La fécondation est un processus biologique fondamental, commun à tous les êtres vivants qui se reproduisent sexuellement. Chez l'être humain, elle marque le début d'une nouvelle vie et est un processus complexe et finement orchestré. Cet article explore en détail le schéma de la fécondation féminine, depuis la rencontre des gamètes jusqu'à la nidation de l'œuf fécondé.
Rencontre des Gamètes : Un Voyage Semé d'Embûches
La fécondation, dans l’espèce humaine, consiste en l’union d’un gamète femelle (l’ovule) et d’un gamète mâle (le spermatozoïde), d’où résulte la formation d’une cellule initiale : l’œuf fécondé. La rencontre du spermatozoïde et de l'ovocyte a lieu dans la partie supérieure des trompes de Fallope, très peu de temps après l’émission de l’ovule hors du follicule ovarien. Les spermatozoïdes, déposés au fond du vagin lors d'un rapport sexuel, entament un périple ardu pour remonter les voies génitales de la femme. Ils nagent dans les sécrétions de l'utérus et des trompes, guidés par des signaux chimiques émis par l'ovule.
La période où la fécondation peut avoir lieu dépend de la durée de vie des gamètes dans les voies génitales féminines : 24 à 36 heures pour l'ovocyte une fois expulsé et 4 à 5 jours pour les spermatozoïdes. Seules quelques dizaines de gamètes mâles atteignent l'ovule, témoignant de la sélectivité naturelle de ce processus. L’homme fabrique des millions de spermatozoïdes car sur le chemin, beaucoup d’entre eux vont mourir (au niveau du col de l’utérus, les spermatozoïdes mal formés sont éliminés) ou se perdre (certains spermatozoïdes vont se diriger dans une trompe dans laquelle il n’y a pas d’ovule).
La Pénétration de l'Ovocyte : Un Acte de Précision
Afin de pouvoir féconder l'ovocyte, le spermatozoïde doit perforer son enveloppe (membrane pellucide). Pour cela, il produit et déverse des substances qui digèrent cette enveloppe, ce qui permet au spermatozoïde de rentrer en contact avec la membrane cytoplasmique du gamète féminin. Seul un noyau de spermatozoïde peut pénétrer dans l'ovocyte. La zone pellucide est une barrière importante et le spermatozoïde doit exercer des mouvements vigoureux pour la traverser. En général, un seul de ces spermatozoïdes parvient à traverser la zone pellucide, atteindre la surface de l’ovocyte et pénétrer dans l’ovocyte.
Le Cycle Féminin : Préparation à la Fécondation
Le cycle féminin joue un rôle essentiel dans la préparation à la fécondation. En théorie, un cycle dure environ 28 jours (la durée peut varier d’une femme à l’autre). La première partie du cycle s’appelle la phase folliculaire. Durant cette phase, un follicule dominant va se développer et mûrir dans l’un des deux ovaires. En milieu de cycle (théoriquement le 14e jour), le follicule dominant, qui contient l’ovocyte, va se rompre. L’ovocyte sera expulsé en dehors du follicule, c’est l’ovulation. La femme est fertile les derniers jours de la phase folliculaire, juste avant l’ovulation (environ 3 jours), et environ 24 heures après l’ovulation.
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La dernière partie du cycle correspond à la période entre l’ovulation et le début des menstruations suivantes, on l’appelle la phase lutéale. Après l’ovulation, le follicule éclaté se transforme en corps jaune et sécrète des hormones. S’il y a eu fécondation, le corps jaune persiste. Si la fécondation n’a pas eu lieu, le corps jaune régresse et la production d’hormones chute brutalement. Cette chute hormonale brutale provoquera les règles.
Les Hormones Clés du Cycle
Au niveau du cerveau, des hormones sont sécrétées, retenons en particulier la GnRH, FSH et LH : ce sont des messagers chimiques qui indiquent à notre corps comment fonctionner. Au niveau des ovaires : en réponse aux hormones sécrétées par le cerveau, les ovaires vont faire grandir un follicule (qui contient le futur ovule) et vont se mettre à leur tour, à sécréter des hormones : en particulier les œstrogènes et la progestérone. Au niveau de la muqueuse utérine : en réponse aux différentes hormones produites par les ovaires, la muqueuse utérine va se modifier.
La phase folliculaire débute avec les menstruations (ou les règles) et dure environ 5 jours. Evénement utérin : la muqueuse utérine se délabre, les vaisseaux qui la parcourent se rompent. La période pré-ovulatoire correspond au laps de temps entre la fin des menstruations et l’ovulation. Cette période est la phase du cycle la plus variable en durée : elle dure en moyenne de 6 à 13 jours.
Hormones en action sécrétées par le cerveau : Au niveau du cerveau se trouve une petite glande : l’hypothalamus. Il sécrète l’hormone de libération gonadotropique (GnRH) et contrôle le cycle ovarien et utérin. La GnRH va à son tour stimuler une autre glande dans le cerveau : l’hypophyse. C’est l’hypophyse qui sécrète l’hormone star de phase folliculaire : la FSH (Hormone FolliculoStimulante). Evénement ovarien : sous l’influence de la FSH, un des follicules présent dans les ovaires, va poursuivre son développement et sa croissance, on l’appelle le follicule dominant. Evénement utérin : Les œstrogènes, libérés dans le sang par le follicule dominant, stimulent la croissance et la réparation de l’endomètre.
L’ovulation correspond à la rupture du follicule mûr qui libère l’ovule dans l’une des deux trompes utérines. Evénement ovarien : On l’a étudié précédemment, le follicule en croissance sécrète des œstrogènes. Plus il grandit et mûrit, plus il en sécrète. La nature et le corps sont bien faits, le cerveau peut envoyer des messages aux ovaires MAIS les ovaires peuvent aussi faire un « feed-back » au cerveau ! Hormones en action sécrétées par le cerveau : Ici, le taux élevé d’œstrogènes va stimuler la libération de GnRH : c’est le rétrocontrôle positif. La GnRH favorise la libération de FSH et surtout d’une grande quantité de LH (Hormone Lutéinisante), par l’hypophyse. La LH est l’hormone star de l’ovulation. Grâce au pic de LH, l’ovulation a lieu : le follicule se rompt et l’ovule est expulsée (environ 36h après le pic de LH). Parfois, on peut ressentir une petite douleur pendant l’ovulation (à cause justement de la rupture du follicule).
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La phase lutéale est la période entre l’ovulation et le début des menstruations suivantes. C’est la phase la plus constante du cycle féminin en termes de durée. Elle dure en moyenne 14 jours pour un cycle de 28 jours. En réalité, elle peut durer entre 11 et 16 jours. Hormones en action sécrétée par le cerveau : durant cette période c’est surtout la LH qui est sécrétée. Evénement ovarien : après l’ovulation, le follicule rompu s’écrase sur lui-même et devient le « corps jaune ». Celui-ci sécrète des hormones et en particulier des œstrogènes et de la progestérone. Evénement utérin : Le revêtement de l’utérus s’épaissit sous l’action des œstrogènes et de la progestérone et sécrète du glycogène (une molécule composée de sucre). Si l’ovule n’a pas été fécondé, le corps jaune a une durée de vie de 14 jours. Au-delà, il dégénère et ne produit plus les fameuses hormones oestrogènes et progestérone. Si l’ovule a été fécondé et s’est implanté dans l’utérus, le corps jaune persiste : il est sauvé de la dégénérescence par l’Hormone Gonadotrophine Chorionique (hCG). Cette hormone est produite par le futur placenta à partir du 8e jour après la fécondation.
Fécondation In Vitro (FIV) : Une Alternative Médicale
Lorsque la fécondation naturelle est compromise, la fécondation in vitro (FIV) offre une alternative médicale. Cette technique de PMA (Procréation Médicalement Assistée) est dite « in vitro » puisque la fécondation se passe en dehors du corps de la femme.
Étapes Clés de la FIV
- Stimulation ovarienne : L’objectif de la stimulation, un traitement hormonal administré par injection, est d’une part d’obtenir le développement simultané de plusieurs follicules et d’autre part de pouvoir prélever des ovocytes avant l’ovulation. Ce traitement est surveillé de façon adaptée par des échographies et des dosages hormonaux.
- Ponction ovarienne : Lorsque les follicules seront matures, le déclenchement de l’ovulation. Elle est réalisée par voie vaginale sous contrôle échographique, et sous anesthésie ou analgésie. Après la ponction, les liquides folliculaires contenant les ovocytes (ou ovules) sont transmis au laboratoire. Tous les follicules.
- Recueil et préparation du sperme : Le recueil du sperme par masturbation a lieu au laboratoire. Le sperme est ensuite préparé sur place le jour de la ponction ovarienne. Dans des situations particulières, des spermatozoïdes préalablement congelés seront utilisés.
- Fécondation in vitro : Après le recueil et la préparation, les spermatozoïdes sont simplement déposés au contact des ovocytes dans une boîte de culture contenant un milieu liquide nutritif et placée dans un incubateur à 37° C. Les spermatozoïdes mobiles viennent spontanément, sans aide extérieure, au contact de l’ovocyte. Un seul spermatozoïde fécondera celui-ci. Dans certaines situations, la technique de la FIV peut être associée à l’ICSI : un seul spermatozoïde.
- Culture embryonnaire : Le lendemain de la ponction, les ovocytes fécondés (ou zygotes) sont identifiables par la présence de 2 noyaux, appelés pronucleï : l’un provient de l’ovocyte, l’autre du spermatozoïde. Tous les ovocytes ne sont pas forcément fécondés. Les zygotes deviennent des embryons de deux à quatre cellules en 24 heures, puis de six à huit cellules 24 heures plus tard.
- Transfert embryonnaire : Dans la majorité des cas, les embryons sont transférés deux à trois jours après la ponction dans l’utérus. Le transfert embryonnaire est un geste simple et indolore qui est parfois pratiqué sous contrôle échographique. Il est réalisé au moyen d’un cathéter fin et souple introduit par voie vaginale dans l’utérus, la patiente étant allongée en position gynécologique. L’embryon est déposé à l’intérieur de l’utérus.
- Congélation embryonnaire : Le nombre d’embryons obtenus peut être supérieur au nombre d’embryons transférés. Dans ce cas, les embryons non transférés dits « surnuméraires » et qui présentent des critères de développement satisfaisants peuvent être congelés. Ces embryons, après décongélation, pourront être placés dans l’utérus.
IMSI : Une Technique Avancée
L’IMSI (Injection Magnifiée de Spermatozoïde) suit le même procédé que l'ICSI, à la seule différence que l’observation des spermatozoïdes se fait avec un microscope spécial. Il est alors possible grâce à l’IMSI, d’observer des détails qui ne sont pas visibles autrement. Par exemple, la structure de la tête. Si celle-ci présente des vacuoles (sortes de petits cratères), cela laisse supposer qu’il est probable que la fragmentation de l’ADN du sperme est trop importante pour permettre une naissance. Les premiers résultats montrent que cette technique est prometteuse : augmentation du taux d’implantation et diminution du taux de fausses couches.
Facteurs Influant sur la Fécondation
Plusieurs facteurs peuvent influencer le succès de la fécondation, que ce soit naturellement ou par FIV.
- Maturité de l'ovocyte : En règle générale, on peut dire qu’un ovocyte tout à fait mature est fécondé ; un ovocyte incomplètement mature a moins de chances de débuter une fécondation et, s’il la débute, il a moins de chances de la terminer ; un ovocyte totalement immature a très peu de chances de débuter une fécondation et il ne la finit pas.
- Qualité du sperme : En FIV classique, la diminution de la qualité du sperme entraîne une diminution du taux de fécondation. Ainsi, toutes tentatives confondues (donc avec des ovocytes de maturité diverse), le taux de fécondation est de 66 % avec un sperme de bonne qualité et il décroît jusqu’à 0 % avec un sperme de très mauvaise qualité. En ICSI, la qualité du sperme ne joue en principe pas, la fécondance étant court-circuitée par la technique elle-même.
Identification de la Fécondation
On peut savoir s’il y a eu fécondation si deux petits noyaux sont nettement visibles au centre de l’ovocyte, l’un d’entre eux est le noyau mâle, l’autre le noyau femelle. Au cours de cette nouvelle journée, dans chaque zygote, les chromosomes des deux noyaux s’assemblent.
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De la Fécondation à la Nidation : Les Premières Étapes du Développement Embryonnaire
Après la fécondation, la cellule-œuf (zygote) commence à se diviser et se déplace jusque dans l’utérus. Elle va s’installer dans la muqueuse utérine pour continuer son développement : c’est la nidation, qui a lieu le 6e jour environ après l’ovulation. La cellule-œuf va ensuite commencer à se diviser et se déplace jusque dans l’utérus. Elle va s’installer dans la muqueuse utérine pour continuer son développement : c’est la nidation.
Les Étapes Initiales du Développement
L’ovule fécondé poursuit son avance dans la trompe, puis tombe dans la cavité utérine (vers le quatrième jour), où il se fixe sur la paroi : c’est la nidation, qui a lieu le 6e jour environ après l’ovulation. En même temps a commencé la division cellulaire, qui permet - par différenciation des cellules créées - la constitution progressive d’un être humain. Si le patrimoine génétique et avec lui tous les “codes” nécessaires à la différenciation cellulaire sont tout entiers inscrits dans la cellule initiale, il est certain qu’il y a loin de cet œuf unicellulaire à l’organisme achevé, avec ses quelques milliards de cellules, qui ne pourra être viable qu’après 6 mois de développement.
Voici quelques étapes de ce développement :
- 13e - 14e jour : début de la participation sanguine maternelle, à travers le placenta (taille de l’embryon : 1 à 2 mm).
- 3 semaines : le cœur commence à battre.
- 7 semaines : le foetus fabrique son propre sang. Le foie est entré en fonction. Achèvement du cerveau (taille : 2 cm).
- 13 semaines (3 mois) : début des mouvements. Développement des organes génitaux externes (taille : 10 cm).
- 26 semaines (6 mois) : début de la viabilité (taille 25 cm - Poids : un kilo environ).
- 38 semaines : terme normal (poids moyen : 3,2 à 3,5 kilos).
Risques et Régulation Naturelle
Dans tout ce processus, lent et complexe, les risques “d’incident” semblent considérables ; et plus notre connaissance s’enrichit, plus ces risques nous apparaissent clairement. Il existe, fort heureusement, de nombreux mécanismes régulateurs. Mais certaines erreurs sont irrattrapables : celles qui affectent le patrimoine génétique lui-même. De telles erreurs peuvent se produire tout au long de la méiose, puis au cours des toutes premières divisions cellulaires : et l’on sait aujourd’hui que ces erreurs sont, en effet, nombreuses. La reproduction n’est pas un processus parfait, se déroulant presque sans incident dès lors que la fécondation a eu lieu, mais au contraire un système auto-régulateur qui corrige (par élimination) ses erreurs graves, le taux d’élimination étant élevé : au minimum 40 %, et peut-être 70 %. La fécondation peut bien avoir lieu : dans certains cas elle est inutile, l’ovule étant trop défectueux pour que l’œuf ne soit pas condamné d’avance à une prompte destruction.
Contraception et Assistance Médicale à la Procréation
Afin d’éviter une fécondation, il est possible d’utiliser des moyens de contraception comme le préservatif (masculin ou féminin), la pilule, le stérilet ou l’implant. Lors d’un rapport sexuel non protégé, il est possible d’avoir recours à la pilule d’urgence (=pilule du lendemain) afin d’éviter de tomber enceinte.
Pour les couples ayant des difficultés à concevoir, un médecin peut réaliser une PMA (Procréation Médicalement Assistée). L’insémination artificielle, quand les spermatozoïdes ont du mal à atteindre l’ovule (ex : faible mobilité des spermatozoïdes). La Fécondation In Vitro (FIV), quand les spermatozoïdes ne peuvent pas atteindre l’ovule (ex : trompes obstruées).
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