Anatomie et physiologie de l’oviducte des mammifères

Rappels anatomiques et histologiques

Dérivés de la aportion ntérieure des canaux de Müller, les oviductes sont plus communément appelés « trompes utérines » ou « trompes de Fallope ». Ils constituent le premier segment des voies génitales femelles reliant l’ovaire à l’utérus (Figure 1) et sont divisés en trois parties : Le pavillon, ou infundibulum est la partie proximale de l’oviducte qui capte les ovocytes au moment de l’ovulation. L’ampoule est le lieu de la fécondation mais également de la maturation ovocytaire et du transport de l’ovocyte, permis par l’activité de cellules ciliées (Croxatto, 2002). L’isthme est la portion rétrécie de l’oviducte et constitue le réservoir spermatique. Il se termine au niveau de la jonction utéro-tubaire. Il a été démontré chez la vache et la truie que les spermatozoïdes sont arrêtés et stockés dans la partie caudale de l’isthme avant l’ovulation (Hunter et Wilmut, 1984).

La structure histologique de l’oviducte est identique chez tous les mammifères (Steinhauer et al., 2004). Il est constitué d’une muqueuse, l’endosalpinx, d’une couche de fibres musculaires lisses, le myosalpinx et d’une séreuse. L’endosalpinx, très plissé, est entièrement recouvert d’un épithélium comportant en proportions à peu près égales de cellules ciliées et de cellules sécrétrices non ciliées. C’est grâce à l’activité contractile du myosalpinx que les spermatozoïdes et l’embryon transitent au sein de l’isthme. La fonction de l’oviducte est complexe. Pendant longtemps, on lui a attribué un simple rôle mécanique de transit de gamètes et des embryons préimplantatoires. Cependant, la réalisation des premières fécondations in vitro dans les années 1960 et le nombre d’embryons obtenus a mis en évidence un autre rôle de ce dernier : pendant la durée du transit tubaire, l’oviducte est le siège d’échanges encore mal compris entre les cellules tubaires et les gamètes ou l’embryon (Kölle et al., 2009).

Le fluide oviductal

Le microenvironnement tubaire résulte à la fois des synthèses de l’épithélium et d’une excrétion des facteurs issus du sérum et du liquide folliculaire après ovulation. Le fluide oviductal se compose de substrats énergétiques (essentiellement du glucose, pyruvate et lactate), d’ions, d’acides aminés et d’un grand nombre de protéines. Les concentrations en lactate et en pyruvate sont nettement supérieures à celles du sérum et du liquide utérin chez la plupart des mammifères : cet environnement est favorable au métabolisme glucidique des spermatozoïdes et de l’embryon jusqu’au stade blastocyste (Bavister, 2000 ; Hugentobler et al., 2008). La concentration de potassium est deux à cinq fois plus élevée dans le fluide oviductal que dans le sérum (Menezo et al., 1997 ; Hugentobler et al. 2007 a ; Leese et al., 2008).

Certains ions comme le chlorure jouent un rôle important dans la formation du fluide oviductal en créant un gradient osmotique, à l’origine de l’entrée d’eau dans la lumière de l’oviducte (Leese et al., 2008). La concentration en acides aminés présents dans le fluide oviductal est plus importante que celle du sérum (Aguilar et Ryley, 2005 ; Hugentobler et al., 2007 b). La glycine et l’alanine sont les acides aminés majoritaires (Aguilar et Ryley, 2005 ; Hugentobler et al., 2007 b) ; ils interviennent dans la régulation du pH intra-oviductal et dans la protection de l’embryon vis-à-vis du stress osmotique (Leese et al., 2008). La concentration en protéines est moins importante dans le fluide oviductal que dans le plasma (Aviles et al., 2010). Les recherches sur les rôles de l’oviducte sont relativement récentes et peu de données sont disponibles sur la composition protéique du fluide oviductal. Néanmoins, des glycoprotéines spécifiques de l’oviducte (OVGP ou oviductine) ont été décrites chez plusieurs espèces, notamment chez la vache (Boice et al., 1990) et la truie (Buhi et al., 1993). Ces glycoprotéines, présentes en grande quantité pendant la période péri-ovulatoire, participent à l’adhésion des spermatozoïdes dans le réservoir spermatique de l’isthme, favorisent la capacitation et facilitent la pénétration spermatique lors de la fécondation (Martus et al., 1998).

Maturation des gamètes, stockage et capacitation du sperme

Chez la plupart des mammifères, la question d’un rôle de l’oviducte pour la maturation ovocytaire ne s’est jamais posée car cette maturation est intra-ovarienne et l’ovocyte ovulé est directement fécondable. Par contre, les rôles de l’oviducte pour les spermatozoïdes ont été largement étudiés. Ainsi, l’oviducte est considéré comme étant un site de sélection puis de capacitation des spermatozoïdes (Austin, 1951 ; Chang, 1951 ; Ehrenwald et al., 1990). Avant d’arriver dans l’oviducte, les spermatozoïdes passent par la jonction utéro-tubaire où s’effectue une première sélection (Hunter, 2011).

Chez certaines espèces, notamment la lapine, la présence de mucus au niveau de la jonction utéro-tubaire a été décrite. Chez la vache, il existe une barrière mécanique constituée par les replis muqueux de la jonction utéro-tubaire, permettant ainsi de fermer totalement ou partiellement la lumière de la corne utérine (Suarez et Susan, 2008). La sélection des spermatozoïdes orchestrée par les oviductes est un phénomène drastique, puisque sur les milliers de spermatozoïdes présents dans l’isthme, seuls quelques dizaines atteindront l’ampoule (Hunter, 2005 ; Croxatto, 2002 ; Hunter, 2011). Une première sélection s’effectue lors du passage de la jonction utéro-tubaire, gouvernée à la fois par la mobilité des spermatozoïdes et par des interactions moléculaires entre la membrane des spermatozoïdes et la jonction utéro-tubaire (Hunter, 2011).

Chez la souris, le passage de la jonction utéro-tubaire met en jeu des protéines de la famille ADAM (ADesintegrin And Metallopeptidase Domain), molécules également impliquées dans la reconnaissance et la fusion des gamètes lors de la fécondation (Hunter, 2011). Une seconde sélection s’effectue dans le réservoir de l’isthme, dont la capacité de liaison aux spermatozoïdes est régulée par des facteurs de qualité spermatique identifiés chez plusieurs mammifères, comme la présence d’un acrosome intact, l’absence de capacitation, l’intégrité de la chromatine ou l’absence d’anomalies morphologiques (Suarez, 2008 ; Hourcade et al., 2010 ; Hunter, 2011).

La portion caudale de l’isthme semble être le lieu de stockage des spermatozoïdes. En effet, chez la vache, la truie, la jument et la lapine, les cellules oviductales créent un environnement où les gamètes mâles se lient à l’épithélium et sont immobilisés : cette portion est appelée le réservoir spermatique (Suarez et Pacey, 2006 ; Suarez, 2008 ; Kölle et al., 2009). L’attachement des spermatozoïdes a la monocouche des cellules épithéliales tubaire a été ainsi étudié (Gutierrez et al., 1993 ; Dobrinski et al., 1996 ; Sidhu et al., 1998), et il apparaît que des glycoprotéines sont impliquées dans l’interaction entre les cellules épithéliales tubaires et les spermatozoïdes. Cette liaison réversible a été bien étudiée chez les bovins ; elle met en jeu d’une part des protéines du plasma séminal (protéines de la famille des BSP, ou Bovine Seminal Plasma) liées à la membrane plasmique péri-acrosomale du spermatozoïde et d’autre part des groupements saccharidiques de protéines appartenant à la famille des annexines (ANXA1, -2, -4, -5) présentes à la surface des cellules épithéliales de l’oviducte (Suarez, 2008). Outre les rôles de l’oviducte dans le stockage et la survie des spermatozoïdes, il existe également un rôle oviductal dans la capacitation des spermatozoïdes. Le mécanisme complexe de la capacitation englobe en particulier l’acquisition par le spermatozoïde de la capacité à reconnaitre et à se fixer sur la zone pellucide de l’ovocyte.

Plus globalement, l’oviducte est à l’origine d’une sécrétion de facteurs favorisant l’ensemble des mécanismes de la capacitation, on peut citer : les changements de composition membranaire permettant la fixation à la zone pellucide de l’ovocyte, l’augmentation de la perméabilité à l’ion Ca2+qui facilite ainsi les mouvements des protéines membranaires et le changement de mobilité du spermatozoïde qui devient hyperactif. Ce sont les stéroïdes ovariens (essentiellement la progestérone) qui permettent ou non la capacitation et modulent son temps de réalisation (Suarez, 2008). Récemment chez l’homme, le mécanisme d’action a été mis en évidence : il repose sur la présence d’un récepteur canal au niveau du flagelle des spermatozoïdes : le canal CATSPER. En présence de progestérone, ce canal est activé et permet le passage d’ion calcium au sein de la membrane des spermatozoïdes induisant leur capacitation (Strünker et al., 2011 ; Lishko et al., 2011). Les spermatozoïdes quittent ensuite progressivement le réservoir spermatique, notamment par l’intermédiaire d’un courant calcique qui permet le détachement entre le cil et le spermatozoïde et ainsi la reprise de la mobilité de ce dernier vers le site de fécondation. Chez la vache, la libération des spermatozoïdes depuis le réservoir spermatique débute dès l’entrée du complexe ovocyte-cumulus dans l’oviducte après l’ovulation (Kölle et al., 2009). Ce relargage progressif joue un rôle dans le blocage de la polyspermie (Hunter, 2011 ; Suarez, 2008). Chez le porc, en augmentant le nombre de spermatozoïdes au niveau du site de fécondation in vivo, la polyspermie est augmentée (Hunter et Leglise, 1971).

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Table des matières

LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES FIGURES
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
A- Anatomie et physiologie de l’oviducte des mammifères
Rappels anatomiques et histologiques
Structure et variations fonctionnelles de l’oviducte au cours du cycle oestralLe fluide oviductal
B- Le modèle canin : particularité de la fonction oviductale chez la chienne
1.Généralités sur le modèle canin
2.Rôles de l’oviducte dans la fonction de reproduction chez les mammifères
2.1. Maturation des gamètes, stockage et capacitation du sperme
2.2. Lieu de transport actif des gamètes
2.3. Lieu de transport et de développement des embryons
2.4. Rôles de l’oviducte chez la chienne
2.5. Protéines du fluide oviductal
C- Rôles de la progestérone au cours du cycle oestral
1.Généralités
2.Rôles de la progestérone pour la fonction de reproduction chez la chienne
2.1. Lutéinisation pré-ovulatoire et maturation ovocytaire
2.2. Implantation et survie de l’embryon
2.3. Rôles de la progestérone pour la physiologie de l’oviducte
3.Les récepteurs à la progestérone
3.1. Les récepteurs nucléaires : médiateurs de l’action génomique de la progestérone
3.2.1. membrane Progesterone Receptors (mPRs)
3.2.2. Progesterone Receptors Membrane Components (PGRMC)
D- L’aglépristone
Généralités et propriétés pharmacologiquese chez la chienne
Effet de l’aglépristone sur la période péri-ovulatoire chez la chienne
DEUXIEME PARTIE: ETUDE EXPERMENTALE
A. Objectifs
B. Matériel et méthodes
1.Schéma expérimental
1.1. Animaux
1.2. Injection d’aglépristone
1.3. Choix des protéines étudiées
1.4. Stratégie expérimentale
2.Determination des périodes du cycle oestral
3.Prélèvement du matériel biologique
4.Western-blot
5.Immunohistochimie
C.Résultats
1.Détection des protéines d’intérêt par western-blot
1.1. Expression de la protéine CD109
1.2. Expression de la protéine Céruloplasmine
1.3. Expression de la protéine Clusterine
1.4. Expression de la protéine Lactoferrine
2.Détection des protéines oviductales d’intérêt par immunohistochimie
2.2. Expression de la protéine CD109
2.3. Expression de la protéine Céruloplasmine
2.4. Expression de la protéine Clusterine
D.Discussion
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE