2 - Spermatogenèse
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LA SPERMATOGENESE LA SPERMATOGENESE
Transcript of 2 - Spermatogenèse
LA SPERMATOGENESELA SPERMATOGENESE
I Définition-GénéralitésI Définition-Généralités
II La lignée germinaleII La lignée germinale
1-Multiplication cellulaire1-Multiplication cellulaire2-Méiose2-Méiose3-Maturation-Différenciation : la 3-Maturation-Différenciation : la spermiogenèsespermiogenèse4-Le spermatozoïde4-Le spermatozoïde
III Cinétique de la III Cinétique de la spermatogenèsespermatogenèse
IV Régulation de la IV Régulation de la spermatogenèsespermatogenèse
1-Cellule de Sertoli1-Cellule de Sertoli2-Cellule de Leydig2-Cellule de Leydig3-Barrière hémato-testiculaire3-Barrière hémato-testiculaire4-Régulation neuro-endocrine4-Régulation neuro-endocrine3-Régulation locale3-Régulation locale
GAMETOGENESEGAMETOGENESEMobilité des cellules germinalesMobilité des cellules germinales
Deux phases libres, une phase Deux phases libres, une phase captivecaptive
Phase captive : Phase captive : spermatogenèsespermatogenèse
I Définition-Généralités I Définition-Généralités
SPERMATOGENESESPERMATOGENESE
GAMETOGENESE MÂLEGAMETOGENESE MÂLEPRODUCTION DES GAMETES MÂLES PRODUCTION DES GAMETES MÂLES HAPLOÏDES HAPLOÏDES
LES SPERMATOZÏDESLES SPERMATOZÏDES
LIEU :LIEU : TESTICULES/TUBES SEMINIFERESTESTICULES/TUBES SEMINIFERESPROCESSUS :PROCESSUS : CONTINUCONTINU
« DE LA PUBERTÉ À LA SÉNESCENCE »« DE LA PUBERTÉ À LA SÉNESCENCE »
EmbryologieEmbryologie Sixième-Septième semaine du Sixième-Septième semaine du
développement embryonnairedéveloppement embryonnaireGonade indifférenciéeGonade indifférenciée
TesticuleTesticule
Cordons séminifères : Cellules germinalesCordons séminifères : Cellules germinalesCellules de SertoliCellules de Sertoli
Cellules mésenchymateuses : Cellules de Cellules mésenchymateuses : Cellules de LeydigLeydig
GENETIQUE : Gène SRY
TESTICULESTESTICULESDeux compartiments/Deux fonctionsDeux compartiments/Deux fonctions
Compartiment tubulaire/Fonction exocrineCompartiment tubulaire/Fonction exocrineTubes séminifèresTubes séminifères
Cellules de la lignée germinale Cellules de la lignée germinale Cellules de SertoliCellules de Sertoli
Compartiment interstitiel/Fonction Compartiment interstitiel/Fonction endocrineendocrine
Cellules de Leydig, Cellules de Leydig, (Cellules de Sertoli)(Cellules de Sertoli) Barrière hémato-testiculaireBarrière hémato-testiculaire
Epithélium séminifèreEpithélium séminifère
TUBES SEMINIFERESTUBES SEMINIFERES200 à 300 lobules 200 à 300 lobules (1 à 4 tubes (1 à 4 tubes
séminifères)séminifères)
Membrane propre cellulaire et fibrillaireMembrane propre cellulaire et fibrillaire
Lame basale : cellule de SertoliLame basale : cellule de Sertoli
Echanges : Cellules germinales/Cellules de Echanges : Cellules germinales/Cellules de SertoliSertoli
Epithélium séminifèreEpithélium séminifère
SPERMATOGENESESPERMATOGENESE
Spermatocytogenèse Spermatocytogenèse : :
SPERMATOGONIES / SPERMATOCYTES I / SPERMATOCYTES II SPERMATOGONIES / SPERMATOCYTES I / SPERMATOCYTES II
Spermiogenèse : Spermiogenèse :
SPERMATIDES/SPERMATOZOÏDESSPERMATIDES/SPERMATOZOÏDES
SpermatocytogenèseSpermatocytogenèseMultiplication des spermatogoniesMultiplication des spermatogoniesMéioseMéioseProduction des spermatides rondesProduction des spermatides rondes
SpermiogenèseSpermiogenèse Différenciation des spermatides rondes en Différenciation des spermatides rondes en
spermatozoïdes spermatozoïdes
SpermiationSpermiationDétachement des spermatozoïdes de la Détachement des spermatozoïdes de la cellule de Sertoli (Fin de la spermiogenèse)cellule de Sertoli (Fin de la spermiogenèse)
II La lignée germinaleII La lignée germinale
SPERMATOGONIESSPERMATOGONIES46 chromosomes46 chromosomes2n ADN2n ADN
SPERMATOCYTES ISPERMATOCYTES I46 chromosomes46 chromosomes4n ADN4n ADN
SPERMATOCYTES IISPERMATOCYTES II23 chromosomes 23 chromosomes 2n ADN2n ADN
SPERMATIDESSPERMATIDES23 chromosomes 23 chromosomes n ADNn ADN
SPERMATOZOÏDESSPERMATOZOÏDES23 chromosomes 23 chromosomes n ADNn ADN
MITOSE
SPERMIOGENESE
MEIOSE
SPERMATOCYTOGENESESPERMATOCYTOGENESEPhase de prolifération cellulairePhase de prolifération cellulairePhase de division mitotiquePhase de division mitotiqueCellules germinales primordialesCellules germinales primordialesGonocytesGonocytesSpermatogonies A et BSpermatogonies A et B
MéioseMéioseSpermatocytes I et IISpermatocytes I et IISpermatides rondesSpermatides rondes
SPERMATOGONIES AdSPERMATOGONIES Ad
SPERMATOGONIES ApSPERMATOGONIES Ap
SPERMATOGONIES BSPERMATOGONIES B
(D’après Y. Clermont)(D’après Y. Clermont)
RESERVE
RENOUVELLEMENT
SPERMATOGONIES Ao (Ad)SPERMATOGONIES Ao (Ad)
SPERMATOGONIES ASPERMATOGONIES A11 A A44 (Ap) (Ap)
SPERMATOGONIES INTERMEDIAIRESSPERMATOGONIES INTERMEDIAIRES
SPERMATOGONIES BSPERMATOGONIES B
(D’après DYM et Clermont)(D’après DYM et Clermont)
SPERMATOGONIES AoSPERMATOGONIES Ao RéserveRéserve
AA11AA22AA33AA44AA11 RenouvellementRenouvellement
SPERMATOGONIES INTERMEDIAIRESSPERMATOGONIES INTERMEDIAIRES
SPERMATOGONIES BSPERMATOGONIES B
(D’après Dym et Clermont)(D’après Dym et Clermont)
SPERMATOGONIES ASPERMATOGONIES A
AARESERVE
BBDIFFERENCIATION
AARENOUVELLEMENT
Mort cellulaireMort cellulaireAPOPTOSE
• MultipotentesMultipotentes• Renouvellement ++Renouvellement ++• Prolifération faibleProlifération faible• Evolution clonale ++Evolution clonale ++
Les cellules germinales souches
• Division asymétriqueDivision asymétrique• Spermatogonies A darkSpermatogonies A dark• Faible population : 10%Faible population : 10%• « Niche » +++« Niche » +++De Rooij
De Rooij
MEIOSE MEIOSE SPERMATOCYTAIRESPERMATOCYTAIRE
SPERMIOGENESESPERMIOGENESE
Formation de l’acrosome Formation de l’acrosome
Formation du flagelleFormation du flagelle
Migration des mitochondriesMigration des mitochondries
Réorganisation et maturation nucléaireRéorganisation et maturation nucléaire
Réorganisation du cytoplasme Réorganisation du cytoplasme (spermiation)(spermiation)
SPERMIOGENESESPERMIOGENESE
Spermatides rondesSpermatides rondesJeunes spermatidesJeunes spermatides
Spermatides en cours d’élongationSpermatides en cours d’élongation
Spermatides allongéesSpermatides allongées
Spermatides matures Spermatides matures SpermatozoïdesSpermatozoïdes
SPERMIOGENESESPERMIOGENESE
ELONGATION
Spermatogonie
Pachytène précoce(a)
Pachytène tardif(b)
Pachytène tardifMétaphase I
(c)
Anaphase ITélophase I
(c)
Spermatide jeune
(e)
Spermatide en cours d’élongation
(e)
Spermatozoïde
(e)
Spermatocyte II(d)
Cytoplasme
Noyau Proacrosine
Répartition de la proacrosine au cours de la spermatogenèse
HISTONES SOMATIQUESHISTONES SOMATIQUES(spermatides rondes)(spermatides rondes)
NUCLEOPROTEINES BASIQUES DE TRANSITIONNUCLEOPROTEINES BASIQUES DE TRANSITION(spermatides en élongation)(spermatides en élongation)
PROTAMINESPROTAMINES(spermatides allongées)(spermatides allongées)
MATURATION NUCLEAIREMATURATION NUCLEAIRE
LE SPERMATOZOÏDELE SPERMATOZOÏDE
Structure du spermatozoïde Structure du spermatozoïde Tête (Acrosome, Noyau)Tête (Acrosome, Noyau)FlagelleFlagelle
Fonctions du spermatozoïdeFonctions du spermatozoïdeFonction flagellaire : Fonction flagellaire : MobilitéMobilitéFonction céphalique : Fonction céphalique : FécondanceFécondanceFonction nucléaireFonction nucléaire :: GénétiqueGénétique
SPERMATOZOIDE
ACROSOME
NOYAU
PIECE INTERMEDIAIRE
PIECE PRINCIPALE
PIECE TERMINALE
SPERMATOZOIDESPERMATOZOIDE
FLAGELLEFLAGELLEPièce intermédiairePièce intermédiairePièce principalePièce principalePièce terminalePièce terminale
SPERMATOZOIDE
ACROSOME
NOYAU
PIECE INTERMEDIAIRE
PIECE PRINCIPALE
PIECE TERMINALE
PIECE INTERMEDIAIRE
FLAGELLE : PIECE PRINCIPALE
Colonnes longitudinales
GAINE FIBREUSE
Axoneme microtubules
FIBRES DENSES
AXONEME : COMPLEXE AXONEMAL
ACROSOME
NOYAUHistones somatiques : 20%Protamines : 70%Protéines intermédiaires : 10%
III Cinétique de la spermatogenèseIII Cinétique de la spermatogenèse
CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESECINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE
Durée Durée Chez l’homme : 74 joursChez l’homme : 74 jours
Spermatogonies Ap : 18 joursSpermatogonies Ap : 18 joursSpermatogonies B : 9 joursSpermatogonies B : 9 joursSpermatocytes I : 23 joursSpermatocytes I : 23 joursSpermatocytes II : 1 jourSpermatocytes II : 1 jourSpermatides : 23 joursSpermatides : 23 jours
UNE UNE SPERMATOGONIE BSPERMATOGONIE B46 chromosomes46 chromosomes2n ADN2n ADN
UNUN SPERMATOCYTE I SPERMATOCYTE I46 chromosomes46 chromosomes4n ADN4n ADN
DEUXDEUX SPERMATOCYTES II SPERMATOCYTES II23 chromosomes 23 chromosomes 2n ADN2n ADN
QUATREQUATRE SPERMATIDES RONDES SPERMATIDES RONDES23 chromosomes 23 chromosomes n ADNn ADN
QUATREQUATRE SPERMATOZOÏDES SPERMATOZOÏDES23 chromosomes 23 chromosomes n ADNn ADN
MEIOSE I
MEIOSE II
CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESECINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE
Cycle de l’épithélium séminifère Cycle de l’épithélium séminifère
1 Spermatogonie1 Spermatogonie
4 Spermatocytes I4 Spermatocytes I
16 Spermatozoïdes16 Spermatozoïdes
16 JOURS
AUTRES DONNEES PHYSIOLOGIQUES
TEMPERATURE3 à 5°C en dessous de la T°
corporelle
APOPTOSE
GENES (Chromosomes Y et autosomes)
IV Régulation de la spermatogenèse
TESTICULES« DEUX FONCTIONS »
FONCTION EXOCRINE
Spermatogenèse
FONCTION ENDOCRINE
Stéroïdogenèse (androgènes testiculaires)
TESTICULES« DEUX COMPARTIMENTS »
Compartiment tubulaire:Fonction exocrineTubes séminifères
Cellules de la lignée germinaleCellules de Sertoli
Compartiment interstitiel:Fonction endocrine
Cellules de Leydig
Barrière hémato-testiculaire
CELLULES TESTICULAIRES Cellules de la lignée germinale
Cellules de Sertoli
Cellules de Leydig
Cellules péritubulaires
Cellules endothéliales des capillaires
Macrophages, Lymphocytes….
...INTERACTIONS...
LA CELLULE DE SERTOLI Microscopie Optique
Cellules pyramidalesBase : gaine péritubulaireApex : lumière tubulaire
Noyau triangulaire
Volumineux nucléole
Cytoplasme réduit
LA CELLULE DE SERTOLI Microscopie Electronique
Absence de centriole
Organites développés
Pôle basal : Jonctions serrées Compartiment basal Compartiment Adluminal
CELLULES DE SERTOLI : FONCTIONS
Fonctions sécrétoires
Embryon : AMH
Vie génitale : Androgen Binding Protein (ABP) Transferrine
Inhibine Liquide testiculaire
CELLULES DE SERTOLI : FONCTIONS
Fonctions de phagocytose
Fonctions de soutien (support) et nutrition
Fonctions de protection
CELLULE DE LEYDIG
Tissu interstitiel péritubulaire
Microscopie optique
Isolées ou en groupePolyédriquesNoyau centralEnclaves lipidiques et protéiques
CELLULE DE LEYDIG Microscopie Electronique
Reticulum endoplasmique lisse+++
Mitochondries à crêtes tubulaires
Inclusions diverses
CELLULE DE LEYDIG : FONCTIONS
Fonctions sécrétoires
Stéroïdes testiculaires
Testostérone+++ (95%)DihydrotestostéroneDéhydroépiandrostéroneAndrostènedione
Autres facteurs
(20-30%)
LA BARRIERE HEMATO-TESTICULAIRE
Endothélium des capillaires sanguins
Cellules myofibroblastiques
Jonctions serrées (Cellules de Sertoli)
Deux compartimentsBASAL : cellules pré-méiotiques (pré-leptotènes)
ADLUMINAL : Cellules méiotiques et spermiogenèse
REGULATION
Régulation Générale ou Endocrine ou Hormonale
FSHLH
Régulation locale (paracrine, autocrine ou intracrine)
Collaboration cellulaire
Gonadotrophines hypophysaires
DEFINITIONS
Initiation : premier cycle complet de spermatogenèse (puberté)
Maintien : Spermatogenèse normale à l’âge adulte
Réinitiation : Redémarrage de la spermatogenèse après un arrêt (adulte)
DEFINITIONS
Spermatogenèse qualitativement normale : toutes les cellules germinales en quantité subnormale
Spermatogenèse quantitativement normale : toutes les cellules germinales en quantité normale
FSHLH
GnRH
REGULATION ENDOCRINE
Régulation Générale ou Endocrine ou HormonaleFSH
Folliculo Stimulating Hormone
Hormone anté-hypophysaire
Récepteurs : Cellules de Sertoli
Régulation de la transcription de gènes
REGULATION ENDOCRINE
FSHRécepteur à 7 domaines trans-
membranairesCouplé à une protéine GAMPc second messagerActivation d’une PKA
Régulation de la transcription de différents gènes ABP-Inhibine-Aromatase-Transferrine-AMH- Récepteurs aux androgènes
ACTIONS DE LA FSH
Périodes Prénatale et Pré-pubertaire
Prolifération des cellules de SertoliProliférations des spermatogonies
Période pubertaire
InitiationMaturation des cellules de Sertoli
ACTIONS DE LA FSH
Adulte
Maintien : +Testostérone (Spermatogenèse quantitative)
Cycle de l’épithélium séminifère
REGULATION ENDOCRINE
Régulation Générale ou Endocrine ou HormonaleLH
Luteinizing Hormone
Hormone antéhypophysaire
Récepteurs : Cellules de Leydig
Stimule la synthèse des androgènestesticulaires
REGULATION ENDOCRINE
LHRécepteur à 7 domaines trans-
membranairesCouplé à une protéine GAMPc second messagerAutres signaux de transduction :
Calcium, ProstaglandinesActivation d’une PKA
Activation des enzymes de la stéroidogenèse
ACTIONS DE LA LH
Croissance et différenciation des cellules de Leydig
Sécrétion de testostérone
Action sur cellules germinales via testostérone
SYNERGIE FSH/LH (TESTOSTERONE)
Méthodes d’étudeModèles animauxRat impubère hypophysectomiséRat adulte hypophysectomiséSourisPrimatesHommes : Pathologie Humaine
SYNERGIE FSH/LH (TESTOSTERONE)
Initiation Testostérone : effet qualitatifFSH : effet quantitatif
MaintienFSH/LH-TESTOSTERONE
RéinitiationFSH/LH-TESTOSTERONE
REGULATION LOCALE
1-Cellules de Leydig/Cellules de Sertoli
2- Cellules de Leydig/Cellules germinales
3-Cellules péritubulaires/ Cellules de Sertoli
4-Cellules de Sertoli/Cellules germinales
REGULATION LOCALE
Méthodes d’étudeObservations morphologiques
Expériences de co-culture
Milieux conditionnés (cellules de Sertoli)
Fluide testiculaire
REGULATION LOCALE
1-Cellules de Leydig/Cellules de Sertoli
Testostérone ABP Transferrine
2-Cellules de Leydig/Cellules Germinales
ABP+Testostérone Epithélium séminifère
REGULATION LOCALE
3-Cellules péritubulaires/ Cellules de Sertoli
Gaine péritubulaire
Cellules de Sertoli : LaminineCollagène type IV
Cellules péritubulaires : Collagène type IFibronectine
REGULATION LOCALE
3-Cellules de Sertoli/ Cellules germinales
Cellules de Sertoli: Développement synchronisé des différentes générations
Cellules germinales: Fonctionnement et morphologie Sertoliens
Interaction cellulaireTransfert de matériel germinal (Corps résiduels)
LA SUITELA PROCHAINE FOIS !!
