chapitre 5 l'appareil uro génital

Chapitre 5 L’appareil uro-génital Anat

L’appareil urinaire et génital assurent des fonctions différentes .L’appareil urinaire filtre le sang et rejette les déchets à l’extérieur. L’appareil génital élabore les gamètes et les utilisent pour assurer la reproduction. Ils proviennent d’un territoire embryonnaire proche qui vont donner les gonades, les reins et les canaux excréteurs. Ce rapprochement n’est pas le fait des vertébrés mais on a une tendance chez les annélides. L’appareil urinaire des annélides est utilisé pour l’évacuation des cellules sexuelles, on a déjà un début de communication.

I)- L’excrétion et l’appareil urinaire
Le rein est un organe massif qui est constitué d’unité élémentaire (néphrons). Chaque néphron est une structure où est élaboré l’urine à partir du sang. Il est emballé dans du tissu conjonctif. L’urine primitive est constituée à partir du corpuscule le Malpighi qui est un bouquet artériel, et qui s’entortille pour former un glomérule. Le glomérule est coiffé par la capsule de Bowman. Le corpuscule de Malpighi est là pour le filtrage du sang pour donner de l’urine primitive. L’urine va être modifié tout au long du tubule urinaire => conduit l’urine jusqu’à un collecteur qui s’appelle l’uretère.

Le tubule collecteur est constitué de plusieurs parties où on aura des échanges entre le corps et l’urine.
1_ le segment proximal : à ce niveau on a réabsorption du glucose, des acides aminés, du sel et de l’eau .On aura sécrétion des acides organiques et des bases.
2_ le segment intermédiaire : il est composé d’une branche ascendante et une descendante. Il est bien développé chez les oiseaux et les mammifères où il prend le mon de anse de Henlé. La branche descendante est perméable à l’eau et peu perméable aux sels. La branche ascendante est perméable aux sels et peu à l’eau.
3_ le segment distal : on a réabsorption des ions Na+ et de l’eau, et, sécrétion d’ions K+ et H+. Ces phénomènes sont présents afin de maintenir le milieu constant. Le tube collecteur de Bellini va recueillir l’urine de plusieurs néphrons et va l’amener vers l’uretère (= canal urinaire) de rein vers la vessie.

1)- L’organogenèse du rein
Il se construit à partir du mésoderme.

Le mésoderme va s’accroître de chaque côté du tube digestif. On côté ventral = le coelome et côté dorsal = on aura des somites. Le muscle s’appelle myotome, et le squelette, le sclérotome. La pièce intermédiaire métamérisée débouche dans la lame latérale avec une grande cavité = le coelome non métamérisé.

La pièce intermédiaire se sépare et se creuse pour s’ouvrir dans le coelome. Les autres somites débouchent sur le canal de Wolff.
Le néphron pronéphrétique
La première ébauche du rein = « pronéphros » ou néphron pronéphrétique. Le canal de Wolff se construit à partir du coelome et débouche dans le cloaque embryonnaire qui constitue le premier canal urinaire pour former l’uretère primaire. Le pronéphros se construit à partir des 10 premiers somites et constitue le premier rein embryonnaire. Chez les mammifères, la duré de vie du pronéphros est éphémère. En effet, dès que le canal de Wolff se met en place ce rein va dégénérer. Le pronéphros est fonctionnel que chez les larves d’amphibiens, de cyclostomes et d’anamniote. Dès que le canal de Wolff se met en place il va dégénérer et en arrière il va se différencier le second rein embryonnaire = c’est le mésonéphros. C’est le rein définitif des anamniotes. Il se forme à partir des pièces intermédiaires postérieures aux somites du pronéphros. Il ne communique plus avec le coelome.

Il bourgeonne et donner plusieurs néphrons. On a alors démultiplication des éléments filtrants. Il élabore l’urine qu’il élimine par un canal de Wolff et assure le filtrage du sang pendant la vis embryonnaire et il fini par dégénérer mais certains éléments vont être utilisés par le système génital.
Le rein définitif est le métanéphros, c’est la dernière étape chez les mammifères. IL se met en place à partir de 1 ou 2 somite(s) très postérieur(s). Il construit son propre canal excréteur qui est l’uretère secondaire. Les néphrons vont se multiplier en grand nombre donc la métamérisation ne se voit pas du tout et on aura un beaucoup d’éléments filtrants. Le canal de Wolff va être utilisé par l’appareil mâle où il sert à l’évacuation des spermatozoïdes.
Chez la femelle se canal va dégénérer.

Chez les plus primitifs le pronéphros est fonctionnel, il se met en place chez tous les embryons de vertébrés mais il élabore de l’urine que chez les cyclostomes = larves d’anamniotes. Chez la grenouille (anamniote), les spermatozoïdes sont dans la partie intérieur du mésonéphros et empreinte le canal de Wolff pour évacuer les spermatozoïdes. Le canal de Wolff sert donc à la fois pour évacuer l’urine et pour évacuer les spermatozoïdes, pour cela on l’appelle urospermiducte. Il est dit uroducte chez la femelle. Le rein sert à la fois pour l’appareil urinaire et pour l’appareil génital.

Chez les amniotes, le mésonéphros est éphémère. Chez la femelle le mésonéphros et le canal de Wolff disparaissent totalement. Chez le mâle, on a une poursuite de l’évolution et de ce fait quelques néphrons du mésonéphros évoluent pour donner les canaux efférents et l’épididyme. Le canal de Wolff va donner une partie de l’épididyme et servir de spermiducte. Le rein définitif est le métanéphros.

2)- La vessie
La vessie est un sac extensible dans lequel l’urine va s’accumuler avant d’être évacuée à l’extérieur. On a une origine différente selon les vertébrés :
_ Une origine Wolffienne : c’est une simple dilatation du canal de Wolff comme chez les poissons
_ Une origine cloacale : c’est une invagination ventrale de la dernière partie du tube digestif Elle n’a pas de connection.

_ Une origine allantoïdienne : c’est à partir d’une portion abdominale de l’allantoïde (= annexe embryonnaire qui participe au développement de l’embryon), comme chez les reptiles et les mammifères.

3)- L’excrétion
Chez les poissons : on aura une excrétion différente si on a soit un poissons marins soit un poissons d’eau douce. On ne peut pas séparer l’excrétion de l’osmorégulation.
_ Les poissons d’eau douce ont un milieu interne plus concentré que le milieu extérieur = c’est hyperosmotique. L’eau extérieure va avoir tendance à pénétrer dans le poisson massivement et passivement par les branchies et le tube digestif.

Pour réguler, ils vont éliminer l’excès d’eau en produisant une grande quantité d’urine très diluée avec dans l’objectif de perdre le moins possible de sels minéraux en les réabsorbant dans les tubules du rein et au niveau des branchies = réabsorption active de sel. On a une dépense d’énergie avec une quantité de 10 à 18L par jour si on a un rapport de taille d’un homme de 50Kg.
_ Les poissons marins ont un plasma qui est moins concentré que le milieu extérieur, on dit qu’ils ont un plasma hypotonique. Ils ont donc tendance à perdre de l’eau. Ils vont limiter la quantité d’urine produite mais il ne peut pas fabriquer une urine plus concentrée que leur plasma. On a donc une urine isotonique par rapport au plasma. Au mieux, ils ne pourront produire d’une urine avec la même concentration que le plasma. Ils va dons boire beaucoup d’eau.

Il boit beaucoup d’eau mais il doit lutter contre un excès de sels. La sécrétion de sel se fait de façon active au niveau du tube digestif.
_ Les poissons cartilagineux = sélaciens (raies, requins) ont un plasma isotonique par rapport au milieu et il doit maintenir le milieu en sels organiques. Ils ne boivent pas d’eau et produisent une urine isotonique. Ils concentrent des sels organiques comme l’uré et pey d’électrolytes à l’intérieur comme NaCl-.

Chez les amphibiens : Les amphibiens d’eau douce ont le problème que les poissons. Ils vont rejeter une urine très diluée. A terre, ils doivent économiser l’eau et limiter la production d’urine.
Chez les reptiles : ils sont incapables de produire une urine plus concentré que le plasma. En eau douce : urine très diluée, élimination de l’excès d’eau .En eau de mer : garde l’eau et évacuent les sels minéraux. Ils vont sécréter les sels minéraux grâce à des glandes à sel car ils ne peuvent pas produire une urine plus concentrée que le plasma. Les glanes sont situées au niveau des yeux, de la langue, et des narines. On les retrouve chez les reptiles terrestre où le milieu est aride = les sels sont sous forme d’acide urique pour économiser l’eau.
Chez les oiseaux et les mammifères : ils sont les seul à produire une urine plus concentré que le plasma = urine hyperosmotique par rapport au plasma. La concentration de l’urine est directement liée à la longueur de l’anse de Henlé. La plupart des mammifères ont plusieurs types de néphrons avec des courts ou des longs. Dans les zones chaudes (les gerbilles) : on une urine très concentrée et une longue anse de Henlé. Les mammifères marins n’ont pas de glandes à sels et sont capable de produire l’urine mais ils ne boivent pas donc l’eau provient de la nourriture = c’est de l’eau métabolique. L’homme n’est pas capable de survivre en buvant de l’eau de mer car le rein n’est capable de retirer du sang que 6g de Na + par litre d’urine produite, or l’eau de mer contient 12g /L donc l’homme va vers la déshydratation.

II)- L’appareil génital
L’appareil génital possède une paire de glandes génitales qui s’appellent les gonades. Les gonades vont se différencier soit en testicule mâle soit en ovaire femelle. Les produits génitaux sont évacués par des conduits. Les gonades ont une origine mixte, se construisent à partir d’une ébauche mésodermique qui va être colonisée par des cellules germinales. Les cellules germinales ne se forment dans les glandes génitales.
On a trois feuillets embryonnaires qui forment le blastula.

Très tôt dans le développement les cellules se différencient en endoderme et on peut distinguer des cellules germinales (=> cellules germinales primordiales). Après beaucoup de mouvements les cellules germinales vont se retrouver dans la paroi dorsale du tube digestif. Les cellules germinales migrent pendant l’épaississement de l’épithélium du coelome pour venir à l’intérieur.

Une crête génitale va venir s’invaginer dans le coelome et former deux parties dans la glande génitale : une partie extérieure = le cortex qui sera à potentialité ovarienne, et une partie centrale = médulla qui sera à potentialité testiculaire.

La première poussée du cordon sexuel finis par s’individualiser en se détachant du cortex d’origine pour former la glande génitale indifférenciée. On aura soit une différenciation vers un mâle et soit une différenciation vers une femelle. La différenciation est soumise à des gènes.

Chez un mâle, le cortex se vide des cellules sexuelles, et il devient stérile car il y a des cellules germinales à l’intérieures. On a la formation des tubes séminifères, avec des cellules germinales.

Chez une femelle, on a une évolution différente des premiers cordons dégénères. La médulla dégénère en partie aussi et on a une deuxième poussée de cordon.

Dans toutes les gonades, on a une balance avec les 2 types de territoire : le cortex et la médulla. D’une façon générale, on a une détermination génétique du sexe, toute fois, on peut avoir des anomalies.
Ex : chez le poisson : les sexes sont séparés mâle et femelle. Mais chez les dorades, les individus sont mâles quand ils sont jeunes et femelle quand ils sont plus vieux. On a donc un phénomène d’hermaphrodisme successif. C’est la balance entre le cortex et la médulla mais au début, o aura un développement de la médulla avec production de spermatozoïdes mais on a une potentialité présente et qui évolue vers la formation des ovaires.
Chez les amphibiens, comme le crapaud du genre Bufo. Chez les bufos mâles il existe au dessus du testicule une glande (=> organe de Bidder) quia une potentialité ovarienne (c’est un reste du cortex). On l’appelle ovaire avorté. Si on enlève les testicules, cet organe va donner un ovaire vraiment fonctionnel avec des ovocytes capable d’être fécondé. Les petits crapauds issus de cette fécondation auront deux pères. Les crapauds mâles ont donc hermaphrodites. Le déterminisme génétique n’est pas suffisant et fondamentale pour certains animaux.
Chez les oiseaux femelle : seul l’ovaire gauche est fonctionnel. La gonade droite est un testicule avorté. Le déterminisme est non fonctionnel. Pour les oisillons, s’est la température qui détermine si on aura un mâle (=> chaleur) ou une femelle (=> froid).

Les conduits génitaux
Chez les gnathostomes, sauf les poissons osseux : les canaux sont empruntés aux voies urinaires. Le canal de Wolff est issu du pronéphros. Il apparaît en même temps le canal de Müller qui est provient de l’ébauche du pronéphros et qui débouche au niveau du cloaque embryonnaire, il a aucun lien anatomique avec le canal de Wolff, ils sont parallèles. Ils apparaissent chez l’embryon des deux sexes, on a une structure indifférenciée commune aux deux sexes.
Chez les cyclostomes : on n’a pas de conduits génitaux.
Chez les poissons osseux : les conduits génitaux sont indépendants de l’appareil excréteur urinaire. C’est un prolongement de la gonade.
Chez les amphibiens

Chez les amniotes

La plupart des vertébrés ont un développement embryonnaire qui se fait un milieu externe, là où se fait la fécondation. L’embryon est enveloppé dans une coque plus ou moins rigide qui l’isole le milieu embryonnaire et à l’intérieur de la coque on trouve tous les éléments vitellins pour le développement de l’embryon => c’est l’oviparité.
Les bébés mammifères ont un développement se fait de façon interne à la mère dans un organe différencié dans ce but => c’est la viviparité.
Le fœtus est rattaché à la mère grâce au placenta qui est une structure caduque donc qui disparaît après la naissance.
_ On peut avoir un développement interne avec une fécondation interne.
Ex : chez les requins : pour la fécondation, on a besoin d’un organe copulateur pour mener le spermatozoïdes dans la femelle, pour cela ceux sont les nageoire pelviennes qui vont former un tube pour la fécondation interne.
_ On peut avoir un œuf qui se développe dans la femelle => c’est ovoviviparité.
Evolution : ovipare => ovovivipare => vivipare
Trois étapes chez un mammifère, 3 sous-classes
_ Sous-classe Prothériens (= monotrèmes) ovipare comme les ornithorynques.
_ Sous-classe métathériens (=marsupiaux) développement dans l’utérus et achève son développement dans une poche de la mère.
_ Sous-classe euthériens (= placentaire).