PHYSIOLOGIE DE LA REPRODUCTION Stéphane ODEN Cours IFSI

INTRODUCTION Reproduction : Gamétogenèse : Fusion de deux cellules appelés gamètes (ovocyte ou spermatozoïde), contenant chacun 23 chromosomes Permettant la formation d’un embryon de 46 chromosomes, c’est la fécondation Gamétogenèse : Étape indispensable pour obtenir la réduction des cellules de 46 à 23 chromosomes Ovogenèse ou spermatogenèse Le processus est la méiose

REGULATION HORMONALE MASCULINE Le testicule a deux fonctions Fonction exocrine: spermatogenèse (aboutit à la formation de spermatozoïdes) Fonction endocrine: sécrétion d’androgènes (testostérone) Il contient 2 types de cellules: Cellules de Sertoli Cellules de Leydig

Cellules de Sertoli : Interviennent dans la spermiogenèse Etablissent des liens étroits avec les cellules germinales (spermatogonies) Sous l’influence des androgènes et des gonadotrophines Sécrètent de l’oestradiol

Cellules de Leydig : Sécrétion d'androgènes: testostérone Sous la dépendance de GnRH, LH et FSH (comme chez la femme) La sécrétion de GnRH chez l'homme adulte est rythmique (pic toutes les 90 min.) La testostérone agit en retour (retro-contrôle négatif) sur la sécrétion des hormones hypophysaires: La testostérone agit sur les cellules de Sertoli par l'intermédiaire de la protéine de liaison des androgènes. La testostérone, hormone masculinisante intervient sur l'ensemble de l'appareil génital et est responsable du maintien des caractères sexuels secondaires

SPERMATOGENESE Processus aboutissant à la transformation d’une cellule germinale (spermatogonie) en spermatozoïde capable de féconder un ovocyte La spermatogenèse a lieu au sein des tubes séminifères du testicule Phénomène continu depuis la puberté à la mort durée constante : environ 3 mois 74 jours entre spermatogonie et spermatozoïde 15 jours de transit dans les voies génitales masculines

MEIOSE Divisions cellulaires aboutissant à la formation de gamètes: Passage de 23 paires de chromosomes (46) dans une cellule À 4 cellules ayant 23 chromosomes Nécessite: Une multiplication première du matériel génétique (46 chromosomes à 2 chromatides soit 92 chromatides) Puis 2 divisions: 23 chromosomes à 2 chromatides soit 46 chromatides => DIVISION REDUCTIONNELLE 23 chromosomes à 1 chromatide => DIVISION EQUATIONNELLE Permet une brassage génétique

Brassage génétique

SPERMATOGENESE En fin de méiose se produit un phénomène de différenciation: passage de spermatides à spermatozoïdes, appelé spermiogenèse. En fin de spermiogenèse, les spermatozoïdes sont libérés dans la lumière du tube : c’est la spermiation.

Spermiogenese

SPERMATOZOIDE

Le Sperme Ne contient pas que des spermatozoides! La majeure partie provient des glandes sexuelles annexes (prostate++ et vésicules séminales) Pré-sécrétion par glandes de Cowper et péniennes (lubrification) Ejaculat en 3 parties: première= sécretions prostatiques Intermédiaire= spermatozoïdes (queue de l’épididyme) et liquide de l’ampoule déférentielle Finale= gélatineuse, des vésicules séminales++

OVOGENESE Formation des ovocytes Se fait dans les follicules, au sein des ovaires Débute dès la vie embryonnaire Se termine à la ménopause Dès S7, transformation des gonocytes primordiaux en ovogonies, puis multiplication A partir de S9, entrée des gonies en méiose, deviennent des ovocytes I, qui s’entourent d’une couche de cellules pour donner les follicules primordiaux Ils restent bloqués en prophase I jusqu’à la naissance où il reste 400000 foll. Primordiaux Puis état de quiescence jusqu’à la puberté

OVOGENESE A partir de la puberté, apparition des cycles Chaque mois, environ 500 follicules démarrent leur croissance qui durera environ 10 semaines Pendant cette croissance, il y a maturation des ovocytes (ovocyte I puis II), et sélection d’un follicule dominant L’ovocyte I est maturé (avec reprise de la méiose) grâce au pic de LH, qui, en 36 heures, aboutit à l’ovocyte II L’ovocyte II se bloque en anaphase II et émet son premier globule polaire, et est libéré le 14ème jour du cycle, lors de l’ovulation Il sera alors propice à fusionner avec un spermatozoïde

OVOGENESE

LA MEIOSE Processus réservé aux cellules germinales Permet la formation de 8 cellules à N chromosomes à 1 chromatide, à partir d’une cellule à 2N chromosomes à 2 chromatides Ces cellules, lorsqu’elles fusionneront donneront une cellule à 2N chromosomes à 2 chromatides 2 parties : Une première division, réductionnelle Une deuxième division, équationnelle

FOLLICULOGENESE Follicules primordiaux : Follicules primaires : Petits A la périphérie de l'ovaire Entourés d'une seule couche de cellules folliculaires, aplaties Follicules primaires : Apparition des granules corticaux : corona radiata Une seule couche de cellules folliculeuses aplaties Début de sécrétion de la zone pellucide Follicules secondaires : Accumulation de réserves cytoplasmiques Présence de plusieurs assises cellulaires folliculeuses Autour de la basale, début de constitution de la thèque interne.

Ovocyte I : follicule primaire

FOLLICULOGENESE Follicule tertiaire : Follicule de De Graaf : Cavitaire débutant : les cellules folliculeuses commencent à sécréter le liquide folliculaire La thèque externe commence à se constituer Cavitaire avancé : cavités fusionnent: donnent l'antrum, repoussant les cellules folliculeuses à la périphérie: deviennent la granulosa. L'ovocyte est attaché à la granulosa par le cumulus oophorus. Le liquide folliculaire s'enrichit en albumine et en oestradiol. Les thèques sont à présent constituées Follicule de De Graaf : Taille 15 à 20mm de diamètre Une seule couche de cellules folliculeuses : la corona radiata Les thèques s'amincissent Les cellules du cumulus oophorus se dissocient : c'est le follicule pré ovulatoire.

Follicule mature

L’OVULATION Sous l'influence du pic de LH (24 à 36h après le pic) par rupture du follicule L’ovocyte II est alors capté par le pavillon de la trompe Le follicule devient alors le corps jaune qui sécrète l’HCG (hormone gonado- chorionique) Régresse en l’absence de fécondation en 14 jours (durée fixe de la phase lutéale)

CONTRÔLE DU CYCLE HORMONAL Gamétogenèse sous contrôle des hormones sexuelles: Testicules: testostérone Ovaires: oestrogènes et progestérones Sécrétion hormonale gonadique sous contrôle cérébral (axe hypothalamo-hypophysaire): Gonadotrophines: GnRH (hypothalamus) FSH, LH (hypophyse)

CONTRÔLE DU CYCLE HORMONAL

CONTRÔLE DU CYCLE HORMONAL

CONTRÔLE DU CYCLE HORMONAL

OESTRADIOL Synthétisé par les follicules immatures L'oestradiol est produit essentiellement par les cellules de la granulosa. Sa quantité augmente dans la circulation au cours des 14 premiers jours du cycle avec un pic au 12ème jour Induit un pic de LH: induit maturation folliculaire et ovulation Puis taux diminue et reste constant au cours de la phase lutéale

PROGESTERONE Essentiellement produite par le corps jaune après l’ovulation Taux diminue avec l’involution du corps jaune jusque l’apparition des règles. C’est le début d’une nouvelle phase folliculaire

LES GONADOTROPHINES Le contrôle du système hypophyse-ovaires fait intervenir une sécrétion pulsatile de GnRH, neurohormone hypothalamique qui agit sur les cellules antéhypophysaires sécrétant le LH et la FSH. En phase folliculaire, la FSH stimule la croissance des follicules et la synthèse d'estradiol. L'estradiol régule la sécrétion de FSH. En fin de phase folliculaire, les fortes quantités d'estradiol secrétées par l'ovaire stimulent l'hypothalamus et l'hypophyse ce qui entraîne un pic de LH: qui va induire l'ovulation et la maturation ovocytaire.

LES GONADOTROPHINES En phase lutéale, c'est la LH qui va stimuler le corps jaune qui en réponse synthétise de la progestérone. En fin de phase lutéale, la LH va chuter, entraînant la lutéolyse. S'il y a grossesse, l'embryon secrète l'hCG (human Chorionic Gonadotropin) qui a le même effet que la LH et qui va donc stimuler le corps jaune et empêcher la lutéolyse. Par leurs sécrétions hormonales les ovaires vont réguler le fonctionnement de l'hypothalamus et de l'hypophyse (rétrocontrôle).

ROLE DES HORMONES Glaire cervicale : Endomètre: Les estrogènes vont stimuler la sécrétion de glaire cervicale et augmenter sa perméabilité aux spermatozoïdes. A l'opposé, la progestérone diminue la sécrétion et la rend imperméable aux spermatozoïdes. Endomètre: Sous l'action des estrogènes, l'endomètre va s'épaissir par prolifération des cellules muqueuses (phase proliférative). La progestérone stoppe le développement de l'endomètre mais stimule la sécrétion des glandes de l'endomètre (phase sécrétoire) L’endomètre devient réceptif à la nidation de l'embryon. En fin de vie du corps jaune, le taux de progestérone chute, la nécrose des artères spiralées qui se développent surtout en fin de phase sécrétoire va faire desquamer l'endomètre: c'est la menstruation En cas de grossesse, le maintien de la sécrétion de progestérone par l‘HCG va empêcher l'apparition des règles. Le cycle menstruel est superposable à celui des ovaires et par définition on considère que le 1er jour des règles correspond au 1er jour de la phase folliculaire (1er jour du cycle).

MENSTRUATIONS

LA FECONDATION Lieu: dans l’ampoule de la trompe utérine Rencontre entre l’ovule et un spermatozoïde mature Ne peut se faire qu’après l’ovulation (J14) Puis migration dans le fundus utérin (cellules cillées tubaires) La nidation : L’endomètre doit être réceptif Phase proliférative et sécrétoire Imprégnation oestro- progestative préalable

LA FECONDATION

LA FECONDATION

LA FECONDATION Fécondation : Les spermatozoides traversent la corona radiata pour atteindre la zone pellucide. Ils s’y fixent et la traversent grâce aux enzymes contenues dans l’acrosome. La totalité du spermatozoïde va pénétrer à l’intérieur de l’ovocyte. Ils pénètrent alors dans l’espace péri-vitellin et vont fusionner avec la membrane de l’ovocyte. L’ovocyte, par une réaction chimique (réaction corticale), modifie sa zone pellucide de façon à ce qu’elle ne puisse plus être traversée par un autre spermatozoïde. Il n’y a donc ainsi qu’un seul spermatozoïde qui va pénétrer dans l’ovocyte. Après la fécondation, l’ovocyte termine la méiose pour donner un ovule et le 2ème globule polaire. Cet ovule contient alors deux noyaux, appelés pronuclei, l’un provenant de l’ovule, l’autre du spermatozoïde, et est nommé zygote.

ZYGOTE

EMBRYON A DEUX CELLULES

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE Les embryons vont se diviser, au rythme d’environ une division toutes les 10 heures. On va donc avoir des embryons à 4, puis 8, 16.....cellules. Au stade 16 cellules l’embryon est appelé morula (petite mure). A 64 cellules, une cavité liquidienne se creuse au sein de l’embryon qui est alors appelé blastocyste. A ce stade, l’embryon est formé de 2 types de cellules : les cellules de la périphérie ou cellules du trophoblaste qui donneront les annexes de l’embryon (placenta) et les cellules de la masse cellulaire interne qui donneront l’embryon lui-même. Jusque là, l’embryon est resté dans la zone pellucide et sa taille n’a pas bougé ; c’est la taille des cellules qui a diminué . A partir du stade blastocyste, l’embryon va grossir et sortir de la zone pellucide : c’est l’éclosion du blastocyste (5ème jour après la fécondation).

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE

DEVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE