27.3 : Développement des systèmes reproducteurs masculins et féminins
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Objectifs d'apprentissage
- Expliquer comment les tissus bipotentiels sont orientés vers le développement d'organes sexuels masculins ou féminins.
- Nommez les systèmes de canaux rudimentaires de l'embryon qui sont des précurseurs des organes sexuels internes mâles ou femelles.
- Décrire les changements hormonaux qui entraînent la puberté et les caractéristiques sexuelles secondaires des hommes et des femmes
Le développement du système reproducteur commence peu après la fécondation de l'ovule, les gonades primordiales commençant à se développer environ un mois après la conception. Le développement de la reproduction se poursuit in utero, mais il y a peu de changements dans le système reproducteur entre la petite enfance et la puberté.
Développement des organes sexuels de l'embryon et du foetus
Les femelles sont considérées comme le sexe « fondamental », c'est-à-dire que, sans trop d'incitations chimiques, tous les œufs fécondés deviendraient des femelles. Pour devenir un homme, un individu doit être exposé à la cascade de facteurs déclenchée par un seul gène du chromosome Y masculin. C'est ce que l'on appelle la SRY (région R déterminante du chromosome Y). Comme les femmes n'ont pas de chromosome Y, elles ne possèdent pas le gène SRY. Sans gène SRY fonctionnel, une personne sera une femme.
Dans les embryons mâles et femelles, le même groupe de cellules a le potentiel de se développer en gonades mâles ou femelles ; ce tissu est considéré comme bipotentiel. Le gène SRY recrute activement d'autres gènes qui commencent à développer les testicules et supprime les gènes importants pour le développement de la femme. Dans le cadre de cette cascade provoquée par la SRY, les cellules germinales des gonades bipotentielles se différencient en spermatogonies. Sans SRY, différents gènes sont exprimés, des oogonies se forment et des follicules primordiaux se développent dans l'ovaire primitif.
Peu de temps après la formation des testicules, les cellules de Leydig commencent à sécréter de la testostérone. La testostérone peut influencer les tissus qui sont bipotentiels pour devenir des structures reproductrices masculines. Par exemple, lors d'une exposition à la testostérone, les cellules qui pourraient devenir le gland du pénis ou le gland du clitoris forment le gland du pénis. Sans testostérone, ces mêmes cellules se différencient dans le clitoris.
Les tissus de l'appareil reproducteur ne sont pas tous bipotentiels. Les structures reproductrices internes (par exemple, l'utérus, les trompes utérines et une partie du vagin chez les femmes ; et l'épididyme, le canal déférent et les vésicules séminales chez les mâles) se forment à partir de l'un des deux systèmes de canaux rudimentaires de l'embryon. Pour une fonction reproductrice adéquate chez l'adulte, un ensemble de ces canaux doit se développer correctement et l'autre doit se dégrader. Chez les mâles, les sécrétions des cellules sustentaculaires déclenchent une dégradation du canal féminin, appelé canal müllérien. Dans le même temps, la sécrétion de testostérone stimule la croissance du tractus masculin, le canal de Wolffian. Sans une telle sécrétion cellulaire sustentaculaire, le canal Müllérien se développera ; sans testostérone, le canal de Wolffian se dégradera. Ainsi, la progéniture en développement sera une femelle. Pour plus d'informations et une figure de différenciation des gonades, recherchez du contenu supplémentaire sur le développement du fœtus.
Le développement sexuel se poursuit à la puberté
La puberté est le stade de développement auquel les individus atteignent la maturité sexuelle. Bien que les résultats de la puberté soient très différents pour les garçons et les filles, le contrôle hormonal du processus est très similaire. De plus, bien que le moment de ces événements varie d'une personne à l'autre, la séquence des changements qui se produisent est prévisible pour les adolescents de sexe masculin et féminin. Comme le montre la figure\(\PageIndex{1}\), une libération concertée d'hormones par l'hypothalamus (GnRH), l'hypophyse antérieure (LH et FSH) et les gonades (testostérone ou œstrogène) est responsable de la maturation du système reproducteur et du développement de caractéristiques sexuelles secondaires, qui sont des changements physiques qui jouent un rôle auxiliaire dans la reproduction.
Les premiers changements commencent vers l'âge de huit ou neuf ans, lorsque la production de LH devient détectable. La libération de LH se produit principalement la nuit pendant le sommeil et précède de plusieurs années les changements physiques de la puberté. Chez les enfants prépubères, la sensibilité du système de rétroaction négative dans l'hypothalamus et l'hypophyse est très élevée. Cela signifie que de très faibles concentrations d'androgènes ou d'œstrogènes se répercuteront négativement sur l'hypothalamus et l'hypophyse, maintenant la production de GnRH, de LH et de FSH à un faible niveau.
À l'approche de la puberté, deux changements de sensibilité se produisent. La première est une diminution de la sensibilité de l'hypothalamus et de l'hypophyse à la rétroaction négative, ce qui signifie qu'il faut des concentrations de plus en plus importantes d'hormones stéroïdes sexuelles pour arrêter la production de LH et de FSH. Le deuxième changement de sensibilité est une augmentation de la sensibilité des gonades aux signaux de la FSH et de la LH, ce qui signifie que les gonades des adultes sont plus sensibles aux gonadotrophines que celles des enfants. À la suite de ces deux changements, les taux de LH et de FSH augmentent lentement et entraînent l'élargissement et la maturation des gonades, ce qui entraîne la sécrétion de niveaux plus élevés d'hormones sexuelles et l'initiation de la spermatogenèse et de la folliculogenèse.
Outre l'âge, de nombreux facteurs peuvent influencer l'âge de la puberté, notamment la génétique, l'environnement et le stress psychologique. L'une des influences les plus importantes peut être la nutrition ; les données historiques montrent l'effet d'une alimentation meilleure et plus régulière sur l'âge des règles chez les filles aux États-Unis, qui est passé d'un âge moyen d'environ 17 ans en 1860 à l'âge actuel d'environ 12,75 ans en 1960, tel qu'il est encore aujourd'hui. Certaines études indiquent un lien entre le début de la puberté et la quantité de graisse stockée chez un individu. Cet effet est plus prononcé chez les filles, mais a été documenté chez les deux sexes. La graisse corporelle, qui correspond à la sécrétion de l'hormone leptine par les cellules adipeuses, semble jouer un rôle important dans la détermination de la ménarche. Cela peut refléter dans une certaine mesure les coûts métaboliques élevés de la gestation et de l'allaitement. Chez les filles maigres et très actives, comme les gymnastes, le début de la puberté est souvent retardé.
Signes de puberté
Les différentes concentrations d'hormones stéroïdes sexuelles entre les sexes contribuent également au développement et à la fonction des caractères sexuels secondaires. Des exemples de caractéristiques sexuelles secondaires sont répertoriés dans le tableau\(\PageIndex{1}\).
| Masculin | Femme |
|---|---|
| Augmentation de la taille du larynx et approfondissement de la voix | Dépôt de graisse, principalement dans les seins et les hanches |
| Développement musculaire accru | Développement des seins |
| Croissance des poils du visage, des axillaires et du pubis et croissance accrue des poils corporels | Élargissement du bassin et croissance des poils axillaires et pubiens |
Lorsqu'une fille atteint la puberté, le premier changement visible est généralement le développement du tissu mammaire. Ceci est suivi par la croissance des poils axillaires et pubiens. Une poussée de croissance commence normalement vers l'âge de 9 à 11 ans et peut durer deux ans ou plus. Pendant ce temps, la taille d'une fille peut augmenter de 3 pouces par an. La prochaine étape de la puberté est la ménarche, le début des règles.
Chez les garçons, la croissance des testicules est généralement le premier signe physique du début de la puberté, suivi de la croissance et de la pigmentation du scrotum et de la croissance du pénis. L'étape suivante est la croissance des poils, y compris les poils des aisselles, du pubis, de la poitrine et du visage. La testostérone stimule la croissance du larynx et l'épaississement et l'allongement des cordes vocales, ce qui entraîne une baisse de la hauteur de la voix. Les premières éjaculations fertiles apparaissent généralement vers l'âge de 15 ans, mais cet âge peut varier considérablement d'un garçon à l'autre. Contrairement à la poussée de croissance précoce observée chez les femmes, la poussée de croissance masculine survient vers la fin de la puberté, vers l'âge de 11 à 13 ans, et la taille d'un garçon peut augmenter jusqu'à 4 pouces par an. Chez certains hommes, le développement pubertaire peut se poursuivre jusqu'au début de la vingtaine.
Révision du chapitre
Les systèmes reproducteurs des mâles et des femelles commencent à se développer peu après la conception. Un gène du chromosome Y de l'homme, appelé SRY, est essentiel pour stimuler une cascade d'événements qui stimulent simultanément le développement des testicules et répriment le développement des structures féminines. La testostérone produite par les cellules de Leydig dans les testicules embryonnaires stimule le développement des organes sexuels masculins. Si la testostérone n'est pas présente, les organes sexuels féminins se développeront.
Alors que les gonades et certains autres tissus reproducteurs sont considérés comme bipotentiels, le tissu qui forme les structures reproductrices internes provient de canaux qui se transformeront uniquement en structures mâles (Wolffian) ou femelles (müllériennes). Pour pouvoir se reproduire à l'âge adulte, l'un de ces systèmes doit se développer correctement et l'autre doit se dégrader.
Le développement ultérieur du système reproducteur se produit à la puberté. L'initiation des changements qui se produisent à la puberté est le résultat d'une diminution de la sensibilité au feedback négatif dans l'hypothalamus et l'hypophyse, et d'une augmentation de la sensibilité des gonades à la stimulation de la FSH et de la LH. Ces changements entraînent une augmentation des taux d'œstrogènes ou de testostérone, respectivement chez les adolescents de sexe féminin et masculin. L'augmentation des hormones stéroïdes sexuelles entraîne la maturation des gonades et d'autres organes reproducteurs. L'initiation de la spermatogenèse commence chez les garçons et les filles commencent à ovuler et à avoir leurs règles. L'augmentation des hormones stéroïdes sexuelles entraîne également le développement de caractéristiques sexuelles secondaires telles que le développement des seins chez les filles et la croissance des poils du visage et du larynx chez les garçons.
Questions sur les liens interactifs
Le sexe du bébé est déterminé dès la conception, et les différents organes génitaux des fœtus mâles et femelles se développent à partir des mêmes tissus de l'embryon. Regardez cette animation qui compare le développement des structures des systèmes reproducteurs féminin et masculin chez un fœtus en pleine croissance. Où se situent les testicules pendant la majeure partie de la gestation ?
Réponse : Les testicules sont situés dans l'abdomen.
Questions de révision
Q Qu'est-ce qui détermine si un embryon développera des testicules ou des ovaires ?
A. glande pituitaire
B. hypothalamus
C. Chromosome Y
D. présence ou absence d'œstrogènes
Réponse : C
Q. Sans expression SRY, un embryon se développera ________.
A. Structures reproductives masculines
B. structures reproductrices féminines
C. aucune structure reproductrice
D. structures reproductrices masculines 50 % du temps et structures reproductrices féminines 50 % du temps
Réponse : B
Q. Lequel des facteurs suivants peut influencer le moment de la puberté ?
A. gènes
B. stress
C. quantité de graisse corporelle
D. tout ce qui précède
Réponse : D
Questions sur la pensée critique
Q. Déterminez les changements de sensibilité qui se produisent dans l'hypothalamus, l'hypophyse et les gonades à l'approche de la puberté chez un garçon ou une fille. Expliquez comment ces changements entraînent une augmentation des sécrétions d'hormones stéroïdes sexuelles qui entraînent de nombreux changements pubertaires.
R. À l'approche de la puberté, deux changements de sensibilité se produisent. La première est une diminution de la sensibilité de l'hypothalamus et de l'hypophyse à la rétroaction négative, ce qui signifie qu'il faut des concentrations de plus en plus importantes d'hormones stéroïdes sexuelles pour arrêter la production de LH et de FSH. Le deuxième changement de sensibilité est une augmentation de la sensibilité des gonades aux signaux de la FSH et de la LH, ce qui signifie que les gonades des adultes sont plus sensibles aux gonadotrophines que celles des enfants. À la suite de ces deux changements, les taux de LH et de FSH augmentent lentement et entraînent l'élargissement et la maturation des gonades, ce qui entraîne la sécrétion de niveaux plus élevés d'hormones sexuelles et l'initiation de la spermatogenèse et de la folliculogenèse.
Q. Expliquez comment les structures reproductrices internes des femmes et des hommes se développent à partir de deux systèmes de conduits différents.
R. Les structures reproductrices internes se forment à partir de l'un des deux systèmes de canaux rudimentaires de l'embryon. La sécrétion de testostérone stimule la croissance du tractus masculin, le canal Wolffian. Les sécrétions des cellules sustentaculaires déclenchent une dégradation du tractus féminin, le canal müllérien. Sans ces stimuli, le canal de Müllérien se développera et le canal de Wolffian se dégradera, ce qui donnera naissance à un embryon féminin.
Q. Expliquez ce qui se passerait au cours du développement du fœtus à une personne XY présentant une mutation provoquant un gène SRY non fonctionnel.
R. Si le gène SRY n'était pas fonctionnel, l'individu XY serait génétiquement un mâle, mais développerait des structures reproductrices féminines.
Lexique
- Conduit Müllérien
- système de canaux présent dans l'embryon qui finira par former les structures reproductrices internes de la femme
- puberté
- stade de la vie au cours duquel un adolescent de sexe masculin ou féminin devient anatomiquement et physiologiquement capable de se reproduire
- caractéristiques sexuelles secondaires
- caractéristiques physiques qui sont influencées par les hormones stéroïdes sexuelles et qui jouent un rôle de soutien dans la fonction reproductrice
- Conduit Wolffian
- système de canaux présent dans l'embryon qui finira par former les structures reproductrices internes de l'homme