L3 Tronc Commun - UE 43

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1 L3 Tronc Commun - UE 43 Responsable de l UE : I. Harant (rappel MCC : évaluation : CTE 2h) «Développement, croissance et exercice» Évolution des différents systèmes (musculaire, nerveux, adipeux et cardiorespiratoire). S. Joffroy

2 Introduction 1) Définitions des divers concepts développement, organogenèse, morphogenèse, croissance, maturation, pattern d AP, âge biologique, âge chronologique, exercice etc 2) Organisation : notions de programme 3) Croissance humaine et exercice : croissance et développement (régulations neuroendocriniennes) 4) Maturation et exercice : maturation osseuse, musculaire, sexuelle, cérébrale.

3 DR = dernières règles SPC = semaine post-conceptuelle SA = semaine d aménorrhée Période embryonnaire S4-S8 Organogenèse, Morphogenèse

4 Définitions ORGANOGENESE : Elle correspond à la genèse des organes, des membres et des viscères. MORPHOGENESE : On peut la définir comme le processus consistant à créer des formes. De manière plus précise, elle met en place les organes qui sont responsables de la structure des êtres vivants et conduit à la diversification de la structure (histogenèse) et des fonctions cellulaires (organogenèse).

5 DIFFERENCIATION : Une cellule unique engendre de nombreux types cellulaires, organisés dans l espace selon un plan précis. Le génome de la cellule initiale détermine l organisme final et dirige la différenciation des cellules au cours du développement. Les cellules différenciées possèdent le même génome que la cellule œuf mais ce sont des gènes différents qui sont exprimés dans une lignée et dans une autre.

6 Période pubertaire Croissance Maturation Puberté Scaphoïde non encore visible, pyramidal s aplatissant face à l'os crochu et incurvation des bords des épiphyses des phalanges déterminent un âge osseux de 4 ans et 6 mois pour un âge chronologique (état civil) de 4 ans et 9 mois. L'angulation de l'épiphyse de la 1 ère phalange du pouce est un signe primordial d'entrée en adolescence. Le grand os développe un éperon osseux en direction de la base du 4 ème métacarpien, dont il atteint le rebord. Age osseux de 12 ans pour un âge chronologique de 12 ans également. Radiographies du poignet G d une fille de 5 ans (à gauche) et de 12 ans (à droite)

7 Petite enfance Enfance Adolescence Adulte 3 ème âge Hyperplasie Croissance Hypertrophie Augmentation des substances intercellulaires

8 Requin Grenouille Coq Chien Dauphin Homme Eléphant

9 1 Ectoderme 2 Endoderme 3 Mésoderme

10 C de la plaque neurale en violet

11 La recherche, 07/

12 La recherche, 07/

13 Les prématurés. Le terme théorique d une grossesse est de 283 jours à partir du 1 er jour de la date des dernières règles. Un enfant est dit à terme lorsqu il naît entre 37 semaines d aménorrhée révolues et 41 semaines plus 6 jours. Un enfant est donc dit prématuré s il naît avant 37 semaines d aménorrhée. La grande prématurité désigne une naissance survenant entre 33 semaines et la très grande prématurité correspond aux naissances survenant avant 28 semaines. En France, conformément aux recommandations de l OMS, toutes les naissances survenant au delà de 22 semaines sont déclarées. Aucune donnée n est disponible sur le devenir à long terme des prématurés nés entre 33 et 36 semaines On parle de petit poids de naissance lorsqu il est inférieur à 2500 g, de très petit poids de naissance s il est inférieur à g et d extrême petit poids de naissance s il est inférieur à 1000 g.

14 La croissance se caractérise par : de la taille du corps dans son ensemble ou de certaines parties spécifiques Elle résulte de phénomènes cellulaires : hyperplasie ( du nombre de cellules) hypertrophie ( taille des cellules) accrétion ( des substances intercellulaires)

15 Croissance prénatale : Depuis l œuf jusqu à l état achevé (naissance) Croissance post-natale : petite enfance (2-3 premières années) enfance (2-3 ans - adolescence) adolescence (vers ans) Rythme de croissance en 4 phases : rapide dans la petite enfance ralentit puis se stabilise pendant l enfance accélération à la puberté ralentissement jusqu à l âge adulte

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17 Hypothalamus Hypophyse Thyroïde Parathyroïde Thymus Pancréas Ovaires Testicules

18 Hormones de la croissance et de la maturation Principales hormones : Hormone de croissance (GH) IGF-1 (somatomédine C) Hormones de croissance Testostérone Progestérone Œstrogène Hormones thyroïdiennes (T4) Hormones sexuelles

19 Puberté

20 Radiographies du poignet G d une fille de 5 ans (à gauche) et de 12 ans (à droite) Cartilage de conjugaison Scaphoïde non encore visible, pyramidal s aplatissant face à l'os crochu et incurvation des bords des épiphyses des phalanges déterminent un âge osseux de 4 ans et 6 mois pour un âge chronologique (état civil) de 4 ans et 9 mois. L'angulation de l'épiphyse de la première phalange du pouce est un signe primordial d'entrée en adolescence. Le grand os développe un éperon osseux en direction de la base du quatrième métacarpien, dont il atteint le rebord. Age osseux de 12 ans pour un âge chronologique de 12 ans également.

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22 La morphologie : La première esquisse de notre morphologie se dessine au cours de notre développement embryonnaire. Le développement du squelette est assuré par : les points d'ossification (à partir de membranes fibreuses de cartilage), la croissance des os en longueur (à partir des cartilages de conjugaison), la croissance en diamètre et épaisseur. Comment à partir d'un bourgeon cellulaire naîtra un membre? La recherche continue à identifier les gènes architectes qui président à la formation des membres, des organes et des viscères. La croissance : Au cours de la croissance, en même temps que nos os s'allongent, un profond modelage de leur forme s'effectue, c'est la maturation osseuse. De la naissance à la fin de la croissance, les pédiatres par l'examen radiologique de la main et du poignet peuvent suivre la maturation du squelette et évaluer "l'âge osseux". Petits ou grands, notre taille dépend pour une grande part de l'hérédité. Mais nos comportements (alimentation, activité physique) modèlent aussi notre charpente osseuse.

23 La masse et l'architecture osseuse sont conditionnées par le remodelage osseux, c'est à dire l'action conjuguée dans le temps et dans l'espace des ostéoblastes et des ostéoclastes. Cinq groupes de facteurs agissent pour modifier l'activité des cellules osseuses : 1. GÉNÉTIQUES : la qualité des protéines de la matrice osseuse fabriquée par les ostéoblastes détermine en grande partie la résistance mécanique (par exemple, une altération du gène COL-1 aboutit à l'ostéogenèse imparfaite). 2. NUTRITIONNELS : les apports calciques et protéiques vont conditionner l'acquisition du pic de masse osseuse après la puberté, ils sont aussi très importants chez le sujet âgé. 3. HORMONAUX : de nombreuses hormones agissent sur le métabolisme phosphocalcique de façon à maintenir constante la calcémie et la phosphorémie. L'hormone parathyroïdienne, la calcitonine, les hormones sexuelles, thyroïdiennes, les corticostéroïdes... interfèrent avec le remodelage osseux et tout déséquilibre hormonal a un retentissement sur le remodelage. 4. MÉCANIQUES : le tissu osseux, depuis l'échelon moléculaire jusqu'à l'échelon anatomique, est conditionné par les contraintes mécaniques. Elles sont représentées par la force de gravité mais aussi par les tensions musculaires qui s'exercent sur les pièces squelettiques. 5. MICRO-ENVIRONNEMENTAUX: on oublie trop souvent que le tissu osseux n'a pas uniquement un rôle biomécanique et un rôle dans l'homéostasie du calcium, il est aussi le tissu hôte de la moelle hématopoïétique. Dans la moelle, l'activité mitotique est très importante, impliquant de multiples lignées, des hormones spécifiques (érythropoïétine, thrombopoïétine...), ainsi que des réseaux imbriqués de cytokines qui régissent la différenciation, la prolifération et la maturation des différentes lignées sanguines. Les cellules osseuses remodèlent l'os trabéculaire en étant au contact des cellules hématopoïétiques ; elles utilisent pour leur différenciation et leurs activités, des cytokines qui peuvent interférer avec celles utilisées par les cellules médullaires.

24 Facteurs agissant sur le remodelage osseux, la masse et l'architecture osseuse.

25 Formation d un os long

26 Remodelage osseux Résorption : les précurseurs des ostéoblastes stimulés libèrent des substances d activation des ostéoclastes. Ces derniers induisent une résorption de la matrice osseuse et des minéraux; une lacune apparaît. Préparation : les cellules mononucléaires préparent la surface osseuse pour une nouvelle synthèse par les ostéoblastes. Synthèse : les ostéoblastes synthétisent une matrice organique remplaçant l os résorbé et remplissant les lacunes. Phase de latence : la surface osseuse est recouverte de cellules plates. Après une longue phase de latence, les processus de remodelage recommencent.

27 Stades de Tanner (1962) Carnet de santé depuis le 1/1/2006

28 Le développement des caractères sexuels - Développement pubertaire normal : filles Les premières manifestations pubertaires sont le développement des glandes mammaires, à partir de 10,5 / 11 ans en moyenne pour atteindcre le stade adulte vers 15 ans. Ce développement est considéré comme physiologique entre 8 et 13 ans. S ans (stade infantile) S ± 1.1 ans S ± 1.1 ans S ± 1.1 ans S ± 1.7 ans Ménarche13.5 ± 1.1 ans P ans (stade infantile) P ± 1.2 ans P ± 1.1 ans P ± 1.1 ans P ± 1.2 ans S : stades de développement des seins P : pilosité pubienne

29 - Développement pubertaire normal : garçons Le premier signe de puberté est l'augmentation de volume testiculaire vers l'âge de 11,5 ans. Cette apparition est considérée comme physiologique entre les âges de 9,5 et 14 ans. Le volume testiculaire devient égal ou supérieur à 4 ml (jusqu à 20 ml à T5 ou G5) ou si on mesure la plus grande longueur, celle-ci atteint ou dépasse 2,5 cm. T1 11 ans (stade infantile) T ± 1.1 ans T ± 1.1 ans T ± 1.0 ans T ± 1.1 ans P1 11 ans (stade infantile) P ± 1.1 ans P ± 1.0 ans P ± 1.1 ans P ± 1.1 ans T : stades de développement des testicules (G = organes Génitaux externes, Gonades) P : pilosité pubienne

30 En pratique, les valeurs de l'âge moyen du début de la puberté (et ses limites courantes) sont les suivantes Stades de Tanner Age Moyen (écart type) Limite supérieure Limite inférieure S2 ou T2 11,1 ± 1 an 13,3 9 P2 (début pilosité pubienne) 11,7 ± 1,2 an 14 9,6 Masses corporelles Chez la femme Chez l homme Masse osseuse 2,7 à 3 kg 4,5 à 5 kg Masse musculaire 20 à 25% de la masse corporelle 45 à 50% de la masse corporelle Masse graisseuse 26 à 28% de la masse corporelle 14% de la masse corporelle

31 La fréquence est inversement proportionnelle au volume d un animal Éléphant ~ 25 / min Musaraigne ~ 600 / min La musaraigne cendrée, Sorex cinereus, est le plus petit des mammifères. Nouveau-né humain ~ 140 / min Adulte humain / min

32 Syndrome de Goldenhar (dysplasie oculo-auriculo-vertébrale) Collège royal des chirurgiens (Edinburgh), 1986 Hypoplasie de l os temporal Hypoplasie de l os zygomatique Hypoplasie de l os maxillaire Hypoplasie de la mandibule Microtie (hypoplasie des pavillons de l oreille) et «skin tags» ou auricules accessoires Malformations oculaires Malformations vertébrales

33 Parfois, une structure vestigiale peut se développer! Radiographie des vertèbres formant une queue chez un garçon de six ans.

34 Témoin IGF1 PNAS, 98: ,July 31, 2001

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37 Pics de croissance : affectent la motricité de l enfant peuvent affecter la performance A l inverse Certains sports associés à une pratique intensive : Ralentissement de la croissance retard de maturation

38 Gymnastique? Retard staturo-pondéral de ~2 ans Retard de la maturation sexuelle Arrêt de la pratique intensive Reprise de la croissance Taille adulte normale (sauf facteurs génétiques)

39 Différence de composition corporelle entre garçons et filles à la puberté Origine hormonale : œstrogène progestérone Filles : tissu adipeux testostérone Garçons : tissu musculaire

40 Représentation schématique du contrôle hormonal de la croissance