Procréation et sexualité humaine

Thème 3 Corps humain et santé

 

Partie 1 : Procréation et sexualité humaine

 

Chapitre 1 devenir femme ou homme

 

TP 1 Identité sexuelle

 

Introduction

Dans le champ biologique, l’identité sexuée est fondée sur le sexe chromosomique et génétique qui induit les caractéristiques sexuelles anatomiques et physiologiques de la personne.

La mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels se réalise sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté.

Problématique :

Comment se mettent en place les appareils sexuels chez l’être humain ?

Réflexions sur la résolution des problématiques :

• Peut-être que les appareils sexuels se mettent en place à l’état embryonnaire
• Peut-être que les appareils sexuels se mettent en place en plusieurs étapes

Actions réalisées :

Nous allons observer le développement d’un être humain.

Résultats obtenus :

Document 1 : analyse de caryotypes.

1. Comment peut-on définir un caryotype ?

Un caryotype est la représentation photographique de l’ensemble des chromosomes d’un individu, classés par paires et rangées selon leur taille décroissante et la position de leur centromère.

2. Quelle est la formule chromosomique d’une femme ? et celle d’un homme ?

La formule chromosomique d’une femme est 46, XX, celle d’un homme est 46, XY.

Document 2 : Des caryotypes originaux.

3. Analyser ces trois caryotypes et identifier les anomalies.

• Le premier caryotype présente trois chromosomes sexuels au lieu de deux. On parle de trisomie 47, XXY.
• Le deuxième caryotype présente un seul chromosome sexuel au lieu de deux. On parle de monosomie 45, X.
• Le troisième caryotype présente trois chromosomes sexuels au lieu de deux. On parle de trisomie 47, XXX.

4. Le premier caryotype appartient à un individu présentant des organes sexuels masculins et les deux autres à un individu présentant des organes sexuels féminins. Proposer une hypothèse sur la détermination des organes sexuels à partir des chromosomes.

On observe que la présence d’un chromosome Y permet le développement d’organes sexuels masculins. En revanche, le nombre de chromosomes X n’a aucune influence sur le développement des organes sexuels. On en déduit que la mise en place des organes sexuels masculins nécessite le chromosome Y. En son absence, des organes sexuels féminins se mettent en place.

Document 3 : mise en place initiale des gonades.

Les embryons possèdent initialement des gonades indifférenciées. Ce n’est qu’à partir du troisième mois que les gonades vont devenir soit des testicules, soit des ovaires. Quelques cas très rares peuvent nous permettre de préciser l’origine de cette mise en place.

5. A partir des images ci-dessus, préciser votre hypothèse.

D’après ces images, l’intégralité du chromosome Y n’est pas indispensable pour la mise en place d’organes sexuels mâles. Seule la région Sry est responsable de cette mise en place. En effet, un chromosome Y privé de cette région donnera le développement d’organes sexuels féminins tandis qu’un chromosome X portant cette région permettra la mise en place d’organes sexuels masculins.

Notre conclusion est donc que c’est le gène Sry qui détermine la mise en place des organes sexuels masculins.

Document 4 : Analyse d’une expérience historique.

 

 

6. Quels peuvent être les moyens de communication entre les différents organes de l’organisme ?

Les différents organes de l’organisme peuvent communiquer par deux voies différentes :

La voie nerveuse par l’intermédiaire des fibres nerveuses

La voie sanguine par l’intermédiaire des hormones.

7. Proposer une explication à l’observation de Lillie ?

Les deux embryons partagent le même placenta. Or le placenta est constitué en grande partie de vaisseaux sanguins. Donc, la testostérone produite par l’embryon mâle qui possède le gène Sry a pu diffuser vers l’embryon femelle, masculinisant en partie ce dernier.

8. Donner une définition de la puberté.

Période de transition caractérisant le passage de l’enfance vers l’âge adulte, et constituée des modifications de l’organisme en vue de pouvoir se reproduire.

9. Compléter le tableau suivant à l’aide de vos connaissances

Puberté chez la fille	Puberté chez le garçon
Pic de croissance   Développement de la poitrine et de la vulve   Elargissement du bassin   Relocalisation des tissus graisseux   Apparition d’une pilosité de type adulte (Pubis, aisselles)   Apparition des menstruations   Mue de la voix   Développement du cortex préfrontal	Pic de croissance   Développement des testicules et de la verge   Elargissement des épaules   Modification de la musculature   Apparition d’une pilosité de type adulte (pubis, aisselles, face)   Production de spermatozoïdes   Mue de la voix   Développement du cortex préfrontal

 

Document 5 : les appareils urogénitaux chez l’être humain.

10. Compléter les schémas ci-dessus.
11. Rédigez un bilan des acquis de ce TP en mettant en avant notamment les origines des différenciations des gonades et des organes reproducteurs.

Bilan

L’identité sexuée se construit sur une longue période : elle est fondée sur le sexe chromosomique (caryotype) et génétique (présence ou absence de Sry), responsables des caractères anatomiques et physiologiques de la personne. Cette construction est cependant complexe et intègre de multiples facteurs biologiques, sociaux et psychologiques (transidentité).

A partir de la puberté, les individus acquièrent les potentialités pour se reproduire.

 

Chapitre 2 La régulation de l’appareil reproducteur

 

TP 2 : régulation des hormones sexuelles

 

Introduction :

A partir de la puberté, les gonades produisent des gamètes qui permettront la reproduction. Cette production est sous le contrôle des hormones sexuelles.

Problématique :

Comment la production des gamètes est-elle régulée ?

Réflexions sur la résolution des problématiques :

• Peut-être que les appareils sexuels sont régulés par des hormones

 

Actions réalisées :

Nous allons observer le fonctionnement de l’appareil reproducteur.

 

Résultats obtenus :

 

Document 1 : Schéma d’une coupe transversale de testicule.

Document 2 : Les hormones impliquées dans la spermatogénèse.

 

Hormones	Testostérone	GnRH	LH	FSH
Organe de sécrétion	Testicule	Hypothalamus	Hypophyse	Hypophyse
Cellule sécrétrice	Cellule de Leydig	Neurone	Cellules gonadotropes à LH	Cellules gonadotropes à FSH
Organe cible	Testicule	Hypophyse	Testicule	Testicule
Cellule cible	Cellules de Sertoli	Cellules gonadotropes	Cellule de Leydig	Cellule de Sertoli

 

Document 3 : Schéma du complexe hypothalamo-hypophysaire.

 

Document 4 : Effets des hormones LH et FSH.

 

	Tubes séminifères cultivés sans LH	Tubes séminifères cultivés avec LH	Tubes séminifères cultivés sans FSH	Tubes séminifères cultivés avec FSH	Tubes séminifères cultivés sans LH et FSH	Tubes séminifères cultivés avec LH et FSH
Concentration du milieu en testostérone	Faible	Elevée	Elevée	Elevée	Faible	Elevée
Nombre de cellules de Leydig	Forte diminution	Maintien à une valeur normale	Maintien à une valeur normale	Maintien à une valeur normale	Forte diminution	Maintien à une valeur normale
Nombre de cellules de Sertoli	Légère diminution	Maintien à une valeur normale	Diminution	Maintien à une valeur normale	Forte diminution	Maintien à une valeur normale
Nombre de spermatozoïdes	Légère diminution	Maintien à une valeur normale	Diminution	Maintien à une valeur normale	Forte diminution	Maintien à une valeur normale

 

1. A partir des documents 2, 3 et 4, réaliser un schéma fonctionnel de la régulation de la production des spermatozoïdes ?

 

 

 

Nous allons maintenant réaliser le même travail chez la femme.Nous venons d’établir que le contrôle testiculaire est sous l’influence du complexe hypothalamo-hypophysaire. Nous allons donc émettre l’hypothèse que c’est également le cas chez la femme.

Pour vous aider, voilà les dosages hormonaux réalisés chez une femme pendant un cycle.

 

 

2. Rédigez un bilan des acquis de ce TP en mettant en avant notamment le rôle des différentes hormones impliquées dans les cycles des appareils reproducteurs.

Bilan

Le fonctionnement des appareils reproducteurs est régulé par des hormones. A partir de la puberté, l’hypothalamus commence à secréter une hormone, GnRH qui va stimuler l’hypophyse. A son tour, cette glande située sous l’hypothalamus va sécréter deux hormones, LH et FSH. Ces deux neuro-hormones vont stimuler à leur tour les cellules des appareils reproducteurs.

Chez la femme, le fonctionnement est cyclique. Dans un premier temps, LH et FSH vont provoquer la maturation de quelques follicules ovariens (jours 1 à 12). Un de ces follicules au moins va devenir plus important et produire de plus en plus d’œstrogènes qui ont un effet négatif sur la production des neuro-hormones. Arrivé à maturité, la quantité d’œstrogènes produits va déclencher un rétrocontrôle positif sur les neuro-hormones qui vont alors connaitre un pic. Ce pic déclenche l’ovulation et induit la transformation du follicule en corps jaune. Ce corps jaune commence à produire une nouvelle hormone, la progestérone dont le rétrocontrôle est négatif. En absence de fécondation, le corps jaune se résorbe et l’absence d’hormone provoque la destruction de la dentelle utérine ce qui déclenche les menstruations.

Chez l’homme, les neuro-hormones stimulent la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig. La testostérone stimule les cellules de Sertoli qui favorisent la spermatogénèse. En revanche, elle inhibe la production de GnRH par l’hypothalamus. On parle de rétrocontrôle négatif.

Chapitre 3 contraception et IST

TP 3 : Contraception, PMA et lutte contre les IST

Introduction :

La connaissance des cycles sexuels permet aux êtres humain d’exercer une maîtrise de leur reproduction, tant pour éviter une grossesse que pour la provoquer.

La lutte contre les infections sexuellement transmissibles est un enjeu de société.

Problématique :

Comment peut-on contrôler la reproduction chez l’être humain d’une part et réduire le risque de transmission d’IST ?

Réflexions sur la résolution des problématiques :

• Peut-être que la connaissance des cycles des appareils reproducteurs peut nous aider à gérer la procréation.
• Peut-être que l’information est essentielle pour aider les populations à se protéger des IST

Actions réalisées :

Nous allons réaliser des plaquettes d’information.

Résultats obtenus :

Document 1 : Schéma fonctionnel du cycle ovarien.

 

1. Compléter le schéma ci-dessus à l’aide du TP précédent.

Document 2 : Cycle féminin et début de grossesse.

 

2. Sachant qu’un ovule n’est fécondable que pendant une brève période après l'ovulation (6 à 24 heures), et que les spermatozoïdes conservent leur pouvoir fécondant pendant 3 jours, identifiez les jours favorables à une fécondation sur les schémas.

3. Donnez une liste des moyens de contraception que vous connaissez. Réalisez un tableau pour les classer en fonction de leur mode d’action : Mécanique, chimique et hormonal.

4. A partir des documents, déduire les hormones que l’on doit trouver dans une pilule contraceptive pour empêcher l’ovulation.

Document 3 : la contragestion ; une contraception d’urgence.

Dans le cas d’un rapport sexuel non protégé, on dispose de 72 heures pour prendre une contraception d’urgence. Le rôle de cette pilule est double. Tout comme la pilule contraceptive, elle permet de bloquer l’ovulation si cette dernière ne s’est pas encore produite. Sa deuxième action est de saturer et de bloquer les récepteurs de la progestérone situés dans l’utérus.

 

Document 4 : Effet de la progestérone sur les contractions utérines.

5. Après avoir rappelé les évènements se déroulant après la fécondation, aidez-vous du document pour expliquer l’intérêt de bloquer la progestérone et d’empêcher son action.

1. Assistance médicale à la procréation.

Dans certains cas, la fécondation naturelle peut s’avérer impossible. Une assistance médicale peut alors pallier à ces situations afin de permettre une grossesse.

Il existe trois types de PMA qui peuvent être utilisées en fonction des situations.

• L’Insémination Artificielle (IA).
• La Fécondation In Vitro Et Transfert d’Embryon (FIVETE).
• La fécondation in vitro avec injection intracytoplasmique de spermatozoïde (ICSI).

6. Avec l’aide (modérée !) d’internet, réaliser une plaquette présentant ces trois techniques.

Merci de me transmettre vos plaquettes, je les mettrai dans la section album sur le site

2. Lutte contre les IST.

Problématique : Comment se protéger contre les infections sexuellement transmissibles et éviter leur propagation ?

Document 5 : Liste non exaustive des principales IST

Nom	Agent pathogène	Traitement	Conséquences	incidence (cas/an en France)
Chlamydiose	Chlamydia (bactérie)	Antibiotiques	Stérilité	77000
Blennoragie	Neisseria gonorrhoeae (bactérie)	Antibiotiques	Stérilité	15000
Hépatite B	Hépatovirus	Pas de traitement, vaccination existante	Cyrrhose, fibrose, cancer du foie	1400
Infection à Papillomavirus	HPV (Virus)	Pas de traitement, existence d’un vaccin	Cancer du col de l’utérus, stérilité	50000
Sida	HIV (Virus)	Traitement retardant l’apparition de la maladie	Mort	6500
Syphilis	Treponema pallidum (bactérie)	Antibiotiques	Démence, mort	15000

 

Document 6 : Quelques idées fausses qui circulent encore :

• Fake news 1 : les piqûres de moustiques transmettent le VIH
• Fake news 2 : Le VIH se transmet par la transpiration ou par la salive
• Fake news 3 : La pilule du lendemain peut empêcher la transmission du VIH
• Fake news 4 : Le vaccin contre le papillomavirus doit être fait uniquement aux filles
• Fake news 5 : Le vaccin contre l’hépatite rend autiste
• Fake news 6 : Le préservatif laisse passer le VIH

7. Concevoir un questionnaire sur les IST à destination des lycéens. Il permettra de vérifier leurs connaissances des IST, les symptômes les traitements et les risques. Vous pourrez terminer ce questionnaire avec un petit encart dans lequel figureront les moyens de prévention et les idées fausses qui peuvent circuler.

Merci de me transmettre vos questionnaires, je les mettrai en quizz sur le site

 

Chapitre 4 Plaisir sexuel

TP n° 4	Plaisir sexuel et système de récompense.		Durée : 1 h30
Thème 3 : Corps humain et santé
Introduction :		Dans les années 1960, Virginia Johnson et William Masters révolutionnent la sexologie humaine (étude de la sexualité) en s’intéressant à un sujet à l’époque tabou : le plaisir sexuel. Pour cela, ils étudient près de 10000 rapports sexuels humains en laboratoire à l’aide d’enregistrements électriques de l’activité du cerveau et du cœur, et d’analyses biochimiques. Aujourd’hui de nouvelles techniques d’imagerie permettent de préciser les zones du cerveau impliquées dans le plaisir sexuel.
Problématique :		Comment peut-on montrer que le cerveau est impliqué dans le plaisir. Quel est le rôle du système de récompense.
Objectifs :		Analyser des documents, raisonner.
Matériel :		Logiciel Eduanat2 et sa banque de données : http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/neurosciences/outils-numeriques/eduanat2-et-anapeda ; Fiche technique du logiciel : http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/neurosciences/fichiers-1/fiche-technique2.jpg/

 

L’IRMf (imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle) permet de visualiser de manière indirecte l’activité des différentes zones du cerveau. La technique consiste à enregistrer des variations du flux sanguin dans le cerveau : lorsque les zones sont activées, elles apparaissent en couleur sur l’IRMf (du bleu au rouge selon le degré d’activité croissante).

1. Identification des zones cérébrales activées lors d’une récompense érotique, à l’aide d’un logiciel de visualisation d’images cérébrales.

Protocole : 

• Ouvrir le logiciel Eduanat2 ;
• Cliquer sur « ouvrir une image anatomique » ;
• Rechercher le fichier de l’IRM anatomique « Sujet1324 » puis cliquer sur « ouvrir » ;
• Cliquer sur « ouvrir un calque fonctionnel »;
• Rechercher l’IRM fonctionnelle « IRMsujet1324RecompenseErotique » puis cliquer sur « ouvrir » ;
• Régler le seuil  de contraste, luminosite et curseur pour une bonne observation (cf fiche technique).
• Cliquer sur « Comparer deux image »;
• Cliquer sur « ouvrir une image anatomique » ;
• Rechercher le fichier de l’IRM anatomique « Sujet131321» puis cliquer sur « ouvrir » ;
• Cliquer sur « ouvrir un calque fonctionnel »;
• Rechercher l’IRM fonctionnelle « IRMsujet131321Visionmouvement» puis cliquer sur « ouvrir » ;

• Réaliser des captures d’écran et comparer les résultats des expériences des individus soumis à des images érotiques et des images neutres. A l’aide de vos résultats, identifiez la ou les zones cérébrales associées à la récompense érotique.

Résultats obtenus :

On observe des zones plus actives dans le cerveau. Dans les deux cas, les zones situées à l’arrière du cerveau sont actives.

Lorsque les images présentées sont de nature érotique, on observe en plus une zone active au milieu du cerveau.

Interprétations :

On déduit de nos observations que les zones situées à l’arrière du cerveau correspondent au sens de la vision qui sont activées dès que l’on voit quelque chose. La zone située au milieu du cerveau correspond à la zone cérébrale activée lors d’une récompense érotique.

2. Les preuves de l’existence de zones cérébrales associées à des sensations de plaisir.

 

Document 1-STRUCTURES CEREBRALES DU SYSTEME DE RECOMPENSE ; La zone 1 reçoit des messages nerveux des aires sensorielles du cerveau correspondant aux zones érogènes. La zone 2 permet d’évaluer le plaisir lié à une situation ou une action. Les différentes zones communiquent entre elles par l’intermédiaire de substances chimiques, dont la principale est la dopamine. Chez l’humain, la dopamine s’accumule jusqu’à un seuil au-delà duquel l’excitation se transforme en orgasme (point culminant du plaisir sexuel)
Document 2-SCHEMA D’UNE PARTIE DU SYSTEME DE RECOMPENSE. Des zones activées au cours d’une activité qui procure du plaisir, sont repérées sur une coupe sagittale de cerveau. Ces structures interagissent grâce des messagers chimiques comme la dopamine.
Document 3-ROLE DE QUELQUES STRUCTURES CEREBRALES DANS LE SYSTEME DE LA RECOMPENSE ;
Document 4 : Innervation partielle des organes génitaux
Document 5 : Schéma de la libération de dopamine en fonction du temps et de l’obtention d’une récompense chez le rat

• A partir de l’analyse des 5 documents précédents, identifier les structures mises en jeu dans le système de récompense et les relations existant entre les différentes aires du cerveau.

Introduction

Le plaisir sexuel est une fonction essentielle chez les êtres vivants. Il permet aux espèces d’assurer la reproduction et la transmission des gènes aux générations suivantes malgré le coût énergétique que cela représente. Nous cherchons à identifier les structures mises en jeu dans le système de récompense et les relations qui existent entre les différentes aires du cerveauµ. Dans un premier temps, nous localiserons les structures composant le système de récompense, puis nous établirons les relations qui peuvent exister entre-elles.

Paragraphe 1

Le document 1 est un schéma accompagné d’un texte présentant la localisation dans l’encéphale des structures cérébrales. Différentes aires sont ainsi matérialisées en couleur. Nous pouvons ainsi localiser, d’avant en arrière, l’aire préfrontale, puis l’aire motrice suivie de l’aire du toucher. Enfin, on situe l’aire visuelle, juste au-dessus du cervelet. Au centre du cerveau, deux zones sont matérialisées. La zone 1 se trouve à la base du cerveau, au-dessus du bulbe rachidien. La zone 2 se situe en position antérieure à la zone 1. On nous précise que la zone 1 est une zone de réception des messages érotiques tandis que la zone 2 permet d’évaluer le plaisir que des situations et des actions procurent.

Ces zones sont donc impliquées dans le système de la récompense. Nous allons chercher à préciser les structures de ces zones, ce que nous permet le document 2.

Le document 2 est également un schéma accompagné d’un texte. Il nous expose une partie des structures impliquées dans le circuit de la récompense. On observe 5 structures différentes qui semblent liées au circuit : l’amygdale, l’aire tegmentale ventrale, le noyau accumbens, le septum et le cortex préfrontal. Toutes ces zones sont reliées les unes aux autres par des structures nerveuses. La mise en relation avec le document 1 nous permet de préciser l’organisation des zones 1 et 2. La zone 1, responsable de la réception des messages érotiques correspond principalement à l’amygdale et à l’aire tegmentale ventrale. La zone 2 semble plutôt correspondre au noyau accumbens, au septum et à une partie du cortex préfrontal. Ces observations sont confirmées par le document 3 qui est un tableau présentant le rôle des structures cérébrales du circuit de la récompense.

Enfin, nous pouvons voir grâce au document 4 que les organes génitaux sont reliés par voie nerveuse au cerveau. Sur ce schéma, on note que clitoris et pénis partagent la même innervation via le nerf pudendal. Ce nerf permet une transmission des stimuli au cerveau mais également un envoi d’ordres du cerveau vers les organes génitaux.

Paragraphe 2

La structure cérébrale étant établie, nous pouvons maintenant nous attacher à identifier les relations entre ces éléments du circuit de la récompense.

Les documents 1 à 4 nous ont montrés que les differentes zones étaient reliées entre elles. Ces liaisons nerveuses semblent partager le même neurotransmetteur, à savoir la dopamine. Ce messager chimique permet aux différentes zones de communiquer entre-elles. Le document 5 est un compte-rendu expérimental qui nous permet de préciser le rôle de la dopamine. Il est constitué d’un graphique montrant l’évolution de la sécrétion de dopamine dans le cerveau d’un rat en fonction du temps et de la prise ou non d’une récompense et d’un texte précisant les conditions expérimentales.

On observe dans ce graphique que la sécrétion de dopamine avant la consommation d’une récompense se situe entre 1 et 3 U.A. (unité arbitraire). Après la consommation d’une récompense qui intervient entre 1 et 1.1 seconde, on remarque une augmentation quasi-instantanée (0.05 seconde) de la sécrétion de dopamine dans le cerveau, les valeurs atteignant 5 à 6 U.A. On peut donc dire que la consommation d’une récompense entraîne le doublement de la quantité de dopamine circulant dans le cerveau. Cette quantité de dopamine diminue ensuite rapidement (environ 1 seconde) pour retrouver son niveau avant récompense.

Conclusion

On peut donc dire que la dopamine est le neurotransmetteur associé au circuit de la récompense. Lors d’une action ou d’une stimulation érotique, le message est transmis à l’amygdale et à l’aire tegmentale ventrale (=zone1). Des messages constitués de dopamine sont ensuite envoyés au noyau accumbens et au septum ainsi qu’au cortex préfrontal. Ces zones libèrent de grandes quantité de dopamine dans le cerveau ce qui donne naissance à une sensation de plaisir.

 

Bilan :

Le plaisir sexuel prend naissance dans le cerveau, au niveau du circuit de la récompense. Différentes structures cérébrales sont impliquées dans ce circuit et communiquent entre-elles par voie nerveuse. Le principal neurotransmetteur du plaisir est la dopamine.