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De la fécondation à la puberté

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Introduction :

La reproduction permet aux humains d’assurer leur descendance et donc la survie de l’espèce. Avant qu’un humain soit apte à se reproduire, ses organes reproducteurs doivent se mettre en place et devenir fonctionnels.

Quels sont les mécanismes biologiques qui permettent d’acquérir cette capacité à se reproduire ? Nous examinerons tout d’abord le lien entre patrimoine génétique et phénotype sexuel. Puis, dans un second temps, nous comparerons les fonctionnements des appareils génitaux mâle et femelle.

Du sexe chromosomique au sexe phénotypique

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Rappel

Le phénotype désigne les caractères observables d’un organisme (cf. la couleur de peau est un exemple de caractère).

Le caryotype

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Définition

Caryotype :

Le caryotype est une photographie des chromosomes d’une seule cellule. Ils y sont rangés par paires et par tailles décroissantes, à l’exception de la paire 2323.

Les caryotypes mâles et femelles se différencient par une seule paire de chromosomes (la 23e23^\text{e}). La présence de deux chromosomes X définit un caryotype femelle tandis que l’alliance d’un chromosome X et d’un chromosome Y établit un caryotype mâle.

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Astuce

Remarque :

Un individu a 50%50\,\% de chance d'être mâle ou femelle, cela dépend du chromosome porté par le gamète mâle : X ou Y.

Le schéma ci-dessous montre un caryotype présentant une variation.

Alt texte Schéma d’un caryotype d’un homme porteur d’un syndrome de Klinefelter

Les individus portant le syndrome de Klinefelter possèdent deux chromosomes X (comme un caryotype femelle) et un chromosome Y (comme un caryotype mâle). En théorie, la présence de deux chromosomes X devrait provoquer une différenciation en femelle, mais la présence du chromosome Y conduit à la mise en place d’un appareil reproducteur généralement proche du mâle.

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À retenir

La présence du chromosome Y dans le caryotype semble donc suffire à former un individu de sexe masculin.

Le sexe gonadique

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Définition

Gonade :

On appelle « gonades » les organes reproducteurs qui assurent la production des gamètes (spermatozoïdes ou ovules) : les gonades désignent donc les testicules ou les ovaires.

Les gonades apparaissent dès les premières semaines de vie de l’embryon : on parle alors de gonades dites « indifférenciées », c’est-à-dire qu’elles ont la potentialité, à terme, de donner des testicules ou des ovaires. Elles sont reliées aux zones génitales indifférenciées grâce aux canaux de Müller et aux canaux de Wolff.

appareil génital indifférencié gonade sexe gonadique Schéma de l’appareil génital indifférencié et ses évolutions femelle et mâle

Après la sixième semaine, l’apparition des gonades différenciées conduit :

  • au développement des canaux de Müller et à la dégénérescence des canaux de Wolff chez les individus de caryotype XX typiques ;
  • au développement des canaux de Wolff et à la dégénérescence des canaux de Müller chez les individus de caryotype XY typiques.

appareil génital indifférencié gonade sexe gonadique

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À retenir

SRY est un gène que l’on retrouve uniquement sur le chromosome Y, et donc chez les personnes munies d’un appareil reproducteur masculin.

Il existe des caryotypes atypiques dont certains sont représentés ci-dessous.

gène SRY rôle caryotype

Le tableau ci-dessus permet donc de constater que la présence du gène SRY suffit à déterminer le sexe gonadique mâle. En d’autres termes, la totalité du chromosome Y n’est pas responsable de cette différenciation.

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À retenir

SRY (Sex recognition Y) est le gène qui provoque la différenciation des gonades indifférenciées en testicules.

La protéine SRY contrôle deux gènes qui produisent l’AMH (anti müllerian hormone) et la testostérone : comme son nom l’indique, l’AMH détruit les canaux de Müller et la testostérone développe les canaux de Wolff.

Le gène SRY est le premier à s’exprimer mais il en existe d’autres, situés sur différents chromosomes, qui participent également à la détermination et au développement du sexe gonadique.

gonades bipotentielles sexe gonadique appareil génital indifférencié

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Définition

Hormone :

Une hormone est une molécule produite par un organe et qui agit à distance sur d’autres organes. C’est donc un messager.

  • La différenciation des appareils reproducteurs, correspondant aux caractères sexuels primaires, est donc sous contrôle héréditaire. Ainsi, à la naissance, le sexe de l’individu est en général identifié. Mais à ce stade, aucune reproduction n’est possible.

Fonctionnement de l’appareil génital chez l’adulte

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Définition

Puberté :

La puberté correspond au passage à l’âge adulte.

Les premiers signes de la puberté sont la mise en place des caractères sexuels secondaires. On observe des changements morphologiques importants : notamment des apparitions pileuses, la voix qui mue et une modification de la forme du sexe. Le thorax se développe chez les mâles, le bassin chez les femelles. Ces caractères sexuels secondaires s’accompagnent de la mise en route des caractères sexuels primaires : ainsi, le fonctionnement de l’appareil reproducteur femelle est mis en évidence par les règles et celui de l’appareil reproducteur mâle est révélé par les premières éjaculations.

  • À la fin de la puberté, l’aptitude à se reproduire est acquise.

Fonctionnement de l’appareil génital mâle

L’appareil génital mâle est composé des voies génitales internes (prostate et vésicule) et des organes génitaux externes (pénis, testicules et épididyme).

appareil génital mâle masculin pénis testicule Appareil génital mâle (vue de profil)

Les testicules sont formés de milliers de tubes séminifères qui produisent les spermatozoïdes. Le contrôle de cette production est assuré par les cellules de Sertoli. Entre les tubes séminifères se trouvent les cellules de Leydig : elles vont produire la testostérone.

testicule tube séminifère cellules de Leydig cellules de Sertoli

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À retenir

Les testicules ont une double fonction : la production des cellules sexuelles et de testostérone (hormone masculinisante).

Fonctionnement de l’appareil génital femelle

L’appareil génital femelle produit les gamètes mais peut également accueillir l’embryon en cas de fécondation. La production de gamètes est assurée par les ovaires tandis que l’utérus accueille l’embryon.

appareil génital femelle féminin Appareil génital femelle (vue de trois quarts)

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Définition

Cycle menstruel :

Un fonctionnement est qualifié de cyclique lorsqu’il se renouvelle sans arrêt dans un ordre immuable. Le cycle menstruel dure en moyenne 2828 jours et on peut le suivre à trois niveaux.

  • Cycle menstruel

Le 1er1^\text{er} jour du cycle correspond au premier jour des règles : la paroi extérieure de la muqueuse utérine est éliminée, ce qui provoque les saignements, appelés menstrues, menstruations, ou plus communément règles. Le début du cycle suivant sera donc repéré par le retour des règles.

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À retenir

Après l’arrêt des règles, la muqueuse utérine s’épaissit afin de pouvoir fixer l’éventuel œuf (résultat de la rencontre entre deux gamètes). Si aucun œuf ne se fixe, un nouveau cycle débute avec l’élimination de la muqueuse utérine.

  • Cycle de l’ovaire

cycle ovaire appareil génital femelle ovulation phase folliculaire phase lutéale

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À retenir

Le premier jour du cycle, un follicule primaire se développe : il renferme un futur ovule (cellule sexuelle de la femelle). Le 14e14^\text{e} jour, l’ovule est libéré : c’est ce que l’on nomme ovulation. Le reste du follicule se transforme en corps jaune, qui dégénère progressivement.

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Attention

Les indications de jours sont bien sûr des moyennes qui peuvent varier d’un individu à l’autre, et varient au cours du temps pour chaque personne.

  • Cycle hormonal

Les follicules produisent les œstrogènes et le corps jaune produit la progestérone. L’association de ces deux hormones permet de développer la muqueuse utérine. Les œstrogènes sont aussi à l’origine de l’ovulation. Au 28e28^\text{e} jour, la destruction du corps jaune entraîne l’arrêt de la production de la progestérone. La progestérone est une hormone présente en grande quantité durant la grossesse. C’est le principe de fonctionnement des pilules contraceptives qui stoppent l’ovulation en mimant hormonalement une grossesse, stoppant ainsi le cycle et donc les règles (des règles sont parfois artificiellement provoquées par certaines pilules).

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À retenir

L’appareil reproducteur femelle produit des hormones qui contrôlent son propre fonctionnement.

  • Les hormones permettent de synchroniser le fonctionnement des organes reproducteurs. Par exemple, elles permettent l’ovulation lorsque la muqueuse utérine est apte à fixer un embryon.

Conclusion :

Le phénotype sexuel est en grande partie déterminé par le gène SRY porté par le chromosome sexuel Y. À la puberté l’appareil génital devient fonctionnel et son activité, continue chez le mâle ou cyclique chez la femelle, dépend d’hormones à même de réguler la production des gamètes. Mâles et femelles produisent testostérone et œstrogènes, mais le taux diffère ce qui permet une régulation fine des caractéristiques sexuelles.