REPRODUCTION ET DEVELOPPEMENT HUMAIN

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1 REPRODUCTION ET DEVELOPPEMENT HUMAIN I. L appareil génital masculin Figure 1 L appareil génital de l homme Les testicules ont une double fonction : ils fabriquent les spermatozoïdes, c'est à dire les gamètes mâles indispensables à la fécondation ; ils produisent une substance chimique ou hormone, la testostérone, déversée directement dans le sang. La sécrétion de testostérone par les testicules est régulière, continue et se produit pendant toute la vie. Cette sécrétion est très importante puisqu'elle contrôle tout le fonctionnement sexuel : elle est responsable des diverses transformations observées à la puberté (accroissement des organes génitaux, pilosité, modification de la voix...) ; elle est indispensable à la production de spermatozoïdes (depuis la puberté jusqu'à la fin de la vie) ; elle est responsable du maintien des caractères sexuels secondaires. Le sperme ne contient pas seulement des spermatozoïdes. Il est surtout formé de sécrétions nourricières provenant d'une part, des vésicules séminales (60 % du volume total), d'autre part, de la prostate (20 % du volume total). Il contient aussi les spermatozoïdes : 60 à 100 millions par centimètre cube. Le volume moyen de sperme émis lors d'une éjaculation est de 3 à 4 cm³. Reproduction et développement humain 1 / 14

2 II. L appareil génital féminin L'appareil génital de la femme est caractérisé par un fonctionnement cyclique qui débute à la puberté et s achève à la ménopause (vers 50 ans). Figure 2 L appareil génital de la femme (vue de face et de profil) Reproduction et développement humain 2 / 14

3 Le cycle génital dont la durée est variable est marqué par : un écoulement sanguin s extériorisant au niveau de la vulve ; il constitue les règles ou menstruation et marque le début du cycle ; l'émission par l'un ou l'autre des ovaires d'un ovule. Ce phénomène appelé ovulation se produit 14 jours avant le début du cycle suivant. Ainsi, de la puberté à la ménopause, une femme produit environ 400 ovules. III. Le cycle menstruel L'événement le plus visible du fonctionnement de l'appareil génital de la femme est la menstruation L'utérus est un muscle creux, de la dimension et de la forme d'une poire renversée. Il est tapissé intérieurement d'une muqueuse appelée endomètre qui subit de profondes modifications au cours de chaque cycle menstruel. Les règles correspondent à une destruction de cette muqueuse qui s'accompagne d'un écoulement sanguin. 1. Caractéristiques du cycle Le cycle menstruel a une durée moyenne de 28 jours. Il commence le premier jour des règles et se termine à l'apparition des règles suivantes. 2. Mécanisme du cycle Le cycle menstruel est sous la dépendance de l'hypophyse (petite glande qui sécrète les hormones hypophysaires). Il se divise en 4 phases. Phase des règles (menstruation) Vers la fin du cycle, s'il n'y a pas eu de fécondation : - le corps jaune s atrophie et cesse de produire de la progestérone. La chute brutale des oestrogènes et de la progestérone provoque la destruction de l endomètre ; - la muqueuse utérine se décolle de l'utérus en arrachant les vaisseaux qui l'ont nourrie : ce sont les règles, constituées de sang et de débris de la muqueuse. Phase pré-ovulatoire Dès le premier jour des règles, l'hypophyse sécrète une hormone hypophysaire, la FSH, qui agit sur l'ovaire et provoque : - la maturation d'un follicule de De Graaf ; - la maturation de l ovule ; - la sécrétion des œstrogènes. Reproduction et développement humain 3 / 14

4 Les œstrogènes agissent sur l'utérus et provoquent la reconstruction de l'endomètre afin de le rendre apte à la nidation : épaississement. Phase ovulatoire Sous l'action de l'hormone hypophysaire, la LH, le follicule se rompt et libère son ovule : c'est l'ovulation. L'ovule est happé par le pavillon de la trompe et commence son cheminement vers l'utérus. Phase post-ovulatoire L'hormone hypophysaire agit sur l'ovaire et provoque : - la formation du corps jaune, dans le follicule rompu ; - la sécrétion de progestérone et d'œstrogènes par le corps jaune. La progestérone agit : - sur l endomètre : ses glandes sécrètent des éléments nutritifs destinés à nourrir l'œuf fécondé, l'endomètre prend un aspect de dentelle ; - sur le col en provoquant sa fermeture et l'épaississement de la glaire qui va devenir un véritable bouchon imperméable aux spermatozoïdes ; - sur la température du corps, en provoquant une hausse d'environ 0,5 C 1. Les œstrogènes continuent à faire proliférer la muqueuse utérine. Ces hormones exercent un frein sur la sécrétion des hormones hypophysaires : une nouvelle ovulation est impossible. Vers la fin du cycle, le corps jaune s'atrophie, cesse de produire progestérone et œstrogènes. La diminution de la concentration sanguine de ces hormones provoque la destruction de l'endomètre et l'apparition de nouvelles règles : un nouveau cycle commence. Ainsi, au cours du cycle menstruel, on constate une évolution de l'utérus : celle-ci constitue le cycle de l'utérus. 3. La période de fécondité La survie de l'ovule est de 24 heures. L'ovulation se produit généralement 14 jours avant l'apparition des règles suivantes (quelle que soit la longueur totale du cycle). Elle est marquée par une élévation de la température de 0,5 C environ. 1 L observation d une hausse de la température matinale en cours de cycle permet de déterminer la date de l ovulation. Reproduction et développement humain 4 / 14

5 En période d'ovulation, la glaire secrétée par le col de l'utérus change d'aspect ; elle devient filante : cela permet aux spermatozoïdes de franchir le col. De plus, cette glaire assure la survie des spermatozoïdes. Compte tenu de la survie de l'ovule (24 heures) et de celle des spermatozoïdes (3 à 4 jours parfois plus), on considère que la période au cours de laquelle les rapports sexuels peuvent être fécondants, s'étend du 9 ème au 16 ème jour, comptés à partir du 1 er jour des règles (valable pour un cycle de 28 jours). C'est la période de fécondité de la femme, elle est apte à concevoir un enfant. IV. Le cycle de l ovaire Les ovaires de la femme ont une double fonction : ils fabriquent les cellules de la reproduction, c'est à dire les ovules (un ovule est libéré chaque mois lors de l'ovulation) ; ils secrètent les hormones féminines, oestrogènes et progestérone. Ces hormones sont secrétées par les cellules qui entourent les ovules. L'ensemble d'un ovule et des cellules sécrétrices qui l'entourent forme un follicule. La quantité d hormones sexuelles sécrétées par l ovaire n est pas constante au cours du cycle menstruel. L ovaire fonctionne donc de manière cyclique. Le cycle de l'ovaire comporte deux phases séparées par l'ovulation. Au cours de la première phase, l'ovaire sécrète des oestrogènes en quantité croissante avec un pic juste avant l ovulation. Au cours de la deuxième phase, l'ovaire sécrète de la progestérone en même temps qu un peu d oestrogènes. Bien que la durée qui sépare deux menstruations présente des variations, le cycle de l'utérus et celui de l'ovaire se déroulent de façon synchrone. La sécrétion des hormones sexuelles commande le cycle de l'utérus. Définition d'une hormone : c'est une substance chimique sécrétée à très faible dose par un organe, et déversée dans le sang. Par voie sanguine, elle atteint les organes cibles dont elle modifie le fonctionnement. Une hormone est donc un messager qui assure la transmission d'informations d'un organe à un autre permettant ainsi la corrélation entre les organes. Reproduction et développement humain 5 / 14

6 Figure 3 Le cycle menstruel de la femme V. Rôle de l hypophyse et de l hypothalamus Chez les hommes, la sécrétion de la testostérone est commandée par l'hypophyse. Cette petite glande située sous le cerveau sécrète deux hormones (des «gonadostimulines») qui agissent sur les testicules. L'activité de l'hypophyse est elle-même sous la dépendance d'une sécrétion d'un centre «neurosécrétoire», l'hypothalamus. Par ailleurs, les sécrétions hypophysaires sont ralenties lorsque le taux de testostérone dans le sang dépasse un certain seuil. C'est le rétrocontrôle du testicule sur l'hypophyse. Chez la femme, on retrouve une régulation analogue. Des hormones sécrétées par l'hypophyse stimulent le fonctionnement de l'ovaire. Ces gonadostimulines contrôlent en particulier la sécrétion des hormones ovariennes. Un centre nerveux situé au-dessus de l'hypophyse, l'hypothalamus, contrôle les sécrétions hypophysaires par l'intermédiaire d'une «neurohormone». Inversement, les hormones ovariennes agissent sur le complexe hypothalamus-hypophyse en stimulant ou en freinant ses sécrétions. Grâce à ce rétrocontrôle, un équilibre hormonal complexe s'établit dans l'organisme Reproduction et développement humain 6 / 14

7 Figure 4 Le fonctionnement génital VI. La puberté Entre 8 et 13 ans chez la fille (en moyenne vers 10 ans et demi), entre 10 et 14 ans chez le garçon (en moyenne vers 11 ans et demi) débute un ensemble de transformations profondes, morphologiques, physiologiques et psychologiques appelé puberté. La puberté qui correspond au début du fonctionnement des organes génitaux se manifeste par : l'apparition des premières règles chez la fille ; la première éjaculation (émission de sperme) chez le garçon. Les changements morphologiques et physiologiques de la puberté sont progressifs et se déroulent en moyenne sur quatre ans. Pendant cette période, les organes génitaux et l'organisme entier se transforment de telle sorte que l'enfant devient adolescent, puis adulte avec apparition du pouvoir de se reproduire. Reproduction et développement humain 7 / 14

8 Figure 5 Chronologie des changements qui surviennent lors de la puberté Ces transformations profondes s'accompagnent de changements psychologiques importants. Les résultats d'enquêtes montrent de grandes variations sur les dates d'apparition des différents signes. A la puberté, tous les organes indispensables à la reproduction se développent : chez le garçon, augmentation de la taille de la verge, du volume des testicules et des glandes annexes ; chez la fille, développement de l'utérus, du vagin et des seins. A la puberté, la fille se féminise (apparition des seins...), le garçon se virilise (élargissement des épaules, apparition de la barbe...). Ces différences entre fille et garçon constituent les caractères sexuels secondaires. La puberté, ensemble des changements morphologiques, physiologiques, et psychologiques qui marquent le passage de l'état d'enfant à celui d'adulte, correspond à la mise en place de l'équilibre hormonal. Une nette augmentation de la concentration des hormones hypophysaires dans le sang a été mise en évidence chez la fille à partir de dix ans. Cette augmentation est suivie d'un accroissement immédiat de la concentration en hormones ovariennes. Chez le garçon, on retrouve un fonctionnement identique dès l'âge de 11 ans. L'accroissement des sécrétions hypophysaires est elle-même commandée par les sécrétions des neurohormones de l'hypothalamus. Ainsi la puberté correspond à une cascade d'activation : hypothalamus hypophyse ovaire (ou testicule) changements morphologiques et physiologiques du corps. L'âge d'apparition de la puberté varie selon les individus. Il est actuellement de plus en plus précoce. On l'explique par différents facteurs dont une meilleure qualité de l'alimentation. A l'inverse, certains retards pubertaires peuvent s'expliquer par des stress psychiques, une malnutrition... Reproduction et développement humain 8 / 14

9 VII. La fécondation et le début de la vie Chez une femme, la période féconde n'est que de quelques jours par cycle. Si le rapport sexuel a lieu pendant cette période, la fécondation peut se produire. L'oeuf qui résulte ne tarde pas à se diviser. C'est le point de départ d'un nouvel individu. Figure 6 La fécondation, la migration et la nidation de l œuf La fécondation marque le début de la grossesse. Elle se produit dans la partie supérieure de la trompe. Les spermatozoïdes y arrivent quelques heures après l'acte sexuel. Au cours de la fécondation, les noyaux de l'ovule et du spermatozoïde fusionnent. L'œuf fécondé se divise rapidement en 2, 4, 8 puis 16 cellules ; il descend le long de l'oviducte et, une semaine plus tard, parvient dans l'utérus dont l'endomètre est très épaissi. Il s'y implante (c'est la nidation) et y poursuit son développement pendant les 9 mois de la grossesse. La menstruation n'a donc pas lieu à la date habituelle. Cette absence peut être l'indication d'une maternité. VIII. De la vie embryonnaire à la naissance En se divisant, la cellule oeuf ne donne pas seulement naissance à l'embryon, mais aussi à toutes les annexes indispensables : l'amnios, dont la cavité contient le liquide amniotique qui met l'embryon à l'abri des chocs et, en partie, de la pesanteur ; le cordon ombilical qui relie l'embryon au placenta ; ce cordon de 50 à 60 cm de longueur permet une certaine mobilité de l'embryon dans la cavité amniotique ; le placenta qui permet des échanges entre le sang de l'enfant et celui de la mère (échange de substances nutritives, d'oxygène, de déchets, de substances chimiques telles que médicaments, alcool, toxines de certains microbes) bien qu'il n'y ait jamais de mélange du sang maternel et du sang foetal. Reproduction et développement humain 9 / 14

10 Pendant les trois premiers mois, selon un programme défini à l'avance, tous les organes se mettent en place. C'est la période embryonnaire. A partir de 2 mois, l'embryon s'appelle foetus. La vie fœtale est essentiellement une période de croissance. IX. La gestation La gestation (ou grossesse) se déroule sur 9 mois, de la nidation à la naissance. 1. Les sécrétions hormonales Dès la nidation, certaines cellules de l'œuf sécrètent une hormone de grossesse : l'hormone gonadotrophine chorionique humaine (appelée HCG). Par ailleurs, le corps jaune se développe, ses cellules continuent à sécréter la progestérone et les œstrogènes qui maintiennent l'évolution de la grossesse. Toutes ces hormones se retrouvent facilement dans le sang et dans les urines de la femme enceinte. 2. Le développement embryonnaire et fœtal En se développant, l'œuf va se différencier en deux grands ensembles : d'une part, l'embryon qui deviendra le fœtus puis l'enfant, et d'autre part, les annexes fœtales, ensemble d'organes transitoires permettant la vie et le développement du fœtus. Les premières semaines : le disque embryonnaire Le bouton embryonnaire s'aplatit pour former un disque : le disque embryonnaire. Les cellules de ce disque donneront naissance aux différents organes de l'enfant. Dès la fin du 1 er mois, le «cœur bat» A la fin de la 3 ème semaine, l'embryon est en arc de cercle et présente à chacune de ses extrémités un petit renflement : le renflement supérieur donnera la tête, le renflement inférieur correspond au coccyx. Au cours de ce 1 er mois, le cœur s'ébauche et commence à battre. La circulation sanguine se met en place. Taille et poids : l embryon mesure 5 mm et pèse environ 5 g. Le 2 ème mois, les organes s'ébauchent Avec l'ébauche des yeux, des oreilles, de la bouche et du nez, le visage commence à se dessiner. Le renflement inférieur formant une queue, se modifie. Reproduction et développement humain 10 / 14

11 Les membres s'allongent et se terminent par des palettes où s'ébauchent les futurs doigts et orteils. A l'intérieur de l'organisme s'ébauchent différents organes : le cerveau, l'appareil respiratoire, l'appareil digestif (et les glandes qui s'y rattachent)... Taille et poids : l embryon mesure 2,5 cm et pèse environ 11 g. Le 3 ème mois, le fœtus a l'aspect humain Le fœtus prend forme humaine : - le visage s'arrondit, la tête de redresse, - la queue s'estompe, - le sexe se différencie et devient visible (pour un garçon). Taille et poids : le fœtus mesure 10 cm et pèse environ 45 g. Les 4 ème et 5 ème mois, les organes fonctionnent Les différents organes deviennent fonctionnels : - le rein sécrète de l'urine, qui sera éliminée dans le liquide amniotique, - le foie fabrique de la bile, qui sera transformée en méconium et s'accumulera dans l'intestin, - les cheveux et les ongles apparaissent. Les mouvements du fœtus peuvent être ressentis par la mère. Taille et poids : le fœtus mesure 30 cm et pèse environ 500 g. Le 6 ème mois, le fœtus est «viable» A partir du 6 ème mois, le fœtus est considéré comme viable. S'il naissait, il serait un grand prématuré. Taille et poids : le fœtus mesure 40 cm et pèse environ 1 kg à la fin de ce mois. Les 7 ème et 8 ème mois, le fœtus bascule «tête en bas» Le fœtus bascule généralement la tête en bas vers le 7 ème fonction respiratoire atteint sa maturité. mois. La Certains points d'ossification apparaissent et permettent d'évaluer l'âge fœtal. Taille et poids : le fœtus mesure 45 cm et pèse environ 2,500 kg. Reproduction et développement humain 11 / 14

12 Le 9 ème mois, le fœtus est «prêt à naître» C'est au terme de ce mois que s'achève la vie intra-utérine. L'enfant est alors réellement prêt pour la naissance. Taille et poids : le fœtus mesure 50 cm et pèse environ 3,250 kg. 3. Rôle du placenta Le sang maternel et le sang fœtal ne sont jamais en contact direct l'un avec l'autre. Les différents échanges se font au travers de la barrière placentaire. Le placenta a trois grandes fonctions : échange, respiration et nutrition. La fonction d échange - Les échanges respiratoires Les poumons du fœtus n'étant pas fonctionnels, la fonction respiratoire est assurée par le placenta ; le fœtus puise le dioxygène (O2) présent dans le sang maternel et y rejette le dioxyde de carbone (CO2). - Les échanges nutritifs Le placenta permet : le passage des éléments nutritifs de la mère au fœtus et joue un rôle d'organe de réserve, l'évacuation des déchets du fœtus (l'urée) qui sont rejetés dans la circulation maternelle. La fonction de protection La barrière placentaire arrête pratiquement toutes les bactéries. En revanche, elle est perméable à la plupart des virus. Certains anticorps maternels passent la barrière placentaire et donnent au nouveau-né une immunité passive. Reproduction et développement humain 12 / 14

13 Cependant beaucoup de médicaments et de produits toxiques passent la barrière placentaire (les femmes enceintes doivent donc être prudentes). La fonction hormonale Le placenta sécrète de nombreuses hormones permettant le développement de la grossesse. Une de ces hormones intervient dans le développement des glandes mammaires et dans la sécrétion du lait. Ces hormones se retrouvent dans le sang et les urines de la femme enceinte et permettent de faire le diagnostic de la grossesse et d'évaluer la vitalité du fœtus. X. La naissance 270 jours environ après la fécondation, l'enfant est prêt à venir au monde. 1. L'accouchement L'accouchement comporte trois temps successifs : la dilatation du col de l'utérus (durée : 8 heures) ; l'expulsion de l'enfant par contractions des muscles de l'utérus et contractions des muscles abdominaux (durée : 1 heure environ) ; la délivrance ou expulsion du placenta qui se produit dans la demi-heure qui suit la naissance. Pendant la vie foetale, presque tous les organes ont déjà fonctionné ; une exception pourtant, les poumons. Dès que sa tête apparaît hors du vagin, l'enfant aspire son bol d'air, déplisse ses alvéoles pulmonaires et expire profondément en poussant son premier cri. La circulation pulmonaire devient alors active. 2. L'allaitement Un nouveau-né n'est pas un «petit adulte en réduction» : c'est un être inachevé, très fragile. Le lait maternel n'est pas seulement un aliment complet, dont les divers constituants sont présents dans des proportions idéales. Transmis à la température optimale, de digestion facile et rapide, il contient aussi des substances (immunoglobulines) qui aident l'enfant à résister aux infections. Le lait maternel n'a donc pas uniquement un rôle nutritif, mais également une action protectrice contre les maladies microbiennes. Pour des raisons diverses, le lait maternel est souvent remplacé par du lait de vache «maternisé», c'est-à-dire adapté au nouveauné humain par des procédés industriels, et donné au biberon. Reproduction et développement humain 13 / 14

14 XI. Vrais et faux jumeaux Les «vrais jumeaux» sont des jumeaux uniovulaires, les «faux jumeaux», des jumeaux diovulaires. La ressemblance entre des vrais jumeaux (ils sont toujours du même sexe) est le plus souvent étonnante. Par contre, les faux jumeaux ne sont pas obligatoirement du même sexe, et ne sont pas plus semblables entre eux qu'ils ne le sont avec leurs autres frères et soeurs. XII. La fécondation in vitro Un bébé né par fécondation in vitro est faussement appelé «bébé éprouvette». La fécondation in vitro est une technique médicale récente qui réalise «in vitro» ce qui a lieu normalement dans le corps de la femme. Le principe comprend notamment : le prélèvement de l'ovocyte par ponction guidée par échographie ; les étapes biologiques de maturation de l'ovocyte, de fécondation, de culture de l'embryon pendant 24 heures ; la réimplantation dans l'utérus de l'embryon formé de 4 cellules. La fécondation in vitro est pratiquée lorsque la chirurgie ne peut résoudre les cas de stérilité dues à l'obstruction des trompes. XIII. La régulation des naissances La contraception est l'ensemble des méthodes qui permettent à un homme et à une femme d'avoir des relations sexuelles en évitant les risques de grossesse. Certaines de ces méthodes sont utilisées depuis longtemps (méthode du retrait), d'autres sont le résultat de découvertes médicales récentes (pilules contraceptives). La pilule contraceptive est une méthode de contraception orale (il y a absorption d'hormones de synthèse par la bouche). C est une méthode «générale», c'est à dire que les substances chimiques absorbées se répartissent par voie sanguine dans tout le corps et modifient provisoirement l'équilibre hormonal naturel. Les méthodes locales ne modifient pas l'équilibre hormonal du corps. Elles agissent localement : en empêchant les spermatozoïdes de rejoindre l'ovule (retrait, préservatifs, spermicides) ; en empêchant la nidation (stérilet). En France, l'utilisation du stérilet est réservée aux femmes qui ont déjà eu des enfants. Cette précaution est prise en réponse à une complication rare mais possible : le risque de stérilité provoquée par une infection. Reproduction et développement humain 14 / 14