Chapitre 2 : Régulation de la fonction reproductrice chez la femme

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1 Connaissances La régulation de l axe gonadotrope féminin intègre des communications nerveuses et hormonales. L'hypothalamus et l'hypophyse sont deux organes étroitement associés et situés à la base du cerveau. La régulation de l axe gonadotrope féminin fait intervenir plusieurs niveaux de contrôle : - contrôle de l hypophyse par l hypothalamus ; - contrôle de l ovaire par l hypophyse ; - contrôle de l utérus par l ovaire ; - rétrocontrôle négatif ou positif de l ovaire sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. Capacités Exploiter des ressources documentaires pour : - établir :. l action de la GnRH sur la production hypophysaire de LH et FSH,. les actions respectives de LH et FSH sur la production des hormones sexuelles et sur la gamétogenèse,. le rétrocontrôle exercé par les hormones sexuelles sur le complexe hypothalamo-hypophysaire ; - mettre en relation l ensemble des communications neurohormonales régulant l axe gonadotrope avec la synchronisation des cycles sexuels ACTIVITE 1 : Fonctionnement cyclique des ovaires et de l utérus Les ovaires et l utérus ont une activité cyclique qui débute à la puberté et s arrête à la ménopause. Un cycle menstruel débute le premier jour des règles et dure en moyenne 28 jours. Il correspond à l ensemble des phénomènes physiologiques cycliques observés au niveau de différents organes chez la femme entre 2 périodes de menstruation (règles). Document 1 :Rappel anatomie de l appareil génital féminin Document 2 : Evolution des follicules ovariens dans les ovaires lors d un cycle L ovaire contient, à différents stades de leur développement, des folliculesconstitués de cellules folliculaires entourant un ovocyte. A chaque cycle, un follicule tertiaire (cavitaire) grossit et évolue en follicule mûr de «De Graaf» jusqu à l ovulation (expulsion d un ovocyte et d un globule polaire) qui se produit le 14 ème jour. Le follicule évoluealors en corps jaune : les cellules folliculaires se transforment en cellules lutéales. Le corps jaune régresse ensuite à la fin du cycle. Le cycle ovarien est l ensemble des modifications physiologiques qui se produisent de façon cyclique dans l'ovaire entre la puberté et la ménopause. Ilpeut donc être divisé en 2 phases séparées par l ovulation : - la phase folliculaire qui correspond à l évolution du follicule - la phase lutéale qui fait suite à l ovulation. Page 1 sur 13

2 Thème 3 : Les systèmes vivants maintiennent leur intégrité et leur identité en échangeant de l information Chapitre 2 : Régulation de la fonction reproductrice chez la femme Activité Élève Schéma simplifié d un ovaire en fonctionnement Observations microscopiques de follicules ovariens à différents moments du cycle Follicule tertiaire (x 200) 1. cavité du follicule 2. cellules folliculaires Follicule mûr ou de De Graaf(x 50) Corps jaune (x 10) 3. cellules de la thèque 4. ovocyte 1. cavité du follicule 2. cellules lutéales Document 3 : Evolution de l utérus au cours du cycle Le cycle utérin correspond à l évolution de la muqueuse utérine (endomètre) et de la glaire cervicale (mucus sécrété par les cellules du col de l utérus) au cours du cycle menstruel. En fin de phase folliculaire Cycle de l endomètre En début de cycle vers le 4ème jour En phase lutéale Glandes exocrines Page 2 sur 13

3 Cycle de la glaire cervicale MEB X MEB X 1800 MEB X Questions : 1. Annoter le schéma de l appareil génital féminin représenté sur le document A partir des documents 2 et 3, compléter le tableau I récapitulant les évènements cycliques observés au niveau des ovaires et de l utérus. Tableau I : Fonctionnement cyclique des ovaires et de l utérus Phase folliculaire J0 à J14 Ovulation J14 Phase lutéale J14 à J28 Ovaires Endomètre Utérus Glaire cervicale Page 3 sur 13

4 Document 4 : Relations existant entre ovaires et utérus Donnée 1 : Les ovaires sécrètent deux hormones stéroïdes dérivées du cholestérol : les œstrogènes et la progestérone. L œstradiol est, parmi les œstrogènes, l hormone la plus active. Donnée 2 : Lors d une greffe, une vascularisation du greffon est mise en place. Cependant, l innervation de l organe ne peut pas être restaurée. Donnée 3 : Expériences 1. Ablation bilatérale des ovaires = ovariectomie Observations Stérilité et atrophie (= diminution du volume) de la muqueuse utérine et disparition de la menstruation 2. Ablation de l utérus Le cycle ovarien existe toujours et reste inchangé. 3. Ovariectomie et greffe d un ovaire sous la peau. Rétablissement du cycle utérin normal 4. Ovariectomie puis injection d œstradiol pendant 14 jours, puis d œstradiol et de progestérone pendant les 15 jours suivants Apparition de la menstruation à l arrêt du traitement Document 5: Taux plasmatique des hormones ovariennes au cours du cycle Ovulation 0 Page 4 sur 13

5 Questions : 3. Analyser chacune des expériences du document 4en complétant le tableau II ci-dessous et conclure sur le lien entre ovaires et cycle de l utérus. 4. A partir du tableau I et du document 5, indiquer : - quelle(s) hormone(s) est (sont) sécrétée(s) par les cellules de la granulosa et de la thèque durant la phase folliculaire - quelle(s) hormone(s) est (sont) sécrétée(s) par les cellules lutéales du corps jaune - pourquoi il y a une chute du taux d hormones en fin de cycle? 5. Repérer sur le document 5 le moment du pic d œstrogènes.puis utiliser le document 3pour : - comparer l épaisseur de l endomètre après ce pic à celle de l endomètre de départ. - justifier l appellation de «phase proliférative» donnée à la phase du cycle utérin allant de la fin des règles à l ovulation. 6. Comparer sur le document 3 l évolution des glandes exocrines durant les deux phases du cycle. Puis à partir du document 5 : - indiquer le(s) hormone(s) favorisant le développement des glandes de l utérus - expliquer l origine des menstruations en fin de cycle. Tableau II : Analyse des expériences Expérience Analyse Page 5 sur 13

6 RECAPITULATIF : Contrôle de l utérus par l ovaire Le cycle menstruel correspond à l ensemble des phénomènes physiologiques cycliques observés au niveau de différents organes chez la femme entre 2 périodes de menstruation (règles). Le cycle ovarien peut être divisé en 2 phases séparées par l ovulation : - la phase folliculaire qui correspond à l évolution du follicule - la phase lutéale qui fait suite à l ovulation. Les ovaires : - ont une activité exocrine carelles sécrètent des gamètes dans le milieu extérieur - ont une activité endocrine carellessécrètent des hormones dans le sang : les œstrogènes dont l œstradiol : sécrétées par les follicules (cellules folliculaires et de la thèque) la progestérone sécrétée par le corps jaune (cellules lutéales). Les hormones ovariennes sont des hormones stéroïdes. Leur sécrétion est cyclique. Elles imposent un fonctionnement cyclique des organes sur lesquelles elles agissent comme le cycle de l utérus. OVAIRES J0 J13 J14 J15 à J28 Phase. Evolution follicules Phase... Corps jaune UTERUS Phase proliférative après les règles Phase sécrétoire La régression du corps jaune en fin de cycle entraîne la chute du taux d hormones: œstrogènes et progestérone. Cette chute provoque l élimination de l endomètre et donc l apparition des règles au début du cycle suivant. Page 6 sur 13

7 ACTIVITE 2 : Contrôle de l activité des ovaires par le complexe hypothalamohypophysaire 1. Contrôle de l activité ovarienne par l hypophyse Document 1 :mise en évidence du rôle de l hypophyse Chez les patientes privées d antéhypophyse suite à une tumeur bénigne (adénome hypophysaire), on constate que les ovaires sont au repos : absence d évolution des follicules, d ovulation et absence de règles. Les patientes atteintes présentent des concentrations sanguines de FSH et LH très faibles. Document 2 : Effet de la FSH sur les ovaires Les patientes adultes atteintes d adénome hypophysaire peuvent avoir recours à des traitements hormonaux en vue d une fécondation in vitro : injections de fortes doses de FSH et suivi des ovaires par échographie. Les effets de la FSH sur les ovaires sont visibles sur l échographie ci-dessous. follicules ovaire Document 3 : Effet de la LH sur les ovaires Chez une femme ayant des cycles normaux, on constate un pic de LH 24 heures avant l ovulation. Chez une femme présentant une mutation du gène codant pour le récepteur de LH, les ovaires présentent une maturation folliculaire jusqu au stade de De Graaf et une absence de corps jaune. Questions : 1. Analyser l observation du document 1 et conclure sur le rôle de l hypophyse. 2. Analyser le document 2. En déduire le rôle de la FSH sur les ovaires. 3. A l aide du document 2 de l activité 1 et de l analyse du document 3, indiquer le rôle de la LH sur les ovaires. Page 7 sur 13

8 2. Contrôle de l hypophyse par l hypothalamus Document 4 : mise en évidence du rôle de l hypothalamus Chez une guenon adulte, la lésion d une région bien précise de l hypothalamus entraîne un arrêt rapide des sécrétions de FSH et LH et donc des sécrétions d œstrogènes et de progestérone. Document 5 : Sécrétions de GnRH et LH On dose la GnRH dans le sang du système porte hypothalamohypophysaire d un mammifère. Sur le même animal, on prélève simultanément du sang dans la circulation générale et on dose la LH. Les résultats obtenus sont indiqués ci-contre. Document 6 : Conséquences de la perfusion de GnRH Après destruction des neurones hypothalamiques chez une guenon adulte, on lui perfuse de la GnRH de façon continue puis de façon pulsatile. On dose parallèlement les concentrations plasmatiques d œstrogènes et de progestérone. Les résultats obtenus sont indiqués ci-dessous. Questions : 4. Analyser l expérience du document 4 et conclure sur le rôle de l hypothalamus. 5. Analyser lescourbes du document 5. En déduire le rôle de la GnRH sur lalh. 6. Montrer à partir de l analyse du document 6 que l hypothalamus est une glande endocrine qui sécrète la GnRH selon des modalités particulières. Page 8 sur 13

9 RECAPITULATIF : Contrôle de l ovaire par l hypophyse Contrôle de l hypophyse par l hypothalamus L'hypothalamus et l'hypophyse sont deux organes de l encéphale étroitement associés et situés à la base du cerveau. Le fonctionnement des ovaires est sous le contrôle de l hypophyse, glande endocrine elle-même sous le contrôle de l hypothalamus. L'hypothalamus : Des neurones de l hypothalamus sécrètent une hormone : la GnRH. La sécrétion pulsatile de la GnRH contrôle les sécrétions de l hypophyse. L'hypophyse, stimulée par la GnRH, contrôle le fonctionnement ovarien par deux hormones : - la FSH stimule la croissance des follicules en phase folliculaire - la LH dont le pic de sécrétion à la fin de la phase folliculaire provoque l ovulation et la transformation du follicule en corps jaune. HYPOTHALAMUS GnRH : Complexe hypothalamohypophysaire. Neurones HYPOPHYSE FSH : Gonadostimulines ou gonadotrophines LH : OVAIRES J0 J13 J14 J15 à J28 Phase folliculaire Evolution follicules Ovulation Phase lutéale Corps jaune Œstrogène Progestérone UTERUS Page 9 sur 13

10 ACTIVITE 3 : rétrocontrôle des hormones ovariennes sur le complexe hypothalamo-hypophysaire Document 1 : Observations cliniques chez la femme On mesure la concentration en LH chez une femme ayant subi l ablation des 2 ovaires ou chez la femme ménopausée (courbe B) et chez une femme à cycle ovarien normal (courbe A). Document 2 : Effet de l œstradiol sur la sécrétion des gonadotrophines On injecte de l œstradiol pendant 48 heures chez une patiente présentant une absence de fonctionnement des ovaires. Les concentrations d œstradiol injectées sont croissantes, jusqu à atteindre les concentrations physiologiques de fin de phase folliculaire. Questions : 1. Rappeler l origine des œstrogènes (œstradiol) et de la progestérone, de la LH et la FSH. 2. Indiquer l effet d une ovariectomie ou de la ménopause sur le taux sanguin des œstrogènes et de la progestérone. 3. Analyser les résultats du document 1 et déduire l action des ovaires sur la sécrétion de LH. 4. A partir du document 2 : - Donner les taux de LH et FSH en absence de stimulation chez une femme ne sécrétant pas d œstradiol - Montrer les effets de l œstradiol sur l hypophyse en analysant le document. 5. Compléter le schéma bilan en montrant les effets des hormones sécrétées et leurs effetssur leurs organes cibles pendant la phase folliculaire, la période péri-ovulatoire et la phase lutéale. Page 10 sur 13

11 Schéma bilan Phase folliculaire HYPOTHALAMUS Fin de phase folliculaire juste avant ovulation HYPOTHALAMUS Phase lutéale HYPOTHALAMUS GnRH HYPOPHYSE GnRH HYPOPHYSE GnRH HYPOPHYSE FSH et LH. OVAIRES J0 J13 Phase folliculaire Maturation follicules OVAIRES J14 Phase folliculaire Follicule mûr OVAIRES J14 J28 Phase lutéale Corps jaune Œstrogènes Œstrogènes. UTERUS Prolifération endomètre UTERUS Prolifération endomètre Développement glandes Page 11 sur 13

12 RECAPITULATIF : Rétrocontrôle négatif ou positif de l ovaire sur le complexe hypothalamo-hypophysaire - L hypothalamus contrôle le fonctionnement de l hypophysepar une hormone : qui est libérée de façon. - Sous l action pulsatile de la GnRH, l hypophyse sécrète et.et contrôle le fonctionnement des ovaires. - La libération de GnRH est contrôlée par le taux plasmatique variable des œstrogènes et progestérone qui exercent un sur l hypothalamus et donc sur la sécrétion de FSH et LH. è En phase folliculaire - En début de phase folliculaire : la FSH stimule le développement des follicules. Le taux d œstrogènes est faible, il exerce un rétrocontrôle sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. - En fin de phase folliculaire : le follicule s accroît et sécrète de plus en plus d œstrogènes la quantité d œstrogènes devient importante. Le taux élevé d œstrogènes exerce un rétrocontrôle sur le complexe et déclenche le pic de LH qui provoque è En phase lutéale - Les cellules lutéiniques du corps jaunesécrètent la progestérone. La progestérone et le faible taux d œstrogènes exercent un rétrocontrôle. : le corps jaune régresse. - L endomètre n est plus stimulé par les hormones ovariennes et se desquame : cela provoque Page 12 sur 13

13 Thème 3 : Les systèmes vivants maintiennent leur intégrité et leur identité en échangeant de l information Chapitre 2 : Régulation de la fonction reproductrice chez la femme Activité Élève Page 13 sur 13

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