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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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IV. Ovogenèse et folliculogenèse

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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

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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

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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

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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

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�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

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�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

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7. Régulation hormonale

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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