Cours Embryologie - Pass Antilles 2020/2021 PDF

PASS ANTILLES 2020/2021 COURS EMBRYOLOGIE UE 6 Thèmes : Gamétogenèse 1 & 2 I / INTRODUCTION Une grossesse humaine va être subdivisée de diverses manières de façon à faciliter la compréhen- sion des modificatio...

PASS ANTILLES 2020/2021 COURS EMBRYOLOGIE UE 6 Thèmes : Gamétogenèse 1 & 2 I / INTRODUCTION Une grossesse humaine va être subdivisée de diverses manières de façon à faciliter la compréhen- sion des modifications qui se produisent au cours du temps dans l’organisme en voie de développe- ment. Les obstétriciens comme les futurs parents suivent le développement de l’enfant à naitre en trimestres. Les embryologistes subdivisent l’embryogenèse humaine en périodes : La gamétogenèse, qui cor- respond à la formation des gamètes, La fécondation, Le clivage du zygote, La mise en place du blas- tocyste, La gastrulation, Les axes corporels (=plan corporel), L’organogenèse (formation des ébauches et des systèmes d’organes), la morphogenèse. De la fécondation à la quatrième semaine de développement (=SD4) se produisent les grands évé- nements du développement du zygote. Les événements allant de SD4 à SD8 constituent l’organoge- nèse et la morphogenèse. Le mise en place des gamètes comme celles de l’embryon font appel à des notions de biologie cellu- laire et de génétique. Si on considère un humain et que l’on compte chacune des cellules de cet être humain, à l’heure actuelle avec les méthodes et les connaissances que l’on a, on a estimé ce nombre de cellules hu- maines à environ 3,72.1013 cellules. La plupart de ces cellules sont des cellules somatiques et forment les tissus, les organes et les appareils. Et seulement une petite minorité forme les cellules germinales à l’origine des gamètes. L’évolution des cellules de la lignée germinale s’effectue dans les gonades et ce mécanisme s’appelle la gamétogenèse. La gonade masculine s’appelle le testicule et la gonade féminine s’appelle l’ovaire. Cette gamétogenèse aboutie à la formation des gamètes que l’on appelle spermatozoïdes chez l’homme et ovocyte chez la femme. Les spermatozoïdes sont des cellules mo- biles et les ovocytes sont des cellules riches en réserve cytoplasmique. Au cours de la gamétogenèse, survient le phénomène de méiose. Cette méiose constitue un préalable à la fécondation. Page 1 sur 20 II / LA MÉIOSE Le n = 23 chromosomes La méiose concerne uniquement les cellules germinales. Elle intervient dans la formation des ga- mètes mâles et femelles. En effet, il est nécessaire, avant la fusion des gamètes lors de la fécondation, de réduire le nombre de chromosomes des gamètes de moitié, de manière à permettre lors de la fusion des gamètes mâles et femelles la formation d’un individu à 46 chromosomes. Ainsi, par le phénomène de méiose s’opère une réduction de moitié du nombre de chromosomes. Le nombre de chromosomes au début de la gamétogenèse est diploïde ( =2n où n=23). Ce nombre devient haploïde au cours de la gamétogenèse (=n). Les ovocytes possèdent tous la formule 23X. Les spermatozoïdes constituent 2 populations, une de formule 23X et l’autre de formule 23Y. La méiose en plus de réduire le nombre e chromosome, assure une réorganisation de l’information génétique (=> redistribution des gènes entres chromosomes homologues de telle sorte que chacun d’entre eux diffère du chromosome initial). Ainsi, lors de la fécondation, le nouvel individu formé est génétiquement unique (sauf les ju- meaux monozygotes). 1) Les étapes de la méiose La méiose implique 2 divisions cellulaires successive que l’on appelle méiose I et méiose II, consé- cutives à une seule phase de réplication de l’ADN ou phase S (= synthèse). Elle set à doubler le nombre de chromatides. MÉIOSE I C’est une phase réductionnelle car c’est ici que l’on passe de 46 à 23 chromosomes ; et très longue à cause de la durée de la prophase. Elle comporte donc une prophase I, divisée en 5 étapes : lepto- tène, zygotène, pachytène, diplotène, diacinèse ; qui correspondent à des modifications morpholo- giques des chromosomes. Page 2 sur 20 Prophase I : Leptotène : ce stade marque le début de la condensation des chromosomes qui s’individualisent sous la forme de longs filaments. Chaque chromosome est encore composé de deux chromatides sœurs. Zygotène : commence dès la mise en place des appariements entre les chromosomes, ces appariements sont appelés synapsis. Au cours de ce stade, le noyau se polarise, en effet, les extrémités des chromosomes glissent sur l’en- veloppe nucléaire, et se réunissent à un pôle du noyau. La reconnaissance initiale entre les chromosomes homologues se fait au niveau des extrémités homologues, qui se rappro- chent sur l’enveloppe nucléaire et s’apparient. Puis l’appariement ou le synapsis, s’étend progressi- vement à toute la longueur des chromosomes. L’appariement des chromosomes homologues est ME = microscope réalisé par une structure protéique élaborée appelée complexe synaptonémal. Au ME on voit qu’il électronique s’agit d’une structure en forme de rail formé de deux éléments latéraux, et d’un élément central plus fin. De fins filaments transversaux relient ces trois éléments, la chromatine des chromosomes homo- logues s’apparie sous forme de boucle, attachée aux éléments latéraux. Sur l’élément central, des condensations sont présentes, il s’agit des nodules de recombinaison, qui correspondent à des com- plexes protéiques multi-enzymatiques (qui servira à couper l’ADN). Pachytène : les complexes synaptonémaux s’étendent sur toute la longueur des chromosomes, ce qui permet d’achever l’appariement des chromosomes. À ce stade, chaque paire de chromosomes homologues est dite bivalent ou tétrade. C’est là que débutent les échanges de matériel génétique entre les chromosomes homologues, par les chromatines : les crossing-over. Diplotène : les protéines du complexe synapténomial commencent à se dissocier, ce qui a pour con- séquence la séparation des deux chromosomes homologues qui restent cependant attachés à cer- tains points : les chiasmas. Ce sont des zones où s’effectuent les recombinaisons génétiques entre les chromatides. Diacinèse : la condensation des chromosomes est presque maximale, ce qui permet l’identification des chromatides, des centromères et des chiasmas. La diacinèse marque la fin de la prophase de première division de méiose. La méiose I se poursuit avec la métaphase I. Lors de la métaphase I, les bivalents se disposent sur le fuseau à équidistance des pôles, ce qui permet la mise en place de la plaque équatoriale. Les chromosomes sont alors au maximum de leur condensation et les chiasmas sont parfaitement vi- sibles. Lors de l’anaphase I, il n’y a pas de clivage des centromères. Les chiasmas disparaissent et les chromosomes homologues se mettent (au hasard) chacun à un pôle du fuseau. En télophase I, chaque cellule fille possède un lot haploïde de chromosomes recombinés et dupliqués. Les 2 chromatides sœurs sont liées au niveau du centromère. Il y a cytodiérèse (séparation du cyto- plasme et donc des deux cellules filles). La première division de méiose est terminée. Page 3 sur 20  Pas de prophase II MEIOSE II C’est une phase équationnelle et suit rapidement la méiose I. Dans l’espèce humaine, les chromo- somes passent directement de la télophase I à la métaphase II. Les chromosomes restent condensés et se disposent sur le second fuseau mitotique. En anaphase II, les centromères se clivent avec une ségrégation, une migration au hasard des chromosomes et enfin, en télophase II, chaque cellule fille hérite d’un lot haploïde de chromosomes formés d’une seule chromatide. 2) Le bilan de la méiose La recombinaison génétique et la ségrégation au hasard assure la diversité des individus. En effet, le noyau de la cellule qui entre en méiose contient 23 paires de chromosomes homologues, le nombre de combinaisons chromosomiques pouvant être obtenu par la répartition au hasard des chromosomes à partir de cette cellule est de 223 : ce qui implique des possibilités de plusieurs millions de types de gamètes différentes. Ce nombre est considérablement amplifié par les phénomènes de recombinai- sons génétiques : les crossing-over. Ces crossing-over, impliquent la cassure des doubles hélices d’ADN maternel et paternel en des points parfaitement homologues, puis leur réunion réciproque. La méiose assure également la redistribution des gènes entre les chromosomes homologues. La recom- binaison génique et la ségrégation au hasard font des gamètes uniques par leur programme géné- tique. Des variations dans le déroulement de la méiose existent en fonction du sexe. III / LA SPERMATOGENÈSE La spermatogenèse correspond à l’ensemble des phénomènes qui se déroulent au cours de l’évolu- tion de la lignée germinale et qui à partir des spermatogonies, aboutit à la formation des spermato- zoïdes. Cette spermatogenèse débute à la puberté et peut se poursuivre jusqu’à un âge très avancé. Elle se déroule dans la paroi des tubes séminifères. Sa durée est de 74 jours. 1) Organisation et fonction de l’appareil génital masculin L’appareil génital masculin exerce deux fonctions : exocrine (production de spermatozoïdes) et endo- crine (production d’hormones sexuelles : essentiellement de la testostérone). Page 4 sur 20 La structure des testicules, de l’épididyme et des tubes séminifères Les spermatozoïdes sont produits dans les tubes séminifères. Les tubes séminifères sont dans les testicules et contiennent les éléments de la lignée germinale et les cellules de Sertoli. Les testicules sont localisés hors de la cavité abdominale. Chaque testicule est constitué d’une capsule formée d’un faisceau de fibres de collagène : l’albuginée. Il est donc entouré par une albuginé d’où vont partir des lobules (cloisons conjonctives qui s’individualisent et délimitent les testicules : il y a 200 à 300 lobules par testicule). Chaque lobule contient 2 à 3 tubes séminifères. Les tubes sémini- fères se terminent dans les tubes droits. Les tubes droits se jettent dans un réseau appelé rete testis. Ce réseau communique avec les voies de sorties du testicule : l’épididyme. Les cellules de Sertoli représentent le type cellulaire prédominant de l’épithélium séminifère jusqu’à la puberté. À partir de la pu- berté, elles représentent environ 10% des cellules qui bordent les tubes séminifères. Chez l’Homme âgé, lorsque les populations de cellules germinales diminuent, les cellules de Sertoli redevien- nent prédominantes. Les cellules de Sertoli vont s’étendre de la lame basale jusqu’à la lumière du tube. Elles possèdent de multiples prolongements et leur contour est irrégulier ce qui ménage des cryptes dans les- quelles sont situées les cellules de la lignée germinale en déve- loppement. Les cellules de Sertoli sont de grande taille et occupent toute l’épaisseur de l’épithélium ; elles sont reliées entre elles par des jonctions serrées essentiellement au niveau baso-latéral. Ces jonctions subdivisent l’épithélium séminifère en deux compartiments : un compartiment basal et un comparti- ment en communication avec la lumière du tube. Les cellules de Sertoli participent de cette manière à la barrière hémato-testiculaire. Les jonctions serrées du compartiment basal empêchent toute diffu- sion dans les espaces inter-cellulaires. Les cellules de Sertoli ont pour rôle de soutenir, protéger et nourrir, les cellules de la lignée germinale. Elles ont aussi pour fonction d’éliminer par phagocytose les corps résiduels écartés par les sperma- tides à la fin de la spermiogenèse. Elles facilitent également la libération des spermatozoïdes dans la lumière, cette étape est appelée la spermiation. Elles sécrètent aussi un fluide riche en protéines et en ions dans la lumière. Les cellules de Sertoli sont régulées hormonalement. Page 5 sur 20 Dans l’épithélium séminifère, les cellules germinales sont situées dans 2 compartiments délimités par les prolongements des cellules de Sertoli. Ces cellules germinales sont disposées en assise (=couches) allant de la périphérie au centre du tube les stades de la spermatogenèse. Ainsi à la base nous avons les spermatogonies, puis les spermatocytes I, puis les spermatocytes II, les spermatides et dans la lumière des tubes séminifères il y aura les spermatozoïdes. Les tubes séminifères assurent la production et l’excrétion des spermatozoïdes. Entre les tubes sé- minifères, des espaces interstitiels sont remplis d’un tissu conjonctif lâche, riche en capillaires san- guins et lymphatiques. Dans ces espaces, au contact des capillaires sanguins, sont répartis des petits amas de cellules de Leydig. Ces cellules sont responsables de la production et de l’excrétion des hormones stéroïdes sexuelles (testostérone). Page 6 sur 20 2) Déroulement de la spermatogenèse La durée de cette spermatogenèse est de 74 jours. Cette spermatogenèse se déroule dans la paroi des tubes séminifères, débute à la puberté, et suit un rythme continu jusqu’à un âge avancé. Les cellules souches diploïdes de la spermatogenèse sont les spermatogonies. Elles sont donc dis- posées à la périphérie de la paroi du tube séminifère, au contact de la lame basale, entre les cellules de Sertoli. La spermatogenèse commence par la multiplication des spermatogonies Les spermatogonies sont des cellules arrondies, reliées les unes aux autres, au sein d’un groupe homogène de cellules souches de la même génération, par des ponts cytoplasmiques. Ces ponts persisteront entre les cellules filles, tout au long de la spermatogenèse. Les spermatogonies se mul- tiplient par mitose. Les cellules filles issues de cette mitose sont localisées à distance de la lame basale, et prennent le nom de spermatocytes I. L’évolution de la lignée germinale s’effectue à partir d’une des cellules filles, alors que l’autre cellule fille contribue au maintien de la réserve de sperma- togonies. Les spermatocytes I effectuent une interphase au cours de laquelle ils répliquent leur ADN, puis, ils entrent en première division de méiose. Le spermatocyte I est une cellule diploïde à 46 chromosomes qui comporte 22 autosomes et 2 gonosomes. Au cours de la prophase I, au stade pachytène, le noyau est le siège d’une synthèse intense d’ARN. À ce stade se déroule les recombinaisons génétiques entre les chromatides des bivalents. L’apparie- ment entre les chromosomes X et Y est rendu possible grâce à la présence, sur les chromosomes sexuels, d’une courte région d’homologie appelé région pseudo-autosomique. Au niveau de ces ré- gions, un crossing-over est réalisé. La plus grande partie des chromosomes X et Y ne présentent pas d’homologies. Leur condensation se fait sous la forme d’une vésicule sexuelle. Dans la vésicule sexuelle, les chromosomes X et Y sont transcriptionnellement inactifs. À la diacinèse, la vésicule sexuelle disparaît et les chromosomes sexuels se ré-individualisent. À la télophase I, les enveloppes nucléaires se reconstituent et une cytodiérèse incomplète donne naissance à 2 spermatocytes II ré- unis par un pont cytoplasmique. Chaque spermatocyte II possède 23 chromosomes remaniés à 2 chromatides sœurs. Un spermatocyte II est pourvu d’un chromosome X et l’autre d’un chromosome Y. Les spermatocytes II ont une existence brève car très rapidement et sans réplication de l’ADN au préalable, se déroule la seconde division de méiose. À l’issu de la seconde division de méiose, les cellules filles s’appellent des spermatides. Ce sont de petites cellules rondes qui subissent une différenciation spectaculaire qui les transforme en sperma- tozoïdes. Cette étape, la dernière, constitue la spermiogenèse. Page 7 sur 20 3) La spermiogenèse (d’une durée de 23 jours) La spermiogenèse est inclus dans les 74 jours de la spermatogenèse. Au début de la spermiogénèse les spermatides présentent un noyau sphérique en position centrale. Dans le cytoplasme, positionné à côté du noyau, se trouve l’appareil de golgi. Ce dernier élabore des vacuoles (= vésicules acrosomiales), qui, à confluence forment un capuchon (ou acrosome - contient des enzymes protéolytiques) qui s’étale progressivement sur le noyau. À l’opposé, les centrioles se mettent en place dans une petite dépression de l’enveloppe nucléaire. L’un des centrioles ne subit aucune modification : le centriole proximal, tandis que l’autre donne nais- sance à un ensemble de microtubules à l’origine de l’axonème du flagelle : le centriole distal. Le cytoplasme s’écoule à l’arrière du noyau entrainant l’ensemble des organites. Ce cytoplasme va former un manchon autour de la partie initiale du flagelle. Les mitochondries rondes en début de spermiogenèse, s’allongent et se disposent en spirale autour de la portion initiale du flagelle et forme le manchon mitochondrial. Une mince couche de cytoplasme persiste autour du noyau et du manchon mitochondrial. La majeure partie du cytoplasme est éliminé, c’est la cellule de Sertoli qui phagocyte les restes cytoplasmiques. À partir du milieu de la spermiogenèse le noyau s’allonge et la chromatine se condense pour donner à la tête du spermatozoïde sa forme caractéristique. Les changements du noyau sont assortis de modifications de la composition biochimique des protéines basiques associées à l’ADN. Ainsi les histones présentes dans les stades précoces de la spermiogenèse sont remplacées par des protéines de transitions, elle-même remplacées par les protamines. Les protamines sont res- ponsables de l’organisation de la chromatine spermatique mature sous forme très condensée. Une fois leur formation achevée, les spermatozoïdes perdent leur contact avec la cellule de Sertoli et se retrouvent libres dans la lumière du tube séminifère. Page 8 sur 20 4) Le spermatozoïde Le spermatozoïde est une cellule allongée composée d’une tête, d’un flagelle séparé de la tête par un col. Le flagelle est composé d’une pièce intermédiaire, principale et terminale. Dans le sperme des hommes féconds, 25 à 80 % des spermatozoïdes peuvent présenter une morphologie anormale. Les anomalies peuvent concerner la tête, la pièce intermédiaire, diverses parties ou l’ensemble du flagelle. De la lumière du tube les spermatozoïdes sont transportés dans l’épididyme. Ils sont véhiculés dans le fluide testiculaire, un liquide sécrété par les cellules de Sertoli, riche en testostérone. Ils sont stockés dans la queue de l’épididyme. Ce transfert est passif car les spermatozoïdes ne sont pas encore mobiles. Au cours du transit épididymaire, les spermatozoïdes subissent des modifications qui les rendent partiellement féconds. Ces modifications correspondent à la maturation épididymaire. Cette matura- tion consiste en l’acquisition de la mobilité. L’acquisition de la mobilité est progressive : elle se fait en plusieurs étapes, les spermatozoïdes deviennent d’abord mobiles sur place en acquérant un mouve- ment vibratile, puis progressive et enfin, ils sont mobiles de façon linéaire. Ces spermatozoïdes subissent la décapacitation au cours de laquelle la membrane plasmique du spermatozoïde subit des modifications qui rendent le spermatozoïde provisoirement inapte à la fé- condation. La MP subit des changements de la composition des lipides, des modifications de la ré- partition des protéines, l’intégration de nouvelles protéines d’origine épididymaire et l’ajout de radicaux glucidiques. D’autres modifications interviennent, les derniers restes cytoplasmiques sont évacués et libérés dans le liquide épididymaire. La compaction de la chromatine se termine grâce au renforcement des liai- sons entre protéines et ADN. Le manchon mitochondrial acquière sa forme définitive. L’intégration de protéines membranaires intervient dans la fixation du spermatozoïde à la zone pellucide et à la mem- brane ovocytaire. Dans le liquide épididymaire, les spermatozoïdes peuvent survivre près de 3 se- maines, de par leur faible métabolisme. En cas de repos sexuel prolongé, ils sont dégradés. Page 9 sur 20 5) Dynamique de la spermatogenèse La production de spermatozoïdes est permanente à partir de la puberté. La spermatogenèse atteint son plein rendement entre 20 et 30 ans. Dès 40 ans, une perte qualitative et quantitative de sperma- togenèse est visible. Cependant il existe de très nombreuses variantes inter-individuelles avec des concentrations en spermatozoïdes pouvant aller de 0 à 200 millions par ml. Il existe aussi des varia- tions intra-individuelles avec des concentrations allant du simple au quintuple. La fréquence des cas de non-production des spermatozoïdes : l’azoospermie, augmente avec l’âge et qui représente 5% à 30 ans et peut atteindre 50% à 80 ans. Parallèlement une baisse de la mobilité et du nombre de formes normales sont observés. 6) Les facteurs agissant sur la spermatogenèse Le contrôle de la spermatogenèse se fait par contrôle neuro-endocrinien complexe (lié à la production d’hormones). Elle se fait également par des facteurs nutritionnels, et vasculaires. En effet, le testicule est très sen- sible à l’ischémie (= diminution de l'apport sanguin artériel à un organe) et à la température. En con- dition physiologique, la température intra-scotale est environ 3% inférieur à la température du reste du corps. En cas de fièvre prolongée, la spermatogenèse peut être affectée. Cette spermatogenèse est aussi sensible à des drogues, médicaments … par exemple les anti-mito- tiques et anti-métabolites utilisés comme anti-cancéreux ou immuno-dépresseurs provoquent des perturbations souvent irréversibles de la spermatogenèse. Page 10 sur 20 IV / L’OVOGENÈSE Schéma très important à bien assimiler : bien connaître les différents blocages et les stades d’apparition des GP) Page 11 sur 20 1) Les étapes de l’ovogenèse L’ovogenèse correspond à l’ensemble des phénomènes qui se déroulent au cours de l’évolution de la lignée germinale et qui aboutit à la formation des ovocytes. Cette ovogenèse débute dans l’ovaire fœtal, s’arrête au 5e mois de la vie intra-utérine, puis reprend à la puberté, pour se terminer à la ménopause. De la puberté à la ménopause, l’ovogenèse assure la production une fois tous les 28 jours d’un gamète fécondable. Elle se déroule dans la zone corticale de l’ovaire. Elle est longue et dure des décennies, mais une grande partie du temps est occupée par une période de blocage. Dans l’ovaire fœtal, les ovogonies se multiplient par vague successives de mitoses, ce sont des cel- lules diploïdes qui possèdent 46 chromosomes dont 2 gonosomes (XX). Ces ovogonies dérivent des gonocytes primordiaux. Au terme de leur multiplications, les ovogonies s’entourent d’une couche de cellules folliculaires aplaties et l’ensemble constitue le follicule primordial. Dans le follicule primordial, l’ovogonie se différencie en ovocyte I. Immédiatement après sa mise en place, l’ovocyte I double sa quantité d’ADN et entre en prophase de méiose I, il possède 46 chromosomes à deux chromatides sœurs. Il va établir des interactions actives avec les cellules folliculaires qui l’entourent par la mise en place de jonctions. À partir de ce moment, l’ovocyte et les follicules évoluent simultanément de sorte que la folliculogenèse et l’ovogenèse sont liées et vont assurer la production des gamètes féminins. Étape de la méiose : En prophase I, après les étapes successives de ce stade (leptotène, zygotène, pachytène), on atteint le stade diplotène où le volume de l’ovocyte I augmente : les chromosomes se décondensent de façon à assurer une synthèse de l’ARNm et d’ARNribosomique. Ainsi, une petite quantité est utilisée par ovocyte et de grandes quantités d’ARN sont stockées dans le cytoplasme de l’ovocyte et constitue des matériaux de réserves employés par le futur zygote lors des 1ères divisions de segmentations. L’ovocyte I est bloqué à ce stade. Ce blocage qui a lieu pendant la vie utérine va persister jusqu’à l’ovulation. Ce blocage est dépendant d’un facteur inhibiteur de la méiose (OMI), qui se localise au niveau des cellules folliculaires. À ce stade, entre follicule primordial et les autres éléments du stroma ovarien se met en place une lame basale : la membrane de Slavjanski. Cette membrane isole l’ovocyte et les follicules du reste du stroma (tissu conjonctif de l’ovaire). Les ovocytes I bloqués en prophase I dans leur follicule primordial occupent la partie corticale des ovaires et constituent la forme de réserve des follicules ovariens. Cette réserve ne sera pas renouvelée et va s’épuiser jusqu’à la ménopause. Le nombre d’ovocytes (qui est d’environ 7 millions à 7 mois de vie intra-utérine pour les 2 ovaires va passer à 2 millions au moment de la naissance puis à quelques centaines de milliers à la puberté. Page 12 sur 20 2) La folliculogenèse À la puberté, la mise en place de l’activité de l’axe hypothalamo-hypophysaire permet la croissance des follicules et la reprise de la méiose. Ainsi les neurones de l’hypothalamus synthétisent de la go- nadolibérine (le GnRH) qui agit au niveau de l’hypophyse et induit la synthèse de 2 hormones gona- dotropes : la FSH et la LH.Les interactions ovocytes/cellules folliculaires sont essentielles à la réali- sation de ces étapes de folliculogenèse. En effet, dans le follicule, l’ovocyte induit les mitoses des cellules folliculaires grâce à des facteurs de croissance. Et les cellules folliculaires, stimulées par la FSH, synthétisent les hormones stéroïdes et les facteurs de croissance nécessaires à la maturation ovocytaire et à l’évolution du follicule. Selon la taille du follicule et sa maturité, on distingue les folli- cules primaires, les follicules en croissance qui correspondent aux follicules pré-antraux et les folli- cules mûres qui correspondent aux follicules antraux, et les follicules de De Graaf. La croissance folliculaire est un phénomène régulier et cyclique qui gère le capital des ovocytes formé au cours de la vie. Elle se caractérise par le recrutement et la sélection des follicules ovariens qui vont jusqu’à l’ovulation. Ce recrutement touche un groupe de follicules pré-antraux qui quitte par vagues succes- sives, la réserve des follicules en croissance. Le nombre des follicules recrutés varie en fonction de l’âge et ce recrutement induit par la FSH se produit au moins 3 cycles précédant l’ovulation. Tous les follicules recrutés sont potentiellement aptes à ovuler. Néanmoins, un seul, le plus grand, parvient à maturité. On appelle ce follicule le follicule ovulatoire ou follicule dominant. Les différents follicules a) Le follicule primaire Les cellules folliculaires qui étaient aplaties du follicule primordial, se transforment en cellules follicu- laires cubiques, qui forment une couche autour de l’ovocyte I. Ce follicule devient alors follicule pri- maire. Il est isolé du stroma ovarien par une membrane basale que l’on appelle membrane de Slav- janski, et à ce stade, il est dépourvu de récepteurs hormonaux. Sa croissance est indépendante des GnRH (hormones gonadotropes hypophysaires) et sa régulation est intra-ovarienne. Page 13 sur 20 b) Le follicule pré-antral (en croissance) : L’évolution entre follicule primaire et follicule pré-antral est marquée par la multiplication des cellules folliculaires : les cellules cubiques deviennent volumineuses et prennent le nom de cellules granu- laires, qui s’organisent pour former plusieurs couches autour de l’ovocyte : c’est la granulosa. Les cellules de la granulosa établissent des jonctions communicantes entre elles et avec l’ovocyte. Ces jonctions permettent le passage dans l’ovocyte de petites molécules. La granulosa n’est pas vas- cularisée. On a des récepteurs à la FSH qui apparaissent sur la granulosa et dès lors, les follicules deviennent aptes à réagir à la stimulation anté-hypophysaire gonadotrope. Entre la membrane plasmique des ovocytes et les cellules de la granulosa, une zone fibrillaire formée de 4 types de glycoprotéines sul- fatées, ZP1, ZP2, ZP3 et ZP4 sécrétées par l’ovocyte, se met en place. Cette zone fibrillaire constitue la zone pellucide (d’où le nom de ZP donné aux protéines) et respecte les jonctions établies entre la granulosa et l’ovocyte. À la périphérie de la membrane de Slavjanski, les cellules du stroma ovarien se différencient. Cette transformation aboutit à la mise en place des thèques interne et externe (non visibles sur le schéma). La thèque externe est un tissu conjonctif fibreux peu vascularisé, dans lequel se trouvent des myo- fibroblastes La thèque interne est un tissu cellulaire très vascularisé. Les cellules de la thèque interne commu- niquent entre elles par des jonctions communicantes et sur ces cellules se mettent en place des récepteurs à la LH. Page 14 sur 20 c) Le follicule antral (mûr) : Les sécrétions des cellules folliculaires créent des petites cavités dans le massif cellulaire de la gra- nulosa. La confluence des petites cavités constitue une cavité unique : l’antrum. La formation de l’an- trum a comme conséquence de repousser la granulosa à la périphérie du follicule, contre la thèque interne. La masse de cellules granulaires qui entoure l’ovocyte du côté qui fait saillie dans la cavité antrale prend le nom de cumulus oophorus. d) Le follicule de De Graaf : Les modifications qui marquent le passage du stade follicule antral au stade follicule de De Graaf ont lieu dans les heures qui précèdent l’ovulation. Les cellules du cumulus oophorus se transforment : celles qui entourent directement l’ovocyte se disposent radiairement par rapport à l’ovocyte et forment la corona radiata. À ce stade, dans l’ovocyte, se forme les granules corticaux à partir des vésicules golgiennes. Définitions : Corona radiata = première couche de cellules directement au contact de la zone pellu- cide. Le reste c’est le Cumulus Oophorus. Cumulus oophorus : cellules de granulosa au contact de l’antrum. Les autres cellules de granulosa gardent leur nom. Page 15 sur 20 3) Les transformations pré-ovulatoires : Au terme de sa croissance, le follicule de De Graaf réagit à une décharge d’hormones gonadotropes. Ainsi, dans les 36 heures qui précèdent l’ovulation, l’ovogenèse s’achève par une maturation qui rend l’ovocyte apte à être fécondé. La maturation est provoquée par les hormones gonadotropes FSH et LH, qui entraînent la sécrétion de progestérone par les cellules folliculaires. Ce qui a pour consé- quences : D’entrainer la migration des granules corticaux, puis leur fixation à la membrane plasmique de l’ovocyte. De provoquer une vasodilatation dans la thèque externe du follicule de De Graaf à l’origine d’une augmentation du volume de l’antrum. De dissocier la membrane de Slavjanski des cellules de la granulosa. De provoquer une sécrétion abondante d’acide hyaluronique par les cellules du cumulus oophorus. Ce qui amène à la dissociation puis à la rupture du cumulus oophorus de la granulosa, ce qui entraine le phénomène de mucification (= sa décompaction due à une accumulation d’acide hya- luronique). L’ovocyte, entouré d’une certaine quantité de cellules folliculaires, est alors libre dans le liquide folliculaire. D’activer le MPF (enzyme kinase), ce qui se traduit par l’achèvement de la méiose I. Ainsi, l’ovocyte qui était bloqué en prophase 1 depuis la vie intra-utérine va entrer en métaphase 1. Comme l’enveloppe nucléaire a disparu, le fuseau de microtubules peut entrer en contact avec les deux centromères de chromosomes homologues. De manière à ce que les bivalent se disposent de part et d’autre du plan équatorial (métaphase 1). En anaphase 1, les derniers chiasmas disparaissent du fait de la séparation et de la migration des chromosomes homologues vers les pôles opposés du fuseau mitotique. En télophase 1, chaque cellule fille contient 23 chromosomes à deux chromatides sœurs. Cependant, les cellules filles ne sont pas de taille égale : une cellule fille correspond au pre- mier globule polaire (GP1) et hérite d’une quantité minime de cytoplasme, tandis que l’autre corres- pond à l’ovocyte II qui hérite la quasi-totalité du cytoplasme de l’ovocyte I. L’ovocyte II s’engage alors immédiatement dans la 2nde division de méiose. Cette 2nde division est équationnelle. Elle s’effectue selon un mécanisme semblable à la mitose, cependant, elle conserve une cellule qui renferme un lot haploïde de chromosomes à 2 chromatides sœurs. La méiose II se bloque en métaphase II sous l’effet d’un facteur cytoplasmique ovocytaire, le CSF ; et elle ne s’achè- vera que s’il y a fécondation. Sinon, l’ovocyte dégénère sans avoir terminé sa méiose. Page 16 sur 20 4) L’ovulation L’ovulation a lieu au milieu d’un cycle menstruel vers le 14eme jour. À ce stade, le follicule mûr dé- forme la surface de l’ovaire de sorte que la proéminence du follicule mûr sous l’épithélium ovarien apparait comme une zone transparente que l’on appelle stigma. Dans cette région, on va observer la baisse locale du débit sanguin, ce qui va entraîner la mort des cellules et parallèlement, la paroi du follicule de De Graaf se désintègre. L’ovulation débute par la rupture des tissus morts au niveau du stigma. Le liquide folliculaire, épais, commence à s’écouler, la chute de pression dans le follicule sollicite une série de contraction des myofibroblastes de la thèque externe et de l’ensemble du stroma cortical. Ces contractions entraînent (sous pression) l’expulsion, dans la cavité péritonéale du liquide folliculaire et de l’ovocyte II contenu dans un petit massif de cellules folliculaires, qui correspond au cumulus Oophorus. Un peu avant l’ovulation, les franges de la trompe viennent recouvrir la surface de l’ovaire, ainsi l’ovo- cyte entouré du cumulus Oophorus est happé grâce au mouvement des franges tubaires et aux mou- vements des cils vibratiles de l’épithélium tubaire ; une partie du liquide folliculaire est aspiré en même temps. La trompe est aussi le siège de contraction de sorte qu’une fois parvenu dans la trompe, l’ovocyte entame son trajet vers la cavité utérine. Il va être amené au niveau de l’ampoule tubaire. L’ovocyte peut rester dans la région de l’ampoule un certain nombre d’heures du fait de l’expansion du cumulus mais aussi d’un certain nombre de phénomènes qui caractérise la période post-ovulatoire, comme la formation d’un oedème de la paroi de l’ithme qui rétrécit sa lumière, la faiblesse des ondes de contraction et l’augmentation de la viscosité du liquide tubaire. Après l’ovulation, l’ovocyte et le follicule évoluent séparément. L’évolution de ce qui reste de follicule aboutit à la formation du corps jaune. L’ovocyte est bloqué en deuxième division de méiose. Page 17 sur 20 5) Corps jaune Après l’expulsion de l’ovocyte et du liquide folliculaire, la paroi folliculaire s’aplatit, la membrane de Slavjanski se dissocie et disparaît, les cellules de la granulosa se vascularisent et cessent de prolifé- rer. Cette vascularisation provoque la transformation des cellules de la granulosa. Ce phénomène est appelé lutéinisation. Il aboutit à la formation d’une glande endocrine provisoire : le corps jaune. Les cellules de la granulosa se transforment en grandes cellules lutéales (ou grandes cellules lutéi- niques), elles contiennent les organites impliqués dans la stéroïdogenèse. Les cellules de la thèque interne sont peu modifiées, elles deviennent des petites cellules lutéales qui se disposent à la péri- phérie des cellules de la granulosa. Les grandes cellules lutéales du corps jaune élaborent principa- lement la progestérone et l’inhibine. Les petites cellules lutéales élaborent l’œstradiol. En absence de gestation, l’involution ou lutéolyse du corps jaune survient après 14 jours d’exis- tence. La production lutéale d’œstrogènes et de progestérone chute alors brutalement ce qui dé- clenche 48h plus tard la menstruation. À ce moment-là, il ne subsiste du corps jaune qu’une forma- tion fibreuse, appelé corpus albicans. En cas de grossesse, sous l’influence des gonadotrophiques chorioniques élaborées par le tropho- blaste (=couche cellulaire continue formée de fibroblastes qui limite l'œuf), la lutéolyse du corps jaune est bloquée, ce qui permet la persistance du corps jaune, qui prend le nom de corps jaune de grossesse ou corps jaune gravide. Page 18 sur 20 6) Le cycle menstruel Pendant la période d’activité génitale, la production de gamètes et celle des hormones qui la condi- tionnent est cyclique. La durée moyenne d’un cycle est de 28 jours, mais il y a de nombreuses va- riantes physiologiques. Les différences se portent sur la durée de la phase pré-ovulatoire. En effet, la phase post ovulatoire a une durée invariable de 14 jours. Le cycle ovarien est marqué par l’émission d’un seul ovocyte, ce qui divise le cycle en deux phases : phase folliculaire et phase lutéale. Comme ce cycle ovarien a des répercussions sur la muqueuse utérine dont l’état physiologique subit lui aussi des modifications cycliques (marqué en particulier par la menstruation), on parle de cycle utérin. Cycle ovarien À partir de la puberté jusqu’à la ménopause, l’activité des ovaires se déroule selon un rythme cyclique de 28 jours en moyenne. Le cycle ovarien est divisé en deux phases : phase pré- ovulatoire et post- ovulatoire Ces 2 phases sont marquées par un profil hormonal caractéristique qui reflète les différentes étapes de la folliculogenèse. La phase pré-ovulatoire correspond à la croissance folliculaire et une synthèse croissante d’œstro- gène, stimulée par la FSH La phase post-ovulatoire correspond à l’apparition de la progestérone puisque la seconde partie du cycle ovarien se caractérise par l’apparition du corps jaune et la synthèse de progestérone en synergie avec celle des oestrogènes. Ce sont les cellules lutéiniques de corps jaune qui sécrètent à la fois des oestrogènes et de la progestérone. Page 19 sur 20 Cycle utérin En réponse aux variations des hormones ovariennes, l’utérus subit une série de modifications qui définissent le cycle utérin. L’utérus comporte une épaisse paroi musculaire : le myomètre ; et une muqueuse qui borde la lumière de la cavité utérine : l’endomètre. Cet endomètre est constitué de tissus conjonctifs recouvert d’un épithélium. L’endomètre est le tissu cible des hormones ovariennes. Durant la période de d’activité génitale, sous l’action des hormones ovariennes, des modifications morphologiques et cycliques de l’endomètre se produisent. Ces variations préparent l’endomètre à une éventuelle implantation et constituent le cycle menstruel qui dure environ 28 jours. Le cycle mens- truel est composé d’une phase de desquamation (ou phase menstruelle), d’une phase proliférative et d’une phase sécrétoire. La phase menstruelle marque le début du cycle. En absence de gestation, la régression du corps jaune provoque une diminution brutale des taux sanguins en œstrogènes et en progestérone. L’endomètre, développé sous stimulation de ces hor- mones, subit une involution. Sa partie superficielle est détruite, due à la contraction des artères spi- ralée puis est partiellement éliminé : c’est l’hémorragie menstruelle. Elle se déroule durant 5 jours. Après la phase menstruelle, suit la phase proliférative durant laquelle l’endomètre se reconstitue à partir de sa couche basale en réponse aux œstrogènes sécrétés par les follicule pré-antraux. Au cours de cette phase, l’endomètre s’épaissit, les glandes utérines mettent en place les artères spiralées d’abord peu contournées qui vont s’allonger et s’enrouler. Au cours de la phase sécrétoire, les modi- fications structurales de l’endomètre sont induites par les œstrogènes et la progestérone sécrétées par le corps jaune. En période post-ovulatoire, l’endomètre a atteint son épaisseur maximale, les glandes utérines s’al- longent et deviennent contournées et riches en glycogène. Les artères deviennent sinueuses. C’est la période optimale pour l’implantation du zygote. Page 20 sur 20