TP4 : le contrôle du fonctionnement cyclique de l'appareil génital féminin

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1 TP4 : le contrôle du fonctionnement cyclique de l'appareil génital féminin A partir de l'exploitation des expériences proposées par le logiciel REHOR et en utilisant la démarche expérimentale montrer comment le synchronisme des cycles sexuels chez la femme est mis en place. Conclure en réalisant un schéma fonctionnel identifiant la partie de régulation que vous avez démontrée Le cycle hormonal : doc 2 P 277 doc 1 Hormones ovariennes et hypothalamiques au cours d'un cycle sexuel chez la femme

2 doc 2 évolution de la muqueuse utérine et des follicules ovariens au cours d'un cycle sexuel I- LES RELATIONS OVAIRE-UTERUS Nom des personnes de l'équipe : ROUSSEL Pierre-François; ROGALA Katia; MONIZ Gwladys; MUNCK Caroline A partir de la puberté, les organes reproducteurs de la femme fonctionnent de manière cyclique. Il existe 2 cycles sexuels qui se déroulent de façon synchrone. Il s agit des cycles ovariens et utérins. On peut alors se demander quelle relation existe-t-il entre l'ovaire et l'uterus permettant d'avoir une cyclicité. Pour toutes les expériences de cette partie, on utilise comme témoin une rate avec un utérus et des ovaires fonctionnels. Hypothèse 1 : On émet comme première hypothèse que les ovaires contrôlent le cycle utérin. Expérience : Afin de vérifier cette hypothèse, on effectue une ovariectomie c'est à dire une ablation de l'ovaire et on observe différents phénomènes : - Un arrêt des cycles utérin et ovarien se traduisant notamment par l absence de menstruations. - Un arrêt de la production des hormones ovariennes (oestradiol et progestérone). Après l'ablation, on effectue deux types de greffes d'ovaires : une greffe en place et une greffe ectopique (à un endroit quelconque du corps). On constate qu' il y a rétablissement de la production des hormones ovariennes. Analyse : D après les résultats ci dessus, on constate que les ovaires ont un contrôle sur l utérus puisqu il y a absence de cycles ovariens mais également de cycles utérins lors de l'ablation. On peut alors se demander si, à l'inverse, l'uterus possède un contrôle sur l'ovaire, cela introduisant notre seconde hypothese. Hypothese 2 : La seconde hypothese emise est que l'utérus contrôle les ovaires Experience : Afin de démontrer cette hypothése, on va effectuer une Hysterectomie qui consiste à

3 substituer l'utérus de la rate. On observe alors que seuls les cycles ovariens sont maintenus. Analyse : D'apres le resultat ci dessus, on constate que l'uterus n'a aucun contrôle sur l'ovaire, vu que celui ci maintient son cycle, cela infirme notre hypothese. Hypothese 3 : La troisième hypothèse émise est que l'ovaire secrète des hormones dont le rôle serait de contrôler les deux cycles utérin et ovarien. Experience : Afin de démontrer cette hypothèse, nous allons effectuer une ovariectomie consistant à substituer les ovaires de la rate ainsi qu'une injection d'un extrait ovarien. On observe alors qu'il y une absence de variations cycliques mais une maintenance du développement de l'endomètre utérin.cela affirme notre hypothèse émise precedement. Analyse : D'apres le resultat ci dessus, on constate que sans la présence des ovaires, la rate ne possède plus de cycles utérin et ovarien. Mais lors des injections d'extraits ovariens, la rate continue son developpement uterin donc son cycle uterin, et ovarien. L'hypothese émise est donc affirmée. En conclusion, les ovaires ont un role dans le cycle uterin alors que l'inverse est faux, les ovaires regulent donc les cycles ovarien et uterin. De même, l'ovaire secrete des hormones dont le but est de controler les deux cycles, en effet, en enlevant l'ovaire et en injectant des extraits ovariens, le developpement de l'endometre se poursuit. Les ovaires régulent à la fois les cycles ovariens et utérin. (Hypothèse 1 vérifiée, hypothèse 2 infirmée)les extraits ovariens maintiennent le fonctionnement de l utérus. (Hypothèse 3 vérifiée). L'ovaire produit deux hormones: l'oestrogène et la progéstérone. Ces hormones ont un rôle clé dans le maintient des cycles utérins et menstruels. Dans la première partie du cycle ovarien ( 0 à 14 jours) l'oestardiol est synthetisé par le follicule en développement. L'oestradiol est résponsable de la phase proliférative du développement de l'endomètre. Le corps jaune formé après l'ovulation commence à synthétiser la progestérone. La progestérone engendre la phase sécrétoire du cycle utérin: elle prépare l'endomètre à l'implantation de l'oeuf fécondé. Si la fécondation n'a pas lieu le corps jaune va dégénéré jusqu'à la fin du cycle utérin et sécréter des quantités décroissante d'oestrogène et de progestérone. Le taux circulant de ces hormônes chutant, l'endomètre s'exfolie. Discussion : Les extraits ovariens contiennent des hormones ovariennes (progestérone et oestradiol). La sécrétion cyclique des hormones ovariennes induit les modifications cycliques des ovaires et de l utérus. La progestérone, l œstradiol sont toutes des hormones sexuelles. Ouverture : Comment le taux des hormones sexuelles femelles est-il régulé? Schéma bilan:

4 Les relations ovaires utérus (MO x400) Follicule cavitaire d'ovaire de lapine

5 corps jaune de lapine (MO x40) II- RELATIONS HYPOPHYSE - OVAIRE Nom des personnes de l'équipe : ZEYER Mélanie ; SCHNEIDER Léa ; MUTZ Aline ; PETITDEMANGE Rosine Problème : Quelles relations existe-t-il entre l'hypophyse et les ovaires? Hypothèse 1 : L'hypophyse produit deux hormones : LH et FSH. Expérience : On réalise une hypophysectomie : Après l'ablation de l'hypophyse, on constate une chute du taux des hormones ovariennes (oestradiol et progestérone). Analyse : On peut donc dire que l'hypophyse produit LH et FSH. Hypothèse 2 : L'hormone FSH stimule la croissance des follicules. Expérience : On injecte des hormones FSH sur des rates adultes normales : Après cette injection, on remarque une croissance et une maturation de nombreux follicules ovariens. Analyse : La FSH est donc responsable de la croissance ainsi que de la maturation des follicules (de 0 à 14 jours).

6 Hypothèse 3 : L'hormone LH stimule l'ovulation. Expérience : On injecte des hormones LH sur des rates adultes normales : Après cette injection, on note 4 choses différentes : une chute du taux sanguin d'oestradiol, l'ovulation, le développement des corps jaunes et l'élévation du taux sanguin de progestérone. Analyse : La LH est donc responsable de la chute du taux sanguin d'oestradiol (juste avant l'ovulation), de l'ovulation (13-14 jours), du développement des corps jaunes (14-28 jours), et de l'élévation du taux sanguin de progestérone (14-28 jours). Conclusion: L'hypophyse a donc pour rôle de produire deux hormones : FSH et LH. La FSH, quant à elle, stimule la croissance des follicules ovariens. La LH stimule l'ovulation, la chute du taux sanguin d'oestradiol, le développement des corps jaunes, et l'élévation du taux sanguin de progestérone. relation peut-on faire entre vos conclusions et les différentes phases de la codoce du doc 2 p 277 III- RELATIONS HYPOTHALAMUS-HYPOPHYSE noms des personnes de l'équipe : Wespieser Gaëlle ; Schorr Guillaume ; Schweitzer Virginie Problème: Quel relations existe t'il entre l'hypothalamus et l'hypophyse Hypothèse 1: L'hypotalamus a un lien avec la production de LH et de FSH Protocole : Ablation de l'hypothalamus Expérience : L'ablation de l'hypotalamus, c'est à dire l'hypothalamectomie, détruit certains noyaux à l'intérieur de l'hypotalamus, dans sa région antérieure. Conclusion : On observe une chute puis une annulation de la FSH et du LH qui entraîne une chute puis une annulation d'oestradiol et de progéstérone. On peut en déduire que l'hypotalamus contrôle a priori la production de LH et de FSH Hypothèse 2:L'Hypothalamus contrôle la production de FSH et de LH Protocole : stimulation électrique de l'hypothalamus Expérience: Sur une rate adulte, on empêche la décharge de LH par action de barbiturique puis on stimule électriquement la région antérieure de l'hypothalamus Conclusion : On constate une élévation du taux de FSH et de LH. Cette stimulation a pour origine la partie antérieure de l'hypothalamus. Hypothèse 3: L'hypothalamus entraîne la production de GnRH et ce dernier a un contrôle sur l'hypophyse Protocole: Injection de GnRH après ablation de l'hypophyse Expérience : On procède à une injection pulsative de GnRH après ablation de l'hypothalamus à raison de 1 µg/min pendant 6 min toutes les 60 mins. Cette ablation provoque un arrêt de la fonction du GnRH. Conclusion : Il y a rétablissement des taux sanguins normaux de FSH et de LH. Donc l'hypothalamus produit du GnRH qui stimule la production de LH et de FSH Hypothèse 4: L'hypotalamus stimule la production d'hormones Protocole: Greffe d"hypophyse Expérience: On réalise une greffe de l'hypophyse. Cette greffe est réalisée après ablation de l'hypophyse et lorsque les résultats de celle-ci ont été constatés. Conclusion : On remarque une production passagère de FSH et de LH dans le sang, suivi d'un arrêt de cette production. Donc relation de "stimulation-sécrétion" entre l'hypothalamus et l'hypophyse car là où la neurohormone GnRH n'a pas d'impact,l'hypophyse stoppe toutes sécrétions.

7 Hypothèse 5: Les connections nerveuses entre l'hypothalamus et l'hypophyse jouent un rôle sur la formation de FSH et de LH Protocole: suppression des connexions nerveuses entre l'hypophyse et l'hypothalamus Expérience:On effectue la deconnexion nerveuse à l'aide de 2 fines tiges métalliques, observée par radioscopie, on les descend dans l'hypothalamus et on détruit sélectivement les axones des neurones de la région antérieur de l'hypothalamus. Conclusion:On constate la chute et l'annulation, par la suite, du taux sanguin de FSH et de LH. Il en est de même pour le taux sanguin d'oestradiol et de progestérone. On en déduit que l'une des relations entre l'hypothalamus et l'hypophyse, qui sécréte ces hormones, se fait par voie nerveuse. Comme on le sait la GnRH est une neurohormone produite par l'hypothalamus, on peut en déduire qu'elle a arrêté d'être produite ce qui explique aussi la chute de FSH et de LH dans le sang. On peut également en conclure que la partie antérieure de l'hypothalamus joue un rôle plus important dans les connexions avec l'hypophyse que le reste de cette glande. Explication du doc 3p276: On injecte de façon pulsatile des taux différents de LH et de FSH, on constate alors que les taux de LH et de FSH augmentent progressivement, ainsi au 4ème jour le taux de FSH est à 20 ng/ml et LH à 30ng/mL et pour le 16ème jour les taux ont augmenté progressivement d'environ 70 ng/ml. Mais, pour des injections continues ces taux augmentent au moment de l'injection mais diminuent tout de suite derrière. Ainsi il faut donc que la GnRH soit sécrété de façon pulsatile,pour que la production de LH et de FSH puisse avoir lieu. Par la même occasion ceci est l'explication du document mis à disposition dans l'introduction du TP où on constate un pic de GnRH toutes les 60 à 90 mins Donc l'hypothalamus communique avec l'hypophyse par voie nerveuse en transmettant la GnRH par pulsions. Ceci montre bien le contrôle qu'ont ces glandes sur le cycle ovarien puisque l'hormone LH, par exemple, secrètée par l'hypophyse provoque l'ovulation lorsqu'elle est en abondance. Conclusion : Grâce aux ablations, on peut dire qu'il y a bien une relation entre hypophyse et hypothalamus qui est indépendante du cycle génital mais qui influence ce dernier: c'est le complexe hypothalamohypophysaire On peut conclure que l'hypothalamus sécrète une neurohormone, le GnRH (ou gonadolibérine) activant la production de deux hormones ovariennes par l'hypophyse, le LH et le FSH. La GnRH est libéré de façon pulsatile pour permettre la production de LH et de FSH. On peut même préciser que la stimulation de l'hypophyse par l'hypothalamus trouve son origine dans la partie antérieure de l'hypothalamus.

8 Les relations entre hypophyse et hypothalamus se font par voix nerveuse avec la neurohormone GnRH et par voie sanguine. Relations entre hypophyse et hypotalamus IV- LES RELATIONS EN RETOUR DES HORMONES OVARIENNES SUR LE CHH Noms des personnes de l'équipe: Hélène SEEL, Magali RENAUD, WOLFF Laurent. Problématique: Quelles sont les relations en retour des hormones ovariennes sur le CHH? Hypothèse 1: Les ovaires stimulent par voie hormonale le complexe HH selon les moments du cycle. Expériences: 1) injection d'oestradiol à une rate adulte normale 2) injection d'oestradiol à une rate adulte hypophysectomisée et hypothalamectomisée Observations: 1) pic de sécrétion de LH et de FSH dans un délai de 24 heures après l'injection. (taux de LH passe d'environ 7 ng/ml à plus de 24 ng/ml d'après le doc 2 p. 277) 2) le taux sanguin de LH et de FSH reste nul

9 Analyse: d'après ces deux expériences, on peut dire que l'hormone ovarienne oestradiol (parmis les oestrogènes) stimule le CHH, ce qui entraîne la sécrétion de LH et de FSH D'après le document 2 page 277, on voit que l'oestradiol en grande concentration peu avant le 14ème jour. C'est donc les hormones ovariennes, qui, en agissant sur le CHH, entraînent l'ovulation, car elles sont en grandes quantités dans le folicule, toujours d'après le doc. 2 p Hypothèse 2: Les ovaires inhibent par voie hormonale le complexe HH selon les moments du cycle. Expériences: 3) injection de progestèrone à une rate normale 4) injection de progestèrone à une rate hypophysectomisée et hypothalamectomisée Observations: 3) le taux sanguin de LH et de FSH chute: le taux de LH redescend à environ 7 ng/ml d'après le doc 2 p L'ovulation finie, il y a disparition du pic d'oestradiol. 4) Les ovaires restent atrophiés, le taux d'hormones hypophysaires reste nul. Analyse: - d'après ces 2 expériences, on peut dire que la progestèrone agit sur le CHH en inhibant la production de LH et de FSH. D'après le document 2 p. 277, on voit que la progestèrone entraine la transformation du folicule en corps jaune, durant la phase lutéale, marquant ainsi la phase postovulatoire. - Aussi, avant l'ovulation, la concentration plasmatique en oestradiol n'est pas nulle: or, les oestrogènes à faible concentration inhibent le CHH, puisqu'il n'y a ni sécrétion de LH, ni sécrétion de FSH, d'après le document 2 p Cette action peut aussi être étudiée post-ovulation, où l'oestradiol, en faible concentration (environ 100 pg/ml) a le même effet qu'avant l'ovulation: les actions de la progestérone es oestrogènes en faible quantité, couplées, entraînent la chute des hormones hypophysaires. Conclusion: Il y a donc plusieurs phases de rétrocontrôle de l'ovaire sur le complexe hypothalamohypophysaire: il est d'abord négatif, avant l'ovulation avec les oestrogènes à faible concentration, puis positif pendant l'ovulation avec le pic d'oestradiol, puis redevient négatif post-ovulation avec les actions de l'oestradiol à faible concentration et de la progestérone, couplées. Les hormones ovariennes (oestradiol et progestérone) agissent donc sur le CHH en le stimulant vers le 12ème jour du cycle pour qu'il y ai production de LH et de FSH ce qui a pour but d'entraîner l'ovulation et en l'inhibant post-ovulation, ainsi qu'à partir du 14-15ème jour, ce qui arrête la production de LH et de FSH, fait descendre leur taux sanguin à la normale et contrôle l'ovulation.

10 LES RELATIONS EN RETOUR DES HORMONES OVARIENNES SUR LE CHH