La fécondation humaine est un processus biologique complexe et essentiel à la reproduction. Cet article explore en détail la définition de la fécondation, les conditions préalables nécessaires, les étapes clés de ce processus et ses implications, tant biologiques que sociétales.
Introduction
Dès la puberté, les garçons et les filles deviennent capables de procréer par le biais de la reproduction sexuée. La fécondation, marquant le début de la grossesse, est la fusion d'un ovule maternel avec un spermatozoïde paternel. Cet événement aboutit à la formation d'une cellule-œuf, point de départ d'un nouvel être humain.
Définition de la Fécondation
La fécondation correspond à la rencontre d'un spermatozoïde et d'un ovule. Plus précisément, c'est la fusion des gamètes masculin et féminin, c'est-à-dire du spermatozoïde et de l'ovule, de telle sorte que la dotation chromosomique normale de l'être humain de 46 chromosomes se retrouve rétablie. Un embryon (ou œuf) se forme, composé d'une seule cellule. Il migre ensuite vers la cavité utérine tout en se divisant en 2 puis 4, 8, 16 : c'est la segmentation.
Conditions Préalables à la Fécondation
Plusieurs conditions doivent être réunies pour qu'une fécondation puisse avoir lieu :
L'Acte Sexuel
L'acte sexuel est un préalable indispensable. Au cours de ce contact intime, l'homme introduit son pénis en érection dans le vagin de la femme afin d'y déposer, après éjaculation, quelques millilitres de sperme. L'érection correspond à un afflux de sang réflexe dans les corps caverneux du pénis : en l'absence d'érection (impuissance), l'acte sexuel n'aurait pas lieu. Cependant, tout acte sexuel ne conduit pas forcément à une fécondation car la fécondité de la femme dépend de la vie brève des spermatozoïdes et de l'ovule.
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La Période de Fécondité de la Femme
Au moment de l’ovulation, un ovule est émis dans une des trompes utérines de la femme. L’ovule est émis dans la trompe utérine. Les spermatozoïdes étant des cellules mobiles, ils remontent dans le col de l’utérus, passent par l’utérus et arrivent dans la trompe utérine. Ils sont plusieurs à atteindre l’ovule, quelques heures après le rapport sexuel. Notons qu’une partie des spermatozoïdes n’atteint pas l’ovule. En effet, certains remontent le long de la mauvaise trompe utérine (celle qui ne contient pas l’ovule). La durée de vie des spermatozoïdes est de 5 jours environ dans les voies sexuelles féminines. En revanche, celle de l’ovule n’est que de 24 heures.
- Cette période s'étend environ du 9e jour après les règles, jusqu'au 16e jour du cycle car les spermatozoïdes peuvent survivre environ 5 jours dans les voies génitales féminines, tandis que l'ovule, plus fragile, meurt 2 jours après l'ovulation. Tout acte sexuel non protégé, réalisé dans cet intervalle, peut donc conduire à une naissance. Remarque : le jour d'ovulation peut légèrement varier en fonction de la durée du cycle et des femmes.
- Les spermatozoïdes émis au fond du vagin remontent l'utérus grâce aux battements de leur flagelle et atteignent la région antérieure de la trompe utérine où se trouve l'ovule après sa libération. Au cours de ce voyage, beaucoup de spermatozoïdes vont être perdus et seuls environ dix d'entre eux parviennent au voisinage du gamète femelle. La fécondation humaine qui se déroule dans les voies génitales féminines est donc une fécondation interne : car les gamètes des deux sexes sont des cellules fragiles qui ne peuvent supporter une perte d'eau.
Une fois par mois, un des deux ovaires libère un ovule. C’est l’. L’ovulation a lieu en moyenne 14 jours après le début des dernières . L’ovule se déplace ensuite dans les trompes de Fallope en direction de la cavité utérine. Après l’ovulation, la fécondation peut avoir lieu pendant 24 heures.La devient plus liquide et filante pour faciliter le passage des spermatozoïdes dans l’.
Le Non-Usage d'une Contraception
- On désigne par contraception, l'ensemble des moyens qui permettent de contrôler les naissances. Les couples peuvent ainsi avoir des enfants seulement lorsqu'ils le désirent. L'emploi du préservatif pour l'homme, l'utilisation de la pilule contraceptive ou du stérilet pour la femme sont trois de ces méthodes qui visent à empêcher une grossesse en cas de rapport sexuel. (voir fiche contraception)
- Le non-usage d'une contraception est donc nécessaire à la réussite d'une fécondation.
Étapes de la Fécondation Naturelle
Même si à première vue le mécanisme de l'union entre l'ovule et le spermatozoïde semble très simple, plusieurs processus et transformations des deux gamètes doivent se produire pour que la fécondation ait lieu. Voici les étapes successives de la fécondation chez l'être humain :
Pénétration de la « Corona Radiata »
Le processus de fécondation commence avec la pénétration des spermatozoïdes dans la couche de cellules folliculaires qui entourent l'ovocyte : la corona radiata. Les spermatozoïdes traversent cet ensemble de cellules grâce à la libération d'enzymes hyaluronidases et aux mouvements de leur flagelle (la queue du spermatozoïde).
Pénétration de la Zone Pellucide
Une fois passée la corona radiata, les spermatozoïdes rencontrent une seconde barrière : la zone pellucide, la couche externe qui entoure l'ovule. Il faut plus d'un spermatozoïde pour arriver à dégrader la zone pellucide, même si au final un seul d'entre eux pourra pénétrer dans l'ovocyte.
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Pour pouvoir traverser cette seconde barrière, la tête du spermatozoïde établit un contact avec le récepteur ZP3 (zona pellucida glycoprotein 3). Cela déclenche une réaction acrosomique qui libère des enzymes, dont les hyaluronidases et l'acrosine sont les plus connues. Ces enzymes dissolvent la zone pellucide pour permettre le passage du spermatozoïde. Par ailleurs, la réaction acrosomique provoque une série de changements dans le spermatozoïde qui permettent sa capacitation finale ou maturation fonctionnelle afin de pouvoir pénétrer à l'intérieur de l'ovule par la fusion des membranes.
Fusion des Membranes
Quand le spermatozoïde entre en contact avec la membrane plasmique de l'ovule, trois processus différents se déclenchent dans le gamète féminin :
- La formation du cône de fécondation
- La dépolarisation instantanée de sa membrane
- La libération de granules corticaux dans l'espace périvitellin
La formation du cône de fécondation permet la fusion de la membrane de l'ovule avec celle du spermatozoïde pour que la tête du spermatozoïde puisse entrer. En même temps, l'entrée d'un deuxième spermatozoïde est évitée grâce à la dépolarisation de la membrane de l'ovule et à la libération de granules corticaux.
Fusion des Noyaux et Formation du Zygote
Avec l'entrée du spermatozoïde, l'ovule s'active pour terminer la méiose, phénomène qui permet la réduction du nombre de chromosomes. Ainsi, le deuxième globule polaire est expulsé et les chromosomes se disposent pour former une structure appelée le pronucleus femelle.
Les pronuclei sont les noyaux des gamètes, qui ont la particularité de disposer de la moitié de chromosomes par rapport aux autres cellules du corps : ils ont donc 23 chromosomes. De son côté, le spermatozoïde avance jusqu'à ce que sa tête, qui contient le noyau du spermatozoïde, se retrouve à côté du pronucleus femelle. La queue se détache et finit par dégénérer et le noyau gonfle pour former le pronucleus mâle.
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Une fois que les deux pronuclei se retrouvent l'un à côté de l'autre, la fusion des deux se produit. Cela suppose que les membranes des deux pronuclei disparaissent pour que leurs chromosomes puissent se joindre et que la cellule rétablisse la dotation chromosomique, c'est-à-dire 46 chromosomes en tout. Tout ce processus de fécondation s'achève par la formation du zygote humain : la première cellule de l'organisme fruit de l'union entre l'ovocyte et le spermatozoïde.
Détermination du Sexe
En plus de tout cela, c'est au moment de la fécondation que se décide le sexe du futur bébé en fonction de ses chromosomes sexuels :
- Zygote masculin: ses chromosomes sexuels sont XY et le futur bébé sera un garçon.
- Zygote féminin: ses chromosomes sexuels sont XX et le futur bébé sera une fille.
L'ovule est toujours porteur du chromosome X. C'est pourquoi le sexe de l'embryon sera défini par le spermatozoïde, selon qu'il sera porteur d'un chromosome X ou d'un chromosome Y.
De la Fécondation à l'Embryon
Le spermatozoïde qui entre dans l’ovule porte la moitié du patrimoine génétique du géniteur. L’ovule, lui, contient la moitié du patrimoine génétique de la mère. Les deux cellules fusionnent pour n’en former qu’une seule : la cellule-œuf, ou zygote. Le zygote se divise en plusieurs cellules : deux, puis quatre, puis huit… C’est le stade embryonnaire. Pendant qu’il se divise, l’ se déplace jusqu’à l’utérus.
- L'observation en laboratoire a montré qu'un seul spermatozoïde pénètre avec son noyau dans l'ovule. Les autres spermatozoïdes n'interviennent pas dans la fécondation.
- Une quinzaine d'heures après la pénétration du gamète mâle dans l'ovule, le noyau du spermatozoïde et celui de l'ovule finissent par s'unir. Cette fusion des deux noyaux des deux gamètes aboutit à la formation d'une seule cellule : la cellule œuf qui sera à l'origine d'un nouveau petit homme.
- Il est facile de concevoir que le bébé qui résultera de cette fécondation puisse ressembler à ces parents car il est le fruit d'un mélange héréditaire de son père et de sa mère à cause de l'information génétique contenue dans les noyaux des deux gamètes. Mais le mélange des caractères héréditaires parentaux est aléatoire et l'enfant est unique. En biologie, on a l'équation suivante : 1 + 1 = un autre !
- Dans la semaine qui suit la fécondation de l'œuf, celui-ci se divise plusieurs fois pour donner 2, 4, 8, 16, 32 cellules et ainsi de suite jusqu'à ce que se forme un massif de cellules, faisant penser à une mûre, appelé morula. Parallèlement, l'œuf en division se déplace vers l'utérus, grâce aux contractions de la trompe et aux battements des cils de sa paroi. Il se fixe ensuite dans la paroi de l'utérus : c'est la nidation.
La Nidation
Quelques jours après la fécondation, l’embryon atteint l’utérus. Il se fixe à sa paroi (l’). On parle alors de nidation. L’embryon reste ensuite dans l’utérus, où il poursuit son développement. S’il n’y a pas de fécondation, l’ovule est expulsé lors des règles suivantes. Au moins six jours après la fécondation, la membrane qui entoure l’œuf se rompt et les cellules sortent, entrant en contact avec la muqueuse de l’utérus, l’endomètre. S'il est bien préparé grâce aux stimulations hormonales, les cellules s'implantent dans les tissus : c'est la nidation. Ancrage du jeune embryon dans l’utérus, une semaine environ après la fécondation.
Particularités de la Fécondation
La Fécondation dans le Cas de Jumeaux
Contrairement à ce que l'on pourrait penser, les jumeaux ne naissent pas de la fécondation d'un ovule par deux spermatozoïdes. En effet, les embryons qui en résulteraient ne seraient pas viables. Comme nous l'avons déjà indiqué, l'ovule dispose d'un mécanisme pour éviter la fécondation double et multiple.
Si deux chromosomes pénétraient dans l'ovule, il y aurait un total de 69 chromosomes : 23 chromosomes d'un spermatozoïde, 23 chromosomes de l'autre et 23 de l'ovule. Ce type d'embryon serait triploïde, ce qui signifie qu'il disposerait de 3 jeux de chromosomes et son développement serait impossible.
Pour pouvoir engendrer des jumeaux, la fécondation est identique à celle qui aboutit à une bébé unique : un spermatozoïde pénètre à l'intérieur de l'ovule. La différence réside dans les divisions cellulaires qui se produisent par la suite. Dans ce cas, pour des raisons encore inconnues, l'embryon se divise en deux et engendre deux bébés génétiquement identiques, ce qui implique qu'ils seront du même sexe.
L'origine des faux jumeaux est différente. Dans ce cas, c'est deux ovules distincts qui vont être fécondés, chacun d'entre eux par un spermatozoïde différent. Par conséquent, les processus de fécondation et de développement embryonnaire sont habituels, la particularité étant que deux bébés se développent en même temps dans le ventre maternel. Les bébés ne sont pas génétiquement identiques et ne sont pas non plus forcément du même sexe.
Fécondation In Vitro (FIV)
Par ailleurs, une technique de PMA permet de réaliser la fécondation dans le corps de la femme : c'est la fécondation in vivo, en opposition à la technique plus connue de la fécondation in vitro ou FIV, processus pendant lequel la fécondation a lieu en laboratoire.
Après la Fécondation
L'ovule fécondé par le spermatozoïde devient une nouvelle cellule appelée zygote qui commence à descendre par la trompe de Fallope jusqu'à l'utérus. Lors de ce parcours, le zygote se divise pour former un embryon à deux cellules. Le terme zygote s'utilise uniquement pour désigner le premier stade embryonnaire de la cellule unique. À mesure qu'il progresse par la trompe, l'embryon continue à se diviser pour permettre la formation du blastocyste. Cette structure a de nombreuses cellules qui commencent à se différencier et qui ont la capacité de s'implanter dans l'utérus. C'est la nidation, qui débouche sur une grossesse.
Pendant la période embryonnaire, les membres et les organes commencent à se former. Le fœtus est le futur individu du 3e mois de grossesse jusqu’à la naissance. Pendant la période fœtale, le fœtus termine son développement. La mère peut le sentir bouger vers le 5e mois de grossesse, et il devient viable à la fin du 6e mois. Enfin, la naissance a lieu à la fin du 9e mois de grossesse. Tout au long de ce processus, le corps de la femme se transforme, afin de permettre le développement et la naissance du futur bébé. Pendant la grossesse, les règles sont interrompues, elles reprennent après l’accouchement. Dans l’utérus, l’embryon, qui devient le fœtus se développe dans l’amnios. L’amnios est une poche remplie de liquide, le liquide amniotique. En début de grossesse, le placenta se met en place. C’est autour du neuvième mois de grossesse, qu’a lieu l’accouchement, déclenché par les contractions de l’utérus. Dès lors que les individus atteignent la puberté, un rapport sexuel peut mener à la formation d’un nouvel individu. Après fécondation, le fœtus se développe dans l’utérus maternel, pendant 9 mois de grossesse.
Importance de la Compréhension de la Fécondation
Les connaissances acquises sur la fécondation et la grossesse permettent d’éviter les grossesses non désirées, mais également d’aider les individus à procréer en cas de difficultés. Si la fécondation ne réussit pas naturellement au bout d’un an de rapports sexuels réguliers, le médecin aide la personne ou le couple à identifier les éventuelles causes d’infertilité. Si besoin, le médecin oriente cette personne ou ce couple vers la procréation médicalement assistée (PMA).
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