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Spermatogenèse, ovogenèse, fécondationfécondation
Mr Hamamah
UE 2 (Embryologie) – séance n°2 11UE2 (Embryologie) - Séance 1
I. Généralités1. La reproduction sexuée
2UE2 (Embryologie) - Séance 1
2. Différence gamétogenèse masculine et féminine
-Durée : •Homme : de la puberté à la fin de sa vie•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
3UE2 (Embryologie) - Séance 1
- 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)
4UE2 (Embryologie) - Séance 1
Le spermatozoïde est tout petit (tout petit !) à côté de l’ovocyte !
5UE2 (Embryologie) - Séance 1
3. Éléments communs
- Origine : les gonocytes
6UE2 (Embryologie) - Séance 1
Colonisation des gonades
7UE2 (Embryologie) - Séance 1
- 2 divisions successives des gonies pour obtenir des cytes I
8UE2 (Embryologie) - Séance 1
- Méiose : Elle concerne uniquement les cellules germinales
9UE2 (Embryologie) - Séance 1
10UE2 (Embryologie) - Séance 1
11UE2 (Embryologie) - Séance 1
II. La spermatogenèse
- C’est l’ensemble des phénomènes de division et de différenciation aboutissant à la formation du spermatozoïde, cellule germinale maturegerminale mature
- Phases de prolifération, duplication, différenciation et apoptose.
12UE2 (Embryologie) - Séance 1
1. Durée de la spermatogenèse : 74jours
- Spermatogonies : 25jours
- Spermatocyte I : 24 jours
- Spermatocyte II : 24h
- Spermatides : 24 jours- 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.
13UE2 (Embryologie) - Séance 1
Le testicule a une fonction endocrine et exocrine
14UE2 (Embryologie) - Séance 1
Dans le tube séminifère : 3 types cellulaires
15UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 repeuplement des tubes séminifères en cas de destruction
16UE2 (Embryologie) - Séance 1
-Spermatogonies Ap : « pâles »
Gros noyau encore plus clair
C’est une cellule qui se divise en spermatogonies Ap ou BAp ou B
17UE2 (Embryologie) - Séance 1
- Spermatogonie B :
Petit noyau hétérochromatique
Cellule différenciée qui donne naissance par 2 mitoses successives à 4 spermatocytes primairesmitoses successives à 4 spermatocytes primaires
18UE2 (Embryologie) - Séance 1
En théorie une spermatogonie Ap donne au final 16 spermatozoïdes :
19UE2 (Embryologie) - Séance 1
3. La cellule de Sertoli
20UE2 (Embryologie) - Séance 1
Rôles :
Barrière hémato testiculaire
Réception d’androgènes
Facteurs de croissance, de nutrition et de régulation pour les cellules germinalesrégulation pour les cellules germinales
Structure et compartimentation
Sécrétion du fluide des tubes séminifères
21UE2 (Embryologie) - Séance 1
22UE2 (Embryologie) - Séance 1
4. Spermiogenèse
23UE2 (Embryologie) - Séance 1
Transformations
-Formation de l’acrosome-Remplacement des histones par des protamines dans le noyau-Centriole proximal sera à l’origine du fuseau nucléairenucléaire-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
24UE2 (Embryologie) - Séance 1
5. Le spermatozoïde
25UE2 (Embryologie) - Séance 1
L’axonème : seul constituant de la pièce terminale
26UE2 (Embryologie) - Séance 1
La pièce principale
axonème
Gaine fibreuse
Fibres denses
27UE2 (Embryologie) - Séance 1
La pièce intermédiaire
mitochondriesFibres denses
axonème
28UE2 (Embryologie) - Séance 1
Mouvement du flagelle
Énergie fournie par les mitochondriesPar accrochage-décrochage de dynéine
29UE2 (Embryologie) - Séance 1
6. La spermiation
Détachement complet du gamète et son arrivée dans la lumière du tube séminifère
30UE2 (Embryologie) - Séance 1
7. Régulation de la spermatogenèse
31UE2 (Embryologie) - Séance 1
- FSH :
• stimule la prolifération des cellules de Sertoli
• Maintient de la spermatogenèse chez l’adulte
- LH : - LH :
•Fabrication d’androgène (testostérone) à travers les cellules de Leydig
-Dialogue local :
•Cytokines et facteurs de croissance
32UE2 (Embryologie) - Séance 1
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
33UE2 (Embryologie) - Séance 1
III. Maturation épididymaire et Sperme
34UE2 (Embryologie) - Séance 1
1. Fonction de l’épididyme
- Transport
- Milieu de maturation
- Conservation limitée des spermatozoïdes
- Élimination des vieux spermatozoïdes - Élimination des vieux spermatozoïdes
- Sécrétion, absorption, métabolisme (cellules épithéliales)
35UE2 (Embryologie) - Séance 1
Aptitudes acquises par le spermatozoïde
- Tête de l’épididyme : possibilité de fixation sur la zone pellucide
- Corps de l’épididyme : mobilité des - Corps de l’épididyme : mobilité des spermatozoïdes
- Queue de l’épididyme : capacité à féconder l’ovocyte
36UE2 (Embryologie) - Séance 1
- Longueur : 6 à 7 mètres
- Durée du transit :
• 10 à 12jours en moyenne chez les animaux• 10 à 12jours en moyenne chez les animaux
• Chez l’homme 5.5 jours au repos, 2.5 jours si actif sexuellement
37UE2 (Embryologie) - Séance 1
2. Le sperme
- Composé du plasma séminal et des spermatozoïdes
- Produit par : • Les vésicules séminales : 2/3, marqueur : acide • 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.
38UE2 (Embryologie) - Séance 1
39UE2 (Embryologie) - Séance 1
IV. Ovogenèse et folliculogenèse
40UE2 (Embryologie) - Séance 1
1. Le cycle menstruel
41UE2 (Embryologie) - Séance 1
- phase folliculaire : J1 (1er jour des règles) à J14
- Ovulation : J 14.
Déclenchée 36h après le pic de LHDéclenchée 36h après le pic de LH
- Phase lutéale : J14 à J 28
42UE2 (Embryologie) - Séance 1
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
43UE2 (Embryologie) - Séance 1
• Gonocytes primordiaux
• ovogonies→ ovocytes I bloqué en prophase : 8e à 20e semaine de la vie intra-utérine8e 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
44UE2 (Embryologie) - Séance 1
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• 300 000 ovocytes I à la puberté
• 300 à 400 ovulations pendant la période génitale
• 1000 follicules à la ménopause
45UE2 (Embryologie) - Séance 1
• À 20 ans : 20 follicules quittent la réserve par jour
• À 40 ans : un follicule quitte la réserve par jour• À 40 ans : un follicule quitte la réserve par jour
46UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 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
47UE2 (Embryologie) - Séance 1
4. Croissance et maturation ovocytaire
• L’ovocyte passe de 30 à 120µm
• Le noyau de 10 à 20 (donc diminution du rapport nucléocytoplasmique)rapport nucléocytoplasmique)
• Augmentation des organites
• Synthèse d’ARN mis en réserve pour les premières mitoses embryonnaires
48UE2 (Embryologie) - Séance 1
5. L’apoptose
• Responsable de l’épuisement de la réserve ovarienne
• Bax : facteur pro apoptotique
• Bcl2 : facteur anti apoptotique• Bcl2 : facteur anti apoptotique
• L’atrésie survient à tous les stades de développement ovocytaire
49UE2 (Embryologie) - Séance 1
6. La folliculogenèse
- 5 étapes :
• Initiation puis quiescence
• Croissance de base
• Recrutement• Recrutement
• Sélection
• dominance
50UE2 (Embryologie) - Séance 1
51UE2 (Embryologie) - Séance 1
Initiation
• Pendant la vie fœtale
• Évolution lente
• Indépendante des gonadotrophines
• Follicule primordial → follicule primaire
• La granulosa compte 50 cellules
52UE2 (Embryologie) - Séance 1
Croissance basique
• rapide
• Indépendante des gonadotrophines
• Follicule primaire → follicule secondaire (apparition de la zone pellucide) →follicule à antrumla 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
53UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 • 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
54UE2 (Embryologie) - Séance 1
�recrutement
• Une cohorte de follicules entre en croissance terminale
• Apparition de l’aromatase dans la granulosa • Apparition de l’aromatase dans la granulosa (transforme les androgènes en estrogènes)
55UE2 (Embryologie) - Séance 1
�sélection
• Apparition de récepteurs à la LH et production d’inhibine
56UE2 (Embryologie) - Séance 1
�dominance
•Le follicule qui a le seuil de réponse à la FSH le plus bas
•Il bloque le recrutement d’autres follicules et •Il bloque le recrutement d’autres follicules et les autres follicules recrutés meurent par apoptose
57UE2 (Embryologie) - Séance 1
7. Régulation hormonale
58UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 radiatades liens avec la corona radiata
•Expulsion de son 1er globule polaire
•Migration des granules corticaux, facteurs de décondensation spermatique
59UE2 (Embryologie) - Séance 1
V. Fécondation
• 1 millions de spermatozoïdes arrivent dans le vagin
• Les ¾ sont immédiatement éliminés
• Attirés par le liquide folliculaire• Attirés par le liquide folliculaire
60UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 spermatozoïdes mobiles pendant la période péri-ovulatoire.
•Rôle de capacitation : élimination du plasma séminal et de cholestérol
61UE2 (Embryologie) - Séance 1
62UE2 (Embryologie) - Séance 1
2. La fécondation
- Remontée dans la trompe
- Traversée du cumulus
- Attachement non spécifique à la zone pellucide puis fixationpuis fixation
- Réaction acrosomique et pénétration dans la zone péri-ovocytaire (la membrane post-acrosomique doit rester intacte)
- Fusion des gamètes
- Réaction corticale de l’ovocyte
63UE2 (Embryologie) - Séance 1
La zone pellucide
• Spécificité de l’espèce
• Réaction acrosomique (ZP3)
• Blocage de la polyspermie (ZP1)
• Protection de l’embryon pré implantatoire• Protection de l’embryon pré implantatoire
• Fixation primaire : partie glucidique de ZP3
• Réaction acrosomique : partie protéique de ZP3
• Fixation secondaire : ZP3
64UE2 (Embryologie) - Séance 1
65UE2 (Embryologie) - Séance 1
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 globule polaire, reprise de la synthèse protéique grâce à l’oscilline
• Formation de 2 pronucléi
66UE2 (Embryologie) - Séance 1
67UE2 (Embryologie) - Séance 1
68UE2 (Embryologie) - Séance 1
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
69UE2 (Embryologie) - Séance 1
70UE2 (Embryologie) - Séance 1