La fécondation

Le périple du spermatozoïde

Lors d'un rapport sexuel, environ 200 à 400 millions de spermatozoïdes sont déposés dans le vagin. Un filtrage drastique s'opère à chaque étape :

1. Vagin : ~20 % des spermatozoïdes présentent des aneuploïdies. Le pH vaginal acide est hostile (sauf lors de l'ovulation).

2. Glaire cervicale (col de l'utérus) : - Rôle de filtre sélectif : seuls ~10 % des spermatozoïdes traversent la glaire - Site de la capacitation (voir ci-dessous) - La glaire est plus perméable aux alentours de l'ovulation (sous influence des œstrogènes)

3. Utérus : les contractions utérines facilitent la progression, mais beaucoup de spermatozoïdes sont perdus (phagocytés par les leucocytes utérins)

4. Trompe de Fallope (isthme → ampoule) : progression à contre-courant grâce au battement flagellaire ; seuls quelques dizaines de spermatozoïdes atteignent le site de fécondation (ampoule tubaire)

Durée de vie des spermatozoïdes : 3 à 4 jours dans l'appareil génital féminin (quelques heures seulement dans le vagin sans protection). La période de fécondabilité est d'environ 5 jours par cycle (survie des spermatozoïdes + durée de vie de l'ovocyte).

La capacitation★

La capacitation est un réarrangement des protéines de surface de la membrane péri-acrosomiale qui se produit lors du transit dans la glaire cervicale et l'utérus.

- Elle est un prérequis indispensable★ à la fécondation - Sans capacitation, le spermatozoïde ne peut pas réaliser la réaction acrosomique ni féconder l'ovocyte - Elle implique : modifications de la fluidité membranaire, hyperactivation du flagelle, modifications de la signalisation intracellulaire

Les étapes de la fécondation

La fécondation (durée : ~40 minutes) se déroule en 4 étapes :

### Étape 1 : Reconnaissance zone pellucide / spermatozoïde - Le spermatozoïde capacité traverse le cumulus oophorus - Sa membrane péri-acrosomiale entre en contact avec la zone pellucide (ZP) - ZP3★ est le récepteur spécifique du spermatozoïde sur la zone pellucide

### Étape 2 : Réaction acrosomique - Liaison ZP3-récepteur → déclenchement de la réaction acrosomique - Rupture de l'acrosome → libération des enzymes hydrolytiques (hyaluronidase, acrosine) → digestion locale de la zone pellucide - Le spermatozoïde perce la zone pellucide

### Étape 3 : Fusion des membranes plasmiques - Fusion entre la membrane plasmique du spermatozoïde et celle de l'ovocyte - Le spermatozoïde injecte dans l'ovocyte : - Son ADN (23 chromosomes) - Ses ARN (contribution épigénomique paternelle) - Ses mitochondries (contribution minoritaire, ~5 %) - Ses protéines, notamment la PLC-zeta★★ (phospholipase C-zeta)

### Étape 4 : Pénétration du noyau du spermatozoïde - Le noyau du spermatozoïde pénètre dans le cytoplasme ovocytaire - Les protamines sont remplacées par des histones maternelles → décondensation du génome paternel → formation du pronucléus mâle

La réponse de l'ovocyte

### Libération de calcium et achèvement de la méiose II - PLC-zeta★★ (injectée par le spermatozoïde) → hydrolyse du PIP2 → libération d'IP3 → ouverture des réservoirs calciques du REL → libération de Ca²⁺ en vague(s) - Le Ca²⁺ déclenche la reprise de la méiose II → expulsion du 2e globule polaire → formation du pronucléus femelle - Les deux pronucléus (mâle et femelle) ne fusionnent pas → ils coexistent jusqu'à la 1ère mitose de segmentation

### Réaction corticale → monospermie★ - Le Ca²⁺ déclenche également la réaction corticale : exocytose des granules corticaux situés sous la membrane plasmique de l'ovocyte - Enzymes libérées → modification de la zone pellucide → formation de la membrane de fécondation - La membrane de fécondation est imperméable aux autres spermatozoïdes → monospermie garantie - Clinique : en cas d'échec de la réaction corticale → polyspermie → embryon triploïde (69 chr) → non viable

Le zygote

Le zygote est la première cellule somatique diploïde (2n = 46 chromosomes). Il est formé dès que les deux pronucléus ont reconstituté chacun leur génome complet.

Composition du zygote : - Éléments d'origine maternelle (apportés par l'ovocyte) : - Quasi-totalité du cytoplasme et des organites - ~95 % des mitochondries - 23 chromosomes dont 1 X - ARN messagers maternels stockés pendant le blocage en prophase I - Éléments d'origine paternelle (apportés par le spermatozoïde) : - Centrosome (centriole proximal) → futur pôle du fuseau de division - ~5 % des mitochondries - 23 chromosomes dont 1 X ou 1 Y - ARN et protéines épigénomiques

Pathologies cliniques

Globozoospermie : anomalie de la spermiogénèse → spermatozoïde à tête ronde, sans acrosome, sans PLC-zeta. Entraîne une infertilité masculine complète (absence de réaction acrosomique + absence d'activation ovocytaire).

Embryon triploïde (69 chromosomes) : résulte de la fécondation par deux spermatozoïdes simultanément (bicéphalie) ou de la non-expulsion du 2e globule polaire. L'embryon triploïde n'est pas viable.