Hormones et procréation humaine

a) Une hormone est une molécule sécrétée par une glande endocrine (ou des cellules endocrines) directement dans le sang. Transportée par le sang, elle agit à très faible concentration sur des cellules cibles situées à distance et modifie leur fonctionnement. C'est un messager chimique véhiculé par le sang.

b) La LH atteint toutes les cellules de l'organisme, mais une cellule ne répond à une hormone que si elle possède des récepteurs spécifiques de cette hormone. Certaines cellules du testicule (les cellules de Leydig) portent des récepteurs de la LH ; les cellules musculaires n'en ont pas. Seules les cellules cibles, dotées de récepteurs de la LH, répondent au message.

c) Hypothalamus → GnRH → hypophyse → LH et FSH → testicules → testostérone. La GnRH rejoint l'hypophyse toute proche par le sang ; LH et FSH gagnent les testicules par la circulation générale.

d) La LH stimule les cellules interstitielles (de Leydig), qui sécrètent la testostérone. La FSH agit sur les tubes séminifères et, avec la testostérone, permet la production des spermatozoïdes. LH → sécrétion de testostérone ; FSH + testostérone → spermatogenèse.

a) Le cycle ovarien se déroule dans les ovaires (croissance des follicules, ovulation, corps jaune) ; le cycle utérin se déroule dans l'utérus (règles, épaississement puis destruction de l'endomètre). Les deux sont synchronisés par les hormones ovariennes.

b) La phase lutéale dure à peu près toujours 14 jours : l'ovulation a donc lieu environ 14 jours avant les règles suivantes. Ici : 30 − 14 = 16. L'ovulation a lieu vers le jour 16.

c) La phase folliculaire va du jour 1 à l'ovulation : environ 16 jours (elle inclut les 5 jours de règles). La phase lutéale va de l'ovulation à la fin du cycle : environ 14 jours. Vérification : 16 + 14 = 30 jours.

d) Après l'ovulation, le follicule rompu se transforme en corps jaune, qui sécrète principalement de la progestérone (et des œstrogènes). Sans fécondation, il régresse en fin de cycle : la progestérone et les œstrogènes chutent, l'endomètre n'est plus maintenu et sa couche superficielle se détache. Les règles marquent le début du cycle suivant.

a) Hormonales : pilule combinée, implant, DIU hormonal, anneau vaginal (elles libèrent des hormones de synthèse). Non hormonales : DIU au cuivre, préservatif masculin, préservatif interne.

b) Seuls les préservatifs masculin et interne protègent des IST. Ce sont des barrières physiques qui empêchent le contact entre les muqueuses et les liquides (sperme, sécrétions vaginales) pouvant contenir des agents pathogènes. Les méthodes hormonales agissent sur l'ovulation, la glaire ou l'endomètre, et le DIU au cuivre agit dans l'utérus : aucune ne bloque les microbes.

c) Par exemple : l'infection par le VIH (virus), l'infection à papillomavirus (virus), la chlamydiose (bactérie). On pouvait aussi citer l'hépatite B (virus), la syphilis ou la gonococcie (bactéries).

d) Beaucoup d'IST restent longtemps sans symptômes : la chlamydiose passe souvent inaperçue, l'infection par le VIH peut être silencieuse pendant des années. Une personne infectée peut donc transmettre l'IST sans le savoir et développer des complications (infertilité liée à la chlamydiose, par exemple). Seul un dépistage permet de savoir si l'on est infecté.

a) Les lots A et B ne diffèrent que par la présence des testicules. Sans testicules, la testostéronémie passe de 4,2 ng/mL à moins de 0,1 ng/mL : elle devient quasi nulle. Les testicules sont donc la source de la testostérone.

b) 5,8 ÷ 1,3 ≈ 4,5. La LH est multipliée par environ 4,5 après la castration.

c) Dans le lot B, la disparition de la testostérone s'accompagne d'une forte hausse de la LH : la testostérone freinait donc la sécrétion de LH. Mais la castration supprime les testicules entiers ; pour savoir si c'est bien la testostérone qui agit, on regarde le lot C : chez des rats castrés, les injections de testostérone ramènent la testostéronémie à 4,0 ng/mL et la LH retombe à 1,1 u.a., valeur proche de celle des témoins. La testostérone, produite par l'organe cible de la LH, diminue la sécrétion de LH : c'est un rétrocontrôle négatif.

d) Sans hypophyse, la LH n'est plus sécrétée. Les cellules de Leydig ne sont plus stimulées et cessent de produire la testostérone. La testostéronémie chute à une valeur très basse, bien que les testicules soient présents ; la spermatogenèse s'arrête aussi, faute de FSH et de testostérone.

a) 36,9 − 36,5 = 0,4. La température s'élève en moyenne de 0,4 °C dans la seconde partie du cycle.

b) L'ovulation correspond au dernier point bas avant la montée durable : vers le jour 17. Le cycle dure 31 jours (le jour 32 est le jour 1 du suivant). Avec une phase lutéale d'environ 14 jours, on attend l'ovulation vers le jour 31 − 14 = 17. Les deux estimations concordent.

c) La hausse de température est due à la progestérone, sécrétée par le corps jaune formé après l'ovulation. Le plateau thermique dure tant que le corps jaune fonctionne.

d) Normalement, le corps jaune régresse environ 14 jours après l'ovulation : la progestérone chute, la température baisse et les règles arrivent. Ici, le plateau dure 21 jours : le corps jaune a été maintenu. L'hypothèse la plus probable est une grossesse : l'embryon sécrète de l'hCG, qui maintient le corps jaune ; la progestérone reste élevée, l'endomètre est conservé. Un test de grossesse, qui détecte l'hCG, permet de le vérifier.

a) Sans pilule, la LH atteint 52 mUI/mL : c'est le pic ovulatoire. Sous pilule, elle ne dépasse pas 4,7 mUI/mL, soit environ 11 fois moins : il n'y a plus de pic de LH. L'estradiol ovarien passe de 290 à 55 pg/mL : les follicules ne mûrissent plus.

b) Les hormones de synthèse sont présentes en permanence dans le sang et exercent un rétrocontrôle négatif sur l'hypothalamus et l'hypophyse : GnRH, LH et FSH restent basses. Faute de FSH, aucun follicule ne devient mûr, donc l'estradiol ovarien reste bas et n'atteint jamais le seuil du rétrocontrôle positif. Le pic de LH ne se produit pas, donc l'ovulation non plus.

c) La progestérone ovarienne est produite par le corps jaune, qui se forme à partir du follicule après l'ovulation. Sans ovulation, pas de corps jaune : la progestérone ovarienne reste à 0,6 ng/mL au lieu de 12.

d) La glaire cervicale reste épaisse et imperméable, sous l'effet du progestatif : elle bloque le passage des spermatozoïdes, ce qui constitue un second verrou si une ovulation se produisait malgré tout.

e) Pendant la semaine d'arrêt, les hormones de synthèse ne sont plus apportées et leur concentration chute. L'endomètre, entretenu par ces hormones, n'est plus maintenu et sa couche superficielle se détache. Ce sont des hémorragies de privation, et non des règles consécutives à une ovulation.

a) Du samedi 22 h au lundi 22 h : 48 h ; du lundi 22 h au mardi 10 h : 12 h. Délai total : 60 heures. C'est moins de 72 h : la pilule au lévonorgestrel et celle à l'ulipristal acétate (jusqu'à 120 h) sont toutes deux utilisables.

b) 101 h dépassent 72 h : le lévonorgestrel n'est plus indiqué. Restent la pilule à l'ulipristal acétate (101 h < 120 h) et la pose d'un DIU au cuivre, possible jusqu'à 5 jours, soit 120 h.

c) Les pilules d'urgence retardent ou bloquent l'ovulation. Or les spermatozoïdes peuvent survivre plusieurs jours dans les voies génitales féminines : si l'ovulation est imminente ou déjà déclenchée par le pic de LH, la pilule n'a plus le temps d'agir. Plus la prise est tardive, plus le risque que l'ovulation ait lieu est grand.

d) Une IVG interrompt une grossesse déjà installée, c'est-à-dire un embryon implanté dans l'utérus. La pilule d'urgence agit avant : elle retarde ou empêche l'ovulation et ne peut pas interrompre une grossesse installée. Ce n'est donc pas une méthode abortive.

e) Par exemple : faire un test de grossesse si les règles ont plus de quelques jours de retard ; utiliser un préservatif jusqu'aux règles suivantes, puisque l'ovulation peut n'être que retardée ; faire un dépistage des IST, le préservatif s'étant déchiré ; consulter pour choisir une contraception régulière.

1. Sans ovaires, l'estradiol devient presque indétectable (moins de 10 pg/mL) et la LH passe de 15 à 41 u.a., soit près de trois fois plus. Chez la guenon intacte, les ovaires freinaient donc la sécrétion de LH. En l'absence d'hormones ovariennes, l'axe hypothalamo-hypophysaire n'est plus freiné.

2. Chez la même guenon, un implant qui apporte seulement de l'estradiol, à faible concentration constante (65 pg/mL, valeur proche de celle d'un début de phase folliculaire), fait retomber la LH de 41 à 9 u.a. Le seul facteur modifié est l'estradiol : à faible concentration, l'estradiol diminue la sécrétion de LH, c'est un rétrocontrôle négatif.

3. 12 h après l'injection, l'estradiol est très élevé (330 pg/mL) mais la LH est basse (7 u.a.) : l'effet est encore freinateur. 40 h après, l'estradiol reste élevé (310 pg/mL) et la LH atteint 97 u.a., soit environ 6,5 fois la valeur de la guenon intacte (97 ÷ 15 ≈ 6,5) : c'est un pic. 72 h après, l'estradiol est redescendu à 120 pg/mL et la LH revient à 17 u.a. Une forte concentration d'estradiol maintenue plus d'une journée déclenche un pic de LH : c'est un rétrocontrôle positif.

4. En début de phase folliculaire, la FSH stimule la croissance de follicules qui sécrètent de l'estradiol ; à faible concentration, celui-ci freine l'axe (question 2). Le follicule dominant grossit et sécrète de plus en plus d'estradiol. Lorsque la concentration dépasse un seuil pendant environ deux jours, le rétrocontrôle devient positif (question 3) : l'hypothalamus et l'hypophyse libèrent massivement la LH. Ce pic de LH déclenche l'ovulation dans les 36 heures environ. C'est donc le follicule mûr, par sa propre sécrétion d'estradiol, qui fixe le moment de l'ovulation.

5. La conclusion ne vaut que pour une concentration élevée et prolongée. À faible concentration (implant) et même dans les premières heures après une forte dose (12 h), l'estradiol freine la LH. L'effet de l'estradiol dépend de sa concentration et de sa durée d'action : négatif la plupart du temps, positif seulement en fin de phase folliculaire.

1. Le bilan féminin est normal : l'infertilité est d'origine masculine. La concentration en spermatozoïdes (2,4 millions/mL) est environ 6,7 fois inférieure à la référence (16 ÷ 2,4 ≈ 6,7) et seuls 9 % des spermatozoïdes sont mobiles et progressifs, contre au moins 30 %. Une insémination ou une FIV classique exigent que de nombreux spermatozoïdes mobiles atteignent l'ovocyte par eux-mêmes. L'ICSI, qui injecte un seul spermatozoïde directement dans l'ovocyte, contourne ce double déficit.

2. Dans un cycle naturel, plusieurs follicules commencent à grossir sous l'effet de la FSH ; l'estradiol qu'ils sécrètent exerce un rétrocontrôle négatif qui fait baisser la FSH, et seul le follicule le plus sensible poursuit sa croissance. Les injections apportent de la FSH à forte concentration, indépendamment de ce rétrocontrôle. De nombreux follicules continuent donc leur croissance jusqu'à maturité.

3. Onze follicules mûrs sécrètent énormément d'estradiol : le rétrocontrôle positif risquerait de déclencher un pic de LH spontané et une ovulation avant la ponction ; les ovocytes seraient alors perdus. L'antagoniste empêche la GnRH d'agir sur l'hypophyse, donc il empêche tout pic de LH spontané : ce sont les médecins qui choisissent le moment de l'ovulation.

4. L'hCG, qui agit comme la LH, remplace le pic de LH : elle achève la maturation des ovocytes et déclenche le processus d'ovulation. Entre le jour 11 à 21 h et le jour 13 à 9 h, il s'écoule 36 heures. La ponction est faite juste avant la rupture des follicules, pour recueillir les ovocytes mûrs encore contenus dans les follicules.

5. Taux de fécondation : 6 ÷ 8 = 0,75, soit 75 % des ovocytes matures injectés. Transférer un seul embryon limite le risque de grossesse multiple, plus dangereuse pour la mère et les enfants ; les embryons congelés restent disponibles pour une nouvelle tentative sans nouvelle stimulation.

1. La LH passe de 4,6 à 0,3 u.a. et la FSH de 3,8 à 0,4 u.a. : les deux hormones hypophysaires s'effondrent. Les injections font monter la testostéronémie de 5,1 à 9,4 ng/mL ; cet excès renforce le rétrocontrôle négatif de la testostérone sur l'hypothalamus et l'hypophyse, qui réduisent fortement la sécrétion de GnRH, de LH et de FSH.

2. La testostérone est nécessaire à la spermatogenèse ; pourtant, alors que sa concentration sanguine augmente, la concentration en spermatozoïdes chute de 68 à 0,8 million par mL : c'est paradoxal. Le document 2 l'explique : la spermatogenèse dépend de la FSH et de la testostérone produite dans le testicule par les cellules de Leydig sous l'effet de la LH. LH presque nulle → cellules de Leydig au repos → testostérone intratesticulaire effondrée, malgré le taux sanguin élevé ; FSH presque nulle → tubes séminifères non stimulés. La spermatogenèse est donc bloquée.

3. (68 − 0,8) ÷ 68 × 100 = 67,2 ÷ 68 × 100 ≈ 98,8. La concentration a diminué d'environ 98,8 % ; avec 0,8 million par mL, elle passe sous le seuil d'efficacité de 1 million par mL.

4. Vingt semaines après l'arrêt, LH (4,4 u.a.) et FSH (3,5 u.a.) sont revenues près de leurs valeurs initiales et la concentration en spermatozoïdes remonte à 57 millions par mL, soit environ 84 % de la valeur initiale (57 ÷ 68 ≈ 0,84) : la méthode est réversible. Elle n'agit pas immédiatement : les spermatozoïdes déjà en formation (le processus dure environ 74 jours, soit plus de dix semaines) et ceux déjà stockés continuent d'être émis ; la concentration ne passe sous le seuil qu'après plusieurs semaines, ce qu'il faut contrôler par un spermogramme.

5. Cette méthode agit seulement sur la production des gamètes ; elle ne forme aucune barrière entre les muqueuses et ne bloque ni les virus ni les bactéries présents dans le sperme ou les sécrétions. Elle ne protège d'aucune IST : avec une nouvelle partenaire, le préservatif reste indispensable, au moins jusqu'à un dépistage des deux partenaires.