre des canaux de Wolff.

La modification de l’ectoblaste périphérique conduit à la formation

des organes génitaux externes indifférenciés et a lieu avant la 7ème

semaine.

La membrane cloacale est entourée du repli cloacal qui est un

bourrelet d’ectoblaste. Un bourgeon apparait dans la partie

ventrale, c’est l’éminence cloacale.

Entre la 7ème et la 8ème semaine, la zone se divise en 2 membranes :

une membrane anale et une membrane uro-génitale, entourée

d’un repli issu du repli cloacal.

Latéralement, il y a une prolifération du mésenchyme qui soulève

l’ectoblaste pour former les replis labio-scrotaux et le tubercule

génital.

C) Différenciation

a) Différenciation féminine (XX)

Les canaux de Wolff régressent, le développement

des voies se fait uniquement au niveau des canaux de

Muller. La partie crâniale des canaux grossie et forme

la partie supérieure des trompes. La partie médiale du

canal forme le reste de la trompe. La partie caudale

des canaux formera l’utérus et la partie haute du

vagin.

L’appareil génital externe se différencie peu. Le

tubercule génital devient le clitoris. Les replis labio-

scrotaux donnent les grandes lèvres. Le repli uro-

génital forme les petites lèvres.

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G.Mabilleau

b) Différenciation masculine (XY)

Il y a une régression des canaux de Muller.

Les reliquats de tubules mésonéphrotiques vont constituer les cônes efférents et les canaux de Wolff, le canal

épididymaire et déférent.

Les testicules descendent de leur position (contrairement aux ovaires) vers le scrotum.

L’appareil génital externe évolue fortement. Il y a un allongement du tubercule génital qui permet l’étirement de la

fente uro-génitale et le rapprochement des replis uro-génitaux, c’est la formation du pénis.

Les reliquats du tubercule génital constituent le gland.

Les replis labio-scrotaux sont à l’origine du scrotum.

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G.Mabilleau

POINTS IMPORTANTS

➢ Le développement du pole caudal se fait selon un gradient cranio caudal

➢ Le Professeur Mabilleau n’interroge pas sur les dates précises mais il demande à savoir l’ordre d’apparition des différentes structures

➢ Devenir de l’intestin primitif :

o IPA : œsophage + estomac ▪ Diverticule hépatique (foie + glandes annexes)

o IPM : jéjunum + iléon + caecum + appendice + colon ascendant + 2/3 du colon transverse o IPP : 1/3 distal du colon transverse + colon descendant + colon sigmoïde + rectum + canal

anal

➢ Pour la différenciation de l’appareil génital :

o Chez l’homme, il y a disparition des canaux de Müller et persistance des canaux de Wolff.

o Chez la femme, il y a dégénérescence des canaux de Wolff, et persistance des canaux de Müller.

➢ Dans la différenciation des appareils génitaux externes, bien retenir ce que deviennent le

tubercule génital et les replis labiaux scrotaux et uro-génitaux

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G.Mabilleau

PARTIE N°5 : MEMBRANES FŒTALES ET PLACENTA

I. LE PLACENTA

Il a une double constitution (contient des cellules du fœtus et des cellules de la mère) qui permet une allogreffe

naturelle résistante au rejet. Le placenta place les vaisseaux maternel et fœtal dans une proximité mais sans

communication grâce à la barrière placentaire. Il apporte de l’O2 et des nutriments à l’embryon. Il permet la

détoxification de déchets. Il a aussi un rôle endocrine important en produisant une hormone, l’HCG.

A) Œuf à la fin de la nidation et évolution de l’endomètre

L’endomètre (muqueuse utérine) va connaitre des transformations intenses permettant la nidation (implantation

du blastocyte dans l’épaisseur de l’endomètre).

La transformation de l’endomètre à partir de l’ovulation a lieu grâce à la progestérone. On observe :

- Allongement et ramification des glandes de l’endomètre

- Spiralisation des artérioles du chorion de l’endomètre

- Œdème transitoire du chorion

- Relâchement du myomètre

L’endomètre va produire des sécrétions riches en mucus et glycogène.

La réaction déciduale s’accompagne de la formation d’un œdème dans le chorion et du passage de petites cellules

à des cellules volumineuse (fibroblastes). Il y a aussi une modification de teintes (en histologie) lorsque l’on utilise

des colorants, due à la différenciation des sécrétions de ces cellules. Durant cette période, on constate une

augmentation de la taille des vaisseaux sanguins.

II. FONCTIONS DU TISSU DECIDUAL

Définition/point clé : Le placenta est un organe transitoire génétiquement programmé pour durer

9 mois

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G.Mabilleau

Le tissu décidual a 2 fonctions principales :

- Sécrétion de prolactine et de facteur de croissance (rôle endocrine)

- Contrôle de l’invasion trophoblastique

Rappel : la nidation de l’embryon sépare l’endomètre

en 3 régions appelées caduques

- Caduque basilaire, en regard de la zone

d’implantation

- Caduque ovulaire, entourant l’embryon

- Caduque pariétale, sur le reste de la cavité

utérine

Au 4ème mois, la croissance de l’embryon entraine la fusion

des caduques ovulaire et pariétale entourant totalement

la cavité utérine. Le chorion villeux correspond à l’interface

entre les villosités placentaires et le chorion.

A la fin de la nidation la structure de l’œuf est la suivante :

- Embryon didermique : o Epiblaste o Hypoblaste

- Mésenchyme extra-embryonnaire - 3 cavités :

o Lécithocèle o Cavité amniotique o Cœlome extra-embryonnaire

- 2 feuillets d’origine trophoblastique : o Cytotrophoblaste o Syncitiotrophoblaste

B) Mise en place des villosités placentaires

Il y a le développement du système d’échange utéro-placentaire. Les structures maternelles et fœtales vont se

rapprocher sans que les circulation maternelle et fœtale soit liées.

Aux alentours du 9ème jour, des vacuoles apparaissent dans le syncytiotrophoblaste, elles vont fusionner et former

des lacunes syncytiotrophoblastiques.

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G.Mabilleau

Une activité lytique permet le développement du syncytiotrophoblaste qui entre en contact avec des vaisseaux. La

paroi des capillaires de l'endomètre est progressivement digérée, permettant au sang y circulant de se déverser dans

les lacunes du ST. Il va y avoir une anastomose, c’est à dire une perforation, avec la formation de chambres

intervilleuses où pénètrent les capillaires sinusoïdes qui permettent une communication du sang maternel avec les

lacunes. Les différentes lacunes communiquent et le sang voyage d’une chambre à l’autre. Les chambres

intervilleuses sont limitées par du syncytiotrophoblaste.

Vers les 11ème-13ème jours, les cellules du cytotrophoblaste émettent des colonnes de cellules qui progressent

vers les espaces du syncytiotrophoblaste, cet ensemble constitue les villosités primaires.

Le placenta évolue ensuite. Vers le 16ème jour, le cytotrophoblaste prolifère pour former une coque

cytotrophoblastique qui s’insinue au contact de la caduque basilaire (organisme maternel) et entoure le

syncytiotrophoblaste au niveau des chambres intervilleuses.

Le mésenchyme extra-embryonnaire émet des colonnes de cellules mésenchymateuses qui pénètrent dans le tronc

des villosités primaires formant les villosités secondaires.

Les chambres intervilleuses entourent les villosités et sont remplies de sang maternel

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G.Mabilleau

Les villosités possèdent une membrane basale entre le MEE et le

cytotrophoblaste qui filtre les molécules en fonction de leur taille.

Pendant la 3ème semaine, les cellules du MEE donnent naissance à

des ilots angiogènes de Wolff et Pander. Ils sont à l’origine de

vaisseaux qui envahissent le centre des villosités.

Entre la fin de la 3ème semaine et le début de la 4ème semaine,

les villosités prennent le nom de villosités tertiaires qui contiennent

du sang fœtal.

Ces vaisseaux contribuent à la formation des troncs ombilicaux et des troncs vitellins mais il n’y a toujours pas de

contact avec la circulation maternelle.

Les échanges de gaz, nutriments et déchets se font par la

traversée de 4 couches de tissus qui constituent la barrière

placentaire.

Constitution de la barrière placentaire :

o Paroi des vaisseaux sanguins

o Lame de MEE

o Cytotrophoblaste

o Syncytiotrophoblaste

Le placenta se différencie en 2 structures :

- Plaque choriale = amnios + MEE + cytotrophoblaste

+ syncytiotrophoblaste (tissus d’origine fœtale)

- Plaque basale = syncytiotrophoblaste + coque

cytotrophoblastique + tissus maternels (caduque

basilaire + vaisseaux maternels [capillaires

sinusoïdes])

A la fin de la 4ème semaine, toutes les villosités sont des villosités tertiaires.

Elles vont évoluer pour former les villosités terminales. De la fin de la 4ème semaine jusqu’au 4ème mois, les

villosités de modifient avec une disparition progressive du cytotrophoblaste de la paroi des villosités et de la plaque

choriale mais la coque reste jusqu’à l’accouchement.

Entre la 9ème et 10ème semaine, le syncytiotrophoblaste émet des bourgeonnements dans les chambres

intervilleuses qui vont être colonisées par du MEE puis par des vaisseaux sanguins, ce sont les villosités filles. Elles

augmentent la taille du placenta et la surface d’échange entre le sang fœtal et maternel. Les vaisseaux qui se

trouvent dans la plaque basilaire constituent les villosités crampons (anciennes villosités tertiaires). Les villosités

filles et crampons constituent les villosités terminales.

147


G.Mabilleau

Le placenta s’étend dans la cavité utérine qui n’est pas très extensible ce qui engendre des plicatures, notamment

de la plaque basale, avec un épaissisement au niveau des villosités crampons formant des septums qui délimitent les

cotylédons.

Dans la caduque basilaire apparait une zone constituée de dépôts fibrineux et de cellules trophoblastiques mortes

formant un tissu qui remonte dans les septums placentaires et constituant le lieu de séparation du placenta avec

l’endomètre lors de l’accouchement.

Il y a aussi un remaniement des vaisseaux avec une lame syncytiotrophoblastique amincie. La lame mince, la

membrane basale et la membrane des vaisseaux constituent la membrane vasculo-syncytiale qui est une zone

d’échanges importants.

Dans le syncytium, les noyaux se regroupent, délimitant deux zones dans les villosités :

- Une membrane vasculo-synciale

- Une zone nucléée qui contient l’ADN du fœtus et constitue la zone de synthèse de protéines importantes

notamment impliquées dans la synthèse et la sécrétion d’hormones placentaires.

C) Fonctions du placenta

a) Fonction respiratoire

Le placenta est le poumon fœtal. Cependant, cette oxygénation est 15 fois moins efficace que pour un poumon

humain.

Le placenta permet un échange entre le sang maternel riche en O2 et le sang drainé par les artères ombilicales qui

est pauvre en O2 mais riche en CO2 et métabolites. L’évacuation se fait depuis les aortes dorsales vers les vaisseaux

des villosités terminales. Le retour se fait par la veine ombilicale vers le sinus veineux (sang riche en O2 et

nutriments, pauvre en Co2).

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G.Mabilleau

L’approvisionnement fœtal est facilité par la pression partielle en O2 entre les circulations fœtale et maternelle

permettant la diffusion grâce à la différence de concentration. Il est également facilité par l’affinité de

l’hémoglobine fœtale avec l’O2.

b) Fonction nutritive et excrétrice

➢ Eau

•  transport passif = phénomène de diffusion

•  Les échanges d’eau augmentent jusqu’à la 35ème semaine (3.5L/j)

➢ Electrolytes (ions)

•  transport passif, suivent les mouvements de l’eau

•  Fe et Ca ne passent que dans le sens mère → enfant

➢ Vitamines

•  Liposolubles (A, D, E et K) = taux très bas dans la circulation fœtale. C’est pour cela que le nouveau-né doit avoir un apport en vitamine K (anticoagulante) à la naissance.

•  Hydrosolubles → transports passifs

➢ Glucose

•  Transport facilité (transporteur dans les parois des tissus)

•  /!\ diminution de la sensibilité à l’insuline pour la mère par sécrétion d’HPL. Peut conduire à une grossesse diabétogène = diabète transitoire qui s’arrête dès l’expulsion du placenta (accouchement).

➢ Protéines

•  Ne passent pas la barrière placentaire = bloquées par la membrane basale

•  Acides aminés et peptides = transport actif (nécessite de l’énergie sous forme d’ATP)

➢ Lipides et tryglycérides

•  Dégradation placentaire

•  Production de nouvelles molécules lipidiques

➢ Déchets du métabolisme fœtal (urée, acide urique, créatinine…)

•  Éliminés via la circulation maternelle

➢ Médicaments

• Passage qui peut induire des malformations : thalidomide, roaccutane, barbituriques,

aspirine, antibiotiques – tétracyclines, drogues (héroïne, LSD…)

➢ Agents infectieux

• Bactéries (listériose, brucellose)

• Parasites (toxoplasmose induisant des lésions cérébrales = hypocéphalie, augmentation de la cavité contenant le liquide céphalique entrainant une anomalie de la formation du neurectoblaste)

• Virus (cytomégalovirus, rubéole)

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c) Fonction endocrine

Les hormones sont nécessaires au maintien de la grossesse et au développement fœtal.

Le syncytiotrophoblaste est une glande endocrine.

➢ Hormone chorionique gonadotrophique (HCG)

C’est une hormone sécrétée par les cellules du syncytiotrophoblaste dès le début de la formation de celui-ci et jusqu’à la 12ème semaine (pas jusqu’à la naissance).

Elle stimule la formation d’hormones stéroïdes en agissant sur les gonades fœtales.

•  Assure le maintien du corps jaune

•  Hétérodimère (chaines α et β)

•  Détectable dans les urines à partir de la 3ème semaine

•  Pic de production atteint entre la 8ème et 12ème semaine

➢ Hormone placentaire lactogène (HPL)

•  Détectable à partir de la 5ème – 7ème semaine et sécrétée jusqu’à la naissance.

•  Prépare la glande mammaire à la lactation

•  Facteur de croissance fœtale

•  Diminue la sensibilité à l’insuline chez la mère

➢ Progestérone

•  Secrétée par le corps jaune jusqu’à la 9ème-10ème semaine puis par le placenta

•  Synthèse à partir du cholestérol circulant maternel

•  Indicateur du fonctionnement placentaire (250 mg/j)

•  Réduction du tonus musculaire utérin (myomètre)

•  Différenciation des glandes mammaires

La progestérone a un effet bloquant sur la prolactine, elle inhibe la production de lait par la glande mammaire.

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G.Mabilleau

➢ Œstrogènes (origine lipidique)

Sa synthèse repose sur la contribution du fœtus et de la mère par glandes surrénales et le foie. Cette coopération

est nécessaire pour E2 et E1 mais pas E3.

- Production directe : Œstrone (E1) et Œstradiol (E2)

- Métabolisation DHEA : Oestriol E3

•  L’oestriol (E3) représente 90% production oestrogéniques aux 2ème et 3ème trimestres

•  Taux sérique E3 = marqueur de souffrance fœtale

•  Taux maximal 30-40 mg/j

•  Croissance utérus

•  Développement de la glande mammaire

d) Barrière immunologique

➢ Système HLA

•  Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) chez l’homme

•  Types I et II

•  Détermine la capacité d’un tissu à être accepté par l’hôte

Antigènes HLA :

•  absence des Ag HLA de type I et II (du soi) sur le placenta

•  pas de reconnaissance par les lymphocytes T CD8+

•  présence des Ag HLA-G (invariable entre individus de la même espèce)

•  Bloque l’action des cellules NK et lymphocytes T CD8+

➢ Sécrétions fœto-placentaire d’immunomodulateurs :

• Protéines de surface anti-lyse

• Protéines inhibitrices des cellules NK (fétuine, spermine)

• Rôle de la progestérone (Progesterone induced blocking factor)

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G.Mabilleau

D) Le cordon ombilical

Croissance de la cavité amniotique :

•  Courbure de l’embryon (cf cours sur les délimitations)

•  Disparition du cœlome extra-embryonnaire

•  Rapprochement du pédicule embryonnaire et du pédicule vitellin = Formation du cordon ombilical

Le cordon ombilical est un tube plein qui relie la face ventrale de l’embryon à la sphère choriale. Il ne recouvre pas la vésicule vitelline.

Le mésenchyme extra-embryonnaire devient lâche et forme la gelée de Wharton.

Les structures d’entoblaste régressent à l’intérieur du cordon. Au 3ème mois il n’y a plus que la veine et les 2 artères ombilicales à cause de la dégénérescence des structures (allantoïde, canal vitellin, vésicule vitelline, vaisseaux vitellins)

Le cordon ombilical assure la circulation foeto-placentaire. Il mesure 50-60 cm de longueur pour un diamètre de 1,5 cm.

Pathologie du cordon ombilical : due à un problème de longueur du cordon

- Cordon trop court (rare) - Cordon long (plus fréquent) = enroulement autour de la tête et des épaules, formation d’un nœud → pas

d’échanges avec le placenta donc problèmes de développement ou mort du bébé par étranglement

E) Le liquide amniotique

Il entoure complètement l’embryon et à une origine fœtale et maternelle. C’est une liquide clair, limpide et aqueux.

Il a plusieurs rôles :

•  Absorption des chocs

•  Régulateur de température

•  Permet les mouvements fœtaux

•  Indispensable à la maturation pulmonaire

152


G.Mabilleau

Son volume varie au cours de la grossesse pour arriver à terme à 1000 ml.

L’embryon dégluti et aspire du liquide amniotique (aspire par le stomodeum et élimine par mictions). Ce liquide est

renouvelé environ toutes les 3h (8 renouvèlements par jour). Il est élaboré par transsudation du sang circulant dans

les cellules intervilleuses et provient également de l’urine fœtale.

Le liquide amniotique est composé de :

•  Eau

•  Electrolytes

•  Glucose

•  Protéines à activité bactéricide

•  Mucus issu des poumons du fœtus

•  Cellules épithéliales desquamées

152


G.Mabilleau

Exercice 1 :

QCM 1 – PARMI LES PROPOSITIONS CI-DESSOUS, LAQUELLE (LESQUELLES) EST (SONT) EXACTE(S) ?

A) L’hypophyse a une double origine histologique. Le diverticule diencéphalique correspond à

l’adénohypophyse (structure constituée d’axones de neurones provenant du diencéphale) située en position

postérieure, alors que la poche de Rathke va former la neurohypophyse en position antérieure.

B) Le stomodeum se situe en amont du 1er arc.

C) La thyroïde a une origine ectoblastique.

D) Le processus mandibulaire constitue les parois latérales et les processus maxillaires constitue le plancher du

stomodéum.

E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Exercice 2 :


L’appareil respiratoire est issu du ……….. ………….. L’appareil respiratoire se sépare en voie aérienne supérieure et

inférieure. Cette délimitation a lieu à partir de ……….

Différentes malformations peuvent être issues d’un mauvais développement de cet appareil respiratoire. ……………

………………. correspond à la mauvaise séparation entre le diverticule respiratoire et le reste de l’intestin primitif

antérieur formant un cul de sac de l’intestin, l’autre partie de l’intestin étant appendue au niveau des bronches, ce

qui est à l’origine d’une …………………. Cela peut entrainer un …………………. chez l’enfant. La solution est la

……………. effectuée dès la naissance.

Exercice 3 :

VRAI/FAUX

A) Le liquide amniotique est un régulateur de température B) Le placenta contient de cellules provenant uniquement de l’enfant C) Le placenta a une efficacité semblable à celle du poumon en termes d’oxygénation D) La réaction déciduale s’accompagne de la formation d’un œdème E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

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G.Mabilleau

Exercice 1 :


A) FAUX, L’hypophyse a bien une double origine histologique. Le diverticule diencéphalique correspond à

la neurohypophyse (structure constituée d’axones de neurones provenant du diencéphale) située en

position postérieure, alors que la poche de Rathke va former l’adénohypophyse en position antérieure.

B) VRAI

C) FAUX, La thyroïde a une origine entoblastique.

D) FAUX, Les processus maxillaires constituent les parois latérales et le processus mandibulaire constitue

le plancher du stomodeum. (Moyen mnémotechnique : maxillaires, il y a 2 « l » et deux parois latérales,

mandibulaire, 1 « l » et on a qu’un seul plancher buccal)

E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte.

Exercice 2 :


L’appareil respiratoire est issu du diverticule respiratoire. L’appareil respiratoire se sépare en voie aérienne

supérieure et inférieure. Cette délimitation a lieu à partir de la trachée.

Différentes malformations peuvent être issues d’un mauvais développement de cet appareil respiratoire. L’atrésie

œsophagienne correspond à la mauvaise séparation entre le diverticule respiratoire et le reste de l’intestin primitif

antérieur formant un cul de sac de l’intestin, l’autre partie de l’intestin étant appendue au niveau des bronches, ce

qui est à l’origine d’une fistule trachée-œsophage. Cela peut entrainer un étouffement chez l’enfant. La solution

est la chirurgie effectuée dès la naissance.

Exercice 3 :

VRAI/FAUX

A) VRAI B) FAUX Le placenta contient de cellules provenant de la mère et de l’enfant C) FAUX Le placenta a une efficacité 15 fois inférieure à celle du poumon en termes d’oxygénation D) VRAI c’est l’œdème du chorion E) Aucune des réponses ci-dessus n’est exacte

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G.Mabilleau

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UE2 : REPRODUCTION EMBRYOLOGIE · 5 UE2 : Reproduction - embryologie Pr. P. May-Panloup G.Mabilleau La méiose a été mise en évidence chez toutes les espèces qui ont une reproduction