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Le rôle des hormones dans la reproduction

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Introduction :

La procréation permet à l’humain d’assurer sa descendance. Chez le mâle comme chez la femelle, un nombre important d’organes est impliqué dans la procréation.

Nous allons tenter de comprendre comment le fonctionnement de ceux-ci est coordonné ; par exemple, comment le cerveau entre-t-il en interaction avec les gonades ? Dans une première partie, notre attention se portera sur les molécules qui assurent ce contrôle : les hormones. Nous verrons ensuite comment ces connaissances ont permis à l’être humain de prendre le contrôle sur sa fertilité et de réguler les naissances.

Le contrôle à distance des gonades

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Rappel

Une hormone est une molécule produite par un organe et qui agit à distance sur d’autres organes, assurant ainsi une fonction de messager. En général, c’est la circulation sanguine qui assure sa distribution.

Fonction hormonale du complexe hypothalamo-hypophysaire

L’hypothalamus est une structure du système nerveux central. Il a une fonction endocrine, c’est -à-dire qu’il sécrète une hormone. Cette hormone est une neurohormone  car ce sont des neurones qui la sécrètent. Cette neurohormone est appelée GnRH (gonadotrophin releasing hormone), ou hormone de libération des gonadotrophines hypophysaires.

L’hypophyse est un organe qui, lui aussi, appartient au système nerveux central. Sa fonction endocrine est de produire la LH (luteinizing hormone) pour hormone lutéinisante et la FSH (follicular stimuling hormone) pour hormone folliculo-stimulante.

On sait que chez un individu avec un hypothalamus non-fonctionnel, l’injection de GnRH provoque la production de LH et de FSH.

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À retenir

L’hypothalamus et l’hypophyse produisent des neurohormones. La GnRH hypothalamique est à l’origine de la production de la FSH et de la LH hypophysaires.

Rôles des neurohormones chez le mâle

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Rappel

IMG01 IMG02 Titre 1 : Appareil reproducteur de l’homme en vue de profil Titre 2 : Coupe dans un testicule

Des études ont été réalisées pour comprendre le rôle des hormones de l’hypophyse : les résultats ont été recensés dans le tableau suivant.

Procédés Ablation de l’hypophyse chez un rat mâle adulte Ablation de l’hypophyse chez un rat mâle adulte + injection régulière de FSH Ablation de l’hypophyse chez un rat mâle adulte + injection régulière de LH Ablation de l’hypophyse chez un rat mâle adulte + injection régulière de LH et FSH
Résultats

  • Pas de production de spermatozoïdes
  • Pas de production de testostérone
  • Croissance des testicules, en particulier des cellules de Sertoli et reprise de la spermatogénèse
  • Pas de production de testostérone
  • Augmentation du nombre de cellules de Leydig
  • Production de testostérone
  • Pas de production de spermatozoïdes
  • Fonctionnement normal des testicules
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    À retenir

    On observe que l’ablation de l’hypophyse chez le rat mâle stoppe la production de testostérone et de spermatozoïdes.

    Afin de comprendre quelles sont les hormones en jeu pour chacune de ces fonctions, trois expériences supplémentaires sont effectuées sur des rats mâles dont l’hypophyse a été retirée.

    • La première expérience consiste en une injection régulière de FSH. On observe dans ces conditions une croissance des testicules, en particulier des cellules de Sertoli, et la reprise de la production des spermatozoïdes. En revanche, il n’y a pas de production de testostérone.
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    À retenir

    On peut en conclure que la FSH est une hormone qui permet la spermatogenèse en agissant directement sur les cellules de Sertoli.

    • La deuxième expérience consiste en une injection régulière de LH. On observe dans ces conditions une augmentation du nombre de cellules de Leydig et une production de testostérone. En revanche, il n’y a plus de production de spermatozoïdes.
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    À retenir

    On peut en conclure que la LH agit sur les cellules de Leydig, qui produisent la testostérone.

    • La troisième expérience consiste en une injection régulière de FSH et de LH. On observe alors un fonctionnement normal des testicules.
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    À retenir

    Une hypophyse fonctionnelle est indispensable à la procréation.

    • Pour résumer à l’aide du schéma ci-dessous, l’hypothalamus sécrète une neurohormone qui agit sur la fonction endocrine de l’hypophyse. Ainsi, l’hypophyse sécrète deux hormones qui sont la LH et la FSH, et qui se retrouvent dans la circulation sanguine.
    • Au niveau des testicules, la FSH est reconnue par les récepteurs sur les cellules de Sertoli qui vont alors stimuler la spermatogenèse. La LH, quant à elle, va être reconnue par les récepteurs sur les cellules de Leydig : elle stimule la sécrétion de testostérone qui elle-même favorise la spermatogenèse.

    IMG03 Rôles des neurohormones chez l’homme

    Rôles des neurohormones chez la femelle

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    Rappel

    IMG04 L’appareil génital féminin en coupe frontale

    IMG05 Cycle ovarien

    Procédés Ablation de l’hypophyse chez une rate Ablation de l’hypophyse chez une rate + injection régulière de FSH Ablation de l’hypophyse chez une rate + injection régulière de LH et FSH
    Résultats Pas de développement du follicule

    • Développement du follicule
    • Pas d’ovulation
  • Développement du follicule
  • Ovulation
    • La première expérience consiste en l’ablation de l’hypophyse d’une rate adulte. On n’observe alors aucune croissance du follicule.
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    À retenir

    On peut en conclure que l’hypophyse est impliquée dans le développement du follicule (qui contient le futur ovule).

    • La deuxième expérience consiste en l’ablation de l’hypophyse d’une rate adulte et une injection régulière de FSH. On observe alors le développement du follicule mais aucune ovulation.
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    À retenir

    On peut en conclure que la FSH permet le développement folliculaire.

    • La troisième expérience consiste en une ablation de l’hypophyse d’une rate adulte et une injection régulière de LH et de FSH. On observe alors une croissance du follicule et le retour de l’ovulation.
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    À retenir

    On peut en conclure que la LH permet l’ovulation.

    • Pour résumer à l’aide du schéma ci-dessous, la FSH stimule la maturation du follicule et la LH va déclencher l’ovulation au 14e jour du cycle. Donc l’hypophyse contrôle à distance les gonades et l’hypothalamus contrôle l’hypophyse (grâce à la GnRH, comme chez les mâles).

    IMG06 Rôle des neurohormones chez la femelle

    Le système nerveux central régule donc la fonction de reproduction. Comment ces connaissances peuvent-elles permettre de contrôler les naissances ?

    Régulation des naissances

    Le contrôle des naissances permet une régulation de celles-ci, qu’il s’agisse d’empêcher une grossesse ou de la favoriser.

    Maîtrise de la procréation

    • Contraception
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    Définition

    Contraception :

    Les techniques de contraception (mot formé des termes « contre » et « conception ») empêchent la fécondation, c’est-à-dire la rencontre des deux cellules sexuelles.

    Le tableau ci-dessous liste les principales techniques de contraception. Il en existe beaucoup d’autres.

    Effets Efficacité
    Pillule féminine Empêche temporairement l’ovulation, épaissit les sécrétions vaginales qui bloquent les spermatozoïdes 91 %
    Pillule masculine Empêche la production des spermatozoïdes 90 %
    Dispositif intra-utérin au cuivre (anciennement appelé « stérilet ») Détruit les spermatozoïdes 99,2 %
    Préservatifs externes et internes Empêche le passage des spermatozoïdes 85 à 88 %
    • Contragestion
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    Définition

    Contragestion :

    Les techniques de contragestion (contraction des mots « contre » et « gestation ») empêchent la gestation, c’est-à-dire le développement des embryons. En d’autres termes, ces techniques sont utilisées alors que la fécondation a déjà eu lieu pour empêcher une grossesse non désirée.

    Le tableau ci-dessous liste les principales techniques de contragestion.

    Effets Efficacité
    Pilule du lendemain Empêche la fixation de l’embryon à l’utérus et provoque les règles 58 à 96 % (selon le moment de la prise)
    Pilule abortive (Ru486) Provoque les règles et donc une fausse couche 95 %
    Avortement par chirurgie Opération chirurgicale qui consiste à éliminer l’embryon ou le fœtus 99,7 %
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    À retenir

    Il n’existe pas de méthode universelle pour contrôler la procréation : chacun doit choisir celle qui lui convient le mieux.

    Les préservatifs sont les seuls moyens de contraception qui sont aussi efficaces contre les Infections Sexuellement Transmissibles (IST).

    Assistance médicale à la procréation (AMP)

    Les couples qui rencontrent une infertilité disposent de différents moyens pour envisager une procréation médicalement assistée.

    • L’infertilité peut être liée à :
    • des troubles ovulatoires ;
    • l’obstruction des trompes utérines ;
    • une anomalie de la paroi de l’utérus avec une glaire cervicale non-adaptée au passage des spermatozoïdes ;
    • des spermatozoïdes peu mobiles ;
    • des spermatozoïdes anormaux ;
    • une faible concentration de spermatozoïdes dans le sperme ;
    • une obstruction des canaux déférents qui empêche la sortie des spermatozoïdes.

    Les causes peuvent être multiples. On recense notamment les pathologies touchant l’hypophyse et/ou l’hypothalamus, l’obésité, l’intoxication alcoolique chronique (alcoolisme), certaines IST, ou encore l’endométriose.

    En France, 1 couple sur 6 a des difficultés à avoir un enfant. Il existe différentes méthodes de procréation médicalement assistée :

    • la stimulation ovarienne pour les femmes ne développant pas assez d’ovules ;
    • l’insémination intra-utérine pour les hommes n’ayant pas de spermatozoïdes suffisamment mobiles pour atteindre les trompes (lieux habituels de la fécondation) ;
    • la FIVETE (fécondation in vitro et transfert d’embryon) pour les ovules non fécondables in vivo ;
    • le recours à un don de gamètes d’un tiers.

    Les lois de bioéthique encadrent strictement l’AMP, afin d’éviter les abus. Régulièrement, elles sont remises à jour pour s’adapter aux évolutions techniques et sociétales.

    Conclusion :

    Le fonctionnement des organes reproducteurs dépend du système nerveux central : la GnRH hypothalamique provoque la sécrétion de FSH et de LH hypophysaires. Quant à la FSH et à la LH, elles stimulent les productions des hormones gonadiques et la gamétogenèse.

    Les connaissances des régulations hormonales ont permis, d’une part le contrôle des naissances et, d’autre part, l’assistance médicale à la procréation.