chapitre iv procréation leçon 2 régulation de la fonction de reproduction chez l homme

Chapitre IV Procréation

Leçon 2 Régulation de la fonction de reproduction chez l ’homme

I Les deux fonctions du testicule à partir de la puberté

(TP 16 + livre p.283, 292,293)

1) La production des spermatozoïdes

Coupe de testicule humain en microscopie optique

Nombreux tubes séminifères

Epididyme

Canal déférent

Coupe schématique d ’un testicule (p. 283)

Le testicule renferme de nombreux tubes séminifères.

Tubes séminifères

Cellules interstitielles ou cellules de Leydig

Coupe de testicule humain en microscopie optique (x700)

Coupe de testicule observée au microscope optique (x700)

Coupe de testicule observée au microscope electronique à balayage (x700)

Cellules souches, les spermatogonies

Paroi formée par les spermatocytes = cellules en cours de méiose

Spermatozoïdes mûrs libérés dans la lumière du tube séminifère

Coupe de testicule observée au microscope optique (x960)

Représentation schématique de la coupe d ’un tube séminifère

Le testicule comprend de nombreux tubes séminifères, et entre ces tubes, il y a les cellules interstitielles ou cellules de Leydig.

La production des gamètes, les spermatozoïdes se situe dans les tubes séminifères. C ’est la spermatogenèse.

La spermatogenèse est un phénomène continu à partir de la puberté.

Observation des spermatozoïdes humains en microscopie optique à « contraste de phase ».

Tête (5 μm)

Pièce intermédiaire (5 μm)

Flagelle (50 μm)

Spermatozoïdes observés au microscope électronique

Ultrastructure du spermatozoïde observé en microscopie électronique

L ’enregistrement microcinématographique permet d ’évaluer la mobilité des spermatozoïdes.

Tête (5 μm)

Pièce intermédiaire (5 μm)

Flagelle (50 μm)

= Assure la mobilité

Acrosome = enzymes capables de percer l ’ovule

Noyau haploïde (n chromosomes )

Mitochondries, siège de la respiration, apportent de l ’énergie

Un spermatozoïde

2) La production d ’une hormone, la testostérone

La deuxième fonction des testicules est

la production d ’une hormone, la

testostérone, par les cellules de

Leydig. Le testicule est une glande

endocrine.

Coupe de testicule observée au microscope optique (x700)

Cellules interstitielles = cellules de Leydig

Capillaires sanguins

Autoradiographie d ’une coupe de testicule. Les tâches noires indiquent la présence d ’une enzyme spécialisée dans la synthèse d ’une hormone, la testostérone.

Qu ’est ce qu ’une hormone ?

C ’est une substance :

• sécrétée par une glande endocrine,

• transportée par le sang,

• qui agit sur des cellules cibles dont elle modifie le fonctionnement.

Le message hormonal est codé par les variations de concentration de l ’hormone dans le sang.

Sécrétion Transport dans le sang Fixation

Cellule endocrine

Hormone Récepteur spécifique

Cellule cible

Activité modifiée

Mode d ’action d ’une hormone

La testostérone

• Origine

• Fonctions

Apparition et du maintien des caractères sexuels secondaires masculins.

Stimule la spermatogenèse.

De plus, chez les Mammifères qui n ’appartiennent pas au groupe des primates, la testostérone régule le comportement reproducteur.

On mesure l ’activité sexuelle (nombre mensuel de tentatives d ’accouplement) d ’un bélier et son taux de testostérone pendant un an….

Dosage du taux sanguin de testostérone en fonction du temps

• Mode de sécrétion de la testostérone (Livre, p. 297)

Un dosage sanguin montre que la sécrétion de testostérone est discontinue, c ’est une sécrétion pulsatile.

Les pulses de sécrétion (toutes les 4 heures environ) compensent la dégradation naturelle de la substance :

La concentration dans le sang reste globalement constante.

Cela s ’explique, car la concentration de testostérone est contrôlée par un système régulateur...

Coupe de tubes séminifères

Cellule de Sertoli

Spermatogonies

Déplacement des cellules au cours de la spermatogenèse

Libération des spermatozoïdes mûrs dans la lumière du tube.

Cellules interstitelles ou cellules de Leydig

Sécrétion pulsatile de la testostérone dans un capillaire sanguin

Structure et fonctions du testicule Fonction de reproduction

Fonction endocrine

II La régulation de la concentration de la testostérone

1) Le contrôle hypophysaireL ’hypophyse est une glande endocrine localisée dans la tête, sous l’encéphale.

(Livre pp. 298-299)

Hypothalamus, région du cerveau

Tige hypophysaire

Hypophyse postérieure, nerveuse

Hypophyse antérieure, glandulaire

L ’hypophyse

• Disposition anatomique

• Observation médicale :

Un mauvais fonctionnement de l’hypophyse peut entraîner une stérilité.

•Les hormones de l’hypophyse antérieure

FSH

LH

• Le mode de sécrétion des hormones hypophysaires

2) Le contrôle hypothalamique

• Disposition anatomique

Hypothalamus

Tige hypophysaire

Hypophyse

Réseau de capillaires dans la tige hypophysaire

Veine porte hypophysaire

Réseau de capillaires dans l ’hypophyse

Tige hypophysaire au microscope électronique à balayage

• Données expérimentales (Livre pp. 300 et 301)

Dosage sanguin de GnRH et LH en fonction du temps

Chez un animal dont l ’hypothalamus est détruit, on mesure la concentration de LH et FSH dans deux conditions, avec une perfusion pulsatile ou une perfusion continue de GnRH.

• Le rôle de l ’hypothalamus

Schéma fonctionnel du complexe hypothalamo-hypophysaire

Neurones de l ’hypothalamus

sang

Capillaires sanguins

Cellules sécrétrices de LH ou FSH

HYPOTHALAMUS

TIGE HYPOPHYSAIRE

HYPOPHYSE ANTERIEURE

2

1

34

5

L ’hypothalamus a encore une autre fonction...

On réalise une expérience chez le bélier : ces animaux sont soumis à des durée d’éclairement (ou photopériode) variable variant de 8 à 16 h par jour, pendant plusieurs mois. En même temps, on mesure le volume testiculaire….

Doc 3 p. 303

L ’hypothalamus reçoit de nombreux messages nerveux, venant d ’autres parties du cerveau : il a un rôle intégrateur.

La perception de l ’environnement peut modifier l ’activité de l ’hypothalamus. Ainsi, chez les Mammifères non primates, l ’activité sexuelle dépend de facteurs de l ’environnement, température, photopériode… Cela permet les naissances aux saisons les moins défavorables aux jeunes.

On sait maintenant que les pulses de testostérone sont déclenchés par les pulses de LH, déclenchés par les pulses de GnRH !

Mais comment expliquer que la sécrétion de testostérone compense sa dégradation, au point de maintenir une concentration globalement constante ?

3) Le rétrocontrôle exercé par la testostérone

• Données expérimentales

Doc 1 p. 302

Témoin

Après castration

Après castration

Après castration + un implant de testostérone. En d, l ’implant est plus important qu ’en c.

LH testostérone

Encore une expérience...

Chez une souris mâle castré, on injecte de la testostérone marquée par un isotope radioactif. Puis on réalise une autoradiographie des cellules de l ’hypothalamus (figure suivante). On obtient le même résultat avec des cellules de l ’hypophyse...

• Bilan des expériences.

La testostérone exerce un rétrocontrôle inhibiteur sur l’hypothalamus et l’hypophyse.

Conclusion