Le cycle ovarien et utérin
Le cycle ovarien et utérin
I. Schéma de l’appareil génital interne de la femme
L’appareil génital interne féminin a deux organes principaux : les ovaires et l’utérus.
On peut voir les deux ovaires en jaune. Les ovaires sont les gonades : les organes qui produisent les cellules reproductrices (aussi appelées gamètes). Chez la femme ce sont les ovules.
On voit également l’utérus, relié aux ovaires par les trompes utérines, une de chaque côté (trompes de Fallope). Cet utérus possède une paroi utérine (ou endomètre) représentée en hachuré, de chaque côté et en haut. On parle aussi de muqueuse puisqu’il s’agit d’un tissu fin, fragile, renouvelé chaque mois.
Cet endomètre concerne les parois principales de l’utérus, il est plus fin au niveau de la zone de transition qu’on appelle le col de l’utérus et il est inexistant au niveau du vagin qui se trouve sous l’utérus.
II. Rôle des ovaires
À l’intérieur de cet ovaire (en jaune) est schématisé ce qui se passe de façon cyclique, chaque mois. Le cycle de la femme dure en moyenne 28 jours. Au cours de ce cycle, l’ovaire produit un ovule (en rouge). Cet ovule est éjecté de l’ovaire au moment de l’ovulation, le jour 14 du cycle.
L’ovule est capté par la trompe utérine et il y reste pendant environ 24h. Ce sont les 24h pendant lesquelles la femme est féconde et donc on peut tomber enceinte s’il y a un rapport sexuel.
L’ovule grandit dans l’ovaire au fur et à mesure du cycle. Il est inclus dans une structure faite de cellules qui le protègent et le nourrissent. On appelle cette structure un follicule (en orange). Ce follicule grossit et finit par libérer l’ovule dans la trompe le 14e jour.
Après l’ovulation, le follicule se transforme en une structure qui s’appelle le corps jaune et ce corps jaune finit par disparaître en fin de cycle, sauf si la femme est enceinte. Dans ce cas, le corps jaune est maintenu pendant toute la fin de la grossesse.
Sur ce schéma, un seul follicule est représenté, mais dans un ovaire, il y en a un certain nombre qui sont tous à des stades différents de croissance. Ils grandissent et libèrent un ovule, et ce, à chaque cycle entre la puberté et la ménopause.
III. Fonctionnement cyclique de l’endomètre
Graphique de l’évolution de la paroi de l’endomètre au cours du cycle
L’épaisseur de l’endomètre varie en fonction des jours du cycle :
– Au début du cycle la paroi s’affine. Le “R” représente les règles. Le premier jour du cycle est le premier jour des règles. Elles durent en moyenne 5 à 7 jours et pendant les règles la paroi de l’utérus (l’endomètre) se détache et est éliminée. Elle est ensuite renouvelée. Il y a donc un amincissement de la paroi de l’utérus formée au cycle précédent, du fait de l’élimination par l’écoulement des règles au niveau du vagin.
– Dès la fin des règles la paroi se reconstruit et s’épaissit progressivement jusqu’à son épaisseur maximale aux alentours du jour 14. Épaisseur qu’elle conserve tout le reste du cycle. À l’intérieur de l’épaisseur de la paroi, des replis et des vaisseaux sanguins (en rouge) se mettent en place. Sous sa forme la plus épaisse et donc la plus irriguée (par les vaisseaux sanguins), la paroi est apte à recevoir un éventuel embryon.
En effet, si l’ovule formé au cours du cycle est fécondé dans le haut de la trompe utérine, l’embryon formé va ensuite descendre la trompe et venir s’installer dans la paroi de l’utérus puis grossir pendant les 9 mois de grossesse. Au cours de cette grossesse, l’ensemble de la paroi s’épaissit en même temps que l’embryon se développe.
Conclusion
L’ovulation a lieu au jour 14, date à laquelle la paroi de l’utérus est apte à recevoir un embryon jusqu’au jour 28. Dans la première moitié du cycle, comme la paroi s’affine puis se reconstruit, elle n’est pas apte à recevoir un éventuel embryon. Pour cette raison, on dit que les deux cycles (ovarien et utérin) sont synchronisés.
En effet, dans le corps de la femme, l’organe produisant le gamète et l’organe susceptible d’accueillir l’embryon fonctionnent de façon synchrone : ils sont tous deux prêts en même temps pour une grossesse éventuelle.
Les ovaires et d’autres organes du corps de la femme produisent des hormones (molécules chimiques) qui circulent dans le sang, ce sont des messagers qui permettent de synchroniser le cycle ovarien et le cycle utérin.
Le contrôle hormonal du cycle féminin
I. Définition d’une hormone
Une hormone est un molécule chimique qui circule dans le sang d’un individu. Ce ne sont pas forcément les mêmes hormones chez les femmes et les hommes. Ici, on parle d’hormones typiquement féminines. Cette molécule chimique est produite par un organe, qu’on appelle généralement une glande. En circulant dans le sang, elle atteint des cibles. Une cible est un organe qui possède des récepteurs à cette molécule chimique : il y est sensible et l’hormone modifie son fonctionnement quand elle l’atteint. Les hormones sont des messagers chimiques circulant dans le sang.
Comment connaît-on l’action des hormones ?
– On peut les doser par des prises de sang. Ainsi, au cours d’un cycle féminin, on peut suivre la quantité d’hormones produites au cours du temps.
– On peut faire des expériences, elles sont réalisées parfois chez d’autres mammifères (la rate, la lapine). On peut injecter des hormones ou au contraire enlever certains organes producteurs d’hormones et voir quelles conséquences cela peut avoir.
– On peut étudier certaines maladies lorsqu’une femme manque d’une hormone, en analysant les conséquences que cela peut avoir sur son cycle.
II. Fonctionnement du contrôle hormonal
A. Hormones du cerveau
Il y a un contrôle supérieur des ovaires par le cerveau (et donc indirectement de l’utérus). Il existe deux zones dans le cerveau : l’hypothalamus et l’hypophyse qui produisent des hormones intervenant dans le cycle de reproduction.
L’hypothalamus produit la GnRH qui stimule l’hypophyse. Une stimulation signifie que sous l’effet de cette première hormone l’hypophyse répond en produisant elle-même ses propres hormones.
L’hypophyse produit la LH et la FSH. Elles circulent dans le sang et n’ont pas un taux constant au cours du cycle. Ces hormones sont aussi appelées des gonadostimulines (elles ont pour rôle de stimuler les gonades : les ovaires). Les ovaires produisent des ovules, à raison d’un ovule par cycle au moment de l’ovulation (au jour 14). Sous l’effet des gonadostimulines, les ovaires produisent un ovule qui se développe au sein d’un follicule. Les hormones hypophysaires stimulent la croissance du follicule, c’est-à-dire la production de l’ovule en milieu de cycle.
B. Hormones ovariennes
Les ovaires répondent également à la stimulation qui vient du cerveau en produisant des hormones :
– les oestrogènes, produits par le follicule lui-même (plus il grossit, plus il y a d’œstrogènes),
– la progestérone, produite plutôt en deuxième partie de cycle par le corps jaune.
Ces hormones ovariennes circulent dans le sang et ont une action au niveau de l’utérus et au niveau du cerveau :
– L’action des hormones ovariennes et surtout des oestrogènes stimule l’utérus. On sait que si une femme n’a plus d’ovaires, l’utérus n’est plus correctement stimulé et l’endomètre ne se développe plus de façon cyclique. Le cycle de l’utérus est dépendant des hormones ovariennes et en particulier de l’oestradiol qui fait partie de la famille des oestrogènes. Le renouvellement cyclique de la paroi de l’utérus est donc synchrone à la production d’un ovule. Cette synchronisation est assurée par la circulation entre les deux organes d’un messager chimique, les oestrogènes.
– Les oestrogènes ont aussi une action à distance sur le cerveau et notamment sur cet ensemble hypothalamus/hypophyse. Comme c’est une réponse à un contrôle, on parle de rétrocontrôle. (Dans ce cycle, le contrôle est celui du cerveau sur les ovaires et le rétrocontrôle est celui des ovaires sur le cerveau.) Ce rétrocontrôle des ovaires vers le cerveau peut être positif (on parle de stimulation) ou négatif (on parle d’inhibition). Ainsi, les oestrogènes peuvent faciliter le fonctionnement de l’hypophyse et de l’hypothalamus ou au contraire le ralentir. Ce rétrocontrôle est positif en milieu de cycle, négatif en début et en fin de cycle.
Conclusion
Il existe un contrôle supérieur (cerveau) qui permet au gonades féminines (les ovaires) de produire un follicule par cycle. Ce follicule grandit et produit de plus en plus d’œstrogènes jusqu’à atteindre sa taille maximale au moment de l’ovulation. En grandissant, ce follicule permet la synchronisation avec le cycle de l’endomètre, il y a donc un épaississement de la paroi utérine, sur la moitié du cycle. Cette paroi arrive à sa taille maximale vers J14, quand l’ovule est prêt, lui aussi, à une éventuelle grossesse. Il existe, en plus, un rétrocontrôle des ovaires vers le cerveau, positif ou négatif.
Il y a donc un fonctionnement synchrone de différents organes et cette synchronisation est assurée par la circulation entre les organes de messagers chimiques qui sont les hormones.
Testicules et production des spermatozoïdes
I. Schéma d’un testicule à l’échelle macroscopique
Un testicule humain mesure environ 3 cm de long chez l’adulte. On dit qu’il est de forme ovoïde (un peu ovale) et ce testicule vu en coupe est relié également à des canaux :
– l’épididyme dans lequel sont stockés momentanément les spermatozoïdes,
– le canal déférent par lequel ils sont évacués.
À l’intérieur du testicule, on observe, dans l’enveloppe qui s’appelle l’albuginée, différentes poches : des lobules (en orange).
Dans ces poches se trouvent des tubes séminifères (en bleu). Plus précisément, chaque testicule contient 200 à 300 lobules et chaque lobule contient quelques tubes séminifères. Ces tubes séminifères sont les lieux précis de production des cellules reproductrices masculines : les spermatozoïdes.
II. Schéma d’une coupe transversale de tube séminifère
Un tube séminifère mesure environ 300 µm de diamètre. Il est observable au microscope en classe.
Ci-dessus, sont représentés des tubes en coupe sous forme ronde, avec au centre, une lumière qui en général est vide, et une paroi épaisse dans laquelle se trouvent des cellules :
– Les cellules de Sertoli : grosses cellules (en orange) qui occupent toute l’épaisseur de la paroi. Ce sont des cellules protectrices et nourricières qui ont aussi un rôle de production hormonale. Elles protègent la lignée germinale.
– La lignée germinale : ensemble de cellules (en jaune) qui, en se divisant, donnent naissance aux spermatozoïdes. Cette lignée germinale a une organisation particulière : les cellules qui sont le moins avancées dans le processus de division se trouvent sur les bords du tube. Plus la division cellulaire avance, plus les cellules avancent vers la lumière du tube. Au final, les spermatozoïdes se retrouvent au niveau de la lumière puis ils se détacheront de cette paroi et ils partiront. Ils rejoindront l’épididyme et le canal déférent.
III. Qu’est-ce qu’un spermatozoïde ?
Les spermatozoïdes sont des cellules très particulières de par leur contenu génétique mais aussi de par leur forme qui est très allongée. Ce sont des cellules différenciées.
– A l’avant, une tête contient le noyau et les informations génétiques. Cette tête est très réduite : elle ne contient que le noyau et quelques organites dont une vésicule à l’avant qui s’appelle l’acrosome.
– Au milieu, il y a une pièce intermédiaire, plus fine, riche en organites particuliers, les mitochondries qui permettent de produire de l’énergie utilisée lors du déplacement du spermatozoïde, qui est actif.
– A l’arrière, il y a un flagelle, on dit aussi une queue.
L’ensemble de ce spermatozoïde mesure un peu plus de 50 µm mais l’essentiel de la longueur correspond au flagelle. Le spermatozoïde est le gamète masculin, il est produit dans le tube séminifère et il se retrouve au contact de cette lumière par laquelle il quitte le tube séminifère.
IV. Production de testostérone
Sur le schéma du tube séminifère, on peut observer des vaisseaux sanguins et des cellules interstitielles ou cellules de Leydig. Ces cellules interstitielles sont productrices d’une hormone qui est déversée dans la circulation sanguine : la testostérone. La testostérone a deux rôles principaux :
– elle stimule la production de gamètes dans les tubes séminifères, on appelle cela la gamétogenèse,
– elle est responsable de tous les caractères sexuels masculins.
Conclusion
Dans les testicules, on trouve des tubes séminifères, dans lesquels se produit la gamétogenèse, c’est-à-dire la production des spermatozoïdes. Cette gamétogenèse se fait du pourtour vers le centre du tube séminifère : on dit qu’elle est centripète, elle se dirige vers le centre du tube et elle permet de donner naissance aux gamètes de l’homme.