Physiologie de la reproduction des mammifères

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1 Physiologie de la reproduction des mammifères
V. Gayrard Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse Unité Associée INRA de Physiopathologie et Toxicologie Expérimentales 23, Chemin des Capelles 31076 Toulouse cedex

2 Physiologie de la reproduction des mammifères
1. LE CYCLE OESTRAL 2. L ’AXE GONADOTROPE 3. LA FONCTION OVARIENNE 4. PRODUCTION ET TRANSPORT DES SPERMATOZOIDES 5. RAPPROCHEMENT DES GAMETES ET FECONDATION 6. IMPLANTATION DU BLASTOCYSTE ET PHYSIOLOGIE PLACENTAIRE 7. PHYSIOLOGIE FOETALE 7. LE DECLENCHEMENT DE LA PARTURITION 8. PHYSIOLOGIE DE LA LACTATION

3 Le cycle oestral V. Gayrard Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse
23, Chemin des Capelles 31076 Toulouse cedex

4 Cycle œstral - cycle menstruel
Ovulation spontanée Cycle œstral: œstrus Cycle menstruel: menstruation Ovulation provoquée par accouplement Lagomorphes, carnivores

5 Le cycle œstral I. CARACTERISTIQUES GENERALES DES CYCLES Terminologie
Durée des différentes phases Les cycles au cours de la vie II. EVENEMENTS CELLULAIRES Evénements cellulaires ovariens Evolution cyclique des voies génitales Les variations cycliques de l’épithélium vaginal III. EVENEMENTS ENDOCRINIENS ET COMPORTEMENTAUX Evènements endocriniens L’œstrus Cas particuliers

6 Le cycle oestral: terminologie
Ovulation œstrus Phase Folliculaire Phase lutéale Metœstrus Proœstrus Diœstrus Heape, 1900 Lutéolyse

7 Durée des différentes phases du cycle oestral
Espèce Brebis Vache Jument Truie Chèvre Cycle 17 j 21 j 20-21 j Proœstrus 2-3 j 2-5 j 2 j 3 j œstrus 24-36 h 12-18 h 6 (3-10) j 24-72h 24-40 h Metœstrus 2 j Diœstrus 10-12 j 15 j 12-13 j 14 j 16 j

8 Durée des différentes phases du cycle oestral

9 Evolution des cycles Début des cycles Ménopause
Puberté Ménopause Primates Interruption des cycles (anœstrus) Gestation Anœstrus post-partum, anœstrus de lactation Rôle des facteurs nutritionnels

10 Age moyen à la puberté (mois)
Espèce Brebis Vache Jument Truie Chèvre Age moyen à la puberté (mois) 6-12 6-18 12-20 5-10 4-8

11 Rythme annuel de reproduction
Saison sexuelle % Brebis cycliques 100 50 Anœstrus J F M A M J J A S O N D Durée jour (h) 17 13 9 J F M A M J J A S O N D

12 Saisonnalité de la reproduction
saisonnière vs non saisonnière (saison reproduction) Saisonnière (sept-fév) Non saisonnière Saisonnière (mars-août) Espèce Brebis Vache Jument Truie Durée gestation (j) 150 280 330 114 Espèce "Jours courts" Espèces "jours longs"

13 Saisonnalité de la reproduction
Naissances PP Rongeurs ETE PRINTEMPS AUTOMNE HIVER PP PP: photopériode

14 Rythme circannuel de reproduction
Période proche de 1 an Persiste dans conditions constantes Stratégie d’adaptation Existence horloge circannuelle Rôle photopériode: synchronisation

15 La mélatonine: une hormone donneuse de temps
IML, colonne intermédiolatérale de la moelle épinière ; PVN, noyaux paraventriculaires hypothalamiques ; SCN: noyaux suprachiasmatiques; SCG, ganglions cervicaux supérieurs.

16 Stratégies reproductives
Rythme circannuel de reproduction: brebis, jument Diapause embryonnaire: cervidés Ovulation retardée couplée à la survie des spermatozoïdes: chauve-souris

17 Le cycle œstral I. CARACTERISTIQUES GENERALES DES CYCLES Terminologie
Durée des différentes phases Les cycles au cours de la vie II. EVENEMENTS CELLULAIRES Evénements cellulaires ovariens Evolution cyclique des voies génitales Les variations cycliques de l’épithélium vaginal III. EVENEMENTS ENDOCRINIENS ET COMPORTEMENTAUX Evènements endocriniens L’œstrus Cas particuliers

18 L’appareil génital femelle
Ovaires : fonctions germinale et endocrine Trompe utérines: Capture de l’ovocyte, site de fécondation, transport de l’embryon Utérus: Développement embryonnaire et fœtal Col de l’utérus ou cervix Vagin: Site de dépôt du sperme lors de l’accouplement Passage du nouveau-né lors de la parturition Vestibule: Partie la plus caudale du vagin où se rejoignent le système reproducteur et urinaire.

19 L’appareil génital femelle

20 Les événements cellulaires ovariens
Trompe utérine Infundibulum = entonnoir Ampoule (portion sécrétoire) Jonction ampoule-isthme Isthme Jonction Utéro-Tubaire

21 Les événements cellulaires ovariens
Les ovaires Glandes au nombre de 2 De forme, dimension et localisation variable selon l’espèce Ovulation sur toute la surface. Exception: jument (fosse ovulatoire)

22 Utérus duplex Utérus bipartite Ratte, lapine, cobaye Souris, truie, carnivores, ruminants Utérus bicorne Utérus simplex Jument Primates

23 Evènements cellulaires ovariens

24 Stades du développement folliculaire
préovulatoire visualisé par échographie préantral antral 0.1 1 3-4 13-16 Diamètre (mm) 30 j 10 j 7 j

25 Evénements cellulaires ovariens
Ovulation Lutéogenèse Lutéotrophie Lutéolyse Œstrus Metœstrus Diœstrus Proœstrus 14 21 1 2 3 16 19 20 jours

26 Evolution cyclique des voies génitales
Activité sécrétoire du col utérin: mucus Epithélium des trompes utérines et de l’endomètre Stroma et glandes utérines Cytologie muqueuse vaginale Transport, survie des spermatozoïdes Survie œuf et implantation

27 Le cycle de l ’utérus Phase proliférative Phase sécrétoire 1 5 10 15
Couche fonctionnelle Couche basale Glandes Menstruations Phase folliculaire 1 5 10 15 20 25 28 14 30 Jours Phase lutéale Endomètre: Myomètre Couche basale Couche fonctionnelle Figures mitotiques (M) Endomètre: Couche fonctionnelle Couche basale Myomètre Phase proliférative Phase sécrétoire Phase folliculaire Phase lutéinique

28 La progestérone (CJ) stimule l’endomètre sécrétoire
Le cycle de l ’utérus Phase Sécrétoire Les glandes deviennent tortueuses, spiralées Les artérioles spiralées se développent Le stroma devient plus dense Début Fin La progestérone (CJ) stimule l’endomètre sécrétoire

29 Le cycle de l ’utérus: variations cycliques motricité utérine
Phase folliculaire Stimulation contractions utérines: rôle dans la remontée des spermatozoïdes Phase lutéale Inhibition des contractions utérines: quiescence utérus

30 Les variations cycliques de l ’épithélium vaginal
Anatomie microscopique du vagin stratum germinativum (SGerm): cellules cylindriques ou cuboïdales à noyaux ovales stratum spinosum : cellules présentant des ponts intercellulaires stratum granulosum (SG) à: cellules vacuolées ou se kératinisant stratum mucosum (SM)

31 Evolution cyclique des voies génitales: utérus

32 Les variations cycliques de l ’épithélium vaginal
Le frottis vaginal Œstrus: Desquamation des cellules kératinisées: cellules en aiguille Proœstrus: Epaississement muqueuse, cellules granuleuses en massif, filaments Metœstrus: combinaison de cellules rondes, quelques cellules en aiguille et un petit nombre de polynuvléaires neutrophiles Diœstrus: polynucléaires neutrophiles

33 Le cycle œstral I. CARACTERISTIQUES GENERALES DES CYCLES Terminologie
Durée des différentes phases Les cycles au cours de la vie II. EVENEMENTS CELLULAIRES Evénements cellulaires ovariens Evolution cyclique des voies génitales Les variations cycliques de l’épithélium vaginal III. EVENEMENTS ENDOCRINIENS ET COMPORTEMENTAUX Evènements endocriniens L’œstrus Cas particuliers

34 PRG E2 PGF2 LH FSH 18 19 20 21 1 2 3 18 19 20 21 PROESTRUS OESTRUS
METOESTRUS DIOESTRUS PRG E2 PGF2 LH FSH 21

35 Le cycle oestral de la vache
PROOESTRUS OESTRUS METOESTRUS DIOESTRUS PRG E2 OV Heures 18 28 6 9 6-10 h INSEMINATION CHALEURS 21 3 14 Jours 8 Diamètre (mm) 15 20 LUTEOGENESE RECRUTEMENT SELECTION DOMINANCE LUTEOTROPHIE LUTEOLYSE 10 3 h 1 h ATRESIE LH FSH PGF2 CJ F

36 LH (ng/ml) E2 (pg/ml) Jours PRG (ng/ml) 20 4 3 20 10 2 1 Oestrus 10 8
12 14 2 4 6 Jours OV

37 E2 (pg/ml) LH (ng/ml) PRG (ng/ml) 40 80 70 6 30 60 5 50 4 20 40 3 30 2
Oestrus 6 30 60 5 50 4 20 40 3 30 2 10 20 1 10 OV Jours 14 16 18 20 2 4 6 8 10 12

38 LH (ng/ml) E2 (pg/ml) 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 Jours PRG (ng/ml) 14
12 12 7 10 10 6 8 8 5 4 6 6 3 4 4 2 2 2 1 Oestrus 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 Jours OV

39 Cycle menstruel FEMME M LH (ng/ml) FSH (ng/ml) M PRG (ng/ml)
400 300 200 100 -14 +14 Temps (j) M PRG (ng/ml) E2 (pg/ml) 30 250 20 150 10 50 -14 +14 Temps (j) M

40 Nervosité et excitabilité Beuglements fréquents Ecoulement mucus clair
OESTRUS OVULATION INSEMINATION Heures 28 6 9 18 6-10 h CHALEURS Ecoulement vulvaire de mucus clair 8-12 h Acceptation du chevauchement Nervosité et excitabilité Beuglements fréquents Vulve humide et rouge Ecoulement mucus clair Durée vie ovocyte Flairage Léchage Pseudo-luttes Tête à tête

41 Moment de l ’ovulation Espèce Brebis Vache Jument Truie Œstrus 24-36 h
Moment ovulation/chaleurs 18-36 h après début chaleurs 12-15 h après fin chaleurs 36-48h avant fin chaleurs 36-42 h après début chaleurs

42 Fertilité Chaleurs Ovulation 50 40 60 10 20 30 50
Arrivée ov dans site fécondation: 6h post ov Ov fécondables: 8-12h post-ov Spermatozoïde fécondant:24-48h 50 40 60 10 20 30 50 Heures après le début des chaleurs

43 Reproduction de la chienne
Espèce monoœstrienne Nombre de cycles/an Fréquence 1 cycle 22% 2 cycles 65% 3 cycles 9% Puberté: 6-23 mois

44 Le cycle oestral œstrus Metœstrus Proœstrus Anœstrus 9 j (3-21j)
Ovulation œstrus Non gravide: 75 j Gestation: j 9j (3-17j) Metœstrus Proœstrus Anœstrus 7 mois (2-10 mois)

45 Cycle oestral Proœstrus Oestrus 9j (3-17j)
Ecoulement vulvaire sérosanguin (diapédèse des érythrocytes) Muqueuse vaginale lisse (œdème) Oestrus 9 j (3-21j) Réceptivité Frottis vaginal riche en cellules kératinisées Epithélium vaginal crénelé (déshydratation) Ovulation: 24-48h après pic LH (durée 24h)

46 ov prooestrus LH (ng/ml) 40 E2 (pg/ml) PRG (ng/ml) 30 20 10 Jours 8 75
6 30 5 50 4 20 3 25 2 10 1 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 90 Jours

47 follicules préovulatoires
Oestrus Diamètre follicules préovulatoires (mm) 3-4 8-9 E2 Décharge LH Lutéinisation des follicules préovulatoires PRG

48 Moment de l’ovulation OV 10 LH Ovocytes I 5 Jours 6 2 3 4 OESTRUS
Saillies tous les 2j pendant l’oestrus PRG (ng/mL) Maturation ovocyte: 48h Survie spermatozoïdes: 5j 10 OV LH Ovocytes I 5 Jours 6 2 3 4 FERTILITE OPTIMALE

49 METOESTRUS Gestation 64-66 jours Metœstrus non gravide 75 jours CJ PRG

50 La prolactine Allaitement Gestation Sevrage Prolactine (ng/mL) 60 30
10 -15 15 45 75 105 135 Jours (J0=jour du pic de LH) Chienne gravide Chienne non gravide

51 Metoestrus non gravide
Progestéronémie élevée (CJ) Aucun signe de gestation Prolactinémie élevée Sécrétion de Prostaglandines en fin de metoestrus

52 Gestation vs pseudogestation
Sécrétion de prolactine et de relaxine (placenta) au cours 2° moitié de la gestation Progestérone (CJ): maintien de la gestation Pseudogestation Un à 3 mois post-oestrus Perturbation du comportement Etablissement d’une lactation

53 Mammifère à ovulation provoquée: la chatte
Polyœstrus saisonnier Photopériode mélatonine Printemps-été février-mars Activité sexuelle Naissances: « fin printemps-début été »

54 Saison sexuelle œstrus 1-3 semaines Durée œstrus : 5-6 jours
ou >20 jours

55 Cycle anovulatoire Œstradiol 17- (pmol/L) 200 60 Proœstrus (2j)

56 Ovulation Décharge LH 3-4 coïts OV Coït Stimulation vaginale
2-11 ovocytes Stimulation vaginale OV 24-52 h Coït

57 Incidence du nombre de coïts
4 100 LH (ng/ml) 3 50 2 1 -48 -24 2 4 6 8 24 1: coït sans ovulation, 2: un seul coït, 3: quatres coïts pendant min, 4: huit à douze coïts pendant 4h Heures après 1er coït

58 Activité lutéale Saillie fécondante Saillie non fécondante
Pseudogestation Gestation CJ CJ 35-40 j 52-74 j 66 j

59 Progestérone gestation Pseudogestation PRG (ng/mL) 60 20 30 60 Jours
Jours OV

60 Gestation/pseudogestation
Dosage PRG: diagnostic a posteriori d’ovulation Pseudogestation: Absence de manifestation clinique Retour en oestrus après 7-10 j Gestation: Durée: j (66j) Sécrétion de PRL (dés J35) Production relaxine (J20)

61 Conclusion Cycle œstral: rythmicité événements cellulaires, endocriniens, comportementaux Différence cycle oestral/cycle menstruel Variations interspécifiques