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L'hypophyse est reliée à l'hypothalamus par la tige pituitaire d'origine diencéphalique. C'est une glande neuro-endocrine impaire qui comporte deux parties d'origine embryonnaire différente: une partie glandulaire et une partie nerveuse. Au cours de l'embryogénèse l'ébauche glandulaire est placée en avant de l'ébauche nerveuse.
L'ébauche glandulaire appelée l'adénohypophyse apparaît au stade 10 (env. 28 jours), sous la forme d' un épaississent localisé de l'épithélium ectodermique provenant de la cavité buccale primitive, le stomodeum situé en avant de la membrane bucco-pharyngée. Cette ébauche se développe au contact immédiat du plancher du diencéphale, juste en avant de la notochorde. L'ébauche initialement plane s'invagine au stade 13 (env. 32 jours), formant un diverticule (la poche de Rathke), qui s'enfonce dans le mésenchyme situé juste en avant de l'ébauche nerveuse. La poche de Rathke s'allonge au stade 20 (env. 49 jours) et ne reste rattachée au stomodeum que par le pédicule pharyngo-hypophysaire, qui se résorbe dès le stade 21 (env. 51 jours).
Ce pédicule passe au travers des centres de chondrification du futur os sphénoïdal. Après le 3e mois, les cellules de la face antérieure de la poche prolifèrent pour former le lobe antérieur (Pars distalis) de l'hypophyse ainsi qu'une extension entourant la tige pituitaire vers le haut constituant le lobe tubéral (Pars tuberalis), Le lobe intermédiaire ne se développe pas chez les humains.
L'ébauche nerveuse ou lobe postérieur de l'hypophyse (env. 38 jours) provient d'une évagination ventrale du plancher du neuroépithélium du diencéphale. Cette dépression, appelée l'infundibulum, s'enfonce dans le mésenchyme sous-jacent à la rencontre de la poche de Rathke. L'infundibulum va former un diverticule qui s'épaissit vers le stade 16 (env. 38 jours) pour former le lobe postérieur de l'hypophyse (neurohypophyse) qui va s'accoler à la face postérieure de la poche de Rathke. Ce lobe reste rattaché au diencéphale par la tige pituitaire. Au début de la période foetale, la neurohypophyse va être colonisée par les axones en provenance de l'hypothalamus et formera l'axe hypothalamo-hypophysaire, vecteur d'une neurosécrétion d'hormones dans le sang.