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Rôle du cerveau dans la fabrication des hormones

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Objectif

Chez l’enfant, les organes reproducteurs (ou génitaux) ne sont pas fonctionnels. C’est à partir de la puberté que testicules et ovaires se développent et commencent à fonctionner : garçons et filles deviennent alors capables de se reproduire.
► Comment se développent les organes reproducteurs à la puberté ?
► Qu’est-ce qui déclenche le développement des organes reproducteurs à la puberté ?

1. L’origine du développement des organes reproducteurs

Observations : Les conséquences du syndrome de Kallmann – de Morsier
Le syndrome de Kallman-de Morsier est une affection génétique rare qui atteint aussi bien l'homme que la femme. Les personnes atteintes de cette maladie n’ont pas de puberté, sont stériles et ont également une baisse variable de l'odorat mais elle est rarement ressentie par le sujet.

	Fille pubère (témoin)	Fille de même âge atteinte du syndrome de Kallmann
Organes reproducteurs	- Présents - Taille normale - En cours de développement	- Présents - Petite taille - Ne se développent pas
Nombre moyen d'ovulations par cycle	une à plusieurs	0
Quantité dans le sang d'une substance fabriquée et libérée par le cerveau	3,8 u.a.*	0,4 u.a.*

	Garçon pubère (témoin)	Garçon de même âge atteint du syndrome de Kallmann
Organes reproducteurs	- Présents - Taille normale - En cours de développement	- Présents - Petite taille - Ne se développent pas
Éjaculation	Oui (sperme contenant des spermatozoïdes)	Non
Quantité dans le sang d'une substance fabriquée et libérée par le cerveau	4 u.a.*	0,8 u.a.*

* u.a. = unités arbitraires

D’après les tableaux, on remarque que les filles et les garçons atteints du syndrome de Kallmann :
• ont des organes reproducteurs qui ne se développent pas et ne fonctionnent pas (pas d’ovulations et pas d’éjaculations),
• ont de très faibles concentrations sanguines de certaines substances fabriquées et libérées par le cerveau dans le sang.

Hypothèse : On peut donc supposer que ce sont ces substances fabriquées par le cerveau qui déclenchent normalement le fonctionnement de l’appareil génital chez les filles comme chez les garçons.

Problème : Comment le cerveau agit sur le développement des organes reproducteurs ?

2. Le rôle des substances fabriquées par le cerveau et libérées dans le sang

a. Mise en évidence du rôle de substances cérébrales chez un rat mâle

Expériences		Résultats
A	Destruction d'une glande du cerveau chez un rat mâle	Diminution de la taille des testicules et du nombre de spermatozoïdes produits

B	Injection dans le sang du même rat d'hormones normalement fabriquées par la glande qui a été détruite	Augmentation de la taille des testicules et du nombre de spermatozoïdes produits

L’expérience A montre que la destruction d’une glande du cerveau entraîne la diminution de la taille des testicules et du nombre de spermatozoïdes produits : les testicules ne fonctionnent donc pas normalement.

L’expérience B montre que si on injecte dans le sang des substances venant de la glande cérébrale détruite, on rétablit l’activité des testicules.

On peut donc en conclure que ce sont ces substances cérébrales qui sont à l’origine du fonctionnement des testicules, organes reproducteurs mâles.

b. Notion d'hormone

Une hormone est une substance, fabriquée par un organe, libérée dans le sang et qui agit sur le fonctionnement d’un organe-cible.

Dans l’expérience B, la substance injectée :
- est fabriquée par un organe (une glande du cerveau) ;
- se trouve dans le sang (on l’injecte dans le sang) ;
- agit sur un organe (-cible), le testicule.
D'après la définition précédente, cette substance est donc une hormone.

Les substances cérébrales appelées hormones sont les gonadostimulines et sont fabriquées par une glande du cerveau appelée hypophyse.

Pour tester le rôle de ces gonadostimulines, des chercheurs ont réalisé des expériences sur des rats, mâles et femelles, n’ayant pas commencé leur puberté. Voici les résultats quelques semaines plus tard :

Expériences		Résultats
Lot 1	Injection de gonadostimulines	Développement et fonctionnement des testicules ou des ovaires
Lot 2	Pas d'injection de gonadostimulines	Pas de développement des testicules ou des ovaires

Sans gonadostimulines, on constate qu’il n’y a pas de développement des organes reproducteurs (ou gonades) : ce sont donc bien ces hormones cérébrales qui déclenchent le développement de ces organes à la puberté.

c. La communication hormonale entre le cerveau et les organes reproducteurs

Doc. 1 : Localisation de l'hypophyse dans le cerveau

La communication entre l’hypophyse et les organes génitaux se fait par l’intermédiaire du sang.

Doc. 2 : Taux de gonadostimulines en fonction de l'âge, chez les filles et les garçons

L’augmentation de la concentration des gonadostimulines, lors de la puberté, provoque donc le déclenchement du développement des organes reproducteurs masculins et féminins.

L'essentiel

A la puberté, le cerveau déclenche le développement et donc le fonctionnement des organes reproducteurs masculins et féminins.
La communication entre le cerveau et les organes reproducteurs est hormonale.