Fiche de révision : Psychophysiologie et comportement

Plan du Cours

  1. Fonctions physiologiques et homéostasie
  2. Biologie et organisation cérébrale
  3. Gènes, hormones et cerveau
  4. Indicateurs psychophysiologiques
  5. Mémoires et langage
  6. Troubles psychiatriques
  7. Maladies neurologiques et développement
  8. Interactions du cerveau et du corps
  9. Éthologie, théorie cellulaire et organisation du vivant
  10. Taille et diversité des cellules
  11. Constitution chimique de la cellule
  12. Structure et fonctions cellulaires
  13. Métabolisme, chromosomes et mitose
  14. Méiose et spermatogenèse
  15. Ovogenèse et maturation ovocytaire
  16. Folliculogenèse et fécondation
  17. Détermination chromosomique du sexe
  18. Jumeaux, anomalies chromosomiques et hormones endocrines
  19. Axe hormonal et rétrocontrôles
  20. Fonctions hormonales du testicule
  21. Cycle ovarien et menstruel
  22. Grossesse, accouchement et lactation
  23. Contraception et contraception d’urgence

1. Fonctions physiologiques et homéostasie

Notions clés & Définitions

  • Homéostasie : L’ensemble des processus qui maintiennent les constantes physiologiques, comme la température corporelle, les taux de globules rouges et blancs et la glycémie, dans des limites compatibles avec le fonctionnement des cellules, des organes et des neurones.

★ À maîtriser

  • Les grandes fonctions physiologiques et leurs systèmes sont :
    • nutrition : systèmes digestif, respiratoire, circulatoire et urinaire
    • protection : systèmes cutané et immunitaire
    • relation : systèmes locomoteur, nerveux et endocrinien
    • reproduction : système reproducteur

Compléments

  • Les fonctions physiologiques contribuent soit à la survie de l’individu, soit à la survie de l’espèce.

2. Biologie et organisation cérébrale

Notions clés & Définitions

  • Anatomie : L’étude de la structure du corps, des tissus et des organes, qui permet de repérer des structures cérébrales associées à des comportements ou à des troubles.

★ À maîtriser

  • Les six niveaux d’organisation biologique sont :
    • chimique
    • cellulaire
    • tissulaire
    • organes
    • systèmes
    • organisme

📌 L’imagerie anatomique, comme le scanner et l’IRM anatomique, montre les structures cérébrales, tandis que l’imagerie fonctionnelle montre le cerveau en activité.

  • Le lobe occipital traite la vision ; une lésion occipitale peut provoquer une cécité corticale malgré un fonctionnement intact des yeux.

  • Le cortex moteur commande les mouvements volontaires du côté opposé du corps : le cortex moteur gauche commande notamment le bras droit, et inversement.

Compléments

  • L’IRM fonctionnelle suit l’hémoglobine qui transporte l’oxygène, tandis que la TEP utilise des traceurs radioactifs, par exemple du glucose radioactif, qui se concentrent dans les zones cérébrales actives.

  • Les quatre lobes cérébraux sont :

    • frontal
    • temporal
    • pariétal
    • occipital
  • Le cortex temporal participe à l’audition, à la gustation et à l’olfaction, tandis que le cortex somesthésique analyse la sensibilité cutanée.

  • Le cervelet coordonne les mouvements complexes, notamment ceux de la bouche, de la mâchoire, de la langue et des cordes vocales nécessaires à l’expression orale.

3. Gènes, hormones et cerveau

Notions clés & Définitions

  • Allèle : Une version particulière d’un gène, comme les différentes versions d’un gène associé à la couleur des yeux.
  • Hormone : Une molécule fabriquée par une glande, libérée dans le sang et capable d’agir à distance de son lieu de production.
  • Barrière hémato-encéphalique : La paroi très peu perméable des vaisseaux sanguins cérébraux, qui filtre les substances passant du sang au cerveau et bloque notamment les bactéries, les globules et la plupart des protéines sanguines.

★ À maîtriser

  • Chez l’être humain, les gènes sont localisés sur 46 chromosomes regroupés en 23 paires, et chaque gène occupe toujours le même chromosome d’une paire.

  • La plupart des caractères comportementaux ou psychiques dépendent de plusieurs gènes qui interagissent entre eux et avec l’environnement.

  • L’hypophyse libère plusieurs hormones, notamment des hormones liées à la fonction sexuelle, au stress et à la croissance, et elle est contrôlée par l’hypothalamus.

  • Les glandes surrénales libèrent notamment du cortisol, qui peut soutenir la vigilance et la motivation à petite dose mais devenir toxique pour le cerveau lorsqu’il est excessif et durable.

Compléments

  • L’endocrinologie est la discipline médicale qui étudie les hormones.

  • L’épiphyse produit la mélatonine, qui régule le sommeil et plus largement le rythme biologique.

  • La thyroïde intervient dans l’utilisation de l’énergie par l’organisme, tandis que le thymus contribue à l’immunité en produisant des lymphocytes et régresse avec l’âge.

  • Le pancréas produit l’insuline et le glucagon, qui ont des effets opposés dans la régulation de la glycémie.

  • Les hormones stéroïdes, notamment le cortisol et les hormones sexuelles, sont dérivées du cholestérol et traversent facilement la barrière hémato-encéphalique parce qu’elles sont lipidiques.

4. Indicateurs psychophysiologiques

★ À maîtriser

  • L’activité électrodermale est mesurée par deux électrodes : l’une envoie un faible courant et l’autre mesure sa transmission, qui augmente lorsque la peau est humide de transpiration.

  • L’activité électrodermale renseigne sur l’activité du système sympathique et ses augmentations transitoires sont associées à l’activation cérébrale dans des contextes attentionnels et émotionnels.

  • La pupillométrie mesure la dilatation de la pupille, dont les variations peuvent refléter le stress, la contagion émotionnelle ou les réponses aux erreurs et conflits cognitifs.

  • La fréquence cardiaque est calculée à partir des intervalles R-R et modulée par les systèmes sympathique et parasympathique ; ses variations peuvent refléter des changements d’activation autonome, de stress, d’attention ou de réactivité émotionnelle.

Compléments

  • La mesure électrodermale a servi de base aux premiers détecteurs de mensonges, mais son interprétation est discutée notamment à cause des différences individuelles de transpiration.

  • Une pupille dilatée est associée à l’intérêt et à l’éveil, tandis qu’une pupille rétrécie est plutôt associée à un état proche de l’endormissement, mais la luminosité peut aussi provoquer ces variations par réflexe.

  • La variabilité de la fréquence cardiaque à haute fréquence reflète l’activité parasympathique, tandis qu’à basse fréquence elle reflète plutôt l’influence sympathique.

  • La pression artérielle peut être liée au stress, comme l’illustre l’effet blouse blanche observé chez certaines personnes anxieuses lors d’une consultation médicale.

5. Mémoires et langage

★ À maîtriser

  • Les informations sensorielles, y compris les signaux internes comme la pression artérielle, la glycémie et l’acidité, sont traitées par des régions cérébrales spécialisées.

📌 La mémoire épisodique, qui concerne les événements vécus et les apprentissages, dépend des hippocampes ; la mémoire procédurale des gestes et savoir-faire dépend d’autres régions, dont les noyaux gris centraux ; la mémoire de travail dépend plutôt du cortex frontal.

  • Les hippocampes participent à la consolidation des souvenirs à long terme et à l’orientation dans l’espace.

  • La zone de Broca, généralement située dans le cortex frontal gauche, prépare et programme les phrases avant leur expression orale, écrite ou gestuelle.

  • La zone de Wernicke, située plus en arrière dans une région pariéto-temporo-occipitale, permet de comprendre ce que l’on entend, voit ou lit.

Compléments

  • Une lésion de la zone de Broca perturbe principalement la production du langage, tandis qu’une lésion de la zone de Wernicke perturbe principalement sa compréhension.

Astuce mémo

Broca prépare les phrases ; Wernicke permet de les comprendre.

6. Troubles psychiatriques

★ À maîtriser

  • Dans la dépression, l’imagerie cérébrale montre une activité accrue de l’amygdale et une hypoactivité du noyau caudé, tandis que les dosages biologiques ne permettent pas d’établir un déficit général de sérotonine caractérisant la maladie.

  • Les inhibiteurs de recapture spécifique de la sérotonine (IRSS) augmentent la quantité de sérotonine dans le cerveau et comptent parmi les antidépresseurs les plus efficaces.

  • Dans la schizophrénie, l’imagerie montre une hypoactivité du cortex frontal et les dosages révèlent une anomalie de la dopamine, qui intervient notamment dans le désir et la motricité.

Compléments

  • Les amygdales cérébrales participent au système limbique et à la gestion des émotions, en particulier de la peur ; leur hyperactivation chez des personnes dépressives est associée à l’anxiété.

  • L’effet symptomatique des antidépresseurs apparaît souvent après 2 à 3 semaines malgré la diffusion rapide de la molécule, notamment parce que les effets impliquant le BDNF et la stabilisation ou la croissance neuronale prennent du temps.

  • Les neuroleptiques ou antipsychotiques antagonisent la dopamine et ont transformé la prise en charge de la schizophrénie ; leur effet sédatif peut cependant rendre les patients très peu actifs à forte dose.

Astuce mémo

Dépression : sérotonine déficitaire ; schizophrénie : anomalie dopaminergique.

7. Maladies neurologiques et développement

★ À maîtriser

  • La chorée de Huntington débute souvent par des troubles moteurs liés à l’atteinte du noyau caudé, puis s’étend au cerveau et peut entraîner un décès par arrêt respiratoire.

  • La maladie de Huntington est génétique et dominante ; elle se déclare généralement entre 30 et 40 ans, et un parent porteur transmet le gène à chaque enfant avec une probabilité d’une naissance sur deux.

  • Dans la maladie d’Alzheimer, la dégénérescence touche notamment les hippocampes, le cortex et le système limbique, et l’incapacité à former de nouveaux souvenirs apparaît précocement, alors que les souvenirs anciens sont d’abord préservés.

📌 Les gènes déterminants entraînent la maladie chez les porteurs, tandis que les gènes de prédisposition augmentent le risque sans rendre la maladie certaine.

  • Le trouble du spectre autistique est hétérogène, et certaines personnes autistes présentent des différences de structure cérébrale, notamment au niveau du corps calleux qui relie les deux hémisphères.

Compléments

  • La maladie d’Alzheimer est associée à un déficit d’acétylcholine, neurotransmetteur impliqué dans la mémoire, la vigilance et la motricité volontaire.

  • Pour Alzheimer, deux allèles E4 du gène APOE sont associés à un risque de développer la maladie avant 85 ans estimé à environ 51 à 60 %, tandis qu’un seul allèle E4 est associé à environ 23 à 30 %, selon les estimations issues de populations d’ascendance européenne.

  • Le niveau socioculturel, les activités intellectuelles et les relations sociales sont présentés comme des facteurs susceptibles de contribuer à une réserve cognitive protectrice contre Alzheimer, tandis que l’isolement social est un facteur aggravant.

  • Le cerveau est composé d’environ 60 % de lipides en masse sèche et les acides gras insaturés sont présentés comme essentiels aux membranes biologiques et à la gaine de myéline.

  • Le syndrome du chromosome X fragile est dû à l’inhibition de la transcription du gène FMR1 situé au locus Xq27.3 et concerne principalement un seul gène, contrairement à la plupart des formes d’autisme qui sont polygéniques.

  • Les infections pendant la grossesse et le manque d’oxygène prénatal sont évoqués comme des facteurs environnementaux pouvant affecter le développement cérébral.

  • Les études récentes évoquées attribuent une origine plutôt génétique au TDAH et identifient encore peu de facteurs anténatals.

8. Interactions du cerveau et du corps

Notions clés & Définitions

  • Approche systémique : Le fait de prendre en compte plusieurs facteurs, et pas uniquement les phénomènes mentaux, pour comprendre, aider, accompagner ou rééduquer une personne.

★ À maîtriser

  • Le cerveau agit sur le corps par l’intermédiaire des muscles, des glandes et des hormones, tandis que le corps agit sur le cerveau notamment par les hormones, le système immunitaire et l’apport sanguin.

  • Le comportement de maladie comprend une baisse de la mobilité, une baisse des interactions sociales, une diminution de l’alimentation et une perturbation du sommeil, avec davantage de sommeil lent et moins de sommeil paradoxal.

  • Les cytokines libérées par les globules blancs agissent sur le cerveau et induisent le comportement de maladie, en plus de leur rôle dans l’immunité.

Compléments

  • Le stress peut déclencher ou aggraver des maladies de peau comme l’eczéma, le psoriasis, le zona et l’herpès, ainsi que des maladies cardiovasculaires et des troubles digestifs ou gastriques.

  • Le comportement de maladie économise de l’énergie pour la réponse immunitaire, car manger, socialiser et produire du sommeil paradoxal sont coûteux en énergie.

Astuce mémo

Les cytokines libérées par les globules blancs agissent sur le cerveau et déclenchent le comportement de maladie.

9. Éthologie, théorie cellulaire et organisation du vivant

Notions clés & Définitions

  • Éthologie : L’étude des mœurs animales, fondée au départ sur l’observation.
  • Ontogenèse : Le développement progressif d’un organisme depuis sa conception jusqu’à sa forme mûre, voire jusqu’à sa mort.
  • Phylogenèse : L’histoire évolutive d’une espèce ou d’un groupe d’espèces.

★ À maîtriser

  • Les quatre questions de Tinbergen concernent :

    • les causes proximales des comportements
    • les causes ultimes des comportements
    • l’ontogenèse des comportements
    • la phylogenèse des comportements
  • Lors de l’imprégnation, les oisillons s’attachent au premier objet en mouvement qu’ils rencontrent à l’éclosion, généralement leur mère mais parfois un autre animal ou un objet mobile.

  • La reproduction sexuée produit de nouvelles combinaisons génétiques grâce à la méiose, qui forme les cellules sexuelles ou gamètes.

📌 La parthénogenèse produit des descendants clones de la mère sans fécondation ni nouvelles combinaisons génétiques et ne produit que des femelles, contrairement à la reproduction sexuée.

  • Dans la parade nuptiale décrite, la femelle choisit son partenaire ; dans le combat entre mâles, le plus fort ou le plus agile gagne ; chez la mouche scorpion, la femelle s’accouple avec le mâle qui lui présente la plus grande proie.

  • L’organisation hiérarchique du vivant va de l’individu au système ou appareil, puis à l’organe, au tissu et à la cellule.

  • La théorie cellulaire repose sur trois principes :

    • Tous les êtres vivants sont constitués d’au moins une cellule.
    • La cellule est la plus petite structure présentant les propriétés du vivant.
    • Toute cellule provient d’une autre cellule.

Compléments

  • Lorenz, Von Frisch et Tinbergen ont reçu le prix Nobel en 1973 pour des travaux associés à l’éthologie.

  • Chez l’être humain, la reproduction implique généralement un rapprochement entre partenaires, sauf dans des cas comme la fécondation in vitro.

  • Les adultes modifient leurs manipulations physiques et les signaux qu’ils adressent aux enfants selon leur âge et leur sexe, notamment dans le choix des jouets.

  • Les ornements corporels liés à la sexualité ou au passage à l’âge adulte comprennent notamment les scarifications, les perforations, les modifications des oreilles ou des dents, les inclusions d’objets, les tatouages et le maquillage.

  • Les signaux de séduction mentionnés sont :

    • chez les femmes : la longueur des jambes
    • chez les femmes : le passage de la langue sur les lèvres
    • chez les femmes : la bouche
    • chez les femmes : les seins
    • chez les hommes : les épaules larges
    • chez les hommes : la taille
  • Chez les animaux, la séduction peut mobiliser la couleur ou la forme de parties du corps, comme les nageoires colorées des poissons combattants, ou des comportements comme l’offrande de nourriture.

Astuce mémo

Individu → système → organe → tissu → cellule

10. Taille et diversité des cellules

Notions clés & Définitions

  • Muqueuse : Constituée d’un tissu épithélial et d’un tissu conjonctif superposés.

★ À maîtriser

  • La taille moyenne des cellules est de l’ordre de 10 µm, et le repère de conversion est 1 µm = 0,001 mm.

  • Les bactéries mesurent 1 à 3 µm, les cellules eucaryotes 10 à 100 µm avec une moyenne de 20 µm, les virus 50 à 100 nm et les protéines environ 3 nm.

📌 Les procaryotes, comme les bactéries, mesurent 1 à 3 µm, possèdent des ribosomes mais pas d’autres organites ni de noyau délimité, tandis que les eucaryotes mesurent 10 à 100 µm et possèdent des organites membranaires ainsi qu’un noyau délimité.

Compléments

  • Les cellules humaines mesurent notamment 7 à 8 µm de diamètre pour un globule rouge, 3 µm pour un spermatozoïde et 100 à 140 µm de diamètre pour un ovule.

  • Les cellules différenciées ont des formes adaptées à leurs fonctions, par exemple arrondies pour certaines cellules sanguines, allongées pour les cellules musculaires et ramifiées pour les neurones.

  • Les cellules épithéliales sont étroitement accolées, tandis que les cellules du tissu conjonctif sont séparées par une substance interstitielle.

📌 La cytologie étudie les types de cellules et leurs constituants, tandis que l’histologie étudie les types de tissus et leurs constituants.

  • Le microscope optique atteint des grossissements de l’ordre de 1 000 fois, tandis que le microscope électronique peut atteindre 200 000 à 300 000 fois.

Astuce mémo

À l’échelle d’un immeuble, une bactérie est un homme, un virus un rat et une protéine une fourmi.

11. Constitution chimique de la cellule

★ À maîtriser

  • La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques présents à l’état naturel, et les principaux éléments des molécules organiques sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote.

  • Les glucides fournissent une énergie rapidement utilisable, et le glucose, composé de 6 carbones, est le principal carburant du cerveau et des muscles.

  • Les lipides sont insolubles dans l’eau, constituent la trame des membranes cellulaires et peuvent servir de précurseurs à des hormones stéroïdes, comme le cholestérol.

  • Les acides aminés s’associent en peptides ou en polypeptides et constituent les protéines, qui participent notamment à la structure des tissus et au transport de molécules comme l’oxygène par l’hémoglobine.

  • Les acides nucléiques ADN et ARN constituent une catégorie de macromolécules organiques qui porte l’information génétique.

Compléments

  • Un atome comprend des protons positifs et des neutrons neutres dans son noyau, ainsi que des électrons négatifs qui gravitent autour du noyau.

  • Dmitri Ivanovitch Mendeleïev conçoit le tableau périodique en 1869 pour classer les éléments chimiques selon leur masse atomique et leurs propriétés chimiques.

  • Le carbone peut former 4 liaisons chimiques, l’hydrogène 1, l’oxygène 2 et l’azote 3.

  • Les exemples de glucides cités comprennent :

    • le glucose
    • le saccharose
    • le galactose
    • le glycogène
    • l’amidon
    • la cellulose
  • Les protides contiennent du carbone, de l’hydrogène, de l’oxygène et de l’azote, parfois du soufre, et leurs unités simples sont les acides aminés.

  • Certaines protéines sont des enzymes qui catalysent les réactions biologiques, et plusieurs hormones, notamment hypophysaires et hypothalamiques, sont aussi des protéines.

📌 L’ADN porte l’information génétique et se trouve dans le noyau, tandis que l’ARN a plusieurs rôles, notamment celui de copier l’information de l’ADN pour l’utiliser à l’extérieur du noyau.

Astuce mémo

CHON : carbone, hydrogène, oxygène, azote

12. Structure et fonctions cellulaires

★ À maîtriser

  • Une cellule animale simple comporte trois grandes régions :

    • la membrane plasmique
    • le cytoplasme
    • le noyau
  • La membrane plasmique sépare l’intérieur de la cellule du milieu extérieur, participe à la compartimentation interne, permet des échanges avec le liquide interstitiel et contribue à l’union des cellules.

  • Selon le modèle de la mosaïque fluide, la membrane plasmique comprend deux couches de phospholipides, des protéines, des polysaccharides liés aux lipides ou aux protéines et du cholestérol entre les phospholipides.

  • Les ribosomes traduisent les ARN messagers en chaînes d’acides aminés, c’est-à-dire en protéines.

  • La mitochondrie est le siège de la production d’énergie par la respiration cellulaire.

Compléments

  • Le cytoplasme contient des organites spécialisés et constitue le siège d’une activité biochimique où les cellules peuvent synthétiser des composés propres à leur type.

  • Le réticulum endoplasmique participe à la synthèse de protéines destinées à être sécrétées et de protéines et lipides membranaires ; le réticulum rugueux porte des ribosomes, contrairement au réticulum lisse.

  • L’appareil de Golgi participe à la maturation, au tri et à l’acheminement des protéines et des lipides synthétisés dans la cellule.

  • Dans une cellule qui ne se divise pas, le noyau est limité par une enveloppe percée de pores et contient de la chromatine dans le nucléoplasme ainsi qu’un nucléole.

  • Lors de la division cellulaire, l’enveloppe nucléaire et le nucléole disparaissent tandis que la chromatine s’organise en chromosomes.

13. Métabolisme, chromosomes et mitose

Notions clés & Définitions

  • Métabolisme : Ensemble des transformations que subissent les substances chimiques à l’intérieur des cellules.
  • Homéostasie : Propriété des êtres vivants de maintenir leur milieu interne stable.
  • Mitose : Partage égal du matériel cellulaire en deux cellules-filles génétiquement semblables entre elles et à la cellule-mère.

★ À maîtriser

📌 L’anabolisme synthétise des molécules complexes à partir de molécules simples et consomme de l’énergie, tandis que le catabolisme dégrade des molécules complexes en molécules simples et libère de l’énergie.

📐 Formule - La respiration cellulaire transforme le glucose et le dioxygène en dioxyde de carbone, eau et énergie sous forme d’ATP : C6H12O6+6 O2→6 CO2+6 H2O+eˊnergie (ATP)\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + énergie\ (ATP)}.

  • Pendant l’interphase, l’ADN est répliqué en un stock quantitativement et qualitativement identique à l’ADN initial, ce qui double la quantité d’ADN dans le noyau avant la mitose.

  • Chaque chromosome répliqué comporte deux chromatides semblables accolées au niveau du centromère, et chaque chromatide est constituée d’ADN enroulé autour de protéines histones.

  • Le caryotype humain comprend 46 chromosomes répartis en 23 paires, avec un chromosome de chaque paire hérité du père et l’autre de la mère.

📌 Le caryotype humain comprend 44 autosomes répartis en 22 paires et deux chromosomes sexuels, XX chez la femme ou XY chez l’homme.

Compléments

  • Les enzymes sont des protéines qui catalysent les réactions du métabolisme, lequel est contrôlé par les informations génétiques portées par l’ADN.

  • La respiration cellulaire se déroule dans les mitochondries, et les glucides peuvent se transformer en glucose utilisé comme carburant de cette réaction.

  • Dans une cellule qui ne se divise pas, les chromosomes ne sont pas individualisés et l’ADN est présent dans le réseau de chromatine.

  • Au début de la mitose, la chromatine s’organise en chromosomes filiformes individualisés, qui ne sont visibles que pendant la division cellulaire.

  • Les niveaux d’organisation de l’ADN sont :

    • double hélice
    • enroulement sur les histones
    • fibre de 30 nm
    • boucles
    • rosette de 6 boucles
    • spirale de rosettes
    • chromatide condensée
  • Le nombre de chromosomes est caractéristique de l’espèce ; l’être humain en possède 46, le singe rhésus 42, le chien 78 et la souris 40.

  • Les cellules humaines ordinaires sont diploïdes (2N = 46), tandis que les spermatozoïdes et les ovules sont haploïdes (N = 23).

Astuce mémo

ADN → histones → fibre → boucles → rosette → chromatide

14. Méiose et spermatogenèse

Notions clés & Définitions

  • Méiose : Mécanisme de division qui forme les gamètes en réduisant de moitié le stock chromosomique, de 46 à 23 chromosomes chez l’humain.
  • Spermatogenèse : Ensemble des transformations qui aboutissent à la formation des spermatozoïdes dans les tubes séminifères des testicules.
  • Lignée germinale : Ensemble des cellules-mères des gamètes et des cellules qui en dérivent, par opposition aux cellules somatiques.

★ À maîtriser

  • La méiose est précédée par la réplication de l’ADN, puis la méiose I sépare les chromosomes homologues et forme deux cellules à 23 chromosomes encore constitués de deux chromatides, et la méiose II sépare les chromatides pour former quatre cellules à 23 chromosomes.

📌 La mitose comporte une division et produit deux cellules à 46 chromosomes, tandis que la méiose comporte deux divisions successives et produit quatre cellules à 23 chromosomes destinées à former les gamètes.

  • La spermatogenèse comprend quatre phases : multiplication des spermatogonies par mitoses, accroissement cytoplasmique en spermatocytes I, maturation par méiose donnant quatre spermatides par spermatocyte I, puis spermiogenèse sans division, qui différencie les spermatides en spermatozoïdes.

Compléments

  • Lors de la fécondation, l’union de deux gamètes rétablit le stock chromosomique diploïde de 46 chromosomes.

  • La répartition aléatoire des chromosomes homologues permet à une cellule humaine de former plus de 8 millions de gamètes différents (2²³).

  • Les spermatogonies apparaissent vers la 6e semaine du développement embryonnaire et restent inactives jusqu’à la puberté.

  • La spermiogenèse entraîne :

    • L’allongement de la cellule.
    • La formation de l’acrosome.
    • La formation du flagelle.
    • L’élimination du cytoplasme.
  • Le spermatozoïde mesure environ 60 µm de long et comprend une tête portant le noyau et l’acrosome, une pièce intermédiaire riche en mitochondries et une queue contenant le flagelle.

  • La spermatogenèse est continue de la puberté à un âge avancé et produit 100 à 300 millions de spermatozoïdes à chaque éjaculation.

  • À la fin de la spermatogenèse, les spermatozoïdes acquièrent leur mobilité dans les voies génitales masculines et leur pouvoir fécondant par capacitation après quelques heures dans les voies génitales féminines.

Astuce mémo

Multiplication → accroissement → méiose → spermiogenèse.

15. Ovogenèse et maturation ovocytaire

Notions clés & Définitions

  • Ovogenèse : Formation des ovules dans l’ovaire à partir des ovogonies ; contrairement à la spermatogenèse, elle aboutit à un seul ovule par ovocyte I.

★ À maîtriser

  • 🔄 La maturation ovocytaire autour de l’ovulation se déroule ainsi :
    1. Un ovocyte I achève la méiose I et forme un ovocyte II volumineux et un premier globule polaire qui dégénère.
    2. L’ovocyte II commence la méiose II, qui se bloque en métaphase II.
    3. L’ovocyte II est expulsé lors de l’ovulation, vers le 14e jour.

📌 La méiose II de l’ovocyte ne s’achève qu’après la pénétration d’un spermatozoïde, formant l’ovotide et un deuxième globule polaire qui dégénère ; sans fécondation, l’ovocyte II est éliminé.

Compléments

  • Les ovogonies se multiplient par mitoses jusqu’au septième mois de vie fœtale, période où chaque ovaire contient 3 à 3,5 millions d’ovogonies, dont beaucoup dégénèrent.

  • 🔄 Avant la naissance, l’ovogenèse suit ces étapes :

    1. Les ovogonies se multiplient par mitoses jusqu’au septième mois fœtal.
    2. L’accroissement débute entre le quatrième et le septième mois et forme les ovocytes I.
    3. La méiose I commence puis se bloque en prophase I.
    4. Environ 1 million d’ovocytes I bloqués en prophase I sont présents à la naissance.
  • Pendant l’enfance, le repos et la dégénérescence réduisent le stock à environ 400 000 ovocytes I au début de la puberté.

  • La femme libère un ovule par cycle, environ tous les 28 jours, de la puberté vers 12–14 ans à la ménopause vers 50 ans, soit 300 à 400 ovules au cours de la vie.

16. Folliculogenèse et fécondation

Notions clés & Définitions

  • Folliculogenèse : Ensemble des transformations qui conduisent du follicule primordial au follicule mûr ; elle ne devient complète qu’à partir de la puberté et dure plus de 3 mois.

★ À maîtriser

  • En général, un seul follicule atteint le stade de De Graaf ; sa rupture libère l’ovocyte II entouré de la corona radiata lors de l’ovulation.

📌 La fécondation externe unit les gamètes à l’extérieur du corps, généralement dans l’eau, tandis que la fécondation interne résulte du dépôt du liquide spermatique dans les voies génitales femelles.

  • Chez l’humain, 200 à 300 millions de spermatozoïdes déposés dans le vagin parcourent environ 25 cm à 2-3 mm/min, mais seuls 200 à 400 atteignent les trompes un peu plus d’une heure après l’émission.

  • L’ovocyte II, bloqué en métaphase II et accompagné du premier globule polaire, est entouré de la zone pellucide et de la corona radiata ; la rencontre avec le spermatozoïde a lieu dans la trompe.

  • La fécondation comprend les étapes suivantes :

    • Traversée de la corona radiata
    • Réaction acrosomique
    • Fusion des membranes
    • Blocage de la polyspermie
    • Achèvement de la méiose II
    • Formation des pronoyaux
    • Amphimixie
    • Segmentation
  • L’amphimixie mêle les 23 chromosomes paternels et les 23 chromosomes maternels pour former un zygote à 46 chromosomes.

Compléments

  • Le follicule primordial contient un ovocyte I bloqué en prophase I entouré d’une seule couche de cellules folliculaires ; environ 1 million de ces follicules sont présents à la naissance.

  • Lors du passage au follicule primaire, les cellules folliculaires se multiplient en quatre à cinq couches autour de l’ovocyte, dont l’accroissement commence à ce stade ; chaque mois, environ une douzaine de follicules primordiaux par ovaire deviennent primaires.

  • Le follicule secondaire présente une granulosa plus développée, deux thèques externes et une zone pellucide sécrétée par l’ovocyte.

  • Le follicule tertiaire se distingue par l’apparition d’une cavité appelée antrum dans la granulosa.

  • Après l’ovulation, les cellules de la granulosa et de la thèque interne prolifèrent, envahissent l’antrum et se chargent de lipides pour former le corps jaune, qui dégénère en corpus albicans en l’absence de fécondation.

  • La plupart des follicules dégénèrent par atrésie folliculaire et un seul atteint la maturité.

  • L’inversion de polarité de la membrane ovocytaire, de −60 mV à +20 mV, et la réaction corticale rendent l’ovocyte infranchissable aux autres spermatozoïdes et assurent la monospermie.

  • Les deux premières cellules apparaissent moins de 2 jours après l’amphimixie, et l’embryon de 16 cellules pénètre dans l’utérus 4 jours après celle-ci.

  • La nidation correspond à l’enfoncement de l’embryon dans l’endomètre avant la fin de la première semaine.

Astuce mémo

Corona, acrosome, fusion, blocage, méiose, pronoyaux, zygote, segmentation

17. Détermination chromosomique du sexe

Points essentiels

  • L’ovule apporte toujours 22 autosomes et un chromosome X, tandis que le spermatozoïde apporte 22 autosomes et un chromosome X ou Y.

  • La fécondation forme un zygote 44 A + XX (fille) ou 44 A + XY (garçon) ; le sexe chromosomique est déterminé dès la fécondation par le spermatozoïde fécondant.

  • La sex-ratio est d’environ 105 garçons pour 100 filles à la naissance, alors qu’à la conception elle est d’environ 120 garçons potentiels pour 100 filles.

Astuce mémo

L’ovule apporte toujours X ; le spermatozoïde apporte X ou Y

18. Jumeaux, anomalies chromosomiques et hormones endocrines

Notions clés & Définitions

  • Hormone : Une substance produite naturellement par un organe, transportée par le sang et agissant à distance sur des cellules-cibles qui possèdent des récepteurs spécifiques.
  • Non-disjonction : Une erreur de répartition des chromosomes pendant la méiose pouvant produire des gamètes contenant deux hétérosomes ou aucun.
  • Intersexualité : Un phénotype sexuel plus ou moins intermédiaire, d’origine génétique ou hormonale.

★ À maîtriser

📌 Les vrais jumeaux proviennent d’un zygote qui se sépare en deux embryons et ont la même constitution génétique et obligatoirement le même sexe, tandis que les faux jumeaux proviennent de deux ovocytes fécondés et peuvent être de sexes différents.

  • Chez les vrais jumeaux, une séparation au stade des deux blastomères donne une grossesse bichoriale et biamniotique, une séparation au stade du bouton embryonnaire une grossesse monochoriale bi- ou monoamniotique, et une séparation au stade de la ligne primitive une grossesse monochoriale et monoamniotique avec risque de jumeaux siamois.

  • Le syndrome de Klinefelter correspond à la formule 44 A + XXY, soit 47 chromosomes, et concerne un homme ; la présence d’un Y détermine le caractère masculin.

  • Le syndrome de Turner correspond à la formule 44 A + XO, soit 45 chromosomes, et concerne une femme présentant généralement un développement incomplet des organes génitaux et une stérilité.

📌 Les glandes endocrines déversent leurs sécrétions dans le sang, tandis que les glandes exocrines les déversent à l’extérieur du corps ou dans le tube digestif ; les gonades et le pancréas sont des glandes mixtes.

📌 Les hormones stéroïdes, dérivées du cholestérol et liposolubles, traversent la membrane et agissent via des récepteurs intracellulaires, tandis que les hormones non stéroïdes hydrosolubles se fixent sur des récepteurs membranaires et mobilisent des seconds messagers.

Compléments

  • Les faux jumeaux ont généralement deux placentas distincts, avec une grossesse bichoriale et biamniotique.

  • Les naissances multiples peuvent résulter de la fécondation de plusieurs ovules ou d’une combinaison de vrais et de faux jumeaux.

  • L’action des hormones stéroïdes est lente et durable, tandis que celle des hormones non stéroïdes est rapide et de courte durée.

  • Les hormones sont classées en trois groupes biochimiques :

    • Acides aminés
    • Polypeptides et protéines
    • Stéroïdes
  • Quand la glycémie augmente, le pancréas sécrète de l’insuline, qui favorise notamment le stockage du glucose dans le foie et contribue à faire baisser la glycémie.

  • Le diabète de type 2 associe une résistance des cellules à l’insuline et une fatigue du pancréas ; ses facteurs comprennent la prédisposition génétique, le sommeil, l’alimentation et la sédentarité.

Astuce mémo

Monozygotes : un zygote séparé ; dizygotes : deux ovocytes fécondés

19. Axe hormonal et rétrocontrôles

Notions clés & Définitions

  • Perturbateur endocrinien : Une substance chimique qui altère le système endocrinien en imitant, bloquant ou modifiant l’action des hormones naturelles.

★ À maîtriser

  • 🔄 L’axe hormonal suit cette chaîne :

    1. L’hypothalamus sécrète la GnRH.
    2. La GnRH stimule la sécrétion hypophysaire de FSH et de LH.
    3. La FSH et la LH agissent sur les gonades.
  • La GnRH est sécrétée de manière pulsatile par l’hypothalamus et stimule la sécrétion de FSH et de LH par l’hypophyse.

  • La FSH stimule le développement folliculaire et les sécrétions œstrogéniques chez la femme, ainsi que la spermatogenèse chez l’homme ; la LH provoque l’ovulation et soutient le corps jaune chez la femme, et stimule la production de testostérone par les cellules de Leydig chez l’homme.

  • Lorsque le taux de l’hormone finale est élevé, le rétrocontrôle négatif réduit les sécrétions hypothalamiques et hypophysaires ; lorsqu’il est bas, le rétrocontrôle diminue et ces sécrétions augmentent.

Compléments

📌 L’adénohypophyse produit et libère six hormones sous contrôle hypothalamique, tandis que la neurohypophyse stocke et libère l’ADH et l’ocytocine synthétisées par l’hypothalamus.

  • L’ADH favorise la réabsorption d’eau par les reins, la prolactine stimule la sécrétion durable du lait et l’ocytocine provoque notamment les contractions du myomètre et l’éjection du lait.

Astuce mémo

Hypothalamus → hypophyse → gonade → organe cible

20. Fonctions hormonales du testicule

★ À maîtriser

📌 Les tubes séminifères assurent la spermatogenèse avec les cellules germinales et les cellules de Sertoli, tandis que le tissu interstitiel contient les cellules de Leydig qui sécrètent la testostérone.

  • Les cellules de Sertoli sécrètent l’inhibine, une hormone protéique qui inhibe la sécrétion hypophysaire de FSH.

  • La reprise de la sécrétion d’androgènes entraîne l’installation de la spermatogenèse vers 14-15 ans.

  • La LH stimule les cellules de Leydig qui sécrètent la testostérone, tandis que la FSH stimule les cellules de Sertoli et, avec la testostérone, contrôle la spermatogenèse.

  • Les androgènes masculinisent les organes génitaux pendant le développement embryonnaire et, à partir de la puberté, développent et maintiennent les caractères sexuels primaires et secondaires, soutiennent la spermatogenèse avec la FSH, favorisent l’anabolisme et développent la libido.

Compléments

  • Les cellules de Leydig apparaissent dès la 8e semaine de la vie embryonnaire et sécrètent pendant quelques mois les androgènes nécessaires au développement de l’appareil génital mâle.

  • La testostérone exerce un rétrocontrôle négatif sur l’hypothalamus et l’hypophyse en inhibant la sécrétion de GnRH et de LH.

Astuce mémo

Sertoli : spermatogenèse et inhibine ; Leydig : testostérone

21. Cycle ovarien et menstruel

Notions clés & Définitions

  • Cycle menstruel : L’ensemble des phénomènes physiologiques qui préparent l’organisme à une éventuelle fécondation et se terminent par l’élimination des couches superficielles de l’utérus et un écoulement sanguin.

★ À maîtriser

  • Le cycle menstruel dure en moyenne 28 jours, de la puberté vers 10-15 ans à la ménopause vers 50-55 ans ; par convention, le premier jour des règles est J1.

📌 Le cycle ovarien comprend la croissance folliculaire, l’ovulation et la formation du corps jaune, tandis que le cycle utérin correspond aux transformations de l’endomètre préparant une éventuelle implantation.

  • Pendant la phase folliculaire de J1 à J13-14, les follicules croissent et les œstrogènes dominent ; l’ovulation survient vers J14, puis la phase lutéale de J15 à J28 est dominée par la progestérone et les œstrogènes du corps jaune.

  • Sans fécondation, le corps jaune dégénère en corpus albicans environ 14 jours après sa formation et un nouveau cycle commence ; avec fécondation, il persiste pendant la grossesse.

  • Le pic d’œstradiol vers J13-14 exerce un rétrocontrôle positif qui provoque les pics de GnRH, de FSH et de LH ; le pic de LH déclenche l’ovulation environ 36 heures plus tard.

📌 Une augmentation lente de l’œstradiol exerce un rétrocontrôle négatif, tandis qu’une augmentation brusque et importante exerce un rétrocontrôle positif déclenchant le pic de LH.

Compléments

  • Chez une femme d’une vingtaine d’années, près d’un millier de follicules primordiaux reprennent leur croissance au début de chaque cycle ; trois cycles plus tard, 4 à 6 follicules à antrum subsistent généralement et un seul devient follicule de De Graaf.

  • Sous l’influence des œstrogènes, l’endomètre se reconstitue après les règles ; sous celle de la progestérone, il atteint son volume maximal et ses glandes sécrètent un mucus riche en glycogène.

  • Au moment du pic d’œstrogènes, vers J13-14, la glaire cervicale devient lâche et perméable aux spermatozoïdes, tandis que la progestérone la rend imperméable en phase lutéale.

Astuce mémo

Follicule → ovulation → corps jaune → dégénérescence sans fécondation

22. Grossesse, accouchement et lactation

★ À maîtriser

  • Le placenta sécrète l’hCG, qui stimule le corps jaune ; l’hCG apparaît environ 8 jours après la fécondation, atteint un pic vers la 8e semaine et constitue la base du test de grossesse dans le sang ou l’urine maternels.

  • 🔄 Le maintien de la grossesse suit cette chaîne :

    1. Le placenta sécrète l’hCG.
    2. L’hCG maintient le corps jaune.
    3. Le corps jaune produit des œstrogènes et de la progestérone.
    4. Ces hormones soutiennent l’endomètre et inhibent la GnRH.
    5. Le développement de nouveaux follicules est empêché.
  • Lors de l’accouchement, l’étirement du col déclenche par réflexe une sécrétion d’ocytocine ; l’ocytocine et les prostaglandines stimulent les contractions, qui augmentent l’étirement jusqu’à l’expulsion du fœtus.

  • La succion du mamelon déclenche un réflexe neuro-hormonal : l’ocytocine provoque l’éjection du lait par contraction des cellules autour des acini, tandis que la prolactine stimule la sécrétion durable du lait.

Compléments

  • Le placenta met en contiguïté les sangs maternel et embryonnaire sans continuité et permet les échanges entre la mère et l’embryon.

  • La grossesse dure en moyenne 284 jours à partir du premier jour du cycle précédant la fécondation, soit 270 jours après la fécondation.

  • Pendant l’allaitement, la bêta-endorphine hypothalamique inhibe la GnRH, réduit LH et FSH et peut ainsi interrompre le cycle ovarien, donnant à l’allaitement un effet contraceptif.

Astuce mémo

Étirement du col → ocytocine → contractions → nouvel étirement

23. Contraception et contraception d’urgence

Notions clés & Définitions

  • Contragestion : Empêche l’implantation de l’embryon dans la paroi utérine sans empêcher la fécondation.

★ À maîtriser

  • Les hormones de la pilule exercent un rétrocontrôle négatif qui inhibe la GnRH et freine FSH et LH ; l’absence de pic de LH empêche la croissance folliculaire et l’ovulation.

  • La pilule du lendemain doit être prise dans les 72 heures suivant un rapport non protégé, peut être prise jusqu’à 5 jours après avec une efficacité qui diminue rapidement après les premières 24 heures, et ne peut pas interrompre une grossesse déjà implantée.

Compléments

  • La pilule combinée courante associe généralement un progestagène et une faible dose d’œstrogène pris quotidiennement pendant 21 jours du cycle.

  • La pilule peut aussi atrophier l’endomètre et rendre la glaire cervicale imperméable aux spermatozoïdes.

📌 Le stérilet au cuivre est non hormonal et empêche la nidation, le diaphragme et le préservatif bloquent le passage des spermatozoïdes, le préservatif protège aussi des IST, et la vasectomie est quasi permanente.

  • Le RU486 est un anti-progestérone qui empêche la progestérone d’agir sur la paroi utérine et entraîne l’évacuation de l’embryon implanté avec la paroi devenue impropre à l’accueillir.

  • La contraception hormonale féminine augmente le risque de thrombose ou d’embolie, surtout après 35 ans, chez les fumeuses et en présence de facteurs cardiovasculaires ; des effets possibles concernent aussi le poids, l’humeur et la libido.

Astuce mémo

Contraception : empêche l’ovulation ou la fécondation ; contragestion : empêche l’implantation

Tableaux de synthèse

Cellules procaryotes et eucaryotes

CaractéristiqueProcaryotesEucaryotes
Taille1 à 3 µm10 à 100 µm
OrganitesRibosomes seulementOrganites membranaires
Matériel génétiqueSans noyau délimitéDans un noyau délimité

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2. Une personne présente une glycémie et une température corporelle qui restent dans des limites permettant à ses cellules et à ses neurones de fonctionner. Quel processus général contribue à maintenir ces constantes ?

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Quels systèmes assurent les fonctions de nutrition ?

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