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Fertilisation-sperm-ovum.jpg|thumb| right|300px|Fécondation d'un ovule par un spermatozoïde. Notez la différence de taille de ces deux celllules haploïdes.]] Le spermatozoïde est la cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par les mâles contenant la moitié des chromosomes du mâle, support du patrimoine génétique. Il a été découvert en 1677 par Loewenhook.
La paire de chromosomes spécifique aux mâles chez les mammifères étant la paire XY, un spermatozoïde peut contenir soit le Y, soit le X. On observe l'inverse chez les oiseaux.
La femelle ne produisant que des cellules munies d'un chromosome X (voir ovule), c'est donc le spermatozoïde qui déterminera le sexe de la cellule résultante. Si le mâle transmet un chromosome Y, alors le résultat sera un mâle (XY). Si c'est le X qui est transmis, alors ce sera une femelle (XX).
Formation des spermatozoïdes chez l'homme
Les spermatozoïdes sont formés au cours de la spermatogenèse et de la spermiogenèse, dans les tubes séminifères des testicules, par une succession de divisions cellulaires à partir des cellules germinales : mitoses, phase multiplicative, puis méiose, qui est le passage d'un patrimoine génétique double (2n) à un patrimoine génétique simple (n). Des expériences de marquage cellulaire à la thymidine tritiée on permis de constater que le phénomène dure environ 74 jours et se fait par vagues successives.
Le processus débute pendant le développement embryonnaire, pour s'interrompre à la naissance puis reprendre à la puberté (entre 12 et 16 ans en moyenne chez l'homme) sous influence hormonale. Vers 40 ans elle ralentit mais se poursuit jusqu'à un âge avancé.
Il faut noter que les testicules se différenciant vers la 7 semaine de vie embryonnaire, le phénomène ne peut pas commencer plus tôt. Des gonocytes primordiaux se divisent, par mitose, en spermatogonies.
À partir de la puberté, la spermatogénèse reprend :
Les spermatogonies sont de 3 types : les spermatogonies AD, AP et B. En fait les AP sont les cellules initiales de la spermatogénèse. Chaque AD se divise par mitose en 1 AD et 1 AP, la AP permettant de renouvler le stock. Ensuite, chaque AP se divise, là encore par mitose, en 2 spermatogonies B. Ces dernières vont donner chacune, toujours par mitose, 2 spermatocytes de type I.
Étant donné qu'il s'agit de mitoses, toutes ces cellues ont 2n chromosomes et sont donc diploïdes.
Après une augmentation de volume, les spermatocytes I subissent une méiose. Au bout de la première division de méiose on a, pour chaque spermatocyte I, 2 spermatocytes de type II à n chromosomes donc qui sont haploïdes. Ceci est très important car c'est là que se fait la distribution des chromosomes sexuels X et Y, chaque spermatocyte II et ses descendants ayant, alors, soit 1 X soit 1 Y (sauf anomalie(s)).
Les spermatocytes II subissent la deuxième division de méiose et donnent chacun 2 spermatides dont chaque chromosome n’est fait que d'une seul molécule d'ADN.
Enfin, c'est au cours de la spermiogénèse que chaque spermatide donne 1 spermatozoïde.
Dans l'idéal, on devrait avoir, à partir d'une spermatogonie AP :
- D'abord : 2 spermatogonies B (mitose)
- Puis : 4 spermatocytes I (mitose)
- Puis : 8 spermatocytes II (méiose I)
- Puis : 16 spermatides (méiose II)
- Puis finalement : 16 spermatozoïdes à la fin de la spermiogénèse, qui n’est pas une division mais une différenciation.
Cependant, in vivo, un nombre non négligeable de ces cellules dégénèrent (environ 25 %), surtout entre les stades spermatocyte I et spermatide, ce qui fait que chaque spermatogonie AP ne donne pas forcément 16 spermatozoïdes.
Il faut également remarquer que toute ces étapes sont observables en même temps au microscope, sur coupe transversale de tube séminifère, car elles se répartissent chronologiquement et de manière centripète. Ainsi, les cellules les plus externes sont des spermatogonies et les plus centrales (dans la lumière des tubes c'est à dire l'espace "vide" au centre) sont les spermatozoïdes.
De l'éjaculation à la fécondation: le parcours des spermatozoïdes
Lors des rapports sexuels les spermatozoïdes sont propulsés dans le vagin par l'éjaculation.
Ils se retrouvent alors devant l'entrée du col de l'utérus, dans le vagin: le fornix vaginal. Les sécrétions vaginales étant plutôt acides, de nombreux spermatozoïdes meurent dans les premiers temps de leurs trajet, et ce malgrès la protection du liquide séminal, légèrement alcalin, dans lequel ils baignent.
Le "but" des spermatozoïdes est d'atteindre l'ovule, ce dernier étant près de l'ovaire qui l'a expulsé, dans la partie ampoulaire de la trompe adjacente. C'est d'ailleur à ce niveau qu'aura lieu la fécondation.
Pour y arriver les spermatozoïdes vont devoir parcourir successivement:
- Le col de l'utérus, bloqué par la glaire cervicale, ou cervix uteri
- La cavitée utérine, plus "amicale" pour les spermatozoïdes du fait de ses sécrétions alcalines.
- La trompe utérine où est l'ovule, mais pas l'autre. En effet des spermatozoïdes peuvent se tromper.
Tous n'y arriverons pas. Parmis les quelques 200 millions de spermatozoïdes éjaculés, quelque centaines seulement traverseront la trompe.
La glaire cervicale est un réseau de mucopolysaccharides dont la structure varie en fonction du cycle ovarien de la femme. Sa densité est majeur au moment de l'ovulation, mais elle diminue en même temps que sa viscositée pendant la deuxième phase du cycle. Ainsi, elle devient plus "perméable" aux spermatozoïdes qui passent alors plus facilement.
A ce stade, ce qu'on peut également remarquer, c'est que des spermatozoïdes se retrouvent bloqués dans des cryptes cervicales, qui sont des replis de la mucqueuse interne du col. Une des conséquences à ceci est qu'il reste des spermatozoïdes dens le tractus génital féminin après les rapports pendant environ 48 heures mais rarement plus, car les spermatozoïdes ont une durée de vie limitée.
La glaire fait aussi office de filtre car des spermatozoïdes aynant des malformations auront plus de dificultées à passer les "mailles du filet". On observe donc, là encore, une sélection.
Le parcours de la cavitée utérine est très important car c'est là que les spermatozoïdes subissent la capacitation, qui est une maturation fonctionel de ces dreniers. Elle consiste en un remaniment de leurs menbrane externe en vue de les préparer à effectuer la réaction acrosomial, indipensable à la fécondation. La capacitation se manifeste, entre autres, par un mouvement hyperactivé des spermatozoïdes, correpondant à une augmentation des battements flagélères et une trajectoire typique en forme de crénaux.
Le risque pour un spermatozoïde capacité est qu'il effectue sa réaction acrosomial spontanément avant de rencontrer l'ovule. Dans ce cas il ne sera pas fécondant, mais aura probablement faciliter la voie à d'autres.
Chose importante, les spermatozoïdes ne subissent pas tous la capacitation en même temps. De cette manière, les plus "en retard" dans leur maturation, peuvent avoir plus de chance d'effectuer leur capacitation puis leur réaction acrosomial peu de temps avant la rencontre de l'ovule et d'être le spermatozoïde fécondant.
Sélection du spermatozoïde fécondant
Contrairement à une idée autrefois en vigueur, ce n'est pas le premier spermatozoïde arrivé auprès de l'ovule qui le féconde. Les films montrant les spermatozoïdes tout autour de l'ovule le montrent bien. Des travaux récents démontrent qu'en fait, c'est l'ovule qui « choisit » le spermatozoïde qui contient le patrimoine génétique le plus différent du sien. Ce choix de l'ovule favorise donc la diversité génétique et diminue les risques d'obtenir un œuf avec un patrimoine génétique aberrant. Il n'y a donc pas de course à la sélection au niveau de la fécondation, ce qui semble logique puisque les espèces se sélectionnent selon les caractères des parents et non ceux des spermatozoïdes.
L'ensemble des spermatozoïdes au contact de l'ovule, "mettent en commun" le contenu de leurs acrosomes, c'est-à-dire des enzymes, pour rendre la membrane de l'ovule perméable à un seul d'entre eux.
Anecdote
Les mérions superbes sont les animaux qui produisent le plus de spermatozoïdes : jusqu’à huit milliards en une fois. La femelle de cet oiseau de la taille d'une main humaine a un comportement sexuel très libre ce qui exacerbe la compétition entre spermatozoïdes et serait la raison de cette profusion.
Voir aussi
Pathologies associées
Liens externes
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