Ontogenèse PDF

Preview

Summary

Cours donné en L2 psychologie au S2...

Description

Psychophysiologie ! Ontogenèse Introduction!: La définition de ce mot porte sur trois formes différentes#: ontogenèse ontogénèse ou ontogénie. Quand on parle d’ontogénèse on parle aussi de phylogénèse. Pas un opposé mais un parallèle. Composé d’onto et genèse. Genèse#: création, construction et onto#du grec antique#: l’être, l’entité. Ontogénèse#: création de l’être, l’entité. Mot crée en biologie, médecine du développement. Définition#: la science qui étudie chez une espèce donnée le développement et la croissance d’un individu depuis l’instant même de sa conception jusqu’à l’ultime moment de vie (=toute sa vie). L’ontogénèse est la science qui étudie les transformations structurelles en fonction du temps. Ce terme est aussi propre à la psychologie, notamment la psychologie du développement, on parle donc de psychologie ontogénétique. Cette science là correspond aux même phénomènes que l’ontologie biologique ou médicale puisqu’elle correspond à l’étude du développement psychologique d’un individu de la naissance jusqu’à l’âge adulte voire la fin de vie. Ontogénèse de la bipédie, la plus proche de la biologie de l’ontogénèse du système nerveux ou de l’ontogénie du système sanguin développement. La phylogénèse#: Parfois opposée à l’ontogénèse. Pour la comprendre il faut interpréter la structure du mot, «#phylo#»#: correspond à une classe, tribu, groupes de personne, d’entité vivante. Littéralement la phylogenèse correspond à la création d’un groupe et en développement cela correspond à la création d’une espèce. La phylogénèse est la science qui étudie la création la formation et l’apparition d’une espèce et qui s’intéresse aussi à son évolution en fonction du temps. C’est l’histoire d’une espèce. Certains chercheurs ont considérés que la phylogénèse peut avoir des liens visuels, observables avec l’ontogénèse. Médecin allemand Ernst Haeckel qui au milieu du 17° avait considéré que l’ontogénèse récapitule la phylogénèse. A cette époque là les microscopes se développaient et dans les premières étapes du développement embryonnaire, il a remarqué que ceux-ci avaient la même forme. Ce n’est que le temps qui permettait de discriminer les espèces entre elles. Théorie de la récapitulation

1

Chapitre 1 - Reproduction humaine!: Gamétogénèse et Fécondation I- Gamétogénèse : ovogenèse et spermatogenèse humaines Création des gamètes. Gamètes (= épouse ou époux, membre du couple). Ce mot qui a été utilisé pour décrire les cellules reproductrices qui est un synonyme de gamète. La gamétogénèse est donc le processus de formation des cellules reproductrices appelés gamètes. Gamètes#: ovule – spermatozoïde#; propre à chaque genre#; un seul chromosome par paire. L’être humain a 46 chromosomes organisés en 23 paires de chromosome par cellule. Cela amène à une terminologie#: la Ploïdie qui nous informe du nombre d’exemplaire de chromosomes dans une cellule. Ainsi une cellule diploïde présentera toujours 2n chromosomes, alors qu’une cellule haploïde n’en comportera que n chromosome. Chez l’être humain la majorité des cellules sont diploïdes sauf les gamètes. Chez la plupart des espèces vivantes sur terre, la vie en forme diploïde est majoritaire, mais les mousses par exemple se développent en phase haploïde. En tant qu’être humain c’est le temps où on est ovule ou gamète. Il y a des êtres vivants triploïde, ou polyploïde. Chez l’être humain il peut y avoir des cas comme ça, comme la trisomie 21, 18, ce sont des cas aneuploïdes. Lorsque ces anomalies surviennent pour les autres chromosomes le développement n’est pas possible. La plupart de notre vie se passe en phase 2n mais elle se passe aussi en spermatozoïde ou ovule. Pour cela la nature a mis en place un phénomène#: la méiose, permettant d’obtenir des gamètes à n chromosomes à partir de cellules germinales (=spécialisées soit dans les testicules ou les ovaires) qui elles sont à deux n chromosomes. Grâce à la méiose elles se transforment en gamètes.

2

A partir d’une cellule germinale sont obtenues quatre cellules haploïdes#: les gamètes. Pour les spermatozoïdes il y en aura 4 par contre pour les ovules, un seul sera fonctionnel#; les autres seront détruits pour permettre à la femme de ne pas être enceinte de 4 enfants à chaque fois, préserve la femme et ainsi l’espèce. Comme la répartition des chromosomes est aléatoire, à chaque fois qu’il y a une construction de gamètes on considère qu’il y a une variabilité génétique. C’est comme ça qu’on peut comprendre que deux sœurs ou frères puissent n’avoir que peu de gènes en commun. La méiose intervient grandement dans la variabilité génétique. Pendant la méiose il y a un autre phénomène qui explique cette variabilité#: le crossing over ou enjambement / recombinaison / entrecroisement chromosomique. Lorsque les cellules germinales se transforment en gamètes, elles se déplacent dans l’espace pour aller dans une autre cellule. Par ce déplacement elles peuvent rencontrer et toucher d’autres gamètes et se transmettent des informations génétiques ce qui favorise la variabilité génétique.

A) L’ovogenèse Concernant l’ovogénèse humaine, il y a deux caractéristiques. Processus qui se met en place bien avant la naissance de la femme. Commence à l’état intra-utérin, dès la période embryonnaire. L’autre caractéristique est que l’ovogénèse est un processus cyclique, 28 jours en général. Quatre grandes étapes#: -

Période embryonnaire et fœtale.#

-

Période infantile.

-

Période d’activité génitale avec possible relations sexuelles et possible gestation#: 14/15 ans, aujourd’hui ce serait 12/13 ans.

-

Période de la ménopause#: vers l’âge de 51 ans.

Ces phénomènes sont sous contrôle hormonale comme la spermatogénèse. Ces hormones sont pour la plupart sont sous contrôle de ce qu’on appelle le complexe hypothalamo-hypophysaire principalement.

B) La spermatogenèse Comme pour l’ovogénèse, il y des caractéristiques principales. C’est un processus de production de gamètes masculins. Processus continu et non pas cyclique. A partir de la puberté que démarre la production de gamètes. Chez les hommes c’est un an ou deux ans après la femme et chez l’être humain mâle il n’y a pas de ménopause même si avec le temps la quantité de gamètes diminue. L’activité de type génitale est beaucoup plus longue pour l’homme que pour la femme. Chez les hommes la puberté commence à 14/15 ans, la spermatogénèse des hommes est maximale à 20 ans jusqu’ à 30 et à partir de 30 ans cela régresse fortement sans arrêt définitif pour autant. C’est dans la tête du spermatozoïde que se trouvent les 23 chromosomes. Les spermatozoïdes sont équipés de flagelles qui fonctionnent comme une rame, une nageoire pour avancer à l’intérieur de l’organe féminin afin de rejoindre l’ovule. Flagelles composées de protéines capables de vibrer, se contracter (même composante dans nos muscles). Sans arrêt ces protéines sont en action et permettent le mouvement. Entre la tête et le flagelle, il y a une grande concentration de

3

mitochondrie pour donner des forces aux protéines. Le flagelle est extrêmement long, la tête faisant 4µ contre 120µ pour l’ovule. Lors d’une relation sexuelle, il n’y a qu’un ovule mais l’apport masculin est beaucoup plus important puisqu’il peut y avoir 100 à 600 millions de spermatozoïdes par éjaculation. Les spermatozoïdes parcourent 18-20 cm grâce aux battements de leurs flagelles. Libérés dans la partie supérieure du vagin, ils progressent le long de la paroi de l’utérus puis pénètrent dans la trompe de Fallope concernée jusqu’à atteindre l’ovocyte. Plusieurs heures d’avancées, la plupart meurent en chemin, certains ont un flagelle défectueux. Dans l’idéal l’ovule est hors de l’ovaire, parfois elle y est encore et ça peut provoquer une hémorragie massive qui provoque la mort. Centaines autour de l’ovule, mais un seul sera l’élu.

II- Fécondation et fusion : création du zygote : les quatre phase successives Fécondation#: création du zygote (œuf) par fusion d’un ovocyte (ovule) et d’un spermatozoïde.

A) Reconnaissance spécifique Le spermatozoïde et l’ovule se rapprochent énormément. Leurs membranes composées de molécules dont les protéines responsables de la reconnaissance de l’espèce. Leur permet de comprendre que l’autre cellule qui se rapproche d’elle est une cellule de la même espèce, c’est la reconnaissance de l’espèce grâce à ces protéines spécialisées. Il peut y avoir des anomalies dans ces protéines de reconnaissance, les personnes sont donc stériles.

B) Fusion du spermatozoïde et de l’ovocyte Rencontre à l’intérieur de l’ovule. Dans la pratique l’ovule est très grosse par rapport au spermatozoïde 120 µ contre 4µ du spermatozoïde, il n’y a que la tête qui rentre dans l’ovule#; le flagelle se sépare de la tête et restera à l’extérieur. Le spermatozoïde dépose donc à l’intérieur du noyau de l’ovule les 23 chromosomes. Le superflu reste dehors. Il injecte son noyau (pronucleus «#n#») dans l’ovocyte. Dès que l’ovule a reconnu un spermatozoïde elle ferme sa membrane et empêche l’entrée d’un autre spermatozoïde. Cette rencontre permet l’activation de la machinerie cellulaire (le réticulum endoplasmique, les mitochondries…). L’ovule qui porte la machinerie cellulaire, la fusion entre les deux active cette machinerie. On est arrivé à cette conclusion grâce aux maladies génétiques. Dans nos cellules il y a les mitochondries, contiennent un matériel génétique parfois défectueux. Ce matériel génétique n’est transmis que par la mère. Dans l’ovule il y a un globule, globule polaire qui va disparaître et provoquer la fin de la méiose pour l’ovule. La fusion consiste en ce que les chromosomes respectifs des gamètes se rencontrent pour constituer une cellule#; l’embryon. Les deux «#pronucleus#» vont s’unir pour compléter le matériel génétique de l’autre. Passe de deux noyaux à 23 chromosomes, à une cellule de 46 chromosomes.

C) Finalisation de la méiose pour l’ovocyte#: Amphimixie puis déclenchement de l’embryogénèse Dans l’ovule il y a un globule, globule polaire qui va disparaître de par cette fusion. Rapprochement et fusion des deux noyaux, deux cellules à n chromosomes pour donner une cellule à deux n chromosome = fécondation. La méiose n’est pas

4

encore finie au moment où le spermatozoïde entre dans la cellule. Ce passage oblige la fin de la méiose. On a enfin un noyau à 23 chromosomes tout seul. La méiose peut durer 45ans plus ou moins en fonction de la vie humaine. Explique le fait qu’on ait un stock d’ovule (400-500#000) ne seront pas tous libérés. L’amphimixie correspond à la fusion entre ces deux noyaux qui provoquent le début de l’embryogénèse. Tout être humain débute sa vie avec une seule cellule qui contient tout les gènes qui correspondent#; chez l’être humain c’est 46 chromosomes, qui ont une fonction de porter notre patrimoine génétique, les gènes. L’être humain est la conséquence du fonctionnement de 22#000 gènes répartis en 23 chromosomes. La fonction de ces gènes est de coder une ou plusieurs protéines. En effet chaque gène peut coder plusieurs protéines pouvant aller jusqu’à 1000. Il peut également coder la régulation de la lecture de l’ADN. Toujours impliqué dans la lecture de l’ADN et des protéines. Premiers instant du pré-embryon. Nous ne sommes pas uniquement définis par les gènes contenus dans les 23 chromosomes mais aussi dans les gènes des organismes présents dans le corps cellulaire (ex#: des mitochondries)

5

Chapitre 2 : Embryogénèse et développement pré-embryonnaire De façon classique en biologie on distingue trois grandes étapes dans le développement intra-utérin#: la période pré-embryonnaire, la période embryonnaire et la période fœtale. Il peut être utilisé dans un sens plus large mais pas en neurobiologie. Neuf mois est la durée du développement intra utérin, une quarantaine de semaines, 280 jours. Se fait à un temps zéro#; le point de départ étant l’amphimixie. Les chercheurs ont bien délimités ces temps, la période pré-embryonnaire commence au temps zéro jusqu’à une vingtaine de jours. Pendant ces trois semaines de vie on parlera du pré-embryon. Il a une forme circulaire, et difficile de distinguer ce pré-embryon de celui d’une autre espèce. Pendant cette période se déroule des processus fondamentaux#: la nidation. Le pré-embryon fait son nid à l’intérieur des tissus de la mère, il s’accroche aux tissus utérins en détruisant des cellules maternelles. Sorte de parasitage puisqu’il y a destruction pour installation#: c’est la nidation. Pendant la nidation il y a segmentation/clivage ou multiplication cellulaire/ mitose. Sans arrêt les cellules se multiplient. Il y a aura avant la fin de ces trois semaines l’apparition des trois feuillets embryonnaires#: chacune des cellules sera génétiquement déterminées pour être des cellules musculaire, neurones… En même temps qu’il y a multiplication il y a organisation des cellules (blaste en grec ça veut dire couche, feuillet). Avant la fin du premier mois, chaque cellule sait déjà ce qu’elle va devenir. La période la plus fragile et la plus sensible, là où on sait si l’embryon sera viable. Sensible au mode de vie de la mère, qualité du sommeil, consommation de produits, exposition à des intoxications, herbicides, stress, insecticides et polluants de l’air. La plupart des fois les femmes ne savent pas qu’elles sont enceinte = paradoxal que ça soit la période la plus inconnue du stade de la grossesse qui soit la plus fragile. Ce qui est le plus étudié sur l’effet est celui de l’alcool avec le syndrome alcoolo-fœtal (taille plus petite, retard mental…). Ce développement représente 8% du développement intra-utérin. Le développement embryonnaire va du 20ième jour au 80ième, représente 22% du développement intra-utérin. Les cellules se protègent mieux contre le stress… Deux processus#; la morphogenèse#: apparition de la forme «#humaine#» et organogénèse#: création des organes (cerveau, rein, ossature). Les organes ne seront pas complètement formés mais ils débutent leur formation. Il y a également formation des annexes embryonnaires#: placenta, cordon ombilical pour aider l’embryon à bien se développer. Le placenta est hors norme et extraordinaire, fonction de nutrition et oxygénation. C’est un organe éphémère, le seul organe humain qui soit éphémère#; meurt à l’accouchement. Le seul organe qui est constitué de cellules de deux êtres différents, la mère et l’embryon. Assure toutes les fonctions que les organes en préparation ne sont pas en mesure d’effectuer#; joue le rôle du cœur, des poumons, des reins… Le développement fœtal va durer du 81ième jour au 280ième donc 70%. Période très importante, moins sensible que la période pré-embryonnaire. Augmentation de la taille, la hauteur du fœtus. Croissance staturo-pondérale qui accompagne la genèse de chacun des organes#; leur construction s’affine#: histogenèse (histo=tissu). A l’accouchement ou délivrance de l’embryon/maman le développement intrautérin est finit. Bébés naissent prématurés (stress, pathologie, accident de la route, violence). On ne connaît pas tout les apports qui permettent l’accouchement, on ne sait pas si c’est le fœtus ou la mère.

6

I- Embryogenèse : des facteurs déclenchants spécifiques : internes / externes A) Gradients moléculaires#: concentrations variables de molécules et ions Un gradient moléculaire est une augmentation ou diminution de molécule. Ce sont des concentrations variables de molécules, d’hormones, de protéines, d’ions suivant l’espace et le temps (= le lieu et l’instant du développement). Parmi ces molécules il y a aussi les enzymes. Notre organisme fonctionne grâce aux enzymes#; elles ont toutes la même nature biochimique#: ce sont des protéines. Parmi ces enzymes, certaines n’existent que pendant le développement pré-embryonnaire.# Il y a les protéines facteurs de développement et de croissance#: Transforming Growth Factor. Parmi ces TGF il y les facteurs de développement osseux (construction du squelette et du crâne), facteurs du développement du système nerveux (certaines spécialisées pour le cerveau, d’autre la moelle épinière et système nerveux périphérique). Chaque système possède ses protéines facteurs de développement spécifiques. Il y a une autre catégorie de protéines autres que les TGF, les CAM (Molécule d’Adhésion Cellulaire). Ce sont des protéines qui permettent aux cellules de se rapprocher et d’adhérer entre elles pour créer un tissu. Toutes les cellules composant le cerveau vont se reconnaître et s’accrocher entre elles pour former le cerveau.

B) Gènes activés#: gènes spécialisés dans le développement La fonction des gènes c’est de contenir la programmation pour la création d’une ou plusieurs protéines. Le génome est l’ensemble des gènes pour rappel. L’ensemble des gènes essaye de contenir l’information contenant une, une centaine des milliers de protéines. Une protéine est une série d’acides aminés (la digestion par exemple transforme cette chaîne en milliers de protéines. Les enzymes prennent les acides aminés dans la nourriture pour déstructurer le tout et faire ce dont elle a besoin). On a l’ingénierie génétique pour créer des acides aminés mais la plupart doivent être ingérés. Cette capacité est limitée avec l’âge. Importance d’une alimentation variée pour avoir toute les protéines dont on a besoin. Trois lettres#ACG/AUG liées à un acide aminé.

7

Vont se mettre en action des gènes qui ne fonctionnent que pendant le développement embryonnaire et fœtal#; les gènes homéo boxes. Seule fonction#; organiser la construction de l’individu, créer des enzymes qui seront des hormones, des neurotransmetteurs. [Cellules cancéreuse ne sait plus à quoi elle sert et ne remet au stade embryonnaire, ce qui explique l’accroissement]. Les homéo boxes/ Homéotiques sont les chevilles ouvrières et structurantes de la formation de l’embryon. Très facilement déterminé ce qui sera la partie haute, basse, ventrale, dorsale, droite et gauche. Définissent l’acte tridimensionnel de l’embryon. Gènes spécialisés dans la détermination du nombre de doigts, où il sera et à quel moment#par exemple. La mouche drosophile a aidé dans cette compréhension, peu de gènes et très gros. Il y a des êtres humains qui naissent avec une queue comme les singes. Recherches à faire#!

C) Séquence spatio-temporelle#: l’importance du moment et du lieu D) Facteurs exogènes Le poids des facteurs psychologiques sur les gènes a une très grande importance#! Ne modifie pas la composition des gènes mais ça peut bloquer ou trop favoriser la lecture de ce gène qui produira les protéines. Pas de déterminisme génétique si ce n’est la transmission des blocages, très influencés par les facteurs psychologique (l’épi-génétique). La nourriture#: il faut apporter la quantité nécessaire et suffisante de graisses et de lipides. Ce qui est fondamental c’est la variété et la quantité suffisante. Dans les facteurs exogènes, il y les polluants, les systèmes endocriniens, les herbicides, les pesticides (glyphosphate = problème de développement, anomalies graves). Ils sont infinis et ceux qui viennent du psychologique sont inouïs.

II- Période pré-embryonnaire L’acide folique ou vitamine B9 est beaucoup donnée aux femmes enceintes. Elle participe de façon active à la construction de tous les systèmes musculaires, nerveux. Une carence produit une anomalie au niveau du cerveau et de la moelle épinière.

A) Segmentation#: La morula (petite mûre) Cet agencement de série à l’apparence d’une petite mûre, tout plein de cellules collées entre elles. Ils l’ont donc appelés morula. Elle va poursuivre les transformations#: la blastulation. Ces cellules qui étaient pleines de cellules vont s’organiser de manière particulière pour laisser à l’intérieur de la sphère un vide, un creux (blastos =creux). Ce sera remplacé par du liquide intra cellulaire. Chaque cellule sait ce qu’elle deviendra. Le pré-embryon avance avec des contractions musculaires et il y a des cils vibratiles dans les trompes pour le faire avancer. Premier jour#: migration tubaire. Pendant la segmentation le pré-embryon va traverser les trompes ovariennes pendant 7 jours. Au quatrième jour le phénomène de blastulation se fait, chez...