Spermatogenèse, ovogenèse, fécondation
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Spermatogenèse, ovogenèse, fécondation
: Spermatogenèse, ovogenèse, fécondation Mr Hamamah UE2 (Embryologie) –- Séance UE 2 (Embryologie) séance1 n°2 1 I. Généralités 1. La reproduction sexuée UE2 (Embryologie) - Séance 1 2 2. Différence gamétogenèse masculine et féminine -Durée : •Homme : de la puberté à la fin de sa vie •Femme : création des ovocytes I de la 8è à la 20è semaine de la vie intra-utérine, quiescence, puis reprise de la puberté jusqu’à la ménopause UE2 (Embryologie) - Séance 1 3 - Production gamétique : • Homme : des centaines de millions de spermatozoïdes par jour • Femme : 1 ovocyte par cycle de 28 jour - Volume cellulaire : • Homme : spermatozoïde est une petite cellule quasi dépourvue de cytoplasme ( 50 µm) • Femme : ovocyte est une grande cellule riche en cytoplasme (130µm) UE2 (Embryologie) - Séance 1 4 Le spermatozoïde est tout petit (tout petit !) à côté de l’ovocyte ! UE2 (Embryologie) - Séance 1 5 3. Éléments communs - Origine : les gonocytes UE2 (Embryologie) - Séance 1 6 Colonisation des gonades UE2 (Embryologie) - Séance 1 7 - 2 divisions successives des gonies pour obtenir des cytes I UE2 (Embryologie) - Séance 1 8 - Méiose : Elle concerne uniquement les cellules germinales UE2 (Embryologie) - Séance 1 9 UE2 (Embryologie) - Séance 1 10 UE2 (Embryologie) - Séance 1 11 II. La spermatogenèse - C’est l’ensemble des phénomènes de division et de différenciation aboutissant à la formation du spermatozoïde, cellule germinale mature - Phases de prolifération, duplication, différenciation et apoptose. UE2 (Embryologie) - Séance 1 12 1. Durée de la spermatogenèse : 74jours - Spermatogonies : 25jours Spermatocyte I : 24 jours Spermatocyte II : 24h Spermatides : 24 jours A ne pas confondre avec le cycle de l’épithélium séminifère de 16 jours. C’est la fréquence de sortie de pool en 1 point du testicule. Comme elles ne sont pas synchronisées, il y a des départ permanents et pas de périodes de stérilité transitoire. UE2 (Embryologie) - Séance 1 13 Le testicule a une fonction endocrine et exocrine UE2 (Embryologie) - Séance 1 14 Dans le tube séminifère : 3 types cellulaires UE2 (Embryologie) - Séance 1 15 2. Les différents types de spermatogonies - Spermatogonie Ad : « dark » Gros noyau clair C’est une cellule dormante qui assure le repeuplement des tubes séminifères en cas de destruction UE2 (Embryologie) - Séance 1 16 -Spermatogonies Ap : « pâles » Gros noyau encore plus clair C’est une cellule qui se divise en spermatogonies Ap ou B UE2 (Embryologie) - Séance 1 17 - Spermatogonie B : Petit noyau hétérochromatique Cellule différenciée qui donne naissance par 2 mitoses successives à 4 spermatocytes primaires UE2 (Embryologie) - Séance 1 18 En théorie une spermatogonie Ap donne au final 16 spermatozoïdes : UE2 (Embryologie) - Séance 1 19 3. La cellule de Sertoli UE2 (Embryologie) - Séance 1 20 Rôles : Barrière hémato testiculaire Réception d’androgènes Facteurs de croissance, de nutrition et de régulation pour les cellules germinales Structure et compartimentation Sécrétion du fluide des tubes séminifères UE2 (Embryologie) - Séance 1 21 UE2 (Embryologie) - Séance 1 22 4. Spermiogenèse UE2 (Embryologie) - Séance 1 23 Transformations -Formation de l’acrosome -Remplacement des histones par des protamines dans le noyau -Centriole proximal sera à l’origine du fuseau nucléaire -Centriole distal forme le complexe axonémal, structure centrale du flagelle -Corps résiduel de Regaud : élimination d’organites -Gouttelette cytoplasmique : disparition du cytoplasme lors de la maturation épididymaire UE2 (Embryologie) - Séance 1 24 5. Le spermatozoïde UE2 (Embryologie) - Séance 1 25 L’axonème : seul constituant de la pièce terminale UE2 (Embryologie) - Séance 1 26 La pièce principale axonème Gaine fibreuse Fibres denses UE2 (Embryologie) - Séance 1 27 La pièce intermédiaire Fibres denses mitochondries axonème UE2 (Embryologie) - Séance 1 28 Mouvement du flagelle Énergie fournie par les mitochondries Par accrochage-décrochage de dynéine UE2 (Embryologie) - Séance 1 29 6. La spermiation Détachement complet du gamète et son arrivée dans la lumière du tube séminifère UE2 (Embryologie) - Séance 1 30 7. Régulation de la spermatogenèse UE2 (Embryologie) - Séance 1 31 - FSH : • stimule la prolifération des cellules de Sertoli • Maintient de la spermatogenèse chez l’adulte - LH : •Fabrication d’androgène (testostérone) à travers les cellules de Leydig -Dialogue local : •Cytokines et facteurs de croissance UE2 (Embryologie) - Séance 1 32 8. L’apoptose - Mort cellulaire programmée (donc physiologique) - Séquence d’altérations précises : • • • • • Perte de contact entre cellules voisines Condensation du cytoplasme et noyau Fragmentation de l’ADN Bourgeonnement de la membrane plasmique Perméabilisation de la membrane externe de la mitochondrie • Perte de l’asymétrie membranaire • Formation de corps apoptotiques UE2 (Embryologie) - Séance 1 33 III. Maturation épididymaire et Sperme UE2 (Embryologie) - Séance 1 34 1. Fonction de l’épididyme - Transport Milieu de maturation Conservation limitée des spermatozoïdes Élimination des vieux spermatozoïdes Sécrétion, absorption, métabolisme (cellules épithéliales) UE2 (Embryologie) - Séance 1 35 Aptitudes acquises par le spermatozoïde - Tête de l’épididyme : possibilité de fixation sur la zone pellucide - Corps de l’épididyme : mobilité des spermatozoïdes - Queue de l’épididyme : capacité à féconder l’ovocyte UE2 (Embryologie) - Séance 1 36 - Longueur : 6 à 7 mètres - Durée du transit : • 10 à 12jours en moyenne chez les animaux • Chez l’homme 5.5 jours au repos, 2.5 jours si actif sexuellement UE2 (Embryologie) - Séance 1 37 2. Le sperme - Composé du plasma séminal et des spermatozoïdes - Produit par : • Les vésicules séminales : 2/3, marqueur : acide ascorbique et fructose • La prostate : 1/3, marqueur : phosphatases acides et Zn • Les glandes bulbo-urétrales (de Cowper), le testicule et l’épididyme fabriquent moins de 5 % du plasma séminal. UE2 (Embryologie) - Séance 1 38 UE2 (Embryologie) - Séance 1 39 IV. Ovogenèse et folliculogenèse UE2 (Embryologie) - Séance 1 40 1. Le cycle menstruel UE2 (Embryologie) - Séance 1 41 - phase folliculaire : J1 (1er jour des règles) à J14 - Ovulation : J 14. Déclenchée 36h après le pic de LH - Phase lutéale : J14 à J 28 UE2 (Embryologie) - Séance 1 42 2. Ovogenèse -Le gamète féminin est un ovocyte II bloqué en métaphase, qui a expulsé un globule polaire lors de l’ovulation -1 seul gamète féminin / 28 jour -Évolution parallèle à la folliculogenèse UE2 (Embryologie) - Séance 1 43 • Gonocytes primordiaux • ovogonies→ ovocytes I bloqué en prophase : 8e à 20e semaine de la vie intra-utérine • Quiescence longue (13 à 45ans) • Ovocyte I → ovocyte II à l’ovulation • Ovocyte II → ovule « fictif » à la fécondation UE2 (Embryologie) - Séance 1 44 Stock limité • 7 millions d’ovocytes I à la fin de la phase de multiplication • 1 million d’ovocytes I à la naissance • 300 000 ovocytes I à la puberté • 300 à 400 ovulations pendant la période génitale • 1000 follicules à la ménopause UE2 (Embryologie) - Séance 1 45 • À 20 ans : 20 follicules quittent la réserve par jour • À 40 ans : un follicule quitte la réserve par jour UE2 (Embryologie) - Séance 1 46 3. Ovocyte I : 30 µm Bloqué au stade diplotène de la prophase I par des substances bloquantes (OMI et maintient d’un taux bas d’AMPc) qui passent de la corona radiata à l’ovocyte par les ponts intercytoplasmiques Entouré d’une zone pellucide et de cellules granuleuses dans un follicule situé dans le cortex ovarien UE2 (Embryologie) - Séance 1 47 4. Croissance et maturation ovocytaire • L’ovocyte passe de 30 à 120µm • Le noyau de 10 à 20 (donc diminution du rapport nucléocytoplasmique) • Augmentation des organites • Synthèse d’ARN mis en réserve pour les premières mitoses embryonnaires UE2 (Embryologie) - Séance 1 48 5. L’apoptose • Responsable de l’épuisement de la réserve ovarienne • Bax : facteur pro apoptotique • Bcl2 : facteur anti apoptotique • L’atrésie survient à tous les stades de développement ovocytaire UE2 (Embryologie) - Séance 1 49 6. La folliculogenèse - 5 étapes : • • • • • Initiation puis quiescence Croissance de base Recrutement Sélection dominance UE2 (Embryologie) - Séance 1 50 UE2 (Embryologie) - Séance 1 51 Initiation • Pendant la vie fœtale • Évolution lente • Indépendante des gonadotrophines • Follicule primordial → follicule primaire • La granulosa compte 50 cellules UE2 (Embryologie) - Séance 1 52 Croissance basique • rapide • Indépendante des gonadotrophines • Follicule primaire → follicule secondaire (apparition de la zone pellucide) →follicule à antrum • Dépend de GDF9 et BMP15 et de la régression du corps jaune • Les cellules de la granulosa se différencient en granulosa murale et cumulus oophorus UE2 (Embryologie) - Séance 1 53 Développement terminal • Lente • Phase dépendante des gonadotrophines < à 2mm • Follicule à antrum → follicule de De Graaf • Le follicule atteint 2cm, les cellules de la granulosa sont au nombre de 50 millions • Apparition des récepteurs à la FSH • Activé par la régression du corps jaune • Recrutement, sélection, dominance UE2 (Embryologie) - Séance 1 54 recrutement • Une cohorte de follicules entre en croissance terminale • Apparition de l’aromatase dans la granulosa (transforme les androgènes en estrogènes) UE2 (Embryologie) - Séance 1 55 sélection • Apparition de récepteurs à la LH et production d’inhibine UE2 (Embryologie) - Séance 1 56 dominance •Le follicule qui a le seuil de réponse à la FSH le plus bas •Il bloque le recrutement d’autres follicules et les autres follicules recrutés meurent par apoptose UE2 (Embryologie) - Séance 1 57 7. Régulation hormonale UE2 (Embryologie) - Séance 1 58 8. ovulation • 36h après le pic de LH •Reprise de la méiose pour se bloquer à nouveau en métaphase II grâce au facteur MPF et à la rupture des liens avec la corona radiata •Expulsion de son 1er globule polaire •Migration des granules corticaux, facteurs de décondensation spermatique UE2 (Embryologie) - Séance 1 59 V. Fécondation • 1 millions de spermatozoïdes arrivent dans le vagin • Les ¾ sont immédiatement éliminés • Attirés par le liquide folliculaire UE2 (Embryologie) - Séance 1 60 1. La glaire cervicale Réseau de mailles de glycoprotéines • Rôle de réservoir : migration par vague •Rôle de filtre : ne laisse passer que les spermatozoïdes mobiles pendant la période péri-ovulatoire. •Rôle de capacitation : élimination du plasma séminal et de cholestérol UE2 (Embryologie) - Séance 1 61 UE2 (Embryologie) - Séance 1 62 2. La fécondation - Remontée dans la trompe - Traversée du cumulus - Attachement non spécifique à la zone pellucide puis fixation - Réaction acrosomique et pénétration dans la zone péri-ovocytaire (la membrane postacrosomique doit rester intacte) - Fusion des gamètes - Réaction corticale de l’ovocyte UE2 (Embryologie) - Séance 1 63 La zone pellucide • • • • Spécificité de l’espèce Réaction acrosomique (ZP3) Blocage de la polyspermie (ZP1) Protection de l’embryon pré implantatoire • Fixation primaire : partie glucidique de ZP3 • Réaction acrosomique : partie protéique de ZP3 • Fixation secondaire : ZP3 UE2 (Embryologie) - Séance 1 64 UE2 (Embryologie) - Séance 1 65 Fusion des gamètes • Le spermatozoïde s’incluse en totalité dans l’ovocyte • Reprise de la méiose et expulsion du 2ème globule polaire, reprise de la synthèse protéique grâce à l’oscilline • Formation de 2 pronucléi UE2 (Embryologie) - Séance 1 66 UE2 (Embryologie) - Séance 1 67 UE2 (Embryologie) - Séance 1 68 3. Première mitose de l’embryon 1 fuseau de division à partir du centriole du spermatozoïde, 1 plaque métaphasique = amphimixie Activation de l’ovocyte sans fécondation : parthénogenèse Triploïdie : fécondation par 2 spermatozoïdes ou non expulsion du 2ème globule polaire UE2 (Embryologie) - Séance 1 69 UE2 (Embryologie) - Séance 1 70