[PDF] TD 4 la régulation de la sécrétion des hormones sexuelles

TD 4 la régulation de la sécrétion des hormones sexuelles CORRECTION Partie 1 : chez l'Homme. • Connaissances de départ : On sait qu'à partir de la puberté - Les testicules produisent des spermatozoïdes (paroi des tubes séminifères) et de la testostérone (cellules de Leydig). - Que la testostérone est produite de façon continue mais pulsatile. Problème : quel est le rôle de la testostérone ? Hypothèse : on suppose que chez l'adulte, la testostérone contrôle la production des spermatozoïdes et l'apparition des caractères sexuels secondaires. Construisez un tableau : 1. Proposez une (ou des) expérience(s) rigoureuse(s) pour tester votre hypothèse. A partir de vos propositions... Expériences Résultats Déduction Ablation des testicules chez un individu pubère...(on supprime donc la testostérone mais aussi les tubes séminifères. !!!) î des caractères sexuels secondaires - disparition de la production des spermatozoïdes (difficile sans testicules !!!!) La testostérone, produite par les testicules, stimulerait la mise en place des caractères sexuels secondaires. PUIS...Injection de testostérone Restauration des caractères sexuels secondaires La testostérone agit bien par voie sanguine et stimule les caractères sexuels secondaires Mais vous n'avez pas démontré la stimulation de la spermatogénèse... Expériences Résultats Déduction Destruction sélective des cellules de Leydig chez un individu pubère (pas mal...supprime la testostérone ß cellules de Leydig, mais maintient les tubes séminifères.) î des caractères sexuels secondaires - disparition de la production des spermatozoïdes la testostérone, produite par les cellules de Leydig, stimule les caractères sexuels secondaires et la spermatogénèse. ...Puis injection de testostérone (on vérifie) Restauration des caractères sexuels secondaires et de la spermatogénèse La testostérone agit bien par voie sanguine et stimule les caractères sexuels secondaires et la spermatogenèse. Autre idée pertinente : Expériences Résultats Déduction Injection de testostérone à un individu prépubère (cellules de Leydig non actives et présence de tubes séminifères) î des caractères sexuels secondaires - disparition de la production des spermatozoïdes La testostérone agit bien par voie sanguine et stimule les caractères sexuels secondaires et la spermatogenèse. 2. Pour chaque expérience donnez la conséquence prévisible : " si mon hypothèse est juste, je dois obtenir comme résultats : » 3. Appelez le professeur pour obtenir les résultats de votre (vos différentes) expérience(s) et complétez votre tableau en notant vos déductions. • Nouvelles observations : Les médecins connaissent de nombreux cas de développement testiculaire insuffisant (hypogonadisme). L'atrophie des testicules es t associé e à des signes cliniques variés : st érilité, absence ou faible développement de caractères masculins ... Ces cas sont souvent dus à un déficit d'origine hypophysaire* (doc1 annexe). Il est alors possible d'améliorer l'état des malades en réalisant des injections de produits extraits de l'hypophyse. 1. Analysez ces résultats : je vois que l'activité testiculaire (spermatogenèse et production testostérone à caractères sexuels secondaires)est stimulée par l'hypophyse qui agit par voie sanguine. 2. Proposez une nouvelle hypothèse à tester. On suppose que l'hypophyse produit une hormone qui stimule les testicules. 3. Complétez les tableaux d'expériences au verso

1ière série d'expériences : quelle est l'hypothèse testée ? L'hypophyse aurait une action sur les testicules Expériences Résultats Déductions Ablation de l'hypophyse Arrêt complet du fonctionnement testiculaire L'hypophyse stimule les testicules... Injection d'extraits hypophysaires correctement dosés à un animal hypophysectomisé Reprise de la spermatogenèse et de la sécrétion de testostérone ...par voie sanguine grâce à une hormone produite en quantité précise... Injection de deux hormones correctement dosées extraites de l'hypophyse, LH et FSH, à un animal hypophysectomisé Reprise de la spermatogenèse et de la sécrétion de testostérone En fait 2 hormones : FSH et LH Bilan : quel est le rôle de l'hypophyse ? L'hypophyse stimule les testicules grâce à 2 hormones (FSH et LH) qu'elle produit en quantité précise. 2ième série d'expériences : quelle est l'hypothèse testée ? chaque hormone aurait une action précise sur les fonctions testiculaires (cellules cibles différentes) Expériences Résultats Déductions Injection de LH à un animal impubère Cellules germinales Au repos La LH stimule les cellules de Leydig à production de testostéroneà caractères sexuels secondaires. Cellules de Sertoli Peu développées Cellules de Leydig Activées Caractères sexuels secondaires Développés Injection de FSH à un animal impubère Cellules germinales Activée La FSH stimule les cellules de Sertoli qui participent à la spermatogénèse. Cellules de Sertoli Développées Cellules de Leydig Inactives Caractères sexuels secondaires Absents On rappelle que les cellules germinales sont les cellules se divisant pour donner les gamètes, les cellules de Sertoli sont les cellul es entouran t les spermatozoïdes lors de leur formation et que les cellules de Leydig sont les cellules responsables de la synthèse de testostérone. Bilan : Quels sont les rôles de la FSH et LH ? Sur quelles cellules cibles agissent-elles ? - la LH stimule les cellules de Leydig à testostérone - la FSH stimule les cellules de Sertoli à spermatogénèse 3ième série d'expériences : quelle est l'hypothèse testée ? l'hypothalamus Expérience Résultat Déductions Destruction de certains amas de neurones hypothalamiques Arrêt de la libération de LH et F SH par l'hypophyse antérieure Les neurones produisent ( ?) la F SH et LH (mais la terminai son des n eurones est loin de l'hypophyse antérieure), ils sont indispensables à cette production. Stimulation électrique de ces mêmes amas de neurones Augmentation brutale de la l ibératio n de LH et FSH par l'hypophyse L'activité électrique des neurones à ( ?) production FSH et LH (mais même remarque) Hypophyse déconnectée de l'hypothalamus par l'insertion transversale d'une lame de téflon dans la tige hypophysaire Arrêt de la libération de LH et F SH par l'hypophyse antérieure La tige hypophysaire est indispensable à la production des hormones : HT h et Hph doivent communiquer (voie sanguine ?) Prélèvement, à l'aide d'une canule très fine, de sang dans le réseau vasculaire de la tige hypophysaire Possibilité d'isoler une substance très active, la GnRH, déclenchan t la libération des gonadostimulines. Les neurones produisent une hormone ( ????) qui est véhiculée dans le syst ème sanguin de l'hypophyse et va sti muler la production de FSH et LH

Bilan : quel est le rôle de l'hypothalamus ? Comment agit-il ? L'hypothalamus stimule l'hypophyse grâce à une neurohormone (hormone produite par un neurone) : la GnRH qui est véhiculée jusqu'à l'hypophyse où elle stimule la production de FSH et LH par des cellules spécialisées. 4ième série d'expériences : quelle est l'hypothèse testée ? La destr uction d'une zone de l'hypothalamus e ntraîne un ar rêt de la sé crétio n des gonadotrophines hypophysaires. Chez un singe présentant une lésion de cette zone, on pratique des injections de GnRH (substance normalement sécrété e par cette zone) selon des modalité s variables. Les résulta ts de ces expériences sont présentés dans le tableau suivant. Expériences Résultats Mode d'administration de GnRH Taux sanguin des gonadotrophines hypophysaires Perfusion continue Nul Injection de 6 µg toutes les heures Normal Injection de 6 µg toutes les 3 heures Très faible Injection de 6 µg tous les quarts d'heure Quasi nul Injection de 0,6 µg toutes les heures Quasi nul Injection de 60 µg toutes les heures Pratiquement normal Déduction : la GnRH n'agit que si elle est sécrétée à des doses et avec une périodicité précise (6!g toutes les heures). Bilan : comment la GnRH doit-elle être produite pour être efficace ? Sa sécrétion est donc pulsatile SYNTHESE 1 : complétez le schéma de synthèse. • Nouvelles observations : On remarque que lors d'une castration d'autres paramètres sanguins sont modifiés : les taux de FSH et LH Conséquence de la castration d'un mammifère adulte : On observe les mêmes résultats pour la FSH Expérience 1 : quelle est l'hypothèse testée ? L'hypothalamus serait inhibé par la testostérone Chez un bélier, on met en place une canule permettant de prélever le sang au niveau de la tige hypophysaire. Après injection d'une forte dose de testostérone, on enregistre un arrêt des pulses de GnRH. Déduction : la testostérone inhibe bien l'activité des neurones hypothalamiques 1. Analysez cette expérience. Je vois qu'après la castration le taux de LH augmente (moyenne : 2,5à15) La LH (et FSH) est alors sécrétée de façon pulsatile : 1 pic par heure. L'injection de fortes doses de testostérone restaure une sécrétion " normale » 2. Proposez une hypothèse. La testostérone inhiberait l'activité de l'hypophyse. Sachant que la LH (et FSH)est stimulée par la sécrétion de GnRH, on peut supposer que c'est la sécrétion pulsatile de GnRH qui commande la sécrétion pulsatile de LH. L'hypothalamus serait aussi inhiber par la testostérone.

Expérience 2 : quelle est l'hypothèse testée ? Les neurones hypothalamiques seraient des cellules cibles de la testostérone Chez une souris mâle castrée, on injecte dans la circulation générale de la testostérone marquée par un isotope radioactif. On réalise ensuite une autoradiographie d'une coupe fine d'hypothalamus. Les photographies ci-dessous présentent les résultats obtenus. Déduction : Les neurones hypothalamiques sont bien des cellules cibles de la testostérone, celle-ci se fixe sur ces cellules et modifie leur activité. BILAN : quel est le rôle de la testostérone mis en évidence ? Quelles sont les cellules cibles de la testostérone ? La testostérone inhibe l'activité de l'axe hypothalamo-hypophysaire. Elle se fixe sur les neurones hypothalamique et modifie leur activité (î) cela à îde l'activité des cellules de l'hypophyse antérieurs àî de la FSH et LH = RETRO CONTROLE - SYNTHESE 2 : complétez le schéma de synthèse.

Schéma de synthèse : le contrôle hormonal du fonctionnement testiculaire HYPOTHALAMUSNeuronesHYPOPHYSECellulesFSH/LHComplexeHypothalamo-hypophysaireCaractèressexuelssecondairesSPERMATOGENESETESTICULESCellulesdeLeydigCellulesdeSertoli(paroidestubesséminifères)L'hypothalamussécrètedelaGnRHdefaçonpulsatileetstimulelasécrétiondelaFSHetLHparlescellulesdel'hypophyseantérieure.LaFSHstimulelescellulesdeSertoliquiparticipentàlaproductiondesspermatozoïdes.LaLHstimulelescellulesdeLeydigquisécrètentdelatestostéronequi-stimulelaspermatogénèseetlamiseplacedescaractèressexuelssecondaires-inhibeenretourl'activitéduCHH:c'estunretrocontrôlenégatif,latestostéronecontrôleenretoursapropresécrétionàSécrétionconstante(maisavecdespicsósécrétionpulsatiledelaGnRH)GnRH+FSH+LH+Rétrocontrôlenégatif+-Testostérone+