LES GAMETES DANS LES VOIES GENITALES FEMININES Introduction Les spermatozoïdes Transport Capacitation Fécondation L’ovocyte Captation

LES SPERMATOZOIDES Rôle de transport/Transit des spermatozoïdes Capacitation des spermatozoïdes Fécondation de l’ovocyte

RÔLE DE TRANSPORT/TRANSIT DES SPERMATOZOÏDES

EJACULAT NORMAL SPERMATOZOÏDES PLASMA SEMINAL Volume : 2 à 6 ml pH : 7,2 à 7,8 Abstinence

SPERMATOZOIDES >20.106/ML 40. 106/éjaculat Mobilité a: rapide et progressive b:lente ou faiblement progressive c: sur place d:immobile a+b>50% Morphologie normale>30% Vitalité>75%

VAGIN Insémination des spermatozoïdes associés au liquide séminal (pH acide) : 200 à 300 Millions Coagulation primaire Liquéfaction secondaire

COL UTERIN Glaire cervicale Capacitation des spermatozoïdes

GLAIRE CERVICALE (1) Hydrogel visqueux Eau (98%) Glycoprotéines (filaments) Albumine Enzymes (Phosphatases alcalines, lactate déshydrogénase) Acides aminés Sucres Lipides NaCl

GLAIRE CERVICALE (2) Propriétés Abondance Filance/Elasticité Transparence Cristallisation VARIATIONS CYCLIQUES

GLAIRE CERVICALE (3) PHASE FOLLICULAIRE PRECOCE/PHASE LUTEALE Faible abondance Non filante Cristallisation linéaire Réseau de mailles serrées DE J10 A J18 Très abondante Filante/transparente/pH alcalin Cristallisation en feuilles de fougères (NaCl+++) Réseau de mailles lâches

Montée des spermatozoïdes dans le mucus cervical CANAL CERVICAL Montée des spermatozoïdes dans le mucus cervical Mucus cervical ou glaire cervicale Stockage des spermatozoïdes dans les cryptes (0,1%) Sélection Quantitative et Qualitative Polyspermie Test post-coital

CORPS UTERIN Mauvaise survie Passage rapide/ Contraction musculeuse Phagocytose des spermatozoïdes

TROMPES Bonne survie Période préovulatoire : stockage jonction trompe-utérus (quelques milliers) Libération progressive (quelques dizaines) Passage cavité péritonéale/Reflux trompe Rencontre ovocyte-spermatozoïde dans ampoule tubaire

STRUCTURE DE LA TROMPE (1) Trompe utérine ou trompe de Fallope Longueur : 12cm Quatre parties: Segment intramural ou intertsitiel (Ostium utérin) Isthme Ampoule Pavillon (Ostium abdominal) : franges tubaires

STRUCTURE DE LA TROMPE (2) Quatre couches Muqueuse Musculeuse Sous-Séreuse Séreuse (péritoine)

STRUCTURE DE LA TROMPE (3) Quatre couches Muqueuse Epithélium simple / Replis Cellules ciliées Cellules sécrétrices ou glandulaires Chorion conjonctif Musculeuse Deux à trois couches Sous-séreuse et séreuse

STRUCTURE DE LA TROMPE (4) Variations topographiques Ampoule pavillon Nombreux replis/Cellules ciliées+++ Musculeuse (deux couches, circulaire et plexiforme) Isthme Replis faibles/Cellules sécrétrices+++ Musculeuse (trois couches, circulaire,longitudinale et plexiforme)

STRUCTURE DE LA TROMPE (5) Variations cycliques Phase folliculaire (Oestrogènes) Cellules ciliées plus nombreuses plus hautes+++ Battements ciliaires vers utérus Musculeuse : contractions des deux extrémités Phase lutéale (Progestérone) Cellules plus basses et plus rares+++ Musculeuse : contractions vers utérus

FLUIDE TUBAIRE (1) Substances d’origine plasmatique (transsudation) : Albumine Synthèse tubaire (glycoprotéines) Ions Na+ et Mg2+/Plasma K+ et Cl- Viscosité : Isthme+++

FLUIDE TUBAIRE (2) Survie des spermatozoïdes Transport des spermatozoïdes : reflux de l’isthme vers l’ampoule

Modification de la composition en lipides membranaires spermatiques FLUIDE TUBAIRE (2) Facteurs capacitants Albumine Glycosaminoglycanes (Héparine) Taurine (contrôle de la capacitation) Protéases Modification de la composition en lipides membranaires spermatiques

CAPACITATION DES SPERMATOZOÏDES

Transformation du spermatozoïde Reconnaissance de la zone pellucide ovocytaire Fixation à la zone pellucide ovocytaire Changement de la mobilité : Hyperactivation

Où ? Utérus Trompes Elimination préalable du plasma séminal (Col) Phase folliculaire : lente Ovulation : rapide Phase lutéale : absente

Comment ? In vivo -Enlèvement des protéines de revêtement de la membrane plasmique -Enlèvement du cholestérol -Modifications des chaînes oligosaccharidiques Entrée du Calcium Mobilité des protéines membranaires

Enlèvement des protéines de revêtement de la membrane plasmique Glycosaminoglycanes (voies génitales féminines)/Protéines spermatiques avec récepteurs pour les glycanes Albumine pH utérin <6,5

- Migration antéro-équatoriale des protéines - Redistribution sur spermatozoïdes - Perte de protéines - Adjonction de protéines - Modifications biochimiques

-Enlèvement du cholestérol Albumine Lipoprotéine HDL -Modifications des chaînes oligosaccharidiques Entrée du Calcium Enzymes génitales

Comment ? In vitro -Albumine sérique -Héparine -Accepteurs de cholestérol (Albumine-Lipoprotéines) Fortes concentrations de spermatozoïdes Capacitation spontanée (1 à 10 heures)

Conséquences ? 1-Accessibilité des récepteurs spermatiques à la zone pellucide 2-Augmentation de la perméabilité au Calcium 3-Augmentation de la fluidité membranaire (Mouvements des protéines membranaires) 4-Modification de la mobilité du spermatozoïde

Conséquences ? 1-Accessibilité des récepteurs spermatiques à la zone pellucide 2-Augmentation de la perméabilité au Calcium REACTION ACROSOMIQUE

Conséquences ? 3-Augmentation de la fluidité membranaire (Mouvements des protéines membranaires) 4-Modification de la mobilité du spermatozoïde HYPERACTIVATION

CHANGEMENTS METABOLIQUES ET BIOCHIMIQUES Augmentation de la perméabilité aux ions calcium Elévation du pH interne Augmentation de l’activité métabolique

Capacitation du spermatozoïde Spermatozoïde à la sortie de l'épididyme : mobiles mais non fécondants in vivo : "rabotage" du spermatozoïde par le mucus cervical : « le spermatozoïde respire plus vite » ! Ablation d'un manteau protecteur de la membrane du spermatozoïde Aucune spécificité (espèce organe)

Difficile à apprécier Aucun critère morphologique Fertilité : insatisfaisant Réaction acrosomiale : insuffisant il peut y avoir réaction acrosomiale sans capacitation Il peut y avoir capacitation sans réaction acrosomiale Attention à la sénescence / mort du spermatozoïde)

Capacitation Spermatozoïde + épididyme  stabilisation de la membrane du spermatozoïde Spermatozoïde + épididyme + liquide séminal  stabilisation encore plus grande de la membrane du spermatozoïde Certains composants du plasma séminal sont fortement liés aux spermatozoïdes éjaculés

Noyau Capacitation  stabilité du noyau accrue (pourtant déjà très stable) Stabilisé par -S-S­ Zn++

Acrosome : pro acrosine  acrosine Aucun changement majeur de la forme de l’acrosome pendant la capacitation In vitro proacrosine  acrosine en présence de glycosaminoglycannes Comment se fait la traversée des deux membranes ? Les enzymes de l’acrosome restent-elles inactives, ou sont elles actives pendant la capacitation ?

Capacitation  AMPc Deux types d’adénylyl cyclase Adénylyl cyclase transmembranaire Adénylyl cyclase soluble Insensible aux protéines G ou forskoline Régulée par HCO3- et Ca++ Élévation de AMPc  augmentation de la protéine kinase AMPc dépendante (PKA)

Membrane plasmique Modifications importantes de la membrane au cours de la capacitation Redistribution (effondrement de l’asymétrie) Le manteau retiré (ou altéré) pendant la capacitation renferme les facteurs de décapacitation Origine séminale Caltrine Glycoprotéines Spermine Antigènes Origine épididymaire Acrosome sabilizing protein

Hyper activation du spermatozoïde Définition : mouvement «frénétique» des spermatozoïdes avant la réaction acrosomiale

CHANGEMENT DE LA MOBILITE Augmentation de la vitesse de déplacement linéaire des spermatozoïdes Augmentation de l’amplitude de déplacement du flagelle Augmentation de l’AMPc intracellulaire Modification de la trajectoire

Mouvement avant et pendant l’hyperactivation

3°) Rôle physiologique de l'hyperactivation Corrélation positive entre mobilité hyperactive et fécondation L'hyper activation est probablement physiologique Aide le spermatozoïde à se détacher de l'épithélium de l'isthme tubaire Aide le spermatozoïde à « nager » dans le liquide tubaire Traversée de la ZP

Capacitation et hyperactivation Modifications de la membrane plasmique de la tête  réaction acrosomiale  Traversée de la ZP  fusion œuf spermatozoïde Modifications de la membrane plasmique de la queue  hyperactivation

Hyper activation du spermatozoïde : modèle hypothétique Intervention des protéines G Activation des canaux calciques Augmentation du Ca++ Activation de adénylyl cyclase

Vraie  fausse hyper activation Vraie : spermatozoïdes vivants Fausse : spermatozoïdes moribonds Le Ca++ entre par la membrane plasmique qui perd sa perméabilité

L’OVOCYTE Capter l’ovocyte ovulé Transport vers le lieu de fécondation : Ampoule/Isthme

Transport vers le lieu de fécondation : Ampoule/Isthme L’OVOCYTE Transport vers le lieu de fécondation : Ampoule/Isthme Contractions des fibres musculaires lisses Battements ciliaires Viscosité des sécrétions tubaires Contractions de la musculeuse+++ Œdème de la paroi+ Fluide tubaire+