La puberté : Initiation et anomalies FRONTINI Adeline COMESSE Laetitia REYES-GOMEZ Edouard La puberté : Initiation et anomalies Mécanisme général d’initiation étudié chez la brebis Anomalie de la puberté chez des souris hypothymiques

Définition PUBERTÉ n.f. (lat. pubertas). Ensemble des transformations de l’adolescent aboutissant à l’acquisition des caractères sexuels et de la fonction de reproduction. La puberté sera marquée, en pratique chez : La femelle : par la première ovulation. Le mâle : par la production suffisante de spermatozoïdes.

Âges moyens de la puberté Espèce Âge de la puberté Chat / Chien 6-12 mois Vache 8-12 mois Chèvre / Mouton 7-8 mois Cheval Souris 12-18 mois 28 à 32 jours (Source : Cunningham, Textbook of Veterinary Physiology) Divers facteurs peuvent modifier le déclenchement de la puberté. La puberté a été très étudiée chez le mouton, qui constitue un des modèles d’étude des Mammifères.

Mécanisme de la puberté (1) Poids idéal Saison … IMPUBÈRE PUBÈRE Très sensible au rétrocontrôle négatif des œstrogènes Diminution de la sensibilité au rétrocontrôle négatif Noyau arqué Noyau arqué + GnRH + GnRH Hypophyse Hypophyse + LH + LH Pic de LH Ovaire Ovaire OVULATION

Mécanismes de la puberté (2) Chez le mâle, on a aussi une baisse de sensibilité de l’axe hypothalamo-hypophysaire au rétrocontrôle négatif stéroïdien (vers 15 sem.). Le délai de la spermatogénèse retarde cependant la maturité (vers 30 sem.). Le générateur de pulse de GnRH augmente son activité pulsatile pendant la puberté Les neurones à GnRH ont une activité pulsatile in vitro. Le synchroniseur et messager terminal est le NO (gazeux, donc diffusant rapidement). L’amplitude des pulses de LH est la même chez un animal impubère et chez un animal adulte. C’est la fréquence qui change. Puberté lente pour le mâle. Puberté brutale pour la femelle.

Mise en route des 1ers cycles 6 jours 1er pic de LH 16 jours Ovulation « silencieuse » 16 jours œstrus Ovulation LH Progestérone PRÉPUBERTÉ PUBERTÉ 3 semaines (Source : D. L. Foster, Physiology Of Reproduction, Vol. 2, Puberty In Female Sheep) Un premier pic de LH (pas chez toutes les agnelles) a lieu, induit par les œstrogènes, entraînant la lutéinisation d’un follicule (3 à 4 jours de vie). Un second pic engendre une ovulation mais sans œstrus (pas assez de progestérone produite avant), et la formation d’un corps jaune. Le troisième pic aboutit à une ovulation avec œstrus (suffisamment de progestérone produite lors du 2ème cycle par le 1er corps jaune).

Préparation à la puberté Bien avant la puberté, on a une : Capacité de réponse du noyau arqué, producteur de GnRH, au rétrocontrôle positif d’œstradiol. Expérience avec des implants d’œstradiol sous-cutanés, entraînant chez des animaux impubères une ovulation précoce. Capacité de l’ovaire à produire des taux adultes d’œstradiol suite à l’augmentation de LH. Expérience avec des injections de LH. Capacité de l’hypophyse à produire le pic de LH. Cas d’ovariectomie précoce : levée de l’inhibition de l’œstradiol sur le noyau arqué entraînant des concentrations élevées en LH et FSH. Des injections de progestérone peuvent empêcher le 1er pic de LH. L’inhibition est déjà fonctionnelle avant même qu’un corps jaune n’ait été engendré !! L’organisme est déjà prêt pour la puberté seulement quelques semaines après la naissance.

Modulateurs de la puberté Neuromédiateurs Action Noradrénaline, adrénaline, NPY, sérotonine Stimulateurs Dopamine, GABA, b-endorphine Inhibiteurs (Source : C. Thibault, A. Beaumont, M.-C. Levasseur, Reproduction des Vertébrés) Ils agissent sur le noyau arqué et/ou sur les cellules gonadotropes. Les mécanismes se font : Par dépolarisation de la membrane des neurones à GnRH, entraînant l’exocytose de GnRH. Par faible dépolarisation de la membrane, favorisant l’exocytose sans la provoquer. Par hyperpolarisation de la membrane, inhibant l’exocytose. Les stéroïdes agissent en ouvrant les canaux à K+.

Puberté et photopériode Expérimentalement : Nécessité d’une exposition à une longue photopériode suivie d’une diminution de cette photopériode pour entraîner la baisse de sensibilité aux stéroïdes. Le délai entre la fin de la longue photopériode et le début de la puberté est d’environ 10 semaines. Naturellement : Puberté 11 à 13 semaines après le solstice d’été. Influence de la glande pinéale et de la mélatonine. La mélatonine est synthétisée pendant la nuit. L’augmentation de la durée des nuits entraîne donc une élévation de sa production qui stimulerait les noyaux arqués.

Date de naissance et puberté Influence de la date de naissance sur le début de la puberté chez les agnelles. Conséquence de la photopériode : la puberté n’est déclenchée qu’après une période de longue exposition suivie d’une diminution des journées (à partir du solstice d’été). Les mâles sont influencés par l’augmentation de la photopériode, afin d’être synchrones avec les femelles (puberté lente). N P P N N : Naissance P : Puberté Période de reproduction et d’élevage

Conclusion Le mécanisme principal de la puberté consiste en une baisse de la sensibilité au rétrocontrôle négatif par l’œstradiol de l’axe hypothalamo-hypophysaire, jusque là quiescent. La photopériode influence chez certaines espèces l’initiation de la puberté et peut avoir des actions différentes suivant le sexe. D’autres facteurs, notamment nutritionnels ont aussi une grande importance. L’âge osseux, par exemple, est beaucoup plus important que l’âge réel.

Anomalies de la puberté Effets de la thymuline sur la puberté et l’ovulation chez des souris prépubères normales et hypothymiques Article issu du Journal Of Endocrinology,1999 Etude réalisée par les Pr. Hinojosa, Pr. Chavira, Pr. Dominguez et Pr. Rosas (Mexico)

Introduction Participation des hormones thymiques à la régulation de l’axe hypothalamo-hypophysaire-gonadique chez l’adulte et les animaux prépubères. Les souris athymiques sont caractérisées par des déficiences de la fonction reproductrice. Une greffe de thymus rétablit des fonctions reproductrices normales. La thymuline est synthétisée par les cellules épithéliales thymiques. L’étude permet d’analyser la participation de la thymuline à la régulation de la puberté spontanée, notamment ses effets sur l’ovulation.

Matériel et méthode On dispose de souris femelles normales et de souris femelles nues hypothymiques. Au 1er jour de l’œstrus vaginal, elles sont tuées et autopsiées.

Matériel et méthode (2) Protocole Injection de PMSG 1er jour d’œstrus puis sacrifice Injection de thymuline (100 ou 200 mg) ou de solution saline jusqu’au 1er jour de l’œstrus Jours 2 lots : J19 ou J24 Un 3ème lot est réalisé où, pour des injections commençant à J24, on ajoute une injection de hCG à J27. On réalise pour tous les cas, des dosages à partir d’échantillons de sang.

Observations Pour les souris hypothymiques : Retard à l’âge de la puberté et du premier œstrus. Pas de différence de taux sérique d’œstradiol par rapport à une souris normale. La réponse ovulatoire induite par la PMSG, suivie de hCG, est plus faible que chez les souris normales.

Effets d’injection de thymuline Protocoles J19-J20 Protocole J24-J25 Thymuline 100 PMSG Saline Thymuline 200 Thymuline Œstrus vaginal à J23 Œstrus vaginal à J28 26 % d’ovulation 9 % d’ovulation Augmentation des ovulations 100 % d’ovulation après PMSG Souris normales Protocoles J24-J25 Protocole J19-J20 Quelques ovulations Augmentation de la réponse ovulatoire surtout si injection d’hCG 1er œstrus 72 heures après J25 1er œstrus 96 heures après J20 Aucune ovulation Pas de corps jaune observé Saline PMSG Thymuline 200 Thymuline 100 Thymuline Souris hypothymiques

Discussion (1) La thymuline rend l’hypophyse plus sensible au rétrocontrôle positif de l’œstradiol et l’ovulation est thymuline-dépendante Interprétation pour les souris « J19 » : Souris normales : Témoins (saline) : Thymuline « naturelle » + la PMSG  Hypophyse un peu plus sensible et [Œstradiol] ä  Pic de LH chez quelques animaux. Traitées : Thymuline injectée ä encore plus la sensibilité hypophysaire  ä du nombre d’ ovulations. Souris hypothymiques : Dans les 2 cas, thymuline insuffisante pour ä sensibilité hypophysaire. Même avec la PMSG(ä [Œstradiol] ), [LH]<[LH]pic  Pas d’ovulation. Plus le taux de thymuline est élevé, plus le nombre d’ovulations augmente.

Discussion (2) Interprétation pour les souris « J24 » Souris normales : Témoins : Avec l’injection de PMSG, la totalité des souris ovulent.  [Thymuline]naturelle suffisante Traitées : [Thymuline] ä encore plus.  100% d’ovulation. Souris hypothymiques : [Thymuline] ä légèrement, de même pour la sensibilité de l’hypophyse.  Injection de PMSG induit quelques ovulations. Ajout de hCG : activité « LH-like »  [LH] suffisante pour induire l’ovulation.  Taux d’ovulations ä

Conclusion La thymuline joue un rôle dans les mécanismes de la puberté notamment par ses effets sur : La réponse ovarienne : la 1ère ovulation est thymuline-dose et âge-dépendante. Elle participe également à la régulation des mécanismes de sécrétion des gonadotropines. Voici un exemple d’anomalie de puberté, à première vue peu évident.