La production de spermatozoïdes, ou spermatogenèse, est un processus biologique complexe et continu qui se déroule dans le corps masculin. Cet article explore en détail comment le corps crée les spermatozoïdes, de leur formation initiale dans les testicules à leur maturation et à leur expulsion lors de l'éjaculation. Nous aborderons également les facteurs qui peuvent influencer la production et la santé des spermatozoïdes, ainsi que les avancées scientifiques récentes dans ce domaine.
La spermatogenèse: un processus continu et complexe
La spermatogenèse est le processus de fabrication, de maturation et de transport des spermatozoïdes, les cellules reproductrices mâles, dans les organes sexuels masculins. C'est un phénomène continu qui apparaît à la puberté et dure couramment toute la vie de l'individu. Environ 100 à 200 millions de spermatozoïdes sont produits chaque jour, et leur temps total de fabrication et de maturation est d'environ 74 jours, soit environ 3 mois.
Les testicules: l'usine de production des spermatozoïdes
La fabrication des spermatozoïdes se déroule dans les testicules, situés dans les bourses (ou scrotum). Les testicules sont constitués de centaines de petites poches appelées lobules testiculaires, qui contiennent de petits tuyaux ouverts à une extrémité : les tubes séminifères. C'est à la périphérie de ces tubes que des cellules se divisent indéfiniment. Certaines de ces cellules se transforment en spermatozoïdes et tombent dans le tube jusqu'à l'épididyme.
La spermatogenèse humaine se réalise en 72 jours et constitue l’un des processus physiologiques les plus complexes de la nature. Elle débute avec les cellules germinales immatures, les spermatogonies, nichées dans les tubes séminifères des testicules.
L'épididyme: le lieu de maturation des spermatozoïdes
Une fois produits dans les tubes séminifères des testicules, les spermatozoïdes encore immatures migrent vers l’épididyme pour y achever leur maturation. L'épididyme est un canal d'environ 7 mètres replié sur lui-même, qui coiffe chaque testicule. Les spermatozoïdes sont maturés pendant environ vingt jours dans l'épididyme, où ils acquièrent leur mobilité. Composés d'une tête (5 à 6 micromètres) contenant l'information génétique, ils se dotent d'une queue (flagelle de 50 micromètres) pour leur mobilité et d'un nez (acrosome) formé d'enzymes indispensables à la fécondation de l'ovocyte. Ces spermatozoïdes matures sont stockés dans ce même canal, où ils attendent la prochaine érection.
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Le transport des spermatozoïdes
Le transport des spermatozoïdes est assuré par les canaux déférents, qui emmagasinent les spermatozoïdes et assurent leur viabilité dans le corps pendant plusieurs mois. Enfin, ceux-ci rejoignent dans la prostate les autres composants du sperme (ou liquide séminal), produits séparément par des glandes (ou vésicules séminales) - et qui représentent plus de 90% du volume total du sperme.
Au moment de l’éjaculation, des contractions musculaires permettent leur transfert dans l’urètre, conduit qui va de la vessie au « méat urinaire » (c’est-à-dire à l’orifice de sortie du gland) par où le sperme est expulsé. Les spermatozoïdes qui ne sont pas éjaculés seront finalement réabsorbés dans l’organisme.
Les hormones et la spermatogenèse
La spermatogenèse est orchestrée par l’hypophyse et l’hypothalamus, deux glandes hormonales situées à la base du cerveau. La première, sous l’influence de la seconde, produit l’hormone lutéinisante (LH) et l’hormone folliculo-stimulante (FSH). La LH active la production de testostérone dans les testicules pour fabriquer les spermatozoïdes et la FSH stimule les cellules de Sertoli, impliquées dans la production du sperme. Il est donc crucial de ne pas perturber l’action de ces hormones qui stimulent la production de spermatozoïdes par les testicules.
La prise d’hormones sexuelles pour leurs effets anabolisants (patients pratiquant la musculation) peut avoir un effet freinateur puissant sur la spermatogenèse et mettre un frein à la production de spermatozoïdes. De nombreux perturbateurs endocriniens sont liposolubles et agissent en perturbant l’action des hormones sexuelles. Ce sont les mêmes pour les hommes et les femmes. Ils agissent sur la santé et la fertilité souvent de façon indirecte en perturbant l’action des hormones (perturbateurs endocriniens, mais pas seulement).
Facteurs influençant la production et la qualité des spermatozoïdes
Plusieurs facteurs peuvent influencer la production et la qualité des spermatozoïdes, notamment:
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- La température: Une élévation de température des testicules est délétère, car les enzymes participant à la production des spermatozoïdes sont sensibles à la chaleur. C’est pourquoi, dans l’espèce humaine, les testicules sont dans les bourses, sous le ventre, avec un système de refroidissement unique, lié au réseau vasculaire artério-veineux. Il est donc capital de limiter au maximum l’élévation de température scrotale.
- L'alimentation: Une alimentation équilibrée, riche en vitamines et sels minéraux (notamment zinc et sélénium) est importante pour la production de spermatozoïdes. Il est également conseillé d'éviter de boire des sodas type Coca Cola, Fanta, ….
- L'activité physique: Pratiquée régulièrement, une activité sportive améliore la condition physique et mentale, participe à la régulation énergétique (poids), et stimule directement et indirectement la production d’hormones sexuelles et de spermatozoïdes.
- L'abstinence: Dans l’espèce humaine, la production de spermatozoïdes est continue et les spermatozoïdes produits sont acheminés passivement jusqu’à un réservoir en attente de la prochaine éjaculation. Dans ce réservoir, ils ne sont vivants que quelques jours; c’est pourquoi une abstinence longue (>7 jours) augmente significativement le pourcentage de spermatozoïdes morts dans un éjaculat. Un délai de 3 à 5 jours (étendu à 2-7 jours) permet de récupérer dans l’éjaculat le maximum de spermatozoïdes bien vivants (mobiles).
Trajet des spermatozoïdes dans l'appareil reproducteur masculin et féminin
Le trajet des spermatozoïdes, de leur formation dans l’appareil génital masculin à l’expulsion dans l’appareil génital féminin, est un processus complexe.
Dans l'appareil masculin
- Formation dans les testicules: Un spermatozoïde est un gamète mâle fabriqué dans les tubules séminifères situés dans les testicules. La production quotidienne de spermatozoïdes dans les testicules peut atteindre plusieurs millions par jour.
- Maturation dans l'épididyme: Une fois produits dans les tubes séminifères des testicules, les spermatozoïdes encore immatures migrent vers l’épididyme pour y achever leur maturation. C'est là qu'ils acquièrent leur mobilité.
- Trajet dans les canaux déférents: Lors de l'éjaculation, les spermatozoïdes sont poussés dans le canal déférent, jusqu’à la prostate en passant par les vésicules séminales. Le liquide qui les contient s’enrichit au passage des fluides séminal et prostatique.
- Expulsion par l'urètre: Le sperme atteint l’urètre et est expulsé par l’orifice urogénital à une vitesse d'environ 16 kilomètres à l’heure.
Dans l'appareil féminin
- Phase vaginale: Suite à l’éjaculation dans le vagin, les spermatozoïdes sont expulsés dans le haut du vagin.
- Phase du col de l’utérus: La glaire cervicale, produite par le col de l’utérus, varie au cours du cycle menstruel et facilite ou non le passage des spermatozoïdes.
- Phase de l'utérus: Les spermatozoïdes migrent ensuite dans l'utérus.
- Phase de passage dans les trompes de Fallope: La rencontre entre un spermatozoïde et un ovule a généralement lieu dans la partie ampullaire des trompes de Fallope.
- Phase d’implantation: Si la fécondation a lieu, l’embryon se développe et atteint finalement l’utérus pour s'implanter dans la muqueuse utérine.
Les avancées scientifiques: la production de spermatozoïdes en laboratoire
Des chercheurs ont annoncé avoir réussi une première mondiale : la production en laboratoire de spermatozoïdes humains. Leurs travaux pourraient à terme aider certains hommes infertiles à devenir pères. Depuis quinze ans, plusieurs équipes dans le monde tentent d’obtenir des spermatozoïdes à partir de tissus prélevés sur le corps d’hommes infertiles souhaitant avoir un enfant biologique.
La start-up Kallistem a développé une technologie de thérapie cellulaire permettant la différenciation des cellules souches germinales afin de produire, hors du corps, des spermatozoïdes morphologiquement normaux. « Nous avons accompli cette avancée grâce à un dispositif né d’une longue réflexion et de la combinaison de deux expertises, en culture cellulaire et en biomatériaux : le système Artistem. Ce dispositif permet de réaliser l’intégralité du processus naturel produisant les spermatozoïdes, aussi appelé spermatogenèse », précise la biologiste.
Concrètement, des portions de tubes séminifères prélevés chez l’homme sont introduites dans un tube de deux millimètres de diamètre fabriqué à partir d’un hydrogel en chitosane, une molécule présente naturellement dans la paroi de certains champignons. L’ensemble baigne dans un milieu de culture adapté contenant tous les éléments nécessaires à la multiplication et à la croissance des cellules germinales : nutriments, oxygène, hormones, etc.
Ce dispositif pourrait aider deux types de patients : les garçons atteints d’un cancer, qui subissent avant leur puberté une radio ou une chimiothérapie pouvant altérer le fonctionnement de leurs testicules après la puberté, et les hommes infertiles à cause d’un blocage de leur spermatogenèse (azoospermie sécrétoire), à condition cependant que leurs tubes séminifères contiennent des cellules germinales et des cellules de Sertoli (cellules nourricières des cellules germinales).
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Conseils pour maintenir une bonne santé des spermatozoïdes
Il est important de prendre soin de sa santé pour assurer une production de spermatozoïdes de qualité. Voici quelques conseils:
- Gardez vos spermatozoïdes au frais: La température des testicules doit être inférieure à celle du corps afin d’offrir aux spermatozoïdes des conditions optimales. Les sous-vêtements amples, comme les boxers, peuvent vous y aider.
- Arrêtez de fumer: Le tabagisme peut diminuer la fertilité.
- Réduisez votre consommation d’alcool: Une consommation excessive d’alcool affecte la qualité des spermatozoïdes.
- Parlez à votre médecin de tous les médicaments que vous prenez: Certains médicaments sur ordonnance, voire en vente libre, peuvent affecter la fertilité masculine.
- Essayez d’abaisser votre niveau de stress: Un stress important peut limiter la production de spermatozoïdes.
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