Cinétique et régulation de la spermatogenèse

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FECONDATION

La fécondation est l’ensemble des phénomènes physiologiques, cytologiques et biochimiques qui aboutissent à la fusion de 2 cellules haploïdes hautement spécialisées, l’ovocyte et le spermatozoïde, pour former l’œuf fécondé ou zygote (2n), qui par division mitotique aboutira à la formation de l’embryon. [101]
La rencontre de 2 gamètes haploïdes est précédée : [62]
o Du cheminement des spermatozoïdes dans les voies génitales mâles et femelles et de leur capacitation.
o D’une maturation de l’ovocyte, de l’ovulation et de la captation de l’ovule entouré de sa corona radiata par la trompe.
Capté par le pavillon tubaire, l’ovocyte migre dans l’ampoule tubaire, c’est-à-dire dans le tiers externe de la trompe où il peut éventuellement rencontrer le spermatozoïde. L’ovocyte une fois ovulé n’a qu’une survie très courte de 8 à 10 heures, pour permettre une fécondation normale. Les spermatozoïdes sont fécondants pendant environ 3 jours après l’insémination.
On peut décrire 4 temps dans la rencontre des gamètes : [97]

Traversée des annexes ovocytaires

Elle se fait grâce à des enzymes dont l’action reste hypothétique :
• La hyaluronidase, permettrait l’ouverture de passage spermatique entre les cellules du cumulus.
• La Corona Penetrating Enzyme, assurerait le franchissement de la couche cellulaire interne.
• L’acrosine, serait nécessaire à la traversée de la zone pellucide.
• La neuraminidase, serait impliquée dans l’activation de l’œuf.
Dès l’entrée du spermatozoïde, les cellules de la corona radiata se rétractent.

Fusion gamétique

Les spermatozoïdes capacités et hyperactifs s’accrochent à la zone pellucide qui ne permettra que la pénétration des seuls spermatozoïdes humains. L’adhésion à la zone pellucide ainsi que l’apport de Ca++ détermine la réaction acrosomique qui libère les enzymes acrosomiques, ce qui permet la traversée de la zone pellucide par le spermatozoïde aidé par les battements de flagelle hyperactivé. Le 1er spermatozoïde passera à travers l’espace périvitellin puis fusionnera par la membrane plasmique de la cape post-acrosomique avec la membrane ovocytaire. Cette fusion déclenche une décharge de Ca++ provenant du réticulum endoplasmique.

Activation zygote

En quelques secondes, l’œuf est activé, son activité métabolique redémarre et détermine la réaction corticale ; les granules corticaux libèrent leurs enzymes hydrolytiques. La zone pellucide devient ainsi imperméable à la pénétration ou à la progression d’autres spermatozoïdes et empêche une fécondation par plusieurs d’entre eux (polyspermie).
L’activation cytoplasmique de l’ovocyte détermine l’expulsion du 2e globule polaire, et la formation d’un pronucléus haploïde, à chromatine condensée. Ainsi, la pénétration du spermatozoïde est indispensable à l’achèvement de la méiose ovocytaire. Un pronucléus mâle apparaît à peu près en même temps que le pronucléus femelle, entouré d’une nouvelle enveloppe nucléaire et d’une taille semblable. Les pronuclei se trouvent dans la zone corticale de l’ovocyte 12 heures après le début de l’activation. Une réplication de l’ADN a lieu dans chaque pronucléus.

Restauration de la diploïdie

Les pronuclei migrent l’un vers l’autre au centre de l’œuf, guidés par les microfilaments de l’ooplasme. Au contact, ils ne fusionnent pas. Chaque noyau entre en prophase : les chromatines apparaissent et le fuseau de division s’organise. Après destruction des enveloppes nucléaires, les chromosomes se placent sur le fuseau et forment une plaque équatoriale. Cette présence simultanée sur le fuseau des chromosomes maternels et paternels termine le processus de fécondation. Ainsi apparaît un nouvel individu diploïde (46 chromosomes) qui après une première mitose, suivie de nombreuses autres, formera peu à peu l’embryon nouveau.

PHYSIOPATHOLOGIE DE LA REPRODUCTION

NOTIONS EPIDEMIOLOGIQUES

Définitions

La fertilité ou fécondité est définie comme l’aptitude à obtenir une grossesse. Un couple est dit fertile ou fécond, s’il a obtenu une grossesse. Dans le cas contraire, il est dit infertile ou infécond, et l’on parle d’infertilité.
La fécondabilité est la probabilité mensuelle d’obtenir une grossesse. Dans l’espèce humaine elle est d’environ 25%.
Toutefois, elle est très variable dans la population ; lorsque cette probabilité est nulle, on parle de stérilité, lorsqu’elle est faible (<5%) on parle d’hypofertilité. De cette notion découle celle de délai nécessaire pour concevoir. C’est le temps qui s’écoule entre l’arrêt de toute contraception et l’obtention de la grossesse. Il est en moyenne de 6 mois et l’on ne considère pathologique qu’un délai supérieur à 2 ans. Ce n’est en général qu’à ce terme que sont réalisés les explorations et les traitements de l’infertilité.
La fécondabilité varie en fonction de la date des rapports sexuels dans le cycle menstruel. Elle est maximale au moment de l’ovulation.

Données épidémiologiques

L’infertilité représente un réel problème de santé puisqu’environ 14% des couples consultent un médecin au moins une fois pour un problème d’infertilité. Dans environ 33% des cas, il est trouvé une cause purement féminine, dans 21% des cas une cause uniquement masculine, dans 39% des cas à la fois une cause masculine et une cause féminine, et dans 7% des cas aucune cause n’est retrouvée. [67]

Facteurs influant sur l’infertilité

Chez la femme

ƒ L’âge joue un rôle très important puisqu’au fur et à mesure qu’il augmente, les chances de grossesse s’amenuisent de façon très importante.
ƒ Les déséquilibres alimentaires entraînant un excès ou un déficit de poids ont une influence péjorative sur la fécondité, agissant en particulier au niveau de la qualité de l’ovulation.
ƒ Le tabac et l’alcool diminuent également la fertilité.

Chez l’homme

ƒ L’âge est associé à une baisse de la fertilité mais à un degré bien moindre que chez la femme.
ƒ L’obésité, le tabac et l’alcool sont des facteurs délétères.
ƒ Certaines conditions de l’environnement (chaleur, solvants, pesticides…) peuvent entraîner une diminution de la fécondité.

CAUSES DE LA STERILITE

Chez la femme

Stérilité « lésionnelle »

Etiologies tubaires

La cause est une atteinte tubaire bilatérale. Il s’agit d’obturation tubaire, ou d’adhérences inflammatoires péri-tubo-ovariennes isolant l’ovaire d’une trompe saine.
Les causes de ces anomalies tubaires sont multiples :
• Tuberculose génitale (20%)
• Infection génitale non spécifique en post-abortum (30%)
• Infection extra-génitale (appendicite) (20%)
• Endométriose pelvienne (10%)
• Causes inconnues (20%)

Causes utérines

Il s’agit de myomes endocavitaires et interstitiels, de synéchies et d’hypoplasie utérine.

Causes cervico-isthmiques

• Endocervicite : glaire infectée
• Destruction des glandes cervicales
• Sténose et/ou synéchie cervicale
• Sténose et/ou synéchie isthmique.

Causes iatrogènes

L’exposition intra-utérine au diéthystilbestrol (DES) (qui est un puissant œstrogène non stéroïdien) qui a été proposé dans le traitement des menaces d’accouchement, des toxémies gravidiques, chez les patients ayant des antécédents des fausses couches, ainsi que dans le traitement des stérilités, est responsable d’adénocarcinome à cellules claires du col utérin et de diverses anomalies morphologiques et fonctionnelles de l’appareil génital féminin.
Cette exposition doit être systématiquement évoquée chez les femmes présentant des troubles de la reproduction. [60]

Stérilité « fonctionnelle » 

Anomalies de l’ovulation

Hyperprolactinémie permanente

Définie par des taux supérieurs à 20 ng/ml, elle est qualifiée de modérée lorsque les valeurs se situent entre 20 et 50 ng/ml, de moyenne entre 50 et 150 ng/ml et d’importante au dessus de 150 ng/ml.

Insuffisance ovarienne

Une insuffisance ovarienne annoncée par l’élévation de la FSH, peut être secondaire à une ménopause précoce, ou plus rarement à une ovarité auto-immune. Elle est de mauvais pronostic.

Dysfonction gonadotrope

o Insuffisance hypophysaire : cause rare d’infertilité, elle est évoquée dans l’association d’une aménorrhée avec des signes d’insuffisance estrogénique à une dépilation pubienne et axillaire.
o Dysfonction gonadotrope hypothalamique : les anomalies de la fonction gonadotrope d’origine hypothalamique ou supra-hypothalamique secondaire à une affection organique sont rares.
Les lésions directes d’origine tumorale, vasculaire ou infiltrative sont exceptionnelles.
Une origine lésionnelle peut expliquer certains retards pubertaires mais est exceptionnellement retrouvée à l’origine d’un trouble du cycle à l’âge adulte. Elles doivent cependant systématiquement être évoquées avant de retenir le caractère purement fonctionnel des désordres gonadotropes :
• Dysfonction gonadotrope psychogène et environnementale.
• Dysfonction gonadotrope idiopathique.

Syndrome des ovaires polykystiques

Le SOPK peut être défini comme une affection liée à la perte des mécanismes de contrôle de maturation des follicules, responsables d’une atrésie folliculaire chronique. Les modifications sclérokystiques des ovaires et l’hyperandrogénie qui en résultent, donnent à ce syndrome une entité clinique et biologique très hétérogène.
De nombreuses situations de déséquilibre biologique peuvent induire des ovaires polykystiques. Il en est ainsi, d’une production accrue d’androgènes d’origine ovarienne ou surrénalienne. Une sécrétion élevée d’oestrogènes d’origine extra-ovarienne, ou encore une augmentation primitive de la sécrétion de LH constituent autant de facteurs rendus responsables de ce syndrome.
Certains ovaires polykystiques paraissent être d’origine périphérique. Les endocrinopathies telles que l’hyperplasie surrénale, le syndrome de Cushing, les dysthyroïdies, les hyperprolactinémies peuvent s’associer à des ovaires polykystiques.
Un déséquilibre enzymatique de l’ovaire ou encore un excès de certains facteurs de croissance pourraient déterminer des ovaires polykystiques.
L’origine neurosecrétoire des ovaires polykystiques a été avancée.

Syndrome de Stein-leventhal

Il associe des gros ovaires, une aménorrhée primaire ou secondaire, une virilisation avec hirsutisme, acné et obésité.

Syndrome de Turner

Il associe un impubérisme, une petite taille avec une dysmorphie ; un cou palmé, un épicanthus, un cubitus valgus, une implantation basse des cheveux et des oreilles, un caryotype 45 XO, des ovaires ayant un aspect de bandelettes fibreuses à la cœlioscopie. [5]

Insuffisance du corps jaune

C’est une insuffisance estrogénique, lutéale ou mixte. [2]

Anomalie de la glaire cervicale

• Absence ou insuffisance de la glaire
• Glaire épaisse, imperméable
• Endocervicite
• Incompatibilité immunologique de la glaire et des spermatozoïdes. [23]

Causes génétiques connues ou probables

Azoospermies sécrétoires

Les SPZ ne se forment pas à cause d’une :
o Absence congénitale des testicules : anorchidie
o Atrophie testiculaire du syndrome de Klinefelter
o Atrophie hypogonadotrophique : testiculaire (syndrome en de rapport Rose avec water, un hypogonadisme primaire syndrome adiposo-génital ;
nanisme hypophysaire).
o Elévation de FSH avec une testostérone normale : (anomalies chromosomiques ; anomalie de spermatogenèse secondaire à une orchite ourlienne, traitement immunosuppresseur ou antimitotique, cryptorchidie non corrigée). [7]

Azoospermies excrétoires

Elles sont en rapport avec une anomalie congénitale ou acquise des voies excrétoires (épididyme et déférents) alors que la fonction testiculaire est normale :
o absence congénitale du déférent
o séquelles épididymo-déferentielles d’une infection génitale.
o anomalies de l’épididyme ou du déférent.
Certaines de ces anomalies excrétoires sont accessibles à la chirurgie réparatrice. [3, 9]

Oligo-asthéno-tératospermies sévères (OAT) d’origine génétique

Elles sont plutôt en rapport avec un remaniement des autosomes, notamment une translocation :
 Soit réciproque équilibrée (équilibre entre deux paires de chromosomes non acrocentriques) ;
 Soit robertsonienne (fusion par les centromères des deux chromosomes acrocentriques hétérologues). [96]
Il existe d’autres causes génétiques mais qui sont rares :
™ Syndrome des cils immobiles.
™ Délétions de l’ADN mitochondrial.[78]

Anomalies congénitales sans mécanisme connu

Ectopie testiculaire

Lorsque le (ou les) testicule(s) se trouve (ent) en permanence en dehors de la bourse, on parle d’éctopie testiculaire ou cryptorchidie. Les facteurs mineurs des « testicules ascendants » sans véritable cryptorchidie constituent également un facteur de risque. La biopsie testiculaire montre finalement des altérations d’intensité variable : hypospermatogenèse modérée, syndrome des cellules de Sertoli seules ou arrêt de la maturation des spermatozoïdes.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : PHYSIOLOGIE ET PHYSIOPATHOLOGIE DE LA REPRODUCTION
EXPLORATION DE LA STERILITE
CHAPITRE I : PHYSIOLOGIE DE LA REPRODUCTION
1. GAMETOGENESE
1.1. Spermatogenèse
1.1.1. Spermatozoïde ..
1.1.1.1. Tête
1.1.1.2. Pièce intermédiaire
1.1.1.3. Flagelle
1.1.2. Cinétique et régulation de la spermatogenèse
1.1.3. Facteurs affectant la spermatogenèse
1.1.3.1. Facteurs physiques
1.1.3.2. Facteurs nutritifs
1.1.3.3. Autres facteurs
1.1.4. Maturation et transport des spermatozoïdes
1.1.5. Sperme
1.2. Ovogenèse et folliculogenèse
1.3. Atrésie folliculaire
2. CYCLE MENSTRUEL
2.1. Modfications ovariennes cycliques
2.1.1. En phase pré-ovulatoire
2.1.2. Ovulation
2.1.3. En phase post-ovulatoire
2.2. Modification hormonale : stéroïdogenèse
2.2.1.Œstrogènes
2.2.2. Progestérone
2.2.3. Autres stéroïdes ovariens
2.3. Régulation neuro-endocrine
2.3.1. Antéhypophyse
2.3.2. Hypothalamus
2.3.2.1. Phénomène du feed-back
2.3.2.2. Action du système nerveux central
2.4. Modifications utérines
2.4.1. Endomètre
2.4.2. Myomètre
2.4.3. Col utérin
2.4.4. Autres organes
3. FECONDATION
3.1. Traversée des annexes ovocytaires
3.2. Fusion gamétique
3.3. Activation zygote
3.4. Restauration de la diploïdie
CHAPITRE II : PHYSIOPATHOLOGIE DE LA REPRODUCTION
1. NOTIONS EPIDEMIOLOGIQUES
1.1. Définitions
1.2. Données épidémiologiques
1.3. Facteurs influant sur l’infertilité
1.3.1. Chez la femme
1.3.2. Chez l’homme
2. CAUSES DE LA STERILITE
2.1. Chez la femme
2.1.1. Stérilité lésionnelle
2.1.1.1. Etiologies tubaires
2.1.1.2. Causes utérines
2.1.1.3. Causes cervico-isthmiques
2.1.1.4. Causes iatrogènes
2.1.2. Stérilité fonctionnelle
2.1.2.1. Anomalies de l’ovulation
2.1.2.2. Insuffisance du corps jaune
2.1.2.3. Anomalie de la glaire cervicale
2.2. Chez l’homme
2.2.1. Causes génétiques connues ou probables
2.2.1.1. Azoospermies sécrétoires
2.2.1.2. Azoospermies excrétoires
2.2.1.3. Oligo-asthéno-tératospermies sévères d’origine génétique
2.2.2. Anomalies congénitales sans mécanisme connu
2.2.2.1. Ectopie testiculaire
2.2.2.2. Anomalies particulières des spermatozoïdes
2.2.3. Causes endocriniennes
2.2.4. Autres causes
CHAPITRE III : EXPLORATION DE LA STERILITE
1. BILAN MASCULIN
1.1. Interrogatoire complet
1.1.1. Antécédents chirurgicaux
1.1.2. Antécédents des lésions testiculaires
1.1.3. Facteurs de risques professionnels
1.1.3.1. Agents physiques
1.1.3.2. Agents chimiques
1.1.4. Habitudes de vie
1.1.5. Facteurs iatrogènes
1.1.5.1. Traitements anticancéreux
1.1.5.2. Médicaments
1.2. Examen clinique
1.2.1. Aspect général
1.2.2. Examen physique
1.2.3. Imagerie
1.3. Examens biologiques
1.3.1. Spermogramme
1.3.1.1. Conditions du recueil
1.3.1.2. Interprétation
1.3.1.3. Intérêt et limites
1.3.2. Spermocytogramme
1.3.3. Tests de fécondance
1.3.3.1. Test de capacitation
1.3.3.2. Test de la reconnaissance, de l’attachement et de la fixation sur la zone pellucide
1.3.3.3. Test de réaction acrosomique
1.3.3.4. Hamster-TesT
1.3.3.5. Test de qualité du matériel nucléaire
1.3.4. Examens biomorphologiques
1.3.4.1. Recherche de sperme dans les urines
1.3.4.2. Biochimie du plasma séminal
1.3.4.3. Spermoculture
1.3.4.4. Recherche des anticorps anti-spermatozoïdes
1.3.5. Examens à visée génétique : le caryotype
1.3.6. Examens à visée endocrinienne
1.3.6.1. Dosage de la FSH plasmatique
1.3.6.2. Dosage de la testostérone plasmatique
1.3.6.3. Dosage de la LH plasmatique
1.3.7. Biopsie testiculaire
2. BILAN FEMININ
2.1. Interrogatoire
2.1.1. Histoire de la vie génitale
2.1.2. Antécédents chirurgicaux
2.1.3. Antécédents médicaux
2.1.4. Antécédents infectieux
2.1.5. Antécédents familiaux
2.1.6. Facteurs environnementaux et professionnels
2.2. Examen clinique
2.3. Examens complémentaires
2.3.1. Courbe thermique
2.3.2. Bilan biologique
2.3.2.1. Dosages hormonaux
2.3.2.2. Tests dynamiques
2.3.2.3. Examen de la glaire cervicale
2.3.2.4. Bilan infectieux
2.3.3. Bilan radiologique
2.3.3.1. Echographie
2.3.3.2. Hystérosalpingographie
2.3.4. Cœlioscopie
2.3.5. Tuboscopie
2.3.6. Fertiloscopie
2.3.7. Hystéroscopie
2.3.8. Biopsie de l’endomètre
2.3.9. Insufflation utéro-tubaire kymographique
3. BILAN DU COUPLE
3.1. Rapport sexuel
3.2. Test post-coïtal
3.3. Test de pénétration croisée
DEUXIEME PARTIE : STRATEGIE THERAPEUTIQUE ET PROCREATION MEDICALEMENT ASSISTEE
CHAPITRE I : STRATEGIE THERAPEUTIQUE
1. CHEZ L’HOMME
1.1. Traitement des pathologies de la spermatogenèse
1.1.1. Traitement des pathologies de la commande hypoyhalamohypophysaire
1.1.1.1. Traitement des atteintes hypothalamiques
1.1.1.2. Traitement des atteintes hypophysaires
1.1.1.3. Androgénothérapie
1.1.1.4. Règles hygiéno-diététiques
1.1.2. Traitement des pathologies testiculaires
1.1.3. Traitement des pathologies de la structure des SPZ
1.2. Traitement des pathologies des voies génitales masculines
1.2.1. Traitement des infections génitales IST
1.2.2. Traitement des obstructions des voies génitales
1.3. Traitement des troubles des rapports sexuels
2. CHEZ LA FEMME
2.1. Traitement des facteurs de la stérilité cervicale
2.1.1. Optimisation de la glaire
2.1.2. Traitement de la glaire cervicale infectée
2.1.3. Traitement de la glaire acide
2.1.4. Traitement de la glaire contenant des ACAS (glaire hostile)
2.1.5. Traitement des anomalies anatomiques du col
2.2. Traitement des troubles de la fonction ovarienne
2.2.1. Règles hygiéno-diététiques
2.2.2. Inducteurs de l’ovulation
2.2.2.1. Anti-œstrogènes
2.2.2.2. Gonadotrophines
2.2.2.3. Agonistes de la GnRH
2.2.2.4. Antagonistes de la GnRH
2.2.2.5. GnRH pulsatile
2.2.2.6. Autres médicaments
2.2.3. Traitement de la stérilité en cas d’insuffisance ovarienne prématurée
2.3. Traitement de la stérilité tubo-péritonéale
2.3.1. Traitement curatif
2.3.2. Traitement palliatif
2.4. Traitement du facteur utérin de stérilité
2.5. Traitement de l’endométriose
2.5.1. Traitement curatif
2.5.2. Traitement palliatif
2.6. Traitement des facteurs sexuels
3. STERILITE IDIOPATHIQUE OU INEXPLIQUEE
CHAPITRE II : PROCREATION MEDICALEMENT ASSISTEE
1.HISTORIQUE
2.DEFINITION
3.PRINCIPES
3.1. Bien de l’enfant
3.2. Pratiques interdites
3.3. Indications.
3.4. Information et conseil
3.5. Consentement du couple
4.REGLEMENTATION
5. PREPARATION DU SPERME POUR L’AMP
5.1. Recueil du sperme
5.1.1. Sperme éjaculé
5.1.2. Sperme récupéré par prélèvement
5.1.2.1. Au niveau des canaux déférents
5.1.2.2. Au niveau de l’épididyme
5.1.2.3. Au niveau du testicule
5.2. Préparation du sperme
5.2.1. Technique de migration ascendante ou « Swim-up »
5.2.2. Technique de centrifugation en gradient de densité
5.2.3. Technique de sélection complémentaire adaptée à l’ICSI
5.3. Congélation des gamètes et des embryons en AMP
5.3.1. Congélation des spermatozoïdes
5.3.2. Congélation des ovocytes
5.3.3. Congélation des embryons
5.3.4. Résultats de l’autoconservation
6. TECHNIQUES DE L’AMP
6.1. Insémination artificielle
6.1.1. Insémination intra-cervicale (IIC)
6.1.1.1. Technique
6.1.1.2. Indications
6.1.2. Insémination intra-utérine (IIU)
6.1.2.1. Technique
6.1.2.2. Indications
6.1.3. Transfert intra-tubaire des gamètes (GIFT)
6.1.4. Insémination intra-péritonéale (IIP)
6.2. Fécondation in vitro
6.2.1. Etapes de la FIV
6.2.1.1. Stimulation ovarienne
6.2.1.2. Ponction folliculaire
6.2.1.3. FIV et culture embryonnaire
6.2.1.4. Transfert embryonnaire
6.2.1.5. Soutien de la phase lutéale
6.2.2. Indications de la FIV
6.3. Techniques de fécondation assistée
6.3.1. FIV avec micro-injection (ICSI)
6.3.2. Indications
6.4. Techniques visant à augmenter le taux d’implantation des embryons
6.4.1. Coculture
6.4.2. Eclosion embryonnaire assistée ou Hatching
6.5. Autres techniques d’AMP
6.6. Soutien de la phase lutéale
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBLIOGRAPHIQUES

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