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D'un point de vue embryologique l'hypospadias pénien et pénoscrotal résultent d'une anomalie de la fermeture de la gouttière urogénitale issue de la lame urétrale d'origine entoblastique, qui se ferme d'arrière en avant en constituant un tube jusqu'à la base du gland. L'urètre glandulaire est lui d'origine ectodermique, et une anomalie de la fermeture lame épithéliale préputiale jusqu'au niveau de la fossette naviculaire est à l'origine des formes d'hypospadias balanique.
L'étiologie est multi-factorielle, outre les facteurs génétiques, le rôle nocif d'un traitement hormonal progestatif au cours des premiers mois de la grossesse ou encore une altération de la synthèse de la testostérone (ou de ses dérivés) et/ou d'une anomalie des récepteurs pour ces hormones peuvent être incriminés.
Parmi les malformations fréquemment associées à l'hypospadias il faut noter la courbure de verge, la sténose du méat et la déviation du raphé médian. Enfin une hypoplasie des corps caverneux réalisant un micro-pénis n'est pas rare.
Le traitement hormonal (en cas de micro pénis pour stimuler la croissance) est fréquemment associé à une reconstruction chirurgicale de l'urètre.