spermatogenese et sperme

SPERMATOGENESE ET
SPERME
Pr. Ag Leila Keskes
Séminaire-Atelier
25-26 Septembre 2003
DEFINITIONS
• Gamètogenèse: différenciation des cellules germinales en gamètes.
Selon le sexe: Spermatogenèse ou ovogenèse
• Dans des organes spécialisés, les gonades:
-gonade mâle: testicule
-gonade femelle: ovaire
• Spermatogenèse:
Spermatogonies (diploïdes) ⇒ Spermatozoïdes (haploïdes).
• Spermatogenèse + comportement sexuel ⇒ Reproduction
Hypofertilité et Infertilité ⇔ Anomalies de la spermatogenèse
et/ou anomalies sexuelles
SPERMATOGENESE
• Depuis la puberté jusqu’à la mort
• Processus continue avec légères fluctuations selon un
rythme annuel.
• Durée: 74 jours avec durée constante pour chaque étape
• Rendement maximal avant 35 ans, puis diminution avec l’âge
PHASES
1- Multiplication: division de cellules diploïdes (spermatogonies)
par mitoses successives
2- Accroissement: arrêt des mitoses et augmentation de
taille: Spermatocytes I
⇒ réplication de l’ADN et entrée en méiose
3- Maturation: méiose ⇒ cellules haploïdes: spermatocytes II, puis
spermatides
phase de recombinaison génétique
phase sensible et délicate:
anomalies d'appariement et de ségrégation
anomalies de structure ⇒
arrêt de spermatogenèse et infertilité
4- Cytodifférenciation: Spermiogenèse
formation de gamètes fonctionnels: spermatozoïdes
SPERMIOGENESE
1- Formation de l'acrosome: grand lysosome riche en enzymes lytiques
(hyaluronidase, hydrolases, acrosine) .
2- Migration des centrioles et formation du flagelle.
3- Condensation de la chromatine nucléaire et réduction de la taille du
noyau.
4- Déplacement du cytoplasme vers la partie caudale de la cellule puis
élimination des restes cytoplasmiques
5- Formation de la gaine mitochondriale autour de la la pièce
intermédiaire
Rôles des cellules de Sertoli
Rôles des cellules de Sertoli
9 Support et soutien des cellules germinales;
9Apports nutritionnels et énergétiques (glucose)
9 Formation de la barrière hémato-testiculaire (protection)
9 Sécrétion du liquide séminal primitif
9 Synthèse de nombreuses protéines: inhibine et ABP
9 Sécrétion des facteurs de croissance
9 Transformation de testostérone en dihydrotestostérone et /
ou aromatisation en oestradiol.
9 Phagocytose des corps résiduels et des cellules germinales dégénérées.
Apoptose
9 Rôle clé dans l’élimination des cellules germinales avec des
anomalies chromosomiques.
9 Essentiellement lors de la multiplication des spermatogonies et lors
de la méiose (anaphase)
9 Permet l’ajustement du nombre des cellules germinales par rapport au
nombre des cellules de Sertoli ( constant)
9 Permet d'éliminer des cellules germinales en réponse à un stress:
- environnemental (chaleur, radiations ionisantes)
- lésions de l’ADN (Anom. Chromosomiques)
- déplétion en facteurs trophiques (hormonaux, Fact. croissance).
Contrôle endocrinien de la spermatogenèse
Contrôle génétique de la spermatogenèse
Rôle des facteurs environnementaux
• Température: rôle néfaste de l’hyperthermie
• Nutrition: stt, vit A et E et acides gras
• Radiations ionisantes: exposition prolongée ++++
• Pesticides
• Autres:
• Tabac
• Alcool
• Stress
Anomalies de la spermatogenèse
• Traduction: azoospermie ou oligospermie, asthénospermie
et tératospermie
• Causes:
- Anatomiques: varicocèle, anomalies congénitales
- Infectieuses
- Endocriniennes
- Toxiques: médicaments, radiations ionisantes,….
- Immunologiques: mdies auto-immunes, AC anti-spz
- Génétiques
LE SPERME
9 Phase cellulaire: 10%
ƒ Spermatozoïdes (≥ 40 millions/éjaculat)
ƒ Cellules rondes (<5 millions/éjaculat)
- Cellules germinales immatures
- Cellules épithéliales
- Cellules de défense
9 Phase liquide (plasma séminal): 90%
Origine: - vésicules séminales (68%)
- Prostate (15%)
- testicules et épididymes (12%)
- glandes de Cowper (4,5%)
9 Chronologie de formation
ƒ Première partie: Gldes Cowper, Prostate, Epididyme-testicule
ƒ Deuxième partie: Vésicules séminales
Examen direct
Frottis coloré
Composition Plasma séminal
Caractéristique
physiques:
Caractéristiques biochimiques
Sécrétions
prostatiques
pH acide 6,4
Liquide
Blanchâtre
Nombreuses enzymes:
Enzymes protéolytiques (liquéfiants)
Cholestérol contenu dans des vésicules membranaires
de phospholipides (Prostasomes)
Phosphatases acides
Acide citrique
Zinc
Inositol
Spermine
Transferrine
Sécrétion
vésiculaires
Trés visqueuses
pH alcalin 8,0
Jaunâtre
Carbonates
Fructose
Protéines neutres à (Séminogéline).
fortes concentration de prostaglandines
Lactoferrine
Inhibiteurs de protéases
HUSI I , II (trypsin inhibiteur)
Composition Plasma séminal
Facteurs épididymaires:
L-carnitine
Alpha-glucosidase
Glycérophosphorylcholine
Autres:
Eau, sels minéraux, glucose, sorbitol, vitamines
Acides aminés
Hormones: GN, stéroïdes sexuels
Facteurs Immunodépresseurs
EXPLORATION DU SPERME
‰ Spermogramme-Spermocytogramme
‰ Spermoculture
‰ Etude biochimique
‰ Recherche d’anticorps antispermatozoïdes
‰ Exploration fonctionnelle
- Test post-coïtal
- Test de Migration survie
- Autres
LE SPERMOCYTOGRAMME
Pr. Ag Leila Keskes
Séminaire-Atelier
25-26 Septembre 2003
INTRODUCTION
9 Spermocytogramme:
Etude morphologique des spermatozoïdes
9 Intérêt majeur dans l’analyse du sperme:
™ Évaluation des capacités fécondantes des spermatozoïdes
™ Identification de certaines étiologies de l’infertilé masculine
™ Etablissement d’un pronostic de fertilité
9 Etape délicate et difficile du spermogramme:
9 De nombreuses difficultés:
™ Absence de standardisation de la méthode
™ Définition très variables des anomalies
™ Différents systèmes de classification
9 Depuis quelques années, tendance à la standardisation et
consensus sur le système de classification
METHODE
9 Frottis à partir de sperme liquéfié (10 µl)
9 Séchage à l’air libre
9 Fixation dans l’alcool 75°, 5 min
9 Coloration:
™ Papanicolaou
™ Shorr
™ Autres: MGG, Bryan-Leishman, test simplet, etc
9 Montage: lame-lamelle
9 Observation microscopique
METHODE
Observation microscopique et analyse morphologique:
9
9
9
9
Microscope à fond clair
Objectif x 100
Observation de plusieurs champs au hasard
Analyse de 100 à 200 spz
™ Pourcentage de forme normale ( Normal ≥ 30%)
™ Pourcentage de spz anormaux : taux de la tératospermie
CLASSIFICATION DES ANOMALIES
Auteurs
An. Tête
An. PI
An. Flagelle
Total
Eliasson (1971)
6
2
2
10
David et coll (1975)
7
2
4
13
Pinatel (1985)
6
2
4
13
Kruger (1986)
4
-
-
-
OMS (1992)
5
4
6
15
Auger et coll
(1998)
7
3
5
15
CLASSIFICATION DE DAVID REVISEE
- A entrée multiple
- Tient compte des polymalformations
- IAM
Tête
Pièce intermédiaire
Flagelle
Allongée
amincie
microcéphale
macrocéphale
multiple
Anom. base
Anom. acrosome
reste cytoplasmique
Angulation
grêle
Absent
court
Irrégulier
Enroulé
multiple
ANOMALIES DE LA TETE
ANOMALIES DU FLAGELLE
FREQUENCES DES ANOMALIES
Roussel et coll
(1983)
N= 839
Spira et coll
(1985)
N= 520
Jouannet et coll
(1988)
N= 163
Keskes et coll
(1998)
N= 289
8,7
3,5
6,3
2,4
1,7
18,6
5,9
4,6
9,8
1,6
0,4
15,2
8,8
2,2
31,7
16,4
0,6
7,3
2,9
1,8
29,2
Reste cytop
Angulation
F. Absent
8,7
6,3
2,6
3,2
4,7
0,6
13
12,9
-
4,7
14,5
1,6
F. Court
F. Enroulé
F. Multiple
2,7
7,5
1,3
1,1
5,8
0,5
11
-
1,1
11,3
0,5
Allongée
Amincie
Microcéphale
Macrocéphale
Multiple
Formes irrég
FICHE TYPE D’ANALYSE MORPHOLOGIQUE
NORMAUX
Allongée (a)
Amincie (b)
$ al af afk
6/3
cn cf cl
11/3
Macrocéphale (d)
dn df
2/2
multiple (e)
| ef
2/1
Anom. base (f)
al fg af fj fjk fl fn afk fn
fg fl fg fg fg fjl ef fo fj fj fjn fjn
41/21
bg fg fg fg fg fg gj gj
Anom. Acrosome (g)
Anomalies P.
Intermed
10/3
$ bg bh bn
Microcéphale (c)
Anomalies de la
tête
19 (%)
$
Restes cytop (h)
17/8
1/1
bh
Grêle (i)
Angulation (j)
Absent (k)
Court (l)
fj fjk gj gj fgl fj fj fjn fjn
fjk afk
13/9
2/2
fl fl fjl
7/3
bn fn fn fjn fjn
13/5
Anomalies Flagelle Irrégulier (m)
Enroulé (n)
multiple (o)
IAM = 128/81 = 1,58
fo
1/1
Total: 128
IAM
IAM: Index des Anomalies Multiples
IAM =
Nombre total des anomalies
Nombre de spz anormaux
≥1
IAM: Grande valeur prédictive de fertilité
IAM
TERATOSPERMIE
9 Monomorphe:
™ Anomalie dominante touchant > 90%
™ Rare, de mauvais pronostic
™ Exples:
- Globozoospermie
- Syndrome du flagelle court
9 Polymorphe:
™ Tableau polymalformatif non spécifique ou
™ Evocateur d’étiologie précise: Varicocèle+++
NORMAUX
Anomalies
de la tête
$
Allongée (a)
$ $ al af afk ahj af ahj ahj ahj ahj
afj afj afj af ahn af af ajn afn afn
41/19
Amincie (b)
$ bg bh bn
6/3
Microcéphale (c)
cn cf cl
3/3
Macrocéphale (d)
dj
1/1
multiple (e)
|
1/0
Anom. base (f)
af afk af afj afj afj af af afn afn af
20/11
Anom. Acrosome (g)
bg
10/1
Restes cytop (h)
ahj ahj ahj ahj ahj ahn bh hl
Anomalies P. Grêle (i)
Intermed
Angulation (j)
Anomalies
Flagelle
23 %
12/8
$ ahj ahj ahj ahj ahj afj afj afj ajn dj 25/10
Absent (k)
afk
1/1
Court (l)
hl
1/1
Irrégulier (m)
Enroulé (n)
multiple (o)
ahn ajn afn afn bn cn
fo
10/6
1/1
CONCLUSION
9 L’analyse morphologique des spermatozoïdes: étape
importante et difficile du spermogramme
9 Nécessite grande expérience et rigueur
9 Intérêt diagnostic et pronostic