La fécondation, un moment clé de la reproduction sexuée, est le résultat d'une série d'événements complexes impliquant le spermatozoïde et l'ovule. Cet article explore en détail le schéma spermatozoïde ovule fécondation, en mettant en lumière le trajet des gamètes, leur structure, les mécanismes de la fécondation et les enjeux liés à la fertilité.
Le voyage des gamètes : Du testicule à la trompe de Fallope
Formation et maturation des spermatozoïdes
Un spermatozoïde est un gamète mâle fabriqué dans les tubules séminifères situés dans les testicules. La production quotidienne de spermatozoïdes dans les testicules est considérable et peut atteindre plusieurs millions par jour. Une fois produits dans les tubes séminifères des testicules, les spermatozoïdes encore immatures migrent vers l’épididyme pour y achever leur maturation.
On peut schématiquement résumer la trajectoire des spermatozoïdes, dans l’appareil masculin, en sept étapes. Dans l’épididyme, les spermatozoïdes achèvent leur maturation, où ils acquièrent leur mobilité, transitent. La trajectoire des spermatozoïdes est similaire chez la plupart des hommes en bonne santé physique. Une pluralité de facteurs peut néanmoins perturber leur cheminement tels que l’âge, des pathologies ou autres troubles médicaux spécifiques. En cas de pathologies spécifiques urologiques type éjaculation antérograde, une partie ou la totalité du sperme est éjaculée dans la vessie plutôt que d’être expulsé via l’urètre à l’extérieur du corps. Ce phénomène, peut provenir de troubles du sphincter vésical ou de problèmes neurologiques. En cas d’éjaculation rétrograde, les spermatozoïdes présents dans le sperme éjaculé peuvent être récupérés dans les urines après l’acte sexuel.
Le parcours de l'ovule
L'ovocyte est la cellule reproductrice féminine, contenue dans les ovaires. L'ovocyte se développe dans une structure en forme de sac, appelée follicule ovarien. Au cours du cycle menstruel, seul un follicule est sélectionné pour poursuivre sa maturation jusqu'au stade ovulatoire. L'ovulation permet la libération d'un ovocyte mûr après rupture du follicule ovulatoire. L'ovocyte est le gamète femelle capable d'être fécondé par un spermatozoïde pour obtenir un embryon, auquel il apporte 50% de son patrimoine génétique. De la puberté à la ménopause, de nombreux ovocytes initient leur croissance, mais un seul d'entre eux parvient à poursuivre sa maturation tous les mois pour être libéré et capté par une des trompes. L'ovocyte I, ou ovocyte immature, succède à l'ovogonie vers le 7ème mois de grossesse. De son côté, l'ovocyte II est un ovocyte mature. Si la majorité des follicules contenus dans les ovaires sont au repos, certains vont entrer en croissance puis passer par plusieurs étapes avant d'atteindre la maturité. Si l'on considère une femme qui ne prendrait jamais de contraception au cours de sa vie, seuls 300 à 400 follicules poursuivront leur maturation jusqu'à l'ovulation. Les autres vont mourir de façon aléatoire, quel que soit leur stade de développement.
La rencontre dans les trompes de Fallope
La rencontre du spermatozoïde et de l'ovocyte a lieu dans la partie supérieure des trompes. Les spermatozoïdes remontent ensuite les voies génitales de la femme en nageant dans les sécrétions de l'utérus et des trompes. Seulement quelques dizaines de gamètes mâles atteignent 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. Après l’éjaculation, des centaines de spermatozoïdes se regroupent autour de l’ovocyte mais un seul pénètre la membrane de l‘ovocyte, après quoi les autres spermatozoïdes ne peuvent plus y accéder.
Lire aussi: Évent laminaire : conception
Phase vaginale suite à l’éjaculation dans le vagin : les spermatozoïdes sont expulsés dans le haut du vagin suite à l’éjaculation. La glaire cervicale, produite par le col de l’utérus, varie au cours du cycle menstruel. La rencontre entre un spermatozoïde et un ovule a généralement lieu dans la partie ampullaire des trompes de Fallope.
Structures des gamètes : Spermatozoïde et ovule
Le spermatozoïde : Une cellule spécialisée dans la mobilité
Le schéma du spermatozoïde est particulièrement détaillé. Il montre clairement les trois parties principales du spermatozoïde : la tête, le corps, et le flagelle. La tête fait environ 5 µm et le flagelle fait 50 µm.
L'ovule : Une cellule riche en ressources
Le schéma de l'ovule, ou schéma ovule 4ème, est tout aussi informatif. Il présente la structure interne de cette grande cellule reproductive féminine. L’ovocyte émis lors de l’ovulation est une grosse cellule sphérique, immobile. Elle est entourée d’une enveloppe translucide : la zone pellucide. A l’extérieur de la zone pellucide, l’ovocyte est inclus dans une masse cellulaire dont la couche en contact avec la zone pellucide est nommée corona radiata. L’ovocyte mature ou ovocyte II présente un noyau contenant le nucléole ou pronucléus femelle composé, comme pour le spermatozoïde, de seulement 23 chromosomes et non 46 comme toutes les autres cellules du corps humain, ainsi qu’un globule polaire qui contient le reste du matériel génétique de l’ovocyte (c’est à dire les 23 chromosomes dont il n’a pas besoin) Le globule polaire ne joue aucun rôle dans le développement de l’embryon.
Le processus de fécondation : Une série d'étapes cruciales
La capacitation et la réaction acrosomiale
Un spermatozoïde éjaculé ne pourra pas directement féconder un ovocyte. Des modifications induites par les voies génitales femelles (utérus et surtout oviducte) doivent avoir lieu. C’est la capacitation. Les propriétés membranaires sont alors modifiées avec une perte de cholestérol membranaire et une concentration à l’avant de l’acrosome des radeaux lipidiques membranaires importants pour la fécondation. Il y a hyperactivation de la nage liée à une entrée de Ca2+ dans le cytoplasme qui aboutit à la phosphorylation et à l’activation des dynéines flagellaires. Des récepteurs spermatiques sont démasqués (perte des glycosides de surface ajoutés dans l’épididyme qui bloquent les récepteurs aux protéines de la zone pellucide de l’ovocyte). Les microfilaments d’actine sont réorganisés ce qui est essentiel pour la future réaction acrosomiale.
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 réaction acrosomiale est une exocytose dépendant du Ca2+ qui permet au spermatozoïde d’excréter le contenu de son acrosome. Dans les modèles classiques, elle était dépendante de l’interaction avec la zone pellucide. Il semble cependant que la réaction acrosomiale puisse avoir lieu avant, indépendamment de la zone pellucide. Cette réaction libère des enzymes notamment la hyaluronidase qui permet au spermatozoïde de se frayer un chemin à travers la corona radiata et la zone pellucide.
Lire aussi: Mécanismes de l'accouchement
Fusion des membranes et activation de l'ovule
La fusion des membranes plasmiques des 2 gamètes est initiée par l’interaction de IZUMO sur la membrane plasmique du spermatozoïde et de JUNO sur celle de l’ovocyte. Izumo est une protéine transmembranaire du spermatozoïde et Juno est une protéine ancrée à la membrane de l’ovocyte par un GPI (glycosylphosphatidylinositol). Les souris mâles déficientes en Izumo (mais pas les souris femelles) sont stériles car le sperme dépourvu d’Izumo ne peut pas fusionner avec les ovules. La zone pellucide des ovocytes Juno−/− est pénétrée in vivo par des spermatozoïdes de type sauvage, mais ceux-ci ne fusionnent pas avec l’ovocyte muté.
Après la fécondation l’ovocyte expulse son 2ème globule polaire. 30 heures après la fécondation, le zygote commence ses divisions cellulaires. Celles-ci se succèdent ensuite au rythme d’une toutes les 12 à 16 heures. Les cellules sécrètent un liquide qui forme un petit lac au centre de l’embryon.
Implications et enjeux
Fertilité et infertilité
L’infertilité masculine (ex : faible mobilité des spermatozoïdes), féminine (ex : obstruction des trompes) ou des deux partenaires peut empêcher un couple d’avoir un enfant. Pour les aider, 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).
Contraception et procréation médicalement assistée
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. Selon la loi du 3 août 2021 relative à la bioéthique, les femmes peuvent congeler leurs ovocytes en France, sans motif médical, afin de préserver leur fertilité. Ce dispositif est accessible aux femmes âgées de 29 à 37 ans. Il est vivement conseillé de faire la démarche avant 35 ans, car la réserve ovarienne diminue avec l'âge.
Lire aussi: Ovulation et cycle menstruel
tags: #schema #spermatozoide #ovule #fécondation