Reproduction :
formation d’un nouvel organisme à partir d’un individu qui a atteint sa
croissance optimale.
=
caractéristique fondamentale de tout être vivant car elle permet le maintient
de l’espèce.
v La
reproduction sexuée :
= brassage systématique des caractères
héréditaires à chaque génération.
Elle se fait par l’intermédiaire de
cellules spécialisées : les cellules sexuelles, dites germinales, ou aussi appelées gamètes.
Gamétogenèse :
formation des gamètes faite par des cellules sexuelles matures hautement
spécialisées et haploïdes. Elle est assurée par la méiose (1 phase de synthèse d’ADN
pour 2 divisions) qui effectue un remaniement important de la morphologie des
gamètes.
Une
espèce donnée : un nombre donné de chromosomes
de types différents (taille) = un nombre haploïde n.
Exemple
de l’Homme : 23 types (n=23)
-
cellules du soma = cellules
somatiques
-
2 lots de chromosomes ®
cellules diploïdes
2n = 46
44 autosomes (= 22
paires homologues),
+ 2 hétérochromosomes.
Anisogamie :
gamètes morphologiquement différents.
Isogamie :
gamètes morphologiquement identiques.
Hermaphrodisme :
présence de gamètes ♀ et ♂ chez un
même individu.
-
hermaphrodisme simultané
-
hermaphrodisme successif (selon
les cycles de développement)
¹ Gonochorisme :
chaque type de gonade correspond à un individu différent.
Dimorphisme
sexuel : différence morphologique entre les 2
sexes.
Fécondation :
union des gamètes ♀
(ovocytes) et ♂
(spermatozoïdes)
® Fusion
des 2 noyaux (amphimixie) = rétablissement de la diploïdie.
Zygote :
à l’origine d’un nouvel individu pluricellulaire.
Lignée
somatique (2n) Différenciation cellulaire
Zygote
(2n)
Lignée
germinale (2n)
Gonade
♂ et ♀
n ® 2n phase
haplobiontique
Méiose (®
gamétogenèse)
Gamètes ♂ et ♀
|
Mitose
(cellule somatique) |
Méiose
(cellule germinale) |
Division |
1
cellule
2 cellules |
1 cellule 4
cellules |
n
chromosomes par
noyau |
2n 2n 2n |
n n n 2n n n n |
ADN Par
noyau |
S M
G1 G2 G1 |
S M1
M2 |
|
1
phase de synthèse pour
1 division |
1
phase de synthèse pour
2 divisions |
|
Chromosomes homologues :2
chromatides par
chromosomes Pas d’appariement
Pas
de crossing-over |
Prophase
I : 2n, Appariement :
Chiasma Crossing-over
|
|
Anaphase : Division
des centromères
|
Anaphase I : Division
réductionnelle =
Séparation des chromosomes n, Anaphase II : Division
équationnelle =
Séparation des centromères |
v Les
invertébrés : de la multiplication asexuée à la reproduction sexuée :
Multiplication
asexuée : permet à un organisme unique de
produire des descendants sans le recourt des cellules sexuelles.
®
absence de réorganisation génétique = mode conservatif du génome.
On la retrouve chez les Diploblastiques,
les Triploblastiques
acœlomates et cœlomates inférieurs (annélides polychètes et oligochètes,
pas chez les achètes, mollusques, arthropodes et vertébrés)
Multiplication
asexuée et reproduction sexuée alternées :
-
Soit avec les phases juvénile /
adulte,
-
Soit en fonction de l’hôte
parasité : hôte Iaire
®
reproduction sexuée,
-
Soit en fonction des conditions
extérieurs
Ø Les
protozoaires : mitose binaire :
-
persistance de l’enveloppe
nucléaire,
-
absence de fuseaux de division,
-
régénération des organites
manquants.
Exemple des flagellés :
division binaire longitudinale.
Exemple des ciliés :
division binaire transversale.
Paramécie : 2 noyaux : Macronucléus
(végétatif, polyploïde)
très
peu de gènes répétés beaucoup de fois
Micronucléus
(sexuel, diploïde)
division équationnelle
Si les conditions sont défavorables, on
observe un phénomène partiel de sexualité avec conjugaison (= réorganisation
génétique par échange de micronoyaux)
§ Les sporozoaires (parasites) : mitoses multiples :
Exemple de Plasmodium falciparum (paludisme)
:
® 2
phases :
-
Schizogonie :
mitoses répétées sans division cellulaire ®
formation d’un Schizonte
puis
division du cytoplasme ®
formation de Schizozoïdes
-
Gamogonie :
formation de gamètes mâles ou femelles (= gamontes)
= phase de
reproduction sexuée
Schizonte
Schizozoïdes
(n) Cellules
hépatiques
Oocyste = corps en
rosette Glandes Hôte II :
salivaires Hôte
Iaire : Humain
Hématies
Copula (2n) Anophèle Méiozoïdes
Cellules basales de l’épithélium intestinal
Gamétocystes
Gamonte
Ø Les
métazoaires diploblastiques :
§ Les cnidaires :
Exemple de l’hydre :
·
La reproduction
sexuée :
®
espèce gonochorique ou hermaphrodite.
Ampoule testiculaire
Ectoderme
Spermatozoïde Cellules souches
Endoderme
Spermatogenèse Cellule
nourricière
(méiose +
différenciation)
Ovule
·
La reproduction asexuée :
® par bourgeonnement (= gemmiparité)
Elle
est utilisée en fonction l’alimentation,
la
température, le pH, etc.
Ovogenèse
(Phagocytose
des cellules nourricières)
® Détachement
ou colonie temporaire
§ Les scyphozoaires :
= méduses, espèces gonochoriques
-
Phase asexuée,
lors de la phase juvénile,
par
strobilisation du polype (= clivage
transversal)
-
Phase sexuée,
lors de la phase adulte.
Ø Les
métazoaires triploblastiques acœlomates :
®
multiplication asexuée assurée par scissiparité et régénération (=
stolonisation)
§ Les platodes (= les planaires) :
= vers plats.
·
La multiplication
asexuée :
Scissiparité et régénération :
-
cicatrisation,
-
destruction des organes,
-
organogenèse à partir de cellules
souches.
Scissiparité Régénération à partir
Transversale de la région céphalique
Régénération
à partir
de
la région caudale
·
La reproduction
sexuée :
= hermaphrodisme simultané à fécondation
croisée.
®
début d’organisation interne d’un tractus génital.
Ø Les
triploblastiques cœlomates primitifs :
§ L’exemple des polychètes :
·
La reproduction
sexuée :
®
gonochorisme.
Ici,
on observe une absence de gonades différentiables,
ce
n’est qu’un amas cellulaire.
Les
gamètes sont libérés dans la cavité cœlomique et excrétés à l’extérieur via
les néphridies
à néphrostomes
ciliés.
·
La multiplication
sexuée :
-
Soit par stolonisation par
scissiparité simple :
Tête
Tronc
Pygidium
acéphale
-
Soit par stolonisation
architomique :
Tête
Tronc
Pygidium
-
Soit par stolonisation
paratomique :
Tête
Tronc
Pygidium Préformation
de
la tête
v Conclusion :
La
multiplication asexuelle est une phase essentielle du cycle biologique (aussi
dite juvénile)
Elle permet la
colonisation rapide d’un milieu stable, ainsi que l’obtention de clones (=
inconvénient)
La sexualité
participe à l’adaptation et la survie de l’espèce (= brassage génétique)
Au cours de
l’évolution, on observe la perte progressive de l’aptitude à la multiplication
asexuée et la capacité de régénération.
v L’anatomie
des tractus mâles et femelles :
Ø Le
tractus génital mâle :
4 parties essentielles, chacune ayant
une fonction particulière.
§ Les testicules (=gonades) :
Situés dans le scrotum
2
fonctions :
-
Spermatogenèse = fonction exocrine,
-
Synthèse d’hormones sexuelles (= stéroïdes sexuels)
à partir de cholestérol comme la testostérone = fonction endocrine.
2 compartiments :
-
Les tubes séminifères,
-
Les tissus interstitiels
(synthèse en partie des hormones sexuelles)
§ Le système de canaux :
·
Les canaux efférents
(au nombre de 12) :
= relais entre le Rete Testis et l’épididyme.
Ils assurent le transport des
spermatozoïdes (dans le fluide testiculaire) Le fluide testiculaire débute au
tube séminifère, passe au Rete Testis et arrive
aux canaux efférents.
·
L’épididyme (long et
flexueux) :
= cellules épithéliales et muscles
lisses.
3
parties :
-
La tête (le plus proche des
testicules),
-
Le corps (acquisition de la
mobilité des spermatozoïdes),
-
La partie caudale (stockage des
spermatozoïdes)
·
Le canal déférent (au
nombre d’un seul) :
Il s’élargit pour donner les ampoules séminales
(stockage)
∆ à ne pas confondre avec les vésicules
séminales !
§ 2 glandes endocrines :
·
Les vésicules (ou
glandes) séminales :
= cellules épithéliales
Elles sécrètent un milieu alcalin
nutritif (fructose, fibrinogènes, vitamine C, prostaglandine)
Développement :
Ex. :
singes et rongeurs.
Ex. :
homme et lagomorphes.
Ex. :
monotrèmes, marsupiaux, carnivores et cétacés.
·
La prostate :
Elle est présente chez pratiquement tous
les mammifères.
Elle entoure l’urètre et est
constituée :
-
de lobules glandulaires,
-
d’un milieu acide (acide
citrique),
-
d’enzymes hydrolytiques
(fibrinolysine),
-
de polyamines (spermine,
spermidine)
Le liquide séminal =
sécrétion des vésicules séminales + sécrétion de la prostate.
Le sperme = liquide séminal +
spermatozoïdes.
Composition séquentielle de l’éjaculat :
-
sécrétion prostatique (permet de
mieux liquéfier le mélange),
-
spermatozoïdes + sécrétion de
l’épididyme,
-
sécrétion des vésicules séminales,
-
et, pour les rongeurs et les
équidés, un bouchon vaginal sécrété par les glandes coagulantes.
§ Les glandes bulbo – urétrales (ou glandes de Cowper) :
Elles sécrètent un liquide clair pour
lubrifier l’urètre.
Développement :
Ex. :
rongeurs, éléphants, ongulés (étalon)
Ex. :
homme.
Ex. :
certains carnivores et cétacés.
Ø Le tractus génital femelle :
§ Ses fonctions :
-
Production de gamètes
femelles = ovogenèse,
-
Accueil des spermatozoïdes,
-
Création d’un environnement
approprié à la fécondation de l’ovule,
-
Création d’un environnement
approprié au développement du fœtus,
-
Expulsion du fœtus à maturité.
§ Les ovaires :
2 fonctions :
-
Ovogenèse = fonction exocrine,
-
Synthèse d’hormones sexuelles à
partir de cholestérol comme la progestérone (P4)
et l’oestradiol (E2)
= fonction endocrine.
Chez les mammifères, les ovules sont
libérés de manière cyclique. Pour la femme et le singe, il s’agit d’un cycle
menstruel ; sur lequel l’ovaire calque son cycle, dit oestrien.
Oestradiol Oestrus Progestérone (+ oestradiol chez
la femme)
J –14 Pro-oestrus J 0 Dioestrus J +14
= ovulation provoquée
par des hormones gonadotropes
Oestrus :
période d’acceptation du mâle.
Anoestrus :
période de repos sexuel.
Le cycle menstruel est basé sur les
modifications de l’utérus (menstruation)
J 0
J +5 J +14 J +28
Menstruation Prolifération
des cellules Phase
lutéale
de
l’endomètre (Synthèse
de glycogène)
Croissance
folliculaire Ovulation
§ Les trompes de Fallope (= oviductes) :
Fonctions :
-
Récupération de l’ovule,
-
Lieu de la fécondation de l’ovule,
-
Transport de l’ovule ou de l’œuf,
-
Développement précoce de l’œuf.
Son épithélium est constitué de cellules
à mucus et de cellules ciliées.
§ L’utérus :
= lieu de l’implantation.
Fonctions :
-
Transport et capacitation des
spermatozoïdes (= acquisition de pouvoir fécondant),
-
Contrôle du corps jaune
(lutéolyse = dégradation du corps jaune),
-
Implantation (= nidation),
placentation (= développement du placenta) et gestation,
-
Parturition (= contraction du
myomètre permettant l’expulsion du juvénile)
+ involution
post partum (= régression après la parturition)
Myomètre : musculature lisse.
Endomètre : muqueuse (glandes) " Épithélium (modifications cycliques)
Primate : :
Ongulé
Cornes utérines
§ Le col de l’utérus :
= cervix
Fonctions :
-
Transport du sperme, réservoir (=
cryptes ou poches cervicales)
-
Sélection et survie des
spermatozoïdes (glaire, modifications cycliques)
-
Parturition (= dilatation)
§ Le vagin :
= organe de la copulation.
-
Il permet le transport du sperme.
C’est un milieu acide (pH 5,7) tamponné par le liquide séminal qui est alcalin.
-
L’épithélium est pavimenteux et
présente des variations cycliques (kératinisation)
v La
gamétogenèse :
Ø La
méiose dans la gamétogenèse :
Spermatogenèse :
processus de différenciation des cellules germinales, souches diploïdes
(spermatogonies) en spermatozoïdes haploïdes.
Ovogenèse :
processus de différenciation d’une ovogonie diploïde en ovotide haploïde.
Spermatogenèse Ovogenèse
Spermatogonie / Ovogonie
Mitose
Phase S
Croissance
4C,
2N
Spermatocyte IAIRE
/
Ovocyte IAIRE
Division I de Méiose
Spermatocyte IIAIRE
/ Ovocyte IIAIRE Émission
du 1er globule polaire
Division II de Méiose
C,
N
Spermatide ronde / Ovotide
Spermiogenèse
Émission
Spermatide allongée =
spermatozoïde du 2ème
globule polaire
Spermatogenèse :
méiose symétrique
1
spermatocyte ® 4 spermatides.
Ovogenèse :
méiose asymétrique
1
ovocyte ® 1 ovotide.
Ø La spermatogenèse :
§ La phase de prolifération mitotique des spermatogonies :
Exemple du rat :
5 mitoses successives avec une cytodiérèse incomplète (passage d’informations
par des ponts cytoplasmiques)
Spermatogonie
A1 ® A2 ® A3 ® A4 ® In ® B
Nb = 1
2 4 16 32 64
§ La phase méiotique :
Spermatogonie B ® Spermatocyte I AIRE
·
Prophase I :
-
Spermatocyte I AIRE
pré leptotène : synthèse de l’ADN,
-
Spermatocyte I AIRE
leptotène :
-
Spermatocyte I AIRE
zygotène : appariement des chromosomes
®
tétrade via le complexe synaptonémal,
-
Spermatocyte I AIRE
pachytène : synthèse protéique (= croissance),
-
Spermatocyte I AIRE
diplotène : chiasmas (= reflets visibles des crossing-over)
·
Métaphase I :
Spermatocyte
I AIRE ® Spermatocyte
II AIRE (
·
Métaphase II :
Spermatocyte II AIRE ® Spermatide (
§ La
spermiogenèse :
= métamorphose des jeunes spermatides
rondes en spermatides allongée.
(les étapes suivantes sont simultanées)
·
La formation de
l’acrosome :
-
Migration de l’appareil de
Golgi vers le pôle apical,
-
Fusion des vésicules golgiennes
pour former la vésicule acrosomique (qui s’étale sur la partie antérieure du
noyau)
·
La réorganisation et
l’allongement du noyau :
-
Condensation importante de la
chromatide via le remplacement des histones par des protamines,
®
Arrêt de la transcription des gènes.
·
L’assemblage de
flagelle :
-
Migration des 2 centrioles vers
la région postérieure du noyau et positionnement :
-
1er centriole (=
centriole proximal)
®
position perpendiculaire à l’axe de la spermatide.
-
2nd centriole (=
centriole distal)
®
position parallèle à l’axe de la spermatide,
+
allongement des microtubules.
®
Complexe axonémal du flagelle.
·
La réorganisation et
l’élimination d’une partie du cytoplasme :
-
Migration des mitochondries vers
la partie postérieure du noyau et formation d’une spirale autour du complexe
axonémal (= manchon mitochondrial),
-
Élimination du cytoplasme
excédentaire
®
Corps résiduels phagocytés par les cellules de Sertoli.
§ La spermiation :
= Libération des spermatides matures
dans la lumière du tube séminifères et transformation en spermatozoïdes.
Espèce : |
Durée
de la spermatogenèse (en
jours) : |
Nb.
Spermatozoïdes par éjaculat (106) : |
Nb.
Spermatozoïdes par ampoule de l’oviducte : |
Souris |
34.6 |
50 |
Inf.
à 100 |
Hamster |
35 |
80 |
2.550 |
Rat |
53.2 |
58 |
200 |
Lapin |
51.8 |
290 |
250
à 500 |
Chien |
54.4 |
18.800 |
… |
Singes |
45
à 70 |
400
(pour Rhésus) |
… |
Verrat |
34 |
… |
… |
Homme |
74 |
280 |
200 |
§ Les anomalies de la spermatogenèse :
-
Paramètres :
V = 2 à 6 mL,
pH = 7,2 à 7,8
% de formes
mobiles (= mobilité)
% de formes
vivantes (= viabilité)
Numération
(nombre de spermatozoïdes par éjaculat)
Morphologie
-
Anomalie du nombre : Azoospermie
(n = 0)
Oligospermie
(n inf. à 50.106)
-
Trouble de mobilité : Asthénospermie (mobilité inf.
à 40%)
-
Anomalie morphologique : Tératospermie (morphologie normale inf.
à 30%)
§ Organisation fonctionnelle du testicule :
2 fonctions :
production des spermatozoïdes et synthèse des stéroïdes sexuels.
2 compartiments :
interstitiel et tubulaire (= tubes séminifères)
Lumière
du tube séminifère
Tube
séminifère : Cellules germinales,
+
Cellules de Sertoli,
+
Péritubulaires myoïdes (= contractiles)
Interstitiel = espace
entre les tubes séminifères : Tissu conjonctif,
+
Vaisseaux sanguins,
+
Vaisseaux lymphatiques,
+
Nerfs,
+
Cellules de Leydig (synthèse des androgènes)
+
Macrophages.
Les cellules de Sertoli :
Elles sont les cellules nourricières des
cellules germinales, elles participent à l’architecture des tubes séminifères.
Elles ont aussi pour rôle la production :
-
du fluide testiculaire nécessaire
aux transport des spermatozoïdes,
-
des facteurs de croissance (comme
la TGF – b),
-
des protéines de transport qui
lui sont propres (comme Androgen Binding Protein ou la Transferrine qui
transporte le fer à la place de la Ferridine sanguine),
-
et des métabolites énergétiques
(comme le lactate et le pyruvate)
Les cellules germinales sont intercalées
entre les cellules de Sertoli.
Leur forme :
Elles présentent un noyau irrégulier
avec un nucléole bien marqué et sont reliées entre elles par des jonctions
serrées. Elles forment ainsi la barrière hématotesticulaire.
Cette barrière : – empêche le passage de
macromolécules de l’interstitiel vers le compartiment ad-luminal du tube
séminifère,
– forme un
microenvironnement propice au développement des cellules germinales haploïdes,
– et protège
des corps étrangers.
§ Régulation hormonale de la fonction testiculaire :
= régulation endocrine (= sous contrôle
des hormones de l’hypophyse)
Sécrétion dans
le sang d’une hormone
Glande
(tissu spécialise) Transport par le sang
Cellule
cible
(éloignée du lieu de synthèse)
·
Organisation de
l’hypophyse :
Elle
est située à la base du cerveau (un peu à part), dans une petite cavité osseuse
(= os sphénoïde)
sous le 3ème ventricule (ou lobe)
- Le lobe postérieur, appelé aussi neurohypophyse, est le prolongement des axones de l’éminence médiane.
" Il correspond donc à la structure nerveuse.
- Le lobe antérieur, appelé aussi andénohypophyse, est composé de cellules sécrétrices.
L’hypophyse est contrôlé par
l’hypothalamus :
Neurones de l’hypothalamus
$
Sécrétion
de GnRH (gonadolibérine)
$
Système porte
$
Excitation
de l’adénohypophyse
$
Sécrétion
hormonale gonadotropes :
-
LH : hormone lutéinisante,
-
FSH : hormone folliculo–stimulante
$
Circulation sanguine
·
Action des hormones
gonadotropes sur le testicule :
Rétrocontrôle
de la testostérone GnRH
LH et FSH
Circulation sanguine
(" régulation endocrine)
LH FSH
Récepteur
(nucléaire) aux androgènes
Testostérone
Facteur de
croissance
Ø La stéroïdogenèse :
Les
stéroïdes sont des hormones lipidiques et sont obtenus à partir du cholestérol.
Chaîne
latérale
Fonction
alcool Double liaison
" Passage dans
les crêtes dans les mitochondries et transformation avec le P450 (cytochrome =
hème comportant un Fe) et le SCC (enzyme
de clivage de la chaîne latérale du cholestérol)
Le cholestérol devient du prégnénolone
et entre dans le REL (réticulum endoplasmique lisse)
Ensuite,
l’enzyme 3b–HSD
(hydroxy_stéroïde déshydrogénase) catalyse la transformation du prégnénolone en
progestérone (du groupe des prostagènes)
Fonction
cétone
Le progestérone
va ensuite se transformer en testostérone (du groupe des androgènes)
La testostérone
va ensuite être transformée :
-
Soit
en 5a_dihydrotestosérone
(5a_DHT)
par la 5a–réducase,
-
Soit en
oestradiol (du groupe des oestrogènes) par la P450–aromatase.
Ø Ovogenèse
et folliculogenèse :
§ Blocage de la méiose de
l’ovocyte :
À la vie
fœtale :
-
Mitoses
des ovogonies (entre 2 et 5 mois),
-
Début
de la prophase I (qui donne l’ovocyte I),
-
Arrêt
au stade diplotène avant la naissance.
À la
puberté :
-
Reprise
de la méiose avant l’ovulation,
-
Nouveau
blocage au stade métaphase II,
À la
fécondation :
-
Fin
de la méiose.
2C, 2N
Ovogonie
Mitoses
Phase S
Naissance
Croissance
Ovocyte IAIRE
Puberté
(ovulation)
Division I de
Méiose
Ovocyte IIAIRE Émission
du 1er globule polaire
Fécondation
Division II
de Méiose
C, N
Ovotide
(œuf)
Émission
du
2ème globule polaire
§ Folliculogenèse :
Les ovogonies et
les ovocytes sont associés à des cellules somatiques (cellules folliculaires) pour
former des follicules.
" Évolution des cellules somatiques au sein d’un même follicule au cours de la folliculogenèse :
-
Follicule primordial :
Ovocyte IAIRE (30 µm)
+ 1 couche de
cellules folliculaires fusiformes.
-
Follicule primaire :
Ovocyte IAIRE bloqué en
diplotène (50 µm)
+ 1 couche de
cellules folliculaires cubiques.
" Début de l’accumulation des réserves
vitellines (dans le cytoplasme)
-
Follicule secondaire (300 µm) :
Noyau
de l’ovocyte
Zone pellucide (= fluide de glycoprotéines)
Ovocyte
Granulosa
Membrane
plasmique
Membrane basale
Thèque
(cellules allongées)
" Différenciation des cellules folliculaires
en :
-
Cellules
de la granulosa (une dizaine de couche),
-
Cellules
de la thèque.
-
Follicule tertiaire (
Zone pellucide
Ovocyte
(150 µm)
Granulosa (qui
continue à proliférer)
Antrum
Thèque interne (cellules parallèles
(=
cavité) à
la surface du follicule)
Thèque externe
" Apparition de la cavité folliculaire à partir
des cellules de la granulosa qui sécrètent un fluide folliculaire et un fluide
d’oestradiol.
" Différenciation de la thèque en :
-
Thèque
interne (lieu de synthèse d’androgènes),
-
Thèque
externe.
-
Follicule mature (ou follicule de De–Graaf) (
" Une seule
cavité : l’antrum.
" Ovocyte IIAIRE excentré dans
la zone de la granulosa (= cumulus oosphorus) et entouré d’une couche de
cellules de la granulosa (= corona radiata)
Follicules
primordiaux
Follicules primaires
Naissance Initiation
Atrésie
Follicules
secondaires
Puberté
Croissance Phase folliculaire
Follicules
tertiaires
Maturation
Follicule de De–Graaf
Ovulation Lutéinisation Phase
lutéale
Ovule Corps jaune
Atrésie : Dégénérescence
de follicule Au 5ème
mois de la gestation, l’embryon présente 7.106 follicules
primordiaux. À la naissance, il n’y a plus que 2.106.
" Au bout du compte, il n’y aura eu qu’environ 400 ovulation entre la puberté et la ménopause.
-
Ovulation :
-
Dissociation
des cellules du cumulus oophorus,
-
Expulsion
dans la cavité péritonéale de l’ovocyte IIAIRE accompagné des
cellules de la corona radiata (= ovule),
-
Transformation
des cellules de la granulosa et de la thèque interne en cellules lutéale (=
formation du corps jaune) qui vont synthétiser de la progestérone.
Le corps jaune
est maintenu pendant la phase lutéale. S’il y a fécondation, il devient le
corps jaune de gestation.
Ø Contrôle
hormonal de la folliculogenèse :
§ Niveaux hormonaux :
À chaque cycle,
1 follicule IIAIRE ou 2 (chez la
femme) devient un follicule IIIAIRE puis un
follicule de De–Graaf (croissance et maturation)
Cela entraîne
une augmentation de la synthèse d’oestradiol qui présente un rétrocontrôle
négatif puis positif sur la sécrétion de LH et FSH.
" Il y a donc un
pic plasmatique de LH et FSH qui entraîne l’ovulation accompagnée la
lutéinisation (= formation des cellules lutéales)
Les cellules
lutéales sécrètent de la progestérone et d’oestradiol qui effectuent un
rétrocontrôle sur l’hypothalamus et l’hypophyse.
§ Régulation endocrine :
Phase
folliculaire :
GnRH
Oestradiol
(E2)
LH FSH
Phase lutéale :
GnRH
LH FSH
Oestradiol
Progestérone
Juste avant
l’ovulation, les cellules de la granulosa expriment les récepteurs de la LH et
sont régulées par la LH et la FSH.
§ Conséquences du pic de LH sur
les cellules de la granulosa :
-
Synthèse
de protéases :
" Dissociation des
cellules du cumulus oosphorus
" Fragilisation de
la lame basale et de la thèque interne
-
Synthèse
de prostaglandines (PGE2a et PGF2) :
" Contraction de
l’ovaire
" Ovulation
-
Baisse
de la synthèse d’ostradiol E2
-
Expression
du récepteur à la prolactine (hormone de l’hypophyse antérieure)
" Synthèse de la
progestérone (= action lutéotrope)
" Transformation
des cellules de la granulosa et de la thèque interne en cellules lutéales (=
lutéinisation)
-
Reprise
de la méiose :
" Levée
d’inhibition
" Activation du
MPF (= facteur du promoteur de la méiose)
Granulosa Ovocyte
OMI =
inhibiteur ovarien de la maturation
Méiose
Zone pellucide Jonction
ouverte
La LH entraîne
la fermeture
des jonctions ouvertes.
Méiose
MFP
Hormone de
maturation
§ Lutéinisation = formation du
corps jaune :
Conséquence de
la synthèse de progestérone (ou d’oestradiol selon les espèces) par le corps
jaune :
-
Rétrocontrôle
négatif sur la libération de LH et de FSH,
-
Modification
du tractus :
-
Utérus
" prolifération de l’endomètre
-
Vagin " synthèse du glycogène par les cellules
épithéliales
(protection de
l’acide lactique des bactéries commensables)
-
Col
de l’utérus " synthèse de mucus servant à la capacitation
des spermatozoïdes
et
à la formation d’un bouchon protecteur.
S’il y a une
absence de fécondation, il y a la synthèse d’oxytoxine par le corps jaune
entraînant la synthèse de PGF2a par l’endomètre.
" Il y a donc la lutéolyse du corps jaune et la
reprise du cycle.
S’il y a une
fécondation, le blastocyste s’implante durant le 6ème jour
post–fécondation (pour la femme)
" Il y a donc le développement du placenta, la
synthèse d’hormone hCG (= hormone gonadotrope chorionique humaine) et le
maintient du corps jaune de gestation.
Phase
folliculaire :
Il y a un
rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse et sur l’hypothalamus. Ce rétrocontrôle
devient ensuite positif entraînant :
-
Un
pic de LH et de FSH,
-
Une
légère augmentation de la progestérone,
-
Et
une importante augmentation d’œstrogène.
Phase lutéale :
Il y a la
sécrétion de prolactine.
v Fécondation :
Il s’agit de la
fusion de l’ovocyte IIAIRE et d’un
spermatozoïde. Elle entraîne la fin de la méiose, l’amphimixie des pronucléi
(diploïdie) et le début du développement.
Ø Maturation
et capacitation du spermatozoïde :
Dans le corps de
l’épididyme, le spermatozoïde acquiert sa mobilité (= maturation)
Dans les voies
génitales femelles, il y a la capacitation où le spermatozoïde acquiert la
possibilité d’effectuer la réaction acrosomique.
Le tractus
femelle présente des fluides et des enzymes qui entraînent
-
L’élimination
des glycoprotéines du fluide séminal,
-
La
modification de la membrane du spermatozoïde,
-
Diminution
des charges négatives de surface,
-
Et
modification des lipides membranaires.
-
Et
l’hyper–activation du spermatozoïde (augmentation de l’amplitude
de mouvement)
Ø Étapes
de la fécondation :
§ Interaction entre le
spermatozoïde et l’ovule :
-
Franchissement
de la corona radiata :
-
Spermatozoïde " activité hyaluronidase,
" Digestion de l’acide hyaluronique de la
matrice extra–cellulaire (MEC)
-
Liaison
du spermatozoïde à la zone pellucide (= gel de glycoprotéines ZP1, ZP2, ZP3,
etc.)
-
Réaction
acrosomique :
-
Fusion
partielle entre la membrane plasmique et la membrane externe de l’acrosome " pores,
-
Libération
du contenu acrosomique par les protéases,
" Digestion de la
zone pellucide,
" Le spermatozoïde
est au contact de la membrane plasmique de l’ovocyte.
-
Fusion
de la membrane interne de l’acrosome avec la membrane de la région caudale (du
spermatozoïde)
-
Contact
entre le spermatozoïde et la membrane plasmique de l’ovocyte IIAIRE qui
déclenche la réaction corticale (= blocage de la polyspermie)
-
Libération
du contenu enzymatique des granules corticales, ce qui empêche la fixation
d’autres spermatozoïdes (" formation d’une
barrière entre la zone pellucide et les autres spermatozoïdes)
-
Positionnement
tangentielle du spermatozoïde et la fusion des membranes plasmiques
-
Interactions
de protéines : fertiline (spermatozoïde) et intégrine (ovocyte IIAIRE)
Le processus de
pénétration des spermatozoïde est différent selon les espèces.
§ Activation ovocytaire = fin
de la méiose :
L’entrée du
spermatozoïde entraîne l’augmentation brutale du taux de Ca2+ dans l’ovocyte
IIAIRE entraînant des oscillations
calciques (un ou plusieurs pics selon les espèces)
" Cette
modification biochimique déclanche la reprise et la fin de la méiose.
Le système
urogénital est constitué par l’organe urinaire et l’organe reproducteur. Ces
derniers ont la même origine embryonnaire.
" Les canaux
génitaux dérivent des canaux excréteurs et des reins primitifs.
v Développement du système
urinaire (humain) :
Le système urinaire est constitué de 2
reins, 2 uretères, 1 vessie et 1 urètre.
Il est dû à la différenciation du
mésoderme intermédiaire (de la région céphalique vers la région caudale)
Il y a la mise en place successive de 3
reins :
-
Pronéphros
(rein non fonctionnel chez les vertébrés supérieurs),
-
Mésonéphros
(rein fonctionnel),
-
Métanéphros
(rein fonctionnel)
Devenir de ces 3 reins chez les
vertébrés supérieurs :
-
Pronéphros :
médulla des surrénales,
-
Mésonéphros :
gonade,
-
Métanéphros :
rein définitif
Ø Pronéphros
:
Il apparaît à la
4ème semaine dans la région cervicale (antérieure)
Il est constitué
de néphrons avec un entonnoir cilié, ouvert sur la cavité cœlomique. Il
présente, en plus, des glomérules externes (vaisseaux sanguins)
Les tubes
néphrotiques débouchent sur un canal unique (= uretère primaire)
Chez l’Homme, il
est non fonctionnel et se résorbe rapidement. Chez les autres mammifères, il
est fonctionnel.
Ø Mésonéphros
:
Il s’étend vers
la partie caudale. Les tubes néphrotiques sont associés à une glomérule interne
et débouchent sur l’uretère IAIRE (= canal de
Wolff) qui, lui–même, débouche dans le cloaque.
" Le cloaque
correspond à la région commune où débouchent les canaux urogénital et
intestinal.
Le mésonéphros
est le rein définitif chez les poissons et les amphibiens ; il se résorbe
chez les reptiles, les oiseaux et les mammifères.
Ø Canal
de Müller :
Il se développe
après la résorption du pronéphros, à partir d’une invagination de l’épithélium
cœlomique vers la partie caudale (parallèlement au canal de Wolff)
Il est ouvert
sur la cavité cœlomique (ou abdominale) par un entonnoir.
-
Le
canal de Wolff se différencie en tractus mâle.
-
Le
canal de Müller se différencie an tractus femelle.
Ø Métanéphros
:
Il apparaît à la
5ème semaine, à partir des cellules mésenchymateuse (blastème
métanéphrogène)
Il se connecte
au canal de Wolff par un bourgeonnement urétéral.
Canal de Wolff
Développement du
bourgeon
Blastème
Bourgeon
urétéral Développement du mésenchyme et continuation du
développement et ramification du bourgeon
Bassinet
Tubes rénaux en formation
Mésenchyme
Calice
Tube collecteur
Ramification du tube collecteur et
différenciation du mésenchyme
Tube contourné proximal Glomérule
Capsule de Boxman
Tube
collecteur
Tube
contourné distal
Anse de Henlé
v Différenciation
sexuelle :
X Y X X
Fécondation " établissement du sexe génétique
Embryon
Stade indifférencié
Différenciation
♂
♀
Ø Développement
des gonades et des conduits génitaux :
§ Stade indifférencié :
Les gonades sont
constituées de cellules somatiques et de cellules germinales.
Les cellules
germinales (CG) ont comme origine les cellules germinales primordiales (CGP) au
niveau de l’embryon.
Les cellules
somatiques ont comme origine les crêtes génitales constituées de l’épithélium
cœlomique et du mésenchyme du mésoderme intermédiaire.
Il y a :
-
Migration
des cellules germinales primordiales localisées dans la partie caudale du
lécithocœle IAIRE, à proximité de l’allantoïde,
-
Prolifération
des cellules somatiques et des cellules germinales primordiales,
-
Association
de ces cellules formant ainsi des cordons sexuels IAIRES.
" À ce stade, on a
un gonocyte. Les canaux sont indifférenciés :
-
Le
canal de Wolff apparaît à la 4ème semaine,
-
Le
canal de Müller se forme durant la 6ème semaine.
§ Différenciation mâle :
Différenciation
des testicules : entre
la 7ème et la 20ème semaine
Les cordons
sexuels vont se développer au centre de la gonade (médulla), formant ainsi les
cordons testiculaires.
Ces derniers
sont constitués de cellules de Sertoli et de spermatogonies.
Différenciation
des cellules de Leydig :
Elle se fait
entre les cordons testiculaires (milieu interstitiel)
Les cellules de
Leydig vont ensuite produire la testostérone.
Les cordons
testiculaires sont reliés au rete testis (qui provient des connexions
urogénitales)
Développement de
l’albuginée :
Il amène à la
formation du tractus mâle et commence à la 8ème semaine.
-
Différenciation des canaux de Wolff en :
-
Épididyme,
-
Canaux
efférents,
-
Canaux
déférents et vésicules séminales
(sous l’action
de la DHT = dihydroxytestostérone)
-
Régression des canaux de Müller sous
l’action de l’hormone AMH produite par les cellules de Sertoli fœtales.
§ Différenciation femelle :
Différenciation
de l’ovaire :
à la 8ème semaine (un peu plus tard que pour le mâle)
-
Disparition des cordons sexuels IAIRES au centre de la
gonade
" médulla
-
Maintien des cordons sexuels IAIRES à la périphérie
" zone corticale de l’ovaire
-
Association des cellules somatiques et des ovogonies
" cordons de Valentin – Pflüger
À la 15ème
semaine, les ovogonies et les cellules folliculaires s’associent pour former
les follicules primordiaux.
Organisation
des canaux : à
la 9ème semaine
-
Régression des tubes du mésonéphros
-
Régression des connexions urogénitales
" Rete ovarii
-
Régression des canaux de Wolff
" épophore résiduel
-
Différenciation des canaux de Müller en :
-
Pavillon
ouvert sur la cavité péritonéale,
-
Trompes
de Fallope,
-
Cornes
utérines (qui fusionnent à leur base pour donner l’utérus),
-
Partie
supérieure du vagin (= bourgeon entoblastique à l’origine de la partie
supérieure.
Ø Développement
du sinus urogénital :
§ Stade indifférencié :
De la 4ème
à la 5ème semaine :
La division du
cloaque se fait à partir du bourgeon entoblastique et forme la cloison
entoblastique (= tissu conjonctif fibreux)
De la 5ème
à la 8ème semaine :
Il y a :
-
Séparation
du cloaque en rectum et sinus génital par le développement du mésenchyme (=
périnée)
-
Dilatation
de la partie distale du canal de Wolff, entraînant la séparation progressive de
l’uretère
À la 8ème
semaine :
Le canal de
Müller se connecte.
§ Différenciation du sinus urogénital
mâle :
-
Développement
du sinus
" vessie
-
Fusion
de la base des canaux déférents
" urètre du pénis
-
Disparition
de la membrane urogénitale
" gouttière urogénitale
" urètre du pénis
§ Différenciation du sinus
urogénital femelle :
-
Résorption
des parois accolés (= septa) des cornes utérines
" corps de l’utérus
-
Formation
du tubercule de Müller (tissu conjonctif qui forme la partie distale de
l’utérus)
" col de l’utérus
-
Développement
de la cloison entoblastique
" vagin
-
Élongation
du sinus urogénital
" séparation de l’urètre et du vagin
-
Fermeture
du vagin par l’hymen (= membrane cloacale)
L’origine du
vagin est ⅓ à partir de
l’utérus et ⅔ à partir du
sinus urogénital.
Ø Différenciation
des organes génitaux externes :
§ Ébauche indifférenciée :
À la 4ème
semaine :
La membrane
cloacale est bordée d’un bourrelet de mésenchyme.
Il constitue le
repli cloacal et l’éminence cloacal.
Aux 7 – 8ème
semaines :
Il y a :
-
Séparation
du cloaque et développement du périnée
-
Subdivision
des replis cloacaux en :
-
Replis
anaux
-
Replis
génitaux
-
Formation
des bourrelets génitaux (labio–scrotal)
-
Hypertrophie
du tubercule cloacal qui devient le tubercule gaénital
§ Développement femelle :
-
Le
tubercule génital se développe en clitoris (ou gland)
-
Le
bourrelet génital forme les grandes lèvres
-
Le
repli génital forme les petites lèvres
Il y a :
-
Disparition
de la membrane urogénitale
" gouttière urogénitale
-
Élongation
du sinus urogénital, entraînant la séparation de l’urètre
-
Subdivision
de la gouttière urogénitale
" méat urétral et orifice vaginal
§ Développement mâle :
Il y a :
-
Croissance
du tubercule
" pénis (gland et hampe)
-
Soudure
des replis génitaux
" gouttière urétrale
-
Fermeture
de la gouttière
" raphée
= « point de soudure »
" urètre du pénis
-
Développement
et soudure des bourrelets génitaux
" scrotum
(raphée scrotale = « point de soudure »)
Migration
testiculaire :
Les testicules
sont reliés au scrotum par un ligament (le gubernaculum testis)
La migration se
fait par le raccourcissement du ligament.
La migration est
nécessaire pour une spermatogenèse normale :
" La spermatogenèse est non fonctionnelle à
La migration est
induite par la testostérone.
L’absence de
migration est pathologique :
-
Cryptorchidie :
les testicules sont en position
dorsale
-
Orchidopexie : il faut un positionnement chirurgical dans
le scrotum
La fécondation
s’effectue dans l’oviducte.
Chez
l’homme :
Jours 1 à 4 :
Transition
dans la trompe
Amphimixie des pronucléi
Segmentation " stade morulla
Jours 5 et 6 :
Blastocyste libre dans
l’utérus
Éclosion hors de la zone
pellucide
Jours 6 et 7 :
Fixation du blastocyste (nidation)
en 2 étapes :
Apposition
Pénétration
" Lors du point de contact, il y a une
prolifération des cellules du trophoblaste polaire (qu’au niveau du point du
contact)
v Développement du
blastocyste humain :
Au 5ème
jour, le blastocyste présente 32 blastomères.
Au jour 8 :
Il y a pénétration :
-
Prolifération
du trophoblaste polaire et subdivision en :
-
Syncytiotrophoblaste
(tissu multinucléé)
-
Cytotrophoblaste
-
Formation
de la cavité amniotique avec la séparation du bouton embryonnaire en :
-
Niveau
inférieur :
-
Épiblaste
(= ectophylle)
-
Hypoblaste
(= entophylle)
-
Niveau
supérieur :
-
Épithélium
amniotique
Syncytiotrophoblaste
Cytotrophoblaste
Cavité
amniotique
Épithélium
amniotique
Épiblaste
Hypoblaste Lécithocœle IAIRE
Du jour 8 au
jour 12 :
Il y a invasion.
Au jour 10 :
" Mise en place
du mésenchyme lâche (= mésoderme extra–cellulaire)
v Annexes
embryonnaires :
À la 2ème
semaine :
Le lécithocœle IIAIRE correspond au
lécithocœle extra–embryonnaire.
Le chorion =
Cytotrophoblaste
+ Membrane du cœlome
extra–embryonnaire
À la 4ème
semaine :
Il y a un
phénomène de plicature et l’extension du cœlome amniotique qui entraîne du
cœlome extra–embryonnaire.
À la 8ème
semaine :
Le
syncytiotrophoblaste devient le placenta. Le cordon ombilical est mis en place
par le prolongement de la vésicule vitelline et de l’allantoïde.
Il y aussi la
mise en place d’une circulation provisoire.
Les cellules du
mésenchyme migrent au niveau du pédicule de fixation et deviennent des cellules
angiogènes (à l’origine des vaisseaux sanguins)
Dans la région
antérieure, il y a une ébauche péricardiaque (= matériel cardiogène)
Au niveau du
splanchnopleure, il y a la formation des ébauches vasculo–sanguines. Il s’agit
des îlots de Pander et Wolf.
v Évolution du
trophoblaste :
Exemple du
trophoblaste humain.
Nidation :
Il y a la
prolifération des cellules du trophoblaste et différenciation en :
-
Couche
interne mince (= cytotrophoblaste)
-
Couche
externe et fusion des cellules (= syncytiotrophoblaste)
À partir du
chorion (= trophoblaste et somatopleure), il y a une différenciation des
villosités.
Au jour 7 :
" Installation des villosités IAIRES
Somatopleure
Muqueuse
utérine
Cytotrophoblaste
Capillaire
utérin
Syncytiotrophoblaste
Villosité
IAIRE
Au jour 12 :
" Installation des villosités IIAIRES
Muqueuse
utérine
(au
point de contact avec l’œuf)
$
Prolifération
cellulaire et
formation
de la décidua
Villosité
IIAIRE
L’apparition de
lacunes dans le syncytiotrophoblaste qui vont être infiltrées et irriguées
provisoirement par les vaisseaux sanguins (par érosion de ceux–ci)
Du jour 13 au
jour 15 :
Îlot
de Pander et de Wolf
Chambre
inter–villeuse vascularisée
-
Formation
de réseaux de capillaires dans le mésoderme extra–embryonnaire,
-
Vascularisation
des lacunes par les vaisseaux sanguins maternels.
Expansion
du cytotrophoblaste formant une coque externe.
Veine
ombilicale Artère
ombilicale
Irrigation des
villosité choriales
" Schéma général pour tous les primates.
v Les différents types de placentation :
Ø Placenta
indécidué :
Il y a absence
d’hémorragie, donc absence d’élimination partielle de la muqueuse utérine (au
cours de la mise bas)
§ Placenta de type
épithélio–chorial :
Il s’agit d’une
simple apposition du chorion à la muqueuse utérine. On parle de placenta
diffus (présent chez les pachydermes, cétacés, équidés…)
Vaisseau sanguin Vaisseau
sanguin
Œuf
Mésenchyme Tissu
extra–embryonnaire Conjonctif
Placenta
Trophoblaste Épithélium
Chorion Endomètre
§ Placenta de type conjonctivo–chorial :
L’épithélium
utérin est corrodé (détruit) de façon discontinue. Les faisceaux maternels ne
sont pas au contact du trophoblaste. On parle de placenta cotylédonnaire
(= à grosses villosités) qui est présent chez les ruminants.
Ø Placenta
décidué :
Une partie de la
muqueuse utérine (décidua) est éliminée lors de la parturition.
§ Placenta de type
endothélio–chorial :
Il y a :
-
Invagination
du trophoblaste,
-
Destruction
de l’épithélium utérin et d’une partie du tissu conjonctif.
Les vaisseaux
maternels intacts. On parle de placenta zonaire (présent chez les
carnivores)
§ Placenta de type
hémo–chorial :
Il y a :
-
Destruction
de la paroi des vaisseaux sanguins maternels,
-
Absence
de mélange du sang maternel et du sang fœtal.
On parle de placenta
discoïdal.
Lacune de
sang maternel
v Fonctions endocrines du
placenta :
Placentation
|
Hormone
chorionique (CG) |
Progestérone |
Oestradiol |
|
Épithélio–chorialeBrebis |
(+) |
(+) |
(+/–) |
|
Endothélio–choriale Chatte |
(–) |
(+) |
(–) |
|
Hémo–choriale |
Lapine |
(–) |
(–) |
(–) |
Ratte |
(–) |
(+) |
(–) |
|
Singe |
(+) |
(+) |
(+) |
|
Humain |
(+) hCG |
(+) |
(+) |