Physiologie du développement fœtal

Durée de la grossesse :

Elle dure 185jours ou 40 semaines d’aménorrhées. C’est un calcul théorique, qui se base sur le 1er jour des dernières règles. On suppose alors que le cycle menstruel est régulier, et théoriquement de 28jours. Ainsi, la fécondation se ferait lors de la deuxième semaine d’aménorrhée.

Mais en réalité, dans une situation classique 8donc pas pendant les FIV), on ne connait pas le jour exact de fécondation. L’échographie du premier trimestre cherche à le déterminer.

La période embryonnaire :

Elle dure 8 semaines (56jours) de l’embryogénèse (10SA), et elles sont divisées en 23 stades de Carnegie. Un embryologiste parlera de 8 semaines de grossesse plutôt que de 10 semaines d’aménorrhée.

Cette période concerne l’organogénèse et la morphogénèse de l’enfant.

Morphologie :

  • Une différenciation dorso ventrale va se faire
  • Apparition de la ligne primitive établissant une différenciation cranio-caudale
  • Symétrie de l’embryon bilatérale
  • Processus menant à la détermination droite-gauche pas encore bien connue

Les gynécologues, considèrent que la période embryonnaire dure 12SA. Lors des premiers jours de l’embryon, il n’y a pas de retard de croissance, quel que soit la femme, l’utérus ou l’embryon. C’est pourquoi jusqu’à un certain âge, il est possible de dater fiablement un embryon.

La 1ère semaine de grossesse (≈3SA) :

L’ovule possède une zone « pellucide », qui est un stock de nutriment pour permettre la méiose. Une fois fécondé, les cellules vont immédiatement se diviser par une puissance de 2, et au bout du 4ème jour, l’embryon va se fixer sur la paroi utérine. Au stade de la morula, l’embryon « grignote » la paroi utérine et s’implante.

La deuxième semaine de grossesse (≈4SA) :

La nidation (implantation) est complète au bout du 10-12ème jour : l’œuf a complétement pénétré la paroi. A ce moment, l’embryon est didermique : il a un épiblaste, et un hypoblaste, qui vont former deux couches de tissus. Il existe aussi un trophoblaste, dont le rôle est d’envahir les tissus de la mère, pour développer le placenta.

Le placenta va donc se développer un niveau de la nidation. Il ne se déplace pas par la suite, mais il va s’allonger, se distendre, ce qui peut donner une impression de déplacement. Et l’utérus va également se dilater, ce qui accentue cette impression. C’est à cette période que les artères spiralées se forment. On pense d’ailleurs que s’il y a un dysfonctionnement dans le développement de ces artères spiralées, ça peut conduire à une pré-éclampsie, qui est véritablement une maladie placentaire.

C’est à cette période que le test de grossesse devient positif.

3ème semaine de grossesse (≈5SA) :

Il y a trois mécanismes importants, qui font qu’à partir d’un disque embryonnaire, on commence à avoir un embryon avec une forme. Un troisième feuillet va se développer, et donner le mésoderme. Le mésoderme deviendra par la suite le système digestif. Chaque feuillet va se spécialiser dans la formation d’organes différents. On arrive au stade de la gastrula avec ses trois couches : endoderme, mésoderme, ectoderme. Il y a également la formation de la ligne médiane, qui va donner l’aspect symétrique du développement de l’embryon. Il va également y avoir la formation du tube neural par la gouttière primitive.

La grastulation :

  • Gradient céphalo-caudal
  • Ligne primitive (épaississement le long de la ligne médiane) -> formation de la gouttière primitive
  • Disque tri dermique :
    • Endoderme
    • Mésoderme
    • Ectoderme

Neurulation :

  • Formation du tube neurale
  • Formation des crêtes neurales

Parallèlement à tout ça, le cœur commence à battre à partir de 21J de vie.

Ectoderme Mésoderme Endoderme
Système nerveux central

Système nerveux périphérique

Epithélium sensoriel

Posthypophyse

Epiderme, phanères[1]

Glandes sous-cutanées

Glandes mammaire

Email des dents

Médullosurrénale

Squelette (os, cartilage)

Tissu conjonctif

Muscles (striés, lisses)

Systèmes cardiovasculaire et lymphatique, cellules sanguines

Reins, voies urinaires hautes

Appareil génital (gonades, voies génitales)

Péricarde, plèvre, péritoine

Rate

Corticosurrénale

Tube digestif (épithélium)

Foie

Pancréas

Adénohypophyse

Appareil respiratoire (épithélium)

Oreille moyenne, trompe d’Eustache

Thyroïde, parathyroïdes (parenchyme)

Thymus, amygdales (parenchyme)

Vessie, urètre (épithélium)

Le placenta : 2ème et 3ème semaine de grossesse

Au troisième trimestre, le cordon ombilical doit être composé de trois vaisseaux : une veine ombilicale, et deux artères ombilicales.

Le placenta est constitué du côté de la maman, de cotylédons, qui est une sous unité macroscopique, qui va participer aux échanges placentaires. Le placenta a différentes fonctions :

  • Digestive : il permet au bébé de recevoir les nutriments
  • Respiratoire : les échanges gazeux se font à ce niveau
  • Rénale : il élimine les déchets
  • Endocrine : il sécrète plusieurs hormones, dont :
    • Les β-hCG (human Chorionic Gonadotropin)
    • Les œstrogènes
    • La progestérone
    • Le hPL (human Placenta Lactogen) ou hCS (human Chorionic Somatomammotrophin)

Les échanges au niveau du placenta se font de manière « passive », avec le différentiel de gradient de pression. Si la maman fait une hypotension, on diminue les échanges avec son bébé (lorsqu’on pose une rachi par exemple, si la mère fait une hypotension, le bébé ralentira son rythme cardiaque en conséquence).

4ème semaine de grossesse (≈6SA) :

L’enfant est délimité par un épithélium extrêmement fin et translucide, ce qui va définir l’intérieur de l’extérieur.

  • Entre 24-26 jours, on a l’apparition d’un diverticule respiratoire
  • A 22 jours, les globules rouges se forment
  • A 28 jours :
    • Le tube neural se ferme : la prise d’acide folique est recommandé pour la fermeture du tube neural, mais surtout en anté natal, car comme on ne sait pas quand une femme va tomber enceinte, mieux vaut le prendre dès le début du projet de grossesse, et le poursuivre trois mois après le début de la grossesse. Les stocks d’acide foliques sont souvent insuffisant. C’est d’ailleurs le seul nutriment qui a été mis en évidence comme complément alimentaire avant et pendant la grossesse. Après trois mois, l’acide folique n’est plus utile.
    • Le cœur commence à être cloisonné.
  • Le tube digestif se forme

2ème mois :

  • Dès la 5ème semaine, un premier rein va se développer (alors qu’il provient d’un cordon autour de l’ombilic)
  • Le cœur se cloisonne entre le 25ème et 45ème jours.
  • La face se développe entre 35 et 45 jours, à partir de bourgeon frontal et arcs branchiaux
  • Les membres se développent :
    • Les bras à 54 jours
    • Les pieds à 57 jours

8ème semaine (≈10SA) :

  • A ce stade, l’embryon est quasiment formé :
    • Chondrification[2], l’ossification commence
    • Les organes génitaux ne sont pas suffisamment différenciés
    • L’embryon a des yeux, des oreilles, et des paupières (qui resteront fermées jusqu’au 5ème mois)
  • Ceci marque la fin de la période embryonnaire
  • Et donc le début de la période fœtale
  • On peut observer les premiers mouvements de l’embryon
  • Il fait la taille d’un petit poids

Embryon à 56 jours, stade de Carnegie 23
Numérotation Couleurs
  1. Cordon ombilical avec hernie
  2. Nez
  3. Œil
  4. Paupière
  5. Oreille (a : tragus, B : antitragus)
  6. Bouche
  7. Coude Doigts
  8. Orteils
  9. Queue embryonnaire régressée
  • Télencéphale
  • Diencéphale
  • Métencéphale
  • Myélencéphale
  • Moelle épinière

Période fœtale :

Elle débute après la 8ème semaine (donc après ≈10SA). Elle concerne la croissance en taille et la maturation des organes.

Croissance de l’enfant :

La croissance est l’enfant est très liée au placenta. Si le placenta se développe mal, on aura un retard de croissance intra utérin.

Il y a également des facteurs fœtaux, maternels, environnementaux (tabac, alcool, hypertension, diabète, stress…), génétique, hormonal (somatotrophine, glucocorticoïdes, hormones thyroïdiennes, insuline like factors, facteurs de croissance, hormones placentaires). Beaucoup de choses influent sur la croissance du bébé.

La croissance staturale, qui est liées à celle du squelette, sera maximale à 20 semaines.

La croissance pondérale, indissociable du placenta, sera lente jusqu’à 23 semaines, avec une forte augmentation par la suite et un pic à 34 semaines. La principale source d’énergie pour le fœtus est le glucose.

9 à 12 semaines (≈11-14SA) :

Les structures génitales sont formées, mais ne se voient pas forcément à l’ultra son.

Les paupières sont fermées (jusqu’à la 28ème semaine)

Le fœtus peut fermer le poing. Les bourgeons dentaires apparaissent. La tête représente la moitié de la taille du fœtus.

Dépistage :

Il existe des tests de dépistage, qui permettent d’estimer un risque d’être atteint d’une pathologie. Historiquement le dépistage porte sur la trisomie 21. Mais elle concerne aussi accessoirement la trisomie 13 et 18. Le but est d’éviter les interventions à risques pour investiguer (comme l’amniosynthèse). Le dépistage est remboursé, et non obligatoire.

Entre 10 3/7 et 13 6/7 SA, on effectue une clarté nucale, et on dose les βhCG et PAPP-A. La sensibilité de ce dépistage est à 90% pour la trisomie 21, et 5% des femmes sont identifiées à risque élevé.

  • La clarté nucale : il s’agit en fait d’un œdème du côté de la nuque, qui est augmenté chez les trisomiques.
  • L’ordinateur calcule le risque en fonction de la mesure de la clarté nucale, et des dosages des βhCG et PAPP-A. Un risque élevé est de 1/380. Risque intermédiaire : 1/1000.

Si le risque est élevé, on peut proposer l’amniosynthèse, ou le dépistage non invasif.

Le DPNI (dépistage pré natal non invasif), ou NIPT (non invasive prenatal testing) consiste à analyser l’ADN fœtal présent dans la circulation sanguine maternelle. Grâce aux nouvelles technologies de séquençage, on peut réaliser un dépistage plus fin des T13-T18-T21. Ce test est proposé dès que la maman a un risque de 1/1000.

Si le DPNI revient positif, le diagnostic doit être confirmer par une amniosynthèse, car le DPNI reste une mesure de dépistage. Il n’est pas fiable à 100%.

13 à 16 semaine (≈15-18SA) :

  • Le fœtus a une peau translucide, le lanugo se forme sur la tête
  • Il suce et avale le liquide amniotique
  • Des empreintes digitales sont présentes sur les doigts du fœtus
  • Du méconium est formé dans le tractus intestinal
  • Les glandes sudoripares sont développées
  • Le foie et le pancréas commencent à sécréter

17 à 20 semaine (≈19-22SA) :

  • Les mouvements du bébé sont ressentis par le maman
  • Des sourcils, des cils, ongles apparaissent. La peau produit du vernix

21 à 23 semaine (≈23-25SA) :

  • Le lanugo est présent sur le corps entier
  • La peau est moins translucide, de la graisse se forme
  • Les yeux sont totalement développés
  • Le foie et le pancréas sont en plein développement

24 à 27 semaine (≈26-29SA) :

  • Le système nerveux central est presque totalement développé
  • Il y a des cycles de veille et de sommeil
  • Les poumons se développent

L’appareil pulmonaire :

Les poumons se développent d’abord de manière proximale (trachée, bronches), puis de manière distale (bronchioles, alvéoles).

  • Stade embryonnaire (2-7SA) :
    • Il y a une apparition du bourgeon pulmonaire, et les divisions commencent. Le 6ème arc branchial va donner le canal artériel !
  • Stade pseudo glandulaire (8 à 16SA)
  • Stade caniculaire ou bronchiolaire (17-27SA) :
    • Les acini[3] se mettent en place
    • Il y a une différenciation des pneumocytes de type I et de type II vers 22SA : c’est le début de la sécrétion du surfactant
      • La production de surfactant peut être stimulée en anté natal avant 24SA, et même d’après les nouveaux guides line, elle devrait être stimulée jusqu’à 37SA.
      • Le surfactant est composé à 80% de phospholipides, protéines et hydrates de carbone. C’est une substance tensioactive à la surface des alvéoles, qui va diminuer leur tension de surface, va permettre un déplissage des alvéoles à l’inspiration, et empêcher le collapsus à l’expiration.
    • S’il y a un manque de liquide amniotique, il y a un risque d’hypoplasie pulmonaire ! Les poumons du bébé ne se développent pas suffisamment bien. On ne connait pas les explications réelles. Mais on sait qu’il existe des facteurs de croissance dans le liquide amniotique. On suppute que l’inhalation de ces facteurs de croissances présent dans le liquide amniotique, par l’arbre pulmonaire, participe au développement de ce dernier. A savoir que les poumons sécrètent également un liquide pulmonaire, qui va contribuer à la formation du liquide amniotique. Mais le liquide amniotique est surtout développé par les reins, le reste provient de l’ultrat filtrat placentaire.
  • Stade sacculaire terminal (jusqu’à 35SA) :
    • Formation des saccules tapissées par les pneumocytes
  • Stade alvéolaire (dès 35SA) :
    • Multiplication des alvéoles
    • La maturation alvéolaire se poursuit même plusieurs semaines après la naissance

L’appareil urinaire :

L’organogénèse du rein de déroule en trois étapes :

  1. Pronéphros de 4 à 8 semaine : c’est un appareil rénal primitif et non définitif chez l’humain. Il est issu du mésoblaste
  2. Mésonéphros de 6 à 10 semaines : c’est le deuxième appareil rénal, qui vient en replacement du prénéphros. Il disparaitra lors du développement du métanéphros.
  3. Métanéphros : c’est le rein définitif Il se développe jusqu’à 35 semaines.

Les voies urinaires basses se différencient de 5 à 8 semaines.

La fonction rénale du fœtus, est assurée en grande partie par le placenta et ses échanges transmembranaires. L’équilibre hydroélectrolitique est maintenue entre le fœtus, le liquide amniotique, et la mère, par des gradients osmotiques de pression.

Le rein fœtal, devient fonctionnel dans la 2ème moitié de la grossesse. Il a comme particularité d’avoir une filtration glomérulaire basse, et une fonction tubulaire faible (mauvaise réabsorption du sodium etc.)

Diurèse fœtale :

  • Dès 14SA : de petites quantités
  • Dès 18SA : entre 7-14ml/24h
  • Dès 20SA : la diurèse fœtale et les sécrétions du liquides pulmonaires constituent l’essentiel du liquide amniotique. Le liquide amniotique représente 150ml à16SA, puis 1L à 32SA, et le contenue diminue jusqu’à 40SA.

L’appareil digestif :

L’appareil digestif comprends :

  • La face
  • Le palais
  • Le nez
  • Les dents
  • La langue
  • Les arcs pharyngiens
  • L’intestin
  • L’estomac
  • Le pancréas
  • Le voie
  • Les voies biliaires

Les mouvements de succion débutent dès la fin du 1er trimestre, et devient mature après 36 semaines. La déglutition déglutit le liquide amniotique, dès 15-20SA.

On peut visualiser l’estomac dès le 1er trimestre.

L’insulines et les enzymes digestives sont sécrétées dès la fin du 1er trimestre.

Le système génital :

La différence de chromosomes (XX ou XY) induit une différentiation gonadique dès le début de la 5ème semaine.

La différentiation sexuelle est hormono-dépendante, elle utilise des hormones androgènes et une hormone anti Müllérienne pour les garçons, ainsi les canaux de Müller[4] régressent et laissent donc la place aux canaux de Wolf[5].

La différentiation des voies génitales internes se font à la 7-8ème semaine.

La différentiation des organes génitaux externe, est donc androgénodépendante.

Les ovocytes chez un embryon XX sont déjà déterminés à ce moment. Beaucoup vont mourir, puisqu’il y avait plusieurs milliers d’ovocytes à la base, mais une femme ovule 300 ovocytes dans sa vie.

Hématologie :

L’érythropoïèse est hépatique jusqu’à la fin du 2ème trimestre, puis médullaire à partir de 20SA (voir le cours sur l’anémie néonatale pour plus de précisions).

Le système immunitaire développe les lymphocytes T par le thymus, et les lymphocytes B par le foie et la moelle.

Sensorialité :

L’audition : le fœtus réagit aux sons extérieurs par accélération de la fréquence cardiaque, et en faisant des mouvements actifs. Ceci apparait dès 24-25SA, puis est constant dès 28SA.

Olfaction : on a peu de données à ce sujet.

Gustation : on a peu de données à ce sujet.

Nociception : On observe que les récepteurs cutanés sont présents dans 15-20SA. Les connexions thalamocorticales sensorielles s’établissent entre 22-26SA.

Mais les voies de conductions, et les systèmes régulateurs de la douleur, sont immatures. Ils induisent des comportements et un métabolisme aspécifique en réponse à la douleur.

Cela dit, on sait que l’enfant perçoit la douleur entre 24-26SA, et que ces voies sont parfaitement fonctionnelles dès 26SA.

Système moteur :

Les mouvements du corps débutent dès la fin du 1er trimestre. Les mouvements fins de la face (succion et bâillement) débutent aussi dès la fin du 1er trimestre.

Système cardiovasculaire :

Le cœur est formé à 2 mois, mais ça morphogénèse est fonctionnelle :

  • Il possède deux ventricules : leurs propriétés contractiles systoliques et les compliances diastoliques sont proches
  • Larges communications égalisant les pressions : au niveau du foramen ovale et du canal artériel
  • Loi de Starling : le cœur se contracte d’autant plus violemment que ses fibres sont étirées.

Le système vasculaire comporte le placenta. Le placenta est un réseau vasculaire à basses résistances, pour faciliter les échanges gazeux. A chaque cycle cardiaque, 50% du débit cardiaque passe par le placenta pour y être oxygéné.

Le réseau vasculaire pulmonaire, lui a des résistances très élevée, car les poumons ne sont pas ventilés. La perfusion de l’organe est juste suffisante pour assurer son développement.

On a une hypoxémie fœtal physiologique : la pression partielle en O2 du sang artériel fœtal est de 20-25mmHg. Et les saturations artérielles sont à 60%. Mais le fœtus compense par une hémoglobine fœtale qui a beaucoup plus d’affinité pour l’oxygène, et est capable de bien distribuer l’oxygène.

La consommation d’oxygène est aussi plus faible qu’après la naissance, car il n’y a pas de besoin de thermorégulation, et le travail ventilatoire est minime.

L’appareil circulatoire :

Le but du système vasculaire dans la vie fœtale, est d’oxygéner en priorité le cerveau et le cœur.

Il existe trois shunts dans la circulation fœtale :

  1. Le sang provenant de la veine ombilicale court circuite la circulation hépatique porte : 40% de ce sang va aller dans le foie, 60% du sang va se jeter dans la veine cave en empruntant le Ductus Venosus (ou le Canal d’Ariantus), et va provoquer ainsi le premier shunt.

Dans la veine cave inférieure, le sang oxygéné va circuler au centre du vaisseaux, plus rapidement que le sang désoxygéné qui lui circule au niveau des parois. Leur différence de flux permet de les « différencier ».

  1. Le sang oxygéné, va être dirigé préférentiellement de l’oreillette droite vers l’oreillette gauche, par le Foramen Oval (ou Ostium Secundum). Ce foramen ovale est composer d’une Valvule de Vieussens : c’est un clapet qui s’ouvre de droite à gauche, et se ferme de gauche à droite. Le sang oxygéné poursuit son chemin à l’entrée de l’aorte, et se dirige vers les carotides ou les coronaires. Ainsi, le sang oxygéné irrigue préférentiellement le cœur et le cerveau. S’il y a une hypoxie, ces deux organes sont protégés au détriment des autres organes.
  2. Le sang désoxygéné lui part de la veine cave vers l’oreillette droite, puis l’artère pulmonaire. Une partie pars dans les poumons (13-15%), l’autre partie passe par le Canal Artériel (85%). Le sang désoxygéné court-circuite le territoire artériel supra aortique et va directement dans l’aorte descendante. Environ 2/3 de ce sang pars dans les artères ombilicales, le tiers restant sert à irriguer les tissus fœtaux.

Evaluation doppler :

Si l’enfant a une baisse de l’oxygénation du sang, il va y répondre en provoquant une augmentation des résistances du réseau périphérique, puis une vasodilatation des vaisseaux centraux (cerveau, cœur). Ainsi, on observe avec quelle difficulté le sang se dirige vers le placenta, et avec quelle facilité il se dirige vers le cerveau.

Les gynécologues mesurent dont les résistances diastoliques au niveau des artères ombilicales. Le flux diastolique reflète bien la résistance placentaire, si elle augmente, le flux diminue.

Les gynécologues mesurent aussi l’index de résistance de l’artère cérébrale : s’il y a une vasodilatation, c’est que l’enfant est réellement atteint par l’hypoxémie (puisqu’en première intention, le fœtus augmente les résistances en périphérie), et ça indique une souffrance.

On peut aussi regarder le flux au niveau du Ductus Venosus : si en diastole, le cheminement du sang est nul, voir rétrograde, ça montre qu’il y a une insuffisance cardiaque qui s’installe, et que l’enfant souffre d’hypoxémie. On observe une onde S en systole, une onde D en début de diastole, et une onde A qui correspond à la contraction auriculaire : son inversion est corrélée à l’hypoxie.

Ces observations peuvent conduire à une décision d’extraction. On observe également à ces stades des retards de croissance.

Passage de la vie intra à extra utérine :

A la naissance, il y a :

  • Une expansion pulmonaire :
    • L’espace alvéolaire augmente
    • La capacité résiduelle fonctionnelle se forme
    • Les résistances vasculaires pulmonaires diminuent
  • Des changements circulatoires :
    • On clampe le cordon
    • Ce qui provoque une augmentation des résistances vasculaires systémique

Ces différences de pressions de part est d’autre (systémique et pulmonaire) provoquent une diminution du shunt droit-gauche du canal artériel. Le flux sanguin dans les poumons augmente. Et comme le retour veineux est plus important dans l’oreillette gauche, les pressions dans les oreillettes s’inversent (OG>OD), le foramen ovale se ferme.

Le canal artériel se ferme au bout de quelques jours sous l’effet de l’oxygène.

  1. Les phanères sont des productions tégumentaires de l’ectoderme et caractérisée par un taux élevé de kératinisation. Chez l’Homme, les principaux phanères sont les cheveux, les mpoils, les ongles.
  2. Chondrification : processus pendant lequel un tissu se transforme en cartilage. Chez l’embryon la chondrification succède à la phase de segmentation vertébrale, et précède celle de l’ossification.
  3. Acini : cavité épithéliale arrondie
  4. Canaux de Müller : structure fœtale à l’origine de l’utérus et des trompes de Fallope
  5. Canaux de Wolf : structure fœtal à l’origine des canaux déférents chez l’homme

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

*

code