IIb1. Céphalogénese : Ebauche du cerveau, ébauches des organes de sens, morphologie du système branchial

Quelles structures embryonnaires dérivent du développement des feuillets dans la région céphalique ?

• Ébauches du cerveau
• Ébauches des organes de sens
• Morphologie du système branchial
• Cloisonnement bucco-nasal
• Modelage de la face
• Plancher buccal
• Crâne
• Appareil stato-acoustique (oreille)

Quelles sont les caractéristiques générales de la segmentation céphalique embryonnaire ?

Beaucoup plus complexe que la segmentation du tronc (segmentation anatomique +)
Dissociation rapide des somitomères (pas de véritables somites céphaliques)
-> À chaque segment céphalique s’associent :
• un nerf
• un arc branchial
-> Somitomères pré-otiques (1 à 3) → musculature oculomotrice
-> Somitomères post-otiques ou occipitaux (6 à 8) → musculature linguale
-> Segmentation = anatomique + dynamique, (bio)chimique, génétique

Quels marqueurs et gènes participent à la segmentation céphalique ?

• MIgration de cellules issues des crêtes neurales céphaliques
( repérées par les antigènes HNK1+ et NFM+)
• Gènes de la famille HOXB (gènes à homéobox)
• Gènes dentaires

Quels gènes sont associés au développement dentaire pendant la segmentation céphalique ?

• Gènes dentaires :
• MSX1
• MSX2
• DLX1
• DLX2

Quels sont les dérivés superficiels de l’épiblaste dans la région céphalique impliqués dans la morphogenèse faciale ?

• Ce sont des épaississements localisés de l’épiblaste
• Trois zones principales :
• Macroplacodes
• Microplacodes
• Poche de Rathke

Que sont les macroplacodes et microplacodes, et à quoi contribuent-elles dans le développement facial ?

• Macroplacodes : épaississements visibles latéralement, liés aux placodes sensorielles majeures (ex. : optique, olfactive)
• Microplacodes : structures plus discrètes, associées à d’autres organes sensoriels ou neuroendocriniens
• Ensemble, elles participent à :
• la mise en place des organes des sens
• le modelage de la face embryonnaire

Quel est le rôle des placodes olfactives dans le développement embryonnaire ?

• Apparition entre J21 et J30
• Forment les gouttières olfactives
• Donnent naissance aux bourgeons nasaux internes et externes

Quel est le rôle des placodes auditives dans le développement embryonnaire ?

• Apparition entre J22 et J30
• Subissent une invagination
→ Formation des cupules otiques, puis des vésicules otiques (otocystes)

Quelles sont les deux grandes étapes de différenciation des placodes auditives ?

1. Migration cellulaire des cellules placodiques auditives → formation de la cochlée et du vestibule
   2. Modelage sous induction du rhombencéphale → formation du labyrinthe sensoriel (partie sensorielle de l’oreille interne)

Quand se déroule le développement oculaire au cours de l’embryogenèse ? Quel gène est impliqué ?

– J28–50 : développement oculaire
– Implication du gène PAX6

Quel est le rôle des placodes cristalliniennes dans le développement de l’œil ?

– Deux placodes cristalliniennes, induites par la vésicule optique primaire
– Invagination → cupules cristalliniennes → vésicules cristalliniennes → cristallins

Comment la vésicule optique primaire participe-t-elle à la formation de la rétine ?

– La vésicule optique primaire -> cupules= vésicules secondaires -> rétine

Quelles sont les les couches de la rétine ?

– Couche interne : épithélium sensoriel
– Couche externe : couche pigmentaire

Ou se forme le corps vitré ?

– Entre l’épithélium sensoriel de la rétine et le cristallin

Quel est le rôle global des microplacodes épibranchiales dans le développement des nerfs crâniens ?

– Ce sont des épaississements de l’épiblaste dans la région branchiale
⁃ Migration des microplacodes + cellules des crêtes neurales
=> formation des 12 paires de nerfs crâniens (semaines 5–6)

Répartition des &é nerfs crâniens ?

– Ces nerfs se répartissent en 3 groupes fonctionnels :
 1. Nerfs stomato-efférents
 2. Nerfs des arcs branchiaux
 3. Nerfs de la sensibilité spéciale

Quels nerfs appartiennent au groupe des nerfs stomato-efférents ?

– Nerfs III, IV, VI, XII

Quels nerfs appartiennent au groupe des nerfs des arcs branchiaux ?

– Nerfs V, VII, IX, X

À quels arcs branchiaux sont associés les nerfs V, VII, IX et X ?

– Nerf V : 1er arc
– Nerf VII : 2e arc
– Nerf IX : 3e arc
– Nerf X : fusion des nerfs des 4e et 6e arcs

Quel est le lien entre le nerf XI et le nerf X ?

– Le nerf XI est une extension du nerf X, avec une origine rachidienne

Quels nerfs font partie du groupe de la sensibilité spéciale ?

– Nerf I : bulbe olfactif
– Nerf II : évagination du système nerveux central
– Nerf VIII : issu des fibres des canaux semi-circulaires et de la cochlée

Quelle est l’origine embryologique de la poche de Rathke et en quoi se différencie-t-elle ?

Origine : petite évagination ectodermique à partir du stomodeum, en avant de la poche bucco-pharyngienne, à l’extrémité céphalique de la notochorde (semaine 4)
⬇️
Donne naissance à la poche de Rathke
⬇️
Par différenciation et allongement, elle forme l’adénohypophyse (hypophyse antérieure ou glandulaire)

Quelle est la particularité génétique de la poche de Rathke et quelles anomalies peut-elle générer ?

• La poche conserve une capacité génétique de générer de l’émail
• En cas de tumeur (crâniopharyngiome), il peut y avoir :
• Développement d’îlots calcifiés
• Formés d’adamantines
• Structure semblable à celle de l’émail dentaire

Quel est le devenir du tube neural dans la région céphalique, et quels processus cellulaires sont impliqués ?

• Le tube neural donne naissance à toutes les cellules du système nerveux central (histogenèse)
• Par mitoses et migrations cellulaires
• Les cellules migrent vers une couche intermédiaire, puis se localisent dans la couche du manteau (définitive)
• Le devenir inclut aussi des apoptoses des neuroblastes, régulées par des éphrines

Quelles sont les conséquences d’un déficit en éphrines dans la région céphalique du tube neural ?

• Une déficience en éphrines perturbe l’apoptose des neuroblastes
-> Cela peut entraîner une macrocéphalie

La segmentation du tube neural donne

• Prosencéphale (cerveau antérieur)
• Mésencéphale (cerveau moyen)
• Rhombencéphale (cerveau postérieur)

Quelles cellules dérivent des cellules neuroépithéliales du tube neural ?

Les cellules souches neuroépithéliales du TN se divisent par mitose et donnent des neuroblastes qui vont se différencier en :
– Neurones
– Astrocytes
– Oligodendrocytes
– Cellules épendymaires

Comment se divise le prosencéphale et quelles structures en dérivent ?

Prosencéphale = cerveau antérieur
Subdivisé en 6 prosomères
-> Donne :
- Télencéphale : bulbes olfactifs
- Diencéphale (partie caudale) :
• Toit : épiphyse
• Plancher : infundibulum
• Parois latéro-ventrales : vésicules optiques
• Composants : épithalamus, thalamus, hypothalamus

En combien de segments se subdivise la région mésencéphale-rhombencéphale ?

– En 7 à 8 rhombomères

Quelles structures sont présentes dans le mésencéphale embryonnaire ?

– Plancher = plaque basale (neurones moteurs)
– Parois latérales = plaques alaires (ébauches des noyaux sensitifs)

Quel est le rôle de la plaque basale dans le mésencéphale ?

– Elle forme les neurones moteurs (voie efférente)

Quel est le rôle des plaques alaires dans le mésencéphale ?

– Elles forment les noyaux sensitifs (voie afférente)

Quelles sont les deux subdivisions principales du rhombencéphale ?

– Portion crâniale = métencéphale
– Portion caudale = myélencéphale

Quelles structures dérivent du métencéphale ?

– La région pontique (ventrale, liée au nerf V)
– Le cervelet (dorsale)

Quelle structure dérive du myélencéphale ?

– La moelle allongée (ou bulbe rachidien)

Quelle est l’origine des nerfs crâniens ?

• Les nerfs crâniens sont issus d’une combinaison cellulaire :
• des microplacodes épibranchiales (issues de l’épiblaste)
• des cellules des crêtes neurales qui ont migré

Quel est le devenir des cellules des crêtes neurales qui ont migré ?

⁃ Migration sous forme de traînées cellulaires abondantes
⁃ Colonisation superficielles des arcs branchiaux (sous-épiblastique) → formation de l’ectomésenchyme ou mésectoderme

- Migration et colonisation des régions :

Fronto-nasale, ophtalmique et stomodéale

Quelles structures dérivent partiellement des cellules des crêtes neurales céphaliques ?

• Mélanoblastes
• Méninges
• Neurones des nerfs crâniens mixtes, des viscères
• Cellules gliales
+ Ectomésenchyme ou mésectoderme (par colonisation des arcs branchiaux)

Quel est le devenir des cellules des crêtes neurales des rhombomères 1 à 3 ?

• Elles colonisent le 1er arc branchial
• Participent à la formation du nerf V (trijumeau)

Quel est le devenir des cellules des crêtes neurales des rhombomères 3 à 5 ?

• Elles colonisent le 2e arc branchial
• Participent à la formation du nerf VII (facial)

Quel est le devenir des cellules des crêtes neurales des rhombomères 5 à 6 ?

• Elles colonisent le 3e arc branchial
• Participent à la formation des nerfs VII et IX

Quel est le devenir des cellules des crêtes neurales du rhombomère 7 ?

• Le rhombomère 7 est à la limite tête-tronc
• Les cellules issues de ce rhombomère participent à la formation des nerfs IX et X

Quelles structures participent à la formation des muscles de la tête ?

• Crêtes neurales → muscles branchiaux (→ tissu conjonctif)
• Mésoderme céphalique → muscles somitique (→ myoblastes)
• → Contribution conjointe de plusieurs feuillets

Quel est le rôle du mésoderme paraxial (autour de la chorde) dans la région céphalique ?

• Formation de somitomères
• Les derniers somitomères → 4 paires de somites occipitaux (seuls venant du vrai mésoderme)
→ donnent : sphénoïde, basi-exo-occipital, temporal

Quelles sont les dérivations musculaires issues des somites préotiques et des crêtes neurales ?

• 3 paires de somites préotiques + crêtes neurales
→ dérivés musculaires pour la mobilisation du globe oculaire

Quels sont les dérivés musculaires issus des arcs branchiaux ?

• Muscles masticateurs : somites + 1er arc
• Muscles de la mimique : somites + 2e arc

Quel est le rôle du mésoderme latéral dans la région céphalique ?

• Donne des muscles de type trapèze et sterno-mastoïdien

Quel est le rôle du mésoderme branchial dans la région céphalique ?

• Donne les muscles striés branchiaux

Que produit la condensation d’une nappe de cellules autour du tube cérébral ?

• Ébauche membraneuse du crâne

Quelle structure donne naissance au pharynx dans le développement embryonnaire ?

Dérivés de l’endoderme :
• Membrane bucco-pharyngienne (partie rostrale = partie ventrale céphalique)
• Stomodeum (ectoderme)

Quels dérivés sont issus du pharynx ?

• Système branchial : poches branchiales
• Ébauche thyroïdienne médiane ⟶ ébauche glandulaire bilobée ⟶ Thyroïde (gène PAX8)

De quoi est constitué le système branchial ? Particularité chez les vertébrés ?

• Poches branchiales = 5 évaginations du pharynx
• Sillons branchiaux = 5 inflexions de l’ectoderme
Chez les vertébrés terrestres :
 • Pas de communication entre poches et sillons
 • Les poches donneront naissance à des organes de fonctions différentes

Quelle est l’origine des arcs branchiaux et quelles structures en dérivent ?

• Mésoectoderme des crêtes neurales ⟶ constituants squelettiques
• Mésoderme branchial ⟶ musculature striée du système branchial

Quel est le devenir des 1res poches branchiales et où sont-elles situées ?

1re poches branchiales = poches hyo-mandibulaires
• Situées entre l’arc mandibulaire (I) et l’arc hyoïdien (II)
• Donnent :
 • Muqueuse et cavités de l’oreille moyenne
 • Caisse du tympan
 • Cavités mastoïdiennes (os temporal – pneumatisation)
 • Trompe d’Eustache🩻

Quel est le devenir des 2èmes poches branchiales ?

• Donnent naissance aux amygdales (tonsilles) palatines
• Vers le 5e mois : l’ébauche est colonisée par des lymphoblastes
 (produits par les îlots – puis le foie – puis la moelle)
• Devient un organe lymphoïde

Quel est le devenir des 3èmes poches branchiales ?

• Parathyroïde inférieure (III)
• Thymus

Quel est le devenir des 4èmes poches branchiales ?

• Parathyroïde supérieure (IV)
• Thymus

Quel est le devenir des 5èmes poches branchiales ?

• Incorporation à une partie des 4èmes poches branchiales
• Formation de cellules à calcitonine

Quel est le devenir de la 1ere paire de sillons branchiaux ?

• Conduit auditif externe
• Tympan
• Pavillon de l’oreille
= oreille externe

Quel est le devenir des 2èmes à 4èmes paires de sillons branchiaux ?

• Petites vésicules épiblastiques dans la région cervicale
• Ces vésicules disparaissent ou persistent → formation de kystes branchiaux

Quel est le devenir du mésenchyme du 1er arc branchial
et son innervation ?

1er arc branchial = arc mandibulaire
– Il forme les bourgeons maxillaires (innervés par les branches maxillaires du trijumeau, V2)
– Et les bourgeons mandibulaires (innervés par les branches mandibulaires du trijumeau, V3)
NB : la branche ophtalmique (V1) est destinée à la future région orbitaire

Quels sont les dérivés squelettiques du 1er arc branchial ?

• Cartilage de Meckel
→ tête du marteau (malleus)
→ corps de l’enclume (incus)
→ maxillaire supérieur
→ mandibule

Quels sont les dérivés musculaires du 1er arc branchial ?

• Muscles masticateurs (grande partie)
• Muscle tenseur du voile du palais
• Muscle du marteau (tenseur du tympan)

Que surmonte le 2eme arc branchial ?

L’otocyste ( vésicule optique)

Innervation de 2eme arc branchial ?

Nerf facial VII

Quels sont les dérivés squelettiques du 2e arc branchial ?

• Cartilage de Reichert
→ manche du marteau
→ apophyse de l’enclume
→ étrier
→ petite corne de l’os hyoïde

Quels sont les dérivés musculaires du 2e arc branchial ?

• Muscles de l’étrier
• Muscles de l’hyoïde
• Muscles de la mimique

Quels sont les dérivés squelettiques du 2e arc branchial ?

• Cartilage de Reichert
→ manche du marteau
→ apophyse de l’enclume
→ étrier
→ petite corne de l’os hyoïde

Quels sont les dérivés musculaires du 2e arc branchial ?

• Muscles de l’étrier
• Muscles de l’hyoïde
• Muscles de la mimique

Innervation du 3eme arc branchial ?

Nerf glosso-pharyngien (IX)

Quels sont les dérivés squelettiques du 3e arc branchial ?

• Hyoïde : grande corne + partie inférieure

Quels sont les dérivés musculaires du 3e arc branchial ?

• Une partie de la musculature du pharynx
• Une partie de la musculature du voile du palais

Quels sont les dérivés squelettiques des arcs branchiaux 4-5-6 ?

• Larynx (cartilages et ligaments)

Innervation des 4,5 et 6eme arc branchiaux ?

Nerf vague / pneumogastrique ( X )

Quels sont les dérivés musculaires des arcs branchiaux 4-5-6 ?

• Muscles du larynx
• En partie la musculature du pharynx
• En partie la musculature de l’œsophage supérieur
• En partie la musculature du trapèze
• En partie la musculature du sterno-mastoïdien

Quelle est l’origine, le nerf associé et la région innervée pour le télencéphale ?

• Nerf I : nerf olfactif
• Nerf sensitif
• Innervation : Rosette olfactive

Quelle est l’origine, le nerf associé et la région innervée pour le diencéphale ?

• Nerf II : nerf optique
• Nerf sensitif
• Innervation : Rétine

Quelle est l’origine, les nerfs associés et les régions innervées pour le mésencéphale ?

• Nerf III : nerf oculomoteur commun
→ principalement moteur
Muscle droit supérieur
Muscle droit inférieur
Muscle droit interne
Muscle petit oblique
• Nerf IV : nerf pathétique
→ principalement moteur
Muscle grand oblique

Quelle est l’origine, les nerfs associés et les régions innervées pour le métencéphale ?

• Nerf V : nerf trijumeau → mixte
 • Va (branche ophtalmique) : Peau du museau, front, orbite
 • Vb (branche maxillaire) : Mâchoire supérieure
 • Vc (branche mandibulaire) : Mâchoire inférieure
• Nerf VI : nerf oculomoteur externe → moteur
 • Muscle droit externe
• Nerf VII : nerf facial → mixte
 • VIIa (branche ophtalmique) : Peau du museau, front, orbite, ampoules de Lorenzini
 • VIIb (branche buccale) : Mâchoire supérieure, peau infra-orbitaire
 • VIIc (branche hyomandibulaire) :
  ↳ Branche palatine → Plafond buccal, bourgeons gustatifs
  ↳ Branche spiraculaire :
   - Branche préspiraculaire → Région du spiracle
   - Branche postspiraculaire → Ligne latérale, région hyoïdienne
• Nerf VIII : nerf auditif → sensitif
 • Oreille interne

Quelle est l’origine, les nerfs associés et les régions innervées pour le myélencéphale ?

• Nerf IX : nerf glossopharyngien → mixte
 • Ligne latérale, 1ʳᵉ fente branchiale
• Nerf X : nerf vague → mixte
 • Ligne latérale, 2ᵉ à 5ᵉ fentes branchiales, viscères

Quand se forme le système des arcs aortiques branchiaux ?

• À la 4e semaine, en parallèle à la morphogenèse des arcs branchiaux

Comment se forme le système des arcs aortiques branchiaux chez les poissons ?

• Chez les poissons : formation d’un réseau artériel branchial pour les échanges gazeux
 • Artères afférentes : apportent du sang désoxygéné aux branchies
 • Fentes branchiales : permettent l’extraction de l’O₂ de l’eau
 • Artères efférentes : évacuent le sang oxygéné
• Les artères branchiales forment un « panier » autour du pharynx

Comment se forme le système des arcs aortiques branchiaux chez les humain?

• Chez l’être humain : les artères des arcs pharyngiens évoluent à partir de ce système branchial ancestral (de prochordés et poissons)

Composition de la circulation sanguine chez les amphibiens ? Que permet ce système de circulation chez les amphibiens ?

• Cœur non cloisonné (2 oreillettes – 1 ventricule partiellement cloisonné)

• Double circulation reliées :

 - Circulation systémique (cœur → corps)
 - Circulation pulmonaire (cœur → poumons)

• Arteres pulmonaires branchées sur 6eme arcs

• Ce système permet une adaptation au milieu terrestre :

 • Apport suffisant d’O₂ aux muscles
 • Déplacement plus efficace sur terre ferme

Trajet du sang désoxygéné et oxygéné chez les amphibiens ?

• Le sang désoxygéné (OD → V) passe dans les artères pulmonaires (issues du 6e arc)
• Le sang oxygéné revient au cœur par 2 veines pulmonaires (→ OG)

Comment fonctionne la circulation sanguine chez les reptiles sauropsides (diapsides) ?

• Cœur partiellement cloisonné :
Présence d’un septum interventriculaire incomplet (ouvert en haut)
• Individualisation de l’artère pulmonaire
• Double arc aortique persistant :
 • Croisement des troncs aortiques :
  – Tronc gauche au-dessus du ventricule droit
  – Aorte gauche transporte du sang désoxygéné
• Problème similaire retrouvé dans la tétralogie de Fallot chez l’humain
• Cloisonnement du bulbe artériel dépend de la migration des cellules des crêtes neurales céphaliques

Différence entre état normal et trilogie de Fallot chez l’humain

• État normal (fœtus) : foramen ovale = shunt physiologique, communication entre les 2 oreillettes
• Trilogie de Fallot :
• Communication interauriculaire (Q)
• Sténose de l’artère pulmonaire
• Hypertrophie VD (conséquence)

Lien entre sténose pulmonaire et hypertrophie VD

• La sténose rend l’éjection plus difficile → surcharge du VD → hypertrophie du VD

Quelles sont les 4 anomalies de la tétralogie de Fallot chez l’être humain ?

• Communication interventriculaire
• Sténose pulmonaire : rétrécissement de la sortie du ventricule droit
• Hypertrophie du ventricule droit
• Dextroposition de l’aorte : déplacement partiel de l’aorte au-dessus du ventricule droit

Développement des arcs aortiques et asymétrie chez les Reptiles Thérapsides (Synapsides) mammifères

• Régression de l’aorte dorsale droite → seule subsiste la crosse aortique gauche
• Formation d’un tronc artériel brachio-céphalique commun droit
• Crosse gauche
• Développement des artères pulmonaires G&D et du canal artériel

=> Asymétrie gauche/droite due à la complexité du destin des arcs aortiques

Qu’est ce que le canal artériel ?

• Canal artériel chez les mammifères
⁃ relie aorte ↔ artère pulmonaire G
⁃ shunt fœtal 2
⁃ court-circuite la circulation pulmonaire chez le fœtus

Que donne le tronc artériel brachio-céphalique formé chez les mammifères ?

→ donne la carotide et l’artère sous-clavière droites

Que donne la crosse gauche chez les mammifères ?

→ donne séparément la carotide et l’artère sous-clavière gauches

Principe de la circulation fœtale

• Présence de shunts
• Objectif : court-circuiter les poumons non fonctionnels
• 2 flux

Rôle du 1er flux de la circulation fœtale

But : Apport d’oxygène (placenta → tête/cœur)

Description 1er flux circulation fœtale

Placenta→ veine ombilicale→ canal d’arantius→ VCI→OD→trou de Botal→ OG→VG→aorte→ tete , membre sup et cœur

Rôle du 2eme flux de la circulation fœtale

• VCS → VD → artère pulmonaire → canal artériel
• Canal artériel → aorte thoracique → tronc, membres inférieurs
• Aorte → artères ombilicales → placenta

Adaptations immédiates après la naissance

• Fermeture du trou de Botal (foramen ovale)
• Fermeture du canal artériel → devient ligament artériel
/