BRAULT Elodie
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LANDREAU Gwendoline MALOREY David 20/01/2011 EC périconceptologie, G.JOUVE Transit extra-testiculaire des spermatozoïdes I- Epididyme A- Généralités 1- Anatomie macroscopique L’épididyme a un aspect en « cimier de casque » et se décompose en 3 parties : La tête : partie renflée, faisant suite aux testicules et accueillant les spermatozoïdes. Le corps : partie fine. La queue : est renflée et permet le stockage des spermatozoïdes. Anatomie du testicule : L’albuginée forme autour de celui-ci une coque lisse, épaisse et inextensible. Elle envoie au sein du testicule des septa délimitant des lobules. Chaque lobule est constitué de plusieurs tubes séminifères et est drainé par un tube droit jusqu’au rete testis. A partir de ce dernier, se forme environ 20 cônes efférents qui rejoignent le canal épididymaire. Celui-ci se prolonge dans l’épididyme et se continu par le canal déférent. Attention : Lors des phénomènes de décélération (accident de la route), l’épididyme peut se détacher du testicule et provoquer une stérilité. 2- Anatomie microscopique Canal avec un aspect pelotonné et mesurant environ 5 mètres de long déroulé. D’un point de vue histologique, l’épithélium est prismatique simple avec des cellules à microvillosités et des cellules à mucus (cellules caliciformes). Cependant on observe une évolution de la tête vers la queue : Tête : elle contient beaucoup de microvillosités qui permettent les échanges et une forte réabsorption du fluide spermatique. Corps : les microvillosités sont moins nombreuses et le nombre de cellules caliciformes augmentent. Queue : les phénomènes de sécrétion augmentent d’où un nombre de cellules caliciformes plus importante. Les cellules à microvillosités sont moins nombreuses. Evolution de la tête vers la queue : La hauteur des cellules au niveau de l’épithélium diminue ; la lumière sera alors de plus en plus grande, ce qui permettra le stockage des spermatozoïdes au niveau de la queue de l’épididyme. Les microvillosités diminues au niveau de l’épithélium La musculeuse s’épaissit : ce qui permettra une contraction active lors de l’éjaculation. -1 B- Rôles de l’épididyme 1- Transport des spermatozoïdes Le trajet des spermatozoïdes de la tête jusqu’à la queue de l’épididyme dure de 10 à 15 jours. Pour permettre le transport des spermatozoïdes dans les testicules il y a un flux liquidien créé par : Les cellules de Sertoli, présentes dans les testicules, sécrètent le liquide testiculaire Les cils vibratiles, des cônes efférents, entraînent les spermatozoïdes vers l’épididyme Pour permettre le transport au niveau de l’épididyme : Au niveau de la tête de l’épididyme, il y a une résorption de liquide ce qui provoque un appel de liquide Au niveau du corps : contraction péristaltiques spontanées Au niveau de la queue : contractions péristaltiques induites lors de l’éjaculation. (la queue de l’épididyme est donc un véritable lieu de stockage des spz qui sont libérés lors de l’éjaculation.) 2- Résorption du fluide spermatique Elle est principalement liquidienne et très importante tout au long de l’épididyme et particulièrement au niveau de la tête : 99% du liquide y est réabsorbé (microvillosités). Ceci entraîne une hyper concentration des spermatozoïdes et des électrolytes. Il y aura alors création d’un milieu hyperosmolaire dans l’épididyme par rapport à la pression dans le spermatozoïde. Grâce à cette concentration, sélection des spz qui se vident de leur eau cytoplasmique. L’épididyme phagocytera ensuite ces spz morts mais également les spermatozoïdes anormaux grâce aux spermiophages (surtout présents au niveau de la queue) L’épididyme est un tissu mal connu dans lequel on trouve de nombreuses protéines. Soit les protéines peuvent être produites au niveau des testicules et entièrement réabsorbées au niveau de l’épididyme Soit elles peuvent être produites par les testicules mais restent dans l’épididyme → elle y joue donc un rôle Soit elles sont produites par le testicule mais également au niveau de l’épididyme et réabsorbées. Soit elles sont produites dans l’épididyme et réabsorbées au même niveau. 3- Maturation des spermatozoïdes 4 parties : Acquisition d’une mobilité progressive Maturation nucléaire qui débute dans les testicules Acquisition d’une capacité de reconnaissance et de fixation à l’ovocyte Modifications morphologiques a- Développement d’une mobilité progressive Pour cela on réalise une observation chez le bélier : On réalise chez les béliers des anastomoses : conduit déférent – tête ou corps ou queue épididymaire -2 Anastomose : conduit déférent - % de fécondation avec ces % de mortalité embryonnaire différents spz Avec ces différents spz Tête 2 100 Corps 34 64 Queue 79 10 On peut donc en déduire : que l’épididyme permet au spermatozoïde d’acquérir un pouvoir fécondant et de générer un embryon de meilleure qualité. que la modification morphologique du flagelle (permettant une bonne fécondation) et la modification du noyau (permettant de générer un bon embryon) sont donc liés. Chez l’homme, lorsque l’épididyme est bouché (entraînant une stérilité), on réalise une anastomose épididymo-déférentielle. Si on regarde les résultats de cette anastomose … Nombre d’anastomose Nombre de grossesses Anastomose avec la partie 54 patients haute de la tête de l’épididyme 6 grossesses soit 11% Avec la partie moyenne 11 (39%) 28 A la jonction entre la tête et le 9 corps de l’épididyme 6 (66%) Ils confirment que plus on s’éloigne du testicule, plus la fécondation et la capacité à générer un embryon normal sont élevées. Développement de la mobilité Testicule Rares frémissements Tête 10% mobiles sur place Corps 40% réalisent un mouvement circulaire Queue 60% réalisent des mouvements progressifs Une faible mobilité ne permettra pas au spz de surmonter les différent obstacles avant l’ovocyte. Au niveau cellulaire, les évènements permettant cette mobilité progressive sont : le pH : il est basique au niveau de la tête et diminue progressivement vers la queue pour devenir acide. Cette acidification permet la mobilité (on a une alcalinisation au niveau de la tête mais une forte acidification au niveau du corps et de la queue) diminution du Ca2+ intracellulaire de la tête vers la queue augmentation de l’AMP cyclique intracellulaire de la tête vers la queue. Il y aura alors une cascade de réaction permettant la production d’ATP nécessaire aux mouvements des bras de dynéine. Rôles des protéines : la carnitine (protéine de transport des acides gras vers la mitochondrie) et l’alpha-glucosidase (qui hydrolyse le glycogène et permet d’avoir un stock de glucose) jouent un rôle dans le métabolisme énergétique du spermatozoïde. Oxydation des radicaux thiols au niveau des cystéines présentes au niveau de la pièce intermédiaire du spermatozoïde. Ces ponts disulfures vont permettre la rigidification des fibres denses permettant un mouvement efficace. -3 b- Reconnaissance – fixation à l’ovocyte Modification de la composition en lipides membranaires et fixation sur la membrane spermatique de protéines d’origine épididymaire qui vont permettre la fixation du spermatozoïde à la zone pellucide. Cependant, au niveau de la queue épididymaire, il va y avoir masquage de ces protéines épididymaires par des aminoglycanes. C’est la décapacitation permettant le repos du spermatozoïde. A ce moment-là, il a perdu la faculté de féconder l’ovocyte. c- Maturation nucléaire Dans le spermatozoïde, les histones ont été remplacées par des protamines, très riches en résidus SH. La condensation de la chromatine est stabilisée par l'oxydation progressive de ces résidus thiols SH en ponts SS. (L’ADN n’est plus accessible au phénomènes de transcription, le spz est donc une cellule de transport de l’ADN) Cette maturation a un rôle dans la fragmentation de l’ADN et dans la mortalité embryonnaire (Si on a une mauvaise oxydation, l’ADN est plus exposé à la fragmentation et sera de moins bonne qualité) d- Modifications morphologiques Disparition des gouttelettes cytoplasmiques qui gênent la progression des spermatozoïdes. (Dans la tête de l’épididyme, la plupart des spz ont leur gouttelette). 4- Barrière hémato-épididymaire Les spz restent dans la lumière du canal épididymaire et sont isolés de l'organisme. Ils sont considérés comme des éléments étrangers au corps humain sans rapport avec le sang. Les spermatozoïdes sont protégés des antigènes, toxines, radicaux libres, pathogènes,… S'il y a une brêche, successive à un traumatisme ou une infection, on a alors une auto-immunisation qui est une cause d’infertilité. C- Régulation de l'épididyme : 1- Contrôle hormonal Expérience : Deux groupes de rats castrés: Le premier groupe reçoit de la testostérone : pour eux rien ne change, les spz se fixent toujours à l’ovocyte. Le deuxième groupe ne reçoit rien : les spz, au cours du temps, se fixent de moins en moins aux ovocytes. La testostérone est donc indispensable à une bonne maturation. La testostérone est produite par les cellules de Leydig, situées dans les tubes séminifères. L'Androgen Biding Proteïn (ABP) est produite par les cellules de Sertoli. Il existe de fortes concentrations de complexes de testostérone-ABP dans la tête de l 'épididyme nécessaire à la maturation des spermatozoïdes puis la concentration diminue. -4 2- Contrôle neurologique Ce contrôle est réalisé par le système nerveux autonome (orthosympathique et parasympathique), responsable : -du péristaltisme spontané de l’épididyme (transport des spermatozoïdes) -des secrétions épididymaires (rôle dans la maturation des spermatozoïdes) Le contrôle neurologique de l’épididyme est assuré par les métamères T11 à L3 Expériences : Si l'on effectue une ablation du ganglion mésentérique inférieur chez le rat, ceci entraine un arrêt des infos provenant des afférences ortho et parasympathique épididymites .Ceci va entrainer une stase des spermatozoïdes car les contractions péristaltiques spontanées sont interrompues. La queue de l’épididyme va donc augmenter en épaisseur car les spz ne sont plus évacués par le conduit déferrent. Accouplement in vivo de rats : Contrôle (rats normaux) :85% d’embryon qui s'implantent Après dénervation : 3% d’embryon qui s'implante Conclusion: diminution de la mobilité et du nombre lorsque le système nerveux autonome n’agit pas sur l’épididyme Fécondation in vitro: (donc spz amenés directement dans l’ovocyte donc peu importe sa mobilité) Contrôle: 89% fécondé à J1 Dénervé: 76% fécondé à J1 79% d'implantation à J9 28% d'implantation à J9 Conclusion : augmentation de la mortalité embryonnaire lorsque le SN autonome n’agit pas sur l’épididyme On constate une importance du système ortho et parasympathique dans le fonctionnement de l'épididyme qui est responsable du péristaltisme spontané (=transport) et a un rôle sur les sécrétions épididymites (=maturation) SYNTHESE Rôle physiologique de l'épididyme très important. Détail des interactions protéiques mal connu Anomalies accessibles au médecin : obstruction du tractus génital - examen clinique - spermogramme - biochimie séminale -5 II – Le sperme A- Introduction Le tractus génital male est composé : Des épididymes Des conduits déférents De l’urètre Des glandes annexes ( vésicules séminales, prostate, glande bulbo-urétrale) B- Composition Le sperme est un milieu hétérogène, c’est un mélange de sécrétions. Pour analyser les fractions, on peut faire un éjaculat fractionné 1ère fraction : Glande de Cooper, prostate 30% du volume, rares spermatozoïdes 2nde fraction : Epididyme et déférent 10% du volume, nombreux spermatozoïdes 3ème fraction : vésicules séminales 60 % du volume, peu de spermatozoïdes L’urètre prostatique stocke l’éjaculat avant qu’il ne soit émis, on a alors un empilement de sécrétions (Prostate et Cooper en bas, spermatozoïdes au milieu et Glandes séminales en haut) C- Les glandes Annexes 1- Les Vésicules séminales C’est un organe pair à structure glandulaire. La sécrétion vésiculaire s’accumule dans la lumière et est expulsée lors de l’éjaculation. Les vésicules libèrent environ 60%du volume spermatique. Elles assurent la synthèse : - D’électrolytes - De fructose (les vésicules séminales sont le seul tissu de l’organisme qui synthétise du fructose). - De séminogéline : protéine qui joue un rôle dans la viscosité du sperme, afin de protéger les spermatozoïdes. Il y aura libération du gel visqueux dans les voix génitales féminines au niveau du col de l’utérus. -6 2- La prostate C’est un organe musculo-glandulaire permettant le maintien de la continence urinaire et l’émission du sperme lors de l’éjaculation avec 2 sphincters : - vésical (lisse) qui évite la remontée de spermatozoïdes vers la vessie - prostatique (strié) qui cède au moment de l’éjaculation pour que l’éjaculation se fasse dans le bon sens. Ses sécrétion constituent le reste du volume spermatique. Elle sécrète de l’acide citrique, des phosphatases acides (qui digèrent la sémiogelline pour liquéfier progressivement le sperme et permettre la libération des spz dans le cul de sac vaginal), de la spermine, de la spermidine, des ions Zn et Mg. D- Biochimie du plasma séminal Le sperme est composé de spermatozoïdes et de plasma séminal. Si on recueille le sperme, qu’on le chauffe pour le liquéfier et qu’on le centrifuge, on obtient des spermatozoïdes au fond du tube et le plasma séminal se trouve au dessus. Si on analyse le plasma séminal après 5 jours d’abstinence, on retrouve des protéines qui sont spécifiques de chacune des glandes annexes. - l’alpha-glucosidase et carnitine sont des protéines spécifiques de l’épididyme. - le fructose est spécifique de l’épididyme - le citrate est spécifique de la prostate S’il manque une fraction, c’est qu’il y a une obstruction au niveau des voies spermatiques III- Spermogramme A- Les facteurs de variation Il dépend de nombreux facteurs : - délai de l’abstinence des rapports (ex : les spermatozoïdes seront plus nombreux dans la queue de l’épididyme mais moins mobiles en cas d’abstinence d’éjaculation) - saisons - qualité de l’éjaculation - chaleur - maladie ( fièvre) - variations inexpliquées B- Spermogramme et abstinence On observe, lors d’une abstinence de sept jours, que les spermatozoïdes sont plus nombreux mais que leur mobilité est diminuée. Lors d’une abstinence courte, le volume spermatique est plus faible, la numération des spz est moins importante mais leur mobilité augmente. C- Variabilité intra-individuelle - 1er prélèvement à 5x10^6/ml - 2ème prélèvement entre 25 et 110x10^6/ml -7 D- Variabilité interindividuelle Les hommes inféconds ont souvent moins de 20 millions de spermatozoïdes/ml mais on observe de grandes différences entre les hommes féconds qui ont généralement plus de 60 millions de spermatozoïdes /ml E- Analyse du spermogramme 1- Au laboratoire On prélève le sperme, puis on le liquéfie à 37°C pendant 30 minutes. On analyse ensuite la numération, la motilité (analyse fine du mouvement), la mobilité et la morphologie (ex : en cas d’anomalie de la tête, le spz est moins fécondant). Il existe des logiciels qui enregistrent la trajectoire des spz on mesure : - Vitesse moyenne du trajet rectiligne - Vitesse réelle - Amplitude de la tête 2- Spermogramme normal Un spermogramme est considéré normal lorsque : - volume : 2à5 ml - numération : 20 à 250 millions/ml - mobilité : supérieur à 50% - motilité : paramètres cinétiques normaux - formes normales : supérieur à 45% 3- Spermogramme anormal Le spermogramme est considéré anormal lorsqu’on à une : - azoospermie : absence de spermatozoïdes - cryptozoospermie : rares spermatozoïdes (< 0,1 million /ml) - oligospermie : <20 millions de spermatozoïdes/ml - asthénospermie : mobilité < 40% - tératospermie : formes normales < 40% Les anomalies peuvent être combinées. Azoospermie : ATTENTION Il existe une différence entre la production intra testiculaire et l’excrétion spermatique. Il y a donc 30 à 50 % de pertes du fait : - résorption épididymaire : 20à30% - pertes urinaires : 2à10% - dysfonctionnement éjaculatoire : variable En pratique, il faut répéter au moins 2 fois le spermogramme en cas d’anomalie avec 3 mois d’intervalle (pour que ce soient des « nouveaux spermatozoïdes ») – Variabilité naturelle -8 – Cas des Azoospermies • Dans environ 10 à15 % des cas : Présence de spermatozoïdes • Une azoospermie vérifier ne signifie pas l’absence de production testiculaire F-CONCLUSION Ses paramètres dépendent de nombreux facteurs Facteurs physiologiques ; Délai d’abstinence, qualité de l’éjaculation, saisons) Facteurs pathologiques : fièvre, amaigrissement, traitements, toxiques ( tabac, alcool, cannabis), antécédents génital ou familial Inexpliqués -9
