Le fonctionnement de l'appareil génital féminin est contrôlé par l'interaction entre l'hypothalamus, l'hypophyse antérieure et les ovaires.
L'hypothalamus sécrète un peptide de petite taille, la gonadotropin-releasing hormone (gonadolibérine) (GnRH), également connue sous le nom de luteinizing hormone releasing hormone (LHRH).
La GnRH régule la libération de l'hormone lutéinisante (LH) et de l'hormone folliculo-stimulante (FSH) par des cellules spécialisées (gonadotropes) de la glande antéhypophysaire (voir figure Axe système nerveux central-hypothalamo-hypophyso-gonadique-organe cible). Ces hormones sont sécrétées de façon pulsatile à des intervalles de 1 à 4 heures. La LH et la FSH favorisent l'ovulation et stimulent la sécrétion des hormones sexuelles, l'œstradiol (un œstrogène) et la progestérone, par les ovaires.
Dans le sang circulant, les œstrogènes et la progestérone sont pratiquement toujours liés à des protéines plasmatiques. Seules les formes non liées d'œstrogènes et de progestérone semblent être biologiquement actives. Elles stimulent les organes cibles de l'appareil reproducteur (p. ex., utérus, vagin) et les glandes mammaires. Généralement, elles inhibent (appelé rétroaction négative) la sécrétion des gonadotrophines, mais dans certaines situations (p. ex., au moment de l'ovulation), elles peuvent la stimuler.
Axe du système nerveux central, hypothalamo-hypophyso-gonadique
Les hormones ovariennes ont un effet direct et indirect sur les autres tissus (p. ex., os, peau, muscles). FSH = hormone folliculo-stimulante; GnRH = gonadotropin-releasing hormone (gonadolibérine); LH = hormone lutéinisante. |
Puberté
La puberté est la séquence des événements au cours desquels un enfant acquiert les caractéristiques physiques de l'adulte et la capacité de se reproduire. Les taux de LH et de FSH circulants sont tous deux élevés à la naissance, mais baissent à des taux très bas en quelques mois et restent bas jusqu'à la puberté. Jusqu'à la puberté, peu de changements se produisent au niveau des organes cibles reproducteurs.
Âge de début de la puberté
L'âge de début de la puberté et la vitesse de développement à travers ses différentes étapes sont influencés par différents facteurs. Pendant les 150 dernières années, l'âge auquel la puberté débute a diminué, principalement du fait de l'amélioration de la santé et de la nutrition, mais cette tendance s'est stabilisée. Aux États-Unis, l'âge moyen de début de la puberté est de 12,5 ans, mais le début varie selon l'origine ethnique (1).
La puberté apparaît souvent plus tôt que la moyenne chez les filles modérément obèses et plus tard que la moyenne chez les filles trop maigres et sous-alimentées (2). Ces observations suggèrent qu'un poids corporel ou une quantité de graisse critiques sont nécessaires à la puberté.
De nombreux autres facteurs peuvent influencer la date de début de la puberté et sa vitesse de progression. Par exemple, il existe des preuves selon lesquelles le retard de croissance intra-utérine, surtout quand il est suivi d'une suralimentation postnatale, peut contribuer au développement plus précoce et plus rapide de la puberté (3). Par exemple, certaines données suggèrent que les enfants nés petits pour l'âge gestationnel ont une progression de la puberté avancée (4).
La puberté survient plus tôt chez les filles dont les mères avaient un âge plus précoce au ménarche (5); la puberté est également influencée par la situation géographique et les toxiques environnementaux (6).
Changements physiques à la puberté
Les modifications physiques de la puberté se produisent séquentiellement pendant l'adolescence (voir figure Puberté, lorsque les caractères sexuels féminins se développent).
Bourgeonnement du sein (voir figure Représentation schématique des stades de Tanner I à V de la maturation du sein chez la jeune fille [7]) et l'apparition de la poussée de croissance sont habituellement les premiers changements reconnus.
Ensuite, des poils pubiens et axillaires apparaissent (voir figure Représentation schématique des stades de Tanner I à V du développement de la pilosité pubienne chez les filles) et survient le pic de croissance.
La ménarche (premier cycle menstruel) se produit environ 2 à 3 ans après le développement des seins. Les cycles menstruels sont généralement irréguliers après la ménarche et peuvent prendre jusqu'à 5 ans pour devenir réguliers. Le pic de croissance est limité après la ménarche. La morphologie corporelle se modifie et le pelvis et les hanches s'élargissent. La graisse corporelle augmente et s'accumule dans les hanches et les cuisses.
Mécanismes responsables du début de la puberté
Les mécanismes responsables du début de la puberté ne sont pas clairement identifiés.
Les influences centrales qui régulent la libération de GnRH comprennent des neurotransmetteurs et des peptides (p. ex., l'acide gamma-aminobutyrique [GABA], la kisspeptine). Ces facteurs pourraient inhiber la production de GnRH pendant l'enfance puis stimuler sa libération pour induire la puberté au cours la phase précoce de l'adolescence. Au début de la puberté, la libération de GnRH hypothalamique est moins sensible à l'inhibition par les œstrogènes et la progestérone. Il en résulte une libération accrue de GnRH qui favorise la sécrétion de LH et de FSH, stimulant la production des hormones sexuelles, en particulier des œstrogènes. Les œstrogènes stimulent le développement des caractères sexuels secondaires.
La croissance des poils pubiens et axillaires est stimulée par les androgènes surrénaliens comme la déhydroépiandrostérone (DHEA) et le sulfate de DHEA; la production de ces androgènes augmente plusieurs années avant la puberté dans un processus appelé l'adrénarche.
Puberté, lorsque les caractères sexuels féminins se développent
Les barres indiquent les intervalles normaux. |
Représentation schématique des stades de Tanner I à V de la maturation du sein chez les filles
From Marshall WA, Tanner JM: Variations in pattern of pubertal changes in girls. Arch Dis Child 44:291–303, 1969; used with permission. |
Représentation schématique des stades de Tanner I à V du développement de la pilosité pubienne chez les filles
From Marshall WA, Tanner JM: Variations in patterns of pubertal changes in girls. Archives of Disease in Childhood 44:291–303, 1969; used with permission. |
Références pour la puberté
1. Anderson SE, Must A: Interpreting the continued decline in the average age at menarche: results from two nationally representative surveys of U.S. girls studied 10 years apart. J Pediatr 147 (6):753–60 2005.doi: 10.1016/j.jpeds.2005.07.016
2. Rosenfield RL, Lipton RB, Drum ML: Thelarche, pubarche, and menarche attainment in children with normal and elevated body mass index. Pediatrics 123 (1):84-8, 2009. doi: 10.1542/peds.2008-0146
3. Darendeliler F: IUGR: Genetic influences, metabolic problems, environmental associations/triggers, current and future management. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 33 (3):101260, 2019. doi: 10.1016/j.beem.2019.01.001 Epub 2019 Jan 22.
4. Veening MA, van Weissenbruch MM, Roord JJ, de Delmemarre-van Waal HA: Pubertal development in children born small for gestational age. J Pediatr Endocrinol Metab 17 (11):1497–505, 2004. doi: 10.1515/jpem.2004.17.11.1497
5. Sørensen S, Brix N, Ernst A, et al: Maternal age at menarche and pubertal development in sons and daughters: A Nationwide Cohort Study. Hum Reprod 33 (11):2043–2050, 2018. doi: 10.1093/humrep/dey287
6. Eckert-Lind C, Busch AS, Petersen JH, et al: Worldwide secular trends in age at pubertal onset assessed by breast development among girls: A systematic review and meta-analysis. JAMA Pediatr 174 (4):e195881, 2020. doi:10.1001/jamapediatrics.2019.5881
7. Marshall WA, Tanner JM: Variations in patterns of pubertal changes in girls. Arch Dis Child 44:291–303, 1969.
Développement folliculaire ovarien
Un fœtus féminin a un nombre limité de précurseurs des œufs (cellules germinales). Les cellules germinales commencent comme des oogonies primordiales, qui migrent de l'endoderme extra-embryonnaire du sac vitellin vers la crête génitale indifférenciée et deviennent des oogonies. Les ovogonies se différencient en ovocytes primaires et prolifèrent fortement par des mitoses (division en deux cellules diploïdes identiques), ce qui entraîne la production d'environ 7 millions d'ovocytes au 5e mois de gestation. Au cours du 3e mois de gestation, certaines ovogonies commencent la méiose et s'arrêtent dans la prophase de la méiose I jusqu'à la puberté. La méiose se produit en deux phases; il en résulte une division en quatre cellules haploïdes. Au 7e mois de gestation, une couche de cellules granuleuses se développe autour de toutes les cellules germinales viables et forme un follicule primordial. Après le 4e mois, des ovogonies (et plus tard des ovocytes) commencent à être perdues spontanément dans un processus appelé atrésie; finalement, 99,9% sont perdus.
Gamétogenèse féminine et masculine
La gamétogenèse correspond au processus de développement des cellules germinales primordiales aux gamètes matures: l'ovogenèse chez la femme et la spermatogenèse chez l'homme. Chez la femme et chez l'hommes, elle commence par des cellules germinales diploïdes qui subissent ensuite une mitose, une méiose et une cytodifférenciation en gamètes haploïdes. |
À la puberté, l'ovocyte termine la méiose I pour produire un ovocyte secondaire et un corps polaire; ces cellules s'arrêtent en métaphase de la méiose II.
La FSH induit la croissance folliculaire dans les ovaires. À chaque cycle menstruel, 3 à 30 follicules sont recrutés et subissent une accélération de croissance. En règle générale, pour chaque cycle, un follicule parvient à l'ovulation. Ce follicule dominant libère son ovocyte durant l'ovulation et favorise l'atrésie des autres follicules recrutés. Un seul ovule est formé à la suite des deux divisions méiotiques, un juste avant l'ovulation et le second lorsque le spermatozoïde pénètre. Les corps polaires contenant un excès de matériel génétique sont extrudés à chaque division méiotique. Du fait de l'augmentation de l'âge de la mère, le long temps passé par les ovocytes survivants bloqués en prophase méiotique peut expliquer l'incidence accrue de grossesses génétiquement anormales (1).
Référence pour le développement folliculaire ovarien
1. Jones KT: Meiosis in oocytes: Predisposition to aneuploidy and its increased incidence with age. Hum Reprod Update 14:143–158, 2008.
Cycle menstruel
Les règles correspondent à l'écoulement périodique de sang et à la desquamation de l'utérus (globalement appelées menstruation ou flux menstruel) de l'utérus par le vagin. Elles sont provoquées par la diminution rapide de la production ovarienne de progestérone et d'œstrogènes qui se produit à chaque cycle en l'absence de grossesse. Les menstruations se produisent chez la femme en âge de procréer.
La ménopause est définie comme la période située 1 an après les dernières règles.
La durée normale des règles est de 4,5 à 8 jours (1). La perte sanguine moyenne pour un cycle est de 30 mL (norme 5 à 80 mL) et est habituellement maximale au 2e jour. Les patientes ne mesurant pas le volume menstruel, le volume des règles est déterminée en fonction de l'impression de la patiente et du nombre estimé de tampons ou de tampons utilisés; un tampon ou un tampon saturé absorbe 5 à 15 mL. Le sang menstruel ne coagule habituellement pas (sauf si l'hémorragie est abondante) probablement du fait d'une fibrinolysine et d'autres facteurs inhibant la coagulation.
La durée médiane du cycle menstruel est de 28 jours (intervalle normal entre 24 à 38 jours). Généralement, la variation est la plus grande et les intervalles intermenstruels sont les plus longs au cours des années qui suivent immédiatement la ménarche et qui précèdent immédiatement la ménopause, quand l'ovulation est moins régulière. Chez une femme donnée, les règles sont considérées comme régulières lorsque la durée des cycles les plus courts et les plus longs varie de ± 2 à 20 jours. La durée du cycle menstruel est le nombre de jours entre le premier jour des règles d'un cycle et le premier jour du cycle suivant.
Le cycle menstruel peut être divisé en différentes phases. L'ovaire passe par les phases suivantes:
Folliculaire (préovulatoire)
Ovulatoire
Lutéale (post-ovulatoire, voir figure Variations cycliques idéales des gonadotrophines hypophysaires, de l'œstradiol (E2), de la progestérone (P), et de l'endomètre utérin pendant le cycle menstruel normal)
L'endomètre passe aussi par différentes phases:
Menstruelle
Proliférative
Sécrétoire
Phase folliculaire
La durée de cette phase varie plus que celle des autres phases.
Dans la phase folliculaire précoce (la première moitié de la phase folliculaire), l'événement primitif est
La croissance des follicules collectés
À cette période, les cellules gonadotropes de l'antéhypophyse contiennent peu de LH et de FSH et la production d'œstrogènes et de progestérone est faible. Par conséquent, la sécrétion globale de FSH s'élève légèrement, favorisant la croissance des follicules recrutés. De plus, l'élévation des taux de LH, lentement progressive, débute 1 à 2 jours après l'ascension de la FSH. Les follicules ovariens recrutés augmentent rapidement la production d'œstradiol; l'œstradiol stimule la synthèse de la LH et de la FSH mais inhibe leur sécrétion.
Pendant la 2e moitié de la phase folliculaire (phase folliculaire tardive), le follicule sélectionné pour l'ovulation se développe et accumule des cellules granuleuses hormonosécrétantes; l'antrum augmente de volume du fait du liquide folliculaire, atteignant 18 à 20 mm avant l'ovulation. Les taux de FSH diminuent; les taux de LH sont moins modifiés. Les taux de FSH et de LH divergent en partie car l'œstradiol inhibe la sécrétion de FSH plus que celle de LH. De plus, les follicules en développement produisent une hormone, l'inhibine B, qui inhibe la sécrétion de FSH mais pas celle de LH. D'autres facteurs favorisants peuvent expliquer cette variation, comme des demi-vies différentes (20 à 30 min pour la LH; 2 à 3 heures pour la FSH) et des facteurs inconnus. Les taux d'œstrogènes, en particulier d'œstradiol, augmentent de façon exponentielle.
Phase ovulatoire
L'ovulation (libération de l'ovule) se produit.
Les taux d'œstradiol augmentent habituellement lorsque la phase ovulatoire débute. Le taux de progestérone commence également à augmenter.
La LH stockée est libérée en quantités massives (pic de LH), habituellement en 36 à 48 heures, avec une augmentation moindre de la FSH. Le pic de LH apparaît du fait de la stimulation, par les taux élevés de l'œstradiol, de sa libération par les cellules gonadotropes (rétrocontrôle positif). Le pic de LH est aussi stimulé par la GnRH et la progestérone. Lors du pic de LH, les taux d'œstradiol baissent, alors que les concentrations de progestérone poursuivent une courbe ascendante. Le pic de LH stimule des enzymes qui déclenchent la rupture de la paroi du follicule et la libération de l'ovule, à présent mature, en environ 16 à 32 heures. Le pic de LH déclenche également la fin de la première division méiotique de l'ovocyte en environ 36 heures.
Phase lutéale
Le follicule dominant est transformé en corps jaune après avoir libéré l'ovule.
La durée de cette phase est la plus constante, en moyenne 14 jours, ensuite, en l'absence de grossesse, le corps jaune dégénère.
Le corps jaune sécrète principalement la progestérone en quantités croissantes, jusqu'à un maximum d'environ 25 mg/jour 6 à 8 après l'ovulation. La progestérone stimule les sécrétions de l'utérus, nécessaires à l'implantation embryonnaire. Puisque la progestérone est thermogène, la température basale corporelle augmente de 0,5° C pendant cette phase.
Comme les taux d'œstradiol, de progestérone et d'inhibine circulants sont élevés pendant la majeure partie de la phase lutéale, les taux de LH et de FSH diminuent. Lorsqu'aucune grossesse ne se produit, les taux d'œstradiol et de progestérone diminuent à la fin de cette phase, et le corps jaune dégénère en corpus albicans.
En cas d'implantation, le corps jaune ne dégénère pas mais reste fonctionnel au stade précoce de la grossesse en continuant à produire de la progestérone, stimulé par la gonadotrophine chorionique humaine, qui est produite par l'embryon en développement.
Cycle menstruel normal
Cette figure montre les variations cycliques idéales des gonadotrophines hypophysaires, de l'œstradiol (E2), de la progestérone (P), et de l'endomètre utérin pendant le cycle menstruel normal |
Référence pour le cycle menstruel
1. Fraser IS, Critchley HOD, Broder M, Munro MG: The FIGO recommendations on terminologies and definitions for normal and abnormal uterine bleeding. Semin Reprod Med 29 (5):383–390 2011. doi: 10.1055/s-0031-1287662 Epub 2011 Nov 7.
Modifications cycliques des autres organes de l'appareil reproducteur
Endomètre
L'utérus, qui se compose de glandes et de stroma, a une couche basale, une couche spongieuse intermédiaire et une couche de cellules épithéliales compactes qui revêt la cavité utérine. Ensemble, les couches épithéliale et spongieuse forment la functionalis, une couche transitoire qui est éliminée pendant les règles.
Au cours du cycle menstruel, l'endomètre passe par ses propres phases:
Menstruelle
Proliférative
Sécrétoire
Après les menstruations, l'endomètre est fin avec un stroma dense et des glandes étroites, rectilignes, revêtues d'un épithélium prismatique. Lorsque les taux d'œstradiol augmentent, la couche basale intacte régénère l'endomètre jusqu'à son épaisseur maximale tardivement au cours de la phase ovarienne folliculaire (phase proliférative du cycle endométrial). La muqueuse s'épaissit et les glandes tubulaires s'allongent, s'enroulent et deviennent tortueuses.
L'ovulation se produit au début de la phase de sécrétion du cycle endométrial. Pendant la phase lutéale ovarienne, la progestérone stimule les glandes endométriales, qui se dilatent, se remplissent de glycogène, sont sécrétoires, tandis que la vascularisation du stroma augmente. Lorsque les taux d'œstradiol et de progestérone baissent pendant la phase lutéale/sécrétoire tardive, le stroma est de plus en plus œdémateux et l'endomètre ainsi que des vaisseaux sanguins se nécrosent, ce qui provoque l'hémorragie et le flux menstruel (la phase menstruelle du cycle de l'endomètre). L'activité fibrinolytique de l'endomètre diminue la formation de caillots sanguins dans le sang menstruel.
Les anomalies histologiques dépendant de la phase du cycle menstruel, la phase du cycle ou la réponse tissulaire aux hormones sexuelles peuvent être déterminées précisément par une biopsie de l'endomètre.
Col de l'utérus
Le col agit comme une barrière qui limite l'accès à la cavité utérine.
Au cours de la phase folliculaire, l'augmentation des taux d'œstradiol accroît la vascularisation et l'œdème du col et la quantité, l'élasticité et la concentration en sel (chlorure de potassium ou de sodium) de la glaire cervicale. L'orifice externe du col s'ouvre légèrement et se remplit de mucus au moment de l'ovulation.
Pendant la phase lutéale, l'augmentation des taux de progestérone rend la glaire cervicale plus épaisse et moins élastique, diminuant la capacité de transport du spermatozoïde.
La phase du cycle menstruel peut parfois être identifiée par l'examen microscopique de la glaire cervicale séchée sur une lame; une cristallisation du mucus (en forme de fougère) indique une augmentation du sel dans la glaire cervicale. La cristallisation est plus évidente peu avant l'ovulation, lorsque les taux d'œstrogènes sont élevés; elle est minime ou absente pendant la phase lutéale. La filance, l'extensibilité (élasticité) de la glaire, augmentent à mesure que les taux d'œstrogènes augmentent (p. ex., juste avant l'ovulation); cette modification peut être utilisée pour identifier les phases périovulatoires (fertiles) du cycle menstruel.
Vagin
Tôt au cours de la phase folliculaire, quand les taux d'œstradiol sont bas, l'épithélium vaginal est mince et pâle. Plus tard au cours de la phase folliculaire, lorsque les taux d'œstradiol augmentent, les cellules malpighiennes maturent et se kératinisent, entraînant un épaississement épithélial.
Au cours de la phase lutéale, le nombre de cellules intermédiaires prékératinisées augmente et le nombre de GB et de débris cellulaires se développe au fur et à mesure que les cellules malpighiennes matures desquament.
