Devenir un homme ou une femme


PLAN du cours

 

I - La distinction des phénotypes sexuels

II - Du sexe génétique au sexe gonadique : du sexe indifférencié jusqu'à l'apparition des testicules ou des ovaires

III - Du sexe gonadique au sexe phénotypique

IV - A la puberté : apparition des caractères sexuels secondaires et fonctionnement des appareils génitaux

 

 


Le sexe des individus, visible au niveau de leur pubis est déterminé génétiquement à partir des chromosomes sexuels (= gonosomes) présents dans leurs cellules: c'est le sexe génétique. C'est aussi le sexe visible à la naissance des bébés: il s'agit des caractères sexuels primaires (présence d'un pénis et des testicules dans les bourses ou présence d'une vulve entre chez la fille).

L'acquisition d'une appareil reproducteur fonctionnel est longue et progressive depuis la naissance jusqu'à la puberté. Cet appareil génital visible et fonctionnel s'appelle le sexe phénotypique (= sexe "visible").

 

 

Le sexe génétique est déterminé par la présence de certains gènes sur les chromosomes sexuels (ici en rouge). Les chromosomes XX (= fille) ou XY (= garçon). Source :
Le sexe génétique est déterminé par la présence de certains gènes sur les chromosomes sexuels (ici en rouge). Les chromosomes XX (= fille) ou XY (= garçon). Source :

Problème : comment se met en place l'appareil génital durant la vie fœtale du futur bébé ?

 

I - La distinction des phénotypes sexuels

 

Le phénotype sexuel correspond au sexe visible chez un individu.

Lors de la fécondation, il y a fusion des gamètes : le spermatozoïde pénètre dans l'ovule et leurs noyaux fusionnent. C'est à partir de ce moment que va débuter le développement de l'individu et de son futur sexe.

 

 

L'ovule possède toujours un chromosome X (provenant de la mère) alors que le spermatozoïde peut posséder dans son noyau :

- soit un chromosome sexuel X et le bébé aura donc 2 chromosomes sexuels X (il sera XX) : ce sera une fille;

- soit un chromosome sexuel Y et le bébé aura donc 1 chromosome sexuel X et un autre Y (il sera XY) : ce sera un garçon.

On comprend donc facilement que c'est le chromosome sexuel présent dans le noyau du spermatozoïdes qui détermine le sexe du futur bébé !

C'est expliqué dans le schéma et la vidéo ci-dessous :

 

L'origine du sexe génétique : la présence (ou l'absence) du chromosome Y dans le spermatozoide. Source : maxicours
L'origine du sexe génétique : la présence (ou l'absence) du chromosome Y dans le spermatozoide. Source : maxicours

Les phénotypes sexuels mâle et femelle présente une organisation différente (on parle de dimorphisme sexuel).

 

Les hommes et les femmes se distinguent par certains caractères :

 

 

Homme

Femme

Caractéristiques chromosomiques

Chromosomes sexuels XY

Chromosomes sexuels XX

Caractéristiques anatomiques

(caractères sexuels primaires)

Testicules

Canal déférent

Pénis

Ovaires

Trompes de Fallope

Utérus

Vulve

Caractéristiques physiologiques

Fonctionnement continu de l’appareil reproducteur

Fonctionnement cyclique de l’appareil reproducteur

Des millions de spermatozoïdes à chaque éjaculation

1 seul ovocyte par cycle

Fonctionnel de la puberté à la mort

Fonctionnel de la puberté à la ménopause

Caractéristiques morphologiques

(caractères sexuels secondaires)

Pilosité pubienne, axillaire, et sur tout le corps

Musculature développée

Mue de la voix

Pilosité pubienne et axillaire

Glandes mammaires développées

Os du bassin écartés

   

 

II - Du sexe génétique au sexe gonadique : du sexe indifférencié jusqu'à l'apparition des testicules ou des ovaires

 

Jusqu’à l’âge de 6 semaines de développement, l’appareil reproducteur d’un embryon humain est à un stade indifférencié. Les gonades* ne sont ni des ovaires ni des testicules (on parle de gonade bipotentielle) : il existe à la fois les futures voies génitales féminines et masculines (ce sera le cas jusqu'à 12-14 semaines) l'individu peut donc, potentiellement, devenir un garçon ou une fille (le sexe gonadique correspond aux gonades visibles: si on a des testicules, on aura le sexe gonadique mâle; si on a des ovaires on aura le sexe gonadique femelle). Voir schéma ci-dessous :

 * Gonade: organe créant les gamètes (spermatozoïdes et ovules) comme les testicules et ovaires.

Evolution des appareils reproducteurs du garçon et de la fille de 8 à 14 semaines de gestation. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.
Evolution des appareils reproducteurs du garçon et de la fille de 8 à 14 semaines de gestation. Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

Le tableau ci-dessous détaille différents exemples d'individus avec leur caryotype, la structure de leurs chromosomes sexuels et leur apparence sexuelle. On peut conclure que, suivant les chromosomes que l'on possède on aura soit un sexe masculin (XY), soit un sexe féminin (XX) :

Quelques anomalies chromosomiques dans l’espèce humaine. Source : http://dboudeau.fr/site/?page_id=2000
Quelques anomalies chromosomiques dans l’espèce humaine. Source : http://dboudeau.fr/site/?page_id=2000

on peut conclure que :

- si l'embryon est de sexe génétique XX, les gonades se différencient à partir de la 8ème semaine et évoluent vers la 18ème semaine en un ovaire (sexe gonadique).

 

- si l'embryon est de sexe génétique XY, les gonades se différencient à partir de la 7ème semaine et évoluent vers la 16ème semaine en un testicule (sexe gonadique).

 

 

L'étude d'êtres humains porteurs d'anomalies chromosomiques et les travaux expérimentaux sur la souris ont montré que, quel que soit le nombre de chromosomes X, tous les embryons porteurs d'un chromosome Y deviennent mâles et tous ceux qui en sont dépourvus deviennent femelles.

 

C'est donc la présence du chromosome Y qui détermine le sexe masculin. Nous allons essayer de comprendre pourquoi.

 

 

Dans les années 1990, des chercheurs ont isolé certains gènes du chromosome Y. Ils ont découpé ces gènes et ils les ont insérés dans un chromosome X de souris de caryotype XX. Un gène particulier a attiré leur attention: le gène SRY. Voici l'expérience qu'ils ont réalisés et les résultats :

Insertion du gène SRY (n°1) du chromosome sexuel Y sur un chromosome sexuel X et résultats au niveau du sexe. Source: : Maxicours
Insertion du gène SRY (n°1) du chromosome sexuel Y sur un chromosome sexuel X et résultats au niveau du sexe. Source: : Maxicours

 

Résultats observés: la souris de caryotype XX (qui devrait donc être une femelle) possède des testicules et tous les caractères d'un mâle.

 

Alors que la souris de caryotype XY (qui devrait donc être un mâle) chez laquelle on a retiré le gène SRY possède des gonades mixtes, à la fois des testicules et des ovaires, et possède des caractères qui font penser à une femelle.

 

Conclusion:

on peut conclure que la détermination du sexe gonadique (c'est à dire posséder des testicules ou des ovaires) puis du phénotype sexuel (c'est-à-dire la ressemblance à un mâle ou une femelle) est déterminée par la présence du gène SRY : lorsqu'il est présent, les attributs mâles se développent. Lorsqu'il est absent ce sont les attributs femelles qui se développent.

 

Quel est le véritable rôle du gène SRY ?

 

Le chromosome Y porte le gène* appelé SRY (SRY = Sex-determining Region of Y). Au début du développement embryonnaire, les gonades sont indifférenciées, c'est-à-dire qu'elle sont  identique chez les futurs embryons mâles et femelles.

 

L'activité du gène SRY induit la création d'une protéine : la protéine TDF (Testis Determining Factor). Cette protéine est le signal de développement des gonades en testicules. D'autres gène seront activés pour créer l'appareil reproducteur mâle.

En l'absence de SRY (ou si la protéine SRY est défectueuse), la gonade se différencie en ovaire.

* gène = portion d'ADN  codant pour un caractère donné (ex: gène de la couleur des yeux).

Cascade d'activation du gène SRY et de ses effets sur la différenciation des gonades en testicules. Source : http://conceptcours.fr/www/prem_s/procre/pheno.html
Cascade d'activation du gène SRY et de ses effets sur la différenciation des gonades en testicules. Source : http://conceptcours.fr/www/prem_s/procre/pheno.html
Différenciation des gonades en testicules grâce au gène SRY et à la protéine TDF. Source : http://www.poly-prepas.com
Différenciation des gonades en testicules grâce au gène SRY et à la protéine TDF. Source : http://www.poly-prepas.com

 

 

III - Du sexe gonadique au sexe phénotypique : un déterminisme hormonal

 

A- masculinisation des voies génitales:

Au début du développement, la gonade indifférenciée est accompagnée de deux types de canaux issus des reins embryonnaires : les canaux de Wolff, potentiellement mâles, et les canaux de Müller, potentiellement femelles. Tous deux débouchent dans un sinus urogénital indifférencié. L'évolution de ces canaux est indirectement liée à l'activité du gène architecte SRY car elle dépend de la présence ou de l'absence d'hormones testiculaires.

 

La testostérone et l'hormone anti-müllérienne (AMH) contrôlent la masculinisation de l’appareil génital. La testostérone est l'hormone sexuelle mâle de l'adulte. Elle est produite par les cellules de Leydig (dans les testicules) et entraîne le développement des voies génitales mâles à partir des canaux de Wolff. L'AMH est produite par les cellules de Sertoli des tubes séminifères et provoque la disparition des canaux de Müller.

 

B - Féminisation des voies génitales

L'absence de testicule entraine la régression des cannaux de Wolf car ils ne sont pas stimulés par la testostérone. Elle entraine le développement des canaux de Muller car il n'y a pas d'AMH. Ces canaux donneront naissance à l'utérus et au vagin.

Transformation de l'appareil génital indifférencié en un appareil reproducteur mâle. Source: annabac.
Transformation de l'appareil génital indifférencié en un appareil reproducteur mâle. Source: annabac.

BILAN :

 

chez l’embryon de sexe masculin, les testicules sécrètent deux hormones :

- l’hormone anti-müllérienne (AMH) qui provoque la régression des canaux de Müller, futures voies génitales femelles,

- la testostérone qui permet le développement des canaux de Wolff en voies génitales masculines.

 

 

Chez l’embryon de sexe féminin :

- les canaux de Müller évoluent naturellement en voies génitales féminines (vagin, utérus et trompes).

- l’absence de testostérone entraîne la régression des canaux de Wolff.

 

À l'inverse, en l'absence d'hormones testiculaires, il se produit la féminisation du tractus génital. Il s'agit d'un état d'évolution spontanée du tractus génital en absence d'influence hormonale mâle. Les canaux de Müller persistent alors, tandis que les canaux de Wolff disparaissent, et les follicules ovariens commencent à se former.

 

IV - A la puberté : apparition des caractères sexuels secondaires et fonctionnement des appareils génitaux

 

A la puberté, les testicules et les ovaires deviennent fonctionnels : ils produisent des cellules reproductrices (= gamètes, spermatozoïdes et ovules) et des hormones sexuelles (testostérone par les testicules et oestrogènes et progestérone par les ovaires).

Les garçons produisent des spermatozoïdes (premières éjaculations) et le fonctionnement cyclique se met en place chez les filles (ovulations et premières règles).

Les caractères sexuels secondaires apparaissent sous l’influence des hormones sexuelles sécrétées par les testicules (testostérone) et les ovaires (œstrogènes).

Concentrations sanguines en oestrogène et testostérone au cours du temps. Source: internet.
Concentrations sanguines en oestrogène et testostérone au cours du temps. Source: internet.

Les caractères sexuels secondaires s'installent grâce à la réponse de nombreux organes cibles aux hormones sexuelles, testostérone et oestrogènes + progestérone.

 

Pour le phénotype mâle : élargissement des épaules, développement de la musculature (cf utilisation déplacée de la testostérone pour muscler les athlètes… Hommes ou femmes !), mue, pilosité axillaire et pubienne. Sous l'effet de la testostérone.

 

Pour le phénotype femelle : élargissement du bassin, développement des seins, pilosité axillaire et pubienne sous l'effet des oestrogènes.

Schéma-bilan. Source : http://theses.ulaval.ca/
Schéma-bilan. Source : http://theses.ulaval.ca/
Schéma-bilan détaillé de la différenciation sexuelle. Source : cliquer sur le schéma.
Schéma-bilan détaillé de la différenciation sexuelle. Source : cliquer sur le schéma.

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