Permet aux espèces de se perpétuer en assurant un brassage génétique

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1 La reproduction Anne Briançon Marjollet TIS 4, 10 Octobre 2011

2 La reproduction sexuée Méiose Gamète femelle (ovocyte) Haploïde Fécondation Gamète mâle (spz) Haploïde Méiose Œuf fécondé Diploïde Permet aux espèces de se perpétuer en assurant un brassage génétique

3 Plan du cours Les testicules et la spermatogenèse L ovaire, l ovogenèse et le cycle féminin La fécondation

4 Les organes reproducteurs masculins Cordon spermatique Vaisseaux sanguins et nerfs Vessie Tube séminifère Vésicule é l séminale Epididyme (tête) Prostate Cône efférent Canal défé t déférent Rete testis Tubes droits Canal déférent Canal déférent p y Epididyme (corps) Urètre Epididyme Testicule Lobule testiculaire Septum Albuginée Epididyme (queue) 200 à 300 lobules / testicule; 2 à 4 tubes séminifères / lobule Les spermatozoïdes sont produits dans les parois des tubes séminifères (de la périphérie vers le centre) Les spermatozoïdes sont produits dans les parois des tubes séminifères (de la périphérie vers le centre) Longueur totale des tubes séminifères = environ 300 mètres! Ils sont stockés dans l épididyme et le 1er tiers des canaux déférents Ils subiront une maturation dans les voies sexuelles masculines puis féminines afin d acquérir la capacité de fécondation

5 La spermatogenèse Coupe de tube séminifère Lumière Cellule de Sertoli Paroi du tube séminifère Clll Cellules germinales: Spermatogenèse Membrane propre Espace interstitiel Cellules somatiques: Fonction endocrine Cellule de Leydig Sertoli: inhibine + soutien et nutrition Leydig: testostérone

6 La spermatogenèse Section de tube séminifère Processus permanent Durée 74 jours Epididyme Testicule Tube séminifère Diploïdes, en mitose 27 jours Spermatogonie Spermatocyte I En cours de méiose 24 jours Spermatocyte II Cellule de Sertoli Haploïdes, en maturation post méiotique 23 jours Spermatides Libérés dans le tube séminifère / jour millions / ml Spz faculty.sunydutchess.edu/scala/bio102/default.htm

7 La spermatogenèse Cellule de Leydig Membrane propre Cellules de Sertoli Spermatogonies Spermatides Spermatocytes I

8 La maturation des spermatozoïdes Spermatide Spermatozoïde Appareil de Golgi Vésicule acrosomale Mitochondries Acrosome Noyau Noyau Centrioles Microtubules Flagelle Cytoplasme en excès PI Tête Formation de l acrosome Mise en place du flagelle, riche en mitochondries Elimination du cytoplasme (corps résiduels) Flagelle Allongement et condensation du noyau (histones protamines)

9 La régulation hormonale de la spermatogenèse Cellule de Sertoli 2 types de cellules dans les testicules: Cellules de Sertoli : synthèse de l inhibine Cellules de Leydig: synthèse de la testostérone Sécrètent 95% de la testostérone chez l homme Cellule de Leydig Implication de l axe hypothalamo hypophysaire

10 La régulation hormonale de la spermatogenèse 2 1 Système porte hypophysaire 1 Sous le contrôle de la GnRH, la LH stimule la production de testostérone (et un peu d estradiol) par les cellules interstitielles de Leydig 2 La T et l E 2 exercent une rétroaction négativesur la sécrétion de GnRH, de LH et de FSH

11 La régulation hormonale de la spermatogenèse 4 3 Sous le contrôle de la GnRH, la FSH stimule la production d inhibine et d ABP par les cellules de Sertoli 3 4 L inhibine exerce une rétroaction négative sur la sécrétion de FSH

12 La régulation hormonale de la spermatogenèse 5 La testostérone ne peut entrer dans les tubes séminifères que si elle est liée à l ABP 5 Elle y jouera son rôle dans la maturation des spermatozoïdes

13 La régulation hormonale de la spermatogenèse: résumé Axe cérébro testiculaire Androgènes T LH Cellule de Sertoli Hypothalamus GnRH FSH Hypophyse Inhibine HYPOTHALAMUS Sécrétion pulsatile GnRH ou LHRH (gonadotropin releasing hormone) HYPOPHYSE Sécrétion pulsatile FSH = Follicle stimulating hormone LH = Luteinizing hormone Cellules de Leydig TESTICULE Androgènes Inhibine

14 La testostérone Bastaux de testostérone Mais suffit à inhiber l axe HPT HPP Puberté: Augmentation du seuil d inhibition de l axehpt HPT HPPHPP Diminution de la sensibilité à la testostérone Mise en place des sécrétions pulsatiles de GnRH, LH et FSH Libération detestostérone testiculaire Production par ovaires, surrénales et placenta, + conversion périphérique Concentration plasmatique 15x plus faible que chez l homme

15 La testostérone: effets physiologiques sur les organes génitaux, sur les caractères sexuels secondaires: di poils pubiens/faciaux/axillaires, i / ill i mue de la voix effets somatiques Mue de la voix Peau: pilosité Organes génitaux: Croissance et développement Spermatogenèse Fonction érectile Muscles: Masse musculaire Puissance musculaire Cerveau: Comportement sexuel, libido Agressivité ité Moelle osseuse: Production de globules rouges Os: Maintien de la densité des os

16 La testostérone: effets indésirables des apports exogènes Chez l homme Chez la femme Effets toxiques: Oedèmes Atteintes hépatiques (hépatites, cancer) Conversion périphérique en œstrogènes Féminisation: Gynécomastie Augmentation de la poitrine Acné Prise de poids Calvitie Masculinisation: pilosité Acné Prise de poids Développement clitoridien

17 Les organes reproducteurs féminins Les ovaires: 2,5 5cm de long Double fonction: exocrine = production ovocytes endocrine = production hormones sexuelles Les trompes: 10 cm de long L utérus: 6 10cm de long Paroi musculaire (myomètre) + endomètre + cavité utérine

18 Les organes reproducteurs féminins: l ovaire Follicules ovariens Cortex Vaisseaux sanguins Médullaire Albuginée

19 Le cycle ovarien: L ovaire subit un cycle mensuel lié à la maturation des follicules: Entre J1 et J14: phase folliculaire Croissance et maturation d un follicule contenant les ovocytes J14: ovulation Libération d un ovocyte fécondable, bloqué en 2 e division de méiose Entre J14 et J28: Phase lutéale Dégénerescence du follicule en corps jaune

20 Le cycle ovarien: la phase folliculaire Permet le développement et la libération des gamètes femelles: les ovocytes Unité fonctionnelle: le follicule ovarien Pool de réserve (vie intra utérine) Follicule primordial Follicule primaire Folliculogenèse Entrée en phase de croissance (puberté) Follicule secondaire J1 Follicule tertiaire (ou antral) Follicule De Graaf J14 Ovulation: expulsion ovocyte fécondable

21 La folliculogenèse = Processus par lequel les follicules se différencient jusqu à atteindre l ovulation (<1%) ou dégénérer par apoptose (>99%) C est Cest un processus continu de la puberté à la ménopause Stock de follicules primordiaux = 1 million à la naissance Pool de réserve formé pendant la vie intra utérine à l / l Arriveront à ovulation: approximativement 1/mois x 12 mois x 35 ans = 420 seulement Les autres entrent en apoptose

22 La folliculogenèse : les follicules primordiaux 40 µm L ovocyte (Oo) est entouré d une seule couche de cellules folliculaires. La méiose a commencé mais s est tbloquée: il est encore diploïde (2n) Pool de réserve définitif au 7 e mois de vie utérine

23 La folliculogenèse : les follicules primaires µm Ovocyte I entouré d une seule couche de cellules folliculeuses cubiques Ov I Sécrétion de la ZONE PELLUCIDE matrice glycoprotéique entourant l ovocyte Zone pellucide Cellules folliculeuses

24 La folliculogenèse : les follicules secondaires µm Ovocyte I entouré de plusieurs couches dece cellules es folliculeuses cueuses formant la GRANULOSA formation de la THEQUE interne et externe Thèque interne: Oestrogènes Thèque externe: tissu conjonctif et de soutien 200µm 2mm Formation de l ANTRUM = cavité remplie de liquide folliculaire Apparaîtenviron 60 joursavant ovulation

25 La folliculogenèse : les follicules mûrs ou de De Graaf 20 mm Volumineux antrum Ovocyte entouré par une seule couche de cellules = la Corona Radiata La méiose reprend et se bloque en métaphase de méiose II Chaque mois, un seul follicule l évolue jusqu à àdevenir Follicule l de De Graaf

26 L ovulation À J14 La paroi du follicule se rompt L ovocyte bloqué en méiose II est expulsé entouré de sa corona radiata

27 La phase lutéale Entre J14 et J28 En absence de fécondation: dégénérescence du follicule de De Graaf en corps jaune, quisécrète delaprogestérone et unpeu d oestrogènes Si fécondation: le corps jaune est maintenu pendant 2 3 mois (rôle hormonal) J28 Corps jaune dégénéré (corpus albicans) Corps jaune =corps lutéal J14

28 Le cycle ovarien: bilan

29 Folliculogenèse et âge féminin Nb de follicules primordiaux/ovaire Nb de follicules en croissance/ovaire Naissance / 20 ans ans ans 100 / Epuisement constant et régulier de la réserve folliculaire Diminution progressive de l entrée en croissance des follicules

30 Chronologie de la folliculogenèse et l ovogenèse

31 La méiose ovocytaire Noyau en prophase I Ovocyte I (Prophase I) Zone pellucide Pic de LH Ovulation Métaphase II 1 er GP Métaphase I Anaphase I Télophase I Prophase II 1 er GP Ovocyte II (Métaphase II) noyau Cytoplasme (avec noyau en méta II) 1 er GP Fécondation Anaphase II Télophase II 2éme GP 2 pronoyaux (male et femelle) 2ème GP Œuf fécondé 2GP 2 pronoyaux

32 Comparaison des méioses mâles et femelles MEIOSE I MEIOSE II Globule Polaire 4 spermatozoïdes Petits Nombreux Mobiles Globule Polaire 1 seul œuf fécondé Gros Peu mobile Riche en réserves

33 Variations hormonales au cours du cycle ovarien Hypothalamus Sécrétion pulsatile de GnRH Gonadotropin Releasing Hormone Hypophyse Sécrétion cyclique de FSH et LH Follicle Stimulating Hormone, Luteinizing Hormone Ovaire Sécrétion biphasique d oestrogènes Sécrétion de progestérone en phase lutéale

34 Régulation hormonale du cycle ovarien: phase folliculaire De J1 à J11: régulation négative de l axe HH par les oestrogènes (aux niveaux hypothalamus + hypophyse) Maintien des taux bas A J12 13: régulation positive de l axe HH par les oestrogènes (aux niveaux hypothalamus + hypophyse) Pic de LH et FSH Ovulation

35 Régulation hormonale du cycle ovarien: phase lutéale Rétrocontrôle négatif exercé par oestrogènes + progestérone

36 Mise en place du cycle à la puberté Enfance: taux faibles d oestrogènes, qui inhibent l axe HH A la puberté: Seuil d inhibition de l hypothalamus augmente Les taux faibles d oestrogènes ne suffisent plus à inhiber l hypothalamus GnRH augmente LH et FSH augmentent => Cycles se mettent en route Excès d oestrogènes dans l enfance, lié à l obésité notamment (œstrogènes libérés par Tissu Adipeux) => Croissance mammaire, puberté précoce

37 Le cycle menstruel: modifications utérines Synchronisé au cycle ovarien Alternance de phases de prolifération/desquamation Permet l éventuelle implantation de l embryon en cas de fécondation

38 Structure de la paroi de l utérus Endomètre Couche fonctionnelle Couche basale Myomètre (muscle lisse)

39 Le cycle menstruel: phase menstruelle Jours 1 5 Chute t des taux d hormones Constriction des artères spiralées > ischémie et jusqu à rupture des capillaires Desquamation de la couche fonctionnelle de l endomètre : perte de sang, cellules, fragments nécrotiques À J5: follicules recommencent à synthétiser des œstrogènes

40 Le cycle menstruel: phase proliférative Jours 6 14 Remontée R des taux d oestrogènes La couche basale régénère une nouvelle couche fonctionnelle épaisseur et vascularisation de l endomètre, accroissement des glandes Glairecervicale devient claire et aqueuse a proximitéde lovulation l ovulation

41 Le cycle menstruel: phase sécrétoire Jours Après l ovulation, sécrétion progestérone par le corps jaune Couche fonctionnelle cto esécrète du glycogène gycogè eetet des nutriments ts dans la cavité utérine Glaire cervicale devient visqueuse (bouchon muqueux) Dégénérescence du corps jaune : hormones et début phase menstruelle

42 Troubles de la menstruation Aménorrhée: absence de menstruations Primaire: puberté tardive, anomalie chromosomique, génétique ou anatomique Secondaire: grossesse, allaitement, stress/jeûne Ménorragie: perte excessive Relativement fréquente chez les femmes d âgemoyen, multipares avec une pathologie utérine bénigne Peut être secondaire au port d un stérilet par exemple

43 Troubles de la menstruation Stress, Jeûne Fertilité inutile si réserves métaboliques insuffisantes pour une grossesse Mécanismes hypothalamiques suppriment les décharges de GnRH hypogonadisme hypogonadotrophique et aménorrhée Allaitement Stimulation réflexe de PRL qui inhibe la sécrétion de FSH et de LH

44 Effets des œstrogènes Effets somatiques : Squelette : poussée de croissance Muscle: effet anabolisant, moins que les androgènes Caractères sexuels secondaires féminins : Croissance des seins Distribution du tissu adipeux Conformation du bassin Effets métaboliques: taux cholestérol sanguin, rapport HDL/LDL absorption du Ca 2+ osseux Effets sur la reproduction: Phase folliculaire et pic de LH Développement de l endomètre (phase proliférative) Glaire cervicale en phase ovulatoire

45 Effets de la progestérone Endomètre: phase sécrétoire Glaire cervicale : visqueuse Sein : (avec la prolactine) croissance lobules/alvéoles, préparation à la lactation SNC : action sédative, température basale post ovulatoire

46 La fécondation Fusion de deux gamètes haploïdes Donne naissance au zygote, diploïde Dans certains conditions temporelles et spatiales: Période de fertilité, dépend de: date d ovulation durée de vie des gamètes: 24h pour ovule, 48 72h pour spz Dans le premier 1/3 des trompes Nécessite la capacitation des spz dans les voies génitales féminines

47 La fécondation: transit et maturation des spz Trompe de Fallope Plusieurs millions à l éjaculation 1% arrive à lutérus l utérus Quelques centaines au niveau de l ovule Fécondation Ovocyte II Déplacement des spz: env. 2cm/heure flagelle contractions de l utérus et des trompes Utérus Col utérin (glaire cervicale) Ovaire Remontée dans le tractus féminin: Vagin: acide, plutôt hostile Col de l utérus: Elimination liquide séminal (glaire cervicale) «Réservoir» de spz Cavité vaginale (Dépôt des spz) Utérus et trompes de Fallope: capacitation des spz Fécondation: 1/3 externe des trompes

48 La fécondation: transit et maturation des spz Glaire cervicale, au niveau du col de l utérus varie avec période du cycle, sous influence des œstrogènes: Hors H ovulation: lti serrée, visqueuse. Empêche le passage des spz. Période d ovulation: dovulation: plus abondante, plus lâche, aqueuse. Laisse passer, protège et nourrit les spz. Les spz peuvent y être stockés jusqu à 48 72h: permet un relarguage progressif des spz.

49 La fécondation: la capacitation des spz Modifications structurales et fonctionnelles permettant au spzd acquérir son pouvoir fécondant Durée 7h environ Dans les voies féminines (utérus et trompes) In vitro en PMA: élimination liquide séminal par centrifugation douce Modifications de la membrane du spz: Elimination de protéines de surface Perte de résidus glucidiques de protéines membranaires Conséquences: Démasquage de récepteurs membranaires => fixation à la zone pellucide Hyperactivation du spz => mouvement circulaire permettant de franchir la ZP Pé Préparation à la réaction acrosomique

50 La fécondation: interaction des gamètes 2. Réaction 1. Fixation acrosomale sur ZP 3. Traversée de la ZP 5. Entrée du noyau du spz 4. Fusion des mb plasmiques

51 La fécondation: la réaction acrosomale Mb plasmique Acrosome Vésicules acrosomiales Contenu de l acrosome Mb interne de l acrosome Noyau Cape post acrosomique Fusion de la mb Fragmentation de la Démasquage de la mb plasmique et de la mb mb et libération des acrosomiale interne externe de l acrosome enzymes

52 La fécondation: interaction des gamètes 2. Réaction 1. Fixation acrosomale sur ZP 3. Traversée de la ZP 5. Entrée du noyau du spz 4. Fusion des mb plasmiques Activation ovocytaire

53 La fécondation: l activation ovocytaire La réaction corticale: blocage de la polyspermie Reprise et achèvement de la méiose ovocytaire (bloqué en métaphase II) Emission du 2 e globule polaire Formation du pronucleus femelle Destruction du spermatozoïde Dégradation de la plupart des composants du spz Décondensation du noyau Formation du pronucleus mâle

54 La fécondation: la fusion des pronucleus Une première mitose s amorce dans chacun des noyaux: réplication de l ADN (phase S): n K à 2 chromatides Prophasep Au moment de la métaphase: destruction des enveloppes des pronucleus, les chromosomes se mélangent alors => 2n K On obtient un zygote diploïde

55 Développement embryonnaire précoce Stade 4 cellules Fécondation Blastocyste en éclosion Blastocyste précoce Stade 8 cellules Stade 2 cellules Morula (16 32 cellules) Ovocyte Blastocyste prêt à s implanter

56 Développement embryonnaire précoce Implantation dans la paroi de l utérus: Implantation dans la paroi de lutérus: trophoblaste envahit la paroi masse cellulaire interne donnera les 3 feuillets de l embryon

57 Développement utérin et embryonnaire Hauteur utérine éi = 32 à 37cm 60 80g 1 kg 5 semaines 1cm 14 semaines 6cm 20 semaines 30cm

58 Conclusion

59 COMPOSITION Ovocyte + pour 2 gélules Vitamine C (acide ascorbique)180 mg 300 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour Vitamine E (tocopherol) 30 mg 300 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour Folates 200 µg100 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour VITAMINE B62 mg100 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour VITAMINE B122 µg100 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour Zinc15 mg100 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour Fer 14 mg 100 % Apport journalier recommandé 2 gélules par jour Magnésium150 mg 50 % Apport tjournalier recommandé 2 gélules par jour Selenium 50 µg Manganése 35mg 3,5 Ovocyte + 1 supplémentation optimisée en vitamines et minéraux critiques pour la qualité des ovocytes et la prévention des malformations de l'embryon.

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