Le spermatozoïde, ou gamète mâle, est la cellule masculine de reproduction contenue dans le sperme. Une fois arrivé à maturité, il est apte à féconder l'ovule (le gamète femelle ou l'ovocyte), jouant un rôle essentiel dans la reproduction. Cet article explore en détail la production, la structure, la fonction et l'importance du spermatozoïde dans le processus de fécondation.
Production et Maturation des Spermatozoïdes
Les spermatozoïdes sont produits dans les testicules, plus précisément dans les tubes séminifères. Le processus de formation des spermatozoïdes s’appelle la spermatogenèse. La fonction principale de ces tubes est de produire des spermatozoïdes. Le processus commence à partir des spermatogonies, les cellules germinales qui tapissent la paroi des tubes. Celles-ci se divisent par mitose pour donner deux types de cellules : les spermatogonies de type A et celles de type B. Les cellules de type A continuent à se multiplier, fournissant de nouvelles spermatogonies A et B, tandis que les cellules de type B évoluent vers des spermatocytes primaires qui, en mûrissant, donneront naissance aux spermatozoïdes. Les cellules de Sertoli jouent un rôle essentiel : elles assurent le soutien structurel, la nutrition, la régulation hormonale et l’élimination des cellules germinales anormales au cours de la spermatogenèse.
Un spermatozoïde met environ 65 à 70 jours pour atteindre un niveau de maturation suffisant pour féconder un ovocyte, ce qui représente près de deux mois et demi. Une fois formés dans les tubes séminifères, les spermatozoïdes sont libérés dans la lumière du tube puis transportés jusqu’à l’épididyme, où ils achèvent leur maturation. L’épididyme est un conduit étroit et allongé situé sur la partie supérieure et postérieure du testicule.
Pour que ce processus de production et de maturation fonctionne correctement, les testicules doivent rester à une température d’environ un degré inférieure à celle du reste du corps. Il est donc important de maintenir une température adéquate : les testicules doivent être légèrement plus frais que le reste du corps pour produire correctement des spermatozoïdes.
Structure du Spermatozoïde
Un spermatozoïde est extrêmement petit, mesurant en moyenne 50 micromètres (µm), soit 0,05 millimètre. Pour mieux visualiser, il faudrait environ 2 000 spermatozoïdes alignés côte à côte pour atteindre 1 centimètre. Il est composé de trois parties principales :
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- La tête (≈ 5 µm): C’est la partie qui contient le noyau, où se trouve l’ADN du futur bébé. Elle est recouverte d’une membrane spéciale appelée acrosome, qui contient des enzymes permettant de pénétrer l’ovule. La tête du spermatozoïde humain contient le noyau, qui abrite le matériel génétique. Un capuchon appelé acrosome recouvre ce noyau, rempli d’enzymes nécessaires pour pénétrer l’ovule.
- La pièce intermédiaire (≈ 1 µm): Située juste derrière la tête, cette toute petite zone joue un rôle clé. Elle contient les mitochondries, qui produisent l’énergie nécessaire pour se déplacer. Ensuite, on trouve une pièce intermédiaire pleine de mitochondries, produisant l’énergie nécessaire à la mobilité.
- Le flagelle (ou queue) (≈ 45 µm): Il représente près de 90 % de la taille totale du spermatozoïde. C’est un long filament souple qui effectue des mouvements de fouet pour permettre sa progression. Son rôle est d’être rapide et efficace. Il doit traverser l’appareil reproducteur féminin, où seuls les plus résistants survivent. Contrairement à l’ovule, qui est 100 fois plus grand, il n’a pas besoin de stocker des nutriments, mais uniquement d’avoir assez d’énergie pour atteindre sa cible. Cette longue queue permet au spermatozoïde de nager et de progresser à travers le col de l’utérus jusqu’à l’ovule.
Le Sperme : Composition et Rôle
À son orgasme, l'homme éjacule, dans le vagin de la femme, une certaine quantité de spermatozoïdes qui iront féconder l'ovule au niveau de la trompe de Fallope. Le sperme est un liquide biologique qui est libéré par le pénis lors de l’éjaculation. Il contient des spermatozoïdes destinés à fertiliser un ovule dès que l’occasion se présente. Du grec sperma (la semence), le sperme contient en fait bien plus que les spermatozoïdes seuls. Ainsi que l’explique June Pla dans son livre Jouissance Club, on y retrouve aussi le liquide préséminal (produit par les glandes bulbo-urétrales), le liquide prostatique (produit par la prostate), et le liquide séminal (produit par les vésicules séminales). Le sperme est un mélange de tout ça.
Ce liquide opaque et blanchâtre est secrété dans les vésicules séminales, où il s'enrichit en nutriments (acides aminés, acides citriques, fructose…), mais aussi dans la prostate qui produit environ la moitié du sperme.
Généralement, le sperme possède une couleur blanchâtre mais il peut également être transparent ou jaune pâle. Lorsque le sperme est jaune, ce peut être le signe d’une infection qui peut nuire à la fertilité. Cela peut également indiquer l’oxydation de la spermine, une protéine dont le sperme se compose lorsque les rapports sexuels ne sont pas réguliers par exemple.
Durée de Vie du Spermatozoïde
La durée de vie d’un spermatozoïde varie selon le milieu dans lequel il se trouve. Dans des conditions optimales au sein de l’appareil reproducteur féminin, un spermatozoïde peut survivre jusqu’à cinq jours. Après l’éjaculation, les spermatozoïdes remontent dans l’utérus et les trompes de Fallope. Dans la plupart des cas, toutefois, la durée de vie des spermatozoïdes en dehors du corps est de 48 à 72 heures. Une fois hors du corps, le liquide séminal sèche rapidement. Sans milieu humide, les spermatozoïdes meurent très vite. En laboratoire, les spermatozoïdes peuvent être congelés à -196°C grâce à l’azote liquide et se conservent toutefois jusqu’à plusieurs années.
Facteurs Affectant la Qualité du Sperme
De nombreux facteurs peuvent rendre les spermatozoïdes inefficients, telles que la chaleur et les ultrasons. Pour être efficaces, les spermatozoïdes doivent avoir une température inférieure de 2 °C à celle du corps. Pour qui veut concevoir, les saunas, hammams et jacuzzis ne sont donc pas de grands amis.
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Comme dans la plupart des domaines, l’hygiène de vie a une influence remarquable sur la qualité du sperme. Il faut privilégier les aliments riches en antioxydants tels que les légumes verts, les fruits, les huiles végétales, les fruits à coque, le thé vert, le chocolat noir et les épices (curry, curcuma, gingembre). Ces aliments vous protègent des agressions extérieures telles que la pollution, le stress, les rayons UV ou le tabac. Le tabac (tout comme l’alcool) réduit sensiblement la fertilité, notamment en altérant la qualité des spermatozoïdes. Une alimentation riche en graisses saturées diminue aussi la fertilité. Enfin, la pratique d’une activité physique régulière participe à la bonne santé du sperme et permet de faire le plein de vitamine D.
Analyse de la Qualité du Sperme : Le Spermogramme
Entendons-nous bien, on juge la qualité fertile du sperme et non sa qualité gustative par exemple, même s’il y a fort à parier que les deux sont liées. Le spermogramme est l’examen de base dans l’exploration de l’infertilité masculine. Ce test doit avoir lieu après trois jours d’abstinence et les normes varient selon les laboratoires, mais le volume « normal » de quantité de sperme émis lors d’une éjaculation se situerait entre 1,5 et 6 ml (genre entre une petite et une grosse cuillerée à café). Selon les nouvelles normes de l’OMS, l’Organisation mondiale de la santé (mai 2010), la numération normale de spermatozoïdes dans l’éjaculation est supérieure à 15 millions/ml et supérieure à 39 millions par la totalité de l’éjaculation. On s’assurera également qu’ils ont une bonne vitalité (une majorité de vivants), et qu’ils se bougent (une majorité en déplacement). Mais attention : de nombreux scientifiques s’accordent à dire qu’il peut y avoir d’importantes variations de ces valeurs chez le même patient au cours du temps et pour des tas de raisons. Limite nécessaire à la fécondation (20 millions par ml).
Défis et Sélection Naturelle dans le Tractus Génital Féminin
On pourrait penser qu’il suffit d’un seul spermatozoïde pour féconder un ovule, mais en réalité, le processus est bien plus complexe. Lors d’une éjaculation, un homme libère en moyenne 200 à 300 millions de spermatozoïdes. Dès leur entrée dans le vagin, plusieurs millions sont éliminés à cause de l’acidité du milieu. Les spermatozoïdes sont sensibles à l’acidité, qui les neutralise. Or le vagin féminin est un environnement plus ou moins acide (il s’acidifie davantage après l’ovulation). Heureusement, au cours de son cycle de production, le spermatozoïde se dote d’un bouclier : le liquide séminal (qui constitue le sperme) paré de vertus anti-acidité.
Ensuite, ils doivent traverser le col de l’utérus, puis remonter l’utérus et les trompes de Fallope, un parcours semé d’obstacles. Parmi eux, un seul réussira à pénétrer l’ovule, mais ce succès est aussi dû à l’aide des autres spermatozoïdes. En résumé, même si un seul spermatozoïde féconde l’ovule, il en faut des millions au départ pour maximiser les chances de conception. Dès leur entrée dans le vagin, une grande partie des gamètes masculins est rejetée ou piégée dans les replis du col de l’utérus. Jusqu’à 70 % d’entre eux restent coincés et ne peuvent pas poursuivre leur progression. Au final, seuls 1 à 3 % des spermatozoïdes déposés lors d’un rapport sexuel atteignent la trompe de Fallope.
Capacitation et Fécondation
Une fois arrivés dans les trompes de Fallope, les spermatozoïdes doivent subir une transformation clé, appelée capacitation, qui les rend aptes à féconder l’ovule. Cela signifie que même si un gamète arrive en premier, il peut ne pas être prêt à féconder l’ovule. C’est là que ce dernier joue un rôle actif : il sélectionne en quelque sorte le spermatozoïde qu’il laissera pénétrer. Ce mécanisme garantit que l’ovule ne se laisse féconder que par un gamète optimal. Les spermatozoïdes moins aptes sont filtrés, et seul celui qui a été « mûri » et est en parfait état de fonctionnement pourra pénétrer l’ovule.
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Le spermatozoïde a plusieurs outils à son actif pour féconder l’ovocyte. Il est en effet composé de plusieurs parties qui interviennent toutes dans la fécondation. D’abord, la tête qui comprend elle-même deux parties distinctes : l’acrosome, rempli d’une enzyme pouvant perforer la carapace de l’ovocyte, et le noyau, porteur du bagage chromosomique de la cellule (qui va se fondre dans l’ovocyte pour devenir un oeuf).
Perspective Historique
L'Hollandais Antoni Van Leeuwenhoek (1632 - 1723), marchant drapier de la ville de Delft, est considéré comme le père de la microscope scientifique. Il fabriqua 247 instruments de vision microscopique et examina un nombre important de liquides biologiques et de tissus organiques. Il fut le premier à décrire des spermatozoïdes mammifères (chiens, lapin…) et des protozoaires. Il déposa une lettre à Royal Society of London, le 18 mars 1678, dans laquelle il décrivit et dessina les spermatozoïdes qu'il les avait observés. Albrecht von Haller (1708 - 1777) décrivit les spermatozoïdes comme des parasites qui vont dans tous les sens, se heurtent les uns les autres, parfois s'entortillent les uns avec les autres ; ce sont les agglutinines qui se trouvent parfois dans le sperme entraînant parfois la stérilité. Concernant les follicules ovariens, ce fut Regnier de Graaf (1641 - 1673) qui les décrivit pour la première fois ; il les considéra comme des œufs. Ce fut Karl Ernst Von Baer (1792 - 1876) qui décrivit pour la première fois l'ovule mammifère.
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