Chapitre 5 - Devenir Femme ou Homme
Le sexe mis en place pendant la grossesse et les changements qui se produisent à la puberté définissent une partie de l’identité sexuée d’une personne.
Problématique : Comment se met en place le sexe biologique d’un individu ?
I – La mise en place de l’appareil reproducteur :
C1 La mise en place des appareils reproducteurs
Objectif : On cherche à comprendre comment l’appareil sexuel se met en place pendant la vie embryonnaire.
* Extraire et exploiter des informations de différents documents pour identifier les relations entre sexe génétique et organisation anatomique et physiologique.
* Traduire certains mécanismes sous forme de schémas fonctionnels.
1) Le sexe génétique :
Le sexe génétique est déterminé au moment de la fécondation par l'association des chromosomes X et Y :
- la paire XX détermine les individus génétiquement femelles,
- la paire XY les individus génétiquement mâles.
Cependant, au début du développement embryonnaire, les organes génitaux sont identiques dans les deux sexes. C’est pourquoi le sexe d’un enfant à naître ne peut être connu qu’à partir de 3 mois de grossesse, une fois la différenciation effectuée.
2) Le sexe gonadique :
Cet appareil génital indifférencié va évoluer à la 7e semaine de grossesse :
- la présence du chromosome Y, possédant entre autres le gène SrY, permet la différenciation des gonades indifférenciées en testicules.
- la présence de deux chromosomes X permet la différenciation des gonades indifférenciées en ovaires.
3) Le sexe phénotypique :
Les voies génitales et les organes génitaux externes se différencient ensuite sous l’action des hormones sexuelles produites par les gonades différenciées :
- la testostérone produite par les testicules entraîne la masculinisation de l’appareil génital (pénis, bourses…),
- les œstrogènes et la progestérone produits par les ovaires entraîne la féminisation de l’appareil génital (clitoris, vagin, lèvres…).
A la naissance, l’appareil reproducteur est différencié mais non fonctionnel. 2% de la population possède des caractères sexuels (génitaux, gonadiques ou chromosomiques) qui ne correspondent pas aux définitions binaires types des corps masculins ou féminins, mais à une variante intersexe, selon l’expression des gènes et des hormones qui a eu lieu durant la vie fœtale.
II – Le fonctionnement de l’appareil génital masculin :
C2 – Le fonctionnement testiculaire
Objectif : On cherche à comprendre comment l’activité des testicules est contrôlée.
* Extraire et exploiter des informations de différents documents et réaliser des observations microscopiques pour identifier le fonctionnement des organes génitaux masculins au cours de la vie.
* Traduire certains mécanismes sous forme de schémas fonctionnels.
1) L'activité testiculaire :
a) La production de spermatozoïdes :
La spermatogenèse démarre à la puberté et se poursuit durant toute la vie. Elle a lieu dans les testicules au niveau des tubes séminifères, en 74 jours. Les spermatozoïdes produits parcourent alors l’épididyme où ils deviennent mobiles.
Au moment de l’éjaculation, l’épididyme se contracte et expulse les spermatozoïdes qui empruntent le canal déférent puis l’urètre. Ils sont associés au liquide séminal (vésicules séminales) pour former le sperme et sont rendus actifs par la sécrétion de la prostate.
b) La sécrétion de testostérone :
Le testicule produit l'hormone mâle : la testostérone. Elle est libérée dans le sang par les cellules interstitielles de Leydig situées entre les tubes séminifères. La testostérone stimule la spermatogenèse (action sur les cellules de Sertoli). Elle a également un rôle dans l'apparition puis le maintien des caractères sexuels secondaires masculins (voix grave, pilosité accrue, épaules larges…).
2) La régulation de l'activité testiculaire :
Une hormone est une molécule produite à faible concentration par une cellule endocrine qui la sécrète dans le sang. L'hormone est alors transportée dans l'organisme pour agir sur des cellules-cibles, modifiant leur activité.
L'hypothalamus est un centre nerveux de l'encéphale dont les neurones sécrètent la GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone) vers les capillaires sanguins de l’hypophyse. Arrivée dans l’hypophyse, la GnRH stimule la production de FSH et LH qui passent à leur tour dans la circulation sanguine. Au niveau du testicule, la LH (Luteinasing Hormone) stimule les cellules de Leydig qui produisent alors la testostérone. La FSH (Follicle Stimulating Hormone) permet la synthèse par les cellules de Sertoli des récepteurs spécifiques à la testostérone. Elle contribue donc, en association avec la testostérone, à activer la spermatogenèse.
Rq : Les cellules du complexe-hypothalamo-hypophysaire possèdent des récepteurs à la testostérone. Une hausse du taux de testostérone (testostéronémie) freine l'activité du complexe hypothalamo-hypophysaire. La testostérone exerce donc un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. Ainsi, les taux des différentes hormones restent constants et qu'il y a une production régulière de spermatozoïdes.
III – Le fonctionnement ovarien chez la femme :
Activité C3 – Le fonctionnement ovarien
Objectif : On cherche à comprendre comment le cycle féminin est contrôlé.
* Extraire et exploiter des informations de différents documents et réaliser des observations microscopiques pour identifier le fonctionnement des organes génitaux féminins au cours de la vie.
* Traduire certains mécanismes sous forme de schémas fonctionnels.
1) Le cycle utérin :
a) L'endomètre :
La muqueuse utérine, ou endomètre, subit des modifications cycliques afin de le préparer à une éventuelle grossesse :
- jour 1 à 5 : destruction partielle de la muqueuse utérine, entraînant des hémorragies : ce sont les menstruations.
- jour 5 à 14 : phase de croissance ou phase proliférative : la muqueuse se reconstitue et s'épaissit considérablement.
- jour 14 à 28 : phase sécrétoire : l'endomètre développe une importante vascularisation et des glandes utérines apparaissent et se ramifient, formant la "dentelle utérine". A la fin du cycle, les glandes sécrètent du glycogène.
b) La glaire cervicale :
Parallèlement aux transformations de l'endomètre, les cellules du col de l'utérus sécrètent un mucus, la glaire cervicale, constitué par un réseau de filaments. La glaire est visqueuse et ses mailles serrées, s'opposant au passage des spermatozoïdes du vagin vers l'utérus. Cependant, au moment de l'ovulation, la glaire devient très fluide et les mailles se relâchent, facilitant alors le transfert des spermatozoïdes.
2) Le cycle ovarien :
A la naissance, l'ovaire possède un stock déterminé d'ovocytes (bloqués en première division de méiose) qui ont été formés pendant la vie fœtale. Quelques follicules ovariens vont alors évoluer tous les mois, l'ovocyte s'entourant d'une couche de plus en plus importante de cellules folliculaires.
En général, un seul de ces follicules termine son évolution (les autres dégénèrent) :
- jour 1 à 13 : phase folliculaire : le follicule se creuse d'une cavité et évolue en follicule mûr "De Graaf".
- jour 14 : ovulation : le follicule se rompt et libère un ovocyte entouré de quelques cellules folliculaires. Il est recueilli par le pavillon de la trompe de Fallope.
- jour 15 à 28 : phase lutéale : les cellules du follicule éclaté se chargent de lipides et forment le corps jaune. S'il n'y a pas eu fécondation, celui-ci finit par dégénérer et un nouveau cycle recommence.
3) Le contrôle hormonal :
a) Synchronisation des cycles utérin et ovarien :
Les cycles utérin et ovarien sont synchronisés :
- la glaire cervicale devient perméable aux spermatozoïdes au moment de l'ovulation,
- la muqueuse utérine est prête à recevoir l'embryon peu après l'ovulation.
Le cycle utérin est en effet sous le contrôle d'hormones sexuelles fabriquées par les ovaires.
Les œstrogènes sont synthétisés par les cellules folliculaires (cellules de la thèque et de la granulosa). Leur concentration plasmatique augmente parallèlement à la croissance du follicule pendant la phase folliculaire, puis du corps jaune pendant la phase lutéale. Les œstrogènes sont responsables de l'épaississement de l'endomètre (phase proliférative) pendant la phase folliculaire.
La progestérone est produite par le corps jaune au cours de la phase lutéale. La progestérone contrôle la vascularisation et la mise en place de la dentelle utérine durant la phase lutéale et empêche les contractions utérines. C'est l'hormone de la gestation.
En l'absence de fécondation, les taux d'hormones ovariennes chutent, entraînant les règles. Les hormones ovariennes agissent aussi sur les caractères sexuels secondaires.
b) La régulation de l’activité ovarienne :
Comme chez l'homme, l'hypophyse sécrète de façon cyclique les deux gonadostimulines sous l’influence de la GnRH (hypothalamus) :
- la FSH (hormone folliculo stimulante) :
• stimule la croissance des follicules,
• est responsable de la synthèse des œstrogènes.
- la LH (hormone lutéinisante) :
• déclenche l'ovulation par une brusque élévation de la concentration de LH en fin de phase folliculaire = pic de LH ou décharge ovulante.
• permet la transformation du follicule éclaté en corps jaune,
•stimule la production de progestérone et d'œstrogènes.
Remarque : Chez la femme, les sécrétions d'hormones sexuelles se font de manière cyclique :
- au cours de la phase folliculaire l'ovaire sécrète de plus en plus d'œstrogènes au fur et à mesure que les follicules grossissent en réponse à la stimulation hypophysaire. Ces œstrogènes exercent un rétrocontrôle négatif croissant sur le complexe hypotalamo-hypophysaire.
- lorsque la concentration en œstradiol dépasse une valeur seuil, elle provoque un rétrocontrôle positif à l'origine des pics de FSH et de LH (environ 12 heures après). Le pic de LH entraîne l'ovulation (24 heures plus tard), le pic de FSH permet la formation du corps jaune.
- lors de la phase lutéale, les œstrogènes et la progestérone produits par le corps jaune exercent à nouveau un rétrocontrôle négatif. Vers la fin du cycle, le corps jaune cesse de fonctionner (en l'absence de grossesse).
Schéma-bilan
