Structure et fonction du placenta et du cordon ombilical

Placenta et Amnios : Structures, Fonctions et Développement

Le placenta et l'amnios sont des annexes embryonnaires essentielles au développement et à la survie de l'embryon puis du fœtus. Ces structures, bien que transitoires, assurent des fonctions vitales de respiration, nutrition et excrétion, jouant un rôle central dans la régulation de la gestation. Leurs formations sont des processus complexes et synchronisés.

1. Les Annexes Embryonnaires : Une Introduction

Les annexes embryonnaires, également appelées annexes fœtales, sont des structures qui se développent en parallèle de l'embryon et du fœtus. Elles sont cruciales pour assurer les fonctions vitales de l'organisme en développement.

1.1. Identification des Annexes

• Placenta : Organe d'échange entre la mère et le fœtus.
• Amnios : Membrane délimitant la cavité amniotique, contenant le liquide amniotique et tapissant la paroi interne du placenta.
• Allantoïde : Participe à la formation du placenta et des vaisseaux ombilicaux.
• Vésicule ombilicale (ou vésicule vitelline) : Produit les premières cellules sexuelles et les globules rouges.

1.2. Chronologie d'Apparition

1. 8 jours post-fécondation : Apparition de l'amnios et de la vésicule vitelline.
2. 9 jours post-fécondation (stade lacunaire du syncytiotrophoblaste) : Début de la formation du placenta.
3. 16 jours post-fécondation : Apparition de l'allantoïde.

Pendant les quatre premières semaines de développement, l'embryon est entouré par la sphère choriale, une zone de contact et d'échanges. Cette structure évoluera pour donner le placenta.

2. Le Placenta Humain : Structure et Fonctions

Le placenta est un organe transitoire mixte, résultant de l'association du chorion de l'œuf avec l'endomètre maternel. Il est expulsé après la naissance (15 à 30 minutes).

2.1. Caractéristiques Générales

• Organe transitoire : Fonctionnel uniquement pendant la grossesse.
• Dimensions à terme : Disque à bords irréguliers, environ 20 cm de diamètre, 3 cm d'épaisseur, pesant environ 500 g (1/6ème du poids du nouveau-né).
• Mixte : Composé de tissus extra-embryonnaires (trophoblaste, mésenchyme extra-embryonnaire, vaisseaux sanguins fœtaux) et de tissus maternels (décidues, sang maternel).
• Forme : Discoïdal (en forme de disque).
• Structure : Pseudo-cotylédoné, avec des villosités placentaires regroupées en amas séparés par des cloisons incomplètes.
• Expulsion : Décidual, son expulsion entraîne la perte d'une partie de la muqueuse utérine.
• Contact sang maternel-fœtus : Hémo-chorial, le trophoblaste entre en contact direct avec le sang maternel.
• Circulation : Chorio-allantoïdien, la circulation placentaire (choriale) est reliée à la circulation fœtale via l'allantoïde.

2.2. Anatomie Placentaire

Un placenta mature présente plusieurs composants distincts :

1. Cordon ombilical : Lien vital entre le fœtus et le placenta.
2. Amnios : Membrane interne du sac amniotique.
3. Plaque choriale : Face fœtale du placenta, d'où partent les villosités.
4. Chambre intervilleuse : Espace rempli de sang maternel où se produisent les échanges.
5. Plaque basale : Face maternelle du placenta.
6. Cotylédon : Unité fonctionnelle du placenta, regroupant un ensemble de villosités.
7. Villosité : Projections arborescentes augmentant considérablement la surface d'échange.

À la naissance, le placenta présente deux surfaces distinctes :

• Surface maternelle : Irrégu-lière, subdivisée en cotylédons par des septums (cloisons). Elle est en contact avec la caduque utérine.
• Surface fœtale : Lisse et brillante, recouverte par l'amnios, d'où émerge le cordon ombilical. Les vaisseaux fœtaux y sont visibles.

2.3. Développement du Placenta

Le développement du placenta commence dès l'implantation et se poursuit tout au long de la grossesse.

2.3.1. Différenciation du Trophoblaste

Dès l'implantation, le trophoblaste se différencie en deux couches :

• Syncytiotrophoblaste (ST) : Couche externe multinucléée sans limites cellulaires distinctes (syncytium). Il provient de la fusion des cellules du cytotrophoblaste. Il s'infiltre dans la muqueuse utérine en induisant l'apoptose des cellules maternelles, créant une brèche pour la pénétration du blastocyste.
• Cytotrophoblaste (CT) : Couche interne, composée de précurseurs cellulaires ovoïdes mononucléés, située immédiatement sous le syncytiotrophoblaste.

2.3.2. Mise en Place de la Circulation Utéroplacentaire

Ce système se met en place dès le 9ème jour, au stade lacunaire.

• Initialement, des vacuoles ou lacunes apparaissent dans le syncytiotrophoblaste.
• Le syncytiotrophoblaste érode les capillaires maternels, et ces derniers s'anastomosent avec les lacunes pour former les sinusoïdes maternels.
• Ces lacunes communiquent pour former des chambres intervilleuses, limitées par le syncytiotrophoblaste. Jusqu'à la 10ème semaine, ces chambres contiendraient un liquide clair, mélange de plasma filtré et de sécrétions utérines, et non de sang complet.

2.3.3. Formation des Villosités Choriales

• Villosités primaires (11-13 jours) : Le cytotrophoblaste prolifère et s'insinue dans les travées du syncytiotrophoblaste.
• Villosités secondaires (16 jours) : Le mésoblaste extra-embryonnaire associé au cytotrophoblaste pénètre dans le tronc des villosités primaires. Le syncytiotrophoblaste reste la couche la plus externe.
• Villosités tertiaires (fin 3ème semaine) : Le mésoblaste villositaire se différencie en tissu conjonctif et vaisseaux sanguins, connectés à la circulation embryonnaire.

À partir de ce stade, les échanges gazeux, nutritifs et les déchets diffusent entre le sang maternel et fœtal en traversant quatre couches tissulaires constituant la barrière placentaire :

1. L'endothélium capillaire des villosités (fœtal).
2. Le tissu conjonctif lâche qui occupe l'axe des villosités (fœtal).
3. Le cytotrophoblaste (fœtal).
4. Le syncytiotrophoblaste (fœtal).

2.3.4. Évolution du Placenta après le 4ème Mois

Après le 4ème mois, des changements importants surviennent :

• Le cytotrophoblaste régresse progressivement de la paroi des villosités tertiaires, réduisant la distance entre les chambres intervilleuses et les vaisseaux fœtaux.
• Le placenta acquiert sa forme finale avec la formation de septums intercotylédonaires. Ces protrusions, formées par le tissu déciduel et des amas de fibrinoïde, subdivisent l'espace intervilleux en cotylédons fonctionnels. Ce mécanisme est lié au plissement de la plaque basale et à l'extension mécanique du placenta.

3. Le Cordon Omblical et l'Amnios

Ces deux structures sont intimement liées au développement fœtal.

3.1. Le Cordon Omblical : Structure et Rôle

Le cordon ombilical est le lien physique et physiologique entre le fœtus et le placenta.

• Origine : Dérive du pédicule ombilical, individualisé après la délimitation embryonnaire.
• Dimensions : À terme, mesure environ 50 à 60 cm de long et 2 cm de diamètre.
• Composition (coupe transversale au 4ème mois) :
  • Épithélium amniotique qui le délimite.
  • Gelée de Wharton : Mésenchyme extra-embryonnaire formant un tissu élastique et résistant protégeant les vaisseaux.
  • Deux artères ombilicales (issues de l'allantoïde) : Transportent le sang riche en et déchets du fœtus vers le placenta.
  • Une veine ombilicale (issue de l'allantoïde) : Transporte le sang riche en et nutriments du placenta vers le fœtus.
  • Canal vitellin.
  • Portion distale de l'allantoïde.
• Rôle : Assure la vascularisation de la portion fœtale du placenta et, par conséquent, tous les échanges avec l'organisme maternel.

3.1.1. Formation du Cordon Omblical

Le cordon ombilical se forme entre la 4ème et la 8ème semaine.

• Le pédicule embryonnaire, le canal vitellin et le cœlome ombilical sont réunis par l'amnios en expansion.
• L'expansion de l'amnios, lors de la plicature de l'embryon, forme un tube qui emprisonne ces structures.
• L'augmentation de la production de liquide amniotique supprime l'espace chorial, et l'amnios fusionne avec le chorion, entraînant la fusion des couches de mésoblaste extra-embryonnaire.

3.1.2. Évolution du Cordon Omblical

Au stade précoce (environ 8 semaines), le cordon est un anneau large et court comprenant :

• Pédicule vitellin : Contient le canal vitellin (Ductus omphalo-entericus) reliant l'intestin primitif à la vésicule ombilicale, et les vaisseaux vitellins (2 artères et 2 veines).
• Pédicule embryonnaire : Contient l'allantoïde et les vaisseaux ombilicaux (2 artères et 1 veine). Il fusionnera avec le pédicule vitellin.
• Cœlome ombilical : Fait communiquer le cœlome extra-embryonnaire et intra-embryonnaire.

L'évolution ultérieure se caractérise par l'allongement et la réduction des structures :

• Allongement : La cavité amniotique forme une gaine de plus en plus longue, et le cordon s'allonge et devient sinueux.
• Réduction : Au 3ème mois, de nombreux éléments dégénèrent :
  • Le canal vitellin régresse (peut persister sous forme de diverticule de Meckel).
  • La vésicule ombilicale disparaît.
  • L'allantoïde s'oblitère pour former l'ouraque (ligament ombilical médian chez l'adulte).
  • La partie extra-embryonnaire de la circulation vitelline régresse.
  • Les communications inter-cœlomiques se collabent et se résorbent.

Il ne reste finalement que le pédicule embryonnaire contenant les vaisseaux ombilicaux (2 artères et 1 veine), entouré de la gelée de Wharton et de l'épithélium amniotique.

3.2. L'Amnios et la Cavité Amniotique

L'amnios est une membrane protectrice formant un sac qui entoure l'embryon puis le fœtus.

• Formation : Vers le 8ème jour de gestation, l'ectoblaste se creuse d'une petite cavité qui s'agrandit pour donner la cavité amniotique. Son plafond est tapissé par les amnioblastes constituant l'amnios, et son plancher est formé par l'ectoblaste.
• Développement : L'amnios s'associe au mésenchyme extra-embryonnaire, formant la lame amniotique (somatopleure).
• Expansion : À la fin de la 4ème semaine, l'amnios enveloppe complètement l'embryon. Son expansion continue de remplir la cavité choriale, et les membranes fusionnent.

4. Conclusion

Le placenta et l'amnios sont des organes d'échange et de protection transitoires, dont la formation débute très tôt dans le développement embryonnaire et prend sa forme finale vers le 4ème mois de grossesse. Leur développement est un processus délicat et toute anomalie durant leur installation peut être à l'origine de pathologies graves, comme la toxémie gravidique. Comprendre leur structure, leur formation et leur évolution est fondamental en embryologie pour saisir les mécanismes de la vie fœtale et les complications potentielles de la grossesse.