SPERMATOGENESE -SPERMATOZOIDES- I) Introduction II) Physio/Histo/Hormonologie de la spermatogenèse III) Spermatozoïde

SPERMATOGENESE -SPERMATOZOIDES- I) Introduction

Définitions Biologie reproduction: Etude sexualité et de la reproduction Périconceptologie: (G.DAVID, 1984): Ensemble des moyens diagnostiques et thérapeutiques visant à prévenir et à traiter les anomalies de la conception et à assurer les moyens de la procréation

Reproduction sexuée Reproduction sexuée consiste en: gamétogénèse (production de cellules sexuelles) coït (rencontre des cellules sexuelles) fécondation (fusion des cellules sexuelles). Gamétogénèse et fécondation sont assez similaires chez tous les mammifères, mais le coït sexuel comprend une grande variété d’adaptations anatomiques, physiologiques et comportementales

Sexualité - Reproduction Animal: Reproduction>Sexualité Homme: Sexualité> Reproduction Singe Rhésus testis: 70g/12kg spz: 23M/j/gr Homme testis:40g/70kg spz: 5M/j/gr

Quelques chiffres (dans le monde, par jour) Sexualité - Reproduction Quelques chiffres (dans le monde, par jour) 240 Millions de rapports sexuels 910 000 débuts de grossesses 150 000 IVG (1400 décès maternels)

Sexualité-Reproduction : dissociation Contraception Assistance Médicale à la Procréation Traitement de l’infertilité Autre mode de procréation (femmes seules, ménopausées, femmes homosexuelles) Continent Nb Enfants/ couple Contraception Afrique 5,2 10 % France 2,0 80 %

En France 1 200 000 Grossesses par an 200 000 IVG, 200 000 Fausses couches 800 000 Naissances 15 000 naissances après AMP (~ 2%) Insémination intra-utérine 5000 Fécondation in vitro 3500 Micro-injection 4000 Transfert d ’embryons congelés 1000 Don de sperme 1500 Don d ’ovocytes 300 DPI 50 Don d’embryons 15

SPERMATOGENESE -SPERMATOZOIDES- II) Physio/Histo/Hormonologie de la spermatogenèse

Physiologie TESTIS Dualité anatomique et fonctionnelle Tube séminifère : Spermatogénèse-Fertilité Cellule Leydig : Androgènes-Sexualité

une spermatogonie diploïde va donner 16 spermatozoides haploïdes La spermatogénèse une spermatogonie diploïde va donner 16 spermatozoides haploïdes

Spermatogénèse Débute à la puberté multiplication des gonies= 2 mitoses suivie de 2 divisions méiotiques spermatocyte 1 => spermatocyte 2 spermatocyte 2 => spermatide spermiogénése différentiation de spermatides en spermatozoides

Spermatogénése Durée: 74 jours chez l ’homme Gonie A 18 j Gonie B 9 j Cyte I 23j (Pachytène = 15 j) Cyte II 1j tide 23j

Spermatogénése Aspect quantitatif ( 180 Millions Spz/j) mitoses: 2 chez l ’homme 6 chez l ’animal Gonie 1 1 Cyte I 4 64 CyteII 8 128 tide 16 256

Male Gametogenesis Figure 42.4 – Part 1

Brassage génétique Brassage interchromosomique (Anaphase I) A l’anaphase de la 1 ère division méiotique Cellule à 2n chromosomes (= 23 paires) : chaque chromosome homologue va migrer de manière aléatoire vers l’un au l’autre spermatocyte II Combinaisons = 2 23 = 8.106 spcytes II différents Brassage intrachromosomique (Prophase I) = recombinaison homologue 2 crossing over (=enjambements) par paire de chromosomes homologues Brassage de la fécondation

Spermatogénèse Aspect qualitatif Erreurs lors des mitoses Erreurs lors de la méiose (spermatocyte I pachytène) anomalies chromosomiques fragmentation de l ’ADN Apoptose: Elimination des spz anormaux

Tubules séminifères (vue en coupe) Cellules en méiose Spermatozoïdes

Noyau d'une cellule de Sertoli (reconnaissable par son nucléole) Spermatogonies Spermatides Spermatozoïdes Noyau d'une cellule de Sertoli (reconnaissable par son nucléole) Spermatocytes

La cellule de Sertoli Mise en place pendant la vie fœtale : nb fixé En contact étroit entre elles et avec la lignée germinale Rôle clé dans la régulation de la spermatogénèse : cellule pivot

Noyau de la cellule de Sertoli Spermatozoïdes Spermatide (n) Spermatocyte secondaire (2n) Spermatocyte primaire (2n) Spermatogonie (2n)

La Cellule de Sertoli Rôle structurel rôle nutritionnel rôle immunologique Rôle hormonal AMH, Inhibine B, ABP, facteurs de croissance contrôle de la spermatogénèse

La cellule de Leydig Cellules disséminées autour des TS qui forment le tissu interstitiel Produisent les androgènes

Tubules séminifères (vue en coupe) Cellules interstitielles

Action de la Testosterone Hormone masculine Mise en place et maintien de la fonction reproductrice et sexuelle de l’ homme testis glandes annexes caractères sexuels primaires: OGE caractères sexuels secondaires

Anatomie Reproductive Masculine Conduit déférent Canal éjaculateur Vessie Pubis Prostate We will begin with the testes and the formation of the spermatozoa From there we will move throughout the duct system paying close attention to the glands draining into this system As we are discussing this system, we will keep this up as an overhead to allow us to keep the big picture in mind as we look at the smaller components and their role in reproduction Epididyme Glande bulbo-uretrale Penis Uretre Testicule

Caractères sexuels secondaires Pas directement en relation avec la reproduction Pilosité (DHT) croissance osseuse développement musculaire (T) Voix (T) comportement sexuel (DHT)

Mécanisme d’action de la testostérone 1/ DHT Testosterone 5-Reductase Dihydrotestosterone Androgen receptor Protein mRNA TF Androgen response element DHT/ Appareil génital, peau, hypophyse, hypothalamus

Mécanisme d’action de la testostérone 2/ Testo 3/ Oestradiol Testosterone aromatase Oestradiol récepteur Protein mRNA TF Androgen response element Testo: muscle strié Oestradiol: tissu adipeux, SNC

Contrôle de la spermatogénèse Hormonal Neurovégétatif Environnement Chaleur Toxiques

Caractères sexuels secondaires Contrôle Hormonal - Hypothalamus GnRH - - Adénohypophyse FSH LH Testis Stimule Spermatogenese Sertoli Cell Leydig Cell (Androgen Binding Protein) Testosterone Inhibine Glandes annexes Caractères sexuels secondaires

En clinique FERTILITE FSH Inhibine B SEXUALITE LH Testosterone

Sécrétions hormonales et embryologie

Chez l ’homme: L’AMH entraîne la régression du canal de Müller La testostérone entraîne le développement du canal de Wolff

Spermatogénèse et âge Début à la puberté Age 13-14 ans Jusqu’à un âge avancé? Après 50 ans, baisse progressive de la mobilité des spz et du pourcentage de formes normales. Baisse de la fécondance.

SPERMATOGENESE -Spermatozoïdes- III) Spermatozoïde

Physiologie du spermatozoïde 3 fonctions Le flagelle en relation avec la mobilité: permet de gagner le site de la fécondation Membranes et acrosome: permettent l’interaction avec l’ovocyte et la fécondation Le noyau: apporte le patrimoine génétique, permettant la fécondation puis le développement de l ’embryon

Spermiogenèse

Doublet A= 13 protofilaments de tubuline Doublet B= 10 protofilaments de tubuline Doublet central = 10 protofilaments Doublets A : Ponts radiaires + bras de nexine (fixes) Bras de dynéine (mobiles)

BRAS de DYNEINE +ATP B A Repos Fixation Rétraction Allongement

STOP pour aujourd’hui.

Le sperme Milieu hétérogène, mélange de secrétions: Éjaculât fractionné 1ère fraction: Glande de Cooper, Prostate 30 % volume, peu de spermatozoïdes 2ème fraction: épididyme et déférent Faible vol, Nombreux spermatozoïdes 3ème fraction: Vésicules séminales 50 à 60% vol: peu de spz

Spermogramme « normal » Volume 2-5ml Numération 20-250 Millions/ml Mobilité > 50% Motilité Formes normales > 45%

Spermogrammes « anormaux » Azoospermie Absence de spz Oligospermie Num <20 Millions/ml Asthénozoospermie Mobilité <40% Tératospermie F.Normales <40%

Le sperme Ses paramètres dépendent de nombreux facteurs: Délai d ’abstinence de rapports Qualité de l ’éjaculation Saisons Facteurs pathologiques: fièvre, amaigrissement, ttt, toxiques, ATCD génital, ATCD familial. Variations inexpliquées