Croissance et développement

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1 Croissance et développement Auteur : Frédéric Puech Formateur SVT ESPE de Bretagne

2 Objectifs Ce cours en ligne vous apportera une information de base, richement illustrée, concernant la thématique «Croissance et développement». Ce cours est divisé en 4 chapitres : Chapitre 1 : La procréation dans le monde animal Chapitre 2 : La régulation de la fonction de reproduction chez l'homme Chapitre 3 : La reproduction sexuée chez les plantes à fleur Chapitre 4 : Une stratégie particulière de colonisation du milieu : la reproduction asexuée Un ensemble d exercices accompagne chaque chapitre.

3 Chapitre 2 La régulation de la fonction de reproduction chez l'homme 1 La régulation de la fonction de reproduction chez la femme La transmission de la vie, chez les Mammifères placentaires tels que l'homme, nécessite la production de gamètes, mais aussi la préparation de l utérus à la nidation de l embryon. Dans l espèce humaine, l appareil sexuel féminin est fonctionnel de la puberté à la ménopause. Les ovaires produisent, tous les 28 jours, un ovocyte (le terme d'ovule est accepté) ou gamète femelle. Cette activité cyclique de l appareil génital se traduit également par les menstruations ou règles, marquant le début du cycle suivant Ces manifestations cycliques concernent donc les ovaires et l'utérus. 1.1 Présentation des deux cycles Le cycle de l'ovaire Dans les ovaires, les ovocytes sont entourés de plusieurs cellules folliculaires dont l ensemble constitue un follicule. Cellules folliculaires Cellules folliculaires (granulosa) Le cycle ovarien est divisé en deux parties : la partie pré-ovulatoire (avant l ovulation marquée par l'expulsion d un ovocyte) et la partie post-ovulatoire Follicule cavitaire Au cours de la 1 ère partie du cycle (du 1 er au 14 ème jour) = phase folliculaire, un follicule d un des deux ovaires évolue : il grossit, se creuse d une cavité (follicule

4 Au 14 ème jour, le follicule se rompt et l ovocyte est expulsé dans le pavillon de la trompe de Fallope = ovulation Nombre de cellules de la granulosa : 50 millions Durant la 2 ème partie du cycle (du 14 ème au 28 ème jour) = phase lutéale : le follicule rompu se transforme en corps jaune par hypertrophie cellulaire (augmentation de taille) et accumulation d'un pigment jaune (la lutéine) (d'où le nom donné à cette phase). Ce corps jaune régresse en fin de cycle en absence de fécondation. 1 : Follicule cavitaire 2 : follicule mûr 3 : corps jaune 4 : corps jaune en régression Le cycle de l'utérus L utérus est un muscle tapissé intérieurement par la muqueuse utérine ou endomètre. A chaque cycle, l endomètre se développe, s épaissit de plusieurs millimètres et se creuse de glandes utérines. Les vaisseaux sanguins se développent abondamment Dans la 2 ème partie du cycle, les glandes utérines se ramifient, formant la «dentelle utérine» L utérus devient apte à recevoir le futur embryon vers le 21 ème jour. En l absence de fécondation, l endomètre se détruit : c est l hémorragie menstruelle ou règles. Les menstruations débutent le cycle suivant.

5 Remarque : Le col de l utérus fonctionne lui aussi de manière cyclique : il sécrète une glaire cervicale constituée par un réseau de filaments aux mailles serrées. Celles-ci se distendent vers le 14 ème jour du cycle (ce qui favorisera la migration des spermatozoïdes) puis se resserrent rapidement. 1.2 Origine du synchronisme Des expériences pour comprendre... Exploitation des résultats : L'ablation des 2 ovaires (ovariectomie) provoque l'arrêt du cycle utérin donc les ovaires contrôlent le fonctionnement cyclique de l'utérus. La transplantation d'un ovaire rétablit le fonctionnement cyclique de l'utérus ainsi que du greffon utérin. Sachant que seule la communication vasculaire (sanguine) est rétablie entre la greffe et le sujet greffé, la régulation ovarienne de l'utérus se fait par le sang. L'injection d'extrait ovarien chez un sujet ovariectomisé rétablit la fonction utérine donc le contrôle de l'utérus par les ovaires se fait grâce à la libération dans le sang d'un médiateur chimique produit par les ovaires = hormones ovariennes

6 Le cycle utérin est contrôlé par deux hormones ovariennes Ces deux hormones sont les œstrogènes et la progestérone. Durant la phase folliculaire, les œstrogènes sont produits et libérés par les cellules folliculaires. Ils agissent sur l utérus en stimulant la prolifération de l endomètre. Durant la phase lutéale, le corps jaune produit les deux hormones (œstrogènes et progestérone) en quantité importante. Cette association est à l origine de la formation de la dentelle utérine et de l'inhibition des contractions du muscle utérin. En fin de cycle, en absence de fécondation, la régression du corps jaune est responsable de la chute de la production des hormones ovariennes. La chute brutale de ce taux déclenche les règles. S'il y a fécondation, le corps jaune se maintient (corps jaune gestationnel) : le taux d'hormones ovariennes reste élevé ce qui bloque les règles et permet l'implantation de l'embryon (nidation) et la gestation Les ovaires contrôlent le fonctionnement cyclique de l'utérus par la production d'hormones ovariennes. Existe-t-il un contrôle supérieur du fonctionnement cyclique des ovaires? 1.3 Le contrôle hypothalamo-hypophysaire L hypophyse, petite glande endocrine située à la base du cerveau, produit deux hormones (= gonadostimulines) : LH (hormone lutéinisante) et FSH (hormone folliculo-stimulante) FSH : stimule la maturation des follicules et la production d œstrogènes LH : participe à la stimulation folliculaire mais déclenche surtout l ovulation (pic de production de LH en fin de phase folliculaire) et provoque la formation du corps jaune et donc la sécrétion de progestérone.

7 Les sécrétions hypophysaires sont elles mêmes sous le contrôle de l hypothalamus (région de l encéphale reliée à l hypophyse par la tige hypophysaire très vascularisée) qui produit une neurohormone (hormone produite par une cellule nerveuse et libérée dans la circulation sanguine) : GnRH ou gonadolibérine Ces sécrétions de GnRH sont également sous le contrôle de messages nerveux provenant d autres régions du cerveau. Ainsi des évènements traumatisants (stress) peuvent perturber les sécrétions hormonales de l'hypothalamus et provoquer ainsi des troubles dans le fonctionnement cyclique des ovaires et donc de l'utérus (retard ou arrêt des règles) 2 La régulation de la fonction de reproduction chez l'homme La production de spermatozoïdes (gamètes mâles) débute à la puberté et se poursuit durant toute la vie. Il y a donc équilibre entre la production et la destruction des gamètes mâles. D'où proviennent les spermatozoïdes? Comment fonctionne l'appareil génital masculin à partir de la puberté? 2.1 La double fonction des testicules

8 Chaque testicule contient de nombreux tubes séminifères pelotonnés. La production de spermatozoïdes (ou spermatogénèse) se déroule dans la paroi de ces tubes séminifères à partir de cellules souches situées en périphérie. Les spermatozoïdes produits sont libérés en continu dans la lumière du tube Cellule souche Organisation de l'appareil uro-génital de l'homme L'appareil reproducteur masculin, ou appareil génital, comporte plusieurs organes qui assurent la fonction reproductrice de l'homme. Chaque testicule logé dans le scrotum ou bourses est coiffé de l'épididyme qui se jette dans le canal déférent. Les canaux déférents se rejoignent au niveau de la vessie et communiquent avec l'urètre qui relie la vessie à l'orifice uro-génital. Des glandes annexes, vésicules séminales et prostate, participent à la production de sperme. Stockés dans l'épididyme où ils acquièrent leur maturité (notamment capacité à devenir mobiles), les spermatozoïdes sont ensuite conduits par les canaux déférents où ils se mélangent à des liquides sécrétés par les vésicules séminales et par la prostate. L'ensemble (spermatozoïdes + liquide séminal) forme le sperme. Lors d'une stimulation, le sperme est alors chassé dans l'urètre jusqu'à l'orifice du pénis : c'est l'éjaculation. épididyme

9 Les testicules produisent une hormone : la testostérone. L augmentation de la production de cette hormone à la puberté est responsable du développement des testicules qui deviennent fonctionnels et de l apparition des caractères sexuels secondaires (mue de la voie pilosité développement de la musculature ) Cette hormone est produite par les cellules situées entre les tubes séminifères = cellules interstitielles de Leydig Chez l adulte la production de testostérone est globalement constante, ce qui assure le maintien des caractères sexuels secondaires et stimule la spermatogénèse. 2.2 Le contrôle hypothalamo-hypophysaire Comme chez la femme, l activité du testicule est sous le contrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire. On retrouve les trois hormones décrites précédemment. FSH : stimule directement la production de SPZ (spermatogénèse) LH : stimule la sécrétion de testostérone et donc indirectement la spermatogénèse. GnRH : produit par l'hypothalamus ; stimule la production des gonadostimulines (FSH et LH) A la différence de la femme, la production de ces hormones reste globalement constante et n est pas libérée de façon cyclique. La production de testostérone régule (freine) celle des hormones hypothalamohypophysaire : on parle de rétrocontrôle négatif Remarque : il existe un rétrocontrôle du complexe hypothalamo-hypophysaire chez la femme mais celui-ci est beaucoup plus complexe et ne sera pas traité dans le cadre de ce cours.

10 Spermatogénèse se déroulant dans la paroi du tube séminifère

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