Un contraceptif pour deux

Dirigés par Dr David Clapham, de la Harvard Medical School, à Boston (Massachusetts), les chercheurs ont créé des souris mutantes, dépourvues d’un gène spécifique, le gène CatSper, dont le produit, une protéine, existe uniquement dans les testicules et qui à son équivalent chez l’homme. La protéine permet un afflux de calcium, indispensable pour assurer aux spermatozoïdes l’agilité nécessaire pour parvenir jusqu’à l’ovule et ensuite le fertiliser. Le gène CatSper contrôle le passage d’ions dans le spermatozoïde, dont il a besoin notamment pour franchir la membrane qui entoure l’ovule. Le sperme des rongeurs auxquels il manque ce gène est incapable de fertiliser l’ovule in vitro. Alors que 81 % des œufs ont été fécondés par du sperme normal, aucun ne l’a été par le sperme déficient. La protéine Catsper est localisée dans le flagelle du spermatozoïde (qui lui permet d’avancer) arrivé à maturité. «Le gène CatSper représente une excellente cible pour la mise au point de contraceptifs non-hormonaux pour les hommes et les femmes», écrivent les auteurs. Un inhibiteur spécifique, un produit bloquant uniquement ce gène, ne devrait pas affecter d’autres organes ou tissus de l’organisme (cerveau, cœur, reins ou système immunitaire) et par conséquent les effets secondaires devraient être faibles ou inexistants. Ce gène constitue également une cible de travail pour la détection et le traitement de l’infertilité masculine.

Aspects neurobiologiques de la fonction sexuelle masculine

Journée du 20 juin 1997 organisée par les comités d'interfaces INSERM - Reproduction humaine et INSERM - Neurosciences

Aujourd'hui encore, la biologie de la sexualité reste mal connue.

Néanmoins, ces toutes dernières années ont été riches en avancées dans le domaine de la recherche en neurobiologie, en neurophysiologie et dans celui de la neuro-imagerie. Par ailleurs, des traitements pharmacologiques de plus en plus efficaces se développent pour les troubles de la sexualité masculine.

Aussi, l'INSERM et les sociétés françaises de reproduction humaine et de neurosciences ont souhaité organiser, pour la première fois, une journée consacrée à la fonction sexuelle masculine pour permettre aux chercheurs et aux cliniciens de faire le point sur ces dernières avancées. Cette manifestation, qui a lieu dans le cadre de la Journée d'andrologie de Bicêtre, se conjugue avec transdisciplinarité puisque se rencontreront des scientifiques et des médecins issus de deux disciplines qui ont rarement l'occasion de se côtoyer, la reproduction humaine et les neurosciences.

Cette réunion est un bel exemple de l'action menée par les comités d'interface mis en place par l'INSERM pour contribuer activement à l'organisation d'une véritable continuité des activités de recherche, à susciter des collaborations depuis la recherche fondamentale jusqu'à la recherche médicale et en santé. Les comités d'interface associent l'INSERM aux sociétés savantes médicales. Ils organisent l'échange d'informations et d'idées entre le monde de la recherche et le monde médical, tentent de stimuler la recherche clinique et en santé en aidant à la constitution de réseaux.

Ces comités d'interface sont également amenés progressivement à participer à la veille médicale ; ils peuvent ainsi interpeller l'INSERM sur des problèmes émergents en terme de santé humaine et susciter une réflexion prospective pour développer les recherches nécessaires. Vingt-sept comités existent actuellement, et plus d'une centaine de sociétés savantes médicales y participent.

Les comités d'interface sont incités de plus en plus à travailler ensemble de manière transdisciplinaire. Cette journée sur la fonction sexuelle masculine est une illustration de cette évolution puisque deux comités d'interface se sont associés pour participer à son organisation. Le comité d'interface INSERM - Neurosciences regroupe 8 sociétés savantes. Le comité d'interface INSERM - Reproduction humaine rassemble 8 sociétés de spécialités médicales, dont la Société d'Andrologie de Langue française (SALF) et l'Association française d'Urologie (AFU), dont le Pr Alain Jardin (CHU de Bicêtre) est le représentant.

NEUROPHYSIOLOGIE CENTRALE DE L'ACTIVITE SEXUELLE

Différentes régions du système nerveux central et du système nerveux périphérique (moelle épinière) participent à la régulation du comportement sexuel. Quelles sont ces structures, comment sont-elles impliquées, quelles sont leurs interactions ? La neurobiologie de la fonction sexuelle masculine a fait un bond en avant ces dernières années même si l'on ne dispose pas encore aujourd'hui d'une vision globale claire du contrôle de cette fonction. Cette journée sera l'occasion de faire le point sur toutes ces recherches qui ouvrent des perspectives considérables dans la mise au point de traitements pharmacologiques pour les troubles de l'érection et de l'éjaculation.

Les différents exposés ciblent des niveaux d'organisation particuliers dans la commande nerveuse des fonctions sexuelles. Ainsi, Serge Stoleru s'intéresse à un niveau très supérieur du contrôle puisqu'il met en lumière la participation des aires corticales du système nerveux central. Elaine Hull et Antonio Argiolas scrutent, quant à eux, un autre niveau du contrôle central en étudiant l'hypothalamus. Enfin, Olivier Rampin et Kevin McKenna se situent au carrefour, entre le contrôle central et les organes génitaux : ils étudient, en effet, la moelle épinière qui reçoit les informations provenant du système nerveux central mais aussi provenant des organes génitaux et qui agit, en retour, directement sur la fonction sexuelle. La dichotomie entre l'excitation sexuelle (situation sexuellement stimulante) et l'érection (fonction sexuelle) sera soulignée par Benjamin D. Sachs.

* Excitation sexuelle : quelles sont les structures cérébrales mises en jeu ?

Serge Stoleru, U292 INSERM, le Kremlin-Bicêtre

On dispose aujourd'hui de techniques d'imagerie cérébrale fonctionnelle qui permettent de visualiser chez l'homme conscient les aires du cerveau qui sont actives au cours de tâches particulières. Ces outils rendent possible l'étude des bases cérébrales du comportement sexuel humain. Serge Stoleru, Marie-Claude Gregoire et collaborateurs, en collaboration avec le Cermep (Centre d'études et de recherches médicales par émission de positons, Lyon), à l'aide de la tomographie à émission de positons (TEP), ont cherché à identifier les régions cérébrales impliquées dans la phase d'excitation sexuelle chez des sujets masculins en bonne santé. Les chercheurs ont présenté à ces sujets soit un film "neutre " sur le plan émotionnel, soit un film comique (provoquant des émotions positives non sexuelles) soit un film sexuellement explicite (provoquant des émotions positives sexuelles). Ils montrent que certaines aires du cerveau ne travaillent que pendant la présentation du film sexuellement explicite ; ces régions représenteraient des sites cérébraux privilégiés pour le traitement et l'intégration de perceptions qui sont à l'origine de l'excitation sexuelle. L'imagerie cérébrale offre donc un outil exceptionnel de l'exploration, en temps réel, de fonctions complexes. Au plan clinique, on conçoit bien sûr l'intérêt de telles explorations dans le cadre des troubles de la sexualité associés à un dysfonctionnement de régions encéphaliques.

* Erection et copulation : le rôle déterminant de la dopamine

Elaine Hull, Université de New york, Buffalo, États-Unis

Elaine Hull s'intéresse à une région du cerveau fortement impliquée dans le comportement sexuel. Il s'agit de l'aire préoptique médiane, située dans l'hypothalamus. Sa lésion abolit le comportement sexuel. Elaine Hull montre que, chez le rat, il est possible d'expliquer le décours temporel des différentes étapes de la copulation (érection, éjaculation, période réfractaire) par trois actions successives d'un même neuromédiateur, la dopamine, au sein de l'aire préoptique médiane. En effet, les quantités de dopamine augmentent dans cette région pendant le comportement sexuel. Et, en augmentant, la dopamine modifie son action en utilisant des récepteurs différents : ainsi, au tout début de l'excitation, la dopamine à faible dose entraîne une levée de l'inhibition exercée sur les réflexes sexuels. Elle utilise pour cela les récepteurs D3. A un niveau un peu plus élevé et en utilisant les récepteurs D1, elle facilite l'érection et retarde l'éjaculation ; enfin, à forte dose et en utilisant les récepteurs D2, elle facilite l'éjaculation et inhibe l'érection. La recherche et la mise au point d'agonistes et d'antagonistes spécifiques de ces sous- types de récepteurs dopaminergiques ouvrent la voie au traitement de l'éjaculation précoce.

* Rôle du noyau paraventriculaire

Antonio Argiolas, Université de Cagliari, Cagliari, Italie

Antonio Argiolas s'intéresse à un autre noyau de l'hypothalamus, le noyau paraventriculaire. Celui-ci contient plusieurs populations de neurones, dont certaines assurent la synthèse et la libération des neuropeptides tels que la vasopressine et l'ocytocine. Antonio Argiolas montre, chez le rat éveillé, que des microinjections de produits mimant l'action de neuromédiateurs endogènes (dopamine, ocytocine, glutamate, monoxyde d'azote) dans le noyau paraventriculaire provoquent des érections. Par ailleurs, il montre que le monoxyde d'azote (NO) est impliqué dans le déclenchement de l'érection et la copulation. Chez des rats " impuissants " (qui ne copulent pas) les taux de l'enzyme de synthèse du NO dans le noyau paraventriculaire sont deux fois plus faibles que chez des rats copulant. Enfin, la production de monoxyde d'azote augmente dans ce noyau chez des rats en présence de femelles réceptives, et au cours de la copulation. Le noyau paraventriculaire agirait sur la commande médullaire des organes génitaux et représenterait donc une voie de sortie importante du cerveau vers la moelle épinière.

* L'ocytocine, un neuropeptide proérectile

Olivier Rampin, INRA, Jouy-en-Josas

La moelle épinière est la source de l'innervation des organes génitaux. Elle représente le carrefour et le site d'intégration des informations nerveuses venant de la périphérie et celles en provenance du système nerveux central qui provoquent la mise en jeu des organes sexuels. Chez le rat, Olivier Rampin montre qu'il existe, dans la moelle épinière, des fibres nerveuses à ocytocine qui proviennent du noyau paraventriculaire (hypothalamus, système nerveux central) et qui sont en contact direct avec les neurones proérectiles de la moelle épinière. L'ocytocine libérée dans la moelle épinière par ces fibres s'avère être un neuropeptide qui déclenche l'érection chez le rat. Olivier Rampin met en évidence cette action en enregistrant des érections provoquées par des injections d'ocytocine dans la moelle épinière. Sous réserve de démontrer l'action sélective de l'ocytocine sur l'érection, une approche thérapeutique des patients blessés medullaires pourrait être envisagée par injection, dans les territoires situés sous la lésion, de produits visant à restaurer la fonction sexuelle.

* Comparaison mâle-femelle de la fonction sexuelle

Kevin Mc Kenna, northwestern University, Chicago, États-Unis

Professeur associé, Université de Paris-Sud, le Kremlin-Bicêtre

Il existe plus de ressemblances que de différences dans l'organisation anatomique, neurochimique et physiologique des réflexes sexuels qui caractérisent l'orgasme chez le mâle et la femelle. La contraction rythmique des muscles stries pelviens au cours de l'orgasme, les changements des rythmes cardiaque et respiratoire et l'augmentation des taux d'ocytocine circulant se révèlent semblables. Les différences anatomiques reposent plus sur la quantité d'innervation des organes génitaux et des muscles striés pelviens, quantité corrélée positivement avec la taille et le volume des organes cibles, que sur la nature ou la qualité des réflexes. Chez des rats anesthésies dont la moelle épinière est sectionnée, la stimulation des fibres sensitives de la région pelvienne provoque également chez le mâle et la femelle des réflexes des organes génitaux (érection-éjaculation chez le mâle, contractions vaginales et utérines chez la femelle) et des muscles striés pelviens. Ces réflexes sont également obtenus dans les deux sexes après ablation des testicules ou des ovaires. Ils apparaissent également après stimulation de l'hypothalamus chez des rats des deux sexes dont la moelle est intacte. Ces résultats montrent la similarité de ces réponses stéréotypées chez le mâle et la femelle. Cette identité des sexes, qui peut paraître surprenante, suggère néanmoins que des résultats issus des recherches sur l'un des sexes peuvent trouver des applications pour l'autre sexe, que ce soit en terme de régulation médullaire des fonctions sexuelles ou en terme de restauration des fonctions sexuelles après lésion médullaire.

* Psychobiologie de l'excitation sexuelle

Benjamin D. Sachs, Université du Connecticut, Storrs, États-Unis

On admet volontiers que l'érection chez l'homme représente un index indiscutable de l'excitation sexuelle. Pourtant, les contextes dans lesquels survient l'érection sont variés et la régulation physiologique de l'érection varie selon ces contextes. Celle-ci peut survenir en présence d'une excitation sexuelle (au cours de l'acte sexuel) ou en son absence (érection nocturne, érection consécutive a la prise d'une drogue ou d'une substance pharmacologique). Par ailleurs, l'excitation sexuelle ne se traduit pas forcément par l'érection (impuissance, lésions médullaires, castration). Pour développer l'étude de la psychobiologie de l'excitation sexuelle, c’est-à-dire l'étude des causes psychiques de cette excitation, il est nécessaire de définir rigoureusement l'état d' "excitation sexuelle". Benjamin D. Sachs, comportementaliste, propose ainsi une classification du comportement sexuel base sur la nature du contexte et la présence ou non d'érection. Par ailleurs, un modèle récemment développé chez le rat permet de mieux comprendre les mécanismes de l'érection " psychogénique " humaine, c’est-à-dire dont l'origine est psychique, et de développer une approche expérimentale de l'excitation sexuelle. Il s'agit de rats mâles, qui en présence d'une femelle sexuellement attractive mais non accessible, presentent des érections.

LES CONSEQUENCES SEXUELLES DES TRAUMATISMES MEDULLAIRES

Les lésions de la moelle épinière, conséquences d'un accident de la route par exemple, se traduisent par des invalidations plus ou moins graves. On compte aujourd'hui, en France, quelque 30 000 personnes paraplégiques (paralysées des membres inférieurs) et tétraplégiques (des quatre membres) qui sont confrontées à une difficile réinsertion tant sociale que familiale. Les personnes les plus atteintes sont souvent affectées dans leur vie la plus intime : non seulement l'innervation somatique qui commande la locomotion n'est plus assurée, mais sont altérées également les fonctions végétatives et sexuelles. Les hommes peuvent être confrontés a des problèmes d'impuissance et de stérilité. Des cliniciens du CHU de Bicêtre développeront leurs approches en matière de traitement pharmacologique des troubles de l'érection et de stérilité. Enfin, les approches expérimentales d'Alain Privat (Unite 336 INSERM) ouvrent des perspectives sur la restauration des fonctions locomotrices et sexuelles par les techniques de greffes neuronales.

Vincent Izard (service d'Urologie, CHU de Bicêtre) fait le point sur l'utilisation des techniques de l'assistance médicale à la procréation chez des hommes souffrant d'une lésion médullaire. Le recours aux differentes techniques d'APM est, en effet, possible à partir de l'éjaculat recueilli médicalement ou par prélèvement chirurgical. François Giuliano (service d'Urologie, CHU de Bicêtre) s'intéresse, lui, au traitement des troubles de l'érection chez les blessés médullaires. Celui-ci a évolué depuis le début des années quatre-vingt ou les premières prothèses furent proposées aux patients. Quelques années plus tard, s'appuyant sur le rôle des fibres musculaires lisses dans le processus d'érection, des substances pharmacologiques ont permis la prise en charge des dysfonctions érectiles quelle qu'en soit l'étiologie. Délivrées par voie intracaverneuse par le patient lui-même, ces substances sont pour les unes dite "facilitatrices" de l'érection : il s'agit du VIP (vasoactive intestinal peptide) et du CGRP (calcitonin gène related peptide), tous deux neuromédiateurs naturellement présents dans le tissu érectile ; on trouve également dans cette catégorie une substance produisant la libération de monoxyde d'azote (NO), qui est considéré comme le principal agent responsable de la relaxation musculaire lisse érectile, ou encore un antagoniste des récepteurs alpha- adrénergiques. Ce dernier est le seul traitement de cette catégorie disponible en France. La deuxième catégorie de produits proposée aux patients concerne les "drogues erectogenes", dont l'administration intracaverneuse est réalisée par le patient également : y figurent le chlorhydrate de papavérine (alcaloïde de l'opium) et la prostaglandine E1, tous deux disponibles en France.

Une autre approche est en cours d'évaluation : il s'agit d'administrer, toujours par le patient, à l’intérieur de l'urètre, de la prostaglandine E1 à l'aide d'une sorte de canule. Néanmoins, cette approche n'a pas été testée auprès de patients blessés médullaires. Enfin, un essai thérapeutique international mène chez des blessés médullaires, et que coordonne le service d'Urologie du CHU de Bicêtre, est en cours : l'administration d'une substance, un inhibiteur de la dégradation du second messager du NO, se fait par voie orale, une heure environ avant le rapport.

Alain Privat (Directeur de l'Unité 336 INSERM, Montpellier), dans son approche expérimentale, vise à rétablir l'éjaculation chez des rats lésés à un niveau précis de la moelle épinière. Les chercheurs entreprennent une greffe de neurones embryonnaires sérotoninergiques sous le niveau de la lésion. Un mois après, la séquence "érection-éjaculation" est restaurée montrant ainsi le rôle essentiel de la sérotonine dans la moelle épinière pour l'éjaculation. D'autre part, les travaux posent la question de l'existence dans la moelle épinière, de centres autonomes "régulateurs" qui pourraient être activés. Ce travail ouvre des perspectives thérapeutiques nouvelles quant à la restauration des différentes fonctions lésées après un traumatisme médullaire.

Source : dossier de presse Inserm, 1997.

Infertilité masculine : un virus ?

Un virus répandu pourrait avoir un rôle dans les problèmes de stérilité masculine, avancent des chercheurs allemands dont les travaux sont publiés dans la revue Human Fertility, de la Société Européenne pour la Reproduction Humaine et l’Embryologie (ESHRE). Les chercheurs ont étudié le sperme de 73 consultants pour des problèmes de fertilité et de 22 sujets fertiles. L’ADN d’un petit virus appartenant à la famille des parvovirus et dénommé AAV (pour virus adéno-associé) a été détecté dans le sperme de 38 % des hommes souffrant d’infertilité et seulement dans 4,6 % des spermes normaux. Ce virus a besoin de la présence d’un virus auxiliaire, qui peut être un adénovirus, pour accomplir son cycle de reproduction. Les chercheurs ont également détecté ce petit virus dans 26 % des biopsies testiculaires provenant d’hommes non fertiles. «Nous avons constaté que l’ADN de l’AAV était rarement décelé dans le sperme normal alors que sa présence était significativement beaucoup plus fréquente dans les spermes anormaux», constate le Dr Jörg Schlehofer, qui a conduit l’étude. L’AAV, qui semble très répandu dans le monde, est considéré comme non pathogène, en dépit d’indications suggérant qu’il pourrait avoir un rôle dans la survenue de fausses couches. Pour comprendre l’éventuel lien de cause à effet à l’œuvre dans la corrélation entre l’infection et les analyses anormales de sperme, l’équipe de scientifiques suggère de procéder à tests virologiques sur le sperme avant de procéder à des fécondations in vitro, en laboratoire. Les recherches devraient porter sur les conséquences de l’infection d’un œuf par du sperme contaminé.

Sexe et intelligence

Sur la courbe en cloche qui représente la distribution statistique de l’intelligence, les hommes et les femmes se retrouvent au même niveau moyen de 100. Comme le souligne John Loehlin, de l’Université du Texas, « une des explications tient au fait que l’absence de biais sexuel est l’un des critères de construction des tests. Les questions qui tendent à favoriser les hommes sont compensées par d’autres qui avantagent les femmes ». 

Si le score moyen des deux sexes est équivalent, les hommes présentent une plus grande variabilité que les femmes. Leur écart-type par rapport à la moyenne est d’environ 15,5, contre 14,5 pour les femmes. Dit autrement, cela signifie que l’on trouve une proportion légèrement plus forte d’hommes que de femmes aux deux extrémités de la courbe de répartition, pour les QI situés au-dessous de 70 et au-dessus de 130 (soit 4,4 % de la population globale).

Bien que présentant la même capacité cognitive générale, hommes et femmes diffèrent en revanche dans certaines aptitudes spécifiques. Souvenons-nous qu’il s’agit toujours de différences moyennes : si un sexe domine statistiquement dans une aptitude, cela ne signifie pas que toutes les personnes de ce sexe surpassent toutes celles du sexe opposé.

Aptitude spatiale : les hommes dominent

Les hommes montrent une domination dans les tests d’aptitude spatiale. La différence entre les sexes approche un écart-type dans le lancer de précision, l’orientation spatiale, la rotation mentale de figures géométriques. L’homme montre également une aptitude légèrement supérieure dans les tests de visualisation spatiale (évolution d’un objet plié sur lui-même), le désemboîtement (identification des pièces surnuméraires d’un puzzle simple) et la perception spatiale indépendante (discrimination de l’horizontale et de la verticale). Toujours dans le domaine spatial, les femmes dominent en revanche les hommes dans la mémoire des localisations : elles se souviennent mieux des objets déplacés sur deux feuilles successivement présentées.

La différence entre les sexes concernant les aptitudes spatiales semble établie dès l’âge de 9 ou 10 ans, la précocité des garçons étant même décelables dès 5 ans pour certains tests comme la rotation spatiale. 

Autre domaine où les hommes surpassent en moyenne les femmes : les compétences en mathématique. L’écart-type est de 0,5 pour les tests d’aptitude au raisonnement et à la résolution de problèmes. Les filles dominent en revanche légèrement pour le calcul. Elles font mieux que les garçons pour ce qui est des résultats scolaires, y compris en mathématiques. Ce phénomène se constate dès l’école primaire et jusqu’au lycée. En revanche, les études supérieures sont plus discriminantes. Une analyse systématique des attributions de doctorats aux Etats-Unis a montré que les femmes représentent 23,4 % des diplômes en biologie, mais seulement 8,7 % en mathématique et 4,7 % en physique. Le caractère « masculin » des sciences dures possède sans doute une dimension sociologique. Mais l’égalisation des conditions de vie, l’âge de tardif des mariages et la démocratisation des études supérieures ne se sont pas traduits par une augmentation notable des postulantes en mathématiques et en physique.

Aisance verbale : les femmes l’emportent

La troisième capacité cognitive spécifique montrant une répartition différente selon les sexes rassemble les aptitudes verbales. Les filles commencent toujours à parler plus tôt que les garçons et, dès leur première année, se montrent plus attentives aux stimuli auditifs (cris, pleurs, paroles apaisantes). A l’âge adulte en revanche, les femmes ne possèdent pas de vocabulaire plus étendu que les hommes. Elles conservent cependant une avance aux tests d’orthographe. Il en va de même pour l’aisance verbale (capacité à trouver des mots répondant à certaines contraintes) et pour la mémoire verbale (rappel de listes de mots cohérents ou incohérents).

La principale explication de ces différences cognitives est de nature hormonale. Comme le résume Doreen Kimura, de l’Université Simon Frazer (Etats-Unis), «les observations provenant de personnes ayant des anomalies hormonales précoces indiquent qu’une exposition aux androgènes influence significativement les scores d’aptitude spatiale. Les fluctuations des œstrogènes sont associées à l’aisance verbale et à la rapidité de perception».

La sélection sexuelle chez les cyprès

L e cyprès de Duprez ou cyprès de Tassili ne subsiste plus aujourd’hui que dans la partie méridionale du Tassili des Ajjer, son écosystème originel. Là survivent 231 malheureux exemplaires qui ne se reproduisent plus. Condamnée à une probable et prochaine disparition, l’espèce a suscité l’engouement des scientifiques et une abondante littérature. Dernière parution en date, dans Nature, l’été dernier : une découverte effectuée par Christian Pichot, de l’Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) à Avignon, Mohammed El Maâtaoui, de l’unité mixte INRA-Faculté des sciences d’Avignon, et deux scientifiques de l’Université de Florence, Sabrina et Paolo Raddi..

A Avignon, les chercheurs avaient déjà observé des caractéristiques étranges des graines de ce cyprès. En effet, leur embryon n’est pas le résultat de la fécondation de gamètes (cellules reproductrices) mâles et femelles, comme c’est normalement le cas chez les végétaux supérieurs : il est directement issu du développement d’un grain de pollen.

L’équipe de scientifiques a étudié des individus issus de croisements contrôlés de cyprès de Duprez et de cyprès de Provence (Cupressus sempervirens) — croisements qui peuvent se produire spontanément dans la nature. Morphologiquement et génétiquement, ont-ils constaté, ces individus sont « rigoureusement identiques » au parent mâle, le cyprès de Duprez. Son grain de pollen ne porte pas la moitié des chromosomes de l’espèce, comme c’est normalement le cas, mais la totalité. Un mâle dupliqué, en quelque sorte !

Jusqu’ici, les botanistes avaient parfois observé, chez certains végétaux, le développement d’un embryon à partir d’un seul parent — phénomène qu’ils nomment apomixie —, mais toujours la mère. « Le mode de reproduction de Cupressus dupreziana représente le seul cas d’apomixie paternelle jamais observé chez les plantes », écrivent les chercheurs

Pour Christian Pichot et ses collègues, cette apomixie constitue probablement une adaptation génétique, sélectionnée au cours de l’évolution, en réponse aux contraintes démographiques qui pèsent sur cette espèce. Dans des populations extrêmement réduites,en effet, la reproduction sexuée habituelle entraîne une forte consanguinité et augmentant le risque d’extinction de l’espèce. L’apomixie, en permettant la reproduction sans fécondation, évite cet écueil. Mais la diversité n’est pas maintenue.

Grossesse : quand les garçons profitent des filles

En dépit d’une gestation plus longue, le poids des filles à la naissance est moindre que celui des garçons. Ce phénomène avait été signalé dès 1943. Pour approfondir cette question de l’influence du sexe du fœtus sur la grossesse, le Dr Ruth Loos et ses collègues du Centre de génétique humaine à Louvain (Belgique) ont comparé le poids de naissance et la durée de la grossesse de 1.929 faux jumeaux du même sexe et de sexe différent (The Lancet, vol. 358, p. 560, 18 août 2001)..

La durée d’une grossesse d’une femme portant des jumeaux de sexe différent ou des jumelles est similaire (respectivement 36,8 et 36,9 semaines), mais plus longue que si elle attendait deux garçons (36,4), indiquent les chercheurs. A la naissance, le poids des filles est comparable que leur jumeau soit une sœur ou un frère. En revanche, le poids du garçon est plus élevé, en moyenne de 78 grammes, quand son jumeau est une fille. Ces résultats confirment chez les jumeaux dizygotes l’observation du poids inférieur des filles, malgré une grossesse plus longue. Mais l’étude montre un fait plus intéressant : « chez les jumeaux de sexe différent, c’est la fille qui gouverne la durée de la grossesse », commente le Dr Ruth Loos. «Elle prolonge la gestation de son frère et ce dernier en profite pour augmenter son poids. Résultat : son poids sera plus élevé que s’il avait partagé avec un garçon le séjour dans le ventre de sa mère».

Le Dr Loos admet ignorer par quel mécanisme les filles jouent ce rôle déterminant. Les résultats de l’étude suggèrent que le fœtus mâle grandit à plus vive allure que le fœtus femelle. Cette particularité pourrait être due à l’absence de chromosome Y chez les filles, qui sont plus lentes à se développer au départ mais se rattrapent en fin de grossesse. «La différence est d’importance, notent les auteurs, lorsque l’on étudie l’hypothèse des origines fœtales des maladies de l’adulte, parce que les fœtus à croissance rapide sont particulièrement vulnérables aux lésions pendant la vie prénatale».

Fertilité et solvants

Les hommes exposés de façon répétée aux solvants, utilisés dans la peinture, l’encre d’imprimerie et pour le nettoyage des vêtements dans les teintureries, ont un risque élevé d’infertilité, selon une étude canadienne. L’étude, publiée dans le mensuel britannique spécialisé Occupational and Environmental Medicine, a porté sur plus de 1.200 travailleurs manuels venus consulter dans des cliniques prenant en charge les problèmes de fertilité au Canada durant la période de 1972 à 1991. Les hommes se décrivant eux-mêmes comme ayant été exposés à des niveaux modérés de solvants organiques sont au moins deux fois plus susceptibles d’avoir un faible nombre de spermatozoïdes, avec peu de spermatozoïdes mobiles. Ce risque de sperme appauvri, en volume et mobilité, est trois fois plus élevé après une exposition à des quantités importantes de solvants. Peintres, décorateurs, imprimeurs font partie de ceux exposés au risque statistiquement le plus important. Principal suspect : les éthers de glycol.

Un lézard choisit le sexe de son rejeton

En contrôlant sa température corporelle, un lézard femelle d’Australie, Eulamprus tympanum, est capable de décider du sexe de son futur rejeton. Le sexe de nombreux reptiles ovipares, tels que les crocodiles, est déterminé par la température du nid dans lequel l’oeuf s’est développé. Mais avoir découvert le même phénomène chez une espèce vivipare a de quoi surprendre, dans la mesure où les reptiles ont une température corporelle plus ou moins constante, expliquent Kylie Robert et Michael Thompson, de l’Université de Sydney. Les deux chercheurs ont découvert en laboratoire, dans une population d’Eulamprus tympanum uniquement composée de femelles, que celles-ci avaient maintenu leur température corporelle à 32 °C et n’avaient donné naissance qu’à des mâles. Dans la nature, mâles et femelles voient le jour en proportion égale. Eulamprus tympanum, comme de nombreux autres reptiles vivipares, vivent dans des régions montagneuses. Cet environnement frais, suggèrent Robert et Thompson, peut rendre plus facile la possibilité pour la femelle d’équilibrer le rapport entre les sexes pour s’adapter aux besoins du groupe, capacité qui semble perdue dans les climats plus chauds.

Fertilité et régimes minceur

La course aux régimes minceur affecte de plus en plus fréquemment la fertilité des jeunes femmes et les troubles du cycle menstruel d’origine nutritionnelle sont de plus en plus courants, ont mis en garde, le 13 mars, les spécialistes, à l’occasion du 29ème Salon de la Médecine (MEDEC), organisé du 12 au 17 mars à Paris. «Le temps de la conception est aussi important que celui de la grossesse mais, pourtant, on sait aujourd’hui qu’il suffit de quatre jours de restriction en calories et en lipides pour induire chez des femmes minces des perturbations hormonales», a souligné le Pr Jacques Bringer, chef du service des maladies endocriniennes à l’Hôpital Lapeyronie, à Montpellier. Selon cet expert, une femme sur trois est persuadée d’avoir un poids trop élevé, alors qu’il est en fait normal. Une sur deux a peur de prendre du poids et une sur cinq a des conduites alimentaires de régime. Cette maîtrise permanente de l’alimentation au service de l’obsession de la minceur a des conséquences graves. Selon plusieurs études menées en France et citées par le Pr Serge Hercberg, ces déficits peuvent s’amplifier pendant la grossesse et avoir des conséquences graves sur la santé de la mère et de l’enfant. 30 à 50 % des femmes ont ainsi un apport en vitamines B1 et B6 inférieur aux deux tiers des apports conseillés ; 70 % des femmes manquent de vitamine B9, déficit impliqué dans certaines malformations des enfants à naître. Les apports en fer sont également trop faibles chez 66 % des femmes, qui sont 25 à 60 % à manquer de cuivre, 50 à 80 % de zinc, 20 à 40 % de magnésium et 8 à 15 % de calcium.

Tabagisme, hypertension et impuissance

Les fumeurs souffrant d’hypertension artérielle ont 26 fois plus de risque de souffrir d’impuissance que les non-fumeurs. «Nos données sont les premières à quantifier une augmentation par 26 de la dysfonction érectile chez les hommes souffrant d’hypertension et qui fument», a déclaré le Pr John Spangler, du centre médical de l’Université de Wake Forest, à Winston-Salem (Caroline du Nord). Chez les anciens fumeurs souffrant d’hypertension, le risque d’impuissance reste 11 fois plus élevé que chez les non-fumeurs. L’impuissance, ou dysfonctionnement érectile, touche environ 30 millions d’hommes aux Etats-Unis. «Le tabagisme, l’hypertension et le dysfonctionnement érectile sont des troubles courants […] et informer les fumeurs de risques élevés d’impuissance pourrait en motiver beaucoup d’arrêter de fumer», a estimé le Pr Splanger. La fonction sexuelle implique la coordination de nombreuses fonctions biologiques dans le corps. Elle comprend le système nerveux central (stimulation mentale) qui agit en coordination avec les hormones, et le système cardio-vasculaire qui pompe le sang dans les tissus des muscles maintenant l’érection. Le tabagisme peut détériorer tous ces systèmes et, par conséquent, causer l’impuissance.

Comment les souris changent de sexe

Des chercheurs ont réussi à créer des souris mâles dotées d’un organe reproductif féminin, en désactivant le gène responsable de la production du facteur de croissance du fibroblaste 9 (Fgf9), protéine jouant un rôle important dans le développement. Ce changement est intervenu chez des embryons de souris, en dépit du fait qu’elles possédaient bien le chromosome Y qui produit normalement des mâles. Les facteurs de croissance du fibroblaste (Fgf), dont il existe 22 variétés connues, jouent un rôle dans la régulation de la croissance et la migration cellulaire. Les chercheurs, dirigés par le Dr David Ornitzde l’Ecole de médecine de l’Université de Washington à Saint-Louis (Missouri), voulaient étudier les effets de l’absence de la protéine Fgf9 sur les organes, en particulier les poumons. Ils n’ont pas tout de suite remarqué les effets sur le ratio mâles/femelles car les souris sont mortes à la naissance. En y regardant de plus près et en constatant l’absence de glande prostatique, ils ont eu un choc : la moitié des souris étaient des mâles mais ils avaient soit des testicules très peu développés ou soit pas du tout d’organe sexuel masculin.

Nouvel implant contraceptif

Un implant contraceptif est commercialisé en France depuis le 2 mai dernier. «Il s’agit d’un petit bâtonnet souple de la taille d’une fine allumette à glisser sous la peau de la face interne du bras gauche, pour une droitière, du bras droit pour une gauchère», explique le professeur Patrick Madelenat (Hôpital Bichat à Paris). Son efficacité commence dans les 24 heures suivant la pose et dure 3 ans. Son action est réversible, dans les quatre jours après le retrait.

Et votre testicule droit ?

Au terme de centaines de tests menés dans son laboratoire de psychologique expérimentale, Doreen Kimura, de l’université du Western Ontario, a constaté un phénomène surprenant : sous l’action des androgènes, hommes et femmes développent une asymétrie physiologique. Ainsi, les hommes connaissent un développement légèrement plus important du côté droit : testicule plus volumineux et stries des empreintes digitales plus nombreuses. Or, ces indices sont prédictifs des résultats aux tests cognitifs. Les individus peu latéralisés à droite (hommes ou femmes) sont en général ceux qui réussissent le mieux dans les aptitudes féminines.

Le cerveau a-t-il un sexe ?

Si, lors d’un départ en vacances, vous vous êtes pris de bec avec votre épouse au sujet de son incapacité (supposée notoire) à lire une carte routière, consolez-vous : d’un point de vue statistique, cette mésaventure n’a rien de surprenant ! La perception visuo-spatiale est en effet l’un des domaines les mieux documentés concernant les différences hommes-femmes.

Hommes et femmes dans l’espace

Ainsi, les tests de visée physique montrent une nette supériorité des hommes, qu’il s’agisse de lancer une fléchette au centre d’une cible ou de rattraper une balle au vol. Est-ce parce que, dès l’école, les filles font moins de sports d’adresse ? Nullement : les tests montrent que la supériorité masculine se manifeste dès l’âge de trois ans, avant que l’enfant soit socialisé dans son « genre ». Plus surprenant encore : les mâles homosexuels ou les individus transsexuels dont le taux d’hormone est proche de celui des femmes hétérosexuelles n’excellent pas non plus aux tests de visée. Cela ne signifie nullement que la coordination sensori-motrice des femmes soit déficiente. Au contraire, elles dépassent les hommes dans les aptitudes dites de « fine motricité » impliquant les doigts. Ainsi, le cerveau des femmes contrôle mieux la musculature distale (éloignée du système nerveux central).

La supériorité visuo-spatiale des hommes sur les femmes est plus nette encore dans les tests psychométriques dits de « rotation mentale ». Le problème consiste à imaginer la forme que prendra une figure en deux ou trois dimensions après une rotation dans l’espace. Là aussi, l’avantage masculin apparaît dès avant la puberté et les analyses transculturelles montrent que toutes les ethnies connaissent ce dimorphisme cognitif de nature sexuelle (à l’exception intéressante des Inuits). De même, les études menées en laboratoire sur les rats ont conclu que les individus mâles retrouvent plus facilement leur chemin que les femelles dans les labyrinthes dépourvus d’indices physiques indiquant la sortie (les rats castrés perdent en revanche cette qualité tandis que les femelles masculinisées par des androgènes améliorent leur score).

Les femmes compensent leur difficulté à concevoir une rotation géométrique par une meilleure mémorisation des objets dans l’espace. Le test classique consiste à montrer au participant une feuille remplie de nombreux objets, puis une seconde où il doit comptabiliser les items ayant disparu ou changé de place : dès l’enfance, les filles sont meilleures que les garçons à cette épreuve. De même, les femmes repèrent plus vite la similitude entre deux objets.

Littéraire ou matheux ?

Bien que le montant de votre note de téléphone grimpe en flèche depuis quelques mois, ne blâmez pas votre fille adolescente qui passe ses soirées à parler avec ses copines : elle exprime tout naturellement sa maîtrise des aptitudes verbales ! La supériorité féminine dans l’aisance verbale commence dès la petite enfance (à partir du seizième mois) : les filles parlent plus tôt et mieux que les garçons. A l’école, elles font également moins de fautes d’orthographe. Ces traits persistent à l’âge adulte, avec toutefois des nuances. Les femmes sont par exemple meilleures que les hommes lorsque les tests demandent de remplir les lettres manquantes d’un mot ou les mots manquants d’une phrase ; mais les hommes réussissent mieux aux tâches verbales impliquant une dimension conceptuelle (comme nommer des objets selon une catégorie abstraite, par exemple). De même qu’elles se souviennent mieux que les hommes de la place des objets dans l’espace, les femmes ont une meilleure mémoire verbale, que les suites de mots à retenir soient aléatoires ou dotées d’un sens précis.

La prédominance des garçons dans les filières impliquant les mathématiques (sciences, technologie) est un phénomène bien établi dans les sociétés occidentales. On a longtemps voulu y voir une influence du milieu, c’est-à-dire des stéréotypes imposés aux deux sexes : les garçons seraient encouragés à devenir « matheux » (filière « noble ») quand les filles auraient vocation à devenir « littéraires » (filière « sensible »). Mais cette explication sociologique, sans doute valable à la marge, n’explique pas tout. On peut très bien imaginer que les « stéréotypes » en question se fondent sur des réalités, c’est-à-dire sur des aptitudes différentes impliquant des valorisations différentes. La mixité sexuelle est bien établie à l’école depuis deux générations et le sexisme n’est plus guère répandu dans nos sociétés : néanmoins, le déséquilibre des filières scientifiques penche toujours en faveur des hommes, surtout dans les sciences les plus « dures » (mathématiques et physique). Inversement, les filles obtiennent en moyenne de meilleurs résultats que les garçons aux examens scientifiques au cours de leur scolarité (ce qui n’est guère explicable en terme de « stéréotype »), mais elles choisissent plus souvent des filières professionnelles impliquant des contacts avec les personnes. Les tests démontrent d’ailleurs que les femmes surpassent les hommes dans la perception des émotions (traits du visage, posture du corps, intonation de la voix) ou la mémoire des expressions faciales, deux qualités utiles à une vie sociale orientée vers les personnes plutôt que vers les objets ou les concepts.

Dans les tests psychométriques standards, les garçons sont meilleurs que les filles dans l’aptitude au raisonnement et la résolution de problèmes supposant l’application logique de règles abstraites. Les filles dépassent en revanche les garçons pour les tâches de calcul mental. La géométrie, impliquant des capacités spatiales, est plus masculine que l’algèbre. Ces données ont été vérifiées par un grand nombre d’études transculturelles. Les différences d’aptitudes mathématiques entre les hommes et les femmes sont toutefois moins marquées chez les individus d’origine africaine et asiatique que chez les participants d’origine européenne.

Les influences hormonales sur le cerveau

Pour comprendre l’origine les différences sexuelles en matière de cognition, les scientifiques avancent deux types d’explication : l’une, ontogénétique, renvoie au développement biologique de l’individu ; l’autre, phylogénétique, concerne le passé de notre espèce.

Les cerveaux des hommes et des femmes présentent des différences d’organisation et de structure (cf. le texte de Doreen Kimura dans ce numéro). Une étude classique de Geschwind et Levitsky a par exemple montré que le planum temporal gauche (aire de Wernicke liée à la compréhension des mots) est plus latéralisé chez la femme que chez l’homme. 

L’un des facteurs influençant le fonctionnement cérébral des individus est la sécrétion des hormones sexuelles (œstrogènes chez la femme et androgènes chez l’homme) par les gonades (ovaires ou testicules). Ces dernières se développent dès la septième semaine de la vie embryonnaire. Le sexe hormonal est préalablement déterminé par le sexe génétique (chromosomes XX pour la femme et XY pour l’homme) : de la fécondation de l’œuf à la septième semaine, les individus se développent tous selon un plan féminin, mais l’action du gène SRY sur le chromosome Y provoque chez les futurs garçons un processus de masculinisation et de déféminisation. Les caractères sexuels secondaires (pilosité, musculature, glandes mammaires) ne s’épanouissent qu’à l’adolescence, avec la poussée hormonale caractérisant la puberté.

Le mécanisme exact de l’influence hormonale sur le cerveau n’est pas encore bien connu. Mais il est attesté par d’innombrables expériences. Ainsi, les réussites des hommes et des femmes aux tests psychométriques sont corrélées à leur sexe hormonal plutôt qu’à leur sexe génétique. Les hommes présentant un faible taux de testostérone sont moins bons que la moyenne masculine aux tâches de rotation spatiale et de raisonnement mathématique et meilleurs aux tâches verbales. Le phénomène inverse s’observe chez les femmes dont le taux de testostérone est anormalement élevé. Une maladie rare, l’hyperplasie surrénale congénitale, qui provoque un excès d’androgènes à partir du troisième mois de la vie fœtale, aboutit pareillement à des comportements cognitifs « masculins » chez les deux sexes.

Les chercheurs ont aussi identifié des variations cycliques intéressantes. Les hommes se repèrent mieux dans l’espace au printemps et dans la deuxième partie de la journée, périodes où la sécrétion des hormones sexuelles est plus abondante. Chez les femmes, les pics d’estradiol relevés en phases préovulatoire et lutéale se traduisent par de meilleurs résultats aux tests « féminins ».

L’agressivité

Les hormones sexuelles influent également sur l’agressivité des sujets en agissant sur les noyaux de l’hypothalamus et de l’hypophyse (système limbique sous-cortical). Chez les animaux, il est bien établi que la hausse du taux de testostérone est corrélée à des comportements agressifs et, inversement, que les mâles « perdants » montrent un taux moindre. Chez les humains, des études ont montré que les femmes emprisonnées pour délit ou crime violent ont un niveau de testostérone plus élevé que la moyenne de leur sexe. De même, la castration chimique empêchant l’émission d’androgènes par les gonades masculines restreint l’agressivité des patients.

L’explication par l’évolution

L’existence de dimorphismes cognitifs chez les animaux a conduit les chercheurs à réfléchir aux fondements évolutionnaires des différences entre les hommes et les femmes. En effet, notre cerveau n’a pas été conçu pour utiliser des ordinateurs, mais pour permettre aux primates et aux hominiens de survivre dans le milieu pléistocène  !

Selon la psychologie évolutionnaire, les différences entre les sexes s’analysent en terme de sélections naturelle et sexuelle sur le long terme. Si l’on en juge par les actuelles tribus de chasseurs-cueilleurs et par les blessures constatées sur les squelettes préhistoriques, les activités de chasse et de façonnage d’outil semblent avoir été un privilège masculin au cours des trois derniers millions d’années. Cela pourrait expliquer non seulement la masse musculaire et osseuse plus importante des hommes, mais également l’avantage adaptatif de certaines capacités visuo-spatiales et mathématiques (précision des jets de pierre et de pieu, évaluation des distances et anticipation des mouvements, repérage des territoires de chasse, rotation mentale lors de la taille des outils). Chez les femmes, astreintes à la grossesse et à l’allaitement, probablement plus impliquées dans la cueillette et l’organisation du campement, les capacités verbales et l’analyse des expressions faciales (communication au sein du groupe et avec les enfants) ainsi que la mémoire indicielle des emplacements (réserves de nourriture proche) furent des qualités indispensables à la survie. Il en va de même pour l’aptitude à entretenir des relations sociales d’individu à individu.

Pour aller plus loin :

Doreen Kimura, Cerveau masculin, cerveau féminin ?, Odile Jacob, 2001.

Simon LeVay, Le cerveau a-t-il un sexe ?, Flammarion, 1994

Henry Plotkin, Evolution in Mind, Penguin Books, 1997.

La puberté précoce monte en flèche

La puberté féminine précoce est un phénomène de plus en plus répandu aux Etats-Unis. Plus d'un quart des fillettes noires aux Etats-Unis et 7 % des blanches affichent des signes de puberté dès l'âge de 7 ans, selon une étude qui fait référence sur la question, dirigée par le Dr Marcia Herman-Giddens et réalisée en 1997 sur 17.000 jeunes Américaines âgées de trois à douze ans. A l'âge de neuf ans, près d'un tiers des blanches (32 %) et 62 % des noires ont des seins et un système pileux, soit un à deux ans avant l'heure. La période de puberté s'allonge, sans que la moyenne d'âge pour l'apparition des règles (entre 12 et 13 ans) ne soit modifiée. Les conséquences de cette évolution constatée dans d'autres pays, notamment la Grande-Bretagne, la Suède ou l'Espagne, sont loin d'être anodines, selon les spécialistes. Les différents niveaux de maturité (cognitive, physique et émotionnelle) risquent d'être décalés. Certaines études soulignent qu'une puberté précoce entraîne davantage de dépressions, d'agressivité, d'isolement, voire de suicides. Le phénomène trouve ses origines dans plusieurs causes : la prédisposition ethnique (les personnes d'origine africaine sont plus touchées), l’obésité qui favorise la fabrication d'une hormone impliquée dans la puberté, la consommation excessive de viande ou de laitages, voire l’effet de stimulateurs d'oestrogènes contenus dans des produits chimiques ou plastiques.

Hommes et femmes ne l’entendent pas de la même manière

Les hommes ne se servent que de l’hémisphère gauche du cerveau lorsqu’ils écoutent tandis que les femmes emploient les deux, selon une étude de chercheurs de la Faculté de médecine de l’Université d’Indiana. Les chercheurs ont présenté six minutes d’un film à un groupe d’hommes et de femmes. Ils ont constaté que leur compréhension du sujet était tout à fait similaire, mais l’imagerie par résonance magnétique (IRM) a en revanche démontré que l’information reçue par ces hommes et femmes n’était pas traitée de la même manière.

Ainsi, l’activité cérébrale masculine se concentrait dans le lobe temporal de l’hémisphère gauche, généralement associé aux fonctions d’écoute et de parole. Les femmes, quant à elles, se servent aussi du lobe temporal de l’hémisphère droit, utilisé notamment pour jouer de la musique et se situer dans l’espace. L’étude ne précise toutefois pas si les hommes écoutent plus ou moins que les femmes. «Leur façon d’écouter est différente, mais cela ne veut pas forcément dire que leurs performances sur ce plan soient différentes», a souligné l’un des auteurs, Michael Phillips.

En 1995, une autre étude réalisée par des professeurs de l’Université de Yale avait montré que les femmes se servent également des deux hémisphères en lisant ou en s’engageant dans d’autres tâches verbales, tandis que les hommes n’utilisent que le gauche. Le constat de cette différence pourrait aider à expliquer pourquoi les femmes parlent plus tôt, apprennent plus rapidement à lire et ont moins de problèmes d’apprentissage que les hommes.

Cancer des testicules et stérilité

Les hommes qui rencontrent des problèmes de stérilité sont plus susceptibles que les autres de développer un cancer des testicules, selon une étude danoise. Les chercheurs de l’Université de Copenhague, qui ont travaillé sous la responsabilité de Rune Jacobsen et d’Henrik Møller, ont étudié les cas de cancer et de stérilité entre 1963 et 1995 sur 32.442 hommes dont le sperme avait été préalablement analysé. Les résultats montrent que les hommes ayant des problèmes de stérilité avaient 1,6 fois plus de risques de développer un cancer des testicules que les autres. Les hommes dont le sperme est affecté par des anomalies ont en outre deux à trois fois plus de risques de développer un cancer de ce type.