Introduction
Le cycle menstruel est un processus biologique complexe et cyclique qui se produit chez les femmes en âge de procréer. Il est caractérisé par des changements hormonaux et physiques réguliers qui préparent le corps à une éventuelle grossesse. Ce guide complet explorera en détail les aspects anatomiques, physiologiques et hormonaux du cycle menstruel, ainsi que les méthodes de contraception et d'assistance médicale à la procréation.
1. Anatomie des Appareils Génitaux
1.1. Appareil Génital Féminin
L'appareil génital féminin est composé d'organes génitaux internes et externes, ainsi que de glandes annexes. Les organes internes comprennent les ovaires, les trompes de Fallope, l'utérus et le vagin.
- Les ovaires sont des glandes génitales féminines mixtes, assurant une action endocrine (production d'hormones sexuelles féminines) et exocrine (production des cellules sexuelles féminines, les ovocytes). L'ovaire possède un fonctionnement cyclique d'une durée moyenne de 28 jours. Ils sont le siège des follicules ovariens, qui renferment les ovocytes baignant dans le liquide folliculaire. L'ovaire est divisé en deux zones : une zone médullaire périphérique.
- Les trompes de Fallope permettent le transport de l'ovocyte libéré par l'ovaire jusqu'à l'utérus.
- L'utérus est un organe creux et musculeux, dont la muqueuse utérine (endomètre) s'enrichit périodiquement de vaisseaux sanguins, se préparant à accueillir un œuf fécondé. L'utérus peut accueillir un œuf (épaisseur de quelques millimètres).
- Le vagin est un conduit d'environ 10 cm de long reliant l'utérus à la vulve.
La vulve constitue les organes génitaux externes.
1.2. Appareil Génital Masculin
L'appareil génital masculin est composé des testicules, des voies génitales et des glandes annexes.
- Les testicules sont le siège de la production des spermatozoïdes, qui se fait dans les tubes séminifères. La spermatogenèse est stimulée par la testostérone produite par les cellules de Leydig, présentes dans le tissu interstitiel entre les tubes séminifères. Les cellules de Sertoli jouent un rôle de soutien, nourricier et protecteur pour les spermatozoïdes. Les tubes séminifères sont constitués de cellules périphériques et d'une lumière centrale.
- L'épididyme coiffe chaque testicule et mesure 6 cm de longueur.
- Les vésicules séminales produisent un liquide alcalin composant 60% du sperme, riche en fructose, un ose.
1.3. Voies Génitales et Voies Urinaires
Il est important de noter que chez la femme, les voies génitales et urinaires sont distinctes, tandis que chez l'homme, l'urètre sert de voie commune pour l'urine et le sperme.
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1.4. Structures Endocrines et Hormones Sexuelles
Les hormones sexuelles jouent un rôle crucial dans le cycle menstruel. Les principales structures endocrines impliquées sont :
- Les ovaires : Ils sécrètent des œstrogènes (principalement de l'œstradiol) et de la progestérone. Les follicules en croissance sécrètent des œstrogènes, tandis que le corps jaune produit de la progestérone.
- Les testicules : Ils produisent de la testostérone.
- L'hypothalamus et l'hypophyse : Ces structures cérébrales contrôlent l'activité des ovaires et des testicules en sécrétant des hormones comme la GnRH, la FSH et la LH.
2. Méiose et Gamétogenèse
La méiose est un type de division cellulaire qui produit des gamètes (cellules sexuelles), c'est-à-dire des spermatozoïdes chez l'homme et des ovules chez la femme. L'union d'un spermatozoïde et d'un ovule formera l'œuf.
2.1. Processus de la Méiose
La méiose est une division réductionnelle, ce qui signifie qu'elle réduit de moitié le nombre de chromosomes dans les cellules filles. Elle comprend deux divisions successives, la méiose I et la méiose II. Un phénomène caractéristique de la méiose est le "crossing over", un échange interchromosomique de gènes qui se déroule au moment de l'appariement des chromosomes homologues.
2.2. Étapes de la Méiose
La méiose I sépare les chromosomes homologues, tandis que la méiose II sépare les 2 chromatides du même chromosome, un processus identique à la mitose.
2.3. Spermatogenèse
La spermatogenèse est le processus de formation des spermatozoïdes dans les tubes séminifères des testicules. Elle commence à la puberté et se poursuit toute la vie. Le sperme est transporté dans la lumière des tubules grâce aux cellules de Sertoli, qui tapissent la paroi des tubes séminifères. La spermatogenèse dure 64 à 72 jours.
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2.4. Ovogenèse
L'ovogenèse est le processus de formation des ovules dans les ovaires. Les ovocytes I restent bloqués en prophase I jusqu'à la puberté. A chaque cycle, quelques ovocytes I bloqués vont poursuivre leur division. Lors de l'ovulation, l'ovocyte II est libéré, mais sa division équationnelle reste bloquée en métaphase II. La fécondation est nécessaire pour poursuivre sa maturation. Les ovocytes qui ne sont pas utilisés dégénèrent. Une petite fille possède 1 à 2 millions de follicules à la naissance.
3. Le Cycle Ovarien et le Cycle Utérin
Les cycles ovarien et utérin sont étroitement liés et synchronisés. Le cycle ovarien contrôle la maturation des follicules et la production d'hormones, tandis que le cycle utérin prépare la muqueuse utérine à l'implantation d'un éventuel embryon.
3.1. Durée du Cycle
Le cycle menstruel dure en moyenne 28 jours. Le premier jour du cycle correspond au premier jour des règles.
3.2. Phase Folliculaire
La phase folliculaire initie le cycle féminin. Elle débute le premier jour des menstruations et se termine lors de l’ovulation. Cette phase a donc une durée moyenne de 14 jours. Elle correspond à la phase de maturation des follicules ovariens. Les follicules en croissance sécrètent des œstrogènes, qui stimulent l'épaississement de la muqueuse utérine.
Jusqu’au 14ème jour, la muqueuse se reconstruit sous l’effet des oestrogènes produites par un follicule ovarien qui grossit et qui devient mature le 14ème jour, appelé le follicule de De Graaf.
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3.3. Ovulation
L'ovulation a lieu le 14ème jour d’un cycle de 28 jours. Elle est sous le contrôle d’une hormone : la LH (hormone lutéinisante). Un pic d'œstrogènes est observé autour du douzième jour du cycle, ce qui déclenche le pic de LH et l'ovulation. L’ovulation ne concerne donc que le follicule de De Graaf. Les follicules tertiaires qui n’ont pas été sélectionnés dégénèrent.
3.4. Phase Lutéale
Suite à l’ovulation, le follicule subit une transformation en corps jaune. Celui-ci joue un rôle très important pour l’implantation de l’embryon dans l’endomètre et le maintien de la grossesse. Le corps jaune produit de la progestérone, qui stimule la sécrétion de glycogène par la muqueuse utérine et la prépare à l'implantation. En absence d’embryon en revanche, le corps jaune dégénère ce qui initiera un nouveau cycle menstruel. La destruction du corps jaune entraîne l’arrêt de la production de la progestérone.
3.5. Phase Menstruelle
Si la fécondation n'a pas eu lieu, le corps jaune dégénère, entraînant une chute des taux d'œstrogènes et de progestérone. Cela provoque la dégradation de la muqueuse utérine, qui est éliminée lors des règles. Les vaisseaux sanguins se spiralisent.
4. Fécondation
La fécondation est la fusion d'un spermatozoïde et d'un ovule, qui a lieu généralement dans les trompes de Fallope.
4.1. Rencontre des Gamètes
L'ovule est viable pendant 12 à 24 heures après son expulsion de l'ovaire. Les spermatozoïdes doivent donc être présents dans les trompes de Fallope au moment de l'ovulation pour que la fécondation puisse avoir lieu.
4.2. Pénétration du Spermatozoïde
Les spermatozoïdes doivent traverser les cellules de la corona radiata et la zone pellucide pour atteindre la membrane plasmique de l'ovocyte. Les réactions acrosomiales permettent aux spermatozoïdes de digérer la zone pellucide. Il faut plusieurs spz pour que la brèche soit complète.
4.3. Blocage de la Polyspermie
Une fois qu'un spermatozoïde a pénétré l'ovocyte, une réaction corticale se produit, modifiant la membrane de l’ovocyte empêchant ainsi l’entrée d’autres spz.
4.4. Formation du Zygote
Le noyau du spermatozoïde fusionne avec le noyau de l'ovocyte dans le cytoplasme, formant ainsi le zygote, la première cellule du nouvel organisme. Les chromosomes se dupliquent et se disposent de part et d’autre du fuseau de division.
5. Nidation et Grossesse
5.1. Nidation
La nidation est l'implantation de l'embryon dans la muqueuse utérine (endomètre). Elle débute environ 6 jours après la fécondation. L'embryon, à ce stade appelé blastocyste, est complètement recouvert par l'endomètre. La nidation a lieu environ 7 jours suivant l’ovulation.
5.1.1. Maintien de la Grossesse
L'embryon sécrète de l'hormone hCG (gonadotrophine chorionique humaine), qui maintient l'activité du corps jaune. Le blastocyste prend ensuite le relais.
5.2. Formation du Placenta
Le placenta se forme à partir des cellules de l'embryon et de la muqueuse utérine. Les cellules forment des villosités et créent une vascularisation. Le sang de la mère et celui du fœtus sont très près et ne se mélangent jamais.
5.3. Rôle du Placenta
Le placenta assure les échanges entre la mère et le fœtus, notamment l'apport de nutriments et d'oxygène, et l'élimination des déchets métaboliques (ex. CO2). Les échanges se font progressivement.
6. Contraception et Assistance Médicale à la Procréation
6.1. Contraception
La contraception vise à empêcher une grossesse non désirée. Il existe différentes méthodes contraceptives, hormonales ou non hormonales.
- Contraception hormonale féminine : La pilule régulière contient des hormones exogènes qui leurrent le système hypothalamo-hypophysaire et mettent les ovaires au repos. La contraception d'urgence, appelée « pilule du lendemain », renferme aussi des hormones exogènes qui agissent de façon variée, par exemple pour empêcher l'ovulation. La pilule régulière, dite œstroprogestative, doit être prise quotidiennement. Elle contient des hormones exogènes de synthèse qui leurrent, c'est-à-dire qui trompent, le complexe hypothalamo-hypophysaire. Cela entraîne la disparition du pic de LH : la femme n'ovule plus. La contraception d'urgence est parfois appelée « pilule du lendemain ». Elle permet d'éviter une grossesse après un rapport sexuel non ou mal protégé. Certaines de ces pilules referment une hormone de synthèse, le lévonorgestrel. Comme le lévonorgestrel a une structure proche de celle de la progestérone, il exerce un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire, ce qui empêche la survenue du pic de LH. La femme n'ovule donc pas. Le lévonorgestrel s'oppose également à la remontée des spermatozoïdes du vagin vers l'utérus.
- Contraception hormonale masculine : La contraception hormonale masculine, qui se base sur des hormones exogènes, est encore à l'état de recherche. Des recherches en cours se basent sur l'utilisation de molécules exogènes proches de la testostérone qui leurrent le système hypothalamo-hypophysaire.
- Contragestion médicamenteuse : Certaines molécules de synthèse empêchent le développement de l'embryon, elles sont donc utilisées dans le cadre d'une interruption volontaire de grossesse médicamenteuse. En France, une femme a la possibilité d'interrompre sa grossesse jusqu'à 14 semaines après la fin de ses dernières règles : c'est l'interruption volontaire de grossesse, ou IVG. Jusqu'à sept semaines depuis la fin des règles, la femme peut avoir recours à une IVG médicamenteuse. Elle nécessite la prise d'une pilule abortive contenant une hormone exogène nommée RU486 ou mifépristone. La mifépristone a une structure proche de celle de la progestérone, elle empêche son action. La prise de mifépristone provoque les règles, ce qui interrompt le début de la grossesse.
Il est possible de prendre par voie orale à raison de 1 comprimé par jour, du 5ème jour et le 28ème jour. Les hormones produites par les contraceptifs oraux peuvent avoir des effets secondaires, comme un risque accru de cancer du sein et de l’utérus. La pilule abortive a été mise au point en France. Des progestérone synthétiques sont utilisées. Un dispositif de plastique ou de métal est positionné dans l’utérus, empêchant l’œuf fécondé dans l’endomètre. Ce sont des méthodes très efficaces. On peut surveiller sa température (14ème) et éviter tout rapport autour de cette période. Il faut appliquer plusieurs cycles avant de pouvoir les utiliser efficacement. Si elles sont très rigoureusement appliquées, les taux de succès sont élevés. Le préservatif reste le seul moyen de contraception qui protège des infections sexuellement transmissibles, à l’exception des pilules contragestives.
6.2. Assistance Médicale à la Procréation (AMP)
L'assistance médicale à la procréation (AMP) propose des solutions aux couples infertiles.
Les couples infertiles peuvent avoir recours à l'assistance médicale à la procréation (AMP). Il existe plusieurs techniques d'AMP, comme l'insémination artificielle ou la FIVETE (fécondation in vitro et transfert d'embryons). Les lois de bioéthique encadrent l'usage des techniques d'AMP. Un couple est infertile lorsqu'il n'arrive pas à avoir d'enfant au bout d'un an malgré des rapports sexuels réguliers et sans contraception. Les causes de l'infertilité sont multiples et peuvent concerner un seul ou les deux membres du couple : Chez la femme l'infertilité peut être liée à une obstruction de trompes ou des troubles de l'ovulation en lien avec des problèmes hormonaux. Chez l'homme, l'infertilité peut être provoquée par un nombre insuffisant de spermatozoïdes ou à de trop nombreux spermatozoïdes déformés.
- Insémination artificielle : Les spermatozoïdes de l'homme sont d'abord recueillis puis introduits dans l'utérus de la femme.
- Fécondation in vitro (FIV) : La femme reçoit un traitement hormonal à base de FSH visant à stimuler ses ovaires. Plusieurs ovocytes sont ensuite prélevés et mis en contact avec des spermatozoïdes de l'homme. La fécondation se fait donc in vitro. Le ou les embryons sont alors transférés par l'utérus.
Un individu stérile ne peut pas produire de gamètes. Dans le cas d'un couple où au moins l'un des deux individus est stérile, les techniques d'AMP peuvent être utilisées grâce au don de gamètes. Les lois de bioéthique définissent quels individus peuvent recourir à l'AMP : « l'homme et la femme formant le couple doivent être vivants, en âge de procréer, mariés ou en mesure d'apporter la preuve d'une vie commune d'au moins deux ans ».
L'AMP peut également faire appel à un don de sperme ou CECOS (Centre d'Étude et de Conservation des Œufs et du Sperme), qualifié souvent de banque du sperme. Les donneurs sont soumis à des tests rigoureux pour écarter tout risque de transmission de germes pathogènes ou d’anomalie chromosomique. Le sperme est conservé dans de l'azote liquide à 196°C. La congélation : 40 % des spz n’y résistent pas. Les dons sont limités pour chaque individu. Avant l'utilisation, le sperme est décongelé à température ambiante pendant quelques minutes. L’insémination artificielle se fait par voie utérine. L'AMP peut être proposée lorsqu'il existe un facteur absent chez un couple. Un traitement hormonal approprié peut être utilisé pour déclencher l’ovulation. Le développement des follicules est suivie par échographie. Les spermatozoïdes sont prélevés. 2 jours après, quelques-uns un sont fécondés. On implante alors ces pré-embryons chez la femme par voie utérine. Une intervention chirurgicale peut être nécessaire si les trompes utérins sont rétablis. Un traitement hormonal rétablit les cycles utérins.
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