Décrire les anatomies de la reproduction humaine mâle et femelle
A mesure que les animaux sont devenus plus complexes, des organes et des systèmes d’organes spécifiques se sont développés pour soutenir des fonctions spécifiques pour l’organisme. Les structures reproductives qui ont évolué chez les animaux terrestres permettent aux mâles et aux femelles de s’accoupler, de se féconder intérieurement et de soutenir la croissance et le développement de la progéniture.
Les tissus reproductifs des humains mâles et femelles se développent de façon similaire dans l’utérus jusqu’à ce qu’un faible niveau de l’hormone testostérone soit libéré par les gonades mâles. La testostérone entraîne la différenciation des tissus non développés en organes sexuels masculins. En l’absence de testostérone, les tissus se développent en tissus sexuels féminins. Les gonades primitives deviennent des testicules ou des ovaires. Les tissus qui produisent un pénis chez les mâles produisent un clitoris chez les femelles. Le tissu qui deviendra le scrotum chez un mâle devient les lèvres chez une femelle ; c’est-à-dire qu’il s’agit de structures homologues.
Objectifs d’apprentissage
- Décrire les anatomies reproductives humaines masculines
- Décrire les anatomies reproductives humaines féminines
- Discuter de la réponse sexuelle humaine
- Discuter des différences et des similitudes entre la spermatogenèse et l’ovogenèse
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Anatomie reproductive masculine
Figure 1. Les structures reproductives de l’homme sont représentées.
Dans le système reproductif masculin, le scrotum abrite les testicules ou testicules (singulier : testicules), y compris en fournissant un passage pour les vaisseaux sanguins, les nerfs et les muscles liés à la fonction testiculaire. Les testicules sont une paire d’organes reproducteurs masculins qui produisent des spermatozoïdes et certaines hormones reproductives. Chaque testicule mesure environ 2,5 cm sur 3,8 cm (1,5 pouce sur 1 pouce) et est divisé en lobules cunéiformes par des tissus conjonctifs appelés septa. Enroulés dans chaque coin se trouvent les tubules séminifères qui produisent les spermatozoïdes.
Les spermatozoïdes sont immobiles à la température du corps ; par conséquent, le scrotum et le pénis sont externes au corps, comme illustré dans la figure 1 afin qu’une température adéquate soit maintenue pour la motilité. Chez les mammifères terrestres, la paire de testicules doit être suspendue à l’extérieur du corps à une température inférieure d’environ 2° C à celle du corps pour produire des spermatozoïdes viables. L’infertilité peut survenir chez les mammifères terrestres lorsque les testicules ne descendent pas à travers la cavité abdominale pendant le développement du fœtus.
Question pratique
Quel est le faux énoncé suivant sur l’appareil reproducteur masculin ?
- Le canal déférent transporte les spermatozoïdes des testicules vers le pénis.
- Les spermatozoïdes mûrissent dans les tubules séminifères des testicules.
- La prostate et les glandes bulbo-urétrales produisent toutes deux des composants du sperme.
- La prostate est située dans les testicules.
Les spermatozoïdes mûrissent dans les tubules séminifères qui sont enroulés à l’intérieur des testicules, comme l’illustre la figure 1. Les parois des tubules séminifères sont constituées des spermatozoïdes en développement, les spermatozoïdes les moins développés se trouvant à la périphérie du tubule et les spermatozoïdes complètement développés dans la lumière. Les spermatozoïdes sont mélangés à des cellules “nourricières” appelées cellules de Sertoli qui protègent les cellules germinales et favorisent leur développement. D’autres cellules mélangées dans la paroi des tubules sont les cellules interstitielles de Leydig. Ces cellules produisent des niveaux élevés de testostérone une fois que le mâle atteint l’adolescence.
Lorsque les spermatozoïdes ont développé des flagelles et sont presque matures, ils quittent les testicules et entrent dans l’épididyme, illustré dans la figure 1. Cette structure ressemble à une virgule et se trouve le long de la partie supérieure et postérieure des testicules ; c’est le site de maturation des spermatozoïdes. Les spermatozoïdes quittent l’épididyme et entrent dans le canal déférent (ou ductus deferens), qui transporte les spermatozoïdes, derrière la vessie, et forme le canal éjaculateur avec le canal des vésicules séminales. Lors d’une vasectomie, une section du canal déférent est enlevée, ce qui empêche les spermatozoïdes d’être évacués du corps pendant l’éjaculation et empêche la fécondation.
Le sperme est un mélange de spermatozoïdes et de sécrétions du canal spermatique (environ 10 % du total) et de fluides provenant de glandes accessoires qui contribuent à la majeure partie du volume du sperme. Les spermatozoïdes sont des cellules haploïdes, composées d’un flagelle en guise de queue, d’un cou qui contient les mitochondries productrices d’énergie de la cellule et d’une tête qui contient le matériel génétique. La figure 2 montre une micrographie de sperme humain ainsi qu’un diagramme des parties du sperme. Un acrosome se trouve au sommet de la tête du spermatozoïde. Cette structure contient des enzymes lysosomales capables de digérer les enveloppes protectrices qui entourent l’ovule pour aider le spermatozoïde à pénétrer et à féconder l’ovule. Un éjaculat contiendra de deux à cinq millilitres de liquide avec de 50 à 120 millions de spermatozoïdes par millilitre.
Figure 2. Les spermatozoïdes humains, visualisés par microscopie électronique à balayage, possèdent un flagelle, un cou et une tête. (crédit b : modification du travail de Mariana Ruiz Villareal ; données de la barre d’échelle de Matt Russell)
La majeure partie du sperme provient des glandes accessoires associées au système reproducteur masculin. Il s’agit des vésicules séminales, de la prostate et de la glande bulbo-urétrale, toutes illustrées dans la figure 1. Les vésicules séminales sont une paire de glandes situées le long du bord postérieur de la vessie urinaire. Les glandes produisent une solution épaisse, jaunâtre et alcaline. Comme les spermatozoïdes ne sont mobiles que dans un environnement alcalin, un pH basique est important pour inverser l’acidité de l’environnement vaginal. La solution contient également du mucus, du fructose (un nutriment mitochondrial du sperme), une enzyme coagulante, de l’acide ascorbique et des hormones à action locale appelées prostaglandines. Les glandes de la vésicule séminale représentent 60 % de la masse du sperme.
Le pénis, illustré dans la figure 1, est un organe qui draine l’urine de la vessie rénale et fonctionne comme un organe copulatoire pendant les rapports sexuels. Le pénis contient trois tubes de tissu érectile qui courent sur toute la longueur de l’organe. Il s’agit d’une paire de tubes sur la face dorsale, appelée corps caverneux, et d’un seul tube de tissu sur la face ventrale, appelé corps spongieux. Ce tissu va se gorger de sang, devenir érigé et dur, en vue du rapport sexuel. L’organe est inséré dans le vagin et culmine avec une éjaculation. Pendant le rapport, les sphincters musculaires lisses de l’ouverture de la vessie rénale se ferment et empêchent l’urine de pénétrer dans le pénis. L’orgasme est un processus en deux étapes : d’abord, les glandes et les organes accessoires reliés aux testicules se contractent, puis le sperme (contenant les spermatozoïdes) est expulsé par l’urètre lors de l’éjaculation. Après le rapport sexuel, le sang s’écoule du tissu érectile et le pénis devient flasque.
La prostate, en forme de noix, entoure l’urètre, la connexion avec la vessie urinaire. Elle possède une série de courts conduits qui se connectent directement à l’urètre. La glande est un mélange de muscle lisse et de tissu glandulaire. Le muscle fournit une grande partie de la force nécessaire à l’éjaculation. Le tissu glandulaire produit un fluide fin et laiteux qui contient du citrate (un nutriment), des enzymes et l’antigène spécifique de la prostate (PSA). Le PSA est une enzyme protéolytique qui aide à liquéfier l’éjaculat plusieurs minutes après sa libération par l’homme. Les sécrétions de la prostate représentent environ 30 % de la masse du sperme.
La glande bulbo-urétrale, ou glande de Cowper, libère sa sécrétion avant la libération de la masse du sperme. Elle neutralise tout résidu acide dans l’urètre laissé par l’urine. Cela représente généralement quelques gouttes de liquide dans l’éjaculat total et peut contenir quelques spermatozoïdes. Le retrait du pénis du vagin avant l’éjaculation pour éviter une grossesse peut ne pas fonctionner si des spermatozoïdes sont présents dans les sécrétions de la glande bulbo-urétrale. L’emplacement et les fonctions des organes reproducteurs masculins sont résumés dans le tableau 1.
| Tableau 1. Anatomie des organes reproducteurs masculins | ||
|---|---|---|
| Organe | Localisation | Fonction |
| Scrotum | Externe | Porter et soutenir les testicules |
| Pénis | Externe | Délivrer l’urine, organe de copulation |
| Testes | Internes | Produire des spermatozoïdes et des hormones mâles |
| Seminal Vésicules | Internes | Contribuent à la production de sperme |
| Glandes prostatiques | Internes | Contribuent à la production du sperme |
| Glandes bulbo-urétrales | Internes | Nettoient l’urètre lors de l’éjaculation |
Anatomie reproductive féminine
Un certain nombre de structures reproductives sont extérieures au corps de la femme. Il s’agit notamment des seins et de la vulve, qui se compose du monstre pubien, du clitoris, des grandes et petites lèvres et des glandes vestibulaires, tous illustrés à la figure 3. L’emplacement et les fonctions des organes reproducteurs féminins sont résumés dans le tableau 2. La vulve est une zone associée au vestibule qui comprend les structures que l’on trouve dans la région inguinale (aine) des femmes. Le monstre pubien est une zone ronde et graisseuse qui recouvre la symphyse pubienne. Le clitoris est une structure dotée de tissu érectile qui contient un grand nombre de nerfs sensoriels et sert de source de stimulation pendant les rapports sexuels. Les grandes lèvres sont une paire de plis allongés de tissu qui s’étendent vers l’arrière du monseigneur pubien et entourent les autres composants de la vulve. Les grandes lèvres sont issues du même tissu qui produit le scrotum chez l’homme. Les petites lèvres sont de fins plis de tissu situés au centre des grandes lèvres. Ces lèvres protègent les ouvertures du vagin et de l’urètre. Le monstre pubien et la partie antérieure des grandes lèvres se couvrent de poils à l’adolescence ; les petites lèvres sont glabres. Les grandes glandes vestibulaires se trouvent sur les côtés de l’ouverture vaginale et assurent la lubrification pendant les rapports sexuels.
Figure 3. Les structures reproductives de la femme humaine sont représentées. (crédit a : modification du travail par Gray’s Anatomy ; crédit b : modification du travail par CDC)
| Tableau 2. Anatomie des organes reproducteurs féminins | |||
|---|---|---|---|
| Organe | Localisation | Fonction | |
| Clitoris | Externe | Organe sensoriel | |
| Mons pubis | Externe | Surface graisseuse recouvrant l’os pubien | . os pubien |
| Labia majora | External | Couvre les petites lèvres | |
| Labia minora | External | Couvre le vestibule | |
| Grandes glandes vestibulaires | External | Sécrète du mucus ; lubrifier le vagin | |
| Mammaire | Externe | Produire et délivrer le lait | |
| Ovaires | Interne | Porter et développer les oeufs | |
| Oviductes (trompes de Fallope) | D’où proviennent les oeufs. de Fallope) | Internes | Transportent les oeufs vers l’utérus |
| Utérus | Internes | Supportent l’embryon en développement | |
| Vagin | Internes | Trajet commun pour les rapports sexuels, le canal de naissance, le passage du flux menstruel | |
Les seins sont constitués de glandes mammaires et de graisse. La taille du sein est déterminée par la quantité de graisse déposée derrière la glande. Chaque glande est constituée de 15 à 25 lobes qui possèdent des conduits qui se déversent au niveau du mamelon et qui fournissent à l’enfant allaité un lait riche en nutriments et en anticorps pour favoriser son développement et le protéger.
Les structures reproductives féminines internes comprennent les ovaires, les oviductes, l’utérus et le vagin, illustrés dans la figure 3. La paire d’ovaires est maintenue en place dans la cavité abdominale par un système de ligaments. Les ovaires se composent d’une moelle et d’un cortex : la moelle contient des nerfs et des vaisseaux sanguins qui alimentent le cortex en nutriments et éliminent les déchets. Les couches externes de cellules du cortex sont les parties fonctionnelles des ovaires. Le cortex est constitué de cellules folliculaires qui entourent les ovules qui se développent pendant le développement fœtal in utero. Pendant la période menstruelle, un lot de cellules folliculaires se développe et prépare les ovules à être libérés. Au moment de l’ovulation, un follicule se rompt et un ovule est libéré, comme l’illustre la figure 4a.
Figure 4. Les ovocytes se développent dans (a) des follicules, situés dans l’ovaire. Au début du cycle menstruel, le follicule arrive à maturité. Au moment de l’ovulation, le follicule se rompt, libérant l’ovule. Le follicule devient un corps jaune, qui finit par dégénérer. Le follicule (b) de cette micrographie optique contient un ovocyte en son centre. (crédit a : modification des travaux des NIH ; données de la barre d’échelle de Matt Russell)
Les oviductes, ou trompes de Fallope, s’étendent de l’utérus dans la cavité abdominale inférieure jusqu’aux ovaires, mais ils ne sont pas en contact avec les ovaires. Les extrémités latérales des oviductes s’évasent en une structure en forme de trompette et possèdent une frange de projections en forme de doigts appelées fimbriae, illustrées à la figure 4b. Lorsqu’un ovule est libéré lors de l’ovulation, les fimbrae aident l’ovule non mobile à entrer dans la trompe et à passer dans l’utérus. Les parois des oviductes sont ciliées et sont constituées principalement de muscles lisses. Les cils battent vers le milieu, et le muscle lisse se contracte dans la même direction, déplaçant l’ovule vers l’utérus. La fécondation a généralement lieu dans les oviductes et l’embryon en développement est déplacé vers l’utérus pour se développer. Il faut généralement une semaine à l’ovule ou à l’embryon pour traverser l’oviducte. La stérilisation chez la femme s’appelle une ligature des trompes ; elle est analogue à une vasectomie chez l’homme en ce sens que les oviductes sont sectionnés et scellés.
L’utérus est une structure de la taille du poing d’une femme. Il est tapissé d’un endomètre riche en vaisseaux sanguins et en glandes à mucus. L’utérus soutient le développement de l’embryon et du fœtus pendant la gestation. La partie la plus épaisse de la paroi de l’utérus est constituée de muscles lisses. Les contractions du muscle lisse de l’utérus facilitent le passage du bébé dans le vagin pendant le travail. Une partie de la muqueuse de l’utérus se détache à chaque période menstruelle, puis se reconstitue en vue d’une implantation. Une partie de l’utérus, appelée col de l’utérus, fait saillie dans le haut du vagin. Le col de l’utérus fonctionne comme le canal de naissance.
Le vagin est un tube musculaire qui a plusieurs fonctions. Il permet au flux menstruel de quitter le corps. Il est le réceptacle du pénis pendant les rapports sexuels et le vaisseau pour l’accouchement de la progéniture. Il est tapissé de cellules épithéliales pavimenteuses stratifiées pour protéger les tissus sous-jacents.
Réaction sexuelle
La réponse sexuelle chez les humains est à la fois psychologique et physiologique. Les deux sexes connaissent une excitation sexuelle par le biais d’une stimulation psychologique et physique. La réponse sexuelle comporte quatre phases. Au cours de la première phase, appelée excitation, la vasodilatation entraîne une vasocongestion des tissus érectiles chez l’homme et la femme. Les mamelons, le clitoris, les lèvres et le pénis se gorgent de sang et s’agrandissent. Des sécrétions vaginales sont libérées pour lubrifier le vagin et faciliter les rapports sexuels. Au cours de la deuxième phase, appelée plateau, la stimulation se poursuit, le tiers externe de la paroi vaginale s’agrandit de sang, et la respiration et le rythme cardiaque s’accélèrent.
Au cours de la troisième phase, ou orgasme, des contractions rythmiques et involontaires des muscles se produisent dans les deux sexes. Chez l’homme, les glandes et tubules accessoires reproducteurs se contractent plaçant le sperme dans l’urètre, puis l’urètre se contracte expulsant le sperme par le pénis. Chez la femme, l’utérus et les muscles vaginaux se contractent par vagues qui peuvent durer un peu moins d’une seconde chacune. Pendant la phase quatre, ou résolution, les processus décrits dans les trois premières phases s’inversent et reviennent à leur état normal. Les hommes connaissent une période réfractaire au cours de laquelle ils ne peuvent pas maintenir une érection ou éjaculer pendant une période allant de quelques minutes à quelques heures.
Gamétogenèse
La gamétogenèse, la production de spermatozoïdes et d’ovules, a lieu par le processus de la méiose. Au cours de la méiose, deux divisions cellulaires séparent les chromosomes appariés dans le noyau, puis séparent les chromatides qui ont été fabriquées au cours d’une étape antérieure du cycle de vie de la cellule. La méiose produit des cellules haploïdes avec la moitié de chaque paire de chromosomes que l’on trouve normalement dans les cellules diploïdes. La production de spermatozoïdes est appelée spermatogenèse et la production d’ovules est appelée ovogenèse.
Spermatogenèse
La spermatogenèse, illustrée dans la figure 5, se produit dans la paroi des tubules séminifères, avec les cellules souches à la périphérie du tube et les spermatozoïdes à la lumière du tube. Immédiatement sous la capsule du tubule se trouvent des cellules diploïdes, indifférenciées. Ces cellules souches, appelées spermatogonies (singulier : spermatagonium), subissent une mitose dont l’un des descendants va se différencier en spermatozoïde et l’autre donner naissance à la génération suivante de spermatozoïdes.
Figure 5. Au cours de la spermatogenèse, quatre spermatozoïdes résultent de chaque spermatocyte primaire.
La méiose commence par une cellule appelée spermatocyte primaire. A la fin de la première division méiotique, une cellule haploïde est produite, appelée spermatocyte secondaire. Cette cellule est haploïde et doit subir une autre division cellulaire méiotique. La cellule produite à la fin de la méiose est appelée spermatide et lorsqu’elle atteint la lumière du tubule et développe un flagelle, elle est appelée spermatozoïde. Quatre spermatozoïdes résultent de chaque spermatocyte primaire qui passe par la méiose.
Les cellules souches sont déposées pendant la gestation et sont présentes à la naissance jusqu’au début de l’adolescence, mais dans un état inactif. A l’adolescence, les hormones gonadotropes de l’antéhypophyse provoquent l’activation de ces cellules et la production de spermatozoïdes viables. Cela continue jusqu’à la vieillesse.
Oogenèse
Figure 6. Le processus d’ovogenèse se produit dans la couche la plus externe de l’ovaire.
L’ovogenèse, illustrée dans la figure 6, se produit dans les couches les plus externes des ovaires. Comme pour la production de spermatozoïdes, l’ovogenèse commence par une cellule germinale, appelée oogone (pluriel : oogonia), mais cette cellule subit des mitoses pour augmenter en nombre, ce qui finit par donner jusqu’à environ un à deux millions de cellules dans l’embryon.
La cellule qui commence la méiose est appelée ovocyte primaire, comme le montre la figure 6. Cette cellule va commencer la première division méiotique et être arrêtée dans sa progression au stade de la première prophase. Au moment de la naissance, tous les futurs ovocytes sont au stade de la prophase. À l’adolescence, les hormones de l’hypophyse antérieure provoquent le développement d’un certain nombre de follicules dans un ovaire. L’ovocyte primaire termine alors la première division méiotique. La cellule se divise de manière inégale, la plupart du matériel cellulaire et des organites allant à une cellule, appelée ovocyte secondaire, et seulement un jeu de chromosomes et une petite quantité de cytoplasme allant à l’autre cellule. Cette deuxième cellule est appelée corps polaire et meurt généralement. Un arrêt méiotique secondaire se produit, cette fois au stade de la métaphase II. Au moment de l’ovulation, cet ovocyte secondaire sera libéré et se dirigera vers l’utérus par l’oviducte. Si l’ovocyte secondaire est fécondé, la cellule poursuit la méiose II, produisant un deuxième corps polaire et un ovule fécondé contenant les 46 chromosomes d’un être humain, la moitié d’entre eux provenant du sperme.
La production d’ovules commence avant la naissance, est arrêtée pendant la méiose jusqu’à la puberté, puis les cellules individuelles continuent à travers à chaque cycle menstruel. Un ovule est produit à partir de chaque processus méiotique, les chromosomes et chromatides supplémentaires allant dans des corps polaires qui dégénèrent et sont réabsorbés par le corps.
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