PROCREATION Leçon 2 : REGULATION DE L'AXE PHYSIOLOGIQUE GONADOTROPE CHEZ L'HOMME. 1.LE TESTICULE : UNE GLANDE A DOUBLE FONCTION 1.1.

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1 PROCREATION Leçon 2 : REGULATION DE L'AXE PHYSIOLOGIQUE GONADOTROPE CHEZ L'HOMME 1.LE TESTICULE : UNE GLANDE A DOUBLE FONCTION 1.1.La spermatogenèse 1

2 La paroi du tube séminifère est le lieu de fabrication des spz encore appelée la spermatogénèse On y reconnaît les cellules de la lignée germinale (des spermatogonies aux spermatozoïdes) et les cellules nourricières, les cellules de Sertoli À partir de la puberté il y a mise en route de la spermatogénèse 1.2.La production de testostérone Les cellules situées entre les tubes séminifères, appelées cellules interstitielles de Leydig produisent l hormone sexuelle mâle, la testostérone La testostérone secrétée de manière pulsatile stimule la spermatogénèse et le développement des caractères sexuels secondaires. 2.LE CONTROLE DU TAUX DE TESTOSTERONE PAR LE COMPLEXE HYPOTHALAMO-HYPOPHYSAIRE Le CHH, complexe hypothalamo-hypophysaire. L hypophyse est une petite glande rattachée à une région de la base du cerveau appelé hypothalamus L ensemble forme le complexe hypothalamo-hypophysaire. 2.2.La commande hypophysaire de l activité testiculaire Les testicules n ont pas d activité autonome. Leur activité est déclenchée et commandée par des hormones hypophysaires, les gonadostimulines LH et FSH -la LH agit sur les cellules interstitielles de Leydig du testicule pour stimuler la sécrétion de testostérone 2

3 -la FSH agit sur les cellules de Sertoli de la paroi des tubes séminifères. La LH. et la FSH agissent toutes les deux sur les cellules de Sertoli pour stimuler la spermatogenèse. 2.3.La commande hypothalamique de la sécrétion des gonadostimulines La sécrétion de gonadostimulines dépend d une neurohormone, la GnRH émise de façon pulsatile par des neurones hypothalamiques et véhiculée par les capillaires jusqu à l hypophyse sécrétrice de FSH et de LH 2.4.Les variations de la commande hypothalamo-hypophysaire en fonction de la testostéronémie L activité du complexe hypothalamo-hypophysaire est fonction de la concentration de testostérone -Quand elle est à taux élevé, la testostérone exerce un rétrocontrôle négatif en agissant à la fois sur l hypothalamus pour diminuer les pulses de GnRH et sur l hypophyse en freinant la sécrétion de LH et de FSH Conséquence : les cellules de Leydig ne sont plus stimulées, il y a arrêt de production de testostérone Le taux de testostérone diminue alors. -Lorsque la testostéronémie baisse, l action inhibitrice exercée par la testostérone sur le complexe hypothalamo-hypophysaire s arrête ; cette levée d inhibition se traduit par une augmentation de la sécrétion de LH qui induit une sécrétion plus importante de testostérone.et, donc, le rétablissement de sa concentration. 3

4 Exp 1 : 4

5 Exp 2 : Exp 3: Exp 4: 5

6 Exp 5: 1/ - un Rat adulte est hypophysectomisé ; une semaine plus tard on lui injecte des extraits hypophysaires correctement dosés. Une semaine plus tard On observe: - une reprise de la spermatogénèse et de la sécrétion de l'hormone mâle - un rétablissement des caractères sexuels secondaires Exp 6: Exp 7: Exp 8: 6

7 Exp 9: Exp 10: 7

8 Exp 11: 8

9 Exp 12: Document : Déterminisme sécrétion testostérone (chez l animal) 20 GnRH (pg.ml -1 ) heures 3 LH (ng.ml -1 ) testostérone 4 (ng.ml -1 ) heures heures 9

10 QCM-PROCREATION QUESTION 1 1) L'hypothalamus sécrète une neurohormone la GnRH. 2) La GnRH contrôle l'activité de l'hypophyse antérieure. 3) C'est la LH qui stimule le fonctionnement des follicules et la sécrétion d'œstrogène 4) L'hypothalamus sécrète la LH. 5) La LH, hormone ovarienne est sécrétée grâce à la perfusion pulsatile de GnRH. Question 2 : L'hypothalamus : a) Est une glande exocrine constituée de cellules sécrétant une substance par exocytose de vésicules golgiennes. b) Subit des influences nerveuses extra-hypothalamiques. c) Sécrète la GnRH. d) Sécrète une neurohormone. e) Inhibe le fonctionnement de l'hypophyse antérieure. f) Est un organe cible pour les variations saisonnières impliquées dans le déclenchement des périodes de reproduction de nombreux mammifères. Q3 : L'hypothalamus est un organe qui : a. Stimule l'hypophyse antérieure par une relation strictement hormonale. b. Appartient au système lymphatique. c. Appartient au système nerveux central. d. Stimule l'hypophyse antérieure par des sécrétions neuroniques. e. N'est jamais influencé dans son action sur l'hypophyse. f. Est un tissu nerveux. Q 4- Dans un tube séminifère de mâle de Mammifère, la spermatogenèse : a) se localise dans la lumière du tube b) se réalise dans le sens centrifuge au niveau de la paroi c) se réalise grâce à deux méioses successives d) démarre à la périphérie du tube à partir de spermatides diploïdes e) se termine vers le centre du tube par une différenciation cellulaire f) permet d'observer dans la paroi à la fois des cellules diploïdes et des cellules haploïdes Question 5 : 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 6 : 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 7 : 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 10

11 Question 8 : 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 EXERCICE 1 Le fonctionnement de l'appareil reproducteur mâle est sous contrôle hormonal. Des observations suggèrent l'existence d'interactions entre les testicules producteurs de testostérone et l'hypophyse antérieure sécrétrice de LH. Extraire de l'étude de ces graphes l'ensemble des informations qui montrent les interactions entre l'hypophyse et les testicules. Document : Les graphes ci-dessous montrent les résultats de dosages sanguins réguliers, durant 24 heures, de LH et de testostérone chez des béliers. 11

12 EXERCICE 2 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. 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. 12

13 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 EXERCICE 3 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. 13

14 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. D'après Géraldine Delbès et al in «Endocrinology»,