Transmission de la vie

Merci !

Fiches
Classe(s) : Tle ST2S | Thème(s) : Transmission de la vie

Transmission de la vie

La transmission de la vie met en jeu l’appareil reproducteur. Celui-ci permet la production des gamètes et donc la reproduction. Son fonctionnement nécessite un contrôle, dont la compréhension permet de modifier la fécondité.

1Anatomie des appareils reproducteurs


Les appareils génitaux sont différents chez l’homme et la femme. On y retrouve cependant une organisation commune qui comporte :

– des gonades, glandes assurant la production des gamètes ; les gonades assurent également une production d’hormones ;

– les voies génitales, qui mettent en relation les gonades avec le milieu extérieur ;

– un organe copulateur, qui permet l’acte sexuel ;

– des glandes annexes permettant, grâce à leurs sécrétions, le fonctionnement de l’appareil génital.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_48

2La gamétogenèse


La gamétogenèse est la formation des gamètes, cellules spécialisées dans la fonction de reproduction. Les gamètes sont les spermatozoïdes chez l’homme, et les ovules chez la femme. Afin d’assurer un maintien du nombre de chromosomes à chaque génération, les gamètes doivent posséder deux fois moins de chromosomes que les autres cellules de l’organisme : chaque gamète contient 23 chromosomes alors que les autres cellules humaines comportent 23 paires de chromosomes. Lors de la fécondation, la fusion de deux gamètes haploïdes redonnera une cellule diploïde.

À savoir

Une cellule est dite haploïde lorsqu’elle comporte un seul exemplaire de chaque type de chromosome. Dans l’espèce humaine, les cellules haploïdes ont 23 chromosomes.

Une cellule est dite diploïde lorsqu’elle comporte deux exemplaires de chaque type de chromosome. Dans l’espèce humaine, les cellules diploïdes ont 46 chromosomes.

Le passage de cellules diploïdes à des cellules haploïdes se réalise au cours de la méiose, qui est un phénomène ne se déroulant qu’au cours de la formation des gamètes. La méiose comporte deux étapes :

– une division réductionnelle (car elle réduit le nombre de chromosomes dans chaque cellule fille) qui permet de passer d’une cellule diploïde à deux cellules haploïdes ;

– une division équationnelle (car elle conserve le nombre de chromosomes dans chaque cellule fille) qui permet de passer des deux cellules haploïdes à quatre cellules haploïdes.

A La spermatogenèse


La spermatogenèse correspond à la formation des spermatozoïdes. Elle se déroule de la périphérie vers le centre dans les tubes séminifères qui sont des tubes pelotonnés sur eux-mêmes présents dans les testicules.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_43

Les cellules souches sont les spermatogonies qui donnent par mitose des spermatocytes I. Ces derniers se divisent par méiose pour donner les spermatocytes II (après division réductionnelle) puis les spermatides (après division équationnelle). Ces spermatides, cellules arrondies, deviendront des spermatozoïdes au cours de la spermiogenèse qui permet la perte d’une partie du cytoplasme, l’acquisition du flagelle (rendant le spermatozoïde mobile) et de l’acrosome (permettant la pénétration dans l’ovule). La spermatogenèse dure environ 60 jours.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_47

B L’ovogenèse


PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_42

L’ovogenèse correspond à la formation des ovules. Les grandes étapes ressemblent à celles rencontrées lors de la spermatogenèse, mais la chronologie est totalement différente : les cellules souches sont les ovogonies qui se multiplient par mitose avant la naissance pour donner les ovocytes I, qui débutent la méiose mais se bloquent en division réductionnelle. À partir de la puberté (et jusqu’à la ménopause), lors de chaque cycle menstruel, quelques ovocytes I redémarrent la méiose pour donner chacun un ovocyte II et un globule polaire après la division réductionnelle. Le globule polaire dégénère et l’ovocyte II entame la division équationnelle, mais se bloque en division équationnelle. La rencontre avec un spermatozoïde permet de terminer la méiose pour donner un ovule (fécondé par le spermatozoïde) et un globule polaire qui va dégénérer.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_41

Parallèlement, la folliculogenèse se déroule : au sein de l’ovaire, les gamètes sont initialement entourés de quelques cellules. Au cours de la folliculogenèse, ces cellules se multiplient ainsi que des enveloppes acellulaires pour former une structure complexe entourant l’ovocyte II et appelée un follicule. La dernière étape constitue le follicule mûr (= follicule de De Graaf) qui se rompt pour permettre l’ovulation. Ainsi, lors de chaque cycle menstruel, les ovocytes I qui s’activent s’entourent d’un follicule.

3Fécondation et nidation


La fusion d’un spermatozoïde avec un ovocyte (fécondation) donne naissance à une cellule œuf. Cette cellule se multiplie par mitose et applique un plan de développement donnant d’abord un embryon, puis un fœtus.

A La fécondation


PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_40

La fécondation naturelle fait suite à un coït durant lequel l’homme éjacule du sperme dans le vagin de la femme. Elle n’est pas systématique et ne se produit qu’en cas de rencontre efficace entre un spermatozoïde et un ovocyte II.

Les spermatozoïdes sont nombreux dans le sperme, de l’ordre de 108, mais tous ne sont pas fonctionnels. Les spermatozoïdes doivent franchir le col utérin, parcourir la cavité de l’utérus et remonter l’oviducte abritant l’ovocyte émis par l’un des ovaires de la femme. Au cours de ce trajet, ils acquièrent l’aptitude à féconder (on parle de capacitation).

Après ovulation, l’ovocyte II, entouré de la zone pellucide et d’une couche de cellules folliculaires, est aspiré par le pavillon cilié de l’oviducte. Il chemine dans l’oviducte, transporté par un courant liquidien. La rencontre avec les spermatozoïdes a généralement lieu dans l’ampoule de l’oviducte ; elle doit se produire moins de 24 heures après l’ovulation.

Les enzymes contenues dans l’acrosome des spermatozoïdes permettent le franchissement des enveloppes de l’ovocyte. Plusieurs spermatozoïdes sont nécessaires ; dès que l’un d’entre eux touche la membrane de l’ovocyte, celui-ci réagit. Il fait pénétrer ce spermatozoïde dans son cytoplasme et déclenche la réaction corticale qui fige la zone pellucide : les autres spermatozoïdes ne peuvent plus pénétrer dans l’ovocyte II. Ce dernier reprend et termine la méiose, et expulse le deuxième globule polaire. La fécondation se termine par la caryogamie : les 23 chromosomes provenant du spermatozoïde fécondant et les 23 chromosomes provenant de l’ovule se rassemblent sur un même fuseau de division. La cellule œuf donne rapidement deux cellules par mitose.

B La vie libre et la nidation


L’œuf, entouré de ses enveloppes, continue sa segmentation tout en progressant vers la cavité utérine. Il passe par les stades morula puis blastocyste. Au bout d’environ une semaine, le blastocyste, comportant un trophoblaste périphérique (futur placenta) et un bouton embryonnaire central (futur embryon), s’implante dans la muqueuse utérine. La nidation correspond à la fixation de l’embryon dans la muqueuse utérine : le blastocyste pénètre dans l’endomètre et se retrouve ainsi fixé dans la muqueuse. La nidation se produit normalement sur le fond de l’utérus ou dans sa partie haute. Si elle se produit dans la partie basse de l’utérus, on parle de placenta prævia, ce qui implique une grossesse à risque. Dans certains cas (environ 1 %), la nidation se déroule dans les trompes de Fallope, voire dans la cavité abdominale. On parle alors de grossesse extra-utérine, qui doit toujours être interrompue (avortement naturel ou provoqué) car il y a des risques importants pour la vie de la mère.

4Contrôle de la fonction reproductrice


Le fonctionnement de l’appareil reproducteur est soumis à un contrôle, aussi bien chez la femme que chez l’homme. Ce contrôle permet de maintenir les caractères sexuels primaires et secondaires, et agit également sur la libido (l’appétit sexuel). Il permet un fonctionnement continu de l’appareil génital masculin mais un fonctionnement cyclique de l’appareil génital féminin. Ce contrôle se réalise par voie hormonale.

À savoir

Le fonctionnement de l’appareil génital fait intervenir différentes hormones :

– les gonadolibérines (GnRH) qui sont produites par l’hypothalamus et stimulent l’hypophyse ;

– la folliculostimuline ou FSH et l’hormone lutéinisante ou LH qui sont produites par ­l’hypophyse et agissent sur les gonades ; ces deux hormones sont les gonadostimulines ;

– chez l’homme, la testostérone qui est produite par les testicules ;

– chez la femme, les œstrogènes et la progestérone qui sont produits par les ovaires.

Le complexe hypothalamo-hypophysaire est constitué par l’hypothalamus et l’hypophyse. Ces deux glandes sont situées dans l’encéphale et entretiennent entre elles des relations à la fois sanguines et nerveuses.

A Le contrôle de l’appareil génital masculin


Ce contrôle fait intervenir les gonadolibérines et gonadostimulines ainsi que la testostérone produite par les cellules de Leydig situées entre les tubes séminifères des testicules.

La FSH agit en stimulant les cellules de Sertoli situées dans les tubes séminifères ; elles favorisent la spermatogenèse.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_39

Pour sa part, la LH agit en stimulant les cellules de Leydig. Ces cellules sont situées entre les tubes séminifères et produisent la testostérone. Cette dernière favorise ­l’apparition et le maintien des caractères sexuels (primaires et secondaires), augmente la libido, et a un rôle favorisant le développement des cellules de Sertoli.

La « boucle » de régulation est refermée grâce à la testostérone qui inhibe la production de FSH et de LH, ainsi que par des inhibines produites par les cellules de Sertoli et qui ont le même effet inhibiteur.

B Les cycles féminins et leur contrôle


On parle de cycles féminins car plusieurs organes sont concernés. Les principaux cycles concernent les ovaires, l’utérus et les concentrations hormonales. Ces cycles se mettent en place à partir de la puberté et cessent à la ménopause. L’ensemble de ces cycles est regroupé sous le terme générique de cycle menstruel car la manifestation la plus apparente en est les menstruations.

Les règles désignent l’écoulement périodique de sang en provenance de l’utérus et qui s’écoule par le vagin. Il existe d’autres termes pour désigner cet écoulement : on parle également de menstruation (d’où le cycle menstruel et non pas mensuel) ou de ménorrhée. Lorsque les règles ne sont pas présentes, on parle d’aménorrhée.

Chaque cycle dure en moyenne 28 jours ; le début du cycle est marqué par l’apparition des règles. Chaque cycle est divisé en deux phases :

– la phase folliculaire (ou œstrogénique) du premier au 14e jour ;

– la phase lutéinique (ou progestative) du 14e au 28jour.

Ces deux phases sont séparées par l’ovulation qui survient au 14e jour du cycle (en moyenne).

Le cycle ovarien

Durant la phase folliculaire, quelques follicules se développent dans les ovaires pour aboutir à un follicule de De Graaf aux alentours du 14e jour. Durant cette phase, les cellules de la granulosa et de la thèque interne du follicule produisent des œstrogènes. Comme les follicules se développent, il y a de plus en plus de cellules productrices et la concentration d’œstrogènes augmente dans l’organisme.

Lors de l’ovulation, le follicule de De Graaf se rompt et libère le gamète féminin. La seconde phase du cycle débute alors : le follicule se rétracte et devient un corps jaune. Les cellules de ce corps jaune produisent alors de la progestérone, dont la concentration augmente dans l’organisme, ainsi que des œstrogènes. En l’absence de fécondation, le corps jaune ne se maintient pas : il s’atrophie, ce qui conduit à une diminution des concentrations de progestérone et d’œstrogènes en fin de cycle.

Le cycle utérin

En début de phase folliculaire, les règles surviennent ; ces règles traduisent en fait la fin du cycle précédent. À partir du 6e jour, la muqueuse utérine se développe et se vascularise abondamment, ce qui permet l’implantation éventuelle d’un embryon. Ce développement est favorisé tout d’abord par les œstrogènes puis ensuite par la progestérone. En fin de cycle, la concentration de progestérone diminue (atrophie du corps jaune), ce qui entraîne une régression de la muqueuse utérine. Cette régression s’accompagne de saignements (la muqueuse est richement vascularisée), ce qui provoque le phénomène des règles.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_46

Parallèlement, les glaires du col de l’utérus se modifient : épaisses et acides en début et fin de cycle, elles sont moins acides et moins épaisses au moment de l’ovulation.

Le cycle hormonal

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_38

Les variations de concentrations d’œstrogènes et de progestérone ont été décrites : production importante d’œstrogènes en phase folliculaire puis production (mais plus faible) en phase lutéale. La progestérone n’est produite pour sa part qu’en phase lutéale.

Les œstrogènes et la progestérone ont les effets décrits dans le tableau suivant.

Les principaux effets des œstrogènes et de la progestérone

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_45

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_37

Il existe de la même façon un cycle pour la production des deux gonadostimulines : la LH et la FSH. La FSH permet principalement la maturation folliculaire. Elle est majoritairement produite durant la phase folliculaire, aux alentours du 10e jour. Sa concentration décroît ensuite pour augmenter rapidement au moment de l’ovulation puis de nouveau décroître rapidement. La LH est produite pour sa part de façon intense au moment de l’ovulation qu’elle déclenche.

Le contrôle des cycles féminins met en jeu deux rétrocontrôles :

– un rétrocontrôle des œstrogènes sur la production de FSH et LH ; ce rétrocontrôle est négatif si les concentrations d’œstrogènes sont faibles, et positif si les concentrations sont importantes ;

– un rétrocontrôle négatif de la progestérone sur la production de FSH et de LH.

En début de cycle, la FSH induit une maturation des follicules, qui produisent alors des œstrogènes ; les follicules se développant, la production d’œstrogènes augmente et leur concentration devient importante. Le rétrocontrôle sur FSH et LH qui était négatif devient positif, ce qui induit un « pic » de FSH, et surtout de LH, conduisant à l’ovulation. L’apparition du corps jaune se traduit par une production de progestérone qui inhibe la production de FSH et de LH. En fin de cycle, le corps jaune disparaît, d’où un effondrement du taux de progestérone qui n’exerce donc plus de rétrocontrôle négatif sur la production de FSH et de LH : un nouveau cycle peut débuter.

Les événements du cycle menstruel

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_44

5Stérilité et maîtrise de la reproduction


La maîtrise de la reproduction peut se réaliser dans deux sens :

– soit un contrôle négatif visant à diminuer le nombre de naissances ; on parle alors de contraception ;

– soit un contrôle positif visant à augmenter le nombre de naissances ; on parle alors d’aide médicale à la procréation (AMP). L’AMP permet de pallier certaines stérilités.

A Les causes de stérilité


La stérilité est l’incapacité à avoir une descendance. Elle s’envisage par rapport à un couple, même si les causes peuvent en être uniquement masculines ou uniquement féminines. De façon pratique, on parle de stérilité lorsqu’un couple ayant un désir d’enfant et des rapports sexuels réguliers depuis au moins deux ans ne parvient pas à obtenir de grossesse (entre un à deux ans, on parle d’hypofertilité).

Les stérilités d’origine masculine peuvent avoir des causes mécaniques ou être dues à des anomalies du sperme. Les principales causes mécaniques sont l’impuissance (ou dysfonction érectile : incapacité à obtenir une érection fonctionnelle) et l’éjaculation précoce (avant la pénétration). Les principales anomalies du sperme sont l’hypospermie, l’oligospermie et l’azoospermie, l’asthénospermie et la tératospermie. Ces différentes anomalies sont détectées grâce à un spermogramme.

Les stérilités d’origine féminine peuvent avoir des causes mécaniques ou hormonales. Les principales causes mécaniques sont dues à des IST (infections sexuellement transmissibles) mal soignées ou des anomalies des voies génitales ou de leurs sécrétions (notamment au niveau du col utérin) qui empêchent le passage des gamètes ou la nidation. Le diagnostic se réalise par imagerie médicale (échographie ou radiographie). Les causes hormonales conduisent à une anovulation (absence d’ovulation) entraînant de fait une stérilité ; le diagnostic est réalisé par des dosages hormonaux.

REMARQUE

Dans environ un tiers des cas de stérilité, on ne trouve pas de cause objective et on parle de causes psychologiques.

B L’aide médicale à la procréation (AMP)


En fonction des causes de stérilités rencontrées, différentes techniques peuvent être proposées pour faciliter la survenue d’une grossesse.

L’insémination artificielle : les spermatozoïdes sont déposés à l’aide d’une canule dans le vagin ou l’utérus. Le sperme peut provenir du conjoint ou d’un donneur. Cette technique permet de traiter principalement des stérilités masculines, ainsi que celles liées à un problème de glaire cervicale.

La fécondation in vitro : la fécondation est réalisée hors de l’organisme maternel ; l’embryon obtenu est maintenu durant 4 à 6 jours en milieu artificiel puis introduit dans l’utérus maternel où il se fixe.

PB_9782216129331_T_ST2S_01_BIOLOGIE_Tab_36

• Dans le cas de la FIVETE (fécondation ivitro et transfert d’embryon), la fécondation est réalisée par mise en contact des spermatozoïdes et des ovocytes II. La FIVETE permet de traiter les stérilités dues aux trompes ovariennes bouchées, aux anovulations et à certaines anomalies du sperme.

• Dans le cas de l’ICSI (injection intracytoplasmique de spermatozoïde, en anglais) un spermatozoïde est directement injecté dans un ovocyte II. L’ICSI permet de traiter les mêmes causes de stérilité que la FIVETE ainsi que les problèmes de mobilité des spermatozoïdes.

C La contraception


Au sens large, la contraception regroupe l’ensemble des techniques qui permettent d’empêcher la survenue d’une grossesse. Dans un sens restrictif, la contraception regroupe les techniques visant à empêcher la fécondation ; lorsque c’est la grossesse qui est empêchée, on parle de contragestation. Une technique contraceptive doit être réversible, c’est-à-dire permettre un retour à une fécondité normale lorsque la technique contraceptive est arrêtée.

Les méthodes mécaniques empêchent la rencontre des gamètes ou la nidation. Il s’agit des préservatifs (masculin ou féminin), du diaphragme.

Les méthodes chimiques modifient l’équilibre hormonal de l’organisme de façon à empêcher l’ovulation (pilules œstro-progestatives, implant) et/ou la rencontre des gamètes en modifiant la glaire cervicale (micropilule). Ces pilules contiennent des œstrogènes qui bloquent la synthèse de FSH et de LH par rétrocontrôle et/ou des progestatifs qui modifient la glaire cervicale (pour empêcher le passage des spermatozoïdes) et l’endomètre (pour empêcher la nidation).

L’interruption volontaire de grossesse (IVG) est légale en France jusqu’à la 12e semaine de grossesse (soit 14 semaines d’aménorrhée) mais ce n’est pas une méthode de contraception ni de contragestion.

Il existe également des pilules contragestatives, prises après le rapport sexuel, qui empêchent la nidation.