M6 Biologie: Gamétogenèse femelle

• M6 – Biologie de la reproduction: Fiche de cours n°3
• Gamétogénèse femelle

Comparaison entre la Gamétogenèse Femelle et la Gamétogenèse Mâle

• Similitudes entre les gamétogenèses femelle et mâle:
• Les gonades (ovaires) ont deux fonctions: exocrine (production des ovocytes) et endocrine (production d'hormones).
• Sécrétion de stéroïdes sexuels.
• Débutent à la puberté.
• Spécificités de la gamétogenèse femelle:
• Arrêt de la production des gamètes à la ménopause, autour de 50 ans.
• Événement discontinu avec blocage de l'ovocyte I puis de l'ovocyte II en métaphase. L'achèvement ne se produit que s'il y a fécondation.
• Les hormones sexuelles majoritaires sont les oestrogènes, formés à partir des androgènes, et de la progestérone.
• La fonction exocrine et endocrine est assurée par la même unité morphologique : le follicule ovarien.
• Pas d'émission de l'ovocyte hors du corps; la fécondation se déroule au sein du tractus génital féminin.

Folliculogenèse

• Définition : Succession des différentes étapes du développement du follicule, de sa sortie du stock de réserve comme follicule primordial à sa rupture lors de l'ovulation comme follicule mûr ou de De Graaf.
• Dimensions de l'ovaire : 4 x 2 x 1 cm.
• L'ovaire est entouré d'un épithélium ovarien.
• Description de l'ovaire :
• Zone périphérique (corticale): Contient les éléments de la folliculogenèse, notamment les follicules à différents stades de développement, le corps jaune, et les corps atrétiques (follicules dégénérés par apoptose).
• Zone centrale (médullaire): Contient les éléments nécessaire au fonctionnement de l'ovaire,tels que les tissus conjonctifs, les vaisseaux et les nerfs.

Folliculogenèse : Description Morphologique

• 5 stades de développement folliculaire:
• Follicule primordial (+ jeune)
• Follicule primaire
• Follicule secondaire
• Follicule tertiaire
• Follicule de De Graaf (+ âgé)

Follicule Primordial

• Taille: Les plus petits, environ 40 μm.
• Ovocyte I:
• Taille: 30 à 40 μm.
• Noyau bloqué au stade diplotène de prophase I (vésicule germinative).
• Deux éléments constitutifs:
• Quelques cellules folliculeuses (ou de la granulosa) qui sont aplaties, non jointives et entourent l'ovocyte I.
• Stroma

Follicule Primaire

• Taille: 50 μm
• Ovocyte I:
• Identique à celui du follicule primordial.
• Cellules folliculeuses:
• Cubiques et jointives, formant une seule couche.
• Trois éléments constitutifs:
• Membrane basale de Slavjanski (fine membrane externe délimitant le follicule).
• Cellules folliculeuses cubiques.
• Stroma

Follicule Secondaire

• Taille : 100 à 200 µm.
• Ovocyte I : 40 à 60 µm.
• Zone pellucide : Enveloppe extérieure de l'ovocyte et Matrice tridimensionnelle de glycoprotéines.
• Constituée de 3 ou 4 glycoprotéines chez les mammifères (ZP1, ZP2, ZP3 chez la souris; ZP1, ZP2, ZP3 et ZP4 chez l'Homme).
• Permet la fixation du spermatozoïde, spécifique de l'espèce, donc barrière à la fécondation inter-espèce.
• Cellules de la granulosa : Plusieurs couches, issues de la multiplication des cellules.

Follicule Secondaire Pré-Antral

• Taille: 200 à 400 µm.
• Acquisition de la thèque interne: tissu stéroïdogène qui assure la production d'hormones stéroïdes.
• Théorie bicellulaire:
• Les cellules de la thèque interne produisent des androgènes qui passent dans le compartiment des cellules de la granulosa.
• Les cellules de la granulosa transforment les androgènes en oestrogènes par aromatisation, grâce à l'aromatase.
• Sensibilité aux gonadotrophines:
• Récepteurs à la LH à la surface des cellules de la thèque interne, augmentant la production d'androgènes lors de la fixation de la LH.
• Récepteurs à la FSH à la surface des cellules de la granulosa, augmentant ainsi la production d'aromatase lors de la fixation de la FSH.

Follicule Tertiaire ou Antral

• Taille: 400 µm à 14 mm.
• Ovocyte I: 100 à 120 µm.
• Cellules de la granulosa: Multiplication très importante (jusqu'à 50 millions de cellules).
• Sécrétion du liquide folliculaire formant des microcavités liquidiennes.
• Antrum: Cavité liquidienne remplie de liquide folliculaire (formée par fusion des microcavités).
• Thèque externe: Couche fibreuse musculaire et conjonctive entourant la thèque interne (pas d'activité hormonale) qui exerce une activité contractile importante lors de l'ovulation.

Follicule Pré-Ovulatoire = Follicule Mûr = Follicule de De Graaf

• Taille: ≈ 2 cm (15 à 22 mm).
• Ovocyte I: Identique à celui du follicule tertiaire.
• Du fait de l'expansion de l'antrum.
• Répartition des cellules de la granulosa dans différents territoires:
• Granulosa murale: Cellules les plus périphériques, refoulées par le liquide folliculaire.
• Cumulus oophorus: Cellules entourant l'ovocyte.
• Corona radiata: Cellules du cumulus oophorus au contact direct de l'ovocyte.

Folliculogenèse : Aspect Cinétique

• Croissance folliculaire initiale
• Durée: ≈ 120 jours ou ≈ 4 mois; évolution très lente.
• Croissance simultanée de nombreux follicules.
• De la vie fœtale à la ménopause, des follicules "sortent de la réserve" de manière continue et entrent en croissance.
• Nombre de follicules sortant de la réserve est proportionnel à la taille de la réserve.
• Pour une jeune femme en âge de se reproduire (entre 20 et 30 ans), 30 à 40 follicules entrent en croissance par jour.
• Y compris pendant la grossesse et sous contraception hormonale.
• Atrésie folliculaire
• Dégénérescence de la plupart des follicules pendant cette période.
• Atrésie de TOUS les follicules avant la puberté.
• Atrésie de CERTAINS follicules entre la puberté et la ménopause.
• Pas de contrôle par les gonadotrophines
• Absence des récepteurs à la LH et à la FSH.
• Contrôle par des facteurs paracrines et molécules inductrices non identifiés.
• Croissance Folliculaire Basale
• Durée: ≈ 65 jours.
• S'étend du follicule pré-antral (0,2 mm) au follicule tertiaire antral (2 mm).
• Croissance s'étendant de la vie fœtale à la ménopause.
• Atrésie folliculaire
• Dégénérescence de la plupart des follicules pendant cette période.
• Atrésie de TOUS les follicules avant la puberté.
• Atrésie de CERTAINS follicules entre la puberté et la ménopause.
• Faible contrôle par les gonadotrophines
• Apparition des récepteurs aux hormones gonadotropes: LH et FSH.
• Follicules cependant faiblement réceptifs à la LH et à la FSH.
• Contrôle par des facteurs paracrines: GDF9; BMP15.
• Croissance Folliculaire terminale
• Durée: ≈ 20 jours.
• S'étend du follicule tertiaire (2 mm) au follicule pré-ovulatoire (20 mm).
• A partir de la puberté :
• Début de la croissance terminale
• Sélection d'un seul follicule pré-ovulatoire
• Atrésie folliculaire
• Au final 99% des follicules auront connu l'atrésie (SAUF le follicule pré-ovulatoire de De Graaf).
• Espèce à 99% mono-ovulante: les femmes n'expulsent qu'un ovocyte par mois.
• Contrôle par les gonadotrophines élevé
• Présence des récepteurs à la LH et à la FSH.
• Croissance sous la dépendance de la FSH essentiellement.
• Croissance Folliculaire : Vue d'ensemble
• Cycle menstruel :
• Dure en moyenne 28 jours.
• Séparé en 2 phases par l'ovulation : phase folliculaire (14 premiers jours), phase lutéale (14 derniers jours).
• Croissance folliculaire : 6 à 7 mois.
• Une jeune femme ovulant au mois de janvier 2023 aura donc commencé sa croissance folliculaire en juillet 2022.

Notion de Stock Folliculaire

• Au cours de la vie intra-utérine :
• Stock maximum atteint au 7ème mois de la vie intra-utérine : ≈ 7 millions de follicules.
• A la naissance : 1 million de follicules.
• A la puberté : 400 000 follicules.
• Début de la vie reproductive.
• Vers 37 ans : Accélération de la dégénérescence.
• Ménopause : Stock proche de 0.

Ovogenèse

• De la vie fœtale à la puberté
• Apparition des premières ovogonies : cellules souches femelles.
• Phase de multiplication des ovogonies.
• Contact entre les cellules folliculeuse et les ovogonies dans l'ovaire : signal d'arrêt des divisions.
• 7ème mois de vie intra-utérine
• Stock définitif atteint : ≈ 7 millions.
• Début de la différenciation des ovogonies en ovocytes I contenus dans les follicules.
• Du 7ème mois de vie intra-utérine à la puberté
• Absence de maturation ovocytaire complète.
• Croissance jusqu'à 120 µm de diamètre
• Début de méiose : Doublement de la quantité d'ADN et Blocage en fin de prophase au stade diplotène
• Phénomènes d'atrésie folliculaire.
• 1 million d'ovocytes I à la naissance.
• 400 000 ovocytes I à la puberté.
• De la puberté à la ménopause
• Croissance folliculaire terminale grâce à la production de LH et de FSH.
• Atrésie folliculaire sauf pour le follicule pré-ovulatoire.
• Pic de LH ovulatoire
• Rupture du follicule ovulatoire de De Graff et libération de l'ovocyte contenu
• Achèvement de la méiose 1 : Obtention d'un ovocyte II + 1er globule polaire.
• Blocage en métaphase II.
• Ovocyte II achèvera sa méiose seulement en cas de fécondation.

Rendement de l'Ovogenèse Plus Faible Que la Spermatogenèse

• Inégalité de divisions méiotiques:
• Un ovocyte I donne un seul ovocyte II.
• Un spermatocyte I donne 4 spermatides.
• Epuisement progressif du stock de cellules germinales:
• Capital de 7 millions d'ovocytes I au départ.
• Atrésie folliculaire:
• Concerne la majorité des follicules.
• Débute à la puberté: environ 12 ans.
• Vie reproductive limitée:
• S'arrête à la ménopause: environ 50 ans.
• ≈ 38 ans : 450 follicules ovulatoires produits libérant 450 ovocytes II fécondables.