FECONDATION. Manuel MARK, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire. Hôpital Universitaire de Strasbourg

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1 FECONDATION Manuel MARK, Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Hôpital Universitaire de Strasbourg

2 LA FECONDATION CHEZ LES VERTEBRES Etape de la reproduction sexuée assurant la création d un nouvel individu par fusion de deux gamètes - Fécondation externe. Dépôt de spermatozoïdes (spz) dans l eau immédiatement après la ponte: amphibiens et la plupart des poissons - Fécondation interne. Dépôt de spz dans les voies génitales: tous les oiseaux, reptiles et mammifères, certains poissons osseux, les requins

3 PHENOMENES PREPARATOIRES A LA FECONDATION Au niveau des spermatozoïdes - Transport et survie - Capacitation Au niveau de l ovocyte - Collecte - Transport et survie

4 TRANSPORT ET SURVIE DES SPERMATOZOÏDES DANS LES VOIES GENITALES FEMININES

5 TRANSPORT ET SURVIE DES SPERMATOZOÏDES DANS LES VOIES GENITALES FEMININES (1) Dépôt = insémination; dans le vagin au voisinage du col: 200 à 300 M de spermatozoïdes (spz) (2) Traversée du canal cervical - Mobilité des spz - Sécrétion de glaire cervicale par les glandes du col utérin; en période périovulatoire = 12è au 14è jour d un cycle de 28 jours; oestrogènes ++: 2 à 3 M de spz dans l utérus (3) Traversée de l utérus - Mobilité des spz - Contractions du myomètre; en période périovulatoire; oestrogènes ++: quelques milliers de spz à la jonction utéro-tubaire

6 GLAIRE CERVICALE œstradiol + ou progestérone ++ œstradiol +++ (période périovulatoire)

7 3 2 1

8 TRANSPORT ET SURVIE DES SPERMATOZOÏDES DANS LES VOIES GENITALES FEMININES (4) Traversée des trompes utérines - Immobilisation des spz dans l isthme tubaire - Libération par vagues successives (quelques dizaines) - Les spz redeviennent mobiles dans l ampoule tubaire Buts du stockage: - Survie des spz (3 à 4 jours) - Diminution du risque de polyspermie Un seul spz est fécondant

9 4 4 isthme ampoule pavillon

10 CAPACITATION DES SPERMATOZOÏDES = Modifications que doit subir le spz afin d acquérir la capacité de féconder - Dans les voies génitales féminines - En période périovulatoire - ~ 2-5 heures - Pré-requis = élimination du liquide séminal - Se traduit par des modifications de la composition membranaire et de la mobilité des spz

11 CAPACITATION DES SPERMATOZOÏDES La capacitation permet le déroulement des premières étapes de la fécondation

12 COMPORTEMENT DE L OVOCYTE

13 COMPORTEMENT DE L OVOCYTE Collecte de l ovocyte Traversée du pavillon Lieu de la fécondation = ampoule de la trompe; survie en l absence de fécondation = environ 10 heures Transit tubaire de l embryon (par anticipation)

14 Expulsion de l ovocyte II et du cumulus oophorus

15 Durant sa migration à travers la trompe de Fallope l embryon effectue sa segmentation Chez le femme la migration est discontinue par arrêt à la jonction ampoule-isthme

16 Durant sa migration à travers la trompe de Fallope l embryon effectue sa segmentation Chez le femme la migration est discontinue par arrêt à la jonction ampoule-isthme

17 Durant sa migration à travers la trompe de Fallope l embryon effectue sa segmentation EMBRYON A 2 ET 4 BLASTOMERES

18 16 BLASTOMERES = DEBUT DU STADE MORULA 3 jours après fécondation

19 Chez la femme, l embryon arrive l'utérus 4 jours après la fécondation. Il est alors au stade morula et comporte environ 30 blastomères. Il faut 4 jours à l embryon humain pour franchir les 10 cm qui le séparent de la cavité utérine.

20 PHENOMENES CELLULAIRES DE LA FECONDATION 30 heures 1) Traversée du cumulus oophorus 2) Fixation spécifique sur la zone pellucide 3) Réaction acrosomique 4) Traversée de la zone pellucide 5) Fusion des gamètes 6) Activation de l'ovocyte 7) Formation et migration des pronoyaux 8) Caryogamie (contact des pronoyaux) 9) Début de la première division de segmentation

21 Ac. hyaluronique I. TRAVERSEE DU CUMULUS OOPHORUS

22 II. FIXATION SUR LA ZONE PELLUCIDE

23 FONCTIONS DE LA ZONE PELLUCIDE La zone pellucide est une matrice extracellulaire de nature glycoprotéique qui entoure: - l ovocyte depuis le follicule secondaire - l'embryon jusqu'au stade blastocyste. Elle à 4 fonctions : - S oppose aux fécondations hétérospécifiques - S'oppose à la polyspermie - S oppose aux implantations prématurées (tubaires) - Protège le jeune embryon contre les effets délétères d'une exposition prématurée à l'environnement tubo-utérin

24 ZP3 FIXATION III. REACTION ACROSOMIQUE

25 FONCTIONS DE LA ZP3 Permettre la formation de la zone pellucide Permettre la fixation des spermatozoïdes sur la zone pellucide Permettre le reconnaissance spécifique d espèce entre ovocyte et spermatozoïdes Déclancher la réaction acrosomique Souris mutante «nulle» pour ZP3

26 IV. TRAVERSEE DE LA ZONE PELLUCIDE -Acrosine - Hyaluronidase

27 Traversée du cumulus oophorus Temps 0 Traversée de la zone pellucide

28 V. FUSION DES GAMETES Temps = 2h

29

30 VI. ACTIVATION DE L OVOCYTE Elle a un double but : 1) empêcher la polyspermie 2) provoquer le "réveil" du métabolisme ovocytaire - L'activation comporte dans l'ordre chronologique : 1) la mobilisation du calcium intra cellulaire 2) un changement du potentiel transmembranaire de l'ovocyte 3) l'exocytose des granules corticaux 4) l'achèvement de la deuxième mitose de la méiose

31 ACTIVATION DE L OVOCYTE. VI. 1. et VI. 2. K Ca

32 VI.3. EXOCYTOSE DES GRANULES CORTICAUX

33 VI. 4. ACHEVEMENT DE LA 2è DIVISION MEIOTIQUE

34 VII. FORMATION DES PRONOYAUX T = 6h ADN X2 ADN X2

35 VIII. CARYOGAMIE = CONTACT DES PRONOYAUX T = 12h

36 VIII. CARYOGAMIE = CONTACT DES PRONOYAUX

37 IX. DEBUT DU DEVELOPPEMENT T = 30h

38 CONSEQUENCES DE LA FECONDATION - Rétablissement du nombre diploïde de chromosomes - Brassage des caractères héréditaires de l espèce - Détermination du sexe génétique Mâle hétérogamétique - androspermatozoïdes (23, Y) - gynospermatozoïdes (23, X) Femelle homogamétique (23, X) - Déclenchement de l ontogenèse

39 LES ANOMALIES DE LA FECONDATION ET LEURS CONSEQUENCES SUR L EMBRYON - Triploïdie Dispermie (Digynie = anomalie de la méiose) - Chimère par double fécondation Ex: hermaphrodisme vrai - Androgenèse et môle hydatiforme - Parthénogenèse et kyste dermoïde de l ovaire (ou tératome ovarien)

40 Môle hydatiforme Kyste dermoïde de l ovaire

41 Illustrations d après: ¾Larsen. Human Embryology, Churchill Livingstone, 1993 ¾Langman. Embryologie Médicale, Masson, 1976