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PRODUCTION ET TRANSPORT DES SPERMATOZOIDES V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles 31076 Toulouse ECOLE.

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1 PRODUCTION ET TRANSPORT DES SPERMATOZOIDES V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles Toulouse ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E

2 PRODUCTION ET TRANSPORT DES SPERMATOZOIDES I. Aspects cinétiques de la spermatogenèse Cinétique de la spermatogenèse Efficacité de la spermatogenèse II. Régulation de la spermatogenèse Régulation endocrine de la spermatogenèse Régulation intra-gonadique des fonctions testiculaires III. Transport des spermatozoïdes Transport épididymaire Transport dans les voies génitales maternelles

3 Appareil reproducteur mâle

4 Tête de lépididyme Canaux efférents Canal déférent Rete Testis Tubes droits Corps de lépididyme Queue de lépididyme Cordon spermatique Vaisseaux sanguins et nerfs Lobule Septum Tunique albuginée Tunique vaginale Cavité de la tunique albuginée Tubes séminifères Testicules

5 Les testicules Poids testicules: âge, saison Localisation testicules: espèce, âge, t° Cryptorchidie Début méiose: puberté Processus complexe, cyclique

6 Moment de la migration gonadique Taureau24 eme semaine de la gestation Bélier12 eme semaine de la gestation Verrat10 eme semaine de la gestation Etalon Aux environs de la naissance ; Le testicule reste parfois jusqu'à lâge d1 an coincé dans le bas du trajet inguinal Chien Entre la 6 è et la 10 è semaine après la naissance ChatAux environs de la 3 eme semaine après la naissance

7 Différenciation sexuelle du système reproducteur Tube séminifère Cellule de Sertoli Cellules interstitielles Testostérone Cellules de Leydig Testostérone Insl3 5 -réductase DHT AMH (hormone anti- mullérienne) Régression des canaux de Müller Masculinisation du système reproducteur interne (canaux de Wolff) Masculinisation de lappareil génital externe et de la prostate Masculinisation du cerveau Développement du gubernaculum et descente des testicules dans le scrotum Masculinisation des tissus corporels Insl3: Insulin like factor 3 DHT: dihydrotestostérone

8 Les testicules: effet saison

9 Extrémité du canal inguinal Cordon spermatique Canal déférent Fibres du système nerveux autonome Plexus paminiforme des veines testiculaires Artère testiculaire Epididyme Tunique vaginale Tunique albuginée Fascia interne spermatique Muscle interne oblique Muscle externe oblique Ligament suspenseur du pénis Pénis (coupe) Septum médian du scrotum Muscle crémaster Fascia externe spermatique Fascia superficiel contenant le Scrotum muscle dartos Peau Thermorégulation

10 Spermatogonie Mitose Croissance Entrée en méiose I Fin de la méiose I Méiose II Spermatogenèse Spermiogenèse Méiose Déplacement Spermatocyte primaire Spermatocyte secondaire Spermatide Spermatozoïde Lame basale Cellule fille type A Cellule fille type B Cytoplasme de cellules de Sertoli Jonction serrées entre des cellules de Sertoli Cellules de Sertoli Pont cytoplasmique Lumière des tubes séminifères Compartiment basal Compartiment adluminal Spermatogenèse

11 Spermatides Spermatocyte primaire Spermatogonie Membrane basale Cellule de Leydig Vaisseau sanguin Architecture tubulaire

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13 Cellules de Sertoli Jonctions serrées: barrière sang- testicule Source de nutriments pour les cellules en division Rôle dans le déplacement des cellules en division vers la lumière Sécrétion du fluide testiculaire: transport des spermatozoïdes Production de médiateurs chimiques qui participent à la régulation de la spermatogenèse

14 Appareil de Golgi Acrosome Noyau du spermatide Centrioles Mitochondrie Acrosome Noyau Microtubules Flagelle Cytoplasme en excès Pièce intermédiaire Tête Queue Spermiogenèse: spermatides- spermatozoïdes Réorganisation noyau: Elongation nucléaire Mise en place de l acrosome Migration vésicules golgiennes Assemblage des structures de la queue

15 La spermatogenèse: vagues mitotiques progressant selon un trajet hélicoïdal

16 CINETIQUE SPERMATOGENESE Production continue spermatozoïdes Renouvellement cellules souche (spermatogonies Ao) Durée spermatogenèse variable selon espèce Entrée synchrone en spermatogenèse associations cellules Evolution chronologique des associations cellulaires=cycle de lépithélium séminal

17 EspècesCycle de lépithélium séminal Spermatogenèse Hamster8.735 Souris8.835 Macaque Lapin Rat Homme1674 Spermatogenèse (durée en jours) Chien

18 Cinétique de la spermatogenèse Stratification paroi TS: 4-5 générations cellules (homme) Associations cellulaires de composition constante=stade Succession chronologique stades associations cellulaires Onde spermatogénétique

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21 Espèce Verrat Taureau Bélier Etalon Chat Chien Lapin Age (mois) Vol éjaculat (ml) Conc sperm (10 8 /mL) Efficacité de la spermatogenèse

22 EspèceAge puberté Poids du corps (kg) Poids des 2 testicules (g) Prod/j (10 9 ) Prod/j/g testicule (10 6 ) Nombre de sperm/éjaculat (10 6 ) Homme12-13 ans Taureau9-12 mois Etalon13-24 mois Bélier j Verrat5-8 mois Rhésus3 ans Rat40-50j Hamster6-8 sem Lapin6-7 mois

23 Contrôle endocrinien spermatogenèse Hypophysectomie Immunisation contre le GnRH Inhibition spermatogenèse Administration testostérone Rétablissement spermatogenèse Rôle essentiel de la testostérone

24 Contrôle endocrinien de la spermatogenèse Testostérone: initiation et maintien spermatogenèse FSH: Initiation spermatogenèse puberté Testostérone et FSH Effet via cellules de Sertoli Suppression T Apoptose cellules germinales Testostérone: facteurs survie cellulaire

25 FSH Cellule de SertoliCellule de Leydig LH + + ABPTestostérone (T) Liaison spécifique Concentrations testiculaires T ABP: Androgen-Binding Protein + + Spermatogenèse Contrôle endocrinien de la spermatogenèse

26 FSH + cellules de Sertoli estradiol inhibine ABP Jonctions serrées (TJ) FSH + cellules de Sertoli estradiol inhibine ABP Jonctions serrées (TJ) Hypothalamus GnRH E2E2 E2E2 Inhibine ABP Cellule de Sertoli Cellules de Leydig Tube séminifère Ant. Hypophyse FSH LH Rétrocontrôle négatif de E2 et de linhibine Cellules germinales Cellules germinales T T ABP + T ABP + T Rétrocontrôle négatif des androgènes TJ

27 REGULATION INTRA-GONADIQUE Interactions cellules de Sertoli-cellules germinales Rôle cellules Sertoli/cellules germinales Protecteur Nourricier Migration, phagocytose Production liquide interstitiel Synthèses protéines: inhibine (-), activine (+), TGF- (-)

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29 Espèce Homme Etalon Bélier Taureau Porc Tête Corps Queue Durée totale Transport épididymaire spermatozoïdes (jours)

30 Transport spermatozoïdes Epididyme: Transport, survie (queue) et maturation spermatozoïdes Maturation épididymaire: Acquisition de la mobilité fléchante Acquisition de l aptitude à se fixer à la ZP Acquisition de l aptitude à féconder et assurer un développement normal

31 RAPPROCHEMENT ET TRANSPORT DES GAMETES Rencontre des gamètes: ampoule Transport gamète femelle: ovocyte II ovulé Gamète mâle: lieu de dépôt, motilité, contractions utérines, obstacles

32 Site d éjaculation Vagin Utérus Cervix, utérus Caractéristiques sperme Légère coagulation Concentration élevée Volume important, distension cervix Volume important, rétention pénis Espèce Homme, lapin, Taureau, bélier Etalon Chien, verrat Site éjaculation et stratégies

33 Lieu de dépôt du sperme

34 RAPPROCHEMENT ET TRANSPORT DES GAMETES Col de lutérus

35 TRANSPORT DES GAMETES MALES Phase transit rapide (qq min) suivie transit lent (plusieurs h) Motilité propre Obstacles: col de l utérus, jonction utéro- tubaire Pertes: phagocytose, reflux Viscosité du mucus cervical Contractions myomètre

36 Durée transport spermatozoïdes Vache Brebis Lapine Truie Ratte 8 h 6 h 4-6 h 5 h 1 h

37 Transport des spermatozoïdes % Propagation Heures Taux de conception (%) descendantes ascendantes OV 0 100

38 Capacitation Spermatozoïde éjaculé dans le plasma séminal (sécrétions glandes annexes): pas de capacité à féconder Nécessité séjour dans voies génitales femelles Capacitation=changements pour acquérir capacité à féconder Durée: 6-8 h Survie dans voies génitales femelles: 6-12 h (rat) à 135j (chauve-souris)

39 Rôle des sécrétions utérines Capacitation (durée variable) Volume maximal au moment oestrus Enzymes protéolytiques: élimination composés surface Esterases, osidases: fourniture composés faible p.m.

40 Rôle des trompes utérines Jonction utéro-tubaire: limite nombre de spermatozoïdes entrant dans les trompes utérines Immobilisation spermatozoïdes dans isthme (mucus visqueux): stockage et survie spermatozoïdes Activation spermatozoïdes dans ampoule

41 Conclusion Spermatogenèse: processus complexe, continu Efficacité de la spermatogenèse Transport des spermatozoïdes Rôle des sécrétions utérines


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