PROCREATION Leçon 1 et 2 : REGULATION DE L'AXE PHYSIOLOGIQUE GONADOTROPE CHEZ L HOMME et DU SEXE GENOTYPIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE

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1 PROCREATION Leçon 1 et 2 : REGULATION DE L'AXE PHYSIOLOGIQUE GONADOTROPE CHEZ L HOMME et DU SEXE GENOTYPIQUE AU SEXE PHENOTYPIQUE 1

2 QCM 1.Chez le mâle A. seuls les canaux de Müller existent dans l'ébauche embryonnaire B. seuls les canaux de Wolff existent dans l'ébauche embryonnaire C. les canaux de Müller et de Wolff existent dans l'ébauche embryonnaire D. seuls les canaux de Müller se développent E. seuls les canaux de Wolff se développent 2.Chez l'homme, les gonades se différencient en testicules car A. les canaux de Wolff se développent B. les canaux de Müller se développent C. la testostérone est produite D. la protéine TDF est produite 3.La protéine TDF A. est uniquement produite chez le mâle B. est codée par le gène SRY C. est à l'origine de la différenciation des gonades en testicules D. entraîne directement la régression des canaux de Müller E. entraîne directement le développement des canaux de Wolff 5.L'acquisition du sexe phénotypique A. dépend de la présence des testicules, chez le mâle B. dépend de la présence des ovaires, chez la femelle C. dépend de la testostérone seulement, chez le mâle D. dépend des œstrogènes seulement, chez la femelle 6.L'acquisition des caractères sexuels secondaires à la puberté A. dépend de la présence des testicules, chez le mâle B. dépend de la présence des ovaires, chez la femelle C. dépend de la testostérone, chez le mâle D. dépend des œstrogènes, chez la femelle 7.On réalise sur des fœtus de Lapin les expériences suivantes : Pour A : Dans ce cas l expérience a consisté en une castration de fœtus génétiquement mâle à un stade du développement très précoce. On précise que les canaux de Wolff sont en voie de dégénérescence. Pour B : On précise que les canaux de Müller sont en voie de dégénérescence Pour C : Dans ce cas, l expérience a consisté à castrer le fœtus génétiquement mâle à un stade du développement très précoce, comme en A, et à introduire en même temps un cristal de testostérone (hormone testiculaire) dans la cavité abdominale. On peut conclure de ces expériences que A. les testicules provoquent la dégénérescence des canaux de Müller (comparaison A/B) B. les testicules provoquent le développement des canaux de Wolf (comparaison A/B) C. la testostérone provoque la dégénérescence des canaux de Müller (comparaison B/C) D. la testostérone provoque le développement des canaux de Wolf (comparaison A/C) E. le testicule ne produit pas que de la testostérone (comparaison B/C) 2

3 Question 8 : La spermatogenèse A. se déroule dans les cellules de Leydig B. se déroule dans les tubes séminifères C. est stimulée par la LH D. est stimulée par la FSH Question 9 : La sécrétion de testostérone A. est réalisée par les cellules de Leydig B. est réalisée par les tubes séminifères C. est stimulée par la LH D. est stimulée par la FSH E. est commandée par le complexe hypothalamo-hypophysaire Question 10 : La testostérone exerce, sur le complexe hypothalamo-hypophysaire, un rétrocontrôle A. positif si son taux est faible; négatif si son taux est élevé B. positif si son taux est élevé; négatif si son taux est faible C. toujours positif, quel que soit son taux D. toujours négatif, quel que soit son taux Question 11 : Les expériences suivantes montrent que A. la sécrétion de LH entraîne celle de testostérone (courbe a) B. la sécrétion de LH diminue quand celle de testostérone augmente (courbe a) C. l'activité de l'hypohyse augmente si le taux de testostérone est nul (courbe b) D. l'augmentation de la sécrétion de LH inhibe la sécrétion de testostérone (courbeb) E. l'absence de testostérone entraîne l'augmentation de l'activité de l'hypophyse (courbe b) Question 12 : Parmi les effets physiologiques suivants, lequel ou lesquels peuvent être attribués directement ou indirectemement à la FSH A. spermatogenèse B. développement des tubes séminifères C. sécrétion de testostérone D. développement des cellules de Leydig Question 33 :Le gène Sry est : A. localisé sur le chromosome X B. localisé sur le chromosome Y C. localisé sur le chromosome 11 D. présent uniquement dans les cellules des testicules Question 34 : Les voies génitales mâles et femelles : A. se mettent toutes les deux en place au début du développement embryonnaire. B. apparaissent après la spécialisation des gonades. C. sont toutes deux sensibles à l'action de l'hormone anti-müllerienne. D. peuvent (voies mâles) régresser spontanément. E. sont sensibles à l'action des substances hormonales 3

4 Question 35 : La puberté est caractérisée par : A. le développement des caractères sexuels secondaires B. la mise en place des caractères sexuels secondaires C. le développement des caractères sexuels primaires D. la mise en place des caractères sexuels primaires E. des modifications des seules caractéristiques physiques de l individu F. le début du fonctionnement complet des gonades Question 36 : Chez les mammifères, l appareil sexuel est : A. différencié dès la fécondation B. différencié à la naissance C. différencié et mature à la naissance D. différencié mais non mature à la naissance Question 37 :La GnRH est A. une neuro-hormone B. une hormone C. un neuro-médiateur 38. La GnRH est sécrétée par A. les ovaires. B. l'utérus. C. l'hypophyse. D. l'hypothalamus. 39.La GnRh est sécrétée de manière A. continue. B. pulsatile. 40.La GnRH est sécrétée dans A. les vaisseaux sanguins reliant l'hypothalamus à l'hypophyse. B. la circulation générale. 41.Le rôle de la GnRH est A. de provoquer la sécrétion des oestrogènes et de la progestérone par les ovaires. B. de provoquer la libération des gonadostimulines hypophysaires (LH et FSH) 42.Le rythme de sécrétion de la GnRH est maximal lors A. de la période des menstruations. B. de la période pré-ovulatoire. C. de la période post-ovulatoire. 43.L'ablation de l'hypothalamus provoquerait A. une augmentation de la sécrétion de LH et FSH. B. un arrêt de la sécrétion de LH et FSH. 44. Chez l'homme, la LH provoque A. la stimulation de la spermatogénèse. B. la stimulation de la sécrétion de testostérone. 45.Chez l'homme la FSH a une action sur A. les cellules interstitielles. B. les cellules de Sertoli 46.AMH est une hormone A. hypophysaire. B. hypothalamique. C. testiculaire. D. ovarienne. 4

5 47.Elle est plus précisément sécrétée par les cellules de A. Leydig B. Sertoli. 48.Cette hormone permet - la fabrication de spermatozoïde par les tubes séminifères en stimulant les cellules de Sertoli. - la régression des canaux de Müller. 49.L'Hormone permettant la sécrétion de testostérone est A. la FSH. B. la LH. 50.L'injection massive de testostérone dans l'organisme provoquerait A. une diminution des concentrations de LH et FSH. B. une augmentation des concentrations de LH et FSH. 51.On trouve des récepteurs à la testostérone au niveau des neurones sécréteurs de GnRH. A. Faux. B. Vrai. 52.Le système de régulation existant entre la testostérone ("Variable détectée") et le complexe hypothalamo-hypophysaire ("système réglant") permet A. de faire varier le taux de testostérone pour établir un cycle. B. de maintenir à une certaine valeur de référence le taux de testostérone. 53.Les cellules responsables de la sécrétion de testostérone sont a. Les cellules de Sertoli b. Les cellules de Leydig c. Les spermatogonies d. Les neurones hypothalamiques 54.La FSH est une hormone hypophysaire qui stimule a. Les spermatogonies b. Les cellules de Leydig c. Les neurones hypothalamiques d. Les cellules de Sertoli 5

6 Martinique 2010 Depuis les années 1960, de nombreuses expérimentations ont été tentées pour mettre au point une méthode contraceptive hormonale masculine. Toutefois, certaines tentatives présentent des effets secondaires indésirables (acné, agressivité, prise de poids, etc ). Les travaux sont toujours en cours. À partir de l'étude des documents et de vos connaissances, expliquez le mode d'action du contraceptif chimique masculin proposé. Document 1 : observation microscopique de coupes transversales de testicule La photographie A concerne un homme sans traitement. La photographie B montre les structures qu on pourrait observer chez le même homme au cours de la prise du contraceptif chimique : Undécanoate de Testostérone. D'après Journal of Endocrinology Vol 83 ; n 4 6

7 Document 2 : effet de la prise du contraceptif sur la production de FSH On mesure l'évolution de la concentration plasmatique de FSH au cours du temps chez deux hommes : - le premier homme ne reçoit aucun contraceptif chimique ; - le second a reçu le contraceptif chimique (Undécanoate de Testostérone = UT). Cette molécule est similaire à la testostérone. D'après Journal of Endocrinology Vol 84 ; n 10 Document 3 : résultats expérimentaux sur les rats Le tableau ci-dessous montre les effets de diverses expériences sur la production de spermatozoïdes par un lot de rats. Les mécanismes à l'origine de la production continue de spermatozoïdes chez les rats sont identiques à ceux de l'homme. Les expériences sont indépendantes. Expériences réalisées Aucune Injection de testostérone Ablation de l'hypophyse Injection d'extraits hypophysaires (FSH) après ablation de l'hypophyse Résultats obtenus Production continue de spermatozoïdes Pas de production de spermatozoïdes Pas de production de spermatozoïdes Production continue de spermatozoïdes 7

8 Pondichery 2010 On assiste depuis les dernières décennies à une augmentation des anomalies de la différenciation de l'appareil génital mâle et du cancer du testicule, ainsi qu'à une diminution quantitative et qualitative de la production de spermatozoïdes. À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances, montrez comment les oestrogènes ou les molécules agonistes des oestrogènes altèrent physiologiquement le développement de l'appareil génital mâle. Une molécule agoniste des oestrogènes est une molécule interagissant avec un récepteur membranaire des oestrogènes et activant celui-ci. Document 1 : Les données cliniques et expérimentales 1. Des études montrent que les fils de femmes traitées, au cours des années 50-70, pendant leur grossesse par le distilbène ou diéthylstilbestrol (DES), un agoniste fort des oestrogènes, présentent une augmentation de malformations génitales, d'altération de la descente testiculaire et de cancers testiculaires ainsi qu'une altération de la qualité du sperme. 2. De très nombreuses données font apparaître que, chez les rongeurs, les mâles exposés in utero ou pendant la période néonatale à des oestrogènes et agonistes (DES, éthyniloestradiol, bisphénol A... ) développent également une altération de la descente testiculaire et une réduction plus ou moins importante de la production de spermatozoïdes. Document 2 : Sécrétion "in vitro" de testostérone par des testicules foetaux On sait que des récepteurs des oestrogènes notés ERa sont présents dans le testicule dès les premiers stades de différenciation. ERa a ainsi été détecté dans la gonade indifférenciée dès 10 jours de gestation chez la souris; ce récepteur est localisé dans les cellules interstitielles de Leydig des testicules foetaux de rongeurs. Le développement foetal et néonatal du testicule chez des souris sauvages et mutées a été étudié en présence de DES. Des testicules de souris prélevés à 13 jours et demi de gestation sont placés en culture pendant 72h dans un milieu contenant du DES. Le milieu de culture est renouvelé chaque 24h et la concentration en testostérone contenue dans le milieu est mesurée. 8

9 Document 3 : Synthèse des ARNm correspondant aux protéines StAR, P450scc, et P450c17 dans le cytoplasme des cellules interstitielles de Leydig des testicules foetaux de souris sauvages et homozygotes mutées On évalue la quantité d'arn messager exprimés dans les cellules interstitielles des testicules foetaux placés en culture pendant 72h dans un milieu contenant du DES. StAR, P450scc et P450c17sont trois protéines impliquées dans la synthèse de la testostérone. 9

10 Metropole 2007 L acquisition d un sexe phénotypique différencié et fonctionnel se fait en plusieurs étapes depuis la vie embryonnaire jusqu à la puberté. L étude porte sur le cas de Madame X qui possède un phénotype particulier : ses organes génitaux externes sont féminins mais les seins ne se sont pas développés et elle ne présente pas de menstruations (règles). A partir des trois documents et de vos connaissances, identifiez le sexe génétique de Madame X, puis expliquez la mise en place de ses gonades et de ses voies génitales. La mise en place des organes externes n est pas à considérer. Document 1 : les caractéristiques des gonades et voies génitales de Madame X Document 1a : à l échelle des organes L examen interne révèle une absence de gonades femelles (ovaires) et une absence de voies génitales femelles. En revanche, elle possède deux gonades mâles (testicules) en position interne, accompagnés de voies génitales mâles réduites. Document 1b : à l échelle tissulaire On connaît chez le rat des caractéristiques comparables à celles de Madame X. Les observations microscopiques de coupes de testicules de rat permettent de préciser la structure des testicules de Madame X. Rappel : Les cellules de Leydig sont les cellules sécrétrices de testostérone. 10

11 Document 2 : le caryotype d une cellule somatique de Madame X D'après Document 3 : concentration de la testostérone plasmatique, avec ou sans stimulation Pour vérifier le fonctionnement des testicules, on mesure la concentration de testostérone puis on relève la variation de cette concentration à la suite d une stimulation hormonale des testicules, par injection d une forte dose d une hormone équivalente à la LH (hormone hypophysaire) : Concentration de testostérone dans le plasma (en nmol/l), sans stimulation artificielle Variation de la concentration de testostérone, suite à la stimulation hormonale des testicules Mesures chez Madame X Mesures standard chez un homme adulte 0,69 10 à 38 Faible augmentation de la concentration de testostérone Forte augmentation de la concentration de testostérone D'après dossier procréation 11

12 Martinique 2007 On se propose d'étudier quelques relations entre l'hypothalamus, l'hypophyse et le testicule. Pour préciser ces relations, on réalise différentes expériences. À partir de l'exploitation des documents 1 et 2 : Etablissez le déterminisme de la sécrétion de la LH. Construisez un schéma récapitulant les seules conclusions apportées par les documents. Document 1 : Dosage chez des rats adultes Expérience 1 ; Aucune opération ni aucun traitement. Expérience 2 : Après hypophysectomie Expérience 3 : Après lésion de l'hypothalamus, hypophyse intacte. Expérience 4 : Après hypophysectomie et greffe d'une hypophyse au contact du système porte hypoyhalamo-hypophysaire. Expérience 5 : Après hypophysectomie et greffe d'une hypophyse dans la chambre antérieure de l'œil.. 12

13 Document 2 : Variations de la concentration plasmatique de LH chez le rat. 13

14 Amérique du Nord À partir des informations tirées des documents et de vos connaissances, expliquez comment est contrôlée la sécrétion de l'hormone hypophysaire LH chez les Mammifères mâles. Document 1 : Mesure de concentrations en LH chez des rats castrés A : Animaux castrés témoins B : Animaux castrés ayant reçu une injection d'anticorps anti-gnrh (dont l'effet est de neutraliser l'action de la GnRH). C : Animaux castrés ayant reçu, en plus des anticorps anti GnRH, des injections répétées d'une molécule qui a le même effet que la GnRH, mais qui n'est pas neutralisé par les anticorps anti-gnrh (les flèches indiquent le moment des injections). Document 2 : Mesures de concentrations en LH chez un homme On détecte chez un homme une sécrétion de LH très faible et dépourvue de caractère pulsatile. Afin de mettre au point un traitement thérapeutique, on administre à ce sujet une perfusion pulsatile de GnRH et on mesure simultanément la concentration en LH : les résultats figurnt sur la courbe A. Dans un deuxième temps, on ajoute à la perfusion pulsatile de GnRH une administration continue de testostérone et on poursuit les mesures de la concentration en LH : les résultats figurent sur la courbe B. Les flèches indiquent le moment des perfusions de GnRH. 14

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