Embryologie
(Suite) Cours de
Gynécologie Obstétrique
B -
POUMON FOETAL
:
Le diverticule respiratoire apparaît vers le 24-26e jour, à la face
ventrale de l’intestin antérieur, entouré par du tissu
mésenchymateux, vascularisé par le sixième arc aortique.
Le
diverticule respiratoire s’isole du tube digestif par une cloison oesotrachéale, mais reste en communication avec le pharynx par
l’orifice laryngé.
Le diverticule respiratoire aborde 23 générations
de divisions dichotomiques, à l’origine des zones de conduction et
d’échange de l’arbre respiratoire.
L’épithélium de l’arbre respiratoire
est d’origine endodermique, alors que le système de soutien (muscle,
cartilage, tissu conjonctif) est d’origine mésenchymateuse.
Le
diverticule respiratoire se développe dans la cavité coelomique
(future cavité pleurale) qu’il remplit.
Les deux feuillets de la plèvre
dérivent de la somatopleure (plèvre pariétale) et de la
splanchnopleure (plèvre viscérale).
Les artères pulmonaires suivent
le développement des voies aériennes et se divisent avec elles.
Les
veines pulmonaires proviennent d’une évagination de la partie sinoatriale du tube cardiaque primitif.
À la naissance, le poumon
assure la fonction d’hématose et remplace en quelques secondes le
placenta.
La qualité de l’aération pulmonaire, et donc des échanges alvéolocapillaires, est liée à une maturation harmonieuse des
constituants anatomiques, biochimiques et enzymatiques du
poumon.
1- Stades du développement pulmonaire :
Le développement pulmonaire s’effectue en deux étapes,
embryonnaire et foetale.
Le stade embryonnaire (4e-6e SD) marque le
début du bourgeonnement du diverticule respiratoire et la formation
des voies aériennes hautes (trachée, bronches souches et lobaires).
L’étape foetale comporte quatre stades : pseudoglandulaire,
canaliculaire, sacculaire, alvéolaire.
2- Liquide pulmonaire et surfactant :
Le liquide pulmonaire provient de sécrétions des cellules
pulmonaires et de transfert d’eau et d’électrolytes à travers
l’endothélium des capillaires et l’épithélium des voies aériennes.
Ce
liquide, dégluti et rejeté dans la cavité amniotique, constitue 20 à
30 % du volume du liquide amniotique.
Sa production continue
maintient une pression positive (2 à 3 mmHg) à l’intérieur du
poumon foetal et intervient dans la détermination de la taille des
saccules et des alvéoles, ainsi que dans l’amincissement des parois
alvéolaires.
À la naissance, la présence de liquide dans les voies
aériennes facilite l’aération du poumon et la première respiration.
Le surfactant est une substance lipoprotéique essentielle qui
empêche l’affaissement des alvéoles à l’expiration.
Le surfactant est
composé de protéines (10 à 20 %) et de lipides (80 à 90 % de phospholipides, support des propriétés tensioactives).
Sa
biosynthèse a lieu dans les pneumocytes II à partir de la 20e SD,
selon deux voies métaboliques différentes.
Jusqu’à 34-35 SD, la
production est faible et la majorité des phospholipides restent
intracellulaires.
La composition en acides gras du surfactant (rapport
lécithine/sphingomyéline) se modifie en fin de grossesse et reflète
la maturation pulmonaire.
La maturation pulmonaire, étroitement liée à la synthèse de
surfactant, est hormonodépendante.
Les glucocorticoïdes jouent un
rôle fondamental par action directe au niveau des cellules
épithéliales et mésenchymateuses (augmentation des protéines du
surfactant, du collagène, de l’élastine, des enzymes de synthèse des
acides gras) et potentialisent l’effet d’autres hormones comme la
thyroxine, l’oestradiol, la prolactine et les b-sympathomimétiques,
les endorphines endogènes.
D’autres hormones ont un effet
antagoniste, comme l’insuline et les androgènes, expliquant la plus
grande fréquence des détresses respiratoires chez les enfants de sexe
masculin ou de mère diabétique.
L’intégrité de la cage thoracique
(squelette, diaphragme), de la paroi abdominale, des structures vasculonerveuses, de l’espace thoracique dévolu aux poumons, et le
liquide pulmonaire sont indispensables au développement
harmonieux du poumon.
À la naissance, les pneumocytes II libèrent
le surfactant qui tapisse la paroi alvéolaire.
À partir de cette date, sa
formation devient permanente.
C - APPAREIL CARDIOVASCULAIRE :
La morphogenèse du coeur s’effectue en même temps que le
développement du système vasculaire, régis par deux mécanismes
embryologiques différents (vasculogenèse et angiogenèse).
La vasculogenèse permet la mise en place des ébauches vasculaires,
ainsi que les premiers éléments hématopoïétiques, à partir d’amas
cellulaires hémangioformateurs.
Les amas hémangioformateurs sont
d’origine mésoblastique et forment deux populations cellulaires
distinctes. Les cellules périphériques constituent l’endothélium des
parois vasculaires (angiopoïèse), alors que les cellules centrales
donnent les cellules sanguines (hématopoïèse).
Dans l’aire cardiaque,
les tubes endocardiques à l’origine du tube cardiaque primitif se
forment selon le même mécanisme.
La prolifération et la confluence
des premiers vaisseaux se font par angiogenèse et leur connexion
avec le tube cardiaque primitif survient vers le 21e jour.
1- Réseaux vasculaires
:
Le système vasculaire foetal s’organise en deux réseaux, intra- et extraembryonnaire.
Les premiers vaisseaux extraembryonnaires apparaissent dans la splanchnopleure de la
vésicule ombilicale, du mésenchyme du pédicule embryonnaire, de
la lame choriale et des villosités placentaires.
Les vaisseaux intraembryonnaires se forment au niveau du mésoderme
céphalique, du mésoderme para-axial et de la splanchnopleure.
Chez
le foetus, les vaisseaux extraembryonnaires sont représentés par les
vaisseaux vitellins et ombilicaux (artères et veines).
Les artères
vitellines irriguent les dérivés de l’intestin primitif et donnent le
tronc coeliaque et les artères mésentériques supérieure et inférieure.
Les veines vitellines drainent vers le coeur le sang de la vésicule
vitelline.
Les artères ombilicales, branches de l’aorte dorsale,
assurent la vascularisation des villosités placentaires.
Après la
section du cordon, le segment distal des artères ombilicales s’oblitère
et forme les ligaments vésico-ombilicaux latéraux, et leur segment
proximal donne les artères iliaques internes et vésicales supérieures.
Les veines ombilicales prennent leur origine dans les villosités
choriales et ramènent au coeur de l’embryon du sang oxygéné.
Les
premiers gros vaisseaux intraembryonnaires sont deux aortes
dorsales qui longent l’axe de l’embryon et émettent latéralement des
branches intersegmentaires.
Dans la région crâniale, les aortes dorsales entrent dans la constitution de l’appareil branchial.
Elles
prolongent les tubes endocardiques (ou aortes ventrales) et dessinent
de chaque côté une crosse qui parcourt le mésenchyme du premier
arc branchial.
Les aortes ventrales fusionnent (au même titre que les
tubes endocardiques) et forment un renflement médian (sac
aortique).
Le sac aortique émet cinq branches symétriques qui
parcourent les arcs branchiaux en cravatant l’intestin pharyngien.
Au cours du développement, les premier, deuxième et
cinquième arcs aortiques régressent, alors que les troisième,
quatrième et sixième perdent leur disposition symétrique et donnent
les vaisseaux du cou, la crosse de l’aorte, l’artère pulmonaire et le
canal artériel.
Les aortes dorsales fusionnent pour donner l’aorte
descendante.
Le système veineux intraembryonnaire est constitué
des veines cardinales qui drainent le corps de l’embryon vers le
coeur.
2- Morphogenèse du coeur :
Le tube cardiaque primitif résulte de la fusion, vers le 22e jour, de
deux tubes endocardiques, formés dans la région préchordale (aire
cardiaque).
La paroi du tube cardiaque primitif est constituée
de trois tuniques concentriques, d’origine mésoblastique :
l’endocarde, la gelée cardiaque et le péricarde.
La gelée cardiaque
est le lieu d’apparition des premières cellules myocardiques
(myocardogenèse) contractiles dès j23.
Le péricarde résulte de la
coalescence de la splanchnopleure et de la somatopleure de part et
d’autre de l’expansion du coelome intraembryonnaire, future cavité
péricardique.
Les cellules des crêtes neurales colonisent le tube
cardiaque primitif et participent à l’édification du coeur et des gros
vaisseaux assurant leur innervation parasympathique.
Branché sur
la circulation générale, le tube cardiaque primitif, encore rectiligne
et non cloisonné, présente une organisation séquentielle et une
orientation circulatoire.
Au terme de sa morphogenèse (entre la
troisième et la huitième SD), le tube cardiaque primitif forme un
coeur segmenté (en massifs auriculoventriculaires), cloisonné et
latéralisé (en coeur gauche et droit).
Les propriétés transcriptionnelles
distinctes de chaque segment et les contraintes
hémodynamiques sont à l’origine de la différenciation des
compartiments cardiaques et de leur situs.
* Modifications du tube cardiaque primitif :
Le tube cardiaque primitif peut être divisé en quatre segments :
sinus veineux, oreillette primitive (atrium), ventricule primitif et conotruncus.
L’accroissement inégal des différents segments
du tube cardiaque primitif lui imprime une courbure, selon une
boucle à convexité droite.
Le ventricule primitif se place alors à
droite et en avant de l’oreillette primitive.
Vu de face, le tube
cardiaque primitif prend la forme d’un « U » avec une branche
gauche descendante (oreillette primitive) et une branche droite
ascendante (conotruncus).
Le massif ventriculaire, séparé de la
branche ascendante par le sillon conoventriculaire (ou
bulboventriculaire), constitue le fond de la boucle.
La propagation
du flux sanguin dans le tube cardiaque primitif se fait grâce aux
contractions myocardiques, qui deviennent au fil des jours de plus
en plus rythmées et efficaces.
Le sang foetal, oxygéné au niveau des
villosités placentaires, parvient à l’oreillette primitive par le sinus
veineux.
Le passage du sang dans le ventricule primitif se fait par le
canal atrioventriculaire encore indivis.
Le ventricule primitif éjecte
le sang dans le conotruncus par l’orifice interventriculaire primitif.
* Cloisonnement cardiaque
:
Le cloisonnement des cavités et des orifices cardiaques se fait
simultanément et concerne le canal atrioventriculaire, l’oreillette
primitive, le ventricule primitif et le conotruncus.
Le cloisonnement du canal atrioventriculaire débute par son
ovalisation et la formation, au niveau de la gelée cardiaque, de deux
bourrelets antéropostérieurs symétriques, les coussins
endocardiques.
La rencontre et la fusion des coussins endocardiques assurent la formation du septum atrioventriculaire,
ou « septum intermedium ».
Tendu au milieu du canal atrioventriculaire, le septum atrioventriculaire délimite les anneaux
de la tricuspide et de la mitrale et participe à la formation de leur
appareil valvulaire (valve septale de la tricuspide et grande valve de la mitrale).
Les autres composantes valvulaires de ces anneaux
dérivent de bourgeons latéraux (deux à droite et un à gauche).
Le
septum atrioventriculaire est l’élément essentiel du cloisonnement
cardiaque ; il intervient dans le cloisonnement des oreillettes et des
ventricules.
Le cloisonnement auriculaire se fait en deux temps et ménage une
communication interauriculaire (shunt droite-gauche) dite
physiologique, indispensable durant la vie foetale.
Le septum primum, premier élément du cloisonnement auriculaire, apparaît au
niveau du toit de l’oreillette primitive.
En forme de croissant à
concavité antérieure, il se développe vers le septum atrioventriculaire.
Sa concavité antérieure dessine les limites d’un orifice
éphémère, l’ostium primum.
La fusion du septum primum avec une
expansion du septum atrioventriculaire aboutit à la fermeture de
l’ostium primum.
Dès lors, l’impact du flux sanguin de retour sur le
septum primum crée de petites perforations qui confluent en un
large orifice, l’ostium secundum.
L’ostium secundum
maintient le shunt droite-gauche, encore indispensable à cette
période de la vie.
Le septum secundum, deuxième élément du
cloisonnement auriculaire, également en forme de croissant,
s’installe à droite du premier et le recouvre entièrement.
Sa convexité
postérieure ne se comble jamais et aménage, par rapport à l’ostium
secundum, un passage en chicane, le foramen ovale (ou trou de
Botal), qui reste perméable jusqu’à la naissance.
La morphogenèse du massif ventriculaire est encore très
controversée.
En dehors de divergences subtiles nourrissant un
débat de spécialistes, on peut estimer que la formation des
ventricules se fait grâce au cloisonnement interventriculaire
proprement dit et aux modifications du conus.
La cloison interventriculaire sépare le ventricule de morphologie gauche du
ventricule de morphologie droite.
Elle est formée d’une
composante musculaire (septum inferius) et d’une composante
fibreuse (septum membraneux).
Le septum inferius, fait de tissu myocardique, émerge de la base du tube cardiaque en regard du
sillon bulboventriculaire et amorce le cloisonnement des ventricules.
Il correspond au sillon interventriculaire visible à la surface du coeur.
Le septum inferius se dirige vers le septum atrioventriculaire, sans
jamais l’atteindre et constitue la limite inférieure du foramen
interventriculaire.
Dès lors, deux massifs ventriculaires
asymétriques, correspondant aux futurs ventricules de morphologie
gauche et droite, deviennent identifiables.
Le ventricule de
morphologie gauche occupe la quasi-totalité du ventricule primitif
et se retrouve en regard et dans la continuité du canal atrioventriculaire.
Le ventricule de morphologie droite (presque
virtuel) se prolonge par le tiers inférieur du conus.
À ce stade, les
ventricules communiquent entre eux par le foramen interventriculaire.
Le septum membraneux comble le foramen interventriculaire dans un deuxième temps.
Le septum membraneux
a une origine multiple et résulte de la coalescence de trois bourgeons
en provenance du septum atrioventriculaire et du septum du
conotruncal (bourrelets aorticopulmonaires gauche et droit).
Le conus, compris entre le truncus et le ventricule primitif, prend
une large part dans la formation du ventricule droit.
Le
développement rapide de son tiers inférieur aboutit à la formation
d’un massif distinct (bulbus), ou l’ampoule droite, qui est incorporé
dans le ventricule de morphologie droite.
Le tiers moyen du conus
a un développement asymétrique, caractérisé par une croissance de
la partie sous-pulmonaire (qui forme l’infundibulum du ventricule
droit) et une régression de la partie sous-aortique (qui assure la
continuité mitroaortique après la torsion antihoraire et la translation
à gauche de l’orifice proximal).
La partie distale du conus est
en continuité avec le truncus et forme avec lui le conotruncus.
Les
valves aortiques et pulmonaires se développent au niveau de son
orifice distal.
Le cloisonnement du conotruncus se fait par un septum hélicoïdal
(septum conotruncal), issu de la fusion, au niveau de l’orifice
proximal du conus, de bourrelets antéropostérieurs (crêtes
proximales A et B), et au niveau de l’orifice distal, de bourrelets
frontaux (crêtes frontales 1 et 3), selon un arrangement A-1/B-3
.
La forme hélicoïdale du septum conotruncal est attribuée à
une torsion inverse des crêtes proximales et distales.
Le truncus,
situé entre l’orifice distal du conus et les arcs aortiques, subit un
cloisonnement analogue à celui du conus, ce qui aboutit à la
formation des troncs artériels (artère pulmonaire et aorte).
Dans la
région cervicale, l’aorte se prolonge par un renflement (sac aortique)
d’où émergent les arcs aortiques, destinés aux arcs branchiaux.
L’alignement des cloisons et la séparation des circulations
gauche/droite se font grâce aux mouvements de rotation antihoraire
et de translation à gauche du conus après la régression de sa partie
sous-aortique.
Le flux sanguin de la tricuspide arrive alors sur le
flanc droit du septum interventriculaire et l’orifice proximal de
l’aorte se trouve dans la continuité de la chambre de chasse du
ventricule gauche.
Le sinus veineux est le point de convergence des veines placentaires
et des veines systémiques de l’embryon. Les veines en
provenance du placenta sont représentées par les veines ombilicales
qui véhiculent du sang oxygéné.
Les veines de la circulation
systémique de l’embryon sont les veines vitellines qui drainent la
vésicule vitelline et les veines cardinales qui ramènent au coeur le
sang de la circulation embryonnaire.
L’évolution du sinus veineux
est dominée par l’involution de sa corne gauche et de la plupart des afférences de ce côté aux dépens du développement de la corne
droite.
Il en résulte deux modifications hémodynamiques et
anatomiques majeures : déviation de la masse sanguine de retour
vers la corne droite du sinus et incorporation partielle de la corne
droite dans l’oreillette droite.
Ainsi, l’abouchement des veines de la
corne droite du sinus (futures veines caves inférieure et supérieure)
se trouve incorporé dans la paroi de l’oreillette droite.
Les veines
pulmonaires débouchent au début dans une évagination de
l’oreillette gauche.
L’incorporation de cet ensemble dans la paroi
auriculaire aboutit à l’abouchement direct des veines pulmonaires
dans la paroi de l’oreillette gauche.
3- Circulation foetale et néonatale :
La circulation foetale est caractérisée par l’existence, à l’entrée et à la
sortie du coeur, de communications (shunts) physiologiques (trou
de Botal et canal artériel).
Ces communications égalisent les
pressions de remplissage et d’éjection des ventricules durant la vie
foetale.
En raison de la résistance pulmonaire très élevée (dix fois la
résistance systémique), la circulation pulmonaire est en grande
partie court-circuitée.
La quasi-totalité du sang éjecté par le
ventricule droit dans l’artère pulmonaire retourne dans la circulation
systémique par le canal artériel.
Le débit cardiaque du foetus est très
élevé (500 mL/min/kg) et sa fréquence cardiaque de l’ordre de
150/min.
Le myocarde foetal, dont la myosine est immature, est
moins contractile que le myocarde néonatal.
Ceci explique la fragilité
de l’équilibre circulatoire du foetus et sa tendance à une
décompensation cardiaque rapide.
La première respiration est à
l’origine de modifications hémodynamiques importantes qui, sur le
plan anatomique, se traduisent par la fermeture du trou de Botal et
du canal artériel.
Avec la baisse des résistances pulmonaires, le
travail du ventricule droit diminue.
Il a à éjecter une quantité
inchangée de sang (même débit), mais à une pression abaissée.
En
revanche, le travail du ventricule gauche augmente, car il doit éjecter
à plus forte pression un débit plus élevé (récupération de la
circulation pulmonaire de retour).
Il en résulte un épaississement de
la paroi du ventricule gauche et une modification du rapport des
masses ventriculaires en faveur du ventricule gauche.
Ces
transformations vont de pair avec des modifications importantes du
myocarde foetal qui devient plus contractile, avec une myosine de
type mature.
Les hormones thyroïdiennes et la stimulation
sympathique (par le biais des bêtarécepteurs myocardiques)
interviennent dans la maturation des fibres myocardiques.
La
structure des vaisseaux pulmonaires se modifie après la naissance :
leur lumière devient plus large, leur paroi plus mince et les fibres
élastiques de la média deviennent plus nombreuses.
D - REIN FOETAL :
L’appareil réno-urinaire dérive du cordon néphrogène et du sinus
urogénital.
Au cours de la vie intra-utérine, les fonctions
d’homéostasie normalement dévolues aux reins sont assurées par le
placenta.
Néanmoins, le rein foetal bien qu’immature est
indispensable au bien-être du foetus.
En effet, l’urine foetale est
déversée dans la cavité amniotique et entre pour 80 % dans la
composition du liquide amniotique.
La filtration de l’urine
commence dès la 12e SD et la diurèse augmente avec l’âge
gestationnel.
1- Appareils réno-urinaires :
Le cordon néphrogène issu du mésoderme intermédiaire a un
développement séquentiel caractérisé par la succession (dans
l’espace et dans le temps) de trois appareils de complexité croissante
(pronéphros mésonéphros, métanéphros).
Le cordon néphrogène subit une métamérisation selon un gradient
céphalocaudal en amas indépendants (néphrotomes).
La
métamérisation s’interrompt dans la région pelvienne, laissant un
bloc de tissu néphrogène indivis, le blastème métanéphrogène, à
l’origine du rein définitif.
La différenciation des néphrotomes se fait
selon un schéma général, passant par les stades de néphrotome
plein, vésicule et tubule. Au contact d’une branche artérielle,
l’une des extrémités du tubule se déforme en cupule et forme le
glomérule.
L’autre extrémité, le pôle excréteur, s’ouvre dans un canal
excréteur.
Le pronéphros (ou rein céphalique) apparaît vers la
quatrième SD et régresse 1 semaine plus tard, en laissant l’ébauche
d’un canal collecteur.
Dès la cinquième SD, le mésonéphros apparaît
et constitue un deuxième appareil réno-urinaire éphémère (corps de
Wolff), avec un canal collecteur distinct (canal de Wolff).
La
différenciation de structures néphroniques au niveau du
mésonéphros permet une éventuelle filtration urinaire.
Le mésonéphros involue vers la dixième SD et perd toute fonction rénourinaire
mais conserve un rôle essentiel dans la différenciation
sexuelle.
Le métanéphros se met en place avant l’involution du
mésonéphros, dès la fin de la quatrième SD.
Sa maturation est
longue et se termine vers le huitième mois de la vie extra-utérine.
Au niveau du rein définitif, la néphronogenèse débute dès la
septième SD et aboutit, vers la 38e SD, à la mise en place d’environ
800 000 néphrons fonctionnels.
La néphronogenèse se déroule sous
l’action inductrice d’un dérivé du canal de Wolff, le bourgeon
urétéral.
Le bourgeon urétéral dérive de l’extrémité distale
du canal de Wolff, vers la quatrième SD.
Il pénètre le blastème métanéphrogène vers la cinquième SD, en subissant une série de
divisions dichotomiques.
Chaque génération de ramifications donne
naissance à deux types de branches.
La première branche dite
« terminale » ne se divise plus.
Son extrémité s’élargit en ampoule
urétérale et induit le néphron.
L’autre branche poursuit les divisions
dichotomiques.
Cette étape de néphronogenèse se fait grâce à un
facteur de croissance, de la famille des transforming growth factor b
(TGFb), d’origine mésenchymateuse (glial cell line-derived
neurotrophic factor [GDNF]), et nécessite la présence au niveau des
tubules de son récepteur de type tyrosine-kinase (rearranged in
tumors [RET]).
Un autre facteur de croissance (Wnt4) permet la
survie des dérivés tubulaires.
Au contact des ampoules urétérales,
les cellules du blastème métanéphrogène se condensent en
néphrotomes et suivent le schéma général de néphronogenèse
(néphrotomes pleins, vésicules et tubules).
Le tubule s’allonge en
forme de « S », avec trois segments distincts : le segment supérieur,
à l’origine du tube contourné distal et de l’anse de Henle, s’ouvre
dans l’ampoule urétérale ; le segment moyen forme le tube
contourné proximal, alors que le segment inférieur évolue vers les
structures glomérulaires proprement dites.
Au contact d’une branche
de l’artère rénale, l’extrémité du segment inférieur se déprime en
cupule et forme la capsule de Bowman.
Les podocytes se
différencient au niveau du feuillet interne de la capsule de Bowman
et les cellules épithéliales au niveau de son feuillet externe.
La
condensation des cellules mésenchymateuses s’accompagne de
l’expression à leur niveau de deux facteurs de transcription (Pax2,
Wt1).
Une famille de facteur de croissance, les BMP, appartenant à
la famille des TGFb, est indispensable au bon déroulement de ces
étapes de néphronogenèse.
Le développement du réseau capillaire
glomérulaire se fait par vasculogenèse sous l’influence du vascular
endothelium growth factor (VEGF).
Trois vagues de néphronogenèse
centrifuges se succèdent entre les huitième et 38e SD.
Sur une coupe
de rein de foetus, des néphrons de maturité différente sont présents :
les néphrons matures occupent la jonction médullocorticale, alors
que les néphrons en cours de différenciation se situent au niveau du
cortex moyen.
Une couche de tissu métanéphrogène indifférencié
persiste sous la capsule rénale jusqu’à la 36e SD.
Après la 38e SD,
l’accroissement dimensionnel et pondéral du rein se poursuit malgré
l’arrêt de la néphronogenèse. Le rein foetal a un aspect lobulé qu’il
conserve jusqu’à terme.
Le métanéphros est initialement en position
pelvienne.
Il migre vers la région lombaire au cours du
développement.
2- Différenciation des voies urinaires
:
Les voies urinaires hautes correspondent aux tubes collecteurs,
calices, bassinets et uretères, les voies urinaires basses sont
constituées par la vessie et l’urètre.
Cette distinction anatomique
reflète une dualité embryologique.
Les voies urinaires hautes dérivent du bourgeon urétéral.
Ses premières ramifications sont à l’origine des grands et petits
calices (vers la 12e SD).
Ses ramifications profondes forment les tubes
collecteurs qui établissent une communication avec les structures néphroniques et assurent la continuité du néphron.
L’histogenèse
des voies urinaires se déroule selon un calendrier précis.
La
myogenèse s’installe en premier (après la 25e SD).
La maturation du
tissu conjonctif est plus tardive et explique la relative laxité des voies
urinaires et des kystes éphémères chez le foetus jeune.
La lumière
des voies urinaires se rétrécit au fur et à mesure que l’histogenèse
des voies urinaires progresse.
Les voies urinaires basses dérivent du sinus urogénital, après le
cloisonnement du cloaque, vers la septième SD.
La
membrane urogénitale constitue sa limite inférieure et les canaux de
Wolff l’atteignent par sa face postérolatérale.
La partie du sinus
située en amont des canaux de Wolff correspond au segment
supérieur et la partie située en aval au segment inférieur.
Le segment
supérieur du sinus forme la vessie qui se prolonge initialement par
le canal de l’ouraque, reliquat de l’allantoïde. Le canal de l’ouraque
s’oblitère ensuite et donne le ligament ombilical médian.
La
croissance rapide de la face postérieure de la vessie aboutit à
l’incorporation dans sa paroi d’une partie des canaux de Wolff et
des bourgeons urétéraux.
Il en résulte l’abouchement distinct dans
la vessie des canaux de Wolff (futurs canaux déférents) et des
bourgeons urétéraux (futurs uretères).
Par ailleurs, les orifices
urétéraux se déplacent en direction crâniale, alors que les orifices
des canaux déférents restent en position caudale.
La surface
de la muqueuse vésicale comprise entre l’abouchement des uretères
et des canaux de Wolff est d’origine mésoblastique (trigone).
Elle est
secondairement recouverte par un épithélium d’origine entoblastique provenant du reste de la vessie.
L’incorporation dans
la paroi vésicale d’une partie du bourgeon urétéral contribue à
l’organisation du système de valve antireflux vésico-urétéral.
Le
sphincter lisse de la vessie se met en place vers la 13e SD, alors que
le sphincter strié ne se différencie que vers la 21e SD.
L’urètre dérive
du segment inférieur du sinus urogénital.
Son développement est
variable selon le sexe.
L’urètre reste très court chez la fille, alors que
chez le garçon, sous l’influence des androgènes, il s’allonge en trois
portions, prostatique, membraneuse et pénienne.
La glande
prostatique a une origine double à la fois entoblastique et
mésoblastique.
Deux bourgeons symétriques apparaissent dès la
neuvième SD au niveau de l’épithélium du veru montanum (urètre
prostatique).
Ils colonisent le mésenchyme environnant, se creusent
de lumières, et forment les canaux excréteurs à la 12e SD.
Les cellules
glandulaires se différencient autour des canaux excréteurs à partir
de la 15e SD.
La différenciation de la prostate est androgénodépendante.
La partie centrale de la prostate aurait une origine
différente (mullérienne).
La glande de Littré se forme selon le même
mécanisme, à partir des cellules épithéliales de l’urètre.
E - APPAREILS GÉNITAUX
:
La différenciation de l’appareil génital survient de la troisième à la
12e SD.
Le sexe génétique est déterminé par l’assortiment
chromosomique XX, XY lors de la fécondation.
Malgré le
dimorphisme chromosomique, aucune différence morphologique
n’est décelable au cours des premiers stades du développement
embryonnaire entre les deux sexes.
Après ce stade, dit indifférencié,
la différenciation sexuelle suit un gradient temporospatial et touche
successivement les gonades, les voies génitales et les organes
génitaux externes.
1- Déterminisme sexuel
:
Le sexe génétique induit le sexe gonadique (ovaire ou testicule), luimême
responsable du sexe corporel (voies génitales internes,
organes génitaux externes).
Au cours de la gamétogenèse, la méiose
assure l’haploïdie des gamètes et le brassage des gènes d’origine
paternelle et maternelle.
Lors de la spermatogenèse, la ségrégation
des chromosomes sexuels X et Y crée deux populations de
spermatozoïdes, porteurs pour 50% de chromosome X et pour 50 %
de chromosome Y.
L’assortiment XX ou XY au moment de la
fécondation détermine le sexe génétique.
Le chromosome Y a un
effet dominant dans le déterminisme masculin, quel que soit le
nombre de X présents.
Il est essentiellement constitué
d’hétérochromatine.
Une petite région du bras court de Y, près du
centromère, contient le(s) gène(s) du déterminisme sexuel.
Des
gènes de la spermatogenèse se trouvent sur le bras long du
chromosome Y, au niveau des locus azoospermia factors (AZF).
L’effet
masculinisant du chromosome Y est lié à la présence à son niveau
d’un facteur du déterminisme sexuel primaire dénommé testis
determining factor (TDF).
Le gène sex-determining region of the Y
chromosome (SRY), localisé sur le bras court du chromosome Y,
s’avère être le gène masculinisant. SRY est un petit gène (un seul
exon) qui code pour un facteur de transcription.
Des anomalies de la différenciation sexuelle suggèrent que à côté du gène SRY,
d’autres gènes, situés sur les autosomes ou le chromosome X
(comme le WT1, SOX-9, SF-1 ou la région DSSR) interviennent dans
le déterminisme sexuel, en amont ou en dehors de la voie de SRY.
2- Différenciation sexuelle
:
La différenciation sexuelle est hormonodépendante, limitée dans
l’espace et dans le temps.
Les androgènes (testostérone), sécrétées
par les cellules interstitielles de Leydig du testicule foetal, et le
facteur antimullérien, sécrété par les cellules de Sertoli, ont un effet
masculinisant.
Selon les cellules cibles, c’est la testostérone ou ses
dérivés qui vont être déterminants.
Au niveau du sinus urogénital
et des organes génitaux externes, la testostérone se comporte comme
une prohormone et doit être convertie en dihydrotestostérone (DHT)
par une 5 a-réductase dont il existe deux types (le type 2 est exprimé
dans l’appareil génital).
Ainsi, un déficit en 5 a-réductase de type 2
est responsable d’une masculinisation incomplète.
Les androgènes
agissent au niveau des cellules cibles comme facteurs de
transcription, grâce à un récepteur cytoplasmique spécifique.
Le
gène du récepteur cytoplasmique des androgènes est localisé sur le
chromosome X ; sa mutation est responsable de l’insensibilité aux
androgènes (syndrome des testicules féminisants).
Le facteur antimullérien (glycoprotéine avec une partie analogue au TGFb et à
l’inhibine), permet la régression des canaux de Müller.
Bien que les
ébauches ovariennes produisent des oestrogènes, les ovaires ne sont
pas indispensables à la féminisation.
3- Différenciation gonadique
:
La différenciation gonadique dépend du sexe génétique et survient
au début de la cinquième SD.
Jusqu’à cette date, les ébauches
gonadiques situées entre le mésonéphros et la racine du mésentère
dorsal restent à l’état de crêtes génitales indifférenciées (formées
d’un massif mésenchymateux recouvert par l’épithélium coelomique).
Les cellules germinales (gonocytes primordiaux) jouent un
rôle important dans l’induction gonadique.
Les gonocytes
apparaissent vers la troisième SD, dans le mésoderme
extraembryonnaire de la vésicule vitelline, près du diverticule
allantoïdien, migrent le long du mésentère dorsal de l’intestin
postérieur et colonisent, vers la cinquième SD, les crêtes génitales.
Sous l’effet inducteur des gonocytes, l’épithélium coelomique
prolifère dans le mésenchyme sous-jacent et forme les cordons
sexuels primitifs qui incorporent les gonocytes.
L’orientation
masculine de la gonade indifférenciée est un phénomène précoce et
rapide, alors que la différenciation féminine est plus tardive et lente.
La différenciation testiculaire débute vers la septième SD par
l’apparition, autour des cellules germinales, de cordons épithéliaux
(ébauches des futurs tubes séminifères).
Les cellules germinales se
retrouvent ainsi à l’intérieur des cordons séminifères, enchâssées
dans les cellules de Sertoli qui les isolent du milieu extérieur
(barrière sang-spermatozoïdes).
À ce stade, les cellules germinales
se divisent activement mais n’entrent pas en méiose.
Entre les
cordons séminifères, des cellules mésenchymateuses se différencient
en cellules interstitielles de Leydig et assurent la sécrétion endocrine
du testicule.
Parallèlement, une couche de tissu fibreux dense se
forme à la surface de la gonade et constitue la capsule du testicule
(albuginée).
Pendant la vie foetale, les cordons testiculaires sont
pleins.
À la puberté, ces cordons se creusent d’une lumière et se
transforment en tubes séminifères avec un épithélium actif.
Les
testicules se forment dans l’abdomen, puis migrent à partir de la fin
du troisième mois vers le canal inguinal, qu’ils franchissent pour se
loger dans les bourses où ils se trouvent normalement à la naissance.
La différenciation ovarienne est marquée par la multiplication des
cellules germinales (ou ovogonies) et la constitution d’un stock non
renouvelable d’ovocytes de premier ordre qui amorcent la première
division de la méiose.
Au septième mois, tous les ovocytes de
premier ordre parviennent au prophase où se produit le blocage de
la première division méiotique.
Le blocage de la méiose coïncide
avec l’isolement des ovocytes au sein des follicules ovariens, par les
cellules folliculaires, et dure jusqu’à la puberté.
À partir de là, la
méiose reprend selon un rythme cyclique.
La plupart des follicules
ovariens dégénèrent (atrésie).
Les ovaires conservent leur épithélium
de surface qui se perce au moment de l’ovulation et permet la
libération de l’ovocyte dans la cavité abdominale.
L’ovaire,
primitivement situé dans la région lombaire, migre également vers
le petit bassin.
4- Différenciation des voies génitales internes
:
La différenciation des voies génitales internes passe également par
un stade indifférencié et dépend des sécrétions hormonales
gonadiques.
Jusqu’à la sixième SD, les voies génitales
internes sont communes aux deux sexes, représentées par deux
paires de canaux de Wolff et de Müller.
Les canaux de Wolff (ou mésonéphrotiques), qui sont les conduits excréteurs du
mésonéphros, débouchent dans le cloaque.
À leur partie supérieure,
ils reçoivent les tubules mésonéphrotiques.
Les canaux de Müller
(ou paramésonéphrotiques) sont formés par une invagination de
l’épithélium coelomique.
Les canaux de Müller s’ouvrent à leur
extrémité crâniale dans la cavité coelomique et longent en dehors les
canaux de Wolff dans leur tiers supérieur avant de les croiser et de
rejoindre sur la ligne médiane leur homologue controlatéral.
Les
canaux de Müller fusionnent et donnent le canal utérovaginal
médian qui atteint le sinus urogénital entre les orifices des canaux
de Wolff.
Chez les sujets de sexe masculin, sous l’effet des
androgènes, les canaux de Wolff se développent, alors que les
canaux de Müller, soumis à l’action du facteur antimullérien,
régressent.
La sensibilité des canaux de Müller à ce facteur est courte
(jusqu’à la huitième SD).
Les canaux de Wolff donnent l’épididyme,
les canaux déférents, les vésicules séminales et les canaux
éjaculateurs.
Les tubes mésonéphrotiques, situés dans la région
gonadique, donnent les canaux efférents (entre rete testis et canal de
Wolff).
Les canaux de Müller ne laissent que des reliquats
embryonnaires (dont l’hydatide sessile et pour certains, l’utricule
prostatique).
Chez les sujets de sexe féminin, les voies génitales se
développent à partir des canaux de Müller.
En l’absence
d’androgènes gonadiques et de facteur antimullérien, les canaux de
Wolff régressent, alors que les canaux de Müller se développent.
La
portion crâniale des canaux de Müller, ouverte dans la cavité
coelomique, forme le pavillon de la trompe.
Le reste des canaux de
Müller donne les trompes et l’utérus.
L’embryologie de l’extrémité
caudale des canaux de Müller (tubercules de Müller) est controversée.
Le sinus urogénital au contact du tubercule de Müller
se développe en un massif épithélial plein (bulbes sinovaginaux).
Cette ébauche prolifère et donne la plaque vaginale qui se creuse
secondairement d’une lumière et forme le vagin, en communication
avec l’orifice du col de l’utérus.
Pendant la vie foetale, la cavité
vaginale est fermée par une mince cloison transversale, l’hymen, qui
se perfore en période néonatale.
L’épithélium de l’utérus dérive des
canaux de Müller.
L’origine de l’épithélium vaginal serait mixte
(mullérienne et sinus urogénital) ou seulement urogénitale.
Les
composantes musculaires et conjonctives des parois proviennent du
mésenchyme environnant.
Les canaux de Wolff et les tubes mésonéphrotiques disparaissent, ne laissant que des vestiges
(époophore, organe de Gärtner) ce qui explique l’absence de
connexion directe entre l’ovaire et la trompe.
5- Différenciation des organes génitaux externes :
La différenciation des organes génitaux externes est androgénodépendante.
Au stade indifférencié, les ébauches des
organes génitaux externes se constituent autour de la membrane
cloacale, colonisée par le mésenchyme caudal, dès la troisième SD.
Il en résulte la formation d’une paire de bourrelets génitaux
qui convergent en avant, au niveau de la ligne médiane, et forment
le tubercule génital.
L’ouverture de la membrane urogénitale dessine
la fente urogénitale, limitée par les replis génitaux, situés en dedans
des bourrelets.
Jusqu’à la fin de la septième SD, le sinus urogénital
reste indifférencié, identique dans les deux sexes.
Chez le garçon,
sous l’action de la DHT, les replis génitaux se modifient : le tubercule
génital s’allonge pour former le pénis ; les replis génitaux fusionnent
sur la ligne médiane, formant l’urètre membraneux et pénien ; les
bourrelets se soudent sur la ligne médiane (raphé scrotal) et donnent
le scrotum, où se logeront les testicules.
L’extrémité du gland se
modèle à partir d’une ébauche ectodermique qui se creuse en son
centre (urètre balanique) et en périphérie (prépuce).
Chez la fille, en
l’absence d’androgènes, les ébauches des organes génitaux externes
évoluent peu et conservent une morphologie « indifférenciée » ; la
fente urogénitale reste ouverte et constitue le futur vestibule ; les
bourrelets et replis génitaux ne fusionnent pas et forment
respectivement les petites et grandes lèvres ; le tubercule génital
donne le clitoris.
L’effet des stéroïdes sexuels sur le développement
du système nerveux central (SNC), au niveau des rétrocontrôles
hypothalamiques et du comportement sexuel de l’individu, est
suggéré dans différentes espèces.
Les stéroïdes sexuels seraient
responsables des rétrocontrôles cycliques chez la femme et toniques
permanents chez l’homme.