Chapitre 7. Procréation
L’ESSENTIEL
La reproduction sexuée (méiose, fécondation) apparaît dès les eucaryotes unicellulaires. Dans le groupe des vertébrés chez les mammifères placentaires, elle se caractérise par l’acquisition de la viviparité.
Du sexe génétique au sexe phénotypique
Chez les mammifères, les structures et la fonctionnalité des appareils sexuels mâle et femelle sont acquises en quatre étapes au cours du développement.
◗ Durant la première étape (et notamment de la fécondation), le sexe génétique de l’individu est déterminé par la paire de chromosomes sexuels mais l’individu demeure phénotypiquement indifférencié. La structure de l’appareil génital commune aux deux sexes, qualifiée d’appareil génital indifférencié, est constituée entre autres de deux paires de canaux (Müller et Wolff) et d’une paire de gonades indifférenciées.
◗ Durant la deuxième étape, chez le mâle, le gène SRY, localisé sur le chromosome Y, s’exprime au cours du développement précoce, pour donner naissance à la protéine TDF, signal de développement des gonades indifférenciées en testicules permettant ainsi l’acquisition du sexe gonadique mâle. En absence de gène SRY, les gonades indifférenciées se transforment en ovaires : acquisition du sexe gonadique femelle.
◗ Durant la troisième étape, le sexe phénotypique mâle se met en place sous l’action des hormones testiculaires et anti-müllerienne. Chez la femelle, l’absence d’hormones testiculaires entraînent la féminisation de l’appareil génital.
◗ Enfin, lors de la quatrième étape (période pubertaire), les appareils sexuels mâle et femelle croissent et acquièrent leurs fonctionnalités et les caractères sexuels secondaires se mettent en place. Ces transformations sont réalisées sous le contrôle des hormones sexuelles (testostérone chez le mâle, œstrogènes chez la femelle) dont les concentrations augmentent fortement.
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Régulation physiologique de l’axe gonadotrope
Chez l’homme
◗ Dès la puberté jusqu’à la fin de la vie, les testicules possèdent une double activité : ils produisent des spermatozoïdes et de la testostérone.
◗ L’homéostat de la testostéronémie est indispensable à la fonctionnalité de l’appareil sexuel mâle. Il repose sur une boucle de régulation qui comprend trois niveaux de contrôle : hypothalamique, hypophysaire et testiculaire.
◗ L’hypothalamus est un capteur de la testostéronémie. Il intègre également les stimuli environnementaux qui modulent le système de régulation. La GnRH, neurohormone hypothalamique sécrétée sous l’influence de stimuli d’origine interne ou externe, déclenche la sécrétion pulsatile des gonadostimulines hypophysaires FSH et LH.
◗ La sécrétion de testostérone ainsi que la production de spermatozoïdes sont déterminées par la sécrétion pulsatile de FSH et LH.
◗ La LH agit sur l’effecteur du système : les cellules de Leydig qui produisent la testostérone. La testostéronémie est détectée en permanence par le complexe hypothalamo-hypophysaire et exerce sur ce complexe une rétroaction négative : ainsi, la testostéronémie est maintenue constante.
Chez la femme
◗ Dès la puberté et jusqu’à la ménopause, les ovaires libèrent cycliquement un gamète femelle (ovule) lors de l’ovulation.
◗ Le cycle ovarien est composé d’une phase folliculaire au cours de laquelle se développe une cohorte de follicules cavitaires contenant chacun un ovocyte I et produisant des œstrogènes. Un seul follicule arrivera à maturité et libérera le gamète femelle à l’ovulation. La phase lutéale, succédant à l’ovulation, est caractérisée par la mise en place d’un corps jaune produisant la progestérone.
◗ L’évolution cyclique des follicules ovariens détermine la sécrétion cyclique des hormones ovariennes, ce qui a pour conséquence le fonctionnement cyclique des organes cibles de ces hormones et notamment de l’utérus.
◗ Cette évolution est sous le contrôle de la sécrétion des gonadostimulines hypophysaires FSH et LH, elle-même permise par la sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique qui comme chez l’homme est sécrétée sous l’influence de stimuli d’origine interne ou externe.
◗ Les hormones ovariennes agissent en retour sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. Elles exercent une rétroaction négative durant le début de la phase folliculaire et lutéale et un rétrocontrôle positif en fin de phase folliculaire ayant pour conséquence le pic de LH responsable de l’ovulation.
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La maîtrise de la reproduction
◗ La maîtrise de la reproduction comporte la régulation des naissances et la procréation médicalement assistée.
◗ La régulation des naissances est rendue possible par l’utilisation de la contraception, du stérilet, du préservatif et d’autres méthodes moins connues. Selon la méthode utilisée, la fécondation et/ou la nidation sont empêchées. La contraception hormonale féminine s’appuie sur les connaissances acquises dans l’endocrinologie sexuelle (pilule combinée, micropilule, pilule du lendemain).
◗ Pendant toute la grossesse, la femme et son fœtus sont médicalement surveillés grâce à différents méthodes d’investigation (analyses sanguines, échographies et si des doutes apparaissent, amniocentèse ou choriocentèse pour dépister une anomalie grave du fœtus). Dans le cas de la détection d’une anomalie grave, diverses mesures sont mises en œuvre qui peuvent aller jusqu’à proposer une IVG thérapeutique.
◗ En cas d’infertilité, le recours aux procréations médicalement assistées peut apporter des solutions : insémination artificielle, FIVETE, ICSI.
S’ENTRAÎNER
QCM
Pour chacune des propositions, cochez la ou les lettre(s) correspondant à la réponse exacte ; il peut ne pas y avoir de réponse.
Berck (2007-2008-2009-2010)
La LH est :
A. Une neuro-hormone hypophysaire.
B. Une hormone antéhypophysaire.
C. Sécrétée par les cellules de Leydig.
D. Une gonadostimuline.
E. Sécrétée par certains neurones de l’hypothalamus.
F. Une hormone stéroïdienne.
La FSH :
A. Agit sur les testicules.
B. N’agit pas sur les ovaires.
C. Est une hormone hypophysaire.
D. Agit par rétrocontrôle négatif sur l’hypothalamus.
E. N’existe pas chez l’homme puisqu’elle est produite par les ovaires.
F. A entre autres pour cellules cibles les cellules de Leydig chez l’homme et l’ovocyte chez la femme.
L’œstradiol :
A. Est responsable de l’acquisition du sexe phénotypique féminin au cours du développement embryonnaire.
B. N’apparaît qu’après la première ovulation lors de la puberté.
C. N’est sécrété que par le corps jaune en phase lutéale.
D. Est une hormone protéique qui agit en se fixant sur des récepteurs membranaires des cellules cibles.
E. Est sécrétée par des cellules spécifiques de l’hypophyse antérieure.
F. Agit sur l’endomètre, en phase folliculaire, permettant à celui-ci de se développer et de se transformer en dentelle utérine propice à la nidation d’un éventuel embryon.
La testostérone est :
A. Constituée d’acides aminés.
B. Un dérivé de cholestérol.
C. Une protéine.
D. Stéroïdienne.
E. Une hormone.
F. Une cellule.
Voici une liste de molécules dites informatives :
A. la testostérone ;
B. la GnRH ;
C. l’œstradiol ;
D. la LH ;
E. la progestérone ;
F. la FSH.
Quelle(s) molécule(s) a (ou ont) pour cellules cibles des neurones de l’hypothalamus ?
A
B
C
D
E
F
Quelle(s) molécule(s) a (ou ont) pour cellules cibles certaines cellules des gonades ?
A
B
C
D
E
F
Quelle(s) molécule(s) a (ou ont) pour cellules cibles certaines cellules des appareils génitaux autres que les gonades ?
A
B
C
D
E
F
Quelle(s) molécule(s) a (ou ont) pour cellules cibles certaines cellules de l’antéhypophyse ?
A
B
C
D
E
F
Le document 1 représente un résultat de l’expérience de Jost. Sur un embryon femelle âgé de 20 jours, on greffe un testicule fœtal de même âge. Le dessin présente l’aspect de l’appareil génital 8 jours plus tard.
DOCUMENT 1
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Sachant qu’à l’âge de 20 jours les canaux de Wolff et de Müller sont en place, le dessin du document 1 montre que :
A. Les sécrétions du testicule fœtal agissent unilatéralement.
B. Du côté de l’ovaire seul, le canal de Wolff ne s’est pas développé.
C. Du côté du greffon, le canal de Wolff ne s’est pas développé.
D. Le canal de Müller a régressé du côté du greffon.
E. Le canal de Müller n’a pas été affecté du côté de l’ovaire seul.
F. Le canal de Wolff persiste du côté du greffon.
Sachant qu’à l’âge de 20 jours les canaux de Wolff et de Müller sont en place, cette expérience démontre que :
A. La présence du testicule fœtal empêche la régression des canaux de Wolff.
B. La testostérone entraîne la régression des canaux de Müller.
C. La présence du testicule fœtal entraîne la persistance des canaux de Müller.
D. L’hormone antimüllérienne entraîne la régression des canaux de Müller.
E. La testostérone entraîne la persistance des canaux de Wolff.
F. Les ovaires n’interviennent pas.
À propos de l’explication exacte des résultats de Jost, on peut dire que :
A. La testostérone est l’hormone sécrétée par le testicule et est responsable des résultats observés.
B. Le testicule est endocrine.
C. Le testicule sécrète en fait deux hormones différentes.
D. Le testicule n’est pas responsable de la régression des canaux de Müller.
E. La testostérone permet en fait le maintien des canaux de Wolff qui se différencieront entre autre en canaux déférents.
F. Les sécrétions testiculaires sont masculinisantes au cours du développement embryonnaire.
L’ensemble de graphiques représenté dans le document 2 (page suivante) correspond à différents dosages hormonaux intervenant dans l’activité sexuelle d’une femelle de primate.
DOCUMENT 2
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L’hormone annotée E sur le graphe du document 2 est :
A. De la FSH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion au jour 0.
B. De la GnRH étant donné son taux croissant en début de phase A.
C. De l’œstradiol puisque sécrétée de manière plus importante en phase A.
D. De la LH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion au jour 0.
E. De la progestérone puisque sécrétée durant une seule phase du cycle.
F. De la testostérone.
L’hormone annotée F sur le graphe du document 2 est :
A. De la FSH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion peu avant le jour 0.
B. De la progestérone étant donné son taux croissant au moment de l’ovulation.
C. De l’œstradiol étant donné son pic de sécrétion en fin de phase A.
D. De la LH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion au jour 0.
E. De la progestérone puisque sécrétée durant les deux phases du cycle.
F. De l’œstradiol.
L’hormone annotée G sur le graphe du document 2 est :
A. De la FSH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion peu avant le jour 0.
B. De la progestérone étant donné son taux croissant au moment de l’ovulation.
C. De l’œstradiol étant donné son pic de sécrétion en fin de phase A.
D. De la LH étant donné l’amplitude de son pic de sécrétion au jour 0.
E. De la GnRH caractérisée par sa décharge ovulante en phase B.
F. De la LH.
L’hormone annotée D sur le graphe du document 2 est :
A. De l’œstradiol sécrété aussi en phase C du cycle.
B. De la progestérone étant donné son taux croissant au moment de l’ovulation.
C. De la FSH.
D. De la LH était donné sa sécrétion unique en phase C.
E. De la progestérone puisque sécrétée durait les deux phases du cycle.
F. De la progestérone étant donné son taux caractéristique en phase A.
À propos du cycle menstruel de cette femelle de primate, on peut dire que :
A. La phase B correspondant au jour 0 est l’ovulation.
B. Le jour 6 se situe en pleine phase lutéale.
C. La phase C est caractérisée par une sécrétion de progestérone.
D. La phase C est dite folliculaire.
E. Le jour +6 se situe en pleine phase lutéale.
F. Si on devait représenter la période des menstruations de cette femelle sur ce graphe, on la localiserait au moment où les taux des hormones F et D chutent soit en fin de phase.
On peut surveiller une grossesse par différents moyens. C’est ainsi que :
A. Une trisomie 21 peut être décelée grâce à des analyses sanguines.
B. Une choriocentèse permet d’analyser la composition chimique du liquide amniotique.
C. L’amniocentèse est sans risque.
D. L’échographie permet de dépister un risque de trisomie 21.
E. L’amniocentèse n’est possible qu’à partir du troisième mois de grossesse.
F. L’IVG permet de repérer des anomalies anatomiques.
À propos de la « pilule du lendemain » :
A. Elle a la même composition que la pilule œstroprogestative.
B. Elle a une efficacité qui décroît avec le délai de prise.
C. Elle peut empêcher l’ovulation si celle-ci n’a pas eu lieu lors du rapport.
D. Elle agit sur l’endomètre afin d’empêcher la fécondation.
E. Elle provoque l’élimination de l’embryon si la fécondation a eu lieu.
F. Elle n’est pas efficace à l00 %.
Le document 3 ci-dessous représente une superposition de deux mesures du taux de LH urinaire chez deux femmes pubères X et Y, Y ne présentant aucune anomalie hormonale. Les valeurs de ces taux et l’échelle du temps n’apparaissent volontairement pas.
DOCUMENT 3
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La LH est sécrétée par :
A. Les follicules ovariens.
B. Le tout jeune embryon nidé.
C. L’hypothalamus.
D. Le placenta.
E. L’hypophyse antérieure.
F. L’utérus.
La LH :
A. Est décelée lors d’un test classique de grossesse.
B. N’est pas une hormone.
C. Est produite à l’extrémité de certains neurones.
D. Est sécrétée de manière pulsatile.
E. Agit sur le follicule mûr de Graaf.
F. Stimule le corps jaune.
Il est probable que la femme Y :
A. Possède une activité sexuelle cyclique.
B. Ovule.
C. A eu des menstruations au temps t0.
D. Prend une pilule contraceptive courante.
E. A pris peu avant le temps t0 une pilule du lendemain.
F. N’est pas ménopausée.
Au temps t0 :
A. La synthèse de LH a été stimulée.
B. Les cellules à LH ont été stimulées peu avant par de la progestérone.
C. Les cellules hypophysaires à LH sont très sensibles à l’œstradiol.
D. Les cellules à LH sont très sensibles à la GnRH.
E. Une seconde division de méiose est débloquée au niveau de l’un des ovocytes présents dans un follicule ovarien singulier.
F. Un rétrocontrôle positif des hormones ovariennes a eu lieu sur l’hypophyse antérieure.
On peut vraisemblablement dire de la femme X :
A. Qu’un dysfonctionnement touche le système de régulation de ses hormones sexuelles.
B. Que ses ovaires ne reçoivent plus de gonadostimulines.
C. Que ses ovaires n’exercent plus de rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.
D. Qu’elle est ménopausée.
E. Qu’elle n’a plus de menstruations.
F. Qu’étant donné le niveau de son taux de LH, elle produit de grandes quantités d’œstradiol.
Lariboisière (2009-2010)
Le gène SRY :
A. Est porté par le chromosome X.
B. Est à l’origine de la formation des ovaires.
C. Déclenche la production d’une protéine TDF qui induit la différenciation des testicules.
D. Inséré dans le génome d’une cellule œuf de génotype XX est à l’origine d’embryons transgéniques ayant développés des testicules et un pénis.
Le sexe phénotypique :
A. Dépend du sexe génétique.
B. Est défini par les caractères morphologiques sexuels externes.
C. Est défini par la structure de l’appareil génital.
D. Est indépendante du gène SRY.
La testostérone :
A. Est produite par les cellules de Sertoli.
B. Est produite pendant toute la vie de l’homme.
C. Permet uniquement le développement des caractères sexuels primaires.
D. Active la spermatogenèse.
La régression du corps jaune :
A. Explique en partie les menstruations.
B. S’explique en partie par les effets du rétrocontrôle négatif de la progestérone.
C. Fait augmenter les taux de progestérone et d’œstradiol.
D. Se produit même si la fécondation a lieu.
La maîtrise de la reproduction sexuée est assurée :
A. Grâce aux pilules contraceptives qui empêchent la nidation de l’œuf.
B. Par des pilules contraceptives qui ne renferment que des œstrogènes.
C. Par la pilule contraceptive RU 486 qui empêche la fécondation.
D. Par des pilules contraceptives qui renferment des hormones stéroïdes de synthèse.
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