Neurobiologie comportementale

• Découverte des spermatozoïdes


  révolution: le premier microscope de Leeuwenhoek → découverte des spermatozoïdes (= les animalcules)
• 2 courants de pensée à l'époque :

  Les Préformationnistes qui pensent que les animalcules ou les ovules (spermistes ou ovistes) contiennent un individu préformé, un germe d'homme. On est loin de la théorie de l’épigenèse.

  Les Epigénistes (Aristote) pensent que le sperme se transforme au contact du sang maternel en obéissant à une force vitale ou spirituelle (vitalistes/ animistes).
• Dates importantes

  - Hartwig 1875 : découverte de la fusion des noyaux des gamètes lors de la fécondation.

  - 1878 -1882 : découverte des chromosomes Walther Flemming (1843-1905) : cmpt des chr ds le noyau pdt la division cellulaire.

  - 1920 : on identifie les chromosomes sexuels (XX et XY)

  - On établit corrélation entre chromosomes et facteurs héréditaires de Mendel.
• Cerveau et comportement : aspect neurochimique

  - cerveau : structure clé des cmpts humains, alimentaire, hydrique, sommeil, vigilance, reproduction…

  - système endocrinien, SNC & SNP, et le système immunitaire = les 3 grands systèmes biologiques-> en harmonie, dialoguent entre eux
• Système clé

  Système hypothalamo-hypophysaire= élément fondamental dans la neurobiologie des cmps -> lien entre SNC et système endocrinien (lieu de production d’hormones)
• Système hypothalamo-hypophysaire


  Dans l'hypophyse on trouve l'hormone de croissance (GH), la TSH (influence la thyroïde), l'ACTH (sur les surrénales), la prolactine, la LH et FSH.

  
  

  La LH et FSH ont une action sur les gonades.

  Si on prend les surrénales, elles provoquent la libération de cortisol mais elles sont sous l'influence de l'ACT et au-dessus une hormone hypothalamique la contrôle, c'est la corticotrope
• Fct du système hypothalamo-hypophysaire

  
• Lien entre les gonades, le système endocrinien, l'hypothalamus

  Il y a un lien entre les gonades, le système endocrinien, l'hypothalamus. La différence majeure dans la production des gamètes est que c'est cyclique chez les femmes. Purement biologiquement, le schéma global montre une différence entre les hommes et les femmes dans la construction des gamètes. La première chose que fait un être humain c'est développer une gonade.
• La détermination du sexe est...

  génétique : présence dans les cellules somatiques de 2 chr sexuels : les gonosomes

  Cellules somatiques => tt sauf gamètes et globules rouges

  La fécondation restore la diploïde et à ce moment le sexe génétique est déterminé.

  Le sexe de l’embryon est déterminé par les hommes qui ramènent soit le X soit le Y. Pas d’influence de facteurs environnementaux, que de la génétique.
• Chromosome Y

  - le gène SRY est déterminant pour le dvl masculin, il se trouve sur le bras court du chromosome Y

  - Le chromosome Y est le + petit de l’ensemble de nos chromosomes

  Rôle du gène Sry :

  • Il code pour une protéine appelée TDF (testis determining factor), à l'origine de la différenciation sexuelle chez l’humain. Elle permet, en activant certains gènes, le développement des testicules. Il est de ce fait le responsable du sexe gonadique de l'individu..
• Démonstration du rôle du gène SRY faite par Koopman et al. en 1991 sur des souris transgéniques

  - on insère gène SRY dans un ovocyte XX (souris transgénique)

  - on peut avoir un individu XX qui présente un phénotype masculin

  - des analyses chez l'humain ont donné les mêmes résultats

  - n'est pas de la manipulation génétique mais montre que possible de trouver hommes XX et femmes XY

  = désaccord entre génotype et phénotype (cas d'inversions sexuelles)
• Conclusion : le sexe génétique est lié aux chromosomes sexuels


  Ainsi le sexe génétique est déterminé à la fécondation, selon le chromosome sexuel (gonosome) apporté par le spermatozoïde.

  -> Il dépend de la présence du gène SRY = une cascade d'autre gènes est activée dans le testicule.

  ->Tandis qu'en l'absence de SRY et en présence de deux chromosomes X, la gonade se différencie en ovaire.
• si l'expression du gène SRY est fondamentale, la mise en place des structures reproductrices est contrôlée...

  ... par de nombreux autres gènes : SRY, WT1, SOX9, DAX1, SF1, AMH...

  → si absence SRY = dvl féminin
• Syndrome de l'X fragile


  46 (XY) ou 46 (XX)

  Il est la cause la plus fréquente de déficience intellectuelle héréditaire et d’apparition des troubles du comportement, etc.

  - Syndrome de Martin et Bell ou Syndrome d'Escalante

  Le X est dit fragile car on remarque un trou dans le bras long du chromosome X.

  → maladie génétique associée à une protéine qui serait dans ce cas déficiente (Le gène FMR1 code la protéine FMRP ).

  - > moins de synapses -> retard intellectuel

  - caractéristiques morphologiques
• Le dvl sexuel est un mécanisme :

  complexe à la fois génétique (chromosomique), gonadique et phénotypique.
• Anomalies du développement de l'appareil génital

  Diagnostics de désordres du dvl du sexe (DDS) qui caract « toute situation congénitale où le dvl du sexe

  - chromosomique

  - gonadique et

  - anatomique est atypique »

  
  

  on peut trouver des anomalies qui concernes chr, gonades et appareils génitaux internes et externes
• Les cas des inversions sexuelles : pas d'anomalies du nombre de chromosomes sexuels :

  Des analyses sur l'espèce humaine ont donné les mêmes résultats. Il existe des hommes XX c’est à dire que les chromosomes portent le gène SRY et des femmes XY ayant perdu un gène SRY = inversion sexuelle.

  Dans le cas des inversions sexuelles, le sexe phénotypique est en désaccord avec le sexe génétique .
• Anomalies du nombre de chromosomes sexuels : un seul chromosome sexuel

  Syndrome de Turner: 45 (X0) :

  • femmes de très petite taille,
  • peu de cou,
  • épaules élevées,
  • stériles en Général,
  • organes génitaux malformés
• Anomalies du nombre de chromosomes sexuels : plus de 2 chromosomes sexuels

  Syndrome de Klinefelter : 47 (XXY) :

  • caractéristiques physio particulières,
  • très grands car peu testostérone,
  • peu masculinisés au niveau du visage,
  • pas de barbe,
  • organes génitaux atrophiés,
  • certains cas avec dvl de glandes mammaires
• Pythagore


  Philosophe et mathématicien grec (571 495 av. J. C.) -> théorie patrocline
• Théorie Patrocline


  Tout vient du père. La mère ne sert qu'à nourrir l'embryon
• Hippocrate


  La mère fabrique également une semence (qu'il assimile aux sécrétions vaginales) qui se mélange au sperme lors de la conception (~460 --~370 av. C)
• Aristote


  La semence masculine serait du sang purifié. Idée du synamis → l'âme serait contenue dans la semence paternelle. Il recommande aux hommes d'avoir des rapports sexuels avec de la chaleur pour avoir un garçon. La force de vie permettrait de former les organes sexuels masculins (~384 --~322 av. C)
• Pendant le Moyen Age, et même la Renaissance, beaucoup de courants de pensées sur l'hérédité émergent. Par exemple celle du mélangisme
• William Harvey


  Développement de l'embryon de poulet : importance de l'oeuf. Mais quid de l'oeuf chez l'Humain ? (1578 1657)
• Cette période de différenciation gonadique se réalise chez l’humain entre la 5ème et 8ème semaine de gestation.

  L'établissement du sexe phénotypique se réalise sous l'effet des hormones sécrétées par la gonade différenciée.

  Le tractus génital se différencie pendant la vie fœtale et les caractères sexuels secondaires, à la puberté.
• 46,XX (DSD), concerne les enfants - génétiquement des filles – Filles qui naissent avec des organes génitaux anormaux.

  Ces filles sont « virilisées », elles ont un développement inhabituel du clitoris et ne possèdent pas d'ouverture du vagin au périnée. Pour ce groupe, l'hyperplasie congénitale des surrénales (HCS) est la principale cause de ces anomalies.
• 46,XY DSD qui naissent avec un profil génétique de garçon (groupe hétérogène).

  Pseudohermaphrodisme androgynoïde

  => les anomalies de la stéroïdogenèse sont des anomalies de la fabrication des hormones.

  Elles peuvent mener à des sujets garçons présentant des organes génitaux insuffisamment formés sur le plan masculin ;

  • défaut de production de testostérone 5 alpha réductase
  • possèdent des récepteurs aux androgènes non fonctionnels Les insensibilités aux androgènes sont des maladies génétiques rares, caractérisées par un
• Pseudohermaphrodisme masculin, Syndrome de persistances des canaux de Muller :

  - Défaut de production d’AMH

  • Défaut de récepteur à AMH (syndrome des hommes à utérus)
• Entre 4 et 7 semaines 

  Lors de la 4ème  semaine de développement se forme une gonade embryonnaire qui est commune aux 2 sexes. Chez les humains, l’ébauche de la gonade reste indifférenciée jusqu’à 7 semaines de développement in utéro.
• Le développement de cette gonade (4-7 sem) se fait à partir de 2 types de cellules :

  • Des cellules somatiques (issus du rein embryonnaire (mésonéphros), on va former le corps de la future gonade. Ce corps va être colonisé par les cellules germinales (futurs gamètes). La constitution de la gonade se fait à partir de cellules somatiques (toutes les cellules sauf les cellules sexuelles)
  • Des cellules germinales (vient coloniser la gonade embryonnaire et qui sont issues des annexes embryonnaires en particulier du sac vitellin).
• • La crête germinale -> l’ébauche de la gonade
  • le rein embryonnaire -> va donner les conduits et voies génital

  A ce stade, on trouve l’ébauche de la gonade, et on trouve les canaux de Wolff et Müller.
• Le mésonéphros = rein de l’embryon. tissu du mésoderme qui vient du rein embryonnaire qui donnera les cordons sexuels.

  A la fin du stade indifférencié, on observe les crêtes génitales qui sont les gonades précoces embryonnaires communes. 
• Canaux de Wolff et Müller chez les Mâles (XY)

  Sous l'influence de la testostérone testiculaire :

  • Développement de l'appareil de Wolff

  L'hormone de régression müllérienne :

  • Entraine la dégénérescence de l'appareil de Müller
• Canaux de Wolff et Müller chez les Femelles (XX)

  En l'absence de testostérone :

  • L'appareil de Müller se différencie en voies génitales femelles
  • L'appareil de Wolff ne se développe pas
• A 5 semaines, les fœtus masculin et féminin sont identiques puis le tubercule génital se transforme en pénis ou en clitoris. 


  Illustration

  
• Le stade différencié 

  Ce stade se développe à partir de 8 semaines et pendant le développement de l’embryon. Puis de la naissance à la puberté. 

  Les tissus embryologiques sont communs aux deux sexes → développement commun aux premières semaines. → le dvlpmt dépend des protéines exprimées par les gènes

  Le dvlpmt sexuel permet le développement des canaux associés aux gonades
• Chez l’embryon féminin : 

  • Absence du gène SRY permet développement du tubercule qui donnera le clitoris, petites et grandes lèvres aussi
  • Les canaux de Müller formeront les voies génitales femelles 
  • Absence de testostérone qui conditionne la régression et dégradation des canaux de Wolff
  • L’absence d’AMH va permettre le développement des canaux de Müller 
• Chez l’embryon masculin :

  • La production de testostérone (après 6semaine) et d’AMH va permettre le développement de la gonade vers un testicule 
  • Le gène SRY va coder et permettre le développement de la testostérone DHT
  • Sous l’influence de la testostérone → le canal de Wolff se développe 
  • Sous l’influence de l’AMH (hormone anti-mullérienne)→ le canal de Muller disparait par une mort cellulaire
  • Le canal de Wolff se maintient et donnera l’ensemble des voies génitales masculines 

  >> L’AMH n’est plus produite quand on est adulte 
• Hormones sexuelles

  Les hormones sexuelles sont des stéroïdes sexuelles de nature lipidique → elles sont produites à partir du cholestérol (= molécule chimique lipide), ont donc des propriétés communes