1

Ronéo P2 n° 2 T3

Semaine du 17/04 au 21/04/17

On compte sur VOUS TOUS pour aller lire les lettres des candidats, leur poser des questions et ce sur le forum général du site www.ampcfusion.com ! Dans quelques jours, une vidéo de présentation des candidats sera mise en ligne pour que vous puissiez vous faire une idée également via ce format :)

Voici venu pour nous le moment de tirer notre révérence puis de passer le flambeau, et ainsi transmettre l'AMPC dans les mains de 9 nouvelles personnes, et c'est à vous de choisir, le Jeudi 4 Mai ! Au programme : - Bilan d'activité des membres du bureau - Bilan Moral des membres du bureau - Election du nouveau bureau On voudrait insister sur la présence nécessaire à cette AG. En toute

transparence il nous faut 500 votes pour élire ce nouveau bureau alors nous comptons sur votre mobilisation pour venir écouter les candidats mais aussi pour VOTER ! Oui il y a des procus (on en imprimera d'ailleurs en masse) mais si vous n'avez pas de raison de pas venir il faut vraiment que vous vous déplaciez ! >> Cette AG sera suivie comme le veut la tradition par un PDF de passation, qui cette année est sur le thème de la fête foraine ! Au programme pour patienter avant de dévoiler les 9 noms de nos successeurs, des activités en tout genre : pêche aux canards, maquillage et encore d'autres surprises ... Il y aura de quoi étancher votre soif et satisfaire vos babines ! Churros, gaufres et hot dogs seront également de la partie ;) PS : On vous invite à lire les lettres sur le forum www.ampcfusion.com et à venir parler aux candidats a la Soirée Marathon qui a lieu la veille

Election du Bureau 2017-2018

AG d’Election, le 4 Mai à 14h en Portier

2

3

Sommaire de la ronéo n° 2 du 3e trimestre

Semaine du 17 au 21 avril

Errata et précisions .................................................................................................................................... 4

Procès-Verbal de l’Assemblée Générale du 28 mars ................................................................ 5

UE 8

Immunologie ............................................................................................................................................... 13

Cours 3 : Organes lymphoïdes, cytokines – Fiche récap ......................................................... 13

Cours 8 : Moelle osseuse et origine de la diversité des anticorps ........................................ 15

Cours 9 : Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et Human Leucocyte Antigen (HLA) ............................................................................................................................................................ 31

Cours 10 : Présentation d’antigènes et cellules dendritiques ................................................ 41

Cours 11 : Structure et fonction des immunoglobulines ......................................................... 53

Cours 12 : Fonction effectrice des anticorps ................................................................................ 67

Hématologie .................................................................................................................................... 75

Cours 4 : Hématopoïèse et CSH (cellules souches hématopoïétiques) ............................... 75

UE 9

Anatomie .......................................................................................................................................... 85

Cours 2 : Anatomie du petit bassin/parois du pelvis ................................................................ 85

Cours 3 : Le petit bassin masculin .................................................................................................... 99

Histologie ................................................................................................................................................... 115

Cours 3 : Développement du système génital ............................................................................ 115

Cours 4 : Histologie de l’appareil génital féminin ...................................................................... 139

Sémiologie ................................................................................................................................................. 163

Cours 3 : Sémiologie des diabètes ................................................................................................... 163

Cours 4 : Médicaments du diabète.................................................................................................. 177

4

ERRATA ET PRECISIONS Mot des RBs : Allez voir sur le Drive ! Ce trimestre, on tient un fichier avec les errata et précisions regroupés par cours, en live au fur et à mesure qu’ils arrivent dans notre boite mail. Il est, comme tout en fait, dans le dossier « Parcours & extras », dont le lien est dans la publication épinglée du groupe Facebook Ronéo P2 P5 ! On continue cependant de mettre les nouveaux errata sur cette page traditionnelle. N’hésitez pas à nous signaler toute erreur, imprécision ou même juste imperfection ! C’est toujours à roneo1617p2@gmail.com

Ronéo 1 UE8 Hématologie 2 p.139 : a – Plaquette au repos : la prof a remplacé ‘’système canaliculaire ouvert’’ par ‘’système tubulaire dense’’ p.141 : c – Etapes d’activation : 2 : remplacer ‘’permet de s’agréger’’ par ‘’permet d’adhérer’’ et 4 : ‘’sont externalisé’’ par ‘’prennent une configuration ouverte’’ UE9 Physio 1 p.196 : La MSH agit sur les récepteurs de la mélanine (et non mélatonine). UE9 Physio 2 p.206 : Ajouter « aldo synthase (cyp11β2, ; 18 hydroxylase, 18 oxydase) » pour la glomérulée. p. 208 : Remplacer «la remarque AD » entièrement par « La production d’ACTH contrôle la quantité de cortisol libre et non pas totale ». Remplacer « GR » par « stéroïdes » (partie II-C-1). p. 211 : A propos du test à la dexaméthasone, remplacer la dernière phrase par « C’est un test de freinage. Il permet le diagnostic de formes « frustres » de syndrome de Cushing: ACTH basse mais non complètement freinée, et sécrétion de cortisol. » UE9 Physio 3 p.221 : En tant que composant des hormones thyroïdiennes (T3: 20µg et T4: 500µg il y a peu près 20 fois plus de T4 que de T3) p.224 : Variations de la TBG : La quantité libre (active) d'hormones dépend de la quantité d'HT secrétée par la thyroïde mais aussi de la quantité sécrétée de protéines transporteuses. La quantité totale d’hormone dépend de la concentration de protéine transporteuse mais la quantité d’hormone libre, qui est la quantité régulée reste la même. En pratique on dose la forme libre de la T3 & T4 donc la concentration de protéine porteuse importe peu par contraste avec le cortisol où généralement c’est le cortisol sanguin total qui est dosé. p.225 : Si après injection de TRH, on observe une augmentation de la TSH, c'est la preuve dans ce contexte que la d'une résistance est périphérique p.227 : Précisions : Le récepteur à l’hormone thyroïdienne (T3) est un récepteur nucléaire et fonctionne comme les autres récepteurs nucléaires : ici formation d’un hétérodimère en présence de T3 puis passage dans le noyau, fixation sur des séquences concensus de l’ADN et recrutement de co-activateurs ou de co-répresseurs… UE9 Sémiologie 1 p.292 : La mélanodermie est due à une hausse d'ACTH.

5

Procès-verbal de l’Assemblée Générale ordinaire de l’AMPC du 28 mars 2017

Le 28 mars 2017 à 16h, les adhérents de l’Association se sont réunis en assemblée générale

ordinaire au siège de l’association, 15 rue de l’école de médecine, 75 006 PARIS, sur convocation

du Président, conformément à l’article 9 des Statuts.

Eric de Labrouhe préside la séance en sa qualité de Président de l’Association.

Julia Venturini assure le secrétariat de la séance en sa qualité de Secrétaire Générale de

l’Association.

Anna Borovkov, étudiante de la faculté de Médecine Paris Descartes et également membre du

Conseil d’Administration, est élue modératrice de l’Assemblée Générale.

Le Président ouvre l’Assemblée Générale, constate que plus du seizième des membres de

l’association sont présents (31) ou représentés (4 procurations) et que, conformément à l’article

9 des Statuts, l’Assemblée Générale ne peut pas délibérer. Aucun vote ne sera effectué, cette AG

Le Président rappelle que l’Assemblée est appelée à statuer sur l’ordre du jour suivant :

Ordre du jour :

1. Point poste par poste

I. Infrastructures

Tout est plus ou moins remis en ordre avec l’administration.

Un grand merci aux P2 volontaires d’être venus le matin à la fac pour nettoyer la salle AMPC, ils

ont joué un grand rôle dans le lien avec l’administration et le maintien de la salle AMPC ouverte.

Les personnes qui préparent le crit, pensez à bien protéger le sol, et à ne pas trop rester au centre

pour que ce soit accessible pour tout le monde.

II. Sport

AMPCurf :

- A carcan dans une maison de 15 personnes. S’est très bien passé.

- Prochain voyage : du vendredi 28 avril au mardi 2 mai ; le lundi est férié, aucun souci pour les

externes et leur stage.

6

Evènements à venir :

- CCE : on est super nombreux à partir, une centaine de personnes, merci à eux de s’être motivés

cette année !

- Journée sport interfilière : le 27 mai organisée avec le cœur des saints-pères : à Jean Sarrailh.

- Possible journée sport le 19 mai

- PIMP : gros événement à venir. Jusqu’à vendredi pour vous inscrire. 100, 150 personnes !

Diffusion du trailer du PIMP.

Bravo aux 2 équipes de rugby mec et filles car sont en demi-finale du championnat de

France !

III. Trésorerie

Aucun bilan ne pourra être voté car le quorum n’est pas atteint. Les bilans sont donc présentés à

titre indicatif.

Bilan PPT2 : très content, la soirée s’est bien remplie, va rattraper le bilan total de l’année où on

avait un peu perdu sur la post-ski.

Bilan de l’année : uniquement -530€.

7

Bilan du ski fac :

Golden a remboursé 570€ pour les forfaits défaillants.

Caution on absorbe les cautions en dessous de 20€.

Solene Deturche : comment tu vas contrebalancer le négatif ?

Helena Allera : à la fin de l’année, on y sera, ou alors on rebalancera

Ernest Berthier : l’an dernier l’event avait fini à combien ?

Helena Allera : à bilan nul.

Bilan prévisionnel :

Valentin Amar : l’argent mis de côté pour les projets qui ne seront pas faits, où est ce que l’argent

sera mis ?

Helena Allera : c'est un filet de sécurité si on a un problème d’argent mais oui il sera investi dans des

projets.

Johann Duranté : c'est quoi le printemps de l’AMPC ?

Helena Allera : un projet de démonstration à l’administration de tout ce que la fac a à offrir. C'était

un projet d’Abel qu’Ophélie souhaite relancer.

Ernest Berthier : qu’est ce qui explique les 1000€ de dépense pour une présentation des missions ?

Helena : car ce serait comme un PDF sur une journée entière.

Ernest : c'est quoi « La fille de Brest » ?

Helena : c'était une projection d’un film qui traitait de l’affaire du médiator.

Valentin : ces 5000€ qui vont rester vous allez en faire quoi ?

Helena : on se laisse un petit peu de temps.

IV. Loisirs

Yoga : jeudi 30, premier cours complet, possibilité de faire un 2ème cours si vous êtes intéressés,

en fonction du nombre d’inscrits.

Les boulards printaniers : vendredi 31, événement sur FB. C'est le moment de s’entraîner pour

le PIMP !

Ouriel Salomon : et la zumba ?

Léo : des gens sont chauds régulièrement pourquoi pas un chargé de mission ? Des personnes

s’entendent trop bien avec la prof. Possibilité de faire des cours quand les gens sont chauds.

Westworld : c'est bientôt fini ! Diffusion de l’épisode 8 la semaine prochaine, on s’arrête pendant

le crit, puis on reprend à partir du lundi 17 pour les deux derniers épisodes.

V. Culture

Festivals :

- Imaginarium festival : 3-4 juin : 51,50€ + 4€ pour le camping à Compiègne (45 min de Paris)

- Eurocks : 6-9 juillet : 114€ pour le pass 3 jours, 149€ pour le pass 4 jours. Passez au bureau pour

payer par carte ou déposer un chèque.

Dégustation de fromage : le retour, au retour des vacances !

8

Commande de paniers terroir : le formulaire arrive bientôt !

Sorties culturelle dans Paris : 1 à 2 avant la fin de l’année dans Paris. N’hésitez pas à envoyer un

mp à Ophélie si vous avez une idée !

WEF de Clermont : rencontre avec les VP Culture et Sport de l’ANEMF ainsi qu’avec les VP des

autres facs : réflexion sur des projets de cultures à monter au niveau national, et partage sur les

différentes missions dans les facs !

Les Oscarabins : concours de réalisation entre toutes les facs de France. But : réaliser un film de

5 à 60 min qui sera présenté devant un jury (avec lots à la clé) dans un an. On vous relaie la suite

des infos quand elles arrivent !

VI. International

Voyage à Amsterdam : du 4 au 6 avril. Il reste des places chauffez-vous !

Erasmus et rattrapage : le BRIEM avait pour projet de ne laisser aucune personne partir avec

des rattrapages.

- on a obtenu départ si max de 35h de rattrapage (laisse partir avec les dettes pour les D1).

- laissez pas tomber vos filleuls Erasmus (les beaux jours reviennent, chauffez les à sortir !)

- allez chercher auprès des erasmus comment se passe la pédagogie là-bas !

VII. Communication

Lisez bien vos mails de la semaine : toutes les infos sont dedans.

VIII. Outils pédagogiques

Commandes de livres :

- dernière commande de livres : quelques petits problèmes avec pumpkin qui prennent du

temps à être rattrapé. On vous tient au courant de leur date d’arrivée.

- commande de livres de sémio : en fin de semaine normalement, on vous tient au courant !

Annales : toutes arrivées à l’heure, merci aux annales boss !

Annales/ronéos :

- annales : elles sont toutes arrivées à temps, ouf ! On peut remercier nos géniaux annales boss

Déborah To-Puzenat et Julien Derdevet.

- ronéos : grâce aux ronéos boss D1, nous avons pu avoir la dernière ronéo d’infectio à temps !

- ronéos d’hémostase : on souhaitait les arrêter (comme pour la LCA), mais en raison du planning

donné par les profs, ce ne sera pas possible. Appuyez-vous sur le référentiel de la fac, il est super !

(De toute façon, on aurait pas pu voter…)

IX. Secrétariat général

Candidatures au bureau de l’AMPC :

- réunion de présentation des postes : juste après l’AG

- ouverture du topic des lettres de motivation : dès maintenant

- CA de passation avec les anciens bureaux : normalement le 2 mai

- tournage des vidéos de candidatures avec le JT : autour du 24, 25 avril

9

- soirée marathonco-organisée avec les candidats : 3 mai

- AG d’élection : jeudi 4 mai

- WECA, de formation avec les anciens bureaux : WE du 8 mai

X. Evènementiel

Le ski, c'était super ! Quelques problèmes avec golden voyage, on fait jouer la concurrence.

Post-ski : difficulté à la remplir. On se pose des questions pour la maintenir, 15 jours après le ski

tout le monde est pas chaud à sortir, les D1 et externes sont en stages, le déficit est de 3 000€ qui

doit être répercuté pour toutes les autres soirées. Il y a également un problème de capacité des

salles, car il est difficile de trouver des salles avec ce nombre de participants.

Jeanne : pourquoi pas un vendredi ?

César : les salles sont beaucoup plus chères, ce serait un risque financier, un pari pas évident car

nécessiterait d’engager plus d’argent sur une soirée incertaine.

PPT2 s’est super bien passé. La salle a beaucoup plu, système son super !

Marathon : le 3 mai au River’s King, dès qu’on ouvrira, prenez votre place !

Négociation des contrats pour WEI et ski de l’an prochain en cours.

XI. Partenariats

- Nouveau partenariat : Bistro 1 à 30 secondes de la fac ! Prix qui ressemblent aux autres bars

partenaires.

- Partenariat avec Starbucks : beaucoup m’en parle ! Le partenariat sera avec celui de Saint Michel.

- Lancement de l’AMPCafé après les vacances ? Le but serait de faire déguster différents cafés et

voir comment ça marche.

- Discussion avec Chipotlé, La patisserie viennoise et Monoprix.

- A voir pendant les vacances, des parts vers Cochin.

BNP : 154 comptes ouverts ! Merci à ceux qui ont ouverts leurs comptes. De nombreuses mises en

relation en attente.

- Possibilité d’augmenter de 500€ la convention CMV Mediforce pour le prochain mandat.

- Pour le prochain mandat : ouverture de compte digitale, encore plus simple et plus rapide !

- MACSF : baisse de 1000€ la subvention à partir de la prochaine convention. Disparition du logo

sur les places/affiches/ronéos.

- Fin progressive des partenariats avec des assurances ? Alternatives ? Immobilier ? Orange ? La

MACSF est le leader du marché, si ils se retirent, les autres se retireront petits à petits.

Vincent : la MACSF se retire mais les autres n’ont pas du tout envie de se retirer, au contraire GPM

augmentent ses subventions avec les étudiants.

10

Pierre : GPM fonctionne différemment, finance des petites sommes pour des petits projets, mais

ce n’est pas un financement sur le long terme et sur le long terme ne leur rapporte pas d’argent

Raphael : peut etre que vous ne leur donnez pas assez de visibilité !

C'est leur nouvelle politique, ils se rendent compte que ça leur rapporte pas assez.

Ils sont quand même très contents, c'est pour ça qu’il nous donne tant d’argent.

XII. Folklore

Reprise des PDF qui s’est très bien passé, réussite de la BM à Béber.

Trop d’extés en PDF ? Invité un pote qui est sur Paris ou un cousin, ça va, ramener une bande

entière qui n’est pas adhérente ça ne va pas : on dépense l’argent des adhérents pour les adhérents

dans les PDF. Possible taureau mécanique pour le prochain ?

Arrivée imminente du prochain Corps Déliés !

Commande des pulls de promo : vous pouvez payer au bureau ou par pumpkin.

- pulls sans capuche (21€) ou avec capuche (25€)

- options : boutons (+1€, uniquement pulls avec capuche)/perso (+4€)

Johann Duranté : pourquoi ça coûte 4€ une perso ?

Anna Borovkov : Parce que c'est une broderie.

XIII. Point droit des étudiants

Décès de Serge Poiraudeau : chef de service de MPR à Cochin. Il était très investi à la fac et faisait

parti des profs qui soutenaient les étudiants et les élus. Il a crée et s’est occupé des conférences

gratuites pour les D4 + investissement des PUPH dans la pédagogie.

ECNi blanc bien passés dans l’ensemble, pas de problèmes majeurs dans les autres facs (mise à

part quelques problème de déconnexions, ambiguïté dans l’intitulé des questions).

maintenir des ECNi blancs pour les années à venir.

WEF ce weekend :

- formation des futurs VP

- conflits avec certaines facs vis à vis du temps d’harmonisation

- CESP = contrat d’engagement de service public

Troisième café reprez avant la fin du mandat : thématiques que vous voulez aborder ? Faites

signe à Hortense !

Harmonisation du temps de travail des D4 :

- avant c'était fin mai

- de grands débats : une harmonisation entre les différentes facs

- finalement : D4 libres de partir le 30 avril non rémunérés s’ils veulent au lieu du 21

Qu’est ce que l’AGORAE ?

Ouverture de la première AGORAE parisienne = épicerie solidaire accessible à tous.

4 missions :

- bénéficier d’une aide alimentaire pour les étudiants en difficultés

11

- lutter contre l’isolement et la précarité

- sensibiliser la population étudiante sur les questions de santé

- organiser des animations culturelles et sportives dans un même lieu, accessible à

l’ensemble des étudiants de Paris, quelle que soit sa condition sociale ou son lieu d’étude.

L’AGEP cherche un CM AGORAE ! Si ça t’intéresse, fais nous signe ! N’hésitez pas à en parler autour

de vous !

Vincent : il cherche un CM, mais aussi des bénévoles pour venir donner un coup de main !

Ernest : c'est vraiment un magnifique projet, l’occasion d’avoir un lieu de vie étudiant inter filière.

Chauffez-vous !

Quatre type d’élus ?

- UFR : budget, droit des étudiants, conseil de fac

- Centraux : université, conseil de discipline, FSDIE

- Pédago : docimo, stages, conseil de pédagogie

- Crous : restauration, bourse, logement…

XIV. Etudes médicales

Le premier cycle

Evaluation des stages de D1 lancées après relecture du formulaire par B. Ranque

Apéro Master : pour que les étudiants intéressés puissent poser leurs questions aux étudiants en

M2 ; devrait avoir lieu au retour des vacances. Jeudi 18h en salle AMPC

UE17b : les élus vont rencontrer les responsables pour en parler

Les externes

Correction post partiels des externes, les élus continuent à pousser : on a obtenu le pôle 6, à

généraliser

Le fiasco du pôle 5 a été évoqué en conseil de fac

Pré rentrée des externes : surement la semaine du 18 septembre ?

Conférence d’internes pour les D3 : premières conf test en avril à Cochin (Luthon) le mercredi,

n’hésitez pas à y aller et faire des retours aux internes.

Merci d’être venus !

12

13

Immunologie 3 : Organes lymphoïdes, cytokines – Fiche récapitulative Le système immunitaire est un système diffus constitué de près de 500 ganglions disséminés et de deux organes : la rate et le thymus.

Les organes lymphoïdes primaires permettent la maturation des lymphocytes généré par l’hématopoïèse :

- La moelle osseuse pour les LB : fabrication de précurseurs dès la vie fœtale qui donneront ensuite tous types de cellules immunitaires et acquisition d’une spécificité antigénique pour les LB

- Le thymus pour les LT : sa taille augmente depuis la vie fœtale jusqu’à la puberté puis son activité décroit avec le temps

Les organes lymphoïdes secondaires sont le lieu de la rencontre des cellules matures avec l’Ag et de mise en place d’une réponse immunitaire : il va y avoir sélection, expansion puis activation en périphérie.

- Ganglions lymphatiques : filtration de substances exogènes et de bactéries et sont le siège de l’éducation lymphocytaire L’adressage des cellules dendritiques vers les ganglions se fait par un récepteur aux chimiokines CCR7 qui se lie à CCL19/21, des chimiokines présentes dans les ganglions pour les LT. Les LB subissent le même mécanisme mais pour l’adressage, mais grâce à des chimiokines différentes CXCR5 et CXCL13.

- Rate : fonction hématopoïétique, filtration des vieux GR, si absence = risque infectieux - MALT : protection de plus 400m2 de muqueuse, interphase entre monde microbien

extérieur et intérieur humain

Les cytokines sont des molécules du dialogue immunitaire, elles sont essentiellement mises en jeu lors d’une activation cellulaire et produites par les lymphocytes, les monocytes… Elles ont une durée de vie courte à très faible concentration et agissent à proximité, action paracrine. Il y a trois familles de cytokines : Colony-simulating factor (essentiellement produite par l’hématopoïèse), Interleukine et Chimiokine. Leurs propriétés sont :

- Pléiotropie : capacité à induire des effets différents sur des cibles cellulaires diverses) - Redondance : plusieurs cytokines peuvent avoir la même action - Synergie : effet combiné de deux cytokines différentes est supérieur à l’addition de

chacune - Antagoniste : en fonction du type de lymphocytes produits, ce dernier va fabriquer des

cytokines qui vont bloquer une autre voie de différenciation de lymphocytes = orientation fonctionnelle

- Cascade : l’action d’une cytokine sur une cellule cible induit la production d’une ou plusieurs cytokines qui à leur tour peuvent amener d’autres cellules cibles à produire d’autres cytokines = boucle rétroactives amplificatrices ou inhibitrices

Les récepteurs de cytokines sont d’expression variable selon l’état d’activation ou de différenciation de la cellule immunitaire.

L’inflammation : les cytokines pro-inflammatoire = IL-1, IL-6, TNF-alpha permettent de coordonner les réponses de l’organisme à l’infection, elles ont un spectre d’activités large et sont impliquées dans la réponse innée. Des cytokines anti-inflammatoire permettent de revenir à l’homéostasie.

Le concept Th1-TH2 : le LT dans le ganglion va recevoir un ordre de différenciation, en fonction, des signaux envoyés par la cellule dendritique

- Voie TH1 : immunité à médiation cellulaire (production de IL2, IFN-gamma et TNF-beta) - Voie TH2 : immunité humorale (production de IL4, IL5, IL9, IL13 et IL25)

14

15

UE8 – Immunologie – n°8 18/04/17 11h30 Simon Fillatreau

simon.fillatreau@inserm.fr

RT : Billel KHOUADER

RL : Emilie CHAU

Moelle osseuse et origine de la diversité des anticorps

Plan :

I. Les anticorps et la génération de leur diversité

A. Structure d’un anticorps B. La théorie de la sélection clonale

II. Base cellulaire du développement des cellules B

A. Recombinaison des gènes d’immunoglobulines B. Mécanisme de la recombinaison C. Différenciation cellulaire

III. Mesure de la tolérance dans le compartiment des cellules B

A. Checkpoints B. Sélection des clones

IV. Les mécanismes de la tolérance

A. Délétion des cellules B auto-réactives B. Révision du BCR des cellules B auto-réactives C. Anergie des cellules B auto-réactives

Abréviations : BCR = B Cell receptor Ig = Immunoglobuline IgH = Chaîne lourde d’immunoglobuline IgL = Chaîne légère d’immunoglobuline

Mot du RT : Premier cours d’une trilogie, celui-ci s’intéresse au développement des cellules hématopoïétique aux cellules B naïve, les prochains traiteront l’activité et la différenciation de ces cellules en cellules effectrices.

16

Introduction. Structure des anticorps

Les anticorps sont des molécules en forme de Y qui sont construites sur la base du domaine anticorps qui sont des barrels de feuillets β. L’anticorps possède une région qui fixe l’antigène ainsi qu’une région constante. Nous verrons plus tard le rôle de la partie de constante des anticorps (régulation des interactions avec les récepteurs FC, ainsi que l’activation du complément).

A. La théorie de la sélection clonale Cette théorie est formulée par Mac Burnet et Niels K. Jerne à partir d’une théorie de Paul Ehrlich sur la formation des anticorps. Les quatre règles fondamentales qui découlent de cette théorie sont les suivantes :

Chaque lymphocyte porte un seul récepteur pour l’antigène L’engagement de ce récepteur par un antigène est essentiel à l’activation de ce lymphocyte Les cellules effectrices dérivées des lymphocytes activés portent un récepteur identique à

la cellule source Les lymphocytes portant des récepteurs dirigés contre des antigènes du soi sont éliminés

à un stade précoce. Karl Landsteiner remarque qu’il est possible d’induire la production d’anticorps contre toutes les molécules que l’on administre à un animal, qui n’apparaissent pas forcément comme étant des pathogènes. Il se questionne alors sur la provenance de la diversité des anticorps produits pour avoir un répertoire capable de reconnaître l’ensemble des antigènes rencontrés et qui est a priori inconnu.

17

II. Base cellulaire du développement des cellules B

A. Recombinaison des gènes d’immunoglobulines

Afin de répondre à cette question, on observe en microscopie électronique l’hybridation d’ADN de myélome (tumeur plasmocytaire) avec de l’ADN embryonnaire (non impliqué dans le système immunitaire). On remarque alors que l’ADN embryonnaire s’hybride en partie à l’ADN du myélome jusqu’à un certain point où les deux molécules d’ADN se dissocient. On en déduit que les séquences sont différentes bien qu’elles proviennent du même individu. Cela amène alors à penser à des phénomènes de délétion dans l’ADN des cellules B qui permettraient de rassembler différents segments et de former ainsi des gènes d’Ig.

Chez la souris le locus d’IgH s’étend sur 3 000 000 de paires de bases. Il est composé de plusieurs parties : Un grand cluster de segment VH, ensuite un segment DH, segment JH pour la chaine lourde, enfin des parties constantes : 𝑪𝝁, 𝑪𝜹, 𝑪𝜸𝟏, 𝑪𝜸𝟐𝒃, 𝑪𝜸𝟐𝒂, 𝑪𝜺, 𝑪𝜶

Les différents segments ne sont pas accolés les uns aux autres et on explique la diversité de production des anticorps par des phénomènes de réarrangement. C’est-à-dire qu’un segment D va s’appareiller avec un segment JH de manière aléatoire et ensuite un segment VH va s’ajouter au réarrangement DJH. Donc la diversité de réarrangement est très élevée (Il existe en effet 134 segments VH, 13 segments D, et 4 segments JH). À cela on doit ajouter les associations entre les différentes chaines IgH et IgL ainsi que l’addition de nucléotides par une enzyme : la Tdt et les jonction V(D)J imprécises. Tout ceci permet de produire entre 109 et 1012 anticorps différents.

18

B. Mécanisme de la recombinaison

Le phénomène de recombinaison est médié par deux enzymes RAG1 et RAG2 qui reconnaissent des séquences signales de recombinaison (RSS). RAG1 vient couper au niveau des séquences RSS. Puis une réaction de transestérification qui va refermer les bouts des segments à joindre (plus clair sur le schéma suivant). La séquence du milieu forme un cercle qui est perdu lors de la division des cellules. RAG1 et RAG2 sont absolument nécessaires. Le raboutage, lui, nécessite des systèmes de réparation de l’ADN tel que le NHEJ (non-homologous end joining factor). In vitro on observe parfois que le segment du milieu se réintègre dans l’ADN. Ce phénomène est en revanche très rare in vivo. Ce phénomène est apparu il y a 500 millions d’années et on le retrouve chez tous les animaux à mâchoire (qui porte le doux nom de gnathostome). On suppose qu’il est apparu suite à une duplication complète du génome avec levée de la pression de sélection sur certains gènes qui leur ont permis de muter aisément. Ces phénomènes de réarrangement des gènes ne se font pas dans toutes les cellules, par exemple dans les cellules B il n’y a pas de réarrangement des TCR.

19

Différenciation cellulaire

Dans les cellules B le réarrangement des gènes Ig se fait dans un ordre bien particulier qui est associé à un engagement cellulaire de précurseurs hématopoïétiques en cellules pré-pro-B puis en cellule pro-B, où l’on va avoir le réarrangement de l’IgH : réarrangement du segment D avec JH puis de VH avec DJH. Ces cellules vont alors se différentier en cellules pré-B qui expriment un récepteur pré-B qui est formé de la chaine lourde ainsi que d’une pseudo chaine légère (formée de VpreB et Lambda 5). À ce stade il y a alors une sorte de validation de la chaine lourde produite. Si la chaine lourde n’est pas fonctionnelle, la différenciation est bloquée. La formation du récepteur pré-B est nécessaire à la différenciation des cellules B. Le récepteur envoie une signalisation qui va la faire proliférer. Après un certain nombre de divisions, la prolifération s’arrête et il y a réexpression des gènes RAG permettant ainsi que faire le réarrangement de chaines légères : VL avec JL. A partir de ce stade on peut exprimer une Ig complète formée de la chaine lourde et de la chaine légère. On est alors en présence de cellules B immatures qui arrêtent d’exprimer RAG1 et RAG2 (plus de réarrangement possible). Elles quittent alors la moelle osseuse pour aller en périphérie.

Notons qu’il y a plein de réarrangements non fonctionnels (codon stop, phase de lecture décalée etc..). Il est donc bien nécessaire d’avoir des étapes de validation au cours de la différenciation.

20

L’Ig ne contient pas en elle-même de motif de signalisation cellulaire, elle signale en s’associant à deux chaines : 𝐼𝑔α (CD79a) et 𝐼𝑔𝛽 (CD79b) qui contiennent des motifs ITAM de phosphorylation qui permettent de transmettre le message dans la cellule.

Une même cellule pro-B va donner plusieurs cellules pré-B qui vont exprimer la même IgH puis ces différentes cellules vont se différencier et se mettre à exprimer des IgL différentes les unes des autres.

21

C. Régulation des processus de réarrangement.

Le processus est régulé de manière très stricte car remanier l’ADN génomique n’est pas sans risques. Cette régulation passe par des changements dans l’accessibilité des enzymes RAG1 et RAG2 à la chromatine. Quand la cellule hématopoïétique s’engage pour devenir une cellule B on va avoir des localisations différentes du locus IgH dans le noyau. Par exemple : dans les cellules T, le locus IgH se trouve en périphérie du noyau (Hétérochromatine) tandis que dans les cellules pro-B on va plutôt trouver le locus au milieu du noyau, le rendant plus accessible. De plus le locus d’Ig a une conformation 3D qui permet de rapprocher les segments VH des segments DJH auxquels ils vont s’accrocher. Cette conformation 3D est générée grâce des enzymes qui ne sont pas détaillées dans le cours.

Une fois le réarrangement effectué, il y a une décontraction du locus qui limite le nombre de réarrangements en éloignant les segments VH des segments DJH. Cette décontraction se fait pour les deux allèles ce qui permet à chaque cellule B de n’exprimer qu’une seul Ig, c’est ce qu’on appelle l’exclusion allélique. La localisation du locus permet donc de réguler les réarrangements. Cependant ce n’est pas le seul mécanisme, il y a aussi :

La méthylation de l’ADN L’altération de la chromatine La modification des histones La transcription des différents segments de gènes du locus

Les facteurs qui contrôlent la contraction du locus sont : PAX5 qui est exprimé de manière spécifique par les cellules B. Il y a aussi YY1 qui est un facteur de transcription ubiquitaire. Puis CTCF qui se lie à des motifs CCCTC qui permet la formation de boucle d’ADN pour rapprocher des bouts d’ADN lointain. Il permet aussi d’isoler certaines parties de l’ADN afin que seul le gène d’Ig soit impliqué dans ces mouvements et pas tout l’ADN.

PAX5 est exprimé à partir des cellules pro-B jusqu'à la cellule B (PAX5 n’est pas exprimé dans les cellules plasmocytaire). Les souris déficientes en PAX5 ne produisent pas de cellules B. Sans PAX5 les cellules pro-B peuvent partir dans plusieurs voies de différenciation (macrophage, cellules

22

dendritique, ostéoclaste, etc). Ainsi PAX5 permet un engagement irréversible dans la voie des cellules B.

Dans un contexte plus large, dans la moelle osseuse, les étapes de différentiacion sont aussi associées à des étapes de migration cellulaire et à un ancrage des différents stades du développement des cellules B sur des cellules stromales particulières dans la moelle osseuse. Les précurseurs hématopoïétiques totipotents sont associés à des cellules stromales particulières.

Ici, les cellules c-kit+/Sca-1+ (totipotentes) sont associées aux cellules stromales CXCL12+. Dans les stades suivants, les cellules pré-pro-B sont encore accrochées aux cellules stromales mais plus au niveau du stade pro-B. La perte de la totipotence est associée au décollement des futures cellules B des cellules CXCL12+.

Au contraire les cellules pro-B vont se diriger vers les cellules IL-7+(indispensable chez la souris pour le développement des cellules B mais pas chez l’Homme). Puis les cellules Pré-B vont se décoller des cellules IL-7+. Chaque étape se situe dans un microenvironnement cellulaire bien précis. Le schéma suivant résume les différents mouvements des cellules au cours de leur différenciation :

23

Il n’y a pas de compartiment précis dans la moelle osseuse, on forme de tout un peu partout.

III. Mesure de la tolérance dans le compartiment des cellules B

A. Checkpoints

Parmi tous les clones de cellules produits, certains sont auto-réactifs et pourraient produire dans anticorps contre le soi. Il est donc indispensable d’avoir des checkpoints. Les cellules ont été étudiées à différents niveaux pour quantifier les clones qui produisent des anticorps qui visent le soi. La première population étudiée est celle des cellules ayant effectué les remaniements, mais n’exprimant pas encore le BCR (Cellules B immatures précoces). La deuxième population étudiée est celle des cellules B immatures exprimant le BCR. Enfin on va étudier les cellules B migrantes dans le sang et pour terminer les cellules matures circulantes (celles ayant passé toutes les barrières de sélection).

24

B. Sélection des clones

A partir de suspension de cellules de la moelle osseuse un tri est effectué et on les place en cellule unique sur des plaques comprenant un grand nombre de puits. Grâce à des PCR on clone les différents réarrangements que l’on peut ensuite faire exprimer par des cellules. On vient ensuite tester ces différents anticorps contre plusieurs antigènes à l’aide d’un test ELISA et on quantifie les réponses.

Après réarrangement, 20% des anticorps qui seraient potentiellement produits par les réarrangements sont dirigés contre des antigènes nucléaires, 40% réagissent contre des antigènes du noyau et du cytoplasme et 10% contre des antigènes cytoplasmiques. Ce qui signifie que 70% des anticorps produits par les réarrangements aléatoires sont des auto-anticorps.

Ce taux d’auto-anticorps diminue au fur et à mesure que les cellules se différencient. Il y a un gain des clones qui ne sont pas auto-réactifs.

De plus, au départ, beaucoup de clones sont poly-réactifs, c’est à dire qu’ils réagissent contre plusieurs antigènes. Par exemple, beaucoup d’anticorps réagissent contre l’insuline et l’ADN. Dans les étapes suivantes, la poly-réactivité diminue. Ainsi on perd de nombreuses cellules dans les processus de sélection : 90% des cellules sont éliminés avant d’arriver en périphérie.

25

IV. Les mécanismes de la tolérance

Plusieurs mécanismes sont à l’œuvre afin de permettre de purger le répertoire de cellules auto-réactives. Ce sont des mécanismes de tolérance :

La délétion (pour antigène membranaire) L’anergie (pour antigène soluble) La révision du récepteur à l’antigène (pour antigène membranaire)

A. Délétion des cellules B auto-réactive

Ce phénomène a été découvert grâce à des souris qui expriment un anticorps 3.83 qui reconnait des molécules membranaires H-2k. On observe alors deux groupes de souris, celui qui produit H-2k (en plus de l’anticorps 3.83) et celui qui produit H-2d (donc pas d’auto-réaction). On remarque que dans le groupe exprimant H-2k il n’y a pas d’anticorps 3.83 dans le sérum. De plus il n’y a pas de cellules B dans les organes lymphoïdes secondaires. Des expériences complémentaires montrent que les cellules B sont délétées par apoptose lorsque le BCR est stimulé chez les cellules B immatures dans la moelle osseuse.

La révision du récepteur à l’antigène

Dans l’expérience précédente, les souris transgéniques étaient modifiées de telle sorte que l’anticorps 3.83 était incrusté dans le génome mais pas forcément au niveau du locus de l’immunoglobuline. Dans une nouvelle expérience des chercheurs ont incrusté le réarrangement 3.83 au niveau du locus de l’immunoglobuline. Là encore on observe deux groupes de souris, celui qui produit H-2b (auto-immun) et celui qui produit H-2d. Dans le contexte non auto-immun (H-2D), la production de 3.83 est normale, en revanche dans le contexte auto-immun (H-2B) on observe un changement dans la chaîne légère produite par les cellules B. Après clonage des cellules B, on comprend qu’il y a eu un nouveau réarrangement en 5’ du réarrangement auto-réactif permettant ainsi de le déléter et de produire un nouveau réarrangement. Ceci ne peut se faire que grâce à une réexpression de RAG. (Ici la règle de l’exclusion allélique est temporairement ignorée). Les cellules sont en quelques sortes « recyclées ». On estime que 25% des cellules en périphérie on subit ce mécanisme de réarrangement de la chaîne 𝐼𝑔𝜅

L’anergie

26

L’anergie est un mécanisme utilisé lors que l’auto-réactivité est dirigée contre des protéines solubles. Dans cette expérience on utilise des souris transgéniques qui produisent une protéine HEL. Après immunisation des souris : les contrôles (ne produisant pas HEL) se mettent à produire des anticorps contre HEL cependant les souris transgéniques qui produisait HEL depuis le début ne produiront pas d’anticorps contre HEL. De même si on regarde au niveau de plasmocyte on ne trouve pas de plasmocytes contre HEL dans le groupe des souris transgéniques. Cependant si on regarde au niveau des cellules B on a bien des cellules qui répondent à HEL cependant ces cellules expriment très peu de BCR à leur surface. Ce sont des cellules qui sont dans un état de paralysie, même après transfert de ces cellules chez d’autres souris.

27

Fiche récapitulative

Théorie de la séclection clonale :

- chaque lymphocyte porte un seul récepteur pour l’antigène - l’engagement de ce récepteur par un antigène est essentielle pour l’activation de ce

lymphocyte - les cellules effectrices dérivées des lymphocuytes activés portent un récepteur identique

à la celllule source - Les lymphocytes portant des récepteurs dirigés contre soi sont éliminés dans la moelle

osseuse Locus IgH : Code pour les immunoglobulines. Très long (3millions de pdb chez la souris), possède un cluster de segments VH , des segments DH, JH, C.

Diversité de recombinaison Assemblage aléatoire des segments V, (D), J

Diversité de combinaison Association des IgH (ch. lourde) et IgL (ch. légère)

Diversité des jonctions Jonction V(D)J variable Addition de nucléotides à la jontion par TdT

L’ensemble de ces mécanismes donne 109-1012 anticorps différents

Recombinaison médiée par la recombinase RAG formée de RAG1 et RAG2

- Reconnaissance des RSS (séquence signal de recombinaison) aux extrémités deux segments à recombiner et hydrolyse des RSS par RAG1.

- Transestérification et fermeture des extrémités des segments par le NHEJ - Le fragment central et les deux RSS vont former un cercle qui sera éliminé - Réarrangement par jointure des deux extrémités des segments

I. La base cellulaire du développement des cellules B

Le réarrangement des gènes d’Ig est parallèle au développement des cellules B.

Stade de développement de la cellule B

Réarrangement des gènes d’Ig

Pro-B Formation chaîne lourde par recombinaison DJH, puis VHDJH Early Pre-B Exprime un récepteur pré-B : chaîne lourde + chaîne pseudo légère

(VpreB + 𝜆5) Permet la validation du bon réarragement des chaînes lourdes. Le récepteur pré-B envoie un message de prolifération à la cellule pré-B

Late pre-B II Arrêt de la prolifération Réarrangement dans la chaîne légère par RAG. VL JL dans le locus 𝜅 puis 𝜆

Immature B Arrêt de l’expression de RAG. Expression des Ig à la surface de la cellule. Quitte la moelle osseuse

La formation de récepteurs pré-B permet d’augmenter la diversité.

28

Régulation des processus de réarrangement par l’accessibilité de la chromatine

Localisation : Lorsque les cellules hématopoïétique s’engagent dans la différenciation en cellule B, le locus IgH est relocalisé dans des compartiments nucléaires avec possibilité de recombinaison. Structure 3D :

- En proB : locus décontracté, avec segments V très éloignés des segments DJC, mais Det J sont suffisament proches pour se réarranger entre eux.

- Ensuite, contraction du locus, rapprochement des V des combinaisons DJ pour permettre le réarrangement VDJ

La structure 3D conditionne donc quels réarrangements seront faits Après le réarrangement, il y a décontraction du locus pour empêcher nouveaux réarrangements, et ce sur les deux allèles (= exclusion allélique). Une cellule, un seul récepteur exprimé. Autres moyens de régulation : méthylation de l’ADN, altération de la chromatine, modification des histones et transciption des différents segments de gène du locus (un gène transcrit sera plus accessible) Facteurs de transcription et éléments régulateurs

- YY1 : ubiquitaire, contraction du locus IgH - CTCF : se lie au motif CCCTC et impliqué, par sa liaison au complex cohesin, dans la

formation de boucles de chromatine. Agit dans tout le génome. « Insulateur » de la chromatine

- Pax5 : spécifique de B et impliqué dans contraction dans les cellules proB. Il n’est plus exprimé quand B devient un plasmocyte. Nécessaire et Déterminant dans l’engagement des cellules hématopoïétiques en cellule B

Différenciation des cellules B et cellules stromales

Les cellules stromales produisent des signaux pour la différenciation des cellules B. Ainsi, chaque étape est associée à un environnement particulier. Les niches formées par les cellules stromales IL-7+ et CXCL12+ sont situées dans l’ensemble de la moelle osseuse

Stade de différenciation Cellules stromales Pré-pro-B Associé aux cellules stromales CXCL12+ Pro-B (=perte de la totipotence)

Détachement des cellules stromales CXCL12+ Association aux cellules stromales IL-7+ (chez la souris)

Pré-B Détachement des cellules stromales IL-7+

II. La mesure de la tolérance dans le compartiment des cellules B On s’est intéressé en particulier à 4 stades de cellules B :

- Cellules B immatures précoces : cellules pre-B exprimant déjà les chaînes lourdes arrangées à leur surface, et ayant un réarrangement Ig 𝜅 ou Ig 𝜆 (chaînes légères) fonctionnel mais qui ne l’ont pas encore à leur surface.

- Cellules B immatures : cellules exprimant déjà un récepteur IgM fonctionnel. - Cellules B migrantes de la moelle osseuse : transitent dans le sang mais ne sont pas

matures. - Cellules B naives matures circulantes

Pour mesurer l’autoréactivité, les cellules B immatures précoces sont isolées à partir d’une suspension de moelle osseuse par cytométrie de flux, puis on effectue une PCR sur cellule unique

29

pour cloner le réarrangement de IgH et de IgL (Ig𝜅 ou Ig𝜆). On va ensuite tester la réactivité des anticorps qu’on aura produits à partir de ces chaînes. Au total, 70% des anticorps produits par le mécanisme de réarrangement aléatoire sont des autoanticorps. (20% contre noyau, 40% noyau+cytoplasme, 10% cytoplasme) Sélection et élimination des autoanticorps dès le stade B immature à deux checkpoints. Un dans la moelle osseuse et un en périphérie. De même, la majorité des anticorps polyréactifs (qui réagissent à plusieurs antigènes. 60% du répertoire potentiel) seront éliminés à l’issue d’un checkpoint dans la moelle osseuse, à la transition cellule B immature précoce/ cellule B immature. Quantitativement : 107 cellules B immatures. 90% sont éliminés avant de devenir des cellules B matures. III. Les mécanismes de tolérance

a) Délétion des cellules B auto réactives

Chez des souris transgéniques exprimant des anticorps contre des antigènes membranaires, on constate que les autoanticorps ne se trouvent ni dans le sérum, ni dans les organes lymphoïdes secondaires. Délétion dans la moelle ossueuse des cellules auto-réactives au stade immature. (IgM+ IgD-)

b) Révision des cellules B autoréactives On étudie des souris transgéniques dont les réarragements ont été introduits dans le locus Ig, contrairement à l’expérience précédente où les réarrangements se sont insérés aléatoirement dans le génome. En effet, il y a alors possibilité de réarrangement secondaires qui vont éliminer le réarrangement actuel et en produire de nouveaux. (Même chaîne lourde insérée, mais chaîne légère différente) Les révisions nécessitent des signaux de la moelle osseuse. Les cellules stromales permettent de garder les cellules B en vie le temps de la révision. 25% des chaines légères ont subi une révision du BCR.

c) L’anergie des cellules B autoréactives Ici, l’autoantigène est soluble (insuline, homones, enzymes) au lieu d’être membranaire. Anergie : les lymphocytes spécifiques d’un auto-antigène sont gardés en périphérie dans l’organisme mais mais sont incapables de réponse à l’auto-antigène grâce à une réduction du niveau d’expression d’IgM à leur surface. De ce fait, on ne trouvera pas de plasmocytes, et donc pas d’anticorps contre cet auto-antigène.

30

31

UE8 – Immunologie – Cours n°9

Cours du 19/04/2017

Peter van Endert

peter.van-endert@inserm.com

RT : Nathalie Khouri

RL : Daniel Chen

Complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et

Human Leucocyte Antigens (HLA)

Plan :

I. Généralités

A. Découverte du CMH

B. Présentation du CMH

C. Intérêt médical : Histocompatibilité et polymorphismes

II. Les gènes HLA

A. Les 2 classes de molécules HLA

B. Organisation génomique

C. Expression des HLA

III. Structure et interactions

A. Structure des HLA

B. Complexe HLA-peptides

C. Complexe HLA-lymphocytes T

IV. Ouvertures

A. Typage des HLA

B. La réponse « allo »

C. Histocompatibilité et donneurs de cellules-souches

32

I. Généralités

A. Découverte du CMH

Trois hommes sont à l’origine de la découverte du complexe d’histo-compatibilité (CMH), ce

qui leur a valu un prix Nobel en 1980. Cela consistait en des manipulations chez l’animal, avec

notamment des greffes de peau. C’est ainsi qu’ils ont constaté qu’il y avait un complexe génomique

qui déterminait si la greffe serait acceptée ou non. Avec des expériences de « génétique

classique », c'est-à-dire que l'on va croiser des souris entre elles donnant des recombinaisons, et

si on fait ça sur plusieurs générations, cela donne des souris recombinées (crossover). Cela permet

de cartographier certains segments du génome qui correspondent à certains phénotypes, et donc

ici le fait que la greffe soit acceptée ou non : ils ont donc découvert que certains gènes, qui étaient

très polymorphes, étaient responsables de cette acceptation.

B. Présentation du CMH

Qu’est-ce qu’une protéine codée dans le complexe

majeur d’histocompatibilité (CMH)? C’est un

récepteur capable de présenter des fragments

peptidiques qui viennent de l’intérieur de la cellule à

la surface de la cellule. Ces molécules interagissent

très spécifiquement avec les récepteurs des

lymphocytes T, interactions qui en font le fondement

de l’immunité adaptative cellulaire. Les lymphocytes

T se mettent en action uniquement quand ils sont

mis en contact avec une cellule qui leur présente ces molécules du CMH. On peut voir que sur une

vue latérale, cette molécule ressemble à une tête d’élan (d’après le prof) et que les interactions se

font entre les bois de l’élan.

C. Intérêt médical : Histocompatibilité et polymorphismes

Ces molécules sont à connaître pour notre pratique ultérieure puisque d’une part, elles

déterminent l’histocompatibilité lors de greffes d’organes ou de cellules souches.

Il existe différents types de greffes :

Elles peuvent être autologues : elles peuvent se faire chez l’homme par ex pour des maladies

hématologiques : des cellules souches qu’on prélève avant le traitement et qu’on réadministre au

patient après (on les aura congelées entretemps), mais c’est le seul cas. Il

y a aussi la greffe syngénique : entre 2 individus de la même espèce qui sont identiques au niveau

génétique.

Il y a également la greffe allogénique : correspond à tout autre type de greffe au sein de la même

espèce, même des individus de la même fratrie qui peuvent être identiques au niveau des allèles

33

HLA mais ne sont pas identiques au niveau de l’ensemble du génome. Il

y a enfin la greffe xénogénique : le donneur et le receveur n’appartiennent pas à la même espèce.

(Exemple : utiliser les porcs comme donneurs pour des cellules très difficiles à obtenir comme les

cellules B des îlots du pancréas.)

D’autre part les molécules HLA ont un intérêt médical parce que les polymorphismes de

ces molécules, allèles de classe 1 ou 2, prédisposent à certaines maladies auto-immunes, comme

le Diabète de Type 1, la maladie cœliaque, le psoriasis, etc., mais aussi des réactions allergiques à

des médicaments, par exemple certains antirétroviraux pour le VIH : Abacavir.

II/ Les gènes HLA

A. Les 2 classes de molécules HLA

Il existe 2 classes de

molécules HLA : cf diapo. Les gènes

majeurs à retenir chez l’homme sont

appelés dans la classe 1 : HLA A, HLA

B, HLA C et pour la classe 2 DR, DQ et

DP. La classe 1 a une chaîne lourde et

une chaîne normalement plus petite,

chaîne qui s’est associée, alors que

les molécules de classe 2 ont des

chaînes alpha et bêta qui peuvent

être toutes les 2 polymorphes.

La grande différence est que les

molécules de classe 1 sont exprimées

sur l’ensemble des cellules à

l’exception des globules rouges, alors que celles de classe 2 ont une fonction plus spécialisée et

sont exprimées uniquement sur les cellules « professionnelles » : cellules macrophages,

dendritiques et lymphocytes B. En effet, leur rôle est de coordonner et de stimuler les réponses

adaptatives. Les sources des peptides présentés par ces molécules sont différentes : pour la classe

1, ce sont des peptides qui sont issus de la dégradation de produits synthétisés par la cellule,

protéines endogènes ; alors que pour la classe II, une grande partie des peptides sont issus de la

dégradation de protéines qui viennent de l’extérieur de la cellule et qui ont été internalisées,

protéines exogènes. Les lymphocytes T qui reconnaissent ces différentes classes de cellules sont

les lymphocytes T cytotoxiques CD8 pour la classe 1 et les lymphocytes T auxiliaires CD4 dans le

cas de la classe 2.

B. Organisation génomique

34

(Diapo) à remarquer ici : les distances entre les gènes : HLA B et C sont très proches l’un de l’autre

alors que HLA A est plus loin. Ceci a une importance dans le phénomène de déséquilibre des

liaisons. En effet, à cause de la proximité de ces 2 gènes, dans une même ethnie, on trouvera des

combinaisons plus ou moins invariables entre HLA B et C. On aura peu de recombinaisons entre

les 2. Par opposition, HLA A, qui est plus loin, sera mélangé assez librement entre les différents

blocs B et C. Ceci constitue un problème pour trouver des donneurs de cellules souches : il faut

donc quelqu'un de la même ethnie.

Pour la classe 2, on a DR et DQ qui sont très proches alors que la combinaison avec DP est assez

libre, avec la même explication que pour HLA A et HLA B-C de la classe 1. Cependant, pour ces

molécules, il y a un classement par ordre d’importance pour les réactions entre 2 allèles, et le gène

le plus important à retenir est HLADR : on va à tout prix essayer d’éviter un « mismatch », c'est-

à-dire une incompatibilité pour HLADR, alors que ce n’est pas forcé pour HLADQ.

C. Expression des HLA

On a dit que chaque classe de molécules était exprimée, mais il y a des différences au

niveau de l’expression. Les molécules de classe 1, même si exprimées partout, sont exprimées plus

fortement dans les cellules du système immunitaire : macrophages, cellules dendritiques etc.,

alors que les cellules tissulaires seront en général exprimées à un niveau beaucoup plus faible.

III : Structure et interactions

A. Structure des HLA

35

Concernant la structure, les molécules de la classe 1, toujours en forme de tête d’élan, sont

de relativement petites molécules, composées de 4 domaines et 2 chaînes, et sont codées d’une

part dans le complexe CMH qu’on vient de voir et d’autre part la Bêta 2-microglobuline, qui est

associée de manière non covalente à la chaîne lourde (cf diapo). Cette chaîne lourde a 3 domaines :

alpha 1, alpha 2, alpha 3. En vue du haut, on voit les domaines alpha 1 et alpha 2, et un sillon entre

les 2 : c’est là où on a la place pour accepter un peptide, ou un lymphocyte T. Cette molécule est

donc non seulement dimérique, mais aussi trimérique puisque le peptide est en réalité aussi

essentiel à la bonne conformation et au bon fonctionnement de cette molécule que la Bêta 2-

microglobuline. En comparaison avec une molécule de classe 2, à première vue, c’est très similaire,

mais on a ici 2 chaînes : une alpha et une bêta, chacune ayant 2 domaines, on a aussi le sillon bordé

par 2 hélices a et un plancher de feuillets B. La grande différence est que pour la classe 1, les

extrémités des hélices alpha sont assez proches l’une de l’autre, alors que pour la classe 2, elles

sont plus ouvertes, et ainsi des peptides plus longs peuvent s’insérer aux molécules de classe 2.

B. Complexes HLA-peptides

Comment les peptides sont-ils retenus dans le sillon ? Par des interactions non covalentes

: ioniques avec les différentes charges, hydrophobes, hydrogène. Les interactions sont en général

conservées, surtout pour la classe 1, et surtout avec les extrémités du peptide et certains résidus

de la molécule HLA. Mais il y a aussi des interactions non conservées, très variables, qui dépendent

de l’allèle de la molécule HLA concernée, qui sont aussi souvent hydrophobes entre résidus

polymorphes, le plus souvent dans les poches. C’est une région extrêmement polymorphe du

génome humain, on trouve avec le plus de polymorphismes pour la classe 1 les HLA B et pour la

classe 2 les HLA DR.

36

On peut utiliser les polymorphismes de HLA pour retracer la migration des populations humaines

dans l’histoire.

Ce polymorphisme se trouve quasi exclusivement dans les domaines alpha 1 et alpha 2 pour les

HLA de classe 1 : c’est l’évolution qui a donné ces résultats. Cette distribution a fait en sorte que

les résidus qui sont en contact avec le peptide, et aussi avec le récepteur de lymphocyte T, soient

polymorphes ; alors que le domaine alpha 3 est plutôt invariable : l’évolution a favorisé le

développement d’une grande variété allélique, c’est donc un avantage sélectionné positivement

dans l’évolution.

Les peptides associés aux molécules HLA de classe 1 ont souvent tous la même longueur, souvent

9-10AA chez l’homme. Pourquoi cette longueur précise ? D’abord parce que les extrémités du

sillon sont plus ou moins fermées, ce qui limite la longueur, et d’autre part à cause des positions

dites « ancres » qui sont très importantes, où il y a des interactions non variables et utiles pour

fixer le peptide à la molécule HLA. En général, ces positions ancres vont correspondre aux AA des

résidus des poches polymorphes dans la molécule HLA. Ce sont ces positions ancres, qui

interagissent avec les poches des molécules HLA, qui vont déterminer les différences entre un

allèle HLA classe 1 et un autre. L’ensemble de ces positions plus ou moins fixes donne un motif de

fixation peptidique. Chaque allèle HLA a un motif de fixation de peptides qui est majoritairement

composé par ces 2 positions d’ancre, qui varie d’un allèle à l’autre. Il y a en général 2 positions, les

plus caractéristiques pour chaque molécule, qui correspondent au polymorphisme dans le sillon.

Pour une molécule HLA de classe 2 : ce qui n’existe pas ici est l’interaction non variable avec les

extrémités du peptide parce que ces extrémités peuvent dépasser du sillon, ce qui empêche

l’interaction ; sinon c’est le même type d’interactions. Si on regarde les peptides, ça a été plus

compliqué de déterminer à l’origine car pour les petites on pouvait utiliser une méthode

relativement simple pour déterminer leur nature… .

Petit résumé : on a vu : la structure des différents domaines des molécules HLA de classe 1 et 2,

les différences et points communs entre les 2, comment le peptide est fixé, l’importance du

polymorphisme, les positions qui sont le plus polymorphes et comment le polymorphisme dans la

molécule HLA contribue à sélectionner le motif de fixation peptidique.

C. Complexes HLA-lymphocytes T

37

Comment les lymphocytes T vont-ils interagir ? Avec une molécule HLA de classe 2, on

trouve le récepteur de lymphocyte T qui se trouve dans une structure formée par des hélices

alpha. Il y a 3 régions TCR hyper variables dans la région du récepteur au lymphocyte T,

principalement impliquées dans l’empreinte qui se pose sur l’ensemble de cette structure.

La découverte du fonctionnement du système HLA/CMH a valu un 2e prix Nobel. L'expérience : ils

ont infecté des souris avec un virus puis ont produit des lymphocytes T cytotoxiques qui

pouvaient tuer les cellules infectées par ces virus , et ils ont constaté que pour que les lymphocytes

T puissent tuer les cellules infectées, il fallait que les cellules cibles contiennent d’une part l’Ag

viral, et d’autre part les molécules CMH. C’est ce qu’ils ont appelé la restriction de la réponse

adaptative par les molécules CMH. La capacité de reconnaître un Ag par les lymphocytes T est

restreinte par les molécules CMH. À l’époque, ils s’imaginaient que le lymphocyte T avait un

récepteur avec 2 sites côte à côte : 1 pour la molécule CMH et un autre à côté pour la protéine

virale, ils s’imaginaient que les 2 étaient à la surface de la cellule l’un à côté de l’autre. Même s’ils

n’avaient pas vu juste pour la structure, le phénomène de restriction qu’ils ont découvert est

toujours valide. Aujourd’hui on sait que l’Ag viral n’est pas présent sous forme de protéine, mais

de peptide issu de la dégradation d’une protéine virale à l’intérieur de la cellule, qui s’est ensuite

associée à la molécule HLA, et a été présentée dans le sillon de cette cellule. La vision correcte de

la restriction est la suivante : un lymphocyte T peut reconnaître un Ag viral uniquement si c’est le

bon peptide viral et la bonne molécule HLA. Comment le lymphocyte T sait-il qu’il s’agit de la

bonne molécule HLA ? C’est le résultat de la sélection thymique : le lymphocyte T issu du thymus

ne survit que s’il a une affinité certaine, faible mais détectable, pour la molécule HLA.

IV/ Ouvertures

A. Typage des HLA

Petite parenthèse sur la nomenclature HLA (pour notre pratique future)

Quelle méthode utiliser pour déterminer l’allèle spécifique d’un gène HLA ?

38

La technique historique

était la sérologie, qui est

aujourd’hui une technique

dépassée. On utilise

aujourd’hui des

séquençages NGS (next

generation sequencing),

plus rapides et

économiques.

B. La réponse « allo »

La réponse « allo » : c’est une sorte de réaction croisée qui se produit quand les récepteurs

des lymphocytes T voient la surface d’une cellule. Cette réponse est beaucoup plus probable

qu’une réponse spécifique d’un Ag. C’est une réponse assez violente, ce qui implique dans le cas

de greffes non immuno-compatibles soit de faire une très forte immuno-suppression, soit de

vraiment sélectionner au mieux les meilleurs niveaux d’histocompatibilité.

C. Histocompatibilité avec un donneur de cellules souches

Comment chercher aujourd’hui un donneur histocompatible pour les cellules souches ? On

cherche dans une base de donnée de donneurs mondiale, et on y trouve environ 28 millions de

donneurs potentiels, typés au niveau sérologique avec toujours l’importance de HLADR pour qui

on n’accepte pas de mismatch, etc … avec un algorithme qui cherche un donneur compatible, et

malgré le grand nombre de donneurs potentiels, on peut ne pas trouver…

Mot du RT : CACAAAA

Ce cours n’est en fait pas si long ni difficile à comprendre, malgré ce qu’on pourrait croire au

premier abord :p courache les enfants !!

Spéciale dédicace aux chocolats de Pâques qui m’ont aidé à survivre à ce RT love you guyzzz :**

par contre je ne les remercie pas pour les boutons qui sont venus avec mais bon :/

39

Fiche récapitulative

Présentation

Les molécules du CMH (HLA) sont des récepteurs de peptides situés à la surface des cellules. Elles

vont permettre l'interaction entre les lymphocytes T et les peptides antigéniques. Ces molécules

interagissent très spécifiquement avec les récepteurs des lymphocytes T, interactions qui en font

le fondement de l’immunité adaptative cellulaire.

Intérêt médical et polymorphismes

Le CMH joue un rôle majeur dans l'histocompatibilité lors de greffes d'organes ou de cellules

souches hématopoïétiques. De plus les HLA prédisposent ou protègent des maladies auto-

immunes. Enfin ils peuvent avoir un rôle dans la prédisposition aux réactions allergiques à

certains médicaments.

Il existe deux classes de molécules HLA :

Les gènes HLA

La structure du gène MHC correspond à un complexe de plus de 4Mb et se trouve sur la

chromosome 6p21. On y trouve les gènes codant pour les chaînes lourdes des HLA de classe I

(HLA-A,B et C) , ceux des chaîne alpha et bêta de classe II (HLA-DR,DQ,DP) et des gènes codant des

protéines accessoires à l'apprêtement des antigènes. La notion de déséquilibre de liaison est très

importante. Les gènes HLA-A et B et les gènes HLA-DR et DQ sont très proches spatialement et

sont une combinaison invariante dans le gène MHC alors que les gènes HLA-C et HLA-DP peuvent

occuper des positions variables. Pour les gènes de la classe II, il y a ordre d’importance pour les

réactions entre 2 allèles, et le gène le plus important est HLADR (et ne dois pas être «

mismatcher»).

Structure et interactions

HLA de classe I : On trouve une chaîne lourde à 3 domaines (alpha 1 à 3) et une chaîne légère de

bêta 2-microglobuline. Les domaines alpha 1 et alpha 2 forment un sillon sur la partie supérieure

de la protéine. Les parois de celui ci sont constituées d'hélices alpha et son plancher de feuillets

bêta antiparallèles. Le domaine alpha 3 assure quant à lui la fixation à la membrane. HLA de classe

40

II : Il y a ici deux chaînes, une alpha et une bêta. L'ancrage à la membrane se fait via les domaines

alpha 2 et bêta 2, et le sillon est composé des domaines alpha 1 et bêta 1. Contrairement au sillon

du HLA de classe I, les extrémités du sillon sont ouvertes.

Complexes HLA-peptides

Les peptides se fixent dans les sillons dans une conformation allongée. Le sillon est composé de

motifs peptidiques qui sont très conservés mais aussi de motifs polymorphes, que l'on retrouve

au sein de « poches ». Tous les gènes ne présentent pas les mêmes degrés de polymorphismes :

par exemple HLA-B est à l'origine d'une grande variabilité, contrairement à HLA-C.

Concernant les polymorphismes, il existe là aussi des différences selon la classe du complexe HLA

:

Classe I : Les sites polymorphes sont tous situés au niveau des chaînes alpha 1 et alpha 2. Les sites

polymorphes sur les hélices alpha longeant le sillon peuvent être exposés soit aux peptides, soit

aux récepteurs des cellules T alors que les sites polymorphes dans les feuillets bêta sont exposés

aux peptides uniquement.

Classe II : Les sites polymorphes se retrouvent en majorité au niveau du domaine bêta 1. Les sites

polymorphes sur les hélices alpha longeant le sillon peuvent être exposés soit aux peptides, soit

aux récepteurs des cellules T alors que les sites polymorphes dans les feuillets bêta sont exposés

aux peptides uniquement. Il y a un plus grand nombre de positions ancrées donc beaucoup plus

de motifs de fixation possibles.

L’intérêt de ces polymorphismes est de pouvoir augmenter les chances que chaque peptide

antigénique se fixe à une molécule HLA et permettre l'enclenchement d'une réponse immunitaire

adaptée.

Complexes HLA-Lymphocyte T

Pour une interaction efficace, le lymphocyte T doit être complémentaire au peptide et à la

molécules HLA. Ce lymphocyte ne reconnaît donc ni le peptide correct présenté par un autre allèle

HLA ni un autre peptide présenté par l'allèle HLA correct. On dit que la molécules restreint la

reconnaissance du peptide. Et cela résulte de la sélection thymique : le lymphocyte T issu du

thymus ne survit que s’il a une affinité certaine, faible mais détectable, pour la molécule HLA.

Typage des HLA :

La technique historique était la sérologie, qui est aujourd’hui une technique dépassée. On utilise

aujourd’hui des séquençages NGS qui sont beaucoup plus rapide et économique.

La réponse « allo » :

La sélection thymique produit des lymphocytes spécifiques de complexes HLA « soi» avec des

antigène du «non soi». Les lymphocytes reconnaissent également des complexes allo, c'est-à-dire

des HLA non soi avec des peptides. Cette réponse est beaucoup plus probable qu’une réponse

spécifique d’un Ag. C’est une réponse assez violente, ce qui implique dans le cas de greffes non

immuno-compatibles, soit de faire une très forte immuno-suppression, soit de vraiment

sélectionner au mieux les meilleurs niveaux d’histocompatibilité.

41

UE8 – SICS– Immunologie - n°10 19/04/2017

Van Endert Peter peter.van-endert@inserm.fr

RT : Victoire JACOMINO RL : Tiphaine CLOUET

Présentation d’antigènes et cellules dendritiques

I. HLA de classe I

A- Source des peptides présentés par les HLA-1

B- Dégradation protéolytique des antigènes C- Transport intracellulaire des peptides D- Assemblage des complexes HLA-I/peptides II. HLA de classe II

A. Source des peptides présentés par les HLA-II B- Dégradation protéolytique des antigènes C- Synthèse et transport des complexes des HLA-II D- Assemblage des complexes HLA-II/peptides

III. Les cellules dendritiques

A- Deux lignées de cellules dendritiques B- Les cellules dendritiques immatures C- La migration des cellules dendritiques D- Les cellules dendritiques matures

42

Rappel : L’immunité adaptative ne reconnait pas les antigènes natifs mais seulement les fragments peptidiques. Donc le système de production des antigènes reconnus par l’immunité adaptative cellulaire doit se greffer sur le système de protéolyse.

Quel est l’objectif du système d’apprêtement ? L’objectif de ce système est de fournir à nos cellules la possibilité de renseigner les lymphocytes T CD8-CD4 sur l’état protéique de la cellule, c’est-à-dire de donner un échantillon des protéines à l’intérieur de la cellule aux lymphocytes T.

Apprêtement des antigènes : ensemble d’événements intracellulaires impliqués dans le chargement des molécules HLA avec des peptides : protéolyse, transport de peptides, trafic des molécules HLA, assemblage peptide/HLA.

A quoi sert ce processus de production du peptide et leur association avec les molécules HLA ?

La cellule possède deux endroits ayant une capacité protéolytique importante : le cytosol et les lysosomes. Chaque protéine présente dans le cytosol peut être dégradée en plusieurs fragments qui pourront s’associer aux molécules HLA-I et ainsi être présentés aux lymphocytes T-CD8. Dans la voie protéolytique des lysosomes, sont concernés les vésicules d’endocytose. Dans ces vésicules, il peut y avoir des pathogènes (exemple : des mycobactéries, les vésicules leur permettent de survivre et de se multiplier dans les macrophages). C’est pour cela que nos cellules sont équipées du matériel permettant de dégrader les éléments présents dans ces vacuoles. Enfin, des toxines peuvent être internalisées par des cellules présentatrices professionnelles de l’antigène (CPA = lymphocyte B, macrophage et cellule dendritique). Les voies d’apprêtement d’antigènes sont organisées de façon à utiliser ces deux sources de peptides antigéniques. HLA-I se greffe sur le système cytosolique et HLA-II sur le système lysosomal. A noter que toutes les cellules sont équipées du système HLA-I mais que seulement les CPA possèdent les outils du système HLA-II.

43

I. Apprêtement des antigènes pour les molécules HLA de classe I

A- Sources des peptides présentés par les HLA-I

Les peptides présentés par les HLA-I sont de source “endogène”, ils sont issus de protéines synthétisées par l’appareil ribosomal de nos cellules. La cellule (ou la molécule HLA-I) ne fait aucune différence entre une protéine codée par un pathogène (virus) et une protéine codée par notre génome. Tout le turn-over protéique peut être associé aux molécules HLA-I. Les deux types de peptides présentés par les CMH-I sont : les protéines « vieillissantes » ou arrivant à terme de leur fonction physiologique et les produits défectueux de la synthèse ribosomale (« DRIPs ») qui sont dégradés rapidement après leur synthèse. En ce qui concerne les protéines vieillissantes, elles ont des durées de vie très variables, allant de quelques minutes (kinases) à plusieurs heures-jours. Concernant les « DRIPS », le processus de dégradation est souvent co-traductionnel. Cela peut être dû à un défaut de conformation, ou un défaut de terminaison de la chaine protéique.

L’avantage de ce système est de permettre une reconnaissance extrêmement rapide de la production de protéines virales. Effectivement, si une protéine virale reste stable plusieurs heures ou jours, il y a toujours 10%, 20 ou 30% de protéines virales synthétisées par la cellule d’où une reconnaissance quasi immédiate du pathogène.

B. Dégradation protéolytique des antigènes

i. Protéases cytoplasmiques impliquées dans le système d’apprêtement de classe I

La principale protéase cytoplasmique impliquée dans le système d’apprêtement de classe I est le protéasome (complexe multicatalytique). Cette enzyme est en effet responsable de la quasi--totalité des clivages à l’extrémité carboxyterminale des peptides présentés par les HLA-I. Le protéasome existe sous deux formes :

- constitutif ou standard (majoritaire) - immunoprotéasome (exprimé par les cellules présentatrices professionnelles, cellules

en présence de l’IFN-γ). La dégradation complète et rapide de la grande majorité des peptides dans le cytoplasme est assurée par des aminopeptidases.

ii. Structure du protéasome 20S

44

Le protéasome 20S est composé de 28 sous-unités de 25 à 30 kDa, organisées en 4 anneaux (2 anneaux extérieurs α importants pour la structure et la régulation de l’accès et 2 anneaux β catalytiques). Chez les archéobactéries (microorganisme unicellulaire procaryotes), il y a un type de sous-unités α et un type de sous-unités β. Chez l’homme, comme chez la souris, il y 7 sous- unités β catalytiques centrales (dont seulement 3 actives qui diffèrent en fonction du type de protéasome : constitutif ou immunoprotéasome) et 7 α périphériques. Le protéasome possède une cavité cylindrique centrale (lieu de la protéolyse), acceptant des substrats. Celle-ci permet la séquestration des sites actifs par rapport au milieu cytoplasmique.

iii. Le protéasome 26S La forme dominante du protéasome dans l’environnement cellulaire est le protéasome 26S. Il a une forme cylindrique et possède aux deux extrémités des « chapeaux » composés de 25 sous--unités ayant plusieurs fonctions :

- Régulation de l’accès à cavité centrale ; - Reconnaissance de protéines substrats devant être dégradées ; - Dénaturation de substrats - Désubiquitination des substrats.

Le protéasome 26S traite uniquement des substrats poly-ubiquitinés.

iv. L’ubiquitination L’ubiquitine est une protéine très abondante (plusieurs millions dans une cellule) de 76 acides aminés. Elle est activée puis couplée aux substrats par une cascade enzymatique : E1 (activation), E2 (conjugaison), E3 (ligation). Les E3 ligases (les plus importantes) sont des enzymes qui correspondent à la spécificité du système : elles régulent la dégradation des protéines (reconnaissent quelle protéine doit être dégradée). E3 permet de relier l’ubiquitine aux protéines à dégrader. On va avoir la formation d’une liaison covalente Gly76 (glycine en position carboxyterminale) à une lysine du substrat. Puis une deuxième ubiquitine va former une liaison covalente avec sa Gly76 et la Lys48 de l’ubiquitine précédente. Les chaînes poly-ubiquitine sont formées sur le substrat par liaison Lys48-Gly76. Lorsque ces chaînes sont formées de 4 ubiquitines ou plus, cela constituera un signal de dégradation pour le protéasome 26S. Finalement la chaîne est enlevée du substrat puis recyclée pour un nouveau marquage.

45

v. Peptides produits par le protéasome

Suite à l’action du protéasome la digestion de substrats linéaires (dénaturés) sera possible. Les peptides produits par le protéasome sont habituellement de 5 à 9 résidus (10 à 20% sont plus long, jusqu’à 20aa). Le protéasome est une protéase « multi-catalytique » avec trois spécificités, similaires à la trypsine (clivage après Arg, Lys), chymotrypsine (Leu, Ile, Phe, Tyr), et à la caspase (Asp, Glu – spécificité absente dans l’immunoprotéasome).

C. Transport intracellulaire des peptides i. Le transporteur de peptides TAP

Les peptides sont dans le cytosol et les HLA-1 sont dans la membrane du réticulum endoplasmique (comme toutes les protéines destinées à être exposées à la surface cellulaire). Les sillons des HLA de classe 1 sont donc dans la lumière du réticulum endoplasmique. Le transporteur de peptides TAP a un rôle essentiel dans la présentation des antigènes (syndrome BLS si déficit). Ce transporteur est présent dans la membrane du RE et est constitué de 2 sous--unités TAP1 et TAP2. Par ce transporteur a lieu un transport actif ATP dépendant orienté du cytosol vers le RE. Il y a une spécificité de transport : il faut que le peptide ait une longueur de 9 à 16 acides aminés (AA).

ii. Devenir des peptides dans le RE

Il existe seulement 1/200 peptides capables de se lier à une molécule HLA-I ! La majorité d’entre eux subissent un rétro-transport dans le cytoplasme. Il y a possibilité d’élagage de l’extrémité aminoterminal de peptides longs par les deux aminopeptidases IFN-γ induites: ERAP1 et ERAP2. Ceci permet une adaptation optimale au sillon des molécules HLA-I. Ces enzymes s’arrêtent dès que le peptide à une longueur de 8-9 AA.

D. Assemblage des complexes HLA-I/peptide Les protéines chaperonnes sont souvent des protéines de choc thermique (car produites en plus grande quantité dans les cellules soumises à un stress). Elles sont essentielles, elles aident d’autres protéines à maintenir leur conformation fonctionnelle par des interactions en général non covalentes. Plusieurs protéines chaperonnes sont impliquées dans la formation des complexes HLA-1/peptide :

46

- Calnexine : lectine/chaperonne transmembranaire, stabilise la chaîne lourde de la molécule HLA-I isolée (avant l’arrivée de la chaîne légère)

- Calréticuline : lectine/chaperonne soluble, remplace la calnexine, stabilise et retient les complexes chaîne lourde/β2microglobuline dépourvus de peptide

- ERp57 : oxydoréductase, contrôlant la formation de pont disulfure, associée à la calréticuline ;

- Tapasine : fonctionne uniquement pour l’apprêtement des antigènes pour les HLA-I. La tapasine a 2 fonctions. Elle interagit à la fois avec les transporteurs TAP et avec les HLA-1 dépourvus de peptides : elle participe à l’interaction physique entre les dimères HLA-I « vides » (en attente de peptides) et les pompes TAP, c’est-à-dire qu’elle concentre les HLA-1 à l’endroit où les peptides entrent dans le RE. Elle optimise les peptides présentés par HLA-I (« éditeur »), elle déstabilise l’interaction des peptides avec les HLA-I et cette force déstabilisatrice ne peut être surmontée uniquement si le peptide a une affinité suffisante avec HLA-I. Puis, lorsque le complexe sera suffisamment stable, il y aura un changement de conformation et une dissociation de la tapasine. C’est une condition pour que HLA-I puisse sortir du réticulum endoplasmique : c’est un mécanisme de contrôle qualité.

II. Apprêtement des antigènes pour les molécules HLA de classe II

A. Sources des peptides présentés par les HLA-II

Il s’agit d’antigènes exogènes qui sont internalisés par pinocytose, phagocytose, endocytose médiée par des récepteurs (lectine, récepteur Fc, du complément, scavenger, récepteur des cellules B...).

Et également de protéines endogènes de la voie sécrétoire (récepteurs de la surface, protéines sécrétées, protéines lyso- et endosomales...).

i. Mécanismes d’internalisation des cellules

Les cellules peuvent internaliser les protéines et particules solubles par trois mécanismes différents :

- Pinocytose : internalisation constitutive, non-spécifique, de petites gouttelettes de liquide extracellulaire, « filtration » de protéines solubles.

- Phagocytose : internalisation de particules infectieuses ou non infectieuses (par ex. cellules mortes, bactéries, débris cellulaires), déclenchée par contact entre un récepteur de surface spécifique (récepteur TLR, du complément, lectines...) qui reconnait un profil pathogène. Cette interaction déclenche la phagocytose avec formation d’une membrane entourant la particule cible, puis la vésicule d’endocytose fusionne avec un lysosome. Il y a formation d’un phagolysosome et dégradation de son contenu.

- Endocytose : déclenchée par la fixation d’antigènes solubles à des récepteurs : lectines,

des récepteurs Fc... Par ces 3 mécanismes, les cellules peuvent internaliser du matériel extracellulaire.

ii. Trafic des antigènes internalisés

47

Les endosomes/phagosomes vont maturer : acidification graduelle (le pH descend jusqu'à 4,5 dans un lysosome), acquisition et activation de protéases acides et d’hydrolases. Le pH bas est nécessaire pour la dégradation des protéines. Ceci aboutit à un milieu intérieur agressif. Les molécules de classe II contenues dans les vésicules vont fusionner avec les lysosomes matures.

B. Dégradation protéolytique des antigènes

De multiples protéases endolysosomales (notamment cathepsines, les seules à retenir) aux rôles en partie redondants, activées à pH acide sont impliquées dans la protéolyse. La dénaturation des antigènes est nécessaire et se fait par GILT (γ-IFN inductible lysosomale thiol reductase). Effectivement, les protéines internalisées sont souvent globulaires et possèdent de nombreux ponts disulfures. Il est nécessaire de rompre ces liaisons pour que les protéases puissent agir.

C. Synthèse et transport des molécules HLA de classe II

La synthèse des chaînes α et β a lieu dans le RE. Elles s’associent à la chaîne invariante (protéine chaperonne non polymorphe) qui :

- Médie une trimérisation - Empêche la fixation précoce d’un peptide par sa séquence CLIP - Achemine les complexes vers un compartiment de chargement endosomal grâce à des

signaux d’acheminement.

En allant vers les lysosomes, la chaîne invariante va subir un clivage protéolytique et CLIP (fragment rouge sur diapo) est le seul fragment de la chaîne invariante qui résiste à la protéolyse et reste associé au sillon des HLA de classe II. La fusion des endosomes tardifs contenant les antigènes internalisés avec des vésicules riches en HLA de classe II crée un compartiment multi-vésiculaire de chargement (MIIC). Ce compartiment contient également HLA-DM, une protéine chaperonne requise pour le chargement des molécules HLA de classe II.

48

D. Assemblage des complexes HLA-II/peptide L’assemblage des complexes HLA-II/peptide est effectué par la protéine chaperonne HLA-DM (elle joue le même rôle que la tapasine pour les classes I). Cette protéine chaperonne est composée de chaînes α et β comme les HLA-II, mais elle est incapable de fixer des peptides. Elle a trois rôles :

- catalyse de la dissociation de CLIP - stabilisation des dimères α/β vides - optimisation des peptides fixés (« éditeur »).

III. Les cellules dendritiques

A. Deux lignées de cellules dendritiques

Elles sont décrites initialement par leur morphologie comme des cellules tissulaires rares (<1%), aux prolongements cytoplasmiques (> 10 μM) et à forte mobilité (découvertes par R. Steinman). Elles orchestrent les réponses immunes et le lien entre réponse innée et adaptative. Elles possèdent une importante capacité de capture et d’internalisation d’antigènes, orchestrées par les CD immatures. L’activité de migration est coordonnée avec la maturation fonctionnelle et phénotypique. Les CD matures sont efficaces dans la présentation d’antigènes, et possède un rôle unique dans le « priming » des réponses immunes cellulaires. Il existe deux classes de cellules dendritiques : celles appelées conventionnelles et celles appelées plasmacytoïdes. Les conventionnelles sont plus nombreuses, sont présentes dans les tissus et organes lymphoïdes primaires et secondaires. Elles sont importantes pour stimuler les lymphocytes T. Les plasmacytoïdes n’ont pas de dendrites, sont plus rares et sont présentes dans les organes lymphoïdes secondaires. Elles synthétisent de l’INF alpha et béta.

B. Les cellules dendritiques conventionnelles immatures

Elles résident dans les tissus périphériques (cellules de Langerhans dans l’épiderme, CD interstitielles dans d’autres tissus, <1% des cellules mononucléées du sang). Il existe un large éventail de récepteurs de reconnaissance et d’internalisation d’antigènes et de pathogènes (lectines, TLR,...).

49

Elles possèdent une forte activité endocytique : phagocytose de particules/débris/cellules, pinocytose constitutive, endocytose d’antigènes solubles mais une faible capacité de stimulation et de priming de lymphocytes T risque d’anergie. La maturation des CD est provoquée par contact avec un pathogène. Les facteurs d’induction sont :

- Les profils moléculaires associés aux pathogènes (reconnus par TLR) - Les cytokines et les molécules pro-inflammatoires : TNF-α, IL-1, GM-CSF, IL-6, PG-E,

CD40-ligand exprimé par les cellules T CD4+ activées - Les cellules nécrotiques (non apoptotiques).

La maturation des CD est synchronisée avec leur migration vers les tissus lymphoïdes. La maturation est associée à un changement de morphologie : cellule voilée (retrouvée dans la lymphe afférente des ganglions).

C. La migration des cellules dendritiques

Les précurseurs et les CD immatures sont transportés de la moelle osseuse aux tissus non lymphoïdes (tissus périphériques) par le sang. L’activation induit la migration des CD vers les tissus lymphoïdes à travers la lymphe afférente, sous le contrôle de chimiokines (notamment CCR7). Les CD activées sont retenues dans les zones T des ganglions et de la rate où elles meurent après quelques jours. D’autres CD résident de façon durable dans les zones T des tissus lymphoïdes, y compris ceux associés au tractus intestinal et aux muqueuses, et dans la médullaire du thymus. Les changements associés à la maturation des CD sont :

- la perte de capacité de phagocytose - l’augmentation importante de l’expression de molécules HLA de classe II - l’arrêt de la circulation par la voie endocytique, et la demi vie accrue des molécules HLA à

la surface - la redistribution des molécules HLA de l’intérieur à la surface - l’expression accrue de molécules de co-stimulation (CD 80/86), importante pour

stimuler les lymphocytes T naïfs - la production de cytokines d’IL-12 permettant entre autre de différencier les lymphocytes

T vers la voie TH1, mais aussi TNF, IL6 (inflammation) - le changement d’expression de récepteurs de chimiokines -

Tous ces changements favorisent l’activation des lymphocytes T naïfs. A noter que les cellules dendritiques activées par un pathogène synthétisent IL12, qui agit sur les cellules NK, qui synthétisent à leur tour de l’INF gamma. Tout cela oriente (IL12) les lymphocytes T vers TH1. Puis les lymphocytes T-CD4 expriment CD40 et envoient un signal à la cellule dendritique qui peut activer les lymphocytes T-CD8. Modèle d’initiation des réponses cellulaires adaptatives « en cascade » 1. Activation de la CD par un pathogène via TRL 2. Sécrétion d’IL-12 3. Activation de cellules NK par l’IL-12 4. Sécrétion d’IFN-γ pa la cellule NK 5. Priming de cellules TCD4+ de type Th1 en présence d’IL-12 et IFN-γ

50

6. Expression de CD40-ligand (CD154) par cellule T activée 7. « Licensing » de la cellule dendritique qui acquiert la capacité de priming de cellules T CD8+ naïves La présentation croisée : En général les molécules de classe I présentent ce qui a été synthétisé par la cellule elle-même. Mais il y a l’exception de la présentation croisée. Celle-ci concerne surtout les CD. Ainsi, des antigènes de source extérieure peuvent être présentés par les molécules de classe I. Il existe deux cas de figures :

- La voie vacuolaire : les molécules de classe I à la surface cellulaire vont être internalisées dans un endosome et vont être recyclées et revenir à la surface cellulaire (normalement les molécules de classe I internalisées sont détruites dans les lysosomes). Ces molécules recyclées vont être chargés dans les lysosomes tardifs, parfois avec des peptides issus du matériel internalisé

- La voie majeure : l’organite qui contient l’antigène internalisé (phagosome ou endosome) va fusionner avec le RE. Ce phagosome qui est un transporteur de peptide va acquérir la compétence pour charger les molécules de classe I.

Abréviations : HLA : antigènes des leucocytes humains CMH : complexe majeur d’histocompatibilité RE : réticulum endoplasmique CD : cellule dendritique

Mot du RT : Cours semblable à celui de l’année dernière, juste un ajout du modèle d’initiation des réponses cellulaires adaptatives en cascade.

51

FICHE RECAPITULATIVE Apprêtement des antigènes : ensemble d’événements intracellulaires impliqués dans le chargement des molécules HLA avec des peptides : protéolyse, transport de peptides, trafic des molécules HLA, assemblage peptide/HLA. HLA-I se greffe sur le système cytosolique et HLA-II sur le système lysosomal.

HLA de classe I (dans mb du

RE) HLA de classe II

Source des peptides présentés

Endogènes Peptides issus de protéines synthétisées par l’appareil ribosomal de nos cellules 2 types de peptides : protéines vieillissantes et produits défectueux de la synthèse ribosomal.

Exogènes Endogènes par internalisation : pinocytose, phagocytose, endocytose. Puis maturation des endosomes/phagosomes.

Dégradation protéolytique Par le protéasome ++ 2 formes : constitutif/standart et immunoprotéasome. La forme dominante = protésome 26S (seulement les substrats poly-ub) Spécificités similaires à la trypsine, chymotripsine et la caspase ( !! absente de l’immunoprotéasome !!) Peptides produits = 5-9 résidus environ

Par des protéases endolysosomales (cathepsines ++) Dénaturation des antigènes nécessaires, par GILT

Transport intracellulaire des peptides

Peptides => dans le cytosol Transporteur = TAP dans la mb du RE (2 sous-unités TAP1 et TAP2)

Transport actif du cytosol vers RE

!! Spécificité de transport : peptides de 9 à 16 AA !!

Aminopeptidases pour adaptation des peptides au sillon

Chaines α + β + invariante (=protéine chaperonne). Chaine invariante achemine les complexes vers un compartiment de chargement endosomal via signaux. Séquence CLIP est le seul fragment qui, in fine, reste associé au sillon de HLA-II. Fusion endosomes avec Ag internalisés + vésicules riches en HLA-II => compartiment multi-vésiculaire de chargement (MIIC)

Assemblage des complexes HLA/peptide

Par des protéines chaperonnes : Calnexine, Calréticuline, ERp57 (protéines de ménage) Tapasine (intervient que dans l’assemblage)

Par la protéine chaperonne HLA-DM.

52

Les cellules dendritiques 2 classes : conventionnelles (stimulation des LT) et plasmacytoïdes (+ rares, synthétisent de l’INF α et β) CD conventionnelles immatures : forte activité endocytique. Maturation : provoquée par contact avec un pathogène. Synchronisée avec la migration des CD dans les tissus lymphoïdes. Migration : vers les tissus lymphoïdes après activation. Les CD activées sont retenus dans les zones T des ganglions et de la rate. Nombreux changements associés à la maturation des CD (expression de molécules de co-stimulation, production d’IL-12), favorisant l’activation des LT naïfs. Présentation croisée : des Ag de source extérieure peuvent être présentés par des molécules de classe I. 2 cas de figures : voie vacuolaire (internalisation dans un endosome et recyclage des HLA-I) et voie majeure (fusion du phagosome/endosome avec le RE)

53

UE8 – Immunologie Cours n°11

21.04.2017

Mohamed Jeljeli

mohamed.jeljeli@aphp.fr

RT : Suzanne Khairallah

RL : Aurélie Cohen

Structure et fonctions des Immunoglobines

Plan :

I. Définition

II. Structure

A. Chaines lourdes

B. Chaines légères

C. Fragments d’Immunoglobulines

D. Organisation en domaines

III. Classes d’Immunoglobines

A. IgG

B. IgA

C. IgM

D. IgD

E. IgE

IV. Variabilités

A. Les régions hypervariables

B. Allotypie

C. Isotypie

D. Idiotypie

V. Genèse du répertoire d’Ig

A. Diversité combinatoire

B. Diversité jonctionnelle

54

C. Association combinatoire H/L

D. Hypermutations somatiques

VI. Liaison Antigène-anticorps

A. Affinité

B. Facteurs déterminants

Mot du RT : Le prof est différent de celui de l’an dernier, donc le contenu a été un peu modifié

mais ça reste le même sujet. Il a notamment plus détaillé les caractéristiques des différentes

classes d’Ig, qu’il faut connaître. Ce cours est très solidaire du suivant.

55

I Définition

Les anticorps sont des glycoprotéines. Qui peuvent être sous forme membranaire lorsqu’elles

sont à la surface des LB=BCR (récepteur des LB aux antigènes) ou sous forme soluble, sécrétées

par les plasmocytes et appelées dans ce cas des Ac. Ils font partie de la réponse immunitaire adaptative humorale et permettent la reconnaissance de l’antigène.

Ac est synonyme d’immunoglobuline.

II Structure

A Généralités

Toutes les immunoglobulines ont une structure monomérique de base identique (en Y) :

2 chaînes lourdes identiques

2 chaînes légères identiques

reliées entre elles par des ponts disulfure intra- et intercaténaires

La zone charnière, qui se situe au niveau de la jonction chaine lourdes/chaine légères, est très

flexible, elle assure la meilleure conformation possible du site Ac/Ag.

B Chaînes lourdes

-Chaines lourdes peuvent être de 5 types : γ, μ, α, δ ou ε

-PM 53kD

-1 domaine variable VH : 110 aa

-3 domaines constants (pour les chaines α, δ, γ) ou 4 domaines constants (μ, ε)

-3 zones hypervariables = CDR

C Chaînes légères

-Peuvent être de deux types : Kappa ou Lambda

-PM 22kD

-Un domaine variable VL : 107aa

-Un domaine constant CL : 107 aa

-3 zones hypervariables

D Fragments d’immunoglobulines

56

On peut subdiviser en 2 fragments l’immunoglobuline : une région variable ou Fab, et une région

constante Fc.

La papaïne clive la molécule au niveau de la région charnière, libérant deux fragments Fab et un Fragment Fc :

-Fab : spécificité unique d’une Ig à l’autre, déterminée par VH et VL. Ce fragment permet liaison

avec l’Ag.

-Fc : assure les fonctions effectrices de l’Ig.

Si on utilise une autre enzyme, la pepsine qui va cliver juste en dessous de la zone charnière, on

obtient un F (ab’)2 (deux fragments Fab liés entre eux) et un pFc.

Permet de décrire la structure mais aussi important pour les applications thérapeutiques.

E Organisation en domaines

V

V

C

CCC

A

57

Ce qu’on appelle domaine correspond aux cercles sur le schéma.

En général ce sont 100 à 110 aa (respectivement pour la chaine légère et chaine lourde). Il existe

des ponts disulfures intra domaine et ce sont des feuillets beta anti-parallèles sur 2 plans

(structure en "sandwich"), l'ensemble ayant une structure 3D globulaire.

Il y a 1 domaine variable V (N-term) :

-reconnaissance spécifique des antigènes

-La partie de l'antigène reconnue par l'anticorps = épitope

-La partie des domaines variables qui reconnaissent l'épitope = paratope

Et 1 à 4 domaines constants selon les Ig.

La molécule a donc une structure 3D complexe

III Classes d’immunoglobine

Les 5 types de chaines lourdes (γ, α, μ, δ, ε) définissent les classes d’Ig: IgG, IgA, IgM, IgD et IgE.

Avec une notion de sous classes pour les IgG et les IgA : IgG1, IgG2, IgG3, IgG4 ou IgA1, IgA2.

Concernant les chaines légères, il en existe deux types : κ et λ. Sachant que chez l’homme le rapport

κ/λ=2/1, c’est à dire qu’il y a 2/3 de κ pour 1/3 de λ.

Chaque type de chaîne légère peut se combiner avec n'importe quelle classe de chaîne lourde.

Les classes des immunoglobulines sont portés par les région constantes des chaînes lourdes et des chaînes légères.

A IgG

Particularités structurales propres aux IgG :

Forme monomérique.

Structure en Y

Chaîne lourde : 3 domaines constants et 1 domaine variable (+++)

Principale Ig sérique, c’est celle qu’on retrouve le plus

Poids moléculaire : 150 KD

Faiblement glycosylées

Il existe 4 sous classes de 1 à 4, différentes par nb de ponts disulfure au niveau de la région charnière. La distribution sérique est inégale : 70% d’IgG1, 30% d’IgG2, 7% d’IgG3 et 3% d’IgG4.

Selon les sous classes les caractéristiques ou les fonctions différent :

normalisation du taux

58

IgG1 et G3 : vers 5-7 ans

IgG2 et G4 : vers 10 ans

On observe une variation du taux en fonction de l’âge.

Demi-vie:

IgG1, G2 et G4 : 20 à 22 jours

IgG3 : 7 à 9 jours

IgG1 et G3 ont plus une fonction pour neutraliser les toxines alors que IgG2 vont plutôt lier les polysaccharides de capsules bactériennes.

Rq : Lors d’une infection, en général c’est l’IgG1 qui est sécrétée en premier lieu par IFN gamma,

elle reste la sous classe la plus performante pour les agents infectieux. Après on peut retrouver

des variabilités qui sont pathologiques (plus d’IgG4) mais au niveau basal, physiologique on a cette distribution.

Pour le dosage on utilise la méthode ELISA ou néphélémétrie.

B IgA

Structure de base analogue aux IgG donc 1 domaine variable et 3

domaines constants

Structure essentiellement monomérique dans le sérum et

dimérique dans les sécrétions : salive , bronches, lait, urines, etc

La chaîne J, synthétisée en même temps que l’Ig par le plasmocyte,

permet de lier deux Fc de deux monomères, d’une manière antiparallèle.

La pièce sécrétoire, elle lie aussi les deux chaine et caractérise les

IgA des muqueuses, elle permet la transcytose : transport de l’Ig à la

surface de la membrane cellulaire et la protection contre les enzymes protéolytiques.

2 sous-classes IgA1 et IgA2

-IgA1 majoritairement dans le sérum

-IgA2 majoritairement dans les sécrétions

Contrairement à la chaine J, la pièce sécrétoire n’est pas synthétisée par le plasmocyte mais par les cellules épithéliales des muqueuses.

Les IgA1 et IgA2 diffèrent par le nombre de ponts dissulfures dans la région de jonction, tout

comme les sous-classes d’IgG.

Pièce sécrétoire s’associe aux IgA au niveau du pôle basal des cellules épithéliales. Pièce sécrétoire

agit aussi comme récepteur.

59

Au niveau du plasmocyte, donc de la sous muqueuse, l’Ig est synthétisée avec la chaine J, ensuite

elle est exocytée. Puis elle arrive au niveau du pôle basal de l’épithélium. La cellule épithéliale va

produire la pièce sécrétoire, elle va l’exprimer au niveau de la surface et ainsi capter l’Ig (constitue

sorte de récepteur) pour l’internaliser. Cela permet son transport au niveau de la lumière tout en

la protégeant des enzymes protéolytiques.

La pièce sécrétoire s’associe aux IgA des muqueuses au niveau du pôle basal des cellules

épithéliales où elle constitue un récepteur pour les IgA polymériques.

C IgM

Structure pentamérique « en étoile » grâce à des

liaisons covalentes par les ponts dissulfures

La chaîne J permet de stabiliser le complexe

Chaîne lourde : 1 partie variable (VH) et 4 domaines constants (CH1 à CH4).

L’IgM active le complément (++) par fixation de C1q sur le domaine CH4

IgM peut aussi être monomérique à la surface du LB : récepteur spécifique pour l’antigène

Notion d’Avidité =Force de liaison entre un anticorps polyvalent et un antigène polyvalent.

Dépend de l’ensemble d’affinités des sites anticorps. Comme l’IgM a une forme pentamérique il

aura une plus forte avidité que l’IgG qui est monomérique. Et permet donc d’activer très fortement le complément.

D IgD

Structure biochimique semblable aux IgG (3 domaines constants CH)

Taux sérique physiologique très faible (30 mg/l), rôle sérique reste jusque-là inconnu

Ig particulièrement fragiles et sensibles à l’action des enzymes protéolytiques (longue

région charnière). Cette région permet la flexibilité dans l’espace mais en contrepartie

c’est une région qui est très sensible aux enzymes.

Essentiellement exprimés à la surface du LB, elle sert comme pour l’IgM d’un récepteur

pour l’antigène.

Ig de surface des LB : apparition d’une IgM de membrane, et ensuite par phénomène d’épissage

alternatif on va avoir une co-expression d’IgM et d’IgD. Sont-ils de même spécificité antigénique ?

Ils sont exprimés sur le même LB. L’épissage alternatif va toucher uniquement la partie constante

et pas la partie variable. Etant donné que c’est la partie variable qui détermine la spécificité

antigénique, IgM et IgD d’un même LB vont avoir la même spécificité antigénique. Mais ils vont différer par la partie constante.

60

La présence simultanée d’IgM et d’IgD sur le même lymphocyte résulte d’un phénomène

d’épissage alternatif de l’ARNm de la chaîne lourde. (J’ai pas bien compris, si jamais c’est plus clair

pour toi n’hésite pas à reformuler)

E IgE

Chaîne lourde possédant 4 domaines constants CH comme les IgM ( les autres Ig en ont 3)

Concentration sérique très faible (100 à 200 ng/ml)

Rôle important dans l’hypersensibilité immédiate (de type I) et dans l’immunité anti-parasitaire.

IV Variabilités

A Les régions hypervariables

La partie de l’antigène qui est reconnue par l’Ac s’appelle l’épitope et la partie des domaines variables qui reconnaissent l’épitope s’appelle le paratope.

Paratope = résultat de la configuration unique d’acides aminés formant le site de liaison à l’Ag.

Les régions hypervariables, se retrouvent au niveau de la région variable des chaines lourdes et

légères. Elles ont une particularité très importante pour la spécificité par rapport à l’Ag. Elles

correspondent à 3 régions qui ont un index de probabilité de mutations très important.

Chaque région variable (VL) et (VH) possède 3

zones hyper variables ou « régions déterminant la complémentarité » (CDR)

Le paratope (= site de fixation spécifique à

l’antigène) est formé par la juxtaposition spatiale des

zones hypervariables séparées par des régions plus conservées

Il y a plus de variabilité au niveau de CDR3 (correspond à la partie la plus éloignée donc la pllus

en contact avec l’Ag par la suite). En effet, elle connaît également des variabilités de jonction en

plus des mutations fréquentes, conduisant à un index de variabilité accrue à son niveau (la

substitution d’un seul acide aminé peut avoir un effet important sur la fixation d’un antigène).

B Isotypie

Ce qu’on appelle isotypes ce sont les déterminants antigéniques présents sur les Ig de tous les

individus d’une même espèce. Ils sont portés uniquement par la région constante des chaînes

lourdes et légères. Ils permettent de définir les classes et sous-classes d’Ig. Les isotypes

correspondent aux IgM, IgG…

61

Définit ce qu’on appelle la xéno-antigénicité : une Ig humaine injectée à une souris induit la

formation d’Ac dirigés contre cette Ig. Elle va le considérer comme un Ag étranger.

Variabilité inter espèces.

C Allotypie

Les épitopes antigéniques présents sur les Ig, portés par certaines parties des régions constantes

sont différents d’un groupe d’individus à l’autre au sein d’une même espèce = Variantes alléliques

des gènes codant ces domaines constants à la fois de la chaine lourde et de la chaine légère. En

fonction des individus on aura des polymorphismes qui vont générer des allotypes qui sont différents.

Polymorphismes affectant 1 ou 2 acides aminés, donc vraiment très ponctuel.

Variabilité intra espèce

D Idiotypie

L’ensemble des régions hypervariables constitue l’idiotypie.

Différent de l’isotypie et l’allotypie qui concernaient la partie constante, là c’est la partie variable

qui est concernée.

Idiotype est déterminé par les variations de structure dans les zones hypervariables du paratope

1 Ac 1 idiotype

Variabilité au sein d’un même individu

IV Genèse du répertoire d’Ig

Il faut pouvoir générer un répertoire énorme de récepteurs différents pour être capable de

reconnaître chaque Ag potentiel. Un clone de lymphocyte ou plasmocyte, correspond à une Ig unique. On peut sécréter environ 1015 molécules ≠.

Les chaînes légères et lourdes sont codées par des gènes présents sur des chromosomes différents :

Chromosome 22 pour les chaînes légères λ

Chromosome 2 pour les chaînes légères κ

Chromosome 14 pour les chaînes lourdes H

Le domaine variable d’une chaîne légère est codé par deux segments géniques : V et J

Le domaine variable d’une chaîne lourde est codé par trois segments géniques : V, D et J

Et pour ces domaines constants des chaînes lourdes et légères, ils sont codés par un seul gène

correspondant à chaque isotype

62

Comment se fait-il que nous soyons capables de générer une

aussi grande diversité alors que les Ig sont codées par un

nombre relativement limité de gènes, et qu’il n’y a pas de locus D pour les chaines légères ?

40x5x6 ne donne pas les 1015 possibilités nécessaires.

Différents mécanismes le permettent :

A Diversité combinatoire

C’est la recombinaison entre les gènes des segments V et J de la partie variable de la chaîne légère et des gènes des segments V-D-J de la partie variable de la chaîne lourde

Réarrangement entre V et J, puis juxtaposition d’un gène codant pour la partie constante.

L’ADN réarrangé sera par la suite transcrit en ARNm puis subit une

maturation pour se débarrasser des introns ce qui permet la traduction de la chaîne d’Ig

Pour la chaine lourde : Réarrangement entre D et J, puis réarrangement

entre DJ et V. Ensuite idem que pour la chaîne légère.

B Diversité jonctionnelle :

C’est l’insertion de bases additionnelles entre les segments VD, DJ et VJ ce qui génère des

imprécisions nucléotidiques puis une réparation de l’ADN au niveau des jonctions.

En effet au cours des phases de combinaisons, vu plus haut, il existe des enzymes, les RAG, qui

coupent l’ADN et forment des structures en « épingles à cheveux ». Ensuite l’enzyme Artémis clive

ces structures et permet l’addition de nucléotides par une autre enzyme TdT. Cela va générer des

informations génétiques qui n’étaient pas connues. Ce mécanisme permet d’enrichir la diversité

de l’information génétique.

Ce mécanisme peut se produire en même temps que la diversité combinatoire. En parallèle de la

combinaison des différents segments on aura également des imprécisions de jonctions avec

addition de nucléotides supplémentaires, ce qui va générer des modifications aléatoires et un décalage du cadre de lecture, donc formation de protéines différentes.

C Association combinatoires H/L :

63

Correspond à des combinaisons multiples entre les chaînes légères et lourdes synthétisées

A lieu après contact avec les Ag : le LB qui patrouille, va rencontrer un Ag qui lui est spécifique, il

va rentrer au niveau des ganglions lymphatiques et sera en contact avec les cellules folliculaires

dendritique. Ces dernières vont sélectionner le LB qui a la meilleure affinité pour l’Ag et lui envoie

un signal de survie. Il va ensuite subir une prolifération pendant laquelle il sera en contact avec les cellules T folliculaires ce qui va permettre une commutation isotypique.

La 1ère Ig sécrétée : IgM, spécifique de l’Ag, mais elle n’a pas une affinité optimale. C’est pour cela

qu’on a un phénomène de commutation isotypique. C.a.d que l’IgM va, selon la nature de l’Ag et

selon l’environnement cytokinique, se transformer soit en IgG, soit en IgA, soit en IgE, afin d’avoir

des fonctions effectrices différentes.

Ce phénomène change uniquement la partie constante de l’Ig et parallèlement on aura des

hypermutations somatiques pour la partie variable.

D Hypermutations somatiques

Altérations ponctuelles au niveau d’un nombre limité de codons. Se produit au cours de la prolifération secondaire à la stimulation par l’antigène.

Elle concerne la partie variable.

Le LB au niveau de ces gènes va faire en sorte d’avoir une hypermutation au niveau des sites

justement de liaison de l’Ac pour produire un Ac qui est encore plus affin pour l’Ag.

En effet les régions variables sont déjà spécifiques de l’Ag mais ce mécanisme permet d’augmenter

l’affinité et l’avidité pour cette Ac.

V Liaison Ag-Ac

A Affinité

Paratope, donc le site de reconnaissance se lie à l’épitope.

Cette liaison est réversible elle implique des interactions non covalentes avec une action à courte

distance et une complémentarité spatiale qui est indispensable. Il y en générale une forte affinité

avec des forces faibles mais des énergies de liaison élevées.

Un Ac de forte affinité est efficace dans les réactions par ex d'hémolyse, d'hémagglutination ou de fixation du complément et lorsqu’il favorise l'élimination et la neutralisation de l'antigène.

B Facteurs déterminants

La liaison Ag-Ac est régit par des facteurs déterminants :

-Pour l’antigène : le nombre et la nature des sites antigéniques

-Pour l’anticorps :sa classe, son affinité, et son avidité

-Conditions physico-chimiques : Température, pH, Force ionique, Milieu environnant

64

Fiche récapitulative

Les Anticorps sont des Glycoprotéines (Ac = Ig) Soit Membranaires : à la surface des LB -> BCR Soit Soluble : sécrétées par les plasmocytes -> Ac - réponse immunitaire adaptative humorale - reconnaissance de l’Ag • Toutes les immunoglobulines ont une structure monomérique de base identique: - 2 chaînes lourdes identiques - 2 chaînes légères identiques - reliées entre elles par des ponts disulfure intra- et intercaténaires - la zone charnière : zone de jonction flexible • Chaines lourdes : 5 types (γ, μ, α, δ ou ε), 1 domaine variable VH (110aa) avec 3 zones hypervariables ou CDR et 3 domaines constants (α, δ, γ) ou 4 (μ, ε) •Chaines légères : 2 types (kappa ou lambda), 1 domaines variable VL avec 3 zones hypervariables ou CDR, et 1 seul domaine constant CL La présence simultanée d’IgM et d’IgD sur le même lymphocyte résulte d’un phénomène

épissage alternatif de l’ARNm de la chaîne lourde

Nombre de domaines : • 1 domaine variable V (N-term) : - reconnaissance spécifique des antigènes - La partie de l'antigène reconnue par l'anticorps = épitope - La partie des domaines variables qui reconnaissent l'épitope = paratope • Isotypie : - Déterminants antigéniques présents sur les Ig de tous les individus d’une même espèce - Portés par la région constante des chaînes lourdes et légères - Définit les classes et sous-classes d’Ig Xéno-antigénicité : une Ig humaine injectée à une souris induit la formation d’Ac dirigés contre cette Ig. • Allotypie : - Epitopes antigéniques présents sur les Ig - Portés par certaines parties des régions constantes - Différents d’un groupe d’individus à l’autre au sein d’une même espèce = Variantes alléliques des gènes codant ces domaines - Polymorphismes affectant 1 ou 2 acides aminés • Idiotypie : - Epitopes portées par les régions variables des deux chaînes lourdes et légères - Paratope = résultat de la configuration unique d’acides aminés formant le site de liaison à l’Ag - Idiotype = déterminé par les variations de structure dans les zones hypervariables du paratope 1 Ac 1 idiotype

65

IgA IgG IgD IgE IgM

Forme Sécrétions : Dimérique

Sérums : Monomérique en Y

Pentamérique “en étoile“

Chaine lourde

3 constants CH1 à CH3 1 variable VH

4 constants CH1 à CH4 1 variable VH

Taux sérique

Elevé Principale Ig

sérique

Très faible (30 mg/L)

Très faible (100à 200ng/ml)

Caractéristiques

La chaîne J permet de lier 2 Fc de 2 monomères

Pas de chaîne J

- PM 150KD - Faiblemt Glycosylée - 4 ss classes : IgG1 à IgG4

Très sensible aux enzymes protéolytique

La chaîne J permet de stabiliser le complexe

Roles

La pièce sécrétoire caractérise les IgA des muqueuses : -Transport de l’Ig à la surface de la mbne cellulaire -Protection contre les enzymes protéolytiques

IgG1 IgG3 : toxines IgG2 : polysaccharide de capsules bactérienne

Rôle important : l’hypersensibilité immédiate (type I) et l’immunité anti-parasitaire.

Active le complément par fixation de C1q sur le domaine CH4

IgA2 Majorité

IgA1 Majorit

é

Essentiellemt exprimés à la surface du LB :Récepteur Ag

Genèse des répertoires des Ig :

Répertoire clonal :

1 clone lymphocyte B – plasmocyte = 1 immunoglobuline unique

Environ 1015 molécules ≠

Les chaînes légères et lourdes sont codées par des gènes présents sur des chromosomes

différents : Chr22 pour les chaînes légères λ / Chr2 pour κ / Chr14 pour les chaînes lourdes H

- Le domaine variable d’une chaîne légère est codé par deux segments géniques : V et J

- Le domaine variable d’une chaîne lourde est codé par trois segments géniques : V, D et J

Les domaines constants des chaînes lourdes et légères sont codés par 1seul gène correspondant

à chaque isotype.

• Diversité combinatoire :

Recombinaison entre les gènes des segments V et J de la partie variable de la chaîne légère et des gènes des segments V-D-J de la partie variable de la chaîne lourde

66

• Diversité jonctionnelle :

Insertion de bases additionnelles entre les segments VD, DJ et VJ

Imprécisions nucléotidiques et réparation de l’ADN au niveau des jonctions

• Association combinatoires H/L :

Combinaisons multiples entre les chaînes légères et lourdes synthétisés

• Hypermutations somatiques

Altérations ponctuelles au niveau d’un nombre limité de codons

Se produit au cours de la prolifération secondaire à la stimulation par l’antigène.

• Modifications des Ig après contact avec l’antigène

-> Zone claire = centrocyte

Interaction avec les cellules dendritiques folliculaires

Sélection des LB avec la meilleure affinité pour l’antigène

Commutation isotypique « class switching »

-> Zone sombre = Centroblastes

Entrée du lymphocyte B

Prolifération

Hypermutations somatiques

• Liaison Ac-Ag : Liaison Réversible

- Interactions non covalentes

- Action à courte distance

- Complémentarité spatiale indispensable

- Forte affinité

- forces faibles mais énergie de liaison élevée

Ac de forte affinité : efficaces dans les réactions d'hémolyse, d'hémagglutination, de fixation du

complément et favorisent l'élimination et la neutralisation de l'antigène

• Avidités des Ac = La force avec laquelle 1 Ac multivalent se fixe à 1 Ag plurivalent

dépend de l'affinité de chacun des sites Ac pour les ≠épitopes

Blague du RL :

Bon. La bonne nouvelle c’est que Fillon va aller en prison.

(Un Filloniste déçu, ou pour toute réclamation, contacter @Léonard SEBBAG/06 37 36 33 ** (cœur

à prendre) !

67

UE8 – Immunologie Cours n°12 – 21/04/2017

Frédéric Batteux frederic.batteux@cch.aphp.fr

RT : Myra HADDAD RL : Alrick COHEN

Fonctions effectrices des anticorps

Plan :

I. Fonction des Ig in vivo

A. Propriétés du fragment Fab 1. Neutralisation des toxines bactériennes 2. Application thérapeutique 3. Inhibition de l’adhésion aux surfaces cellulaires B. Propriétés du fragment Fc 1. Opsonisation 2. Activation du complément 3. ADCC II. Fonction des Ig in vitro

III. QCM

Abréviations : Ag = Antigène ; Ac = Anticorps ; CI = complexe immun

Mot du RT : C’est un cours assez simple et pas très long ☺. Le prof est vraiment passé très rapidement sur la partie II et a sauté de nombreuses diapos que je n’ai pas retranscrites. Les QCM d’entrainement sont selon lui du même type que ceux qui pourraient tomber au partiel… Bon courage !!

68

I. Fonctions des Ig in vivo

La fonction des Immunoglobulines est portée par :

• Le fragment Fab, capable de reconnaitre et de se lier avec l’antigène, donc de neutraliser des toxines ou d’inhiber l’adhésion aux surfaces cellulaires de certains virus

• Le fragment Fc, capable d’éliminer le pathogène par opsonisation, agir dans l'activation du complément et dans la Cytotoxicité Médiée par les Ac (ADCC) par la liaison au RFc (récepteur au fragment Fc).

A. Propriétés du fragment Fab

1. Neutralisation des toxines bactériennes :

Les toxines bactériennes agissent sur des récepteurs spécifiques de la cellule cible par l’intermédiaire de fragments particuliers et induisent la lyse cellulaire. Le fragment Fab intervient dans la neutralisation des toxines bactériennes: on parle d’anticorps neutralisants, produits par les plasmocytes, qui, en reconnaissant les toxines comme antigènes, s’y lient afin d’empêcher la fixation entre ladite toxine et les récepteurs cellulaires.

Cette protection contre les toxines bactériennes est effectuée par des immunoglobulines différentes selon le compartiment :

• Les IgG agissent dans le compartiment sérique (ex : défense anti-bactérienne et anti-virale).

• Les IgA agissent au niveau des muqueuses (ex : hypersécrétion d’IgA au niveau de la lumière de l’intestin au cours d’une gastro-entérite virale pour empêcher la pénétration du virus à cet endroit).

2. Application thérapeutique :

Les fonctions du fragment Fab possèdent plusieurs applications thérapeutiques :

• L’immunisation passive, ou sérothérapie : on injecte à un patient atteint un anti-sérum prêt à l’emploi contenant des anticorps animaux (généralement du cheval) spécifiques de l’antigène pour le neutraliser. L’immunisation est immédiate et transitoire.

• L’immunisation active, ou vaccination : on injecte une toxine atténuée ou apotoxine, non pathogène, mais immunogène. La thérapie permet de produire des anticorps neutralisants pour se protéger d’une infection future (= principe des LB mémoires), elle doit donc être faite en amont. L’immunisation est différée et durable. Exemple : diphtérie, tétanos

3. Inhibition de l’adhésion aux surfaces cellulaires :

69

Certaines bactéries et virus se fixent à la surface de cellules cible grâce à des protéines de fixation (dont adhésines). Le virus lui s’internalisent au sein de la cellule pour intégrer leur génome. Les Ac se fixent spécifiquement sur les adhésines pour empêcher l’adhésion à la cellule cible et prévenir l’infectiosité.

Illustration : Les anticorps empêchent la liaison entre agent pathogène et la cellule cible et les

complexes immuns formés sont reconnus par les macrophages..

B. Propriétés du fragment Fc

La principale fonction portée par le fragment Fc est d’éliminer les pathogènes.

Lorsqu’il reconnaît une bactérie, le fragment Fc fait intervenir plusieurs mécanismes :

1. Opsonisation

Certaines bactéries ne peuvent pas être directement phagocytées, notamment les bactéries capsulées (ex : pneumocoque). Elles sont d’abord reconnues et recouvertes par des anticorps. Le phagocyte (comme les macrophages) reconnaît alors indirectement la bactérie par l’intermédiaire de la liaison entre les récepteurs au fragment Fc présents sur sa membrane et les fragments Fc de l’anticorps et phagocyte le pathogène. Ce procédé augmente la fonction bactéricide des cellules phagocytaires.

2. Activation du complément (surtout IgM et IgG sauf IgG4)

Les anticorps reconnaissent le pathogène et forment ainsi un complexe immun. Ils recrutent des protéines sériques grâce au site de liaison présent sur le fragment Fc. Ceci aboutit à une cascade d’activations de proche en proche qui forme le système du complément constituant un complexe d’attaque membranaire ( CAM ) qui perfore la membrane de l'agent pathogène.

3. ADCC (Cytotoxicité Cellulaire Dépendante des Anticorps)

Les anticorps reconnaissent la cellule infectée et recrutent des cellules NK (qui ne sont pas des cellules phagocytaires) par l’interaction entre ses récepteurs au fragment Fc et le fragment Fc de l’anticorps. Les cellules NK libèrent localement des granules cytotoxiques qui lysent la cellule cible.

70

Les récepteurs aux fragments Fc sont importants dans le déroulement de ces mécanismes d’élimination du pathogène et il en existe plusieurs types selon les différentes classes d’Ig. Ils peuvent être activateurs (ex : la majorité des récepteurs comme les récepteurs aux fragments Fc ε, α, γ) ou, pour certains, inhibiteurs (ex : récepteur γ2b) des mécanismes d’élimination (autres que ceux cités ci‑dessus). Cela dépend donc de l’Ag, de l’Ac et du contexte d’activation.

Exemples :

Fonctions portées par le fragment Fcγ : exemple du passage transplacentaire des IgG : Les récepteurs Fcγ (récepteurs au fragment Fc des IgG) sont situés sur les cellules du placenta. Ils

favorisent le passage d’IgG de la mère au fœtus dès le 3e mois de grossesse pour le protéger des infections éventuelles. À la naissance, le taux d’Ig maternel (10g) décroît rapidement, mais cela est compensé par la synthèse des Ig totales de l’enfant. On remarque une petite sensibilité immunitaire après 2 mois à cause de cette transition Ig maternelle/infantile.

Illustration : taux d'immunoglobuline chez le foetus/nouveau‑né, en fonction du temps.

Fonctions portées par le fragment Fcα : la transcytose des IgA : Les IgA sont présentes majoritairement dans les secrétions (muqueuses), et on les retrouve majoritairement sous forme dimérique : 2 IgA reliées par une chaine de jonction J. Afin que le dimère d’IgA passe du compartiment sérique au compartiment muqueux, il va se lier à un récepteur au fragment Fc qui va permettre l’internalisation du complexe dans les cellules épithéliales, puis il y aura une transcytose vers l’espace luminal. Ainsi libérés dans l’espace luminal, les dimères d’IgA emportent une partie du récepteur poly-Ig qu’est la pièce sécrétoire qui la protégera des protéases présentes dans les sécrétions. Fonctions portées par le fragment Fcε : rôle dans les réactions d’hypersensibilité immédiates de type 1 dans les allergies : Les mastocytes présentent des récepteurs au fragment Fc des IgE (récepteurs Fcε) capables de

71

lier les fragments Fc des IgE. Lorsque les IgE reconnaissent un allergène, cela entraîne un pontage des IgE à la surface des mastocytes. L’activation des mastocytes permet de libérer des granules d’histamine entraînant une vasodilatation locale, l’augmentation de la perméabilité vasculaire induisant la réaction allergique et l’afflux de cellules phagocytaires et de LT.

II. Fonction des Ig in vitro

Intérêt de la réaction Ag-Ac en pratique médicale et de laboratoire

• Ex vivo, cette relation est utile dans la détection et/ou la quantification d’Ag et d’Ac, donc utile dans de très nombreuses méthodes d’intérêt médical :

- Dans le cas d’exploration et de diagnostic :

Sérodiagnostic (ex : VIH) : dans les maladies infectieuses on dose des Ac dirigés contre un certain pathogène pour prouver qu’il y a une infection ; dans les maladies auto-immunes on recherche la présence d’auto-Ac chez le patient

Dosage de protéines et d’hormones : Ac anti‑protéines ou anti‑hormones

- Dans le cas de la médecine légale

Détection des complexes immuns (CI)

Directe : quand la réaction Ag-Ac entraine un précipité du complexe immun, visible à l’œil nu Exemple : précipitation dans le cas d’un Ag soluble, ou agglutination dans le cas d’un Ag particulaire (comme dans l’hémagglutination: test pour déterminer le groupe sanguin d’un patient).

Indirecte : utilisée en biologie médicale, quand la réaction Ag-Ac n’entraine pas de phénomène visible, on utilise d’autres moyens pour mettre en évidence la réaction comme par exemple le couplage de l’Ag ou de l’Ac à une enzyme (qui va, au contact d’un substrat, donner une réaction colorimétrique).

Exemples d’utilisation de la réaction Ag‑Ac in vitro (pas très important selon le prof…) :

Néphélémétrie : réaction de précipitation, méthode quantitative par mesure de la diffusion de la lumière par les CI. Utilisée pour doser des protéines comme les Ig. On peut étalonner l’angle de diffraction du laser pour évaluer la concentration d’une Ig au niveau sérique.

Immuno-Diffusion Radiale (IDR) de Mancini : précipitation en milieu solide (dans une boîte de Petri remplie de gélose => migration des Ac vers les Ag), méthode semi-quantitative ou qualitative.

72

III. QCM

1) Un plasmocyte sécrète des immunoglobulines :

A- De spécificités différentes B- D'isotypes différents C- De chaînes légères différentes D- Ayant le même idiotype E- D’affinité différente 2) Un anticorps anti-idiotypes spécifiques d’une IgG monoclonale, avec lequel (lesquels) des fragments suivants de l’IgG réagit-il ?

A- Fab B- Fc C- CH1 D- VH E- F(ab’)2

3) Parmi les propositions suivantes concernant l’IgA sécrétoire, lesquelles sont exactes :

A- La fixation de la pièce sécrétoire de l’IgA se fait dans le plasmocyte B- L’IgA sécrétoire peut être présente dans le sérum C- La pièce sécrétoire joue un rôle de protection contre les enzymes protéolytiques D- La chaîne J est synthétisée par les cellules épithéliales des muqueuses E- Peut appartenir aux deux sous-classes d’IgA

4) Les IgD :

A- Jouent un rôle de récepteur pour l’antigène du lymphocyte B (BCR) B- Ont un taux sérique faible C- Sont résistantes à l’action des enzymes protéolytiques D- Ont un taux augmenté au cours de l’atopie E- Sont capables d’activer le complément

5) L’IgM sérique :

A- PM 900 000 B- Se lie à la pièce sécrétoire C- Se lie à la chaîne J D- Peut être synthétisé par le fœtus après une stimulation antigénique in utero E- Est pentavalente

6) Parmi les effets biologiques suivants, lesquels sont dus au fragment Fc ?

A- Interaction spécifique avec l’antigène B- Neutralisation des virus C- Catabolisme D- Passage transplacentaire E- Activation du complément

73

7) Citer 3 propriétés effectrices du fragment Fc d’une IgG. 8) Citer les domaines qui constituent le paratope d’une Ig.

CORRECTION 1) D Un plasmocyte sécrète des immunoglobulines de même spécificité vis-à-vis d’un Ag, de même isotype, constituées des mêmes chaines légères et lourdes et de même affinité 2) ADE Un anticorps anti-idiotypes est un anticorps dirigé contre un idiotype, c’est-à-dire la partie variable et hypervariable d’un autre anticorps. Il ne réagit donc pas avec les CH1 (1er domaine constant) et Fc. 3) CE -La chaîne J est synthétisée par les PLASMOCYTES. -L’igA sécrétoire appartient « majoritairement » aux deux sous-classes d‘IgA (< ! > cette proposition est corrigée fausse dans les diapos du cours mais elle est bien vraie) 4) AB -Les IgD sont sensibles à l’action des enzymes protéolytiques à cause de leur longue région charnière. -Au cours de l’atopie (allergie), ce sont les IgE qui augmentent. -Les IgG et IgM sont capables d’activer le complément. 5) ACDE -L’IgM sérique a en effet un poids moléculaire important. -Sur le graphique « taux d'immunoglobuline chez le foetus/nouveau‑né, en fonction du temps », on voit que l’IgM sérique est sécrétée avant la naissance. 6) CDE 7) Elles sont par exemple:

Activation du complément

Transport placentaire

Activation de cellules phagocytaires 8) Les domaines qui constituent le paratope d’une Ig sont :

Les trois régions hypervariables (CDR) du domaine variable de la chaîne légère

Les trois régions hypervariables (CDR) du domaine variable de la chaîne lourde => en configuration spatiale

74

FICHE RECAPITULATIVE Fonction des Ig in vivo: -‑Region Fab : - Neutralisation de toxines bacteriennes - Application therapeutique (immunite innee/active) - Inhibition de l’adhesion aux surfaces cellulaires -‑Region Fc : - Opsonisation - Activation du complement - Cytotoxicite Anticorps-dependante (ADCC) Recepteurs au Fc: Il en existe plusieurs qui ont des proprietes specifiques selon leur classe : rFcγ (passage transplacentaire des IgG), rFcα (transcytose des IgA vers l’espace luminal), rFcε (activation des mastocytes). Ils envoient a la cellule des signaux activateurs ou inhibiteurs. Fonction des Ig in vitro : - Reaction Ag-‑‑Ac : interet pour detecter/quantifier des Ag ou des Ac. - Utilisees dans les methodes d’interet medical (serodiagnostic, immunohistochimie, dosage hormonaux) - Detection des complexes immuns (directe ou indirecte)

75

UE8 – Système hématologique et immunologie – Hématologie – Cours

n° 4 21/04/17

Laeticia Mauge laeticia.mauge@aphp.fr

RT : Marouane JELIDI

RL : Henri CLAUTIAUX

Exploration de l’hémostase Plan :

I. Déroulement de l’exploration de l’hémostase A. Clinique B. Pré-analytique C. Tests D. Principe des tests de coagulation

II. Principaux tests d’hémostase

A. Hémostase primaire B. Coagulation extrinsèque C. Coagulation intrinsèque D. Temps de thrombine E. Schéma récapitulatif

III. Utilisation de ces tests A-Exploration préopératoire et diagnostic d’un syndrome hémorragique 1) Conduite à tenir en cas d’allongement du TCA 2) Les anticoagulants oraux 3) Allongement du temps d’occlusion plaquettaire B- Surveillance des traitements anticoagulants 1) Les héparines 2) Les AVK 3) Les anticoagulants oraux directs C- Recherche d’une prédisposition biologique constitutionnelle ou acquise aux thromboses veineuses

76

INTRODUCTION L’hémostase est le processus physiologique qui permet d’interrompre le saignement pour éviter l’hémorragie. L’exploration de l’hémostase est demandée à l’occasion :

- À l’occasion de manifestations hémorragiques spontanées ou provoquées ou de manifestations thrombo-emboliques chez le sujet jeune.

- Lors d’un examen préopératoire : en France c’est fait de manière systématique, mais ça n’est pas obligatoire.

- Dans la surveillance des traitements anti-thrombotiques

- Pour apprécier le retentissement d’une pathologie hépatique (intervient dans l’indice de greffe qui définit le niveau d’urgence de la greffe hépatique), rénale.

I. DEROULEMENT DE L’EXPLORATION DE L’HEMOSTASE

L’exploration de l’hémostase se déroule en trois parties :

A) Clinique Partie reposant sur l’interrogatoire et l’examen clinique

L’interrogatoire qui est fondamental il permet de définir : - Le contexte de l’hémorragie, isolée ou dans un contexte de maladie rénale, hépatique ou

infectieuse. - Le type d’hémorragie - Evaluer le retentissement de l’hémorragie (ex : présence ou non d’une carence en fer lors

de règles abondantes) - L’hémorragie est-elle spontanée ou provoquée (permettant d’évaluer l’importance du

risque hémorragique chez le patient) - Quels sont les prises médicamenteuses - Les ATCD chirurgicaux du patient (notamment les extractions des dents de sagesse

permettant une bonne évaluation du risque hémorragique du patient) - ATCD familiaux par la réalisation d’arbres généalogiques

L’examen clinique permet de définir en fonction du type de saignement si l’anomalie concerne l’hémostase primaire ou la coagulation.

Les hémorragies cutanées (purpura, ecchymoses, épistaxis) orientent vers des pathologies de l’hémostase primaire. Par ailleurs, il est rappellé que les anomalies de l’hémostase primaire concernent : Les plaquettes, le facteur von willebrand et les fibrinogènes. Hémorragies cutanéo-muqueuses :

77

Les anomalies de la coagulation concernent notamment les hémarthroses (caractéristiques des patients hémophiles) ou encore des hématomes étendus. L’interrogatoire permet de définir le score hémorragique d’un patient, il est établi qu’un score supérieur à 3 chez l’homme et 5 chez la femme est évocateur d’une maladie de willebrand.

B) Pré-analytique Cette étape concerne la durée entre le prélèvement et l’analyse de celui-ci. Tous les facteurs de coagulations sont labiles, il est donc impératif afin de ne pas avoir de résultats erronés de respecter les conditions de conservation de ces facteurs Ainsi, la pertinence des résultats est remise en cause :

Si le sang est coagulé, les prélèvements sont alors effectués dans des tubes à essais contenant du citrate, un anticoagulant chélateur de calcium. Il est alors nécessaire d’agiter le tube après prélèvement afin d’éviter la coagulation.

Si le prélèvement est hémolysé Si le tube n’est pas assez rempli (<90%), engendrant un non-respect du rapport

anticoagulant/plasma. Si le mauvais anticoagulant est utilisé (EDTA, héparine) Si le délai de réalisation n’est pas respecté (il faut maximum 4 heures entre le

prélèvement et la technique pour éviter la destruction des facteurs labiles, sinon annulation des examens)

Si le sang est mal conservé : le froid raccourcit le TQ (activation du facteur VII) alors que la chaleur détruit les facteurs V et VIII ce qui allonge le TQ

C) Tests Les principaux tests sont : TQ = Temps de Quick : pour la voie extrinsèque TCA = Temps de Céphaline Activé : pour la voie intrinsèque TOP = Temps d’Occlusion Plaquettaire : pour l’hémostase primaire, réalisé uniquement pour les patients à antécédents hémorragiques importants

D) Principe des tests de coagulation On prélève sur un tube qui contient du citrate ce qui rend le sang incoagulable. Quand il arrive au laboratoire on va le centrifuger et on ne travaillera que sur le plasma surnageant décalcifié par le citrate qui contient tous les facteurs de coagulation, on ne se sert pas du culot (contenant les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes). Sur ce plasma pauvre en plaquettes on rajoute ensuite du calcium pour que ça coagule, des phospholipides pour remplacer le rôle de surface pro-coagulante normalement assuré par les plaquettes , et un activateur (différent si on veut activer la voie intrinsèque ou extrinsèque). Enfin on mesure le temps de coagulation de ce mélange et on compare ce temps à celui d’un témoin : ce sont des temps chronométriques.

78

II. PRINCIPAUX TESTS D’HEMOSTASE

Petit rappel sur l’évolution d’une lésion vasculaire : - Hémostase primaire : Correspond à l’étape de formation du thrombus plaquettaire

via l’adhésion au sous endothélium et l’activation des plaquettes. Ce caillot de plaquettes est consolidé par la formation de fibrine qui correspond à la coagulation qui se découpe en 2 voies :

- Coagulation extrinsèque qui fait intervenir le facteur tissulaire (extérieur au sang extrinsèque) libéré lors de la plaie vasculaire. Le facteur tissulaire forme un complexe avec le facteur VII activé afin d’activer le facteur X. Ce complexe rejoint ensuite la voie commune.

- Coagulation intrinsèque dans laquelle n’interviennent que des facteurs spécifiques au sang (XII, XI, IX, VIII ainsi que les facteurs du contact prékallicréine et kininogène de haut poids moléculaire (KHPM). Les facteurs VIII, IX et XI font saigner tandis que le XII et les facteurs de contact n’entrainent aucun risque hémorragique. Cette voie rejoint également la voie commune par une activation du facteur X par le facteur IX et son cofacteur le facteur VIII.

- Voie commune : Le FX activé, en présence du FV et des phospholipides transforme la prothrombine (FII) en thrombine, qui transforme le fibrinogène (FI) en fibrine.

Il existe donc un test spécifique pour l’hémostase primaire, un autre pour la coagulation extrinsèque et un pour la coagulation intrinsèque. Si ces deux derniers sont perturbés, c’est que l’anomalie a lieu dans la voie commune en aval.

A. Hémostase primaire On teste l’hémostase primaire par : - une numération plaquettaire - le temps de saignement, maintenant abandonné, il consistait en la mesure du temps d’arrêt de saignement chez le patient face à une coupure standardisée. - le temps d’occlusion plaquettaire (TOP), réalisé sur un appareil nommé le PFA-100 (platelet function analyser). Test réalisé avec du sang total citraté en condition de flux. Il existe des variables pré analytiques comme l’hématocrite ou la numération plaquettaire. Une membrane de collagène mime une brèche vasculaire, on rajoute des activateurs des plaquettes (épinéphrine, ADP...). Le sang est aspiré sous condition de flux importante, les plaquettes s’activent alors au niveau de la lésion et la mesure s’arrête quand le clou plaquettaire obture l’orifice. Ce test étudie les plaquettes en qualité et en quantité ainsi que la présence du facteur Willebrand. - l’étude de la fonction plaquettaire - le dosage du facteur Willebrand. Lors d’une numération plaquettaire, dans un tube EDTA, la normale est de 150 à 400 giga par litre, on y étudie aussi le volume plaquettaire (VMP). La numération est automatisée et les plaquettes sont dénombrés via leur taille, celles-ci étant le plus petit élément circulant. Ainsi des amas plaquettaires faussent cette numération car ils ne sont pas dénombrés à cause de leur taille mais ne sont pas forcément pathologiques. Ainsi, une thrombopénie non suspectée ou en l’absence de signes hémorragiques doit être suivie d’une vérification de l’absence d’amas plaquettaires. Des anomalies morphologiques peuvent également fausser la numération. Exemples d’anomalies : Plaquettes géantes Microplaquettes

79

B. Coagulation extrinsèque On mesure le temps de Quick TQ (transformé ensuite en taux de prothrombine TP qui est lui exprimé en pourcentage). Le TQ correspond au temps qu’un plasma sans plaquettes, auquel on a ajouté certains réactifs (thromboplastine, calcium, facteur tissulaire…), met pour coaguler (la définition n’est pas donnée dans le cours et donc pas à apprendre). Un TQ est considéré comme normal s’il possède une valeur supérieure à 70% du temps témoin. En cas d’anomalie du TQ on peut passer à des tests plus spécifiques comme le dosage individuel des facteurs de coagulation.

C. Coagulation intrinsèque On réalise le TCA (temps de céphaline + activateur), exprimé par un ratio Temps Malade/Temps témoin qui doit être inférieur à 1,2. Le temps témoin du TCA est environ de 35 secondes, ainsi, un TCA est normal s’il a jusqu’à 7 secondes d’écart avec le témoin. En cas d’anomalie, on procède également au dosage individuel des facteurs.

D. Temps de thrombine Ce test n’est plus à la nomenclature mais s’avère être très utile en laboratoire car il permet de détecter la présence d’un anticoagulant dans le tube qui gêne le test. Ce test explore uniquement le fibrinogène et possède un temps témoin de 20 secondes, un écart de moins de 3 seconde étant toléré.

E. Schéma récapitulatif des voies de coagulation (ici, TP= Taux de prothrombine = TQ)

Phase contactXII, PK, KHPM

Xa

FT

VIIVIIa

Va

II IIa

Fibrinogène Fibrine

XIaXI

IX IXa

X

VIIIa

Voie intrinsèque: TCA

Voie extrinsèque: TP

Voie commune

Voie commune

80

Il est donc possible à l’aide du schéma des voies de coagulation de déterminer quels facteurs peuvent être à l’origine d’une anomalie à un test. On définit alors que :

Pour un TQ allongé, on peut observer un déficit en facteur VII ou en facteurs de la voie commune ( V,X,II,fibrinogène). Tous sont synthétisés par le foie, donc une baisse fréquente du TQ est observée dans les atteintes hépatiques.

Pour un TCA allongé, possible déficit en facteurs VIII et IX de l’hémophilie mais également des facteurs XI, XII et des facteurs de la voie commune.

Pour un TT allongé, défaut au niveau du fibrinogène. Pour un TOP allongé, défaut de qualité et/ou de quantité des plaquettes ou absence

du facteur willebrand. Un seul facteur échappe à ces explorations : le facteur XIII, qui est très rare. Il est alors nécessaire d’effectuer des dosages spécifiques pour le détecter.

III. Utilisation de ces tests

A) Exploration pré-opératoire et diagnostic d’un syndrome hémorragique 1) Conduite à tenir en cas d’allongement du TCA :

- Orientation clinique :

‑ Observer le sexe du patient (l’hémophilie ne touche presque que les hommes car la transmission se fait par la chromosome X de manière récessive, les femmes sont conductrices mais non atteintes, tandis que les hommes sont tous atteints) ‑ Les antécédents familiaux, ‑ L’origine ethnique (car certaines populations ont des diminutions plus spécifiques du F.XI), ‑ Les médicaments pris, ‑ L’existence d’une tendance hémorragique -Les types de saignement.

- Analyse des résultats des tests Si le TT (temps de thrombine) est allongé, on vérifie qu’il n’y a pas d’héparine ni de Dabigatran, sinon c’est dû à une diminution du fibrinogène, Si le TQ est allongé, les facteurs V, X, II (de la voie commune) sont diminués à cause d’une atteinte hépatique, d’une avitaminose K ou bien d’un déficit constitutionnel Si les deux temps précédents sont normaux, avant de se lancer dans le dosage des facteurs, on effectue une recherche d’anticoagulants circulants : au plasma du malade on rajoute du plasma témoin qui est fait pour apporter des facteurs. Si le TCA reste long, on a mis en évidence un anticoagulant circulant (de type lupus ou inhibiteur spécifique) qui allonge aussi le TCA du témoin. Si le TCA est corrigé, c’est que le témoin a apporté un facteur manquant (le VIII dans le cas de l’hémophilie A, le IX pour l’hémophilie B, le XI, le XII qui n’entraine pas de risque hémorragique, et si ces facteurs sont normaux, on dose la prékallicréine et le kininogène)

2) Les anticoagulants circulants

Ils sont soit de nature thérapeutique (héparine, AVK, anticoagulant), soit de nature pathologique : les patients développent des anticoagulants qui interfèrent sur les tests de coagulation. On observe alors des anticoagulants de type lupique, correspondant aux anti phospholipides, est une anomalie qui fait thromboser tandis que les anticoagulants dirigé contre

81

un facteur de coagulation (ex= anti-facteur VII) font eux saigner, ils ne représentent donc pas le même risque.

3) Allongement du temps d’occlusion plaquettaire : pathologies de l’hémostase primaire

Généralement ces pathologies sont acquises, les plus fréquentes sont les

thrombopathies (anomalie de la qualité des plaquettes) acquises médicamenteuses, notamment par l’aspirine (par inhibition des COX permettant l’agrégation plaquettaire), les anti-‑‑‑inflammatoires ou les anti-‑‑‑plaquettaires.

identification des thrombopathies par étude des fonctions plaquettaires Il existe aussi des pathologies constitutionnelles, majoritairement par déficit en

facteur Willebrand (maladie la plus fréquente de l’hémostase) ou plus rarement des thrombopathies constitutionnelles (les plaquettes n’ont pas leur contenu enzymatique ou leurs protéines de membrane)

identification de la maladie de Willebrand par dosage du facteur de Willebrand et du facteur VIII, lui-­‑‑même protégé par le facteur Willebrand

B. Surveillance des traitements anticoagulants

1) Les héparines

- Héparine non fractionnée (anti II-‑‑‑activé et anti X-‑‑‑activé) la plus importante à surveiller

Son retentissement est un allongement du TCA et du TT et la surveillance biologique se fait par mesure de l’activité anti X-‑‑‑activé-‑‑‑HNF.

- Héparine de bas poids moléculaire (anti X-‑‑‑activé).

La surveillance biologique de l’activité anti X-‑‑‑activé-‑‑‑HBMP n’est pas obligatoire, mais réservée aux patients à fort risque hémorragique (pas à savoir : le sujet âgé, avec une insuffisance rénale modérée, le sujet de petit poids en post-‑‑‑opératoire, la femme enceinte qui a un long traitement …)

- Fondaparinux (pentasaccharide anti X-‑‑‑activé) Mesure de l’activité anti X-‑‑‑activé-‑‑

L’activité anti Xa (appelée héparinémie) est le test utilisé pour toutes les héparines.

Elle est spécifique de la nature du traitement et suit des modalités de surveillance.

2) Les AVK (Anti-­‑‑vitamines K)

Ils entrainent une diminution des facteurs vitamino K-­­­dépendants et donc un allongement du TCA et du TQ. La surveillance se fait par le temps de Quick transformé en ratio international INR (TQ patient/TQ témoin, normalement situé entre 2 et 3) 3) Anticoagulants oraux directs

Ils sont anti X-‑‑‑activé ou anti II-‑‑‑activé, et n’ont pas de surveillance biologique systématique. Leur conséquence est un allongement du TP et du TCA non constant et donc non utilisable pour évaluer la concentration du médiacament. Il existe cepandant des dosages

82

de l’activité anticoagulante spécifique disponible dans certains labos en cas de nécessité d’information quant à la concentration par exemple avant une chirurgie.

C. Recherche d’une prédisposition biologique constitutionnelle ou acquise aux thromboses veineuses

Les thromboses veineuses sont dues à un problème de stase veineuse et d’hypercoagulabilité. On fait ces recherches chez des patients jeunes (< 60 ans) avec un antécédent personnel de thrombose veineuse (de tous types : thrombose veineuse pulmonaire, embolie pulmonaire, thrombose veineuse cérébrale, rénale…) et cette thrombose doit être documentée. On fait aussi un arbre généalogique pour voir les antécédents familiaux de thrombophilie, l’âge de survenue, le facteur déclenchant. Lors de ce bilan, on dose les inhibiteurs des antithrombines, la protéine C (anticoagulant qui allonge le TCA en neutralisant le F.V et le F.VIII), et la protéine S. On cherche aussi les polymorphismes génétiques : par exemple la mutation du facteur V Leiden, qui définit une résistance du facteur V à la protéine C activée. Cette mutation est retrouvée dans 20% des thrombopathies et 5% de la population française. Il existe aussi des mutations qui font augmenter le F.II. A côté de ces formes familiales, on cherche aussi des formes acquises comme le SAPL = Syndrome des Anti Phospholipides : il s’agit d’anticoagulants dirigés contre les phospholipides qui s’associent à des anticardiolipines, des antiβ2GP1. On les recherche sur le TCA ainsi que sur un test plus sensible dRVVT appelé « venin de vipère » Toutes ces explorations ne voient que 50% des anomalies, les autres ne sont pas détectées, donc il faut donner une grande importance aux antécédents familiaux et à l’interrogatoire !

83

Mot du RT : Le cours utilise beaucoup de facteurs de coagulation en même temps, il est dur de ne pas les inverser entre eux, il faut bien avoir le schéma des voies de coagulation en tête. Et maintenant pour tous ceux qui en ont marre des campagnes et des débats pour décider entre Emmanuel Macaron et Marine le Peigne petite blague : Combien de militants du Front National faut-il pour changer une ampoule ? Un, mais il doit faire vite, ils ne supportent pas le noir Désolé pour la blague à deux balles, remarque c’est déjà pas mal ça vaut une bonne douzaine de pains au chocolat selon Copé. Petite dédicace à mon OZOZO Gang, mashallah comme dirait l’autre

84

Fiche récapitulative

3 ETAPES DE L’EXPLORATION DE L’HEMOSTASE - Clinique : interrogatoire très important (ATCD familiaux +++) -‑‑ Etape pré-‑‑‑analytique : qualité du prélèvement ++ - Tests de base Voie de l’hémostase

Test Facteurs dosés

Hémostase primaire

NUMERATION PLAQUETTAIRE Normale : 150 – 400 giga/litre

TEMPS D’OCCLUSION PLAQUETTAIRE (TOP) détecte thrombopathies et maladie de Willebrand

Facteur de Willebrand + quantité et qualité plaquettes

Voie extrinsèque

TEMPS DE QUICK (TQ) = taux de prothrombine (TP) Normale : > 70%

détecte hémophilies A et B

Facteurs VIII, IX, XI, XII F.VIII = anti-­­­hémophile A, F. IX = anti-­­­hémophile B +prékallicréine, kininogène + facteurs communs X, V, II

Voie intrinsèque

TEMPS DE CEPHALINE ACTIVE (TCA)

Normale : 35 sec, ratio tps malade/tps témoin < 1,2

détecte avitaminoses K, atteintes hépatiques

Facteur VII + facteurs communs X, V, II

Transformation de fibrinogène en fibrine

TEMPS DE THROMBINE (ne fait pas partie des tests de routine)

détecte les pathologies de la fibrino-‑‑‑formation

Anti-‑‑‑thrombines (ex : héparine)

85

UE9 Endocrinologie et Reproduction Anatomie Cours n°2

19/04/2017 Sylvie Beaudoin

Sylvie.beaudoin@aphp.fr

RT : Hwee Joong Kim RL : Elisa Chen RD : Louise Marchand

I. MISE EN PLACE DU SQUELETTE DU PETIT BASSIN A. Colonne lombale B. Sacrum C. Os coxaux

II. COHESION DES OS : LIGAMENTS ET MUSCLES A. Limites de l’orifice supérieur B. Limites de l’orifice inférieur

1. Ligaments 2. Muscles

III. VASCULARISATION A. Généralités B. Branches collatérales de l’artère iliaque médiale

1. Branches pariétales 2. Branches viscérales

IV. INNERVATION DU PETIT BASSIN A. Le nerf grand sciatique B. Le nerf femoral C. Le nerf obturateur D. Le nerf pudendal

Mot du RT : Les éléments en italique ont été abordés l’année dernière mais pas cette année (cf. muscles pelvi-trochantériens …), la prof a voulu les laisser !

Anatomie du petit bassin/parois du pelvis

86

I. MISE EN PLACE DU SQUELETTE DU PETIT BASSIN

Le petit bassin se définit par une région délimitée par un contenant osseux appelé le pelvis.

Ce contenant osseux est constitué : - des deux os coxaux latéralement, - du sacrum médialement.

A. Colonne vertébrale lombale Il existe une lordose lombale (avec pour sommet L3). Sous L5, on trouve un disque intervertébral L5-S1 qui est plus épais en avant qu’en

arrière, s’articulant avec le sacrum sous-jacent.

B. Sacrum

Le sacrum comporte cinq pièces sacrées :

les deux premières pièces sacrées, S1 et S2, qui sont presque horizontales, représentent la moitié de la hauteur du sacrum.

les trois suivantes, S3, S4 et S5, quasiment verticales, sont suivies du coccyx constitué de multiples pièces.

Latéralement se trouvent les ailerons du sacrum.

87

Sur la face centrale du sacrum se trouvent les 4 paires de foramens sacrés ventraux, desquels vont émerger les racines des nerfs sacrés.

C. Os coxaux

Les os coxaux, situés de part et d’autre du sacrum sont articulés avec les ailerons du sacrum

en arrière (= articulation sacro-iliaque).

L’aile iliaque, porte la crête iliaque remontant jusqu’en L4 qui se termine par l’épine iliaque antéro-supérieure.

Sur le bord ventral de l’os coxal, sous l’épine iliaque antéro-supérieure, on reconnaît l’épine iliaque antéro-inférieure. Sous cette dernière, se trouve le rebord acétabulaire.

Sur le bord dorsal de l’os coxal, on trouve, après les épines iliaques postéro-supérieure et postéro-inférieure :

une première concavité : la grande incisure ischiatique, suivie de l’épine ischiatique, une seconde concavité : la petite incisure ischiatique la tubérosité ischiatique

Ventralement on note la branche ilio-pubienne, le corps du pubis, l’épine du pubis, le foramen obturé. L’ensemble forme le bassin osseux.

II. COHESION DES OS : LIGAMENTS ET MUSCLES

A. Limites de l’orifice supérieur

La ligne du détroit supérieur (regarde en haut et en avant), qui est la ligne délimitant

l’orifice supérieur du petit bassin (a la taille de la tête d’un enfant d’un an) est constituée des éléments suivants :

le promontoire (face ventrale de l’articulation entre la première pièce sacrée et le disque vertébral, où passe la ligne de gravité)

la ligne arquée (=innominée) de l’os coxal le corps du pubis (=pecten) la face supérieure de la symphyse pubienne (qui regarde en haut et en avant)

B. Limites de l’orifice inférieur

Le détroit inférieur possède comme limites la tubérosité ischiatique, la pointe du coccyx, la

face inférieure de la symphyse pubienne et de la branche ischio-pubienne. Il est l’orifice de sortie du petit bassin.

SCHEMA APPROXIMATIF

La ligne du détroit arrive au promontoire ! et l’os est faux !

1) Les ligaments

Il existe un système ligamentaire important qui repose majoritairement sur 2 ligaments,

permettant de maintenir la cohésion de l’ensemble osseux du petit basin. Afin de bien les voir, une vue dorsale est nécessaire.

Ligament sacro-épineux

Il s’étend du bord latéral du sacrum jusqu’à la pointe de l’épine ischiatique (de l’os coxal) et décrit un éventail. Ce ligament contribue ainsi à la solidarité des deux os mais aussi à la fermeture des grands espaces qui les séparent, ce qui permet l’étanchéité du petit bassin.

Il est particulièrement facile à voir sur une vue dorsale, sur laquelle il est visible en fuite. Ligament sacro-épineux = 1e faisceau de cohésion entre le sacrum et l’os coxal.

Ligament sacro-tubéral Il recouvre le ligament sacro-épineux en arrière. Il prend son insertion à la face dorsale de l’articulation sacro-iliaque d’une part, et sur le

bord latéral du coccyx d’autre part. De là vont se projeter des fibres descendantes qui vont se rejoindre en formant une grande nappe pour gagner le bord médial de la tubérosité ischiatique. Il s’agit d’un ligament très résistant.

La lame d'insertion du ligament sacro-tubéral se présente avec un bord libre. Il existe donc un espace/canal, entre la face médiale de l'ischion et le ligament, qui livre passage à un pédicule (= artère + veine + nerf) qui chemine d’arrière en avant : c’est le pédicule pudendal (destiné au périnée).

*Petit aparté culture G de prof : pudendal en latin signifie ce dont on doit avoir honte

Commentaire de la prof : oui, car pudenda c’est du gérondif (comme Carthago delenda est, Carthage doit être détruite) et c’est la même racine que « pudique », tant qu’à faire votre culture

***Rq : selon la prof, « Canaux et orifices du petit bassin » serait une bonne question pour l’examen

commentaire de la prof : cela dit je peux en inventer plein d’autres

2) Les muscles

La fermeture du petit bassin est complétée par des muscles qui vont être sollicités pendant la station debout et le déplacement.

Il existe 6 muscles pelvi-trochantériens : le piriforme, l’obturateur interne ainsi que ses deux jumeaux inférieur et supérieur, l’obturateur externe et le carré fémoral. Seuls le piriforme et l’obturateur interne nous importent pour la description des parois du petit bassin. Par ailleurs, comme leur terminologie l’indique, ce sont des muscles s’insérant tous sur le grand trochanter du fémur, fonction de rotateur latéral de la hanche.

*Rq de prof : il faut bien les connaître car le sujet sera également abordé l’année prochaine en UE13 ! « le prochain qui met l’ilio-psoas dedans a zéro » dixit la prof

Le muscle piriforme Muscle pelvi-trochantérien, endopelvien. Rotateur latéral de la hanche

Il s’insère sur les pièces sacrées, au pourtour des 2ème et 3ème trous sacrés (donc sur S2, S3, S4) par des digitations charnues (c’est-à-dire pas de tendons) et épaisses. De là, un ensemble de fibres horizontales va se diriger vers la grande incisure ischiatique pour la traverser et la combler, et aller se projeter à la face supérieure du grand trochanter du fémur. Lorsque ce muscle piriforme traverse la grande incisure ischiatique, il va ménager deux espaces/canaux en dessous et au-dessus de lui :

o Crânialement, l’espace supra-piriformien de la grande incisure ischiatique

o Caudalement, l’espace infra-piriformien de la grande incisure ischiatique.

Le muscle obturateur interne Il s’agit également d’un muscle pelvi-trochantérien, endopelvien. Il est aussi

rotateur latéral de la hanche. Le muscle obturateur interne s’insère sur le pourtour osseux du foramen obturé, y compris

sur la membrane obturatrice. Cette membrane obturatrice recouvre le foramen obturé en ménageant un canal (ostéo-fibreux) destiné à un pédicule : le pédicule obturateur (comprend entre autre le nerf obturateur pour la loge médiale de la cuisse).

Le muscle obturateur interne possède donc une vaste zone d’insertion qui remonte jusque sous la ligne arquée (en forme de poulie, ou de boomerang en coupe axiale, le muscle a cette forme, pas sa zone d’insertion !)

Des fibres tendues vers l’arrière vont émerger, vers la petite incisure ischiatique, sur laquelle elles vont se réfléchir contre l'os. Le muscle obturateur interne est le seul muscle à occuper la petite incisure ischiatique.

Les jumeaux

Ce sont des faisceaux exo-pelviens du muscle obturateur interne. Quand ce dernier quitte le pelvis, en se réfléchissant dans la petite incisure ischiatique, il s’augmente d’un faisceau inséré sur l’épine ischiatique et d’un faisceau inséré sur la tubérosité ischiatique, qui vont aller se terminer avec lui dans la fossette digitale du grand trochanter du fémur.

Le carré fémoral Le plus caudal des muscles pelvi-trochantériens Rotateur latéral de la hanche Inséré depuis la tubérosité ischiatique jusqu’à la ligne inter-trochantérique

Le muscle obturateur externe Muscle pelvi-trochantérien Rotateur latéral de la hanche S’insère au pourtour du foramen obturé, cette fois-ci sur sa face exo-pelvienne Ses fibres cheminent en arrière, cravatent le col fémoral par en dessous, puis passent à la

face dorsale du grand trochanter où elles vont se terminer.

*Rq : Dans la fosse iliaque, on trouve le muscle ilio-psoas qui se dirige vers le petit trochanter (et c'est le seul à relever le petit trochanter). Il est fléchisseur de la hanche et n'est PAS un pelvi-trochantérien.

Le muscle élévateur de l’anus (cf schéma de la vue inférieure) Le muscle releveur de l’anus délimite deux espaces (il est aussi appelé diaphragme pelvien) :

o Le pelvis, crânialement, o Le périnée, caudalement, contenant les canaux et les orifices des trois filières

urinaire, génitale et digestive. Médialement, le périnée est réduit ainsi, à l’étage du rectum, à la hauteur du sphincter strié de l’anus. Latéralement, la fosse ischio-rectale (entre l’ischion et le rectum au niveau périnéal) contient les graisses permettant et confortant la position assise, et le pédicule pudendal.

Sa ligne de projection la plus caudale se fait entre la symphyse pubienne et la pointe du coccyx. Sa ligne d’insertion latérale se fait de façon oblique sur le fascia de l’obturateur, et se

poursuit sur le ligament sacro-épineux et par des faisceaux tendineux jusqu’à S3. A partir de ces insertions, rayonne un « hamac » composé de fibres fortement obliques en bas

et en dedans, en faisant une fine nappe, et finiront sur le faisceau pubo-rectal, unique et médian : la fronde du muscle élévateur de l’anus.

Cette fronde est insérée ventralement à la face endopelvienne de la symphyse pubienne sur son bord inférieur. Elle cravate par en arrière le rectum et détermine le cap anal. Ce muscle pubo-rectal est dorsalement suspendu à la face ventrale du sacrum et ses fibres de suspension atteignent le niveau de S3.

Retenir que le muscle élévateur de l’anus s’insert tout au pourtour du petit bassin

par tout moyen à sa convenance, sur tout support à sa portée.

Certaines fibres vont aller jusqu’au coccyx et constituent le ligament ano-coccygien (fibres de suspension du releveur de l’anus, réparation capitale si on veut recréer un canal anal qui fonctionne !)

2° SCHEMA APPROXIMATIF, il faut insérer l’obturateur sur le foramen obturé !!!!

III. VASCULARISATION DU PETIT BASSIN

A. Généralités

La vascularisation du petit bassin possède une branche nourricière : l’artère iliaque interne (appelée également hypogastrique car commence dans le quadrant hypogastrique de la palpation de la surface abdominale).

L’aorte abdominale bifurque en L4 (=bifurcation aortique) en deux artères iliaques primitives (=communes). Elles cheminent selon un trajet en bas, en dehors et en avant.

Ces artères iliaques primitives vont elles aussi bifurquer en une artère iliaque interne et externe (à destination du membre pelvien), devant l’articulation sacro-iliaque.

L’artère iliaque externe devient artère fémorale sous le ligament inguinal. Elle ne vascularise pas du tout le petit bassin.

L’artère iliaque interne/médiale (ou hypogastrique ou médiale) décrit une courbe à concavité ventrale. En passant en dedans du ligament sacro-épineux, elle rejoint le canal pudendal donnant à ce niveau sa branche terminale qui est l’artère pudendale. Lors de son trajet, elle va donner un certain nombre d’artères collatérales, certaines pour la paroi et d’autres pour les viscères.

B. Branches collatérales de l’artère iliaque médiale

1) Branches pariétales

o Artère sacrée latérale

NB : L’artère sacrale médiale provient directement de la bifurcation aortique

o Artère glutéale crâniale, (destinée à la partie crâniale de la fesse) passant par l’orifice

supra-piriformien de la grande incisure ischiatique, devant le muscle piriforme.

o Artère glutéale caudale, passant par le canal infra-piriformien de la grande

incisure, accompagnée par le nerf ischiatique.

o Artère obturatrice, branche pariétale vascularisant la loge médiale de la cuisse, qui

s’applique sur la paroi pelvienne et quitte l’enceinte du pelvis via le canal obturateur du foramen obturé, accompagnée par le nerf obturateur.

2) Branches viscérales

o Artère rectale moyenne (non constante, existe chez moins de moitié des sujets), destinée au rectum.

NB : L’artère rectale supérieure provient de l’artère mésentérique inférieure et la rectale inférieure de la pudendale.

o Artère ombilicale, remonte à la face profonde de la paroi abdominale vers l’ombilic en

soulevant le pli ombilical latéral, ce qui témoigne d'un rôle pour la circulation fœtale. Elle s’oblitère à la naissance sur son trajet rétro-pariétal en devenant fibreux, toutefois, la partie latéro-vésicale reste perméable et vascularise le dôme de la vessie. Au-delà de cette artère ombilicale, il peut y avoir des artères vésicales qui se détachent de l’artère iliaque interne (arborescences très variables selon les individus).

o Artère génitale principale et artère génitale accessoire.

Chez la femme, l’artère génitale principale est l’artère utérine et l’artère génitale accessoire est l’artère vaginale longue.

Chez l’homme, l’artère génitale principale est l’artère vésico-prostatique et l’artère génitale accessoire est l’artère vésiculo-déférentielle.

NB : Toutes ces artères naissent à la partie latérale du pelvis, elles cheminent donc médialement pour aller vasculariser les organes pelviens qui sont impairs et médians. Ainsi, cette distribution compartimente le petit bassin en générant des plis et des culs-de-sac qui sont disposés latéralement aux organes (risque d’épanchement).

IV. INNERVATION DU PETIT BASSIN

A. Le nerf grand ischiatique: naît dans le petit bassin mais ne l’innerve pas

Il est volumineux avec fibres épaisses myélinisées afin d’innerver les cibles éloignées C’est la branche majeure du plexus sacral (S1-S5). Il est formé des racines S1-S2-S3 qui naissent à la face ventrale du muscle piriforme,

augmentées du tronc lombo-sacré (L5 et contribution de L4) ce qui forme une branche terminale.

Il est destiné au membre pelvien. Il sort du petit bassin par le canal infra-piriformien de la grande incisure ischiatique.

Il chemine à la face dorsale des muscles pelvi-trochantériens. Il peut être comprimé par des pathologies expansives du petit bassin.

NB : Le pédicule glutéal supérieur est supra pirifiormien. NB : Ne pas faire d’injection IM dans le quadrant inféro-médian où se trouve le nerf grand ischiatique mais au niveau supéro-latéral de fesse, donc le plus loin possible de ce nerf. *Rq de prof : Celle/celui qui fait sortir le grand nerf ischiatique par le foramen obturé ou ailleurs à l’examen aura ZERO IRRATTRAPABLE car elle a failli se faire au moins 3 infarctus en corrigeant les copies l’année dernière

B. Le nerf fémoral

C’est la branche terminale du plexus lombal. Il se trouve dans la gaine du muscle o-psoas, émergeant au bord latéral du psoas. Ce n'est pas un nerf du petit bassin et n'y va jamais.

C. Le nerf obturateur

C’est aussi une branche terminale du plexus lombal. Il passe au bord médial du muscle ilio-psoas, chemine plaqué contre la paroi, gagne le canal obturateur par où il va sortir du petit bassin pour gagner la face médiale de la cuisse. Il assure donc l’adduction de cette dernière.

D. Le nerf pudendal

C’est la branche terminale du plexus sacral (S4, S5). Il est destiné au périnée. Il quitte le petit bassin par la grande incisure ischiatique dans le canal infra-piriformien avec le nerf grand ischiatique, mais rentre par la petite incisure ischiatique pour aller se glisser dans le canal pudendal.

Il s’agit d’un nerf mixte c’est-à-dire sensitif, moteur avec un contingent végétatif pour les propriétés involontaires (en particulier pour les corps érectiles). NB : Si on veut assurer une analgésie pour un geste opératoire concernant le périnée, le bloc pudendal est une bonne option.

97

Fiche récapitulative

I. MISE EN PLACE DU SQUELETTE DU PETIT BASSIN

2 os coxaux latéralement + sacrum médialement = pelvis

Colonne vertébrale : lordose lombaire avec sommet en L3

Sacrum (formé de 5 pièces sacrées) : S1 et S2 quasi horizontales et occupant la moitié du sacrum, S3, S4 et S5 quasi verticales suivis par le coccyx, ailerons en position latérale, 4 foramens sacrés ventralement (d’où naissent les nerfs sacrés)

Os coxal : articulation sacro-iliaque, aile iliaque porte la crête iliaque (avec EIAS en L4, puis EIAI en dessous duquel on trouve le rebord acétabulaire), dorsalement EIPS – EIPI puis grande incisure ischiatique puis épine ischiatique puis petite incisure ischiatique puis tubérosité ischiatique, ventralement branche ilio-pubienne puis corps et épine du pubis puis foramen obturé.

II. COHÉSION DES OS : LIGAMENTS ET MUSCLES

Limites de l’orifice sup = détroit supérieur formé du promontoire, de la ligne arquée, du corps du pubis (pecten) et de la face supérieure de la symphyse pubienne.

Limites de l’orifice inf = détroit inférieur formé de la tubérosité ischiatique, de la pointe du coccyx, de la face inférieure de la symphyse pubienne et de la branche ischio-pubienne.

Les ligaments

Ligament sacro-épineux : du bord latéral du sacrum jusqu’à la pointe de l’épine ischiatique, fermeture des grands espaces séparant le sacrum de l’os coxal

Ligament sacro-tubéral : de la face dorsale de l’articulation sacro-iliaque d’une part, et d’autre part de bord latéral du coccyx jusqu’au bord médial de la tubérosité ischiatique, existence d’un canal entre le ligament et la face médiale de l’ischion = pédicule pudendal

Les muscles

M. piriforme : pelvi-trochantérien, endopelvien, rotateur latéral de la hanche, insertion sur S2-S4, ses fibres s’étendent vers la grande incisure jusqu’au grand trochanter fémoral

Délimitation des canaux supra et infra-piriformiens

M. obturateur interne : pelvi-trochantériens, endopelvien, rotateur latéral de la hanche, insertion sur le pourtour osseux du foramen obturé (y compris la membrane obturatrice laissant passer le pédicule obturateur) jusqu’à sous la ligne arquée pour former une poulie, ses fibres s’étendent en arrière et traversent la petite incisure et se réfléchissent

M. jumeaux : 2 faisceaux exopelviens du m. obturateur interne, insertion sur la tubérosité ischiatique pour l’un et l’autre sur l’épine, s’ajoutent à l’obturateur après sa réflexion puis se terminent sur le grand trochanter

M. carré fémoral : pelvi-trochantérien, rotateur latéral de la hanche, insertion sur la tubérosité ischiatique et terminaison sur la ligne inter-trochantérique

M. obturateur externe : pelvi-trochantérien, rotateur latéral de la hanche, insertion sur la face exopelvienne du pourtour osseux du foramen obturé, ses fibres se dirigent en arrière,

98

cravatent par en dessous le col fémoral et se terminent sur la face dorsale du grand trochanter

M. élévateur de l’anus : pelvis crânialement, périnée caudalement, sphincter strié de l’anus médialement, fosse ischio-pubienne latéralement (contenant de la graisse), ligne de projection la + caudale entre symphyse pubienne et pointe du coccyx, ligne d’insertion latérale sur la fascia de l’obturateur puis sur le ligament sacro-épineux puis faisceaux tendineux jusqu’à S3, des fibres naissant de cette ligne d’insertion et vont en bas en dedans jusqu’au faisceau pubo-rectal (unique et médian) = fronde du m. élévateur de l’anus

III. VASCULARISATION DU PETIT BASSIN

L’a. iliaque interne est nourricière et naît de la bifurcation de l’a. iliaque commune (devant l’articulation sacro-iliaque), elle-même née de la bifurcation aortique en L4.

Trajet : concavité ventrale, passe en dedans du ligament sacro-épineux, rejoint le canal pudendal

Terminaison : a. pudendale

Branches collatérales pariétales :

o A. sacrée latérale

o A. glutéale caudale, passe par le canal infra-piriformien avec le n. ischiatique, A. glutéale crâniale, passe par le canal supra-piriformien

o A. obturatrice pour la loge médiale de la cuisson en passant par le canal obturateur avec le n. obturateur

Branches collatérales viscérales :

o A. rectale moyenne inconstante

o A. ombilicale, remonte vers l’ombilic, oblitération à la naissance de la portion rétro-pariétale (devient fibreuse), portion latéro-vésicale perméable pour la vessie

o A. génitales principale et accessoire : respectivement a. utérine et a. vaginale longue pour la femme et a ; vésico-prostatique et a. vésico-déférentielle pour l’homme

IV. INNERVATION DU PETIT BASSIN

o N. grand sciatique : S1-S3, naît sur la face ventrale du m. piriforme, augmenté du tronc lombo-sacré (L4-L5), sortie par le canal INFRA-piriformien à destination du membre pelvien

o N. fémoral : branche terminale du plexus lombal, émerge au bord latéral du m. psoas

o N. obturateur : branche terminale du plexus lombal, naît au bord médial du m. psoas, sortie par le canal obturateur pour arriver à la face médiale de la cuisse pour son adduction

o N. pudendal : branche terminale du plexus sacral (S4, S5), pour le périnée, sortie par le canal infra-piriformien puis entre par la petite incisure ischiatique pour rejoindre le canal pudendal, nerf à la fois moteur et sensitif.

99

UE9 – Endocrinologie et reproduction

Anatomie - n° 3

20/04/2017

Dr Sylvie Beaudoin Sylvie.beaudoin@aphp.fr

RT : Simon Jean-Marie

RL : Laurence Clastres

RD : Pauline Cholley

Le petit bassin masculin

Plan :

I. Organisation du petit bassin A. Le bassin osseux B. Compartimentalisation du petit bassin

II. Le Périnée

A. Organisation du périnée B. Le cap anal C. Les espaces périnéaux D. Innervation

III. La filière urogénitale masculine A. Le testicule B. Le conduit déférent C. Le scrotum et les enveloppes testiculaires D. Le cordon spermatique E. La vésicule séminale F. La prostate G. L’urètre H. Le pénis et les corps érectiles

100

I. Organisation du petit bassin

A- Le bassin osseux Les constituants osseux présentent un dimorphisme sexuel dès le développement précoce de l’os coxal. C’est particulièrement vrai chez les autres mammifères, moins vrai chez l’homme du fait de sa marche « debout ». Les mammifères ont la particularité de posséder une symphyse pubienne fermée, néanmoins seul l’homme possède un cloisonnement viscéral en trois filières. Cette particularité locomotrice impose chez l’homme un détroit inferieur plus étroit que le détroit supérieur. De ce fait, les viscères reposent sur le pelvis en forme corbeille. Spécificités du petit bassin masculin:

- les ailes iliaques sont plus étroites et un plus hautes que chez la femme, - le détroit supérieur chez l'homme est circulaire. Il est plus resserré que chez la femme.

Son plan est orienté à 45° par rapport à l’horizontal, regardant en haut et en avant - l’angle sous pubien (formé par les deux branches pubiennes sous la symphyse) de 60°

est donc plus fermé que chez la femme, - le foramen obturé ovalaire, - les épines ischiatiques masculines sont plus saillantes et plus visibles quand on regarde

de face le bassin. Le caractère saillant de l’épine ischiatique induit à la fermeté et à la tension du ligament sacro-épineux.

- la pointe du coccyx chez l'homme se projette au bord inférieur de la symphyse pubienne, - le détroit inférieur est plus fermé que chez la femme,

Toutes ces particularités correspondent à la maximisation de la fermeture du détroit inférieur possible chez l’homme (puisqu’il n’a pas besoin d’accoucher !!)

B- Compartimentalisation du petit bassin Le petit bassin est organisé, comme chez la femme, d'arrière en avant, en trois compartiments :

- une filière digestive en arrière, avec le rectum suivit du canal anal, - une filière génitale au milieu, représentée majoritairement par les vésicules séminales,

la prostate et le début de l’urètre, - une filière urinaire en avant, avec la vessie, derrière la symphyse pubienne.

Rq : Question d’examen possible Diagnostic de sexe à partir d’une coupe d’imagerie :il faut alors identifier sur la coupe, entre la vessie et la filière digestive, soit la prostate soit l’ensemble génital féminin.

II. Le périnée

A- Organisation du périnée

101

Le périnée masculin qui s‘étend au niveau du détroit inférieur se définit comme l’espace délimité par :

- le muscle élévateur de l’anus cranialement, - la pointe du coccyx dorsalement, - le bord inférieur de la symphyse pubienne ventralement.

On le décrit le plus souvent dans la position où il est le plus facile à examiner à savoir la position «de la taille ». Elle correspond à un sujet couché sur le dos avec les deux cuisses écartées et les hanches fléchies. Dans cette position, le périnée a la forme de deux triangles accolés par leur base formant un losange asymétrique :

- le périnée digestif : triangle dorsal (périnée du canal anal), - -le périnée uro-génital : triangle ventral.

Les deux sommets latéraux du losange correspondent à deux reliefs osseux, les 2 tubérosités ischiatiques. Rq : Chez l’homme, le périnée est assez ramassé dans le sens dorso-ventral. Les plans périnéaux

102

Le périnée a deux plans d’orientation par rapport à l’horizontal (à définir par rapport au sol en position debout) :

- le plan du périnée digestif regarde en bas et en arrière, - le plan du périnée uro-génital regarde en bas et en avant.

Lorsque l’on est debout ou assis, le seul élément qui regarde le sol est la structure musculaire du périnée (et non pas l’anus). La structure musculaire Ce périnée est tapissé :

- cranialement par le muscle élévateur de l’anus, - caudalement par les muscles du périnée.

En arrière, au niveau du périnée digestif, le muscle sphinctérien strié de l’anus le muscle le plus superficiel, le muscle élévateur de l’anus étant plus en profondeur. Dans la position de la taille, on distingue la suspension de l’anus et du canal anal au coccyx par les fibres ano-coccygiennes, extrêmement important pour régler la tension de l’anus, au repos (opposé à la défécation) l’anus doit se trouver entre les deux ischions. Dans le périnée uro-génital, l’ensemble musculaire de couverture du muscle élévateur de l’anus est globalement composé de deux couches neutres et de muscles annexés au corps érectile de l’homme (différence entre l’homme et femme). Dans les muscles neutres, une nappe s’étend depuis les tubérosités ischiatiques jusqu'à la symphyse pubienne, nappe de fibres musculaires orientées transversalement mais très aponévrotiques constituant le muscle transverse profond, et son recouvrement : l’aponévrose moyenne du périnée, c’est l’essentiel de ce qui va constituer l’armature du périnée et la zone d’attache des corps érectiles. Plus superficiellement, ce muscle va se doubler d’un deuxième muscle transverse se présentant comme une double bandelette charnue née des faces médiales des tubérosités ischiatiques et se rejoignant sur la ligne médiane. Chez l’adulte, le croisement des fibres superficielles du muscle transverse et des fibres faisant communiquer le sphincter strié de l’anus avec les muscles annexés au corps érectile, devient fibreux et s’appelle le noyau central fibreux du périnée. Rq : chez l’enfant, il est constitué de fibres musculaires rouges, avec le temps, elles se renforcent et deviennent de plus résistantes et donc plus collagènées.

103

B- Le cap anal L’orientation de la filière digestive est extrêmement importante pour les fonctions d’évacuation et de rétention fécale. Le cap anal fait suite au rectum en dessous du muscle élévateur de l’anus. Il impose que le plan de l’anus regarde en bas et en arrière : ainsi l’orifice anal est en arrière du cap anal dans un plan orienté à 120° par rapport à l’horizontale. Le cap anal est déterminé essentiellement par la fronde du pubo-rectal formant une sangle derrière et sous le cul de sac rectal pour le suspendre en avant. Rq : le cap anal et l’orientation de l’anus sont des éléments primordiaux de la continence anale. La tension des ligaments ano-coccygiens permet de faire reculer le système et d’aligner le rectum avec l’anus, nécessaire à défécation. Certaines erreurs de chirurgie aboutissent à un alignement du rectum, du cap anal et du canal anal dans le même plan, le sujet souffre alors d’incontinence .

C- Les espaces périnéaux

Le pelvis et le périnée sont compartimentalisés mais pas cloisonnés. Autour des espaces sphinctériens, il existe des espaces de glissement : la zone latérale à l’anus et au canal anal est remplie de graisse. Dans ces espaces périnéaux, des processus infectieux voir tumoraux peuvent donc se diffuser facilement puisqu’il n’y a pas de cloisonnement pour les limiter (exemple : diffusion d’une suppuration péri anale vers le périnée uro génital). Rq : Une infection péri-anale aura tendance à se drainer vers les ganglions inguinaux .

D- Innervation

L’innervation du périnée est motrice, sensitive, et végétative. L’innervation somatique : c’est le nerf pudendal (s2 s3 s4), circulant dans le canal pudendal et qui va distribuer des branches sur tous les niveaux du périnée d’avant en arrière.

104

L’innervation végétative : L’innervation para sympathique vient du centre para sympathique de la moelle terminale et des noyaux du nerf vague. L’innervation sympathique pour sa part vient du tronc sympathique sacré et de la partie caudale du plexus hypogastrique. Cet ensemble nerveux donne un feutrage de rameaux fins qui ont pour particularité de venir des faces latérales La conséquence de cette organisation est l’absence d’innervation de façon médiale au niveau du périnée, la ligne médiale est donc un endroit sécuritaire lors de la chirurgie.

III- La filière uro-génitale masculine Au cours de l’embryogénèse, la gonade masculine annexe les canaux de Wolff pour en faire son propre canal excréteur : c’est l’annexion wolffienne. De plus, la voie génitale s’empare du canal de l’urètre : c’est l’annexion urétrale. Il y a donc une mise à disposition commune de l’urètre pour les produits génitaux et les déchets urinaires Rq : un garçon sans pénis donc sans uretre ne survit pas s’il n’a pas de fistule uro-rectale afin de pouvoir évacuer son urine au niveau du rectum (par contre, une fillette sans clitoris survit).

A- Le testicule Le testicule (=gonade masculine), est une glande mixte recouverte d’une capsule solide : l’albuginée. L’épididyme est la voie excrétrice du testicule. Il est constitué d’une tête, d’un corps et d’une queue. L’épididyme correspond à l’annexion du système canaliculaire wolffien par la gonade masculine. Au niveau de la partie supérieure du testicule, il peut exister un reliquat embryonnaire appelé l’hydatide pouvant être sessile (plat) ou pédiculé (avec une tige). Les hydatides pédiculés peuvent se tordre à n’importe quel âge de la vie, se nécrosant, et provoquant une douleur au pole supérieur du testicule, sans être accompagnés d’un changement de position du testicule. La torsion de l’hydatide correspond au diagnostic différentiel de la torsion du cordon spermatique.

105

Commentaires photo : chez l’enfant, l’hydatide nécrosé se voit facilement à travers la peau du scrotum puisqu’elle apparait sous forme d’une petite tache bleutée au pole supérieur du testicule Schéma du testicule : La pulpe testiculaire (responsable de la production de spermatozoïde), enveloppée dans l’albuginée. Le testicule est contenu dans une enveloppe, la vaginale, cul de sac évaginé par le canal inguinal du péritoine. Début du trajet des gamètes:

- production dans les tubes séminifères (production exocrine), - recueil par des tubules dans le Rete testis (système collecteur) puis passage dans la tète

(système efférent en pelote), puis le corps et la queue de l’épididyme au pôle inferieur du testicule,

- arrivée dans le conduit déférent, ascendant (canal excréteur de la glande), - arrivée dans les réservoirs du petit bassin.

Commentaires image:-En cas de disjonction épididymo-testiculaire, la fertilité est compromise. Rq :Pathologie : la polyorchidie, correspond une fragmentation du testicule d’où deux (ou plus jusqu’à six décrits dans la littérature) testicules du même coté.

B- Le conduit déférent Description du conduit déférent (+++):

- origine : nait à la sortie de l’épididyme par l’anse épididymo-déférentielle, au pôle inférieur du testicule,

- trajet : ascendant, le long du cordon spermatique, pénètre à travers la paroi inguinale par le canal inguinal pour arriver dans la cavité pelvienne, où il se médialise et rejoint les faces latérales de la vessie en surcroisant l’uretère

- terminaison : forme une ampoule à sa terminaison en se jetant à la face postérieure de la vessie pour gagner les vésicules séminales. Le conduit déférent a une consistance de

106

« corde à linge » (dur, blanc, roule sous le doigt, palpable devant la lame quadrilatère du pubis).

Le conduit déférent est palpable :

- d’une part, au niveau de la partie haute de la bourse au niveau du cordon spermatique (doucement car douloureux si on pince),

- d’autre part, au dessus de la lame quadrilatère du pubis. (Important lorsque l’on a un doute sur la présence d’un testicule dans la bourse )

Rq : L’absence du conduit déférent, de façon bilatérale, chez un jeune garçon alors que le testicule est présent dans la bourse est un signe évocateur de la mucoviscidose.

C- Le scrotum et les enveloppes testiculaires Les gonades se développent d’abord dans la région lombaire au même endroit et au même moment que les reins sur la crête génitale de Wolff. Le scrotum, qui inclus les gonades est une expansion cutanée périnéale, qui se développe à partir des bourrelets génitaux de l’embryon. Le testicule est recouvert d’un plusieurs couches, les enveloppes du testicule. Au 3eme trimestre de la grossesse, la gonade doit entamer un processus de migration hors de l'abdomen, vers le scrotum : elle entraine alors avec elle toutes les couches de la paroi abdominale. Ainsi, chaque paroi traversée par la gonade va donner une couche de l’enveloppe testiculaire :

- -la peau : pileuse, élastique, pigmentée (comme la peau des aréoles) et striée horizontalement,

- -le dartos : tissu conjonctivo-élastique , double la peau et encore plus élastique, - -la couche fibreuse superficielle : collagénique, il s’agit d’un fascia très fin - -le Crémaster : couche musculaire, permettant au testicule de se rétracter dans la paroi

abdominale vers l'anneau inguinal, sous l’effet du froid par exemple. C'est le reflexe crémastérien.

- -la couche fibreuse profonde qui provient du fascia transversalis de la paroi - -la vaginale (ou tunique vaginale) : émanation du péritoine

L’ensemble des ces éléments peuvent potentiellement se manifester par une pathologie et aboutir à une grosse bourse. On trouve également, au fond de la bourse scrotale, le gubernaculum testis. C’est une structure visible chez l’enfant, moins évidente chez l’adulte, qui relie le pôle inférieur de la tunique vaginale à la face profonde de la peau scrotale. Il aurait un rôle de guide pour la gonade lors de sa migration depuis la région lombale jusqu’au fond du bourrelet.

D- Le cordon spermatique Le cordon spermatique (ensemble des éléments qui vont ou qui viennent de la gonade) correspond au pédicule de la gonade et à l’ensemble des couches qui l’entoure. Ce pédicule conduit des nerfs, des vaisseaux sanguins et lymphatiques, et un conduit (puis que le testicule est une grande mixte). Les enveloppes sont les mêmes que pour le testicule (témoignant de la migration du conduit spermatique a travers la paroi inguinale). Vascularisation

107

Rq :Les vaisseaux spermatiques marquent l’origine de la gonade. L’origine des vaisseaux marquent toujours l’origine de la structure qu’ils vascularisent. La vascularisation gonadique se rapporte donc à l’aorte lombale. Descendant de l’aorte lombale jusqu'à la bourse, les vaisseaux spermatiques sont donc partiellement péritonisés, créant de fait un ligament, on a donc un ligament suspenseur de la gonade. Une fois à l’intérieur du cordon spermatique, ils ne sont plus entourés de péritoine (présence uniquement au dessus). Description de l’artère spermatique (+++):

- Origine : directement au niveau des faces latérales de l’aorte, entre L2 et L3 (souvent les deux artères ne naissent pas au même niveau)

- Trajet : descendant le long et en avant de l’uretère, passent devant les vaisseaux iliaques latéraux (à droite et à gauche)

- Terminaison : elle s’adresse à l’épididyme et la glande testiculaire Description de la veine spermatique (+++):

- Origine : plexus pampiniforme (maillage de veines autour des artères) - Trajet : ascendant en avant de l’uretère - Terminaison : dans la VCI pour la veine spermatique droite, dans la veine rénale pour la

veine spermatique gauche (c’est pour cela que les varicocèles se trouvent seulement à gauche, le retour dans la veine rénale gauche favorise la stase, avec une bourse gonflée et bleutée, favorisée lors de station debout prolongée ou d’efforts).

Le testicule étant une glande endocrine, la vascularisation repose sur plusieurs vaisseaux, ce qui permet la suppléance vasculaire. Différentes arcades vasculaires suppléent l’artère spermatique :

- La première arcade est constituée par l’artère déférentielle, branche de l’artère iliaque médiale L’artère déférentielle se distribue majoritairement au niveau des vésicules séminales, mais une petite artère bordante va suivre le conduit déférent jusqu'à l’anse épididymo-déférentielle pour former l’arcade.

- Une deuxième arcade est constituée par des collatérales de l’artère iliaque latérale, vers le bourrelet génital, appelée artère funiculaire (ou « du cordon »).

Drainage lymphatique Il se fait :

- de manière directe et rapide vers les nœuds lombo-aortiques (dans la région des lombes donc à distance de la gonade), le long de l’artère spermatique.

- de manière indirecte vers les nœuds iliaques médiaux et latéro-aortiques et les nœuds inguinaux (du fait des suppléances vasculaires)

Ainsi, les pathologies tumorales testiculaires vont diffuser rapidement vers les nœuds lombo-aortiques. Les pathologies infectieuses et chroniques sont à rechercher au niveau des nœuds inguinaux.

E- Les vésicules séminales Elles sont deux, de part et d’autre de la ligne médiane et surplombent la prostate. Elles ont deux fonctions:

- la fabrication du liquide séminal qui constitue l’éjaculat et permet en partie la capacitation des spermatozoïdes,

108

- le stockage des spermatozoïdes : après la puberté, elles sont vacuolisées, c’est à dire qu’elles présentent des réservoirs (ou infractuosités) pour les spermatozoïdes. Ces vacuoles sont visibles à l’imagerie et elles permettent la localisation des vésicules séminales sur des coupes axiales.

Les vésicules séminales déversent leur contenu dans l’urètre via les canaux éjaculateurs (au moins un par vésicule).

Le carrefour uro-génital est situé dans l’épaisseur de la glande prostatique et est donc constitué de la jonction des conduits éjaculateurs et de l’urètre.

F- La prostate La prostate est une glande, de la taille d’une « châtaigne » d’environ 20 gr, de forme conique, possédant un sommet appelé bec de la prostate (ou apex caudal), et une base, plus craniale répondant au col de la vessie. Elle est assez ferme due à sa constitution musculaire et élastique. Elle présente un sillon médian dorsal séparant deux lobes latéraux et un lobe médian ventral (plus réduit). Elle est traversée de part en part par l’urètre. Elle est constituée par les glandes prostatiques et par un tissu musculaire de soutien. Elle comprend le sphincter lisse de l’urètre dans sa portion craniale, dont le rôle est d’empêcher l’arrivée concomitante de l’urine et des produits d’éjaculation. Toutes les glandes prostatiques possèdent un petit canal excréteur qui va s’ouvrir dans l’urètre prostatique, lui donnant un aspect criblé. Les 2 canaux éjaculateurs arrivent sur un renflement de l’urètre prostatique appelé le coliculus séminal. Ils sont accompagnés par un troisième orifice, l’utricule de la prostate (témoin de l’origine mullerienne de la prostate et du carrefour génital). Rq : pathologie : lorsque cette utricule est trop grand, il est appelé cavité postérieure (ou cavité vaginale) L’anatomie zonale de la prostate différentie des zones de la prostate étant à l’origine de pathologies différentes dues à leur origine embryologique différente. On distingue

109

- une zone centrale (situé au niveau de sa base, elle est craniale, en rapport avec les vésicules

séminales : C sur le schéma) : entourant le sphincter lise de l’urètre, donne des adénomes de la prostate. Ces adénomes compriment l’urètre, une symptomatologie mictionnelle apparait donc rapidement.

- une zone de transition (autour de l’urètre prostatique : T sur le schéma) : contenant les canaux prostatiques

- une zone périphérique (P sur le schéma) (contenant l’essentiel des lobes latéraux) : développe des cancers de la prostate (symptomatologie mictionnelle plus tardive que pour les adénomes)

- une zone ventrale ou antérieure (lobe ventral : A sur le schéma) : donne majoritairement des tumeurs des fibres musculaires (comme les rhabdomyosarcomes, les tumeurs uro-génitales, souvent rencontrées en pédiatrie)

Vascularisation prostatique La prostate est majoritairement vascularisée par des branches de l’artère iliaque médiale :

- les artères vésiculo-prostatiques, branche directe génitale principale de l’artère iliaque médiale,

- les artères vésiculo-différentielles, (de façon moindre), arrivant à la prostate au dessus des artères vésiculo- prostatiques.

Le retour veineux se fait par :

- le plexus veineux péri-prostatique (plexus retro pubien de Santorini), derrière le pubis, drainant aussi la vessie, vers la veine pudendale,

- le plexus génito-vésical (latéraux a la vessie) vers la veine iliaque médiale. Drainage lymphatique Il se fait majoritairement vers les nœuds iliaques médiaux, mais également vers les nœuds iliaques latéraux (via l’espace pré-vésical), et les nœuds iliaques communs. Les rapports de la prostate se font par l‘intermédiaire de la loge prostatique :(+++)

- latéralement : lame sacro recto génito-pubienne LSRGP (de chaque coté) - en avant : espace retro symphysaire et les plexus veineux qui s’y trouvent (=face ventrale de

la vessie) - au dessus: col vésical et vésicules séminales - en dessous (au bec) : sphincter strié de l’urètre

110

- en arrière : rectum, via le fasica de Denonvilliers, juste au-dessus du cap anal (surtout à ne pas oublier!!!)

(cf : palpation de la prostate par touché rectal ;la principale contre indication est la palpation chez l’enfant)

1. Tète fémorale 7. Ligament ano‑rectal

2 .Col du fémur 8. Coccyx 3. Grand trochanter 9. Muscle releveur de l'anus 4. Symphyse pubienne 10. Muscle obturateur interne 5. Prostate 11. Fosse ischio‑rectale 6. Rectum 12. Tubérosité ischiatique

G‑ L’urètre masculin Il mesure en moyenne 16 à17 cm, depuis son origine (col vésical) jusqu’au méat. Il est composé de plusieurs segments :

- l’urètre prostatique : il présente un relief dorsal médian (le colliculus séminal) percé d’une cavité centrale (l’utricule prostatique, reliquat embryonnaire des canaux de Muller) et des orifices des canaux éjaculateurs en dessous et latéralement. En dessous du colliculus, se trouvent les deux freins du colliculus (replis de la muqueuse, analogue à l’hymen chez la femme). Les canaux prostatiques sont situés à la face dorsale de l’urètre prostatique.

‑ l’urètre membraneux : court, il fait suite à l’urètre prostatique et effectue un changement d’orientation (coude). Il n'est entouré ni de la prostate, ni des corps érectiles et est donc plus fragile à ce niveau. Il est entouré du sphincter strié de l’urètre et reçoit latéralement le produit des glandes bulbo-urétrales de Cowper, destinées à favoriser l’hydrodynamique de l’éjaculat. Il traverse ensuite l’aponévrose périnéale avant de s'horizontaliser pour traverser les corps érectiles et s’entourer du bulbe. Rq : il peut y avoir un cisaillement de l’urètre membraneux à cet endroit en cas de fracture du bassin.

- l’urètre bulbaire lié aux corps érectiles, dans le bulbe spongieux

111

- l’urètre pénien lié aux corps érectiles, jusqu'au méat urétral

H- Le pénis et les corps érectiles Les corps érectiles sont au nombre de trois, auxquels on ajoute le gland :

- deux corps caverneux latéraux insérés latéralement sur le bord inférieur des branches ischio‑pubiennes. Ils se rejoignent pour former le corps du pénis,

- un corps spongieux inséré au niveau du noyau fibreux central du périnée, il est impair, médian, entourant de l’urètre spongieux

- le gland, qui est un corps spongieux probablement indépendant du reste du corps spongieux formant le « chapeau du pénis » en entourant le méat urétral.

Rq : il possède une vascularisation et une origine propre Les corps érectiles sont des structures vasculaires lacunaires (pouvant se remplir et se vider), entourés d’enveloppes fibro-élastiques appelées albuginée. Les deux corps caverneux peuvent communiquer entre eux, permettant de compenser une vascularisation un peu moins efficiente d’un côté. Les corps érectiles sont constitués de deux parties :

- -la partie mobile, le corps du pénis, - -la partie d’insertion sur les branches ischio-pubienne, la racine du pénis

Pathologies -Si les deux branches ischiopubiennes sont extrêmement écartées suite à une malformation, l'attache des corps érectiles est disloquée, aboutissant à une verge extrêmement courte. -L’épispade correspond à une ouverture de la gouttière urétrale à la face dorsale du pénis. -L’hypospade (ouverture du méat à la face ventrale de la verge) est une pathologie liée à une anomalie du corps spongieux qui est ouvert comme un Y. -Il existe aussi des asymétries des corps érectiles provoquant des torsions (presque toujours vers la cuisse gauche) ou des disproportions entre bulbe spongieux et corps caverneux provoquant des coudures. Vascularisation : La vascularisation artérielle est riche et spiralée (afin de pouvoir s’étendre sans modifier son diamètre). Le retour veineux se fait sur plusieurs couches sur la face dorsale de la verge.

112

Enveloppes du pénis : Composées de deux étages de fibreuses, superficielle et profonde correspondant à deux étages de vascularisation. Elles permettent l’arrivée des nerfs érecteurs et sensitifs à la face dorsale du pénis qui constitue innervation végétative et sensitive du pénis. Ligament de suspension : le pénis reste suspendu grâce à un ligament, caché sous la peau. Muscles annexés aux corps érectiles (corps caverneux et au corps spongieux) Les muscles ischio-caverneux, doublent les corps caverneux au niveau de leur racine. Les muscles bulbo spongieux enveloppant le bulbe de fibres musculaires. Rq : Il y a un partage de fibres musculaires entre le sphincter strié de l’anus et les muscles bulbo spongieux responsable d’une contraction reflexe bulbo-anal du sphincter strié de l’anus lorsque on pince le gland d’un homme.

113

FICHE RECAPITULATIVE

I. Organisation du petit bassin. Spécificités du petit bassin masculin: ailes iliaques, détroit supérieur, angle sous pubien, foramen, épines ischiatiques, détroit inférieur. Compartimentalisation (d’avant en arrière) : filière digestive, génitale urinaire II. Le périnée Délimitation par différents muscles : le muscle élévateur de l’anus cranialement,, la pointe du coccyx dorsalement, le bord inférieur de la symphyse pubienne ventralement. Innervation : motrice, sensitive et somatique par le nerf pudendal et des fibres sympathique et parasympathique III. Filière uro-génitale masculine. Testicule : glande mixte recouverte par l’albuginée dont l’épididyme est la voie excrétrice Conduit déférent (+++) : Origine : sortie de l’épididyme par l’anse épididymo-déférentielle, au pôle inférieur du testicule, Trajet : ascendant, le long du cordon spermatique, arrive dans la cavité pelvienne, rejoint les faces latérales de la vessie Terminaison : forme une ampoule en se jette à la face postérieure de la vessie pour gagner les vésicules séminales. Palpable : au niveau de la partie haute de la bourse au niveau du cordon spermatique et au dessus de la lame quadrilatère du pubis. Enveloppe testiculaire (différentes couches) : la peau, le dartos, la couche fibreuse superficielle, le crémaster, la couche fibreuse profonde, la vaginale Cordon spermatique = pedicule de la gonade : (Vascularisation +++) Artère spermatique : Origine : faces latérales de l’aorte, entre L2 et L3 Trajet : en avant de l’uretère, devant les vaisseaux iliaques latéraux (à droite et à gauche) Terminaison : épididyme et la glande testiculaire Veine spermatique : Origine : plexus pampiniforme Trajet : ascendant en avant de l’uretère Terminaison : dans la VCI pour la veine spermatique droite, dans la veine rénale pour la veine spermatique gauche Drainage lymphatique : directe vers les nœuds lombo aortique, indirecte vers nœuds iliaques médiaux et latéro-aortiques et les nœuds inguinaux Vésicule séminale : fabrication du liquide séminale + stockage des spermatozoïdes

114

La prostate : Vascularisation prostatique Branches de l’artère iliaque médiale : les artères vésiculo-prostatiques, les artères vésiculo-différentielles, (de façon moindre) Le retour veineux se fait par : le plexus veineux péri-prostatique, le plexus génito-vésical Drainage lymphatique Vers les nœuds iliaques médiaux, mais également vers les nœuds iliaques latéraux (et les nœuds iliaques communs. Les rapports de la prostate se font par l‘intermédiaire de la loge prostatique :(+++) Latéralement : lame sacro recto génito-pubienne LSRGP Avant : espace retro symphysaire et les plexus veineux qui s’y trouvent (=face ventrale de la vessie) Au dessus: col vésical et vésicules séminales En dessous (au bec) : sphincter strié de l’urètre -En arrière : rectum, via le fasica de Denonvilliers, juste au-dessus du cap anal (surtout à ne pas oublier!!!) Urètre masculin : divisé en urètre prostatique, membraneux, bulbaire, pénien. Pénis et corps érectiles : 3 corps érectiles : deux corps caverneux latéraux, un corps spongieux chacun composé d’une partie fixe et d’une partie mobile.

115

UE9– Endocrinologie et Reproduction

Histologie- n°3

20/04/2017

Emmanuel Dulioust

emmanuel.dulioust@aphp.fr

RT : Juliette JOURDAN

RL : Henry CLAPIN

Développement du système génital

I. Approche descriptive et différenciation des gonades

A. Introduction-Généralités

B. Différenciation en testicule

C. Différenciation en ovaire

II. Conduits génitaux (voies génitales)

A. Stade indifférencié

B. Développement masculin

C. Développement féminin

III. Sinus uro-génital et organes génitaux externes

A. Stade indifférencié

B. Développement masculin

C. Développement féminin

IV. Mécanismes sous-jacents

A. Une longue histoire

B. Anomalie

Abréviations :

OGE : Organes Génitaux Externes SD : semaine de développement SUG : Sinus Uro-Génital

116

Mot du RT : J'ai inséré dans le cours les schémas des diapos du professeur qui me semblaient

nécessaires et suffisantes à la compréhension de celui-ci mais il y avait aussi un certain nombre

de coupes d'embryon au microscope électronique dans ces diapos, que je peux vous inviter à

aller regarder si vous voulez voir des choses des choses un peu plus "concrètes" ;)

Le professeur précise qu'il a ajouté dans les référentiels quelques articles concernant les autres

déterminants de la différenciation sexuelle chez d'autres espèces animales et des études portant

sur le sujet pour ceux que ça intéresse.

-Approche descriptive du développement de l'appareil génital

-Processus à l'œuvre dans ce développement

I. Approche descriptive et différenciation des gonades

A. Introduction -Généralités

Le développement de l'appareil génital est un processus complexe ; il commence tôt dans la vie

embryonnaire et se termine tardivement : le développement (qui diffère selon le sexe ) et la

différenciation sexuelle ne s'achèvent qu'à la puberté avec la mise en place de la gamétogénèse.

Dans l'espèce humaine, c'est essentiellement le déterminisme génétique qui va orienter le

développement et la différenciation dans le sens féminin ou masculin (c'est-à-dire selon le

caryotype XX ou XY) ; dans la nature on peut trouver d'autres paramètres chez certaines espèces

comme la température de l'environnement.

Nous allons voir que le système génital se développe à partir d'un tissu particulier de l'embryon

qu'on appelle le mésoblaste intermédiaire ; le développement de ce système comporte celui

des :

- gonades (testicule ou ovaire)

- des voies génitales (organes dans lesquels les gamètes transitent et maturent ; ainsi que, pour le

sexe féminin, où se produit la fécondation et le développement de l'embryon)

- des organes génitaux externes (OGE ; qui vont servir à l'accouplement)

Pour chacun de ces constituant le développement se déroulera selon 2 stades successifs : d'abord

un stade indifférencié (même développement peu importe le sexe) puis un stade dépendant du

sexe de l'embryon qu'on appelle alors stade de différenciation.

117

Coupe transversale d'embryon (phase de délimitation des feuillets) :

L'ectoblaste s'est délimité en deux feuillets : épiblaste (qui recouvre l'embryon) et

neuroblaste (tube neural et crêtes neurales)

Entoblaste sur l'autre versant de l'embryon (ébauche du tube digestif primitif)

Le mésoblaste se met en place entre ces deux feuillets (lors de la gastrulation) ; il se divise

rapidement en trois régions distinctes :

- Le mésoblaste para-axial de part et d'autre du tube neural

-Le mésoblaste latéral sur l'autre versant de l'embryon qui se scinde rapidement

en deux feuillets : somatopleure en externe et splanchnopleure en interne. Ceux-ci délimitent une

cavité en formation qu'on appelle le cœlome intra-embryonnaire.

-Le mésoblaste intermédiaire entre ces deux régions : c'est là que va se

développer (et plus particulièrement au niveau de la crête génitale) le système génital qui nous

intéresse.

Quelques définitions : Au début, on a une gonade indifférenciée. La gonade contient globalement

des cellules dites germinales , et des cellules somatiques.

-Les cellules germinales (qu'on appelle à ce stade les gonocytes primordiaux, ou encore les cellules

germinales primordiales dans la littérature) ont tout d'abord une localisation extra-

embryonnaire, en périphérie de l'embryon à son extrémité caudale (c'est-à-dire pas du tout à la

localisation finale de la gonade ; elles vont subir par la suite une migration) , dans la paroi du

lécithocèle, près de l'allantoïde (diverticule qui participera à la formation de l'appareil urinaire).

Ces cellules sont reconnaissables de part leur grande taille (supérieure aux cellules

118

environnantes) et une activité mitotique très soutenue, ainsi qu'une activité Phosphatase Alcaline

(PAL). Tout en se multipliant , elles vont entamer une migration qui va les mener vers la crête

génitale. C'est une migration active, avec interaction avec la matrice extra-cellulaire, émission de

pseudopodes...

-La crête génitale est le lieu où va se développer la gonade primitive, au niveau du mésoblaste

intermédiaire, juste sous l'épithélium cœlomique (qui deviendra un mésothélium). A la 5ème SD,

on a quelques milliers de cellules germinales (environ 2000-5000 gonocytes primordiaux). Cette

crête génitale est une saillie, un rehaussement à la surface d'un autre organe beaucoup plus

volumineux qui n'est autre que le mésonéphros (je vous redirige vers les cours d'histologie de

l'UE7 si cette notion vous paraît déjà obscure ;) )

Crête génitale = épithélium cœlomique + mésenchyme

Ci-dessus à gauche : on voit l'embryon en coupe sagittale, les cellules germinales naissant à

l'extrémité caudale dans la paroi du lécithocèle (=vésicule vitelline), près de l'allantoïde.

A droite : on peut voir la migration de ces cellules (petits pointillés et flèches), jusqu'au niveau de

la crête génitale en surface du mésonéphros.

Coupe transversale de la crête génitale :

119

-On voit au niveau du mésonéphros des éléments qui sont des ébauches de néphrons ; la partie

externe du tubule mésonéphrotique se jette dans le canal de Wolff.

-la crête génitale est en surface de ces structures et donne sur la cavité cœlomique.

-A ce stade (environ 5ème SD), elle a toujours un aspect indifférencié, identique chez l'homme et

la femme.

La crête génitale est constituée de plusieurs types cellulaires :

- des cellules provenant de l'épithélium cœlomique et qui se développent en profondeur vers

le mésonéphros, formant des cordons cellulaires.

- des cellules du mésenchyme (tissu conjonctif primitif) mésonéphrotique qui s'associent

aux cellules épithéliales cœlomiques

- les cellules germinales qui sont arrivées au terme de leur migration.

Ces différents types cellulaires s'associent en travées (on parle de cordons sexuelles primitifs =

CSP sur le schéma) ; ils forment la gonade indifférenciée.

B. Différenciation en testicule

A partir de la 7ème SD (précocement), si l'embryon est de caryotype XY, la gonade jusque-là

indifférenciée, se développe dans le sens d'un testicule. (Pour l'ovaire c'est un peu plus tardif,

environ une semaine plus tard chez l'embryon féminin)

Cette différenciation est sous un déterminisme génétique, en particulier du chromosome Y ; si on

a un chromosome Y normal, quelque soit le nombre de chromosome X présents, l'individu se

développe dans le sens masculin sur le plan anatomique. Entres autres sur ce chromosome, il

existe un gène déterminant (mais pas le seul) dans l'orientation masculine de cette phase de

différenciation, découvert dans les années 90 : le gène SRY.

Donc cette différenciation en testicule débute lors de la 7ème SD et se manifeste d'abord par une

prolifération cellulaire très importante (nous verrons plus loin que c'est assez différent pour

l'ovaire), et qui se fait vers l'intérieur = s'éloigne et se sépare de l'épithélium cœlomique.

Les cellules cœlomiques vont se différencier en cellules de Sertoli (qui sont des cellules

à caractéristique épithéliale, vont synthétiser la membrane basale, réunies par des

jonctions particulières : elles gardent la structuration des cellules dont elles sont issues,

l'épithélium cœlomique)

Les CSP deviennent des cordons séminifères : ils associent des cellules de Sertoli et des

gonocytes (qui vont se différencier en spermatogonies), ainsi que des cellules d'origine

mésonéphrotique qui vont participer à former la paroi de ces cordons. NB : à ce stade on

parle de "cordons" et non de "tubes" séminifères car il n'y a pas encore de lumière ; celle-

ci n'apparaît qu'à la puberté avec la spermatogénèse.

Ces cordons se dissocient de l'épithélium cœlomique et va alors s'interposer entre les deux

un tissu conjonctif résistant et structuré : l'albuginée. (enveloppe blanche nacrée

vascularisée qui englobe le testicule et que l'on voit à la dissection)

120

Entre les cordons séminifères on a du tissu conjonctif/mésenchyme qu'on va appeler tissu

interstitiel : celui-ci contient les cellules de Leydig (sécrétion d'hormones dont la

testostérone ) ; celles-ci sont donc entre les cordons séminifères.

Les cordons continuent de se développer en profondeur et vont s'anastomoser, pour

former un réseau qu'on appelle le rete testis. (on a au fur et à mesure un rapprochement

de ces cordons avec les tubules mésonéphrotiques)

Enfin, à la 16ème SD, il y a établissement d'une connexion entre le rete testis et les tubules

mésonéphrotiques (qui se jettent dans le canal de Wolff) par un système de cônes

efférents. Le testicule est une gonade dont l'activité (exocrine, production des gamètes)

sera tournée vers l'intérieur.

Les cellules germinales deviennent donc des spermatogonies et vont se multiplier activement

durant la vie intra-utérine: le stock de spermatogonies (souches) se constitue à cette étape de la

vie.

La différenciation de ces spermatogonies (avec la méiose et la spermatogénèse) ne débutera qu'à

la puberté ; des facteurs bloquent l'entrée en méiose de ces cellules.

C. Différenciation en ovaire

Elle démarre à la 8ème SD. Elle aussi débute avec une étape de prolifération des cellules

des CSP mais celle-ci se fait à la surface (et non en profondeur comme lors de la

différenciation masculine) ; la prolifération superficielle va constituer la partie corticale

(et fonctionnelle) de l'ovaire. A l'inverse , les cordons en profondeur vont régresser.

La prolifération est un peu moins soutenue que pour le testicule, avec une gonade plus

petite à ce stade. De plus, au lieu de se structurer en réseau, ces cordons vont se

fragmenter en amas de cellules, qui eux-mêmes vont se fragmenter jusqu'à arriver à des

structures dites "pré-folliculaires" , qui correspondent à l'assemblage d'une cellule

germinale avec quelques cellules somatiques autours, d'origine cœlomique : les cellules

folliculaires.

Les cellules germinales vont se différencier en ovogonies : elles vont se multiplier et

commencer à se différencier, c'est-à-dire devenir des ovocytes qui vont aborder la

première division de méiose et rester bloqués sans la finir complètement. Cette méiose ne

121

s'achèvera que beaucoup plus tard à partir de la puberté avec l'ovulation, et ne

concernera qu'une partie d'entre eux.

A la 16ème SD vont se développer des jonctions spécifiques (desmosomes et gap

junctions) entre les cellules folliculaires et les ovocytes. Les cellules folliculaires externes

donneront les futures enveloppes de l'ovule (notamment les thèques externe et interne)

Du 2ème au 5ème mois il va y avoir une grande prolifération de ces cellules et déjà un

début de dégénérescence pour une cohorte d'entre elles.

II. Conduits génitaux (voies génitales)

A. Stade indifférencié

Structures de base :

-Canaux de Wolff = canaux mésonéphrotiques : présents à la 4ème SD, cheminent latéralement

sur le bord externe du mésonéphros et se terminent dans le sinus urogénital, tout à fait à

l'extrémité caudale de l'embryon.

-Canaux de Müller : ce sont aussi deux canaux longitudinaux, un peu plus externes que les canaux

de Wolff et cheminant parallèlement à eux (au moins dans leur partie haute) et provenant d'un

invagination de l'épithélium cœlomique, au pôle supérieur du mésonéphros lors de la 5ème SD.

(donc les deux types de canaux ont des origines tout à fait différentes)

Dans leur partie haute les deux canaux de Müller ont des trajets parallèles ; puis en descendant ils

se rapprochent et rejoignent la ligne médiane pour enfin s'accoler l'un à l'autre dans leur partie

basse terminale, la paroi du sinus uro-génital (SUG), vers la 10ème SD.

Remarque : les canaux de Müller ne s'ouvrent pas dans le SUG contrairement aux canaux de Wolff !

122

Stade indifférencié schématisé.

B. Développement masculin

Dégénérescence des canaux de Müller et développement des canaux de Wolff

Le canal de Wolff :

-dans sa partie haute va donner l'épididyme (et les canaux efférents)

L'épididyme est un canal très pelotonné de 6-7 mètres de long chez l'homme et qui suit les cônes

efférents, au pôle supérieur du testicule et qui descend le long de celui-ci pour se continuer par le

canal déférent. C'est dans l'épididyme qu'a lieu la maturation des spermatozoïdes qui ont été

produits dans les tubes séminifères)

-dans sa partie basse il donne le canal déférent, le canal éjaculateur à sa partie terminale ainsi

qu'une petite glande chaque côté : la vésicule séminale (dont la sécrétion représentera les 2/3

du volume total du sperme).

123

-La fin du canal de Wolff participera aussi en partie à la constitution du SUG.

En résumé : On a donc maintenant l'assemblage gonade + voie génitale du sexe masculin , avec un

testicule délimité par une albuginée, contenant 200-300 cordons séminifères formant le

parenchyme (=tissus formant la partie fonctionnelle de l'organe) testiculaire, entre lesquels on

trouve du tissu interstitiel contenant les cellules de Leydig ; au pôle supérieur on a le rete testis,

les canaux efférents se terminant dans la partie initiale de l'épididyme ; épididyme qui se

continuera par le canal déférent (puis éjaculateur) qui donnera une vésicule séminale.

Le canal de Wolff va se terminer sous la vessie qui est en train de se former vers la 2ème SD

(ultérieurement, les canaux éjaculateurs se jetteront dans l'urètre prostatique qui est juste sous

le col de la vessie)

124

C. Développement féminin

Cette fois on a une dégénérescence du canal de Wolff (en quasi-totalité, il reste des

petits reliquats embryologiques, pareil pour le canal de Müller chez l'homme) et

développement du canal de Müller.

Le canal de Müller :

-sa partie crâniale reste ouverte et va donner le pavillon de la trompe (en effet, ce canal

provenant de l'invagination de l'épithélium cœlomique, il constitue un prolongement de la cavité

cœlomique -future cavité péritonéale- et donc est ouverte sur elle !)

Rappel : le mésothélium issu de l'épithélium cœlomique borde les cavités péritonéale, pleurale et

péricardique.

-sa partie moyenne donne la trompe

-la partie caudale des deux canaux (où les deux canaux sont fusionnés) va former l'utérus et

participer à la formation de la partie supérieure du vagin (le reste du vagin provient d'une

prolifération du SUG en regard du tubercule müllerien.

Remarque : chez certaines femmes on peut constater des traces de cette origine double, avec parfois

persistance d'une cloison témoignant de la réunion des deux canaux, ou même des utérus bifides.

En résumé : On a donc pour le sexe féminin développement des structures folliculaires (contenant

les gamètes) plutôt en surface formant le cortex ovarien, avec en profondeur le stroma ovarien

(médullaire), pas de connexion entre la gonade et le tubule mésonéphrotique (qui va dégénérer),

mais une proximité avec le canal de Müller qui reste ouvert en haut dans la cavité cœlomique et

forme l'utérus en bas.

Au moment de l'ovulation, le follicule se rompt (il est recouvert d'une albuginée beaucoup plus mince

que pour le testicule ; cette enveloppe se rompt à l'apex du follicule), libère l'ovocyte qui est récupéré

par le pavillon de la trompe grâce aux courants liquidiens existants.

Quand on explore l'infertilité chez la femme, on vérifie tout d'abord que les trompes ne sont pas

bouchées ; on procède à un examen d'hystérographie avec injection de produit de contraste dans les

trompes : celui-ci se répand dans la lumière de la trompe s'il n'y a pas de sténose , jusqu'à la cavité

péritonéale, témoignant de leur perméabilité complète.

125

III. Sinus uro-génital et organes génitaux externes :

A. Stade indifférencié

Les OGE se développent principalement à partir du sinus uro-génital et des

structures qui le limitent.

- 4ème SD : on a le cloaque (fermé par la membrane cloacale), où l'on retrouve la terminaison de

l'intestin primitif postérieur en arrière et celle des voies urinaires avec l'allantoïde.

-Entre 4 et 6ème SD : cloisonnement du cloaque par le septum uro-rectal en SUG en avant et

rectum en arrière, recouverts respectivement d'une membrane uro-génitale et d'une membrane

anale.

-7ème SD : disparition de la membrane uro-génitale : le SUG est alors ouvert sur la cavité

amniotique.

-5ème SD : les plis cloacaux deviennent les plis génitaux et le tubercule génital

-6ème SD : apparition des bourrelets génitaux (voir plus loin)

126

On se retrouve avec un rectum en arrière et un SUG en avant dont la partie supérieure correspond

à la vessie, qui est en train de se développer , prolongée par l'allantoïde.

Quelques précisions :

Le canal mésonéphrotique se termine d'abord dans le cloaque

puis, après le cloisonnement, dans la partie postérieure du SUG ;

de la partie terminale du canal de Wolff naît aussi le diverticule

latéral qui va participer à la formation, avec le blastème

métanéphrogène, de l'appareil rénale et urinaire final et définitif

(voir cours d'histo UE7). On a à ce stade un canal unique qui

s'abouche dans le SUG (qui donne ensuite le canal de Wolff et le

diverticule latéral)

Au fur et à mesure du cloisonnement du cloaque, on a en parallèle l'incorporation du canal

mésonéphrotique dans la paroi postérieure de la vessie, ce qui rapproche en même temps le

diverticule et va entraîner progressivement la séparation du canal terminal unique en deux

canaux distincts qui s'abouchent tous les deux dans cette paroi postérieure.

Les deux canaux finissent par s'éloigner et on peut même

remarquer que le future uretère (diverticule latéral) se

retrouve au dessus du canal de Wolff.

127

Concernant le développement des OGE :

-schéma A : on voit au niveau de la région cloacale (avant le cloisonnement) la membrane cloacale,

bordée par des petites surélévations =les replis cloacaux, qui se rejoignent en haut pour former

l'éminence cloacale.

-schéma B : après la séparation la membrane cloacale devient les membranes anale et uro-

génitale. La membrane uro-génitale est bordée par les replis génitaux qui se rejoignent en haut

pour former le tubercule génital. A l'extérieur de chacun des replis génitaux se trouvent les

bourrelets génitaux.

B. Développement masculin

Allongement du tubercule génital qui deviendra le pénis ; la gouttière formée par la

membrane et le SUG s'allonge parallèlement pour former la gouttière urétrale (une fois

fermée durant le 3ème mois elle formera l'urètre)

Réunion des bourrelets génitaux pour former le scrotum, qui contiendra secondairement

les testicules après leur migration.

La prostate commence à se développer à partir de la 11ème SD à partir de la paroi du SUG

(particulièrement celle correspondant à la partie initiale de l'urètre). C'est une glande qui

va se développer à partir de multiples petits canaux et qui va entourer complètement

l'urètre prostatique. Elle va du coup de la même manière englober la partie terminale des

canaux de Wolff (c'est-à-dire les futurs canaux éjaculateurs, qui se jettent dans la partie

postérieure de l'urètre prostatique)

128

Les testicules vont migrer vers cette région au terme d'un processus complexe.

On peut voir ci-dessus la séquence des évènements suivants : allongement du tubercule et de la

gouttière uro-génitale, fusion des plis génitaux formant l'urètre.

Remarque : la gouttière urétrale ne va pas tout à fait jusqu'à l'extrémité du tubercule génital ; la

partie terminale de l'urètre au niveau du gland est formée par un cordon cellulaire issu de

l'épiblaste, qui va secondairement se canaliser.

Chez la fille, la membrane va disparaître, le tubercule génital va donner le clitoris, les replis

génitaux vont former les petites lèvres et les bourrelets génitaux les grandes lèvres.

Concernant le garçon , on va voir la formation de corps érectiles : les deux corps caverneux à la

face dorsale et le corps spongieux autour de l'urètre à la face ventrale.

La fermeture de la gouttière laisse une trace que l'on peut voir à l'auscultation : c'est le raphé

médian. Le défaut de fermeture de cette gouttière est une malformation fréquente, qu'on appelle

un hypospadias.

129

Sur ce schéma on peut voir la formation de la partie terminale de l'urètre à partir du cordon

épiblastique urétral, mais aussi la formation du prépuce (feuillet de peau qui recouvre le gland)

avec l'apparition d'une plaque épiblastique préputiale : cette plaque va se scinder en deux

permettant la séparation du gland et du prépuce.

Normalement l'urètre est complètement formé à la naissance (le petit garçon doit pouvoir uriner) ,

alors que concernant le prépuce le développement prend plus de temps (généralement le décalotage

n'est pas possible à la naissance mais seulement dans les premières années de vie de l'enfant).

Parfois le prépuce est trop long, ou trop étroit et peut empêcher de décaloter le gland : c'est ce qu'on

appelle un phimosis.

La migration des testicules :

Au départ, la gonade primitive se trouve au niveau de la 10ème vertèbre dorsale.

La descente du testicule se déroule en deux phases :

130

-phase trans-abdominale de la 7ème à la 15ème SD : les testicules descendent dans l'abdomen

jusqu'à la racine de la cuisse dans la région inguinale, en longeant le bord dorsale de la cavité

péritonéale (les crêtes génitales dont ils sont issus se situent sur ce bord !) pour se placer de

chaque côté. Ils vont rester dans cette situation pendant la majeure partie de la grossesse.

-Ce n'est qu'au 8-9ème mois (et c'est normalement terminé à la naissance) que les testicules

entament la phase inguino-scrotale qui va les mener au scrotum grâce au passage à travers le

canal inguinal.

Des structures vont participer à la descente du testicule : le gubernaculum testis, le processus

vaginal et le canal inguinal.

-le gubernaculum testis est une formation conjonctive qui appartient aux ligaments qui rattachent

la gonade aux tissus environnants. Il est très important chez le garçon et peu chez la fille. Il relie

le pôle inférieur de la gonade à la région caudale de l'embryon (future région scrotale). Au fur et

à mesure, le gubernaculum va se raccourcir, entraînant progressivement le testicule de la région

dorsale à la région scrotale. A la fin de la migration le testicule est bien arrimé au scrotum.

131

Le canal mésonéphrotique (canal déférent) va alors devoir également amorcer une courbe

puisqu'il est relié au testicule en migration (schéma ci-dessus).

-Parallèlement durant la phase inguino-scrotale, va se former une expansion de la cavité

péritonéale le long de ce gubernaculum : le processus vaginal. Il va jusqu'à la région scrotale.

-Tout ces éléments vont former une sorte de défilé entre les faisceaux musculaires, fascias et

autres structures de la région inguinale pour former le canal inguinal (qui n'est pas un canal à

proprement parler comme le canal pancréatique ou cholédoque, mais une voie de passage).C'est

la voie de passage qui va permettre au testicule, grâce au raccourcissement actif du gubernaculum

testis, de s'engager et de parvenir dans la région scrotale.

Le canal vaginal accompagne le testicule jusqu'à sa destination finale puis va se refermer pour

former un ligament : le ligament péritonéo-vaginal , laissant autour du testicule une enveloppe à

double feuillet qu'on appelle la vaginale. Puisque celle-ci est issue de l'épithélium cœlomique, elle

est analogue à la cavité péritonéale, pleurale ou péricardique. C'est donc une cavité virtuelle

bordée par un mésothélium, avec en principe un fin film liquidien. Parfois on peut avoir la

persistance d'un liquide emprisonné dans la vaginale à la naissance, formant une poche

liquidienne autour du testicule : c'est ce qu'on appelle une hydrocèle.

Normalement à la naissance les testicules sont en place (c'est d'ailleurs la première chose qu'on

va vérifier chez un nouveau-né de sexe masculin) ; quelquefois on peut avoir un ou deux testicules

qui sont restés au niveau de la région inguinale mais qui finissent leur migration dans les mois qui

suivent. Mais dans d'autres cas pathologiques il restent en position haute, on parle d'ectopie

testiculaire : elle nécessite une intervention car les testicules ne doivent pas rester à la

température centrale pour leur fonction dont la spermatogénèse (et c'est bien pour ça qu'ils

migrent durant la vie intra-utérine !) ; la température intra-scrotale est d'environ 35°.

Remarque : la deuxième phase de la migration testiculaire est sous la dépendance des androgènes

(rôle majeur de la testostérone) ; elle peut dès lors être perturbée par l'exposition du fœtus à des

agents thérapeutiques (médicaments) ou environnementaux, ayant des effets soit

oestrogéniques, soit anti-androgéniques.

C. Développement féminin

Le tubercule génital donne le clitoris

Les plis génitaux ne fusionnent pas et donnent les petites lèvres

Les bourrelets génitaux donnent les grandes lèvres

Concernant le vagin : rappelons que les canaux de Müller s'abouchent au niveau du SUG

mais sans s'ouvrir dedans ; en fait le vagin se forme à partir d'une structure (d'abord

pleine puis qui se canalise dans un second temps) qu'on appelle la plaque vaginale, et qui

s'interpose entre la terminaison des canaux Müller (fusionnés et formant l'utérus) et le

SUG.

132

133

IV. Mécanismes sous-jacents :

A. Une longue histoire

L'être humain se pose depuis longtemps la question de ce qui détermine le sexe de l'enfant à la

naissance :

Aristote : c'est l'ardeur de mâle au moment de l'accouplement et la chaleur de son sperme

qui permettraient d'avoir un garçon ; il est intéressant de noter que, à propos des

représentations que les grecs anciens se faisaient du monde et de l'espace et concernant

les propriétés spécifiques des hommes et des femmes , le sexe masculin était associé à la

dépense d'énergie et au mouvement, au déplacement à l'extérieur (et géométriquement

parlant plutôt associé à une flèche), et la femme elle plutôt associée à la sphère, à la

conservation et au stockage d'énergie et au foyer. Tout ceci a beaucoup influencé notre

culture.

Jusqu'au 18ème siècle l'homme invente d'innombrables théories et recettes

recommandées aux jeunes mariés pour avoir un garçon plutôt qu'une fille (pour les

histoires de transmission etc.)

A partir du 18-19ème siècle apparaissent d'autres notions comme l'âge et

l'environnement (température, nutrition..)

Avec, au début du 20ème siècle, la redécouverte des travaux de Mendel (génétique des

petits pois) et la découverte du chromosome sexuel chez les insectes, on commence à

élaborer une théorie génétique de la différenciation sexuelle : il y aura une

information différente chez le garçon et chez la fille et qui orienterait le développement.

Années 40-60 : on démontre le rôle dominant du chromosome Y (qui suffit à orienter le

développement masculin ) ainsi que le rôle central des hormones secrétées par le

testicule fœtal sur le développement des voies génitales et des OGE : la testostérone et

l'AMH (hormone anti-müllérienne). C'est Alfred Jost qui a démontré ce rôle du testicule

avec des expériences sur les embryons de lapins : si la gonade était retirée avant qu'elle

soit différenciée en testicule, l'embryon se développe toujours dans le sens féminin, alors

que si on laissait le testicule se développer, l'embryon se développait dans le sens

masculin. Il a aussi démontré que la testostérone reproduisait en partie les effets du

testicule (notamment concernant le développement des canaux de Wolff et la

masculinisation des OGE) mais qu'elle ne permettait pas le régression des canaux de

Müller : on postule alors l'existence d'une autre hormone qui sera découverte quelques

années après (AMH). Il est important de comprendre que dans un premier temps on va

avoir une détermination génétique du sexe de la gonade et que celui-ci influence ensuite

le reste du développement de l'appareil génital.

Années 80-90 : avec le raffinement des techniques de cytogénétique et du caryotype, on a

pu commencer à distinguer des bandes sur les chromosomes, et de plus en plus précises,

comme des bandes sur le chromosome Y. On s'est alors intéressé à des cas d'inversion

sexuelle : des hommes qui se présentent chez le médecin pour infertilité et dont on finit

134

par faire le caryotype pour découvrir qu'ils sont XX, ou des femmes au caryotype XY. On

a alors pu prouver que chez les hommes XX on avait en fait une petite portion qui avait été

transloquée sur un des chromosomes X, et inversement chez les femmes XY une portion

qui manquait sur le chromosome Y .

Dans les années 90, grâce aux techniques de génétique on a fini par identifier un gène sur

le bras court du chromosome Y, le gène SRY, et pour lequel des expériences de

transgénèse sur des souris ont démontré qu'il était nécessaire et suffisant (avec le reste

du génome normal) pour induire et orienter le développement de l'embryon dans le sens

masculin.

Après les années 90, on met en évidence le rôle déterminant de ce gène mais également

l'implication d'autres gènes dans cette différenciation et notamment le développement

précoce de la gonade sur le plan fonctionnel.

Remarque : les cellules de Leydig sécrètent la testostérone et les cellules de Sertoli l'AMH.

B. Mécanismes

Deux phases dans notre espèce :

-Etablissements du sexe de la gonade :

à partir du sexe génétique établi lors de la fécondation

XY avec présence de SRY : induit la différenciation en testicule, en collaboration avec

d'autres gènes.

XX, pas de SRY : différenciation en ovaire.

-Sexe gonadique : contrôle la différenciation des voies génitales et des OGE

Le testicule sécrète deux hormones : l'AMH et la testostérone

L'AMH induit la régression des canaux de Müller pendant la vie fœtale

La testostérone induit le développement masculin des canaux de Wolff, ainsi que celui du

SUG mais concernant ce dernier il faut qu'elle soit transformée en DHT

(dihydrotestostérone) par l'enzyme 5-alpha-réductase. La testostérone est également

nécessaire à la descente inguino-scrotale du testicule.

135

C. Anomalies

Les anomalies peuvent survenir par de nombreux mécanismes à différents niveaux :

-Avant l'établissement du sexe gonadique :

Réversion de sexe : hommes XX, femmes XY, si le gène SRY n'est pas fonctionnel ou s'il a

été transloqué au moment de la méiose

L'hermaphrodisme vrai est très rare , c'est-à-dire la coexistence de tissu testiculaire et

ovarien au sein de la même gonade ou dans des gonades séparées.

-En aval de la différenciation gonadique :

Discordance entre le sexe gonadique et la différenciation des voies génitales et des OGE :

ce sont les pseudo-hermaphrodismes. On se rend souvent compte à la naissance quand on

n'a pas typiquement une anatomie masculine ou féminine (par exemple un tubercule

génital qui est un intermédiaire entre un pénis et un clitoris de taille normale, des petites

lèvres soudées..). Il peut y avoir tous les intermédiaires entre une anatomie masculine et

féminine typiques.

136

Sujet XY masculin : causes génétiques (déficiences enzymatiques, en récepteurs) , par

exemple des hommes qui ont un défaut en 5-alpha-réductase, qui vont avoir un SUG de

type féminin.

Sujet XX féminin : L'hyperplasie des surrénales congénitale : c'est une anomalie

enzymatique au niveau des surrénales ; des substrats s'accumulent et sont dérivés vers

des voies de transformation en androgènes surrénaliens. La surproduction d'androgènes

surrénaliens chez en embryon femelle est capable de le masculiniser, notamment ses OGE

avec une hypertrophie du clitoris ou à l'extrême des petites lèvres fusionnées : ambigüité

sexuelle de sévérité variable.

Autres malformations : ectopie testiculaire, hydrocèle, hypospadias, hernie inguinale

congénitale (persistance du canal péritonéo-vaginal : on s'en aperçoit généralement

quand le petit garçon commence à marcher, en voyant une petite voussure au niveau de

l'aine) , malformation utérine...

Concernant les causes elles sont premièrement génétiques mais également environnementales :

par exemple des causes iatrogènes (exemple du Distilbène qu'on donnait dans les années 50 aux

femmes enceintes menacées d'accouchement prématuré , causant des malformations utérines

chez les petites filles ainsi que des processus de cancérisation du vagin..) ; d'autres facteurs

environnementaux sont de plus en plus suspectés dans l'augmentation de la fréquence

d'apparition des ectopies testiculaires ou des défauts de fermeture de la gouttière urétrale

(hypospadias), à mettre peut être en parallèle avec l'augmentation du nombre de cancers du

testicule et de la détérioration (tout cela depuis 40-50ans) de la qualité du sperme chez les

hommes dans un certain nombre de pays. On commence alors à songer qu'il y aurait des facteurs

environnementaux qui agiraient durant la vie intra-utérine sur le développement et la

différenciation (qui entraînent des anomalies anatomiques qu'on décèle précocement) ainsi que

sur la constitution du stock de gamètes ou encore sur la qualité du sperme (moins riche en spz, ou

avec des spz moins agiles etc..).

137

Fiche récapitulative

Le système génital se développe à partir du mésoblaste intermédiaire (cf coupe transversale

d’embryon).

Ce dernier donnera naissance aux gonades, aux voies génitales, et aux organes génitaux externes

en selon deux stades : un stade différencié et un stade indifférencié.

Les précurseurs des gonades, les gonocytes primordiaux, ont tout d'abord une localisation extra-

embryonnaire.

Elles vont ensuite migrer vers la crête génitale où va se développer la gonade primitive

indifférenciée, au niveau du mésoblaste intermédiaire, juste sous l'épithélium cœlomique.

A partir de là, deux possibilités s’offrent à elles :

1) A partir de la 7ème SD, si l'embryon est de caryotype XY, la gonade développe dans le sens

d'un testicule du fait du gène SRY :

prolifération cellulaire très importante en profondeur

les cellules cœlomiques vont se différencier en cellules de Sertoli

Les CSP deviennent des cordons séminifères

Entre les cordons séminifères du tissu conjonctif contient les cellules de Leydig

Les cordons continuent pour former un réseau qu'on appelle le rete testis

Enfin, à la 16ème SD, il y a établissement d'une connexion entre le rete testis et les tubules

mésonéphrotiques (qui se jettent dans le canal de Wolff) par un système de cônes

efférents. Le testicule est une gonade dont l'activité (exocrine, production des gamètes)

sera tournée vers l'intérieur.

2) La différenciation en ovaire débute plus tardivement à la 8ème SD :

La prolifération cellulaire (en surface) est un peu moins soutenue que pour le testicule,

formation de cellules folliculaires.

Les cellules germinales vont se différencier en ovogonies, puis des ovocytes.

A la 16ème SD vont se développer des jonctions spécifiques (desmosomes et gap

junctions) entre les cellules folliculaires et les ovocytes. Les cellules folliculaires externes

donneront les futures enveloppes de l'ovule (notamment les thèques externe et interne)

Conduits Génitaux.

1) Structures de base des éléments indifférenciés :

-Canaux de Wolff = canaux mésonéphrotiques : présents à la 4ème SD.

-Canaux de Müller : provenant d'un invagination de l'épithélium cœlomique, lors de la 5ème SD.

Dégénérescence des canaux de Müller et développement des canaux de Wolff chez l’homme, et

inversement chez la femme.

Sinus uro-génital et organes génitaux externes :

Les OGE se développent principalement à partir du sinus uro-génital et des structures qui

le limitent.

138

Après la 6è SD, on se retrouve avec un rectum en arrière et un SUG en avant dont la partie

supérieure correspond à la vessie, qui est en train de se développer , prolongée par l'allantoïde.

Chez l’homme se développent

Le pénis par allongement du tubercule génital.

Le scrotum par les bourrelets génitaux.

La prostate à partir de la paroi du SUG

Les testicules vont migrer vers cette région au terme d'un processus complexe.

En effet, la gonade primitive se trouve au niveau de la 10ème vertèbre dorsale.

La descente du testicule se déroule en deux phases :

- phase trans-abdominale

- la phase inguino-scrotale sous la dépendance des androgènes

Des structures vont participer à la descente du testicule : le gubernaculum testis, le processus

vaginal et le canal inguinal.

Chez la femme :

Le tubercule génital donne le clitoris

Les plis génitaux ne fusionnent pas et donnent les petites lèvres

Les bourrelets génitaux donnent les grandes lèvres

Le vagin par la plaque vaginale

Anomalies.

Les anomalies peuvent survenir par de nombreux mécanismes à différents niveaux :

-Avant l'établissement du sexe gonadique :

Réversion de sexe

L'hermaphrodisme vrai (très rare).

-En aval de la différenciation gonadique :

Discordance entre le sexe gonadique et la différenciation des voies génitales et des OGE :

ce sont les pseudo-hermaphrodismes donnant donc lieu à des mal formations. Il

peut y avoir tous les intermédiaires entre une anatomie masculine et féminine typiques.

Les causes de ces maladies sont d’abord génétiques mais également environnementales (cause

iatrogène par exemple).

139

UE9 – Endocrinologie et Reproduction Histologie – n°4

21/04/2017

Pr Jean Philippe Wolf

jean‑philippe.wolf@cch.aphp.fr

RT : Oriane Jacquemin

RL : Baptiste Chappey

Histologie de l’appareil génital féminin

Plan:

I. Introduction

II. Les ovaires

A. Structure histologique B. La médullaire et la vascularisation C. Le cortex et Le stroma D. La folliculogenèse E. Méiose F. Le corps jaune G. Atrésie H. Cycle

III. L’utérus

A. Organisation générale B. La trompe utérine C. HSG D. Structure histologique E. Le réservoir spermatique

IV. Le corps utérin

A. Structure histologique B. Myomètre C. L’endomètre D. Cycle menstruel

V. Col utérin

140

A. Structure histologique B. La zone de transition

VI. Le vagin

Mot du RT : Bon je sais que ça a l’air long et dur (tsssss) mais le pr Wolf a insisté sur certains points

et a passé rapidement sur d’autres donc ne vous découragez pas juste à cause de la longueur du

plan il est trompeur !

Abréviations :

VG : vésicule germinative,

Chr : chromosome

sz : spermatozoïde

₵ : cellule gg : ganglion GP : globule polaire zp : zone pellucide mtch : mitochondrie

141

I. Introduction Toutes les femmes portent dans leur ovaire leurs ovocytes qu’elles vont avoir pour leur vie

génitale :

1e csq : Ce pool d’ovocytes ne se renouvelle donc pas : il ne fait que diminuer avec la

vie (vers 40 ans stock vide). Donc une fillette de CP a déjà tous ses ovocytes dans ses

ovaires.

A partir d’un certain âge (et à partir de la puberté de manière certaine) 1000 follicules

primordiaux vont sortir pour subir la folliculogenèse. Cette dernière va aboutir à la

formation d’un unique follicule ovulatoire : le follicule de De Graaf.

2e csq : l’ovule a l’âge de la femme qui les porte. (Donc si t’as 5 ans tes ovules ont 5

ans + 2/3 mois de vie utérine et si tu as 40 ans l’ovule a 40 ans + ≈ 2/3 mois de vie

utérine tmtc) les ₵ vieillissent.

₵ la plus archaïque même plus ancienne que tes neurones.

Rq : c’est différent pour les mecs si un sz est éjaculé au mois de janvier il date de ce même

mois (et sa méiose aussi) alors que quand un ovule est ovulé, la cellule, elle date de la

naissance de la dame (son noyau, son cytoplasme, tout !)

3e csq : toutes les femmes transportent en permanence leurs ovules. Effet

cumulatif de tous les toxiques tout au long de l’existence jusqu’à l’ovulation. Ex : tabac,

phtalates, parabène … La cellule, qui sera fécondée pour donner un bébé, est présente

tout au long de sa vie donc si une femme fume ça peut avoir des répercussions sur ses

ovocytes et sur son futur embryon.

La méiose se fait en trois temps avec 2 blocages

− Le 1e blocage commence au 6e mois de la vie intra-utérine au stade diplotène de la prophase

de la division I de méiose. L’ovocyte va rester bloqué jusqu’à l’ovulation (Attention ANPC avec

la puberté) : 36 h avant l’ovulation, le pic de LH refait démarrer la méiose.

− 2e blocage en métaphase deux si le sz féconde l’ovocyte la méiose redémarre et il y aura

fécondation

D’après le professeur « c’est sûr que ça sort à l’examen, ca. »

La méiose = 1. Rupture de la vésicule germinative

2. Condensation de la chromatine nucléaire en chr 3. Formation de la 1e plaque métaphasique

4. Formation du fuseau (spindle en anglais) 5. Synthèse des protéines de check−point

6. Télophase 7. Ejection du 1e GP

8. Formation de la deuxième plaque métaphasique quand l’ovule est ovulé il est en métaphase

II avec le 2e GP qui contient n chr deux chromatines (cf la PACES)

L’ovule doit faire dans les 36 h avant l’ovulation ces 8 étapes ! Les anglais appellent

donc ca le burst of energy. L’ovocyte était pénard dans le pool de réserve avec un

métabolisme minimal et après il doit amener une quantité d’NRJ considérable donnée

par les mtch de l’ovocyte.

Or ces mtch ont l’âge de cet ovocyte. Mais dans la mtch il y a de l’ADN mtchial qui code

pour 13 protéines mais pas d’ADN polymérase (ou en tout cas moins fonctionnel que

142

dans le noyau) donc avec les délétions/mutations de l’ADN, la mtch produit de moins

en moins d’NRJ avec l’âge.

A un moment on passe sous la quantité d’NRJ nécessaire pour faire la méiose, c’est un

seuil qui se trouve autours de 37 ans dans l’espèce humaine.

Rq : Les mtch c’est comme une bagnole quand elle est jeune imotep (IMOPEPS !) mais quand elle

vieillit on consomme plus, on pollue plus et ça marche moins bien. La pollution des mtch c’est les

radicaux libres, le stress oxydant…

Schéma de la méiose et des GP

Mais même chez une femme jeune 80% du temps l’ovocyte est aneuploïde. A cause d’un

défaut de ségrégation des chr au moment de la division I de méiose.

Une femme, dans un cycle idéal, ovule le 14e jour ; si il y a un sz dans la région fécondation

vers le 15e jour ; puis 5 jours pour que l’embryon migre dans la cavité utérine (19e j).

Implantation de l’embryon à J 19/20

Rq : Si on prend 100 jeunes femmes avec un β−HCG positif à J20 du cycle (β−HCG = signe

pathognomonique de l’implantation de l’embryon) : à peine 20 auront un retard de règle.

80% des grossesses sont évacuées. ET sur les 20 grossesses il peut y avoir des fausses couches.

(Règle plus douloureuses ou avec un retard…: tjrs le synonyme de décrochement d’un embryon)

En consultation la plupart du temps le Pr Wolf reçoit des couples avec des femmes entre 37 et 40

ans qui ont comme seul pb l’âge des ovocytes.

Mot du RT : le prof précise que son cours répète son intro mais avec plus de détail, si vous avez

compris cette intro vous êtes bien partis … Donc on souffle, on range ses mouchoirs et ses « je

suis pas venue ici pour souffrir OK !? », on prend un café si besoin et on repart

143

II. Les ovaires

A. Structure histologique

Les ovaires se développent en rétro péritonéal, ils vont saillir dans la cavité péritonéale car

ils sont appendus au pédicule lombo-ovarien. Ils sont recouverts par un mésovarium (le

mésovarium est le méso, replis de péritoine, de l’ovaire recouvrant l’albuginée).

Les ovaires sont paires, ovoïdes, de 3/4cm de long, 2/3 cm de largeur et 1 ou 2 cm d’épaisseur.

Recouverts par une albuginée d’aspect blanchâtre = tissu conjonctif très dense et très fibreux

(blanc macroscopiquement).

Les ovaires possèdent aussi une double fonction, d’abord ils ont une activité exocrine avec la

fabrication et l’expulsion de manière cyclique du gamète féminin mature : l’ovocyte ; mais aussi

une activité endocrine qui consiste en la synthèse d’hormones stéroïdienne des œstrogènes et

de la progestérone.

Au sein des ovaires on distingue 3 parties :

- le hile : qui pend au bout du pédicule lombo-ovarien. Il permet la pénétration des

vaisseaux et des nerfs

/!\ Si chirurgie il faut bien ligaturer le pédicule lombo-ovarien car il est branché à l’aorte (via

l’artère ovarienne).

- la médullaire : lieu de passage des nerfs et vaisseaux, mais aussi un TC de soutien

lâche ;

- le cortex = Le cortex contient un tissu conjonctif assez dense, le stroma ovarien au sein

duquel on retrouve les follicules primordiaux. Il est entouré par l'albuginée une capsule fibreuse

blanchâtre et par un épithélium germinatif en continuité avec le péritoine

Rq : Si traitement gonadotoxique, souvent cancer : on peut faire une préservation de la fertilité

(C’est plus facile chez les femmes que les hommes)

Ex : Lors d’une greffe de moelle à une petite fille, le traitement est lourd il faut tuer toutes les ₵

souches médullaires on élimine toute la moelle de la jeune fille. Les ovocytes souffrent à

Selon la période de l’ovariectomie on

peut retrouver tous les stades du cycle de

la personne. Ici on sait que la

personne est pubère car il y a des follicules

en croissance

144

cause du traitement mais on peut congeler des fragments ovariens comme tous les follicules

primordiaux sont là, cela permet un sauvetage de la fertilité.

B. Médullaire et vascularisation (non détaillée en cours)

C. Cortex et Stroma La folliculogenèse se déroule en dedans de la couche de follicules primordiaux qui tapissent le

cortex.

Le cortex contient un tissu conjonctif dense (riche en fibre) à l’aspect tourbillonnant très

compact dans lesquelles se trouvent les follicules primordiaux en amas. Il contient également

des fibroblastes, des ₵ fusiformes : les ₵ folliculaires.

A la ménopause il ne restera que du cortex fibreux.

Rq du Pr Wolf : « la vache, l’espèce bovine est le premier modèle le plus proche de la femme au

niveau de l’ovulation ce sont deux espèces mono-ovulantes à cohorte folliculaire hétérogène ».

Le follicule est avasculaire = pas d’artériole dans le follicule, même s’il y en a à proximité. On

parle de cohorte folliculaire hétérogène car tous les follicules n’ont pas la même chance de

donner le follicule de De Graaf. Le follicule dominant sera celui qui aura le plus de récepteur

au FSH (et qui va envoyer les autres à l’apoptose).

Mais comme le follicule est avasculaire toutes les cellules du cumulus, de la granulosa, les

cellules folliculaires sont nécessaires au fonctionnement de l’ovocyte. Pour lui amener son

ravitaillement, son cholestérol pour la synthèse des hormones, et son « environnement

inhibiteur »

En effet l’ovule est bloqué en prophase de la 1e division de méiose mais si on enlève l’ovule

de l’ovaire il reprend son ovulation. Donc il y a un environnement produisant un tonus

inhibiteur entourant cet ovocyte primordial (entouré de cellules folliculaires).

145

Les cellules folliculaires de ce stroma (TC du cortex) vont entourer l’ovocyte primordial et

vont donner par la suite la thèque interne et externe qui vont sécréter les hormones

stéroïdiennes.

D. Folliculogenèse

La folliculogenèse se déroule sur 3 mois où il y aura toutes les phases de développement du

follicule accompagnées de la croissance de l’ovocyte:

La première étape consiste en la sortie de 1000 follicules primordiaux de leur pool de

réserve. Le passage d’une étape à une autre se fait au prix d’une apoptose considérable sur 1000

follicules 1 seul survit et donnera le follicule ovulatoire de Graaf.

Le reste du follicule donne le corps jaune qui donnera la progestérone pendant la 2e partie du

cycle.

Rq : Ce qui est ovulé au mois de mars provient d’une folliculogenèse qui a commencé en janvier.

Qu’est ce qui caractérise les follicules dominant ?

Il semblerait que ces cellules folliculaires dérivent de 5, 6 à 7 ₵ souches initiales présentes

dans les ébauches gonadiques et que certaines ₵ souches seraient plus opérantes (dans les

facteurs cytoplasmique, mtchiaux…) Et ce sont ces cellules folliculaires, descendant des ₵

souches les plus opérantes, qui formeraient les follicules dominants.

Quand on fait une assistance médicale à la procréation (AMP), on fait une stimulation de

l’ovaire. Au tout début de l’AMP on prenait l’ovule quand il était mature : 36h avant l’ovulation

(mais c’était une contrainte car cela pouvait tomber à un moment pas pratique « Le film du

dimanche » pour Pr Wolf).

Maintenant on pilote le cycle avec de la gonadotrophine supra physiologique, en faisant ça on

sait quand les femmes vont ovuler ET on sauve de l’apoptose les follicules secondaires qui

auraient dû subir l’atrésie (dit follicules à antrum). Or la cohorte folliculaire hétérogène veut

dire qu’il y a des ovocytes qui sont plus aptes à être de bonne qualité. Donc en stimulant et en

sauvant les autres follicules il y a de fortes chances de n’avoir dans le prélèvement que des

follicules 2R qui n’ont pas la même qualité que celle du follicule dominant.

/!\ Donc quand on a 8 ovocytes on aura jamais 8 bébés car la qualité de l’ovule doit être

suffisante pour supporter méiose, fécondation et être support de l’embryon pendant les 5 j de

transit tubaire… (cf après)

Pourcentage de chance qu’un ovocyte d’une femme jeune donne un bébé : 4.5% (à Cochin).

A 40 ans il faut 140 ovocytes pour espérer avoir un bébé ≠ pour une femme jeune il faut 20

ovocytes.

a) Le pool de réserve : le follicule primordial

146

Jusqu’à 7 mois: - Multiplication des ovogonies - Ponts cytoplasmiques - Stock définitif: 3

millions

- Dès 4 mois: Augmentation taille ; Début Méiose ; Arrêt en prophase 1 ; Ovocyte I: 25-30

µm

- A partir de 5 mois: Monocouche de cellules folliculaires : cellules fibroblastiques du

cortex entourant l’ovocyte donne le Follicule primordial: 50 µm

/!\ Atrésie: stock de 400 000 à la naissance

Rq : L’acide rétinoïque empêche, quand c’est une différenciation féminine, la différenciation

en sz. Quand ces cellules génitales primordiales sont féminines elles vont donc rentrer en méiose

et se bloquer en prophase I.

b) Follicule primaire :

Le follicule primordial va sortir de son pool de réserve et la première chose qu’il fait c’est de

s’entourer d’une assise de cellules folliculaire cubiques entourant l’ovocyte I. Une membrane

basale (mbrane de Slavjansky) entoure cette assise le tout formant le follicule primaire.

Rq : on ne sait pas comment les follicules sortent du pool de réserve mais on sait juste que cette

sortie est INDEPENDANTE de la FSH !

Les cellules génitales primordiales se différencient à la 3e semaine de la vie fœtale dans la région de la vésicule vitelline (en extra embryonnaire). Elles migrent jusque dans les crêtes génitales à la 6e semaine en rétro péritonéale : − c’est là où se trouvent les ovaires −les testicules descendent dans le scrotum par la suite

Ovocyte I :

- Taille 40-50 µm

- Stockage

- Vésicule germinative (VG)

Gros noyau central nucléolé

Chromatine fine dispersée

- Zone pellucide (zp) et ponts

cytoplasmiques

- Granules corticaux (non visibles ici) : sous

membranaire qui lors de l’activation

ovocytaire sont expulsés et changent la

composition de la zp ce qui bloque le

passage à d’autres sz blocage de la

polyspermie

147

La zone pellucide commence à apparaitre avec le follicule primaire : La zone pellucide a pour

effet une sorte de membrane basale et est constituée de glycoprotéines sécrétées par l’ovocyte et

l’entourant pdt toute son existence.

La première assise entourant l’ovocyte = corona radiata avec des prolongements

cytoplasmiques qui vont s’anastomoser avec la membrane de l’ovocyte lui-même ces jonctions

vont permettre à l’ovocyte de recevoir ordre/nutriments/ tonus inhibiteur… Le pic de LH

permet de rompre le contact avec la corona radiata et va, entre autres, arrêter ce tonus

inhibiteur l’ovocyte reprend sa méiose.

c) Follicule secondaire ou pré-antral :

Le follicule devient secondaire par multiplication à l’intérieur de la membrane de Slavjanski des

cellules folliculaires formant la granulosa avec la première couche qui s’appelle corona radiata

+ apparition de vacuoles (qui vont ensuite s’assembler pour donner l’antrum.)

La zone pellucide est bien délimitée à ce stade.

Individualisation de la thèque interne et de la thèque externe par apposition de cellules

d’origine mésenchymateuse qui vont devenir des cellules stéroïdiennes. Dans ces cellules on

retrouve un REL, des vacuoles lipidiques contenant le cholestérol…

Sécrétion d’E2 = œstradiol pendant la 1e partie du cycle.

/ !\ Mais PAS de progestérone car pas d’enzyme de conversion, ces dernières ne sont que dans

les ₵ folliculaires il n’y a donc que le corps jaune qui donnera de la progestérone, quand les

vaisseaux auront pénétrer les ₵ folliculaires entrainant la lutéinisation (après l’ovulation). La

progestérone (= hormone de la grossesse) est donc sécrétée pendant la 2e partie du cycle.

Les cellules de la granulosa sont liées par des gaps junctions et des jonctions adhérentes à

l’ovocyte selon le type de TZP (trans zonal projection). Cela va permettre l’apport de nutriments

à l’ovocyte.

Les jonctions de type M-TZP (ou B-MTZ) = jonctions adhérentes qui sont riches en

microtubules

Les jonctions de type A-TZP = gap junctions sont très nombreuses, riches en actine, traversent

Zone pellucide

148

la zp et sont importantes pour la maturation folliculaire (elles sont colorées en rouge / rose par

la phalloidine).

d) Follicule tertiaire ou antral :

Rappel dans le Follicule 2R il y avait de plus en plus de vacuoles qui vont fusionner pour faire

l’antrum du follicule tertiaire qui est visible en échographie (car opaque à l’ultrason).

L’ovocyte I du follicule tertiaire grandit et dépasse 80 µm = taille minimale pour acquérir une

compétence méiotique : l’ovocyte I ≈ 120 µm La fécondance de l’ovocyte est fonction de son

diamètre (plus il est grand plus il a de chance d’être fécondé) : cette maturation du follicule

s’accompagne d’une biogénèse mtchial et d’une augmentation de transcrits d’ARN qui vont

être stockés dans l’ovocyte. Le génome embryonnaire se met en place au stade 8 ₵, avant,

l’embryon vit sur le stock ovocytaire maternel c’est à ça que sert cette phase d’expansion.

Ici l’ovocyte est lié à la paroi par le cumulus oophorus.

La thèque interne va fabriquer l’E2 (œstradiol) plus le follicule se développe plus la sécrétion

d’E2 est importante (surtout si gynéco donne de la gonadotrophine) quand gynéco fait un

monitorage : on regarde le nombre et la taille des follicules en croissance IIR et IIIR et on dose

l’E2 qui permet de voir la production ostrogénique par le follicule.

Thèque externe : TC de soutien

Rq : C’est ce follicule celui qu’on retrouve en début de cycle il y a déjà donc eu 2 mois ½ de

folliculogenèse lorsqu’on est au follicule tertiaire.

e) Follicule à antrum ou follicule ovulatoire :

On y observe une cavité antrale expansée repousse les ₵ folliculaires sur un mur de ₵

folliculeuses à la périphérie de l’antrum, et ça isole l’ovule à un des pôles du follicule autours

d’une masse de ₵ folliculaire = le cumulus, ce cumulus sera éjecté avec l’ovocyte (l’assise la plus

proche de la zp du cumulus= tjrs la corona radiata).

L’ovocyte I : 120 µm contenu dans un follicule bombant à la surface de l’ovaire (Avant

ovulation on a tjrs un ovocyte I !)

Lors de l’ovulation :

- Pic de LH,

- Maturation ovocytaire finale: Nucléaire Ovocyte II ET Cytoplasmique: mitochondries,

granules corticaux

- Rupture de la paroi ovarienne

- Expulsion de l’ovocyte II entouré de la corona radiata: complexe cumulo-ovocytaire.

Des facteurs inflammatoires interviennent lors de cette phase, il va voir un gonflement du

follicule sous l’effet de l’accumulation de liquide folliculaire expulsion de l’ovocyte qui a lui-

même expulsé son 1e GP.

149

Rq important à retenir sur la maturation nucléaire de l’ovocyte : Le crossing over a eu lieu dans

l’ovaire fœtale, en effet la prophase de la 1ère division de méiose est bloquée au stade diplotène

(après le crossing over)

E. Méiose

Chez la femme jeune ça marche bien mais malgré ça la ségrégation des chr est ratée

8/10 ; chez les femmes plus âgées ça marche encore moins.

Donc la trisomie 21 (et toutes les autres aneuploïdies) sont plus importantes pour les

mères de 37 ans et +. On parle souvent de la trisomie 21 car elle est viable et très

handicapante.

/!\ Il existe quand même des cas sporadique avant 37 ans du à la mauvaise ségrégation c’est

pour cela qu’on fait des dépistages pour toutes les grossesses et pas seulement des femmes plus

âgées.

Martin Wilding publie à Londres le rapport entre l’activité/distribution des mtch

et l’âge et ça diminue ! Avec un coefficient de corrélation de 1,2.10-17 (cf après)

A un moment de la folliculogénèse il y a le pic de LH 36 h avant l’ovulation, ce pic induit la reprise de la méiose avec expulsion du 1e GP (n chr à deux chromatines) et n chr à l’intérieur de l’ovocyte bloqué en métaphase II. Puis fécondation par un sz et expulsion du 2e GP.

150

Un autre chercheur dans le Colorado Van Blerkom récupère les ovocytes congelés de

femmes qui s’étaient fait inséminer qu’une partie de leurs ovocytes.

Il a remarqué que quand ces femmes ont eu un bb c’est qu’il y a avait au moins 2 pmol

ATP dans l’ovocyte qu’elles avaient laissé (et donc qu’elles s’étaient fait inséminés),

sinon pas de bb. => Il faut au moins 2 pmol d’ATP/ovocyte pour réussir sa méiose

et donc pour espérer avoir un enfant. Ce seuil est passé vers 37 ans pour l’espèce

humaine (même si vous vous en doutez a dépend des femmes)

Pourquoi besoin de cette énergie ?

- Parce que l’ovocyte doit pouvoir faire sa méiose et l’activation ovocytaire permettant la

formation du zygote (avec les vagues de Ca2+ à l’entrée du sz)…

En effet si on donne des poisons de la mtch après que la fécondation ait eu lieu, les pics

de calcium commencent, et, au moment où on injecte le poison la fécondation s’arrête.

Ce sont donc les mtch de l’ovocyte qui permettent l’activation du zygote.

Ex de poisons : l’olygomycine (poison de l’ATP synthétase de la chaine d’O/R), le cyanure

(poison du complexe 4), milieu sans pyruvate/glucose (: rq si on en remet pour que la

glycolyse soit à nvx possible la fécondation reprend.)

- De plus il n’y a pas de biogénèse mtchiale pendant les 4 ou 5 jours du transit

tubaire (dans la trompe). L’ovocyte et ses mtch doivent donc assurer : sa méiose,

l’activation du zygote et supporter le dev embryonnaire pdt les 5 j du transit tubaire où

la femme ne se sait pas enceinte donc elle ne fournit pas d’NRJ à l’embryon. Donc si

l’ovocyte est super béton elle peut faire les 3 étapes mais sinon c’est impossible. D’autant

que pendant la première semaine l’embryon passe d’unicellulaire à blastocyste (avec

trophoblaste, bouton unicellulaire…) (et tout ça grâce aux valeureuses mtch

ovocytaires).

/!\ Mais ça ne veut pas dire que les femmes de 40 ans n’auront pas de bébés c’est juste qu’il

y a encore moins de % de chance d’en avoir.

Etude de Martin Wilding

Etude de Van Blerkom

151

Ex : sur 100 femmes de 20 ans enceintes il y en aura 5 de 40 et sur ces 5 de 40 ans plus de 50%

font une fausse couche.

(La maman du Pr Wolf avait 40 ans et son papa 55 quand il est né donc c’est un survivor)

Petit schéma récapitulatif de la méiose pour ceux pour qui ce n’était pas très clair

F. Corps jaune Dans la deuxième partie du cycle le follicule va être vascularisé (alors qu’il ne l’était pas avant) :

− Le follicule est rompu : petit saignement suivi d’une fibrose et d’un coagulum

− lutéinisation des ₵ qui vont devenir sécrétrices de PG (progestérone) et d’E2

Avec un REL très développé et des vacuoles de cholestérol pour la synthèse d’hormones.

Spontanément ce corps jaune va secréter de la PG pendant 15 jours (= temps de la phase

lutéale) et quand la FSH chute, le corps jaune cesse de faire de la PG et les règles arrivent.

Si une grossesse survient les β−HCG (= signe pathognomonique de l’implantation de

l’embryon dans l’endomètre) prennent le relais de LH pour entretenir le corps jaune

pendant qq semaines jusqu’à ce que l’unité foeto-placentaire prenne le relais de la sécrétion de

Fertilité des femmes en fonction de l’âge Une femme perd 15% de sa fécondité tous les mois à partir de 40 ans

Stade VG= pool de réserve, Après rupture de la VG : on passe en Métaphase 1 = sans VG ni GP mais l’ovocyte ne s’y arrête pas, L’ovocyte expulse son 1e GP et comme il y a pas de prophase 2, on passe en M2 En Métaphase 2 = sans VG avec un GP Après fécondation = zygote = deux pronoyaux (plus clair sur la photo) et le 2e GP

152

PG pendant toute la grossesse

G. Atrésie folliculaire Dans l’ovaire fœtal il y a déjà une très forte apoptose : entre 3 et 5 millions ovogonies

fœtales dont l’immense majorité rentre en apoptose.

A la naissance on a entre 300 à 500 000 follicules primordiaux dans nos ovaires mesdames.

Sur tous ces ovocytes il n’y en a même pas 500 ovulés.

Chaque cycle est mono ovulatoire, et les autres follicules sortis du pool de réserve sont

voués à l'atrésie Dégénérescence programmée de l’immense majorité.

Que font les gynécos pour évaluer la fonction ovarienne ? : (à savoir)

- Mesure de la FSH et LH : Hormones hypophysaires gonadotropes, folliculo-stimulante

et lutéinisante hormone.

FSH stimule le développement folliculaire le follicule ovulatoire de Graaf est

surement le follicule avec le + de R à la FSH et grandit donc un peu plus que les autres

(puis a des R à LH).

- AMH : hormone anti mullerienne sécrétée par les follicules partir des follicules IIR

utilisée ++ par les gynécos car connectée au pool de follicules sortis du pool de réserve

- E2 : oestradiol reflet direct de la folliculogenèse

- CFA = on compte les follicules antraux, après écho on regarde le nombre de follicules

pour le cycle suivant

Cela ne donne pas d’infos sur la qualité de l’ovule qui dépend seulement de l’âge de la femme et

du nombre de mtch des ovules.

H. Cycle

Le cycle ovarien dure en moyenne 28 jours, il a lieu de la puberté à la ménopause. On distingue 2

phases :

- La phase folliculaire ou FSH dépendante, qui débute le premier jour des règles. Il

s’agit d’une phase de prolifération de l’endomètre. Il y a une synthèse d’œstradiol par la

thèque interne importante durant cette phase dont la cible essentielle est l’endomètre et

qui déclenche le pic de LH qui provoque l’ovulation.

- La phase lutéale, sous l’effet de la LH, qui est responsable de la sécrétion de

progestérone par les cellules lutéinisées et d’œstradiol.

La progestérone est hyperthermique en découle la méthode ogino de contraception mais

pas très efficace parce que la t° augmente après l’ovulation, donc on le sait en retard et le sz peut

vivre 48 h… donc cette méthode de contraception a été la cause de nombreuses naissances.

Rq : - Il y a des follicules à antrum avant la puberté dans les ovaires.

- Les femmes atteintes de Turner (X0) ont l’ovaire réduit à une bandelette ovarienne

153

III. L’utérus

A. Organisation générale

Le petit bassin comprend les ovaires, les trompes de Fallope.

Tout cela est libre dans la cavité péritonéale mais le péritoine tapissant la face ant et post de la

cavité péritonéale. L’accolement des feuillets de séreuse péritonéale forment des mésos qui

recouvrent un TC extrêmement lâche. A l’intérieur des mésos on trouve les vaisseaux, gg et

Le ligament utero-ovarien relie les cornes de l’utérus à l’ovaire. Le mésosalpinx c’est du péritoine qui monte qui entoure la trompe et qui redescend de l’autre côté en laissant l’ovaire dans la cavité péritonéale. Le péritoine passe en avant sur la face ant de l’utérus en arrière sur la face post. Latéralement ces deux feuillets s’accolent pour former le mésométrium

154

lymphatiques drainant l’appareil génital (ces mésosalpinx/ mésométrium sont appelés par les

gynécos ligaments larges).

L’utérus lui-même est une cavité qui a une forme de cône inversé aplati de manière antéro-

postérieur. Il s’insère en bas par le col sur le vagin et en haut il se continue par des cornes où

s’abouchent les trompes.

Les trompes sont flexibles, souples et ne sont pas accolées à l’ovaire. En fait quand un ovaire

ovule l’ovule, cette dernière tombe dans le cul de sac de douglas et c’est par le péristaltisme et

les franges du pavillon que l’ovule est récupérée. Si salpingectomie unilatérale on remarque

qu’une femme peut ovuler d’un côté (par exemple le droit) et l’ovule peut être récupéré par la

trompe controlatérale (par ex la gauche).

La femme est mise la tête en bas pour faire remonter les anses intestinales.

B. La trompe utérine

Les spermatozoïdes sont aidés dans leur progression de la cavité utérine vers le pavillon de la

trompe par le péristaltisme utérin et tubaire.

Les trompes de Fallope possèdent un pavillon avec des franges bien séparées les unes des autres. Parfois il peut y avoir un phimosis accolement des franges, pas très grave, mais les ovocytes / embryon ne passent pas à l’intérieur l’ampoule, l’isthme et le segment utérin (les trois autres parties de la trompe) diminuent alors de volume.

155

Dans la seconde partie du cycle, sous l’influence de la sécrétion de progestérone, il y a

inversion du péristaltisme (de centrifuge il devient centripète) pour amener l’ovocyte ou

l’embryon (après fécondation de l’ovocyte qui a lieu dans le pavillon tubaire) dans la cavité

utérine.

Rq : lorsqu’une radio avec injection de produit de contraste est normale le produit de contraste

ne doit pas rester dans le pavillon des trompes de Fallope il doit passer dans la cavité

péritonéale et mouler les anses intestinales (cf diapos du cours pour les intéressés).

Epithélium tubaire : fait de ₵ sécrétantes, sécrétant le liquide tubaire et de ₵ ciliées qui aident

l’avancement de l’embryon dans la trompe.

C. D. Non traitées ou fait dans d’autres parties

E. le réservoir spermatique

Notion de réservoir spermatique : Les spermatozoïdes se fixent aux cellules ciliées de

l’épithélium tubaire (par des molécules d’adhésion qu’ils expriment et qui sont reconnues par

les cellules ciliées)

Les sz pénètrent à l’intérieur de l’appareil génital, ils sont éjaculés dans le fond du vagin puis

les sz montent dans la glaire. Cette dernière est produite par les glandes de l’endocol en fonction

de l’imprégnation ostrogénique en fonction du cycle.

- La glaire est filante au cours de la 1e partie du cycle (comme du blanc d’œuf mais pas cuit) :

elle s’écoule dans le fond du vagin et récupère les sz qui « nagent » dedans ; c’est ainsi.

- Deuxième partie du cycle à cause de la PG, la glaire est moins abondante plus épaisse.

Bouchon de mucus qui isole la cavité utérine du reste du wagon

La trompe est composée de 3 tuniques : ‑ une muqueuse : à l’aspect festonné donne un aspect caractéristique à la lumière - une musculeuse (muscle lisse) ; ‑ une séreuse ou adventice périphérique.

156

IV. Corps utérin

A. Structure histologique L’utérus est un organe médian situé dans le petit bassin, musculaire surtout et creux, il mesure 5

à 7 cm de long chez la nullipare. Lorsqu’il y a un bébé dans l’utérus il mesure 36cm. Il est

antéversé et antéfléchi dans sa position normale.

Il possède une partie dilatée, le corps et le fond, ainsi qu’une partie cylindrique basse qui est le

col (et qui a une structure histologique différente).

B. Myomètre Myomètre : partie musculaire, muscle lisse, avec des cellules fusiformes, allongées… Même

caractéristiques qu’un tissu musculaire lisse. Mais en plus deux autres caractéristiques :

- les cellules musculaires établissent des connexions entre elles à la fin de la grossesse ce

qui permet à l’utérus de se contracter de manière synchrone en masse lors de l’accouchement.

- Ces cellules musculaires sont hormono sensibles. Le myomètre se contracte sous l’influence

de l’ocytocine (hormone sécrétée par la post hypophyse déclenchant les contractions) lorsque

la progestérone chute.

Rq : Les contractions ne se déclenchent pas pendant la grossesse car la PG protège d’éventuelles

contractions.

Le myomètre est découpé en 3 couches mal définies: une interne longitudinale, une médiane plexiforme et une externe longitudinale.

C. Endomètre L’endomètre :

- Dans la première partie du cycle, il a un chorion cytogène très compact avec des

glandes tubulaires droites à cause de l’invagination de la muqueuse de l’endomètre

- Sous l’effet de E2 prolifération avec une augmentation de l’épaisseur de la

muqueuse endométriale.

- Sous l’effet de la PG sécrétée à partir de l’ovulation transformation sécrétoire : les

glandes et les artérioles vont se contourner avec une prolifération de la

vascularisation. Des vacuoles de glycogène sous nucléaires vont apparaitre à la base

des ₵ et vont migrer à la partie apicale de ces ₵ glandulaires et qui vont être sécrétées

dans les glandes.

Sa paroi est constituée de deux parties : - l’endomètre, une muqueuse qui joue un rôle important dans l’implantation - le myomètre :partie musculaire.

157

Transformation lutéale en même temps que le stroma devient œdémateux

Entre le 20 et le 24e jour = fenêtre d’implantation avec expression des molécules d’intégrines

au pôle apicale des cellules endométriales

A partir du 24e jour = cette expression des molécules d’intégrine se fait l’intérieur du stroma

disparition de la surface de l’endomètre invasion de l’endomètre par l’embryon

- Au début de la phase proliférative : épithélium tubulaire simple

- Au cours de la phase proliférative : l’ep devient pseudo stratifié du fait de la

prolifération cellulaire

- Au début de la phase sécrétoire : apparition de vacuoles glycogénique basale

- A la fin de la phase sécrétoire les vacuoles glycogéniques deviennent apicales

Rq : Noyes a décrit en premier en 1954 les stades histo du développement de l’endomètre

D. Cycle menstruel (cf partie précédante)

Endomètre : cycles de vie

• Avant puberté

- Fin - Epithélium cubique bas -Chorion cytogène - Glandes tubulaires simples

158

• Puberté-Ménopause

- Cycles menstruels (cf avant)

• Ménopause

- Proche prépubère - Glandes kystiques - Chorion fibreux Peut se remettre en

marche sous stimulation hormonale (si supplémentation hormonale par exemple)

Un ovocyte peut être donné d’une femme à une autre vu que l’embryon est de toute façon vu

comme un corps étranger car ½ des épitopes est étranger (du papa).

Rq : Les rapports multiples avant la grossesse aident la femme à s’adapter aux épitopes de son

conjoint sinon la grossesse peut être plus à risque hypertension, éclampsie… (C’est le cas avec le

don de sperme, la femme n’a pas eu d’adaptation immuno au sperme du donneur).

/!\ Si don d’ovocytes de femmes jeunes à des femmes plus âgées : la qualité de l’ovocyte

provient de la femme jeune qui a donné donc autant de chance d’avoir un bébé. Même si la

femme porteuse est ménopausée car l’utérus n’est pas le problème mais c’est la qualité de

l’ovocyte qui est important.

V. Col utérin Zone de transition entre le vagin et l’utérus. On y distingue 2 zones : l’endocol traversé par le

canal endocervical, et l’exocol qui est la partie du col qui fait saillie dans le vagin

L’endocol a des glandes qui sécrètent la glaire dans des cryptes c’est donc un épithélium

glandulaire.

Dans le vagin on a un épithélium malpighien non kératinisé qui résiste aux variations de pH. En

effet le pH du vagin varie avec la période du cycle et peut être assez acide.

Ectropion : éversion du col avec de la muqueuse glandulaire qui se retrouve au contact du

vagin et de ses variations de ph.

Rq : Les cancers du col de l’utérus peuvent être détectés via frottis (tous les 2 ans) avec un

spéculum on atteint le col qu’on gratte avec une spatule et on envoie le prélèvement au labo.

VI. Vagin La muqueuse vaginale a la capacité d’absorber des composés (d’où supplément en progestérone

en gélules vaginales).

C’est aussi par l’absorption des épitopes du conjoint dans le liquide séminale par cette

muqueuse vaginale que se fait l’adaptation immunologique de l’utérus. En effet il y a une

grande concentration veineuse au niveau de la muqueuse, il y a donc un effet de premier

passage. Et la paroi veineuse gagne directement l’endomètre. C’est comme ça que la femme

adapte son endomètre à la nidation de l’embryon d’un sperme déjà connu.

159

Les femmes dont les maris ont des stress oxydant qui vient altérer la qualité du sperme

(comme un syndrome inflammatoire : prostatite) ont des bébés plus gros par absorption de

dérivés nitrés au niveau de la muqueuse vaginale: or ces dérivés sont des vasodilatateurs. D’où

la taille du bébé car il y a plus d’apports. (Mais moins de chance d’avoir un bébé car fausse

couche +++)

Pour aller un peu plus loin :

Le nouvel enjeu aujourd’hui c’est d’arriver à ce que des couples plus âgés, où les femmes ont

moins de mtch en assez bon état, puissent encore avoir des enfants.

/!\ Les mtch du sz sont détruites donc c’est l’ovule qui donne les mtch à l’embryon :

l’homoplasmie (mtch d’une seule origine).

Comme il n’y a plus suffisamment de mtch, on a essayé d’injecter des mtch nouvelles.

Des chercheurs us ont voulu injecter des mtch d’une femme jeune à une plus âgée

(hétéroplasmie), it works 30 bébés sont nés mais c’est interdit car les enfants ont eu des

maladies mitochondriales.

Les ovogonies souches adultes existentielles ? Jonathan L. Tilly a trouvé des ₵ souches

ovogoniales à l’intérieur de l’ovaire de la femme adulte (30 / 35 ans). Des cellules qui ne

seraient pas entrées en méiose dans l’ovaire fœtale (car dans la nature ce n’est jamais ni 0 ni

100%). Il veut faire une biopsie ovarienne pour prendre ces cellules les faire multiplier, prélever

les mtch et les réinjecter à d’autres femmes : ça aussi ça marche un bébé est né mais il y a le

même pb hétéroplasmie avec maladie à la clé.

Des chercheurs de Taiwan ont voulu prendre des mtch homoplasmiques de la corona mais il

semblerait que prendre des mtch d’une ₵ somatique ne marche pas avec les mtch d’une ₵

germinale car il y a une spécificité du dialogue nucléo-mtchial par type cellulaire.

160

FICHE RECAPITULATIVE

I. Introduction :

- Toutes les femmes portent dans leur ovaire leurs ovocytes qu’elles vont avoir pour leur vie

génitale :

1. Ce pool d’ovocyte ne se renouvelle pas et diminue au cours de la vie (1000 follicules

primordiauxfollicule de De Graff)

2. l’ovule a l’âge de la femme qui les porte

3. toutes les femmes transportent en permanence leurs ovules.

Schéma de la méiose et des GP

II. Les ovaires

A. Structure histologique :

- Les ovaires se développent en rétro-péritonéal (appendus au pédicule lombo-ovarien), et

recouvert par le mésovarium (replis péritonéal) et une albuginée (tissu fibreux)

- ils ont une activité exocrine (formation ovocyte) et endocrine (œstrogènes /progestérone)

-3 partis : 1. le hile (pénétration vaisseaux et nerfs)

2. médullaire (TC lâche permettant passage vaisseaux et nerfs)

3. cortex (TC dense « stroma » contient les follicules primordiaux)

C. cortex et stroma

La folliculogenèse se déroule à en dedans de la couche de follicules primordiaux qui tapissent le

cortex.

D. Folliculogenese

- Dure 3 mois, La première étape consiste en la sortie de 1000 follicules primordiaux dont 1 seul

donnera un follicule de Graff (les reste transforme en corps jaune)

-pool de réserve : follicule primordial Follicule primaire (assise de cellules folliculaire

cubiques entourant l’ovocyte I.)Follicule secondaire (membrane de Slavjanski : donne

Granulosa) Follicule tertiaire (l’antrum mais ovocyte reste lié a la paroi par le cumulus

oophorus.) Follicule ovulatoire (cavité antrale expansée)

161

Le follicule dominant sera celui qui aura le plus de récepteur au FSH

E. Méiose

F. Corps jaune

Ce qu’il reste du follicule après ovulation (lutéinisation), se charge de graisse et en

vascularisation, Il sécrète de la progestérone et de l’œstradiol. Involution du corps jaune

provoque les règles par privation hormonale.

G. Atrésie folliculaire :

- Très forte apoptose folliculaire on passe de 3 5 millions d’ovogonies à – de 500 ovocytes

ovulés (dégénérescence programmée de l’immense majorité.)

H. cycle menstruel :

III. Utérus

A. organisation générale

- L’utérus est une cavité qui a une forme de cône inversé aplati de manière antéro-postérieur. Il

s’insère en bas par le col sur le vagin et en haut il se continue par des cornes où s’abouchent les

trompes

B. La trompe de l’utérus

- Les trompes sont flexibles, souples et ne sont pas accolées à l’ovaire.

E. Le réservoir spermatique

- Les spermatozoïdes se fixent aux cellules ciliées de l’épithélium tubaire (Molécules d’adhésion)

IV. Le corps de l’utérus

162

A. Structure histologique

Sa paroi est constituée de deux parties :

- l’endomètre, une muqueuse qui joue un rôle important dans l’implantation

- le myomètre : partie musculaire.

B. Myomètre

- Le myomètre est découpé en 3 couches mal définies: une interne longitudinale, une

médiane plexiforme et une externe longitudinale.

- Partie musculaire, muscle lisse, avec des cellules fusiformes, allongées

- Les cellules sont connectées entre elles à la fin de la grossesse (contraction synchrone)

- Ces cellules musculaires sont hormono sensibles. Il se contracte sous l’influence de l’ocytocine

C. Endomètre

- Dans la première partie du cycle a un chorion cytogène très compact avec des glandes

tubulaires droites dues à l’invagination de la muqueuse de l’endomètre

- Sous l’effet de E2 une augmentation de l’épaisseur de la muqueuse endométriale.

- Sous l’effet de la PG sécrétée à partir de l’ovulation transformation sécrétoire glandulaire.

V. Col utérin

- Zone de jonction entre l’épithélium malpighien non kératinisé vaginal et l’épithélium utérin

- Cryptes contenant des cellules sécrétant la glaire : filante lors de la première partie du cycle et

beaucoup plus dense et rigide lors de la deuxième partie du col

VI. Vagin

- Epithélium malpighien non kératinisé ; chorion richement vascularisé avec de nombreuses

fibres élastiques ; musculeuse avec une couche circulaire interne et une couche longitudinale

externe.

- Notion d’adaptation immunologique : par l’absorption des épitopes du conjoint dans le liquide

séminale par cette muqueuse vaginale.

163

UE9 –Endocrinologie et reproduction–

Sémiologie n°3

04/04/2017

José TIMSIT

jose.timsit@aphp.fr

RT : Anne-Sophie Hong

RL : Margaux Clément

Sémiologie des diabètes

I. Définition et modalité diagnostiques du diabète sucré

A. Définition

B. Hyperglycémie modérée à jeun

C. Test d’hyperglycémie provoquée par voie orale

D. Mesure de l’hémoglobine glyquée (HbA1c)

E. Justification des seuils diagnostiques

II. Classification des diabètes et physiopathologie

A. Classification de l’OMS

B. Sécrétion/sensibilité à l’insuline et tolérance au glucose

C. Physiopathologie des diabètes de type 1 et 2

D. Excès de poids et syndrome d’insulinorésistance

E. Conséquences de la carence en insuline

III. Symptômes dus ou associés aux diabètes

A. Anomalies métaboliques

B. Modalités de présentation du DT1

C. Modalités de présentation du DT2

D. Affections associées

E. Complications

IV. Observation clinique

Mot du RT : Ce cours a été rédigé par le prof lui-même, enjoy

164

I. Définition et modalités diagnostiques du diabète sucré

A. Définition de l’OMS

La définition DU diabète est purement biologique: il s'agit d’une hyperglycémie, mais

diverses affections peuvent être responsables d'une hyperglycémie.

o La définition de l'OMS repose sur la constatation d’une glycémie à jeun ≥ 7.0 mM (1.26

g/L) sur deux prélèvements indépendants.

L’OMS préconise d'utiliser la glycémie à jeun pour faciliter le dépistage par un test simple et peu coûteux. En effet, de très nombreux patients qui ont un diabète (essentiellement DT2) sont asymptomatiques et sont donc exposés au risque de développer les complications d'une hyperglycémie chronique non traitée. Il est donc important de dépister précocement le diabète.

o En présence de symptômes d'hyperglycémie (polyurie/polydipsie ou complication

métabolique aiguë), le diagnostic de diabète repose sur une mesure de glycémie ≥ 11.1

mM (2.00 g/L), non nécessairement à jeun.

NB: 1. le diagnostic de diabète repose sur des mesures de glycémie veineuse (au laboratoire) 2. la glycémie capillaire mesurée "au bout du doigt" avec un lecteur de glycémie portable, beaucoup moins précis, ne doit pas être utilisée pour le diagnostic de diabète; elle sert surtout aux patients à adapter leur traitement au quotidien : on parle d'autosurveillance glycémique. 3. la recherche d'une glycosurie (bandelette urinaire) est un test de dépistage, peu sensible, en aucun cas un test diagnostique.

B. Hyperglycémie modérée à jeun

Qu'en est-il des personnes dont la glycémie à jeun est au-dessus de la limite supérieure

des valeurs normales (5.5 mmol/L, soit 1.00 g/L) mais n'atteint pas le seuil diagnostique du diabète ?

o L’OMS définit une catégorie intermédiaire : l’hyperglycémie modérée à jeun, dont le

seuil diagnostique est ≥ 6.1 mM (1.10g/L) (mais < 7 mmol/L).

o En l'absence d'intervention (diététique, activité physique), l'hyperglycémie modérée à

jeun est très prédictive de la survenue d’un diabète et doit donc conduire à des mesures

de prévention.

C. Test d’hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO)

Ce test a longtemps été la référence utilisée pour faire le diagnostic de diabète. Il consiste

à administrer chez un sujet à jeun 75 g de glucose par voie orale et à mesurer la glycémie aux temps 0’ et 120’. La valeur de la glycémie au temps 120’ (G120') permet de classer les sujets en trois groupes :

o G120’ < 7.8 mmol/L (1.40 g/L) = normal

o 7,8 mmol/l ≤ G120’ < 11 mmol/L (2.00 g/L) = intolérance au glucose

165

o G120’ ≥ 11 mmol/L = diabète

Ce test est long à réaliser et peu utilisé en pratique.

D. Dosage de l’hémoglobine glyquée (HbA1c)

o Toute substance exposée au glucose subit (de manière non enzymatique) une

transformation biochimique irréversible appelée glycation (à ne pas confondre avec la

glycosylation, qui est une réaction enzymatique).

La glycation est un phénomène général, physiologique, impliqué dans le vieillissement et qui peut modifier les propriétés physico-chimiques et fonctionnelles de structures comme des protéines de membrane, des enzymes … etc. L'augmentation anormale de la glycation en cas d'hyperglycémie chronique explique en partie la survenue de diverses complications chez les patients qui ont un diabète mal équilibré.

o Compte tenu de la durée de vie moyenne des hématies (~120 j), la proportion de

l'hémoglobine qui est glyquée (HbA1c) reflète l’intégrale de la glycémie sur les 2 à 3

derniers mois. Ce test est utilisé pour surveiller la qualité de l’équilibre du diabète chez

les patients traités. Le niveau d'HbA1c est très prédictif du risque de survenue de

complications du diabète. Les valeurs normales de l'HbA1c sont de 4 à 6% (de

l'hémoglobine totale).

o L'HbA1c peut être aussi un test diagnostique du diabète avec une valeur seuil ≥ 6.5 %.

E. Justification des seuils diagnostiques : relation entre

niveau de glycémie et risque de complications

Les conséquences du diabète sont essentiellement vasculaires. On les classe en deux catégories :

o Microangiopathie (maladies des petits vaisseaux), qui dépend en premier lieu du niveau

d’hyperglycémie (et de sa durée).

o Macroangiopathie (maladies des gros vaisseaux), qui dépend de l’hyperglycémie ET de

nombreux autres facteurs de risque vasculaires (HTA, obésité, hypercholestérolémie,

tabagisme,…) ; la situation est donc moins "pure".

L'épidémiologie de la microangiopathie est donc informative pour définir le seuil

diagnostique du diabète. Le seuil de 7 mmol/L a été retenu par l'OMS car, dans différentes populations, c'est approximativement à partir de cette valeur qu'on observe une augmentation significative de la fréquence de la microangiopathie. Dans la pratique médicale, il faut cependant relativiser la définition d'une pathologie par un seuil : la prise en charge de patients ayant une glycémie à 6,9 ou à 7,1 mM doit être la même.

II. Classification des diabètes et physiopathologie

A. Classification de l’OMS

166

o Diabète de type 1 (DT1):

5-10% des diabètes Prévalence : 0.3% de la population générale Incidence en augmentation (raison inconnue) Des ATCD familiaux de DT1 sont présents dans 5 à 10% des cas

o Diabète de type 2 (DT2):

85-90% des diabètes Prévalence : 5% de la population mondiale (400 M de personnes, pandémie mondiale) En augmentation universelle (obésité, sédentarité) Touche des sujets de plus en plus jeunes En France, environ 4 M de personnes Le plus souvent peu symptomatique : 1 cas sur 3 méconnu dépistage +++ Des ATCD familiaux de DT2 sont présents dans 20 à 30% des cas très lié à l’environnement mais aussi à la génétique !

o Formes dites "spécifiques", (non détaillées ici) : nombreuses mais représentant un faible

% des cas de diabètes

o Diabète gestationnel, (non détaillé ici) : défini uniquement par le fait qu'il est découvert

au cours de la grossesse

B. Sécrétion d’insuline, sensibilité à l’insuline et tolérance au

glucose

Dans la population générale, il existe une relation entre la sensibilité à l'insuline (effet de

l'insuline sur ses tissus cibles) et la sécrétion de l'insuline par les cellules bêta des îlots pancréatiques (hyperbole en pointillés de la Fig. 1).

Physiologiquement, pour maintenir une glycémie normale, une diminution de la

sensibilité à l'insuline (aussi appelée insulinorésistance) doit être compensée par une augmentation de la sécrétion (Fig 1, flèche noire).

Le vieillissement, l'excès de poids, la grossesse, la sédentarité, la prise de certains

médicaments (corticoïdes) sont des exemples de situation d'insulinorésistance.

C. Physiopathologie (très simplifiée) du DT1 et DT2

Le DT1 (Fig1, flèche bleue)

o est la conséquence d'une maladie autoimmune qui détruit spécifiquement des cellules

bêta des îlots de Langerhans

o survient sur un terrain génétique de susceptibilité mais le facteur déclenchant est

méconnu

167

o s'accompagne de la production d'autoanticorps, notamment anti-GAD, anti-IA-2 et anti-

ZnT8, marqueurs sensibles et spécifiques de cette affection qui ont donc une grande valeur

pour le diagnostic étiologique d'un diabète

o la destruction des cellules bêta conduit à une carence absolue de la sécrétion d'insuline

; la sensibilité à l'insuline est normale. Le traitement ne peut reposer que sur

l'administration d'insuline exogène

Le DT2 (Fig 1, flèches rouges)

o a une physiopathologie complexe

o les anomalies de la sécrétion d'insuline sont constantes et la carence en insuline tend

à s'aggraver avec le temps

o l'insulinorésistance est très fréquente, en partie secondaire à l'excès pondéral, en

particulier de répartition androïde, présent dans 80% des cas

o le DT2 résulte donc souvent d'une incapacité à sécréter plus d'insuline pour faire face

à cette insulinorésistance

o est très souvent associé à d'autres facteurs de risque cardio-vasculaires dans le

cadre du "syndrome d'insulinorésistance"

D. Excès de poids et syndrome d’insulinorésistance

o Indice de masse corporel ou IMC (body mass index, BMI) = poids (kg)/taille (m)².

IMC normal < 25 kg/m²

Surpoids ≥ 25 kg/m²

Obésité ≥ 30 kg/m²

o Le syndrome d'insulinorésistance est caractérisé par 4 critères :

Répartition androïde de la masse adipeuse (tissu adipeux viscéral)

168

(hyperinsulinisme ou) anomalie de la tolérance au glucose

Hypertension artérielle

Dyslipidémie : HDL cholestérol bas, triglycérides élevés, LDL petites et denses

Pathologies souvent associées: stéatose hépatique ("foie gras"), syndrome d'apnées du

sommeil Diabète + syndrome d'insulinorésistance = situation à haut risque cardio-vasculaire

E. Conséquences de la carence en insuline

Défaut d'insulinosécrétion ( insulinorésistance)

Défaut de captage et d’utilisation/stockage du glucose

Augmentation de la production hépatique de glucose

(Levée de l’inhibition de la lipolyse)

Hyperglycémie

(Afflux d'acides gras libres dans la circulation)

III. Symptômes dus ou associés aux diabètes

A. Symptômes des anomalies métaboliques

o Physiologiquement, la glycémie est étroitement régulée entre 0.70 et 1.20 g/L.

o L'hypoglycémie (G < 0,70 g/L) s'accompagne de nombreux symptômes cliniques.

169

o Entre 1,20 g/L et 2,50 g/L, les patients qui ont un diabète peuvent être quasi

asymptomatiques pendant des années ; cette situation est particulièrement dangereuse

car ces niveaux de glycémies exposent au risque de complications chroniques.

o Au-dessus de 2,50 g/L, apparait habituellement un syndrome polyuro-polydipsique. Les

capacités de réabsorption du glucose par le tubule rénal sont dépassées et le pouvoir

osmotique du glucose entraîne une polyurie, compensée par une polydipsie. Peut s'y associer

un amaigrissement lié à la carence en insuline (fonte des tissus adipeux et musculaire).

o Lorsque la glycémie dépasse 5 à 6 g/L, existe un risque de décompensation

hyperosmolaire marquée essentiellement par une déshydratation intense.

o A part : l'acidocétose diabétique qui comporte une hyperglycémie (non nécessairement

extrême) mais aussi des concentrations plasmatiques élevées de corps cétoniques

(responsables d'une acidose métabolique), produits à partir des acides gras libres libérés

par le tissu adipeux du fait de la carence profonde en insuline.

B. Modalités de présentation clinique du DT1

o Le plus souvent: syndrome polyuro-polydipsique et amaigrissement involontaire

(syndrome "cardinal")

o A l'extrême: l'acido-cétose diabétique

Acido-cétose diabétique Complication fréquente du DT1 non traité (révélatrice) Met en jeu le pronostic vital installation progressive (qq jours) syndrome polyuro-polydipsique asthénie troubles digestifs: nausées, vomissements, constipation amaigrissement odeur acétonique de l'haleine puis : déshydratation globale, PA basse, tachycardie, au maximum collapsus dyspnée d'acidose, de Kussmaul troubles de conscience: torpeur puis coma calme symptômes d'une affection déclenchante (infection +++) Diagnostic biologique : acidose métabolique + hyperglycémie + corps cétoniques plasmatiques

Autres modalités de présentation du DT1 :

o Infections récidivantes (cutanées, génitales en particulier mycoses) du fait des effets

néfastes de l'hyperglycémie sur l'immunité innée.

o Hyperglycémie de découverte fortuite : une hyperglycémie modérée à jeun peut être le

premier signe d'un DT1 tout débutant. Contrairement à ce qui est souvent dit, l'installation

d'un DT1 n'est pas toujours brutale.

C. Modalités de présentation clinique du DT2

170

Dans 50% des cas, découverte d'une hyperglycémie de degré variable, chez un sujet

asymptomatique, souvent d'âge moyen, le plus souvent en excès pondéral. Cependant, on observe de plus en plus de cas chez des patients jeunes de fait de la forte augmentation de l'obésité et de la sédentarité.

Cette découverte peut faire suite à un dépistage (glycémie à jeun) orienté par la présence

de facteurs de risque de DT2 tels que : o (âge > 45 ans)

o Surcharge pondérale, particulièrement androïde

o ATCD familiaux de DT2

o Origine géographique (populations à forte prévalence de DT2 : La Réunion, Maurice,

Maghreb, Afrique sub-saharienne, Asie, Inde, Moyen Orient …

o ATCD de Diabète Gestationnel, ATCD d’enfant macrosome (poids de naissance excessif)

o Syndrome d’insulinorésistance (HTA, dyslipidémie)

o ATCD d'hyperglycémie modérée à jeun ou d’hyperglycémie transitoire

Dans 20 à 30% des cas, le DT2 est découvert à l'occasion d'une complication de

l'hyperglycémie chronique. Dans 20% à 30% des cas le DT2 est symptomatique : syndrome polyuro-polydipsique et

amaigrissement mais l'acidocétose est rare. A l'extrême, le DT2 peut être révélé par (ou se compliquer d') une décompensation

hyperosmolaire :

Décompensation ("coma") hyperosmolaire Complication rare du DT2 qui se déshydrate Met en jeu le pronostic vital installation progressive, circonstances favorisantes (infection, corticothérapie … etc.) polyurie +++ asthénie perte de poids majeure déshydratation avec persistance d'une polyurie puis: déshydratation extra et intracellulaire majeure, collapsus pas de dyspnée troubles de conscience variables: coma agité, signes de localisation fièvre fréquente symptômes d'une affection déclenchante (infection) Diagnostic biologique : Déshydratation globale + hyperglycémie majeure, sans acidocétose

D. Symptômes des affections pouvant s’associer aux diabètes

Au cours du DT1 : association dans 20% des cas d'une ou plusieurs autres maladies

autoimmunes spécifiques d'organe, comme : thyroïdite autoimmune (maladie de Hashimoto),

171

gastrite autoimmune, vitiligo, maladie cœliaque, maladie d'Addison, dans le cadre de la "polyendocrinopathie autoimmune de type 2". Chacune de ces affections pourra donc surimprimer sa sémiologie à celle du diabète.

Au cours du DT2 : éléments du syndrome d'insulinorésistance, affections souvent associées comme la stéatose hépatique et le syndrome d'apnées du sommeil, symptômes des complications vasculaires qui peuvent être au premier plan.

E. Symptômes des complications chroniques des diabètes

Le principal objectif du traitement du diabète est de "normaliser" le plus possible la

glycémie pour prévenir la survenue de nombreuses complications. En effet, ces complications:

- sont toutes dues, au moins en partie, à l'hyperglycémie chronique. - s'associent souvent entre elles chez la même personne. - sont souvent cliniquement asymptomatiques jusqu'à un stade très tardif.

Ces complications peuvent avoir leur sémiologie propre (non détaillée ici) mais elles

doivent être dépistées à un stade cliniquement asymptomatique (par un "bilan" systématique, généralement annuel) pour être traitées à un stade précoce.

D'autres facteurs de risque s'associent souvent à l'hyperglycémie et participent à la survenue des complications, en particulier de macroangiopathie : hypertension artérielle, hypercholestérolémie, tabagisme … etc. Il est important de traiter tous les facteurs modifiables dans le cadre d'une prise en charge globale des patients.

Liste (non exhaustive) des complications de l'hyperglycémie

Infections bactériennes ou mycotiques (toutes localisations : cutanées, muqueuses,

respiratoires, urinaires … etc.)

Complications vasculaires :

Microangiopathie : o Rétinienne : rétinopathie diabétique, risque de cécité

o Néphropathie : glomérulaire, risque d'insuffisance rénale

o Neuropathie : polynévrite

Macroangiopathie :

o Coronarienne : ischémie myocardique, risque d'infarctus

o Troncs supra-aortiques : risque d'accident vasculaire cérébral

o Membres inférieurs : risque d'artériopathie

Lésions podologiques :

o dues à la neuropathie : risque de mal perforant plantaire

o dues à l'artériopathie : lésions ischémiques

Complications rhumatologiques : tendinopathies, capsulite l'épaule, canal carpien …

etc.

172

IV. Observation clinique d’un patient atteint de diabète

Entretien : ATCD familiaux de diabète ATCD familiaux cardio-vasculaires ATCD personnels Poids de naissance des enfants Traitement récent (médicament diabétogène ?) Habitudes de vie: tabagisme, activité physique, alimentation Retentissement psychologique (vivre avec une maladie chronique) Histoire du diabète : date de découverte, présentation initiale, poids/taille à la découverte histoire du traitement (diététique, médicaments...) efficacité du traitement (HbA1c) histoire des complications et de leurs traitements Examen clinique : Poids/IMC Pression artérielle couché et debout Examen vasculaire : pouls, souffles ? Examen neurologique : réflexes ostéo-tendineux, examen des sensibilités superficielle, thermo-algique, profonde Examen cutané et podologique Examens complémentaires : contrôle glycémique facteurs de risque vasculaire associés bilan de dépistage des complications Et surtout : garder à l'esprit que les patients qui ont un diabète ne sont pas à l'abri des autres maladies. Leur examen clinique ne doit pas être centré seulement sur le diabète. Il doit être complet et permet quelquefois de dépister d'autres affections à un stade précoce.

173

FICHE RECAPITULATIVE

I. Définition et modalité du diabète sucré.

Définition OMS : le diabète se définit par la présence d’une hyperglycémie chronique.

Tests :

Mesure glycémie (veineuse) à jeun :

Normale : G <5,5 mmol/L (1g/L)

Hyperglycémie modérée à jeun (=état de pré-diabète) : 6,1 mmol/L (1,10g/L) < G< 7

mmol/L

Diabète =hyperglycémie chronique*

G à jeun >7 mmol/L

Symptômes du diabète + G (pas forcément à jeun) > 11,1 mmol/L (2,0 g/L)

Hyperglycémie provoquée par voie orale : le patient à jeun ingère 75g de glucose par

voie orale et on mesure sa glycémie au temps 0’ et 120’.

Normal: G 120’ <7,8 mmol/L (1,40G/L)

Intolérance au glucose : 7,8< G 120’ <11 mmol/L

Diabète : G >11 mmol/L

Mesure de l’hémoglobine glyquée : (reflet de l’intégrale de l’Hb sur 2-3 mois)

C’est une mesure d’avantage utilisée pour le suivi de l’équilibre diabétique que pour

le diagnostic. C’est une mesure prédictive de la survenue de complications du diabète

++.

Normale : 4-6%

Seuil diagnostic : 6,5%

II. Classification des diabètes et physiopathologie.

Physiopathologie : si la sensibilité à l’insuline diminue, il faut augmenter la sécrétion d’insuline

par le pancréas de manière à maintenir une glycémie normale.

DT1 ou diabète insulino-dépendant (5-10%) DT2 (85-90%)

Prévalence : 0,3% de la population française. Plutôt chez des patients jeunes.

Tendance : augmentation de l’incidence.

Physiopathologie : ici, la sensiblité à l’insuline est normale. La sécrétion d’insuline est effondrée par destruction des cellules β des ilôts de Langerhans par des auto AC (maladie auto-immune). Carence absolue en sécrétion d’insuline.

Traitement : par administration d’insuline uniquement.

Prévalence : 5% de la population mondiale.

Tendance : incidence en augmentation universelle, touchant de plus en plus de jeune bien que survenant généralement chez les adultes ~45 ans. Ce type de diabète est souvent asymptomatique au début (méconnu dans 1/3 des cas), le dépistage est fondamental.

Physiopathologie : l’apparition du DT2 nécessite la combinaison d’une diminution de l’insulino-sécrétion avec une insulino-résistance. Ces anomalies de sécrétions sont inconstantes et ont tendance à s’aggraver avec le temps. C’est souvent associé à d’autres facteurs

174

de risque cardiovasculaire : syndrome d’insulinorésistance

- Répartition androïde de la masse adipeuse

- Anomalie de tolérance du glucose

- HTA - Dyslipidémie Diabète + syndrome d’insulino-résistance = situation à haut risque cardiovasculaire

IMC = poids (kg) / taille (m)²

Normal : <25 kg/m² Surpoids : 25< IMC <30 kg/m² Obésité: >30 kg/m²

III. Symptômes dus ou associés au diabète.

Symptomes des anomalies métaboliques.

- Hyperglycémie : souvent asymptomatique. A partir de 2,5g/L : polyurie-polydispsie ±

amaigrissement = symptome cardinal. Risque de décompensation osmolire à partir de

6,5g/L.

- Hypoglycémie : nombreux symptômes, perte de poids ± cétose.

Symptômes des complications des diabètes.

1. Vasculaires ++ :

- Microangiopathies : touchent les petits vaisseaux, dépendent en 1er lieu de

l’hyperglycémie

▪ Rétinienne : rétinopathie diabétique, risque de cécité

▪ Néphropathie : glomérulaire, risque d'insuffisance rénale

175

▪ Neuropathie : polynévrite

- Macroangiopathies : touchent les gros vaisseaux, dépendent de l’hyperglycémie

ET de nombreux autres facteurs de risque cardiovasculaires (HTA, tabac, obésité,

hypercholestérolémie…).

▪ Coronarienne : ischémie myocardique, risque d'infarctus

▪ Troncs supra-aortiques : risque d'accident vasculaire cérébral

▪ Membres inférieurs : risque d'artériopathie

2. Infections bactériennes ou mycotiques

3. Lésions podologiques :

- dues à la neuropathie : risque de mal perforant plantaire

- dues à l'artériopathie : lésions ischémiques

4. Complications rhumatologiques : tendinopathies, capsulite l'épaule, canal carpien … etc.

IV. L’observation d’un patient qui a un diabète.

Entretien

Histoire du diabète

Examen physique

Examen complémentaires

176

177

UE9 – Endocrinologie et reproduction – Sémiologie – n°4

18/04/2017

Dr Stéphanie CHHUN

stephanie.chhun@aphp.fr

RT : Mélodie Hamelin

RL : Tristan Charitat

Médicaments du diabète

Plan :

I. Rappels et généralités

A. L’insuline

B. Valeurs de glycémie

C. Les différents types du diabète

D. L’auto-surveillance du diabète

II. Les médicaments du diabète

A. Les insulines

i. Les différentes insulines

ii. Insulinothérapies

iii. Voies d’administration et conservation

iv. Effets indésirables

B. Les antidiabétiques oraux

1) Les biguanides

2) Les insulinosecréteurs : sulfamides hypoglycémiants, glinides

et incrétinomimétiques

3) Les inhibiteurs de l’ –glucosidase

4) Les inhibiteurs de SGLT-2

III. Conclusion

178

I. Rappels et généralités

A. L’insuline

L’insuline est sécrétée au moment du repas ; elle inhibe la glycogénolyse et la néoglucogenèse qui

induiraient un apport endogène de glucose, en plus de l’apport exogène de glucose par le repas.

Découverte : L’insuline a été découverte en 1921. C’est la première protéine dont la séquence

d’acides aminés est déterminée.

Détail de la structure : L’insuline est sécrétée sous forme de pré-proinsuline, qui est très

rapidement convertie en proinsuline, une molécule de 86 AA.

Sur le schéma, en jaune est présentée l’insuline proprement dite, et en blanc le peptide C qui

permet de plier la molécule et d’acquérir une structure stabilisée par des ponts disulfures. La

proinsuline est ensuite clivée, débarrassée du peptide C, pour libérer l’insuline.

L’insuline est constituée de 2 chaînes polypeptidiques de 51 AA au total, reliées entre elles par 2

ponts disulfures. Elle dispose également d’un pont disulfure intra-chaîne. L’insuline est

synthétisée dans RE des cellules , à raison de 18 à 40 unités/jour et a une demi-vie de 3 à 5

minutes.

En biologie, on utilise le dosage au peptide C : en effet, une molécule de peptide C équivaut à une

molécule d’insuline. Cette méthode sert donc à évaluer le niveau de synthèse de l’insuline.

L’insuline est sécrétée quand le taux de glucose augmente : en voici les étapes chronologiques.

179

1. Le glucose agit au niveau de la cellule du pancréas : il entre dans la cellule grâce au transporteur Glut 2, puis subit le métabolisme du glucose

2. Augmentation d’ATP

3. Fermeture des canaux potassiques ATP-dépendants, empêchant donc la sortie des ions potassium intracellulaires

4. Dépolarisation membranaire

5. Ouverture des canaux Ca voltage-dépendants qui conduit à une entrée de Ca dans la cellule

6. Exocytose et libération de l’insuline dans le milieu extracellulaire

Le récepteur à insuline est un récepteur transmembranaire composé de deux sous-unités et ,

et associé à une activité tyrosine kinase. Cela implique donc une transduction du signal avec

libération de messagers secondaires, qui conduisent à une réponse cellulaire :

hormone hypoglycémiante

augmentation de l’anabolisme protidique

lipogenèse dans les adipocytes

Les effets de l’insuline dépendent de la cellule cible :

Cellule cible Effet métabolique

HÉPATOCYTES augmentation du stockage du glucose sous forme de glycogène par le

foie par activation de la glycogène synthétase

MYOCYTES

augmentation du captage et de l’utilisation du glucose par les muscles

squelettiques

captage des AA et synthèse des protéines

ADIPOCYTES

augmentation du captage et de l’utilisation du glucose par le tissu

adipeux

augmentation du stockage du glucose sous forme de triglycérides dans

les adipocytes du foie

diminution des corps cétoniques provenant des acides gras

B. Valeurs de glycémie

NORMAL DIABÈTE

Glycémie à jeun 4,2 – 6,4 mmol/L 0.7g/L – 1.1g/L

> 7 mmol/L > 1.26 g/L

Glycémie 2 h après 75 g glucose

< 7,8 mmol/L > 11 mmol/L

180

En cas d’urgence, on assiste à un coma acido-cétosique avec évolution mortelle en quelques heures.

C. Les différents types de diabète

le diabète de type 1 (DID : diabète insulino-dépendant) dit juvénile : déficience majeure de

la sécrétion pancréatique d’insuline par destruction des cellules des îlots de Langherans

(maladie auto-immune)

le diabète de type 2 (DNID) dit de la maturité : déficience de la sécrétion et/ou insulino-

résistance périphérique (diminution de la sensibilité des tissus cibles à l’insuline)

le diabète de type 3 : iatrogénique (corticoïdes, neuroleptiques) ou secondaire à une

pathologie (pancréatite, mucoviscidose)

le diabète de type 4 dit diabète gestationnel : insulino-résistance périphérique

D. L’auto-surveillance du diabète

On contrôle sa glycémie avant un repas, pendant ou après l’exercice physique afin d’adapter son

traitement. Les lecteurs de glycémie gardent en mémoire les glycémies et permettent d’ajuster les

doses d’insuline et leur répartition journalière.

La forme classique du lecteur glycémique correspond à une lancette montée sur un stylo auto-

piqueur : à l’aide d’une bandelette, on mesure la glycémie. Attention à la calibration : une

valeur anormale peut être due à une mauvaise calibration.

Il existe un nouveau système flash d’auto-surveillance du glucose : petit patch qui se colle sur

la peau accompagné d’un lecteur à passer au niveau du dispositif de surveillance qui donne

directe la glycémie. Le dispositif est à garder 15 jours sur le bras. Cela assure le carnet de suivi

et on économise les bouts du doigt ! L’inconvénient majeur sont les réactions allergiques

cutanées sous ce dispositif, qui apparaissent dans 20% des cas.

Le pancréas artificiel : pompe collée sur le bras sous forme de patch avec délivrance

automatique de l’insuline. Un capteur abdominal mesure la glycémie sous-cutanée et est

connecté via Bluetooth à la pompe qui adapte automatiquement la dose d’insuline pour

normaliser la glycémie.

II. Les médicaments du diabète

L’objectif de ce traitement est d’obtenir une stricte normo-glycémie (0,8-1,2 g/L avant les repas

et moins de 1,4 g/L après les repas, ramenant l’hémoglobine glyquée autour de 6,5-7%), en

minimisant le risque d’hypoglycémie et assurant la meilleure qualité de vie possible.

181

À long terme, l’efficacité du traitement antidiabétique est évaluée à l’hémoglobine glyquée

(Hb1ac) : l’objectif est d’obtenir < 6,5% d’Hb1ac, à adapter individuellement en fonction des

comorbidités (IR), des complications vasculaires, des attentes et de l’observance du patient.

Néanmoins, une diminution de 1% d’Hb1ac diminue de 20% le risque de complications du

diabète.

Les médicaments du diabète sont classés de la façon suivante : soit le patient est déficitaire en

insuline ; on lui apporte alors de l’insuline, soit le patient a un problème de résistance tissulaire

ou d’utilisation du glucose ; les médicaments favorisent alors l’utilisation de ce glucose, soit les

cellules fonctionnent mais la sécrétion d’insuline est insuffisante ; les médicaments stimulent

alors la sécrétion d’insuline.

A. Les insulines

Toutes les insulines commercialisées sont dosées à 100 unités/mL sous forme de cartouche,

flacon ou stylo pré-rempli jetable.

L’insuline n’est jamais administrée par voie orale car c’est une protéine ; les sucs digestifs la

dégradent (tout ce qui est protéique, notamment les médicaments de la biotechnologie, ne passe

pas par voie orale).

i. Les différentes insulines

Les insulines sont caractérisées selon leur propriétés pharmacocinétiques : délai d’action, effet

maximal, durée d’action (qui elle-même détermine le schéma d’administration).

L’insuline normale a une durée d’action d’environ 6 heures. Les insulines rapides et à action

intermédiaire sont des insulines humaines, tandis que les analogues rapides ou lents sont des

insulines humaines modifiées.

Dénomination commune Spécificités

Analogue d’insuline rapide

« les ultra-rapides »

Début : 15-20 minutes

Pic : de 30 min à 3h

Durée : 2 à 5h

Injection SC juste avant le repas (besoin prandial)

Présente dans une combinaison d’insuline NPH

(insuline mixte)

Insuline rapide

Début : 30 min

Pic : de 2 à 4h

Durée : 4 à 6h (dose dépendante)

Injection SC 20-30min avant le repas (besoin

prandial)

182

Sous forme de solution transparente donc également

possible en IV ou IM

Insuline d’action

intermédiaire « insuline

isophane » ou NPH

(Neutral Protamine Hagedorn)

Durée : 12h

Suspension blanche opaque (homogénéisation par

retournement !) en injection SC (Jamais en IV)

Insuline se détache lentement de la protamine pour

agir plus longtemps (comme une libération

prolongée)

Insuline mixte

analogue insuline ultra-rapide

+ insuline intermédiaire NPH

Injection SC juste avant le repas (besoin prandial)

Le chiffre qui suit le nom de spécialité (Novomix 30,

Humalog Mix 20…) correspond au pourcentage d’insuline

ultra-rapide.

ou

insuline soluble + insuline

intermédiaire NPH

Injection SC 20 min avant le repas (besoin prandial)

Suspension blanche opaque, doit être mélangée par

retournement avant injection SC (Jamais en IV)

Insuline lente

Analogues d’insuline sous

forme glargine ou détémir

Durée : 20-24h

Injection le soir au coucher (besoin basal) ; peut

nécessiter 2 injections par jour

ii. Insulinothérapie (en fonction du nombre d’injections)

2 injections/jour insuline mixte (insuline rapide + insuline intermédiaire) avant le

repas du matin et du soir

3 injections/jour

insuline mixte (insuline rapide + insuline intermédiaire) avant le

repas du matin et du soir + insuline rapide avant le repas du midi

pour ajuster

insuline rapide + insuline intermédiaire avant le repas du matin, du

midi et au coucher

183

4-5 injections/jour insuline rapide avant le repas du matin, du midi et du soir + insuline

lente le soir au coucher ou insuline intermédiaire matin et soir

par pompe portable

(> 5 injections/jour)

permet un débit de base fixe ou variable selon les horaires de la

journée ou de la nuit et des bolus d’insuline rapide au moment des

repas

INSULINOTHERAPIE DANS LE DID PEDIATRIQUE (75% des DID sont diagnostiqués avant l’âge de 18 ans)

Généralement, lorsque l’on découvre le diabète, déjà 60 à 70% des îlots de Langerhans sont

détruits.

Chez l’enfant, pendant les phases de rémission partielle, appelées « lunes de miel »,

l’insulinothérapie sera allégée mais jamais supprimée afin d’habituer l’enfant à accepter

l’injection d’insuline.

Chez le très jeune enfant, il y a un risque plus fréquent d’hypoglycémie : on recourt alors à

une pompe à insuline portable.

Chez l’adolescent, il y a un changement de la sensibilité à l’insuline lié à la maturité et à la

croissance ; l’adolescent est plus vulnérable à l’hypoglycémie et à l’acidocétose.

iii. Voies d’administration et conservation

Toutes les insulines sont injectables par voie SC.

Cependant, les suspensions ne doivent jamais être administrées par voie IV ! +++ Toujours

remettre en suspension par 10 retournements.

Actrapid® est la seule insuline administrable par voie IV en diluant dans une poche de NaCl (et

non une poche de glucose !). En principe, les insulines en solution peuvent êtres injectées en IV.

Certaines insulines sont réservées à la pompe à insuline ou aux seringues électriques.

L’insuline se conserve entre 4 et 8°C, excepté pour l’insuline en cours d’utilisation qui peut être

conservé jusqu’à 30 jours à température ambiante.

iv. Effets indésirables

Ils sont très souvent liés à la difficulté d’adaptation.

problèmes au niveau du point d’injection (il faut alterner les sites d’injections !) avec

redistribution de la masse graisseuse : lipodystrophie, lipohypertrophie ou lipoatrophie

prise de poids si surdosage chronique

hypoglycémie en cas de prise alimentaire insuffisante, exercice physique inopiné, erreur de

dose : glycémie capillaire < 0,7 g/L avec sueurs, tremblements, palpitations, troubles

neurologiques

184

o si le patient est conscient, on lui donne 3 morceaux de sucre

o si le patient est inconscient, on lui administre du glucagon

hyperglycémie en cas d’oubli, de modification de la prise alimentaire, de contexte infectieux

modifiant la sensibilité à l’insuline : à une glycémie capillaire > 2,5 g/L, on recherche des corps

cétoniques

hypokaliémie (car l’insuline augmente la captation du potassium intracellulaire)

allergie contre les contaminants protéiques : hypersensibilité immédiate

immunogénicité : développement d’anticorps dirigés contre l’insuline

B. Les antidiabétiques oraux (ne sont pas tous oraux…)

1) Les biguanides : Metformine (1ère intention pour le DNID)

MECANISME D’ACTION

Les biguanides n’ont pas d’action directe sur le pancréas endocrine :

ils augmentent l’utilisation de glucose en augmentant l’action de l’insuline endogène et exogène

ils diminuent la production de glucose par le foie et inhibent la néoglucogenèse par action sur la chaîne respiratoire mitochondriale

Les biguanides sont à élimination rénale.

EFFETS INDESIRABLES

troubles digestifs (fréquents) : nausées, diarrhées, goût métallique, atténués lors de la prise des repas

acidose lactique : fatigue musculaire, crampes, douleurs abdominales, nécessite l’arrêt du traitement à cause d’une mauvaise tolérance

CONTRE-INDICATIONS

IR sévère

alcoolisme

attention aux produits de contrastes iodés

affections aiguës

grossesse

185

2) Les insulinosecréteurs

i. Les sulfamides hypoglycémiants

MECANISME D’ACTION

Ils se fixent sur SUR1 (cf schéma du mécanisme de l’insuline) qui contrôle l’ouverture et la

fermeture des canaux K ATP-dépendants. Les insulinosecréteurs fixés sur SUR1 entraînent

la fermeture permanente de ces canaux, et empêchent donc l’efflux des K intracellulaires.

Cela conduit à une libération d’insuline permanente. Ils favorisent la libération et non la

synthèse d’insuline. Ils augmentent également la sensibilité des cellules au glucose et la

sensibilité des tissus périphériques à l’insuline.

DENOMINATION : on utilise toujours le préfixe Gli- et le suffixe –ide

PHARMACOCINETIQUE : métabolisme hépatique interactions médicamenteuses

EFFETS INDESIRABLES

prise de poids, appétit augmenté

risque d’hypoglycémie

risque immuno-allergique (urticaire, syndrome de Lyell)

CONTRE INDICATIONS

hypersensibilité au principe actif ou aux sulfamides (attention, les sulfamides sont

rencontrés dans d’autres classes thérapeutiques comme certains antibiotiques

(batrine) donc les allergies peuvent êtres connues)

insuffisance rénale ou hépatique sévère

grossesse, allaitement (le Glimenclamide peut être utilisé aux 2ème et 3ème trimestres)

INTERACTIONS MEDICAMENTEUSES

antifongiques : risque de coma hypoglycémiant avec le miconazole

bétabloquants : risque de masquer l’hypoglycémie

ii. Les glinides (Répaglinide)

MECANISME D’ACTION : idem que les sulfamides hypoglycémiants (pas d’association possible !)

PRESCRIPTION : en monothérapie ou en association avec la Metformine

CONTRE INDICATION : insuffisance hépatique sévère, grossesse, allaitement

186

EFFETS INDESIRABLES : hypoglycémie (mais moins que les sulfamides), prise de poids, coma

hypoglycémiant (interaction avec le CYP3A4 ; le Gemfibrozil est contre-indiqué)

iii. Les incrétinomimétiques

Agonistes des récepteurs GLP-1 : GLP-1 est une hormone peptidique d’origine intestinale

qui appartient à la famille des incrétines. Elle est synthétisée à la sortie des repas, et permet

de sensibiliser les cellules à l’hyperglycémie post-prandiale. Les agonistes des récepteurs GLP-

1 augmentent donc la sécrétion gluco-dépendante d’insuline. (suffixe –tide)

On en administre certains par voie SC, c’est pourquoi la dénomination « antidiabétiques

oraux » est un peu obsolète.

Inhibiteurs de DDP-4 (dipeptidylpeptidase de type 4) = gliptines : GLP-1 est inactivé par la

DDP-4. Les inhibiteurs de la DDP-4 augmente donc le taux des incrétines. (suffixe –gliptine)

Avantages Inconvénients

Analogues de GLP-1

faible risque

d’hypoglycémie

efficacité ++

baisse de poids possible

parfois mal toléré sur le plan

digestif

voie SC seulement

pas d’études sur le long terme

prix

Inhibiteurs de DDP-

4

faible risque

d’hypoglycémie

neutre sur le poids

peu d’effets secondaires

simplicité d’utilisation (voie

orale)

un peu moins efficace que les

autres antidiabétiques oraux

pas d’études sur le long terme

prix

EFFETS INDESIRABLES

troubles gastro-intestinaux en début de traitement

importante fréquence d’infection

risque de pancréatite

hypersensibilité

INTERACTION MEDICAMENTEUSE : risque d’angio-œdème majoré avec les IEC pour les gliptines

187

3) Les inhibiteurs de l’-glucosidase

MECANISME D’ACTION : ils diminuent l’absorption des glucides alimentaires au niveau du tube

digestif et donc diminuent la glycémie post-prandiale

PRESCRIPTION : en complément du régime alimentaire en monothérapie ou en association aux

autres traitements antidiabétiques

EFFETS INDESIRABLES : digestifs (ballonnements)

CONTRE INDICATION : maladie intestinale chronique, IR sévère, grossesse, allaitement

4) Les inhibiteurs de SGLT-2

Les récepteurs SGLT-2 permettent la réabsorption de 90% du glucose filtré par le glomérule.

Lorsque la glycémie > 11 mmol/L, la capacité de réabsorption des récepteurs SGLT-2 est dépassée,

ce qui mène à une glycosurie.

Chez les patients diabétiques, le nombre de récepteurs SGLT-2 augmente, ce qui accroît la

réabsorption du glucose et favorise l’hyperglycémie.

Les inhibiteurs du SGLT-2 permettent donc de diminuer la réabsorption du glucose filtré (et

donc la glycémie) en provoquant une glycosurie.

DENOMINATION : suffixe –glifozine

Avantages Inconvénients

diminution de l’HbA1c de 1%

diminution du poids

diminution de la tension artérielle systolique

pas ou peu d’hypoglycémies

administration per os

coût élevé

sécurité à long terme non établie

EFFETS INDESIRABLES

risque d’infection urinaire

augmentation (réversible) de la créatininémie en début de traitement

risque de fracture

risque d’augmentation du LDL

188

Efficacité des antidiabétiques en monothérapie sur la diminution de l’Hb1Ac

(en %)

1. Insuline > à 2,5% 5. Inhibiteurs de SGLT-2 1%

2. Sulfamides 1,5% 6. Biguanides 1,5%

3. Glinides 1 – 1,5% 7. Inhibiteurs de l’-glucosidase 0,5 – 0,8%

4. Incrétinomimétiques 0,5 – 1,8%

Conclusion

Le type de traitement au cours du diabète doit s’adapter à chacun des mécanismes

physiopathologiques :

1. Mesures hygiéno-diététiques (MHD)

réduction pondérale dans le diabète de type 2 si l’IMC est supérieur à 25

si le poids initial est normal, seule une réduction des apports lipidiques est bénéfique

dans le diabète de type 1, éviter les trop grandes fluctuations glycémiques

2. Monothérapie + MHD : Metformine en première intention + MHD

3. Bithérapie + MHD : Metformine + insulinosecréteur + MHD

4. Trithérapie + MHD : substitution en insuline + antidiabétiques oraux + MHD

Abréviations :

AA acides aminés

SC sous cutané

IV intra-veineuse

IR insuffisance rénale

IEC inhibiteur de l’enzyme de conversion

189

Fiche récapitulative

-L’insuline est sécrétée au moment du repas, elle inhibe la glycogénolyse et la néoglucogenèse.

-L’insuline est sécrétée sous forme de pré-proinsuline, qui est très rapidement convertie en proinsuline qui est elle-même clivée en insuline par le peptide C.

-L’insuline est synthétisée dans RE des cellules b, à raison de 18 à 40 unités/jour.

-En biologie, on utilise le dosage au peptide C : en effet, une molécule de peptide C équivaut à une molécule d’insuline. Cette méthode sert donc à évaluer le niveau de synthèse de l’insuline.

-Etapes de la sécrétion d’insuline liée au glucose :

Glucose Cellule b du pancréas (par l’intermédiaire de Glut2) Augmentation d’ATP Fermeture des canaux potassiques ATP-dépendants Dépolarisation Ouverture des canaux Ca2+ voltage-dépendants Exocytose et libération d’insuline.

-Effets de l’insuline : Hormone hypoglycémiante / Augmentation de l’anabolisme protidique / lipogenèse dans les adipocytes (les effets dépendent de la cellule cible)

-Valeurs de la glycémie :

A jeun : 4,2 – 6,4 mmol/L (0,7 – 1,1 g/L)

2h après 75 g glucose : < 7,8 mmol/L

-Diabète de type 1 : déficience majeure de la sécrétion pancréatique d’insuline

-Diabète de type 2 : déficience de la sécrétion et/ou insulino-résistance périphérique

-Diabète de type 3 : iatrogène ou secondaire à une pathologie

-Diabète de type 4 : insulino-résistance périphérique

-À long terme, l’efficacité du traitement antidiabétique est évaluée à l’hémoglobine glyquée (Hb1ac) : l’objectif est d’obtenir < 6,5% d’Hb1ac

-Les insulines :

Toutes les insulines sont injectables par voie SC. Cependant, les suspensions ne doivent jamais être administrées par voie IV

Effets indésirables des analogues de l’insuline : lipodystrophie, lipohypertrophie ou lipoatrophie / prise de poids / hypoglycémie / hyperglycémie / hypokaliémie / allergie / immunogénicité

-Les antidiabétiques oraux :

1. Biguanides : Augmentent l’utilisation de glucose / diminuent la production de glucose / élimination rénale / EI : troubles digestifs et acidose lactique

190

2. Les insulinosecréteurs :

Sulfamides hypoglycémiants : Se fixent sur SUR1, inhibent la fermeture permanente des canaux et empêchent l’efflux des K intracellulaires ce qui conduit à une libération permanente d’insuline / métabolisme hépatique / interactions médicamenteuses : antifongiques et bétabloquants

Glinides

3. Les incrétinomimétiques : Agoniste des récepteurs GLP-1 qui augmentent la sécrétion gluco-dépendante d’inuline / Inhibiteurs de DDP-4

4. Les inhibiteurs de l’alpha-glucosidase (ils diminuent l’absorption des glucides alimentaires)

5. Les inhibiteurs de SGLT-2 (ils diminuent la réabsorption du glucose en provoquant une glycosurie)