Introduction
L'observation des spermatozoïdes au microscope est une procédure essentielle dans l'évaluation de la fertilité masculine. Cet article explore les différentes techniques microscopiques utilisées pour visualiser les spermatozoïdes, leur structure, les anomalies possibles et l'importance de l'analyse du sperme.
Structure du spermatozoïde
Les spermatozoïdes humains sont des cellules spécialisées, conçues pour la fécondation de l'ovule. Ils possèdent les caractéristiques suivantes :
- Tête : Elle mesure plus de 8 μm (micromètres) et contient le noyau, porteur de la moitié de l'information génétique de l'homme. Idéalement, la tête a une forme ovale avec un contour régulier, une longueur (grand axe) de 5 µm et une largeur (petit axe) de 3 microns. Un acrosome, recouvrant 40 à 70 % de la surface de la tête, est essentiel pour la pénétration dans l'ovule.
- Pièce intermédiaire : Elle est à peine visible en microscopie conventionnelle, doit être bien alignée par rapport à l'axe de la tête, et mesurer de 1,5 à 1,9 fois la longueur de la tête, pour un diamètre de 0,6 à 0,8 micron.
- Flagelle : Ce long filament, mesurant près de 100 μm, permet au spermatozoïde de se déplacer. La pièce principale (l'essentiel du flagelle) mesure environ 10 fois la longueur de la tête (soit 45 microns) pour un diamètre de 0,4 à 0,5 micron.
Environ 100 millions de spermatozoïdes sont produits chaque jour dans les testicules, au sein des tubes séminifères.
Techniques d'observation microscopique
Microscope optique
Le microscope optique est l'outil le plus couramment utilisé pour observer les spermatozoïdes. Il utilise la lumière pour créer une image agrandie de l'échantillon. La résolution des microscopes optiques est limitée par la diffraction de la lumière et ne peut être supérieure à 0,2 micromètre. Pour l'observation des spermatozoïdes, un grossissement entre 400x et 1000x est généralement recommandé.
Principe de fonctionnement : L'objectif du microscope est une lentille convergente de courte focale qui produit une image intermédiaire agrandie et renversée. L'oculaire, une lentille convergente de plus grande focale, agrandit ensuite cette image.
Lire aussi: Lien fausse couche - sperme
Microscope à contraste de phase : Cette technique optique permet de différencier les structures transparentes, comme les spermatozoïdes, des éléments environnants, sans nécessiter de coloration.
Microscope à fond noir : Cette technique utilise un disque opaque pour créer un fond noir autour de l'échantillon, améliorant le contraste et la visibilité des spermatozoïdes.
Microscope électronique
Pour une observation plus détaillée de la structure des spermatozoïdes, notamment des détails ultrastructuraux, le microscope électronique est utilisé. Il utilise des faisceaux d'électrons au lieu de la lumière, permettant d'obtenir des images à une résolution beaucoup plus élevée.
- Microscope électronique à transmission (MET) : Il permet d'observer l'intérieur des cellules.
- Microscope électronique à balayage (MEB) : Il permet d'observer la surface des cellules.
Microscopie à fluorescence
Cette technique utilise des colorants fluorescents qui se lient spécifiquement aux spermatozoïdes, les rendant plus visibles sous une lumière spécifique.
Microscopes numériques
Les microscopes numériques permettent d'observer les spermatozoïdes sur un écran d'ordinateur, facilitant l'analyse et le stockage des images.
Lire aussi: Spermatozoïde et ovule : rencontre
Préparation de l'échantillon
Une préparation appropriée de l'échantillon est essentielle pour une observation précise des spermatozoïdes. Il est important de maintenir les spermatozoïdes vivants et mobiles. L'échantillon peut être préparé en utilisant une solution saline tamponnée pour maintenir l'osmolarité et le pH appropriés. L'éjaculat est recueilli dans un récipient stérile et laissé reposer pendant quelques minutes pour permettre aux spermatozoïdes de se séparer du liquide séminal.
Analyse du sperme (Spermogramme)
L'analyse du sperme, ou spermogramme, est l'examen le plus important dans l'évaluation de la fertilité masculine. Il permet d'évaluer différents paramètres du sperme, tels que :
- Volume de l'éjaculat : Il doit être compris entre 1,5 et 6 ml. Un volume trop faible (hypospermie) ou trop élevé (hyperspermie) peut indiquer un dysfonctionnement des glandes annexes (prostate, vésicules séminales).
- Nombre de spermatozoïdes : Il doit être compris entre 15 et 200 millions/ml et supérieur à 39 millions par éjaculat. Un nombre insuffisant de spermatozoïdes est appelé oligospermie. L'absence totale de spermatozoïdes est appelée azoospermie.
- Mobilité des spermatozoïdes : Elle est observée à différents temps (1h et 3h après le recueil). L'asthénospermie est une diminution de la mobilité des spermatozoïdes.
- Morphologie des spermatozoïdes : Le pourcentage de spermatozoïdes de forme normale doit être supérieur à 4% (selon la classification de Kruger). En deçà, on parle de tératospermie.
- Vitalité des spermatozoïdes : La proportion de spermatozoïdes vivants doit être de 58% minimum. Si on a moins de 30% de spermatozoïdes vivants, on parle de nécrospermie.
- pH : Il est généralement compris entre 7,2 et 8.
- Présence de cellules germinales : Le pourcentage de ces cellules dans le sperme ne doit pas dépasser 10%.
- Présence de leucocytes : Le taux de leucocytes dans le sperme doit être inférieur à 1 million/ml ; dans le cas contraire on parle de leucospermie, qui est fréquemment un marqueur d'infection.
- Présence d'agglutinats : La présence de spermatozoïdes agglutinés (en paquets) dans le sperme doit faire rechercher des anticorps antispermatozoïdes.
Facteurs affectant les résultats du spermogramme
Il existe des fluctuations importantes des différents paramètres du sperme. Ces fluctuations peuvent être dues aux conditions de prélèvement, au délai d'abstinence, à une infection passagère, au stress, etc. Un spermogramme anormal doit donc être renouvelé au minimum 3 mois plus tard afin de confirmer ou infirmer le premier résultat.
Prélèvement du sperme
Le recueil du sperme s'effectue au laboratoire par masturbation, après 2 à 7 jours d'abstinence sexuelle. Le prélèvement à domicile n'est pas conseillé, car le transport risque d'altérer les paramètres du sperme et de fausser les résultats. Le sperme est recueilli dans un récipient stérile fourni.
Anomalies morphologiques des spermatozoïdes
L'analyse des anomalies morphologiques des spermatozoïdes constitue le spermocytogramme. Un taux important d'anomalies morphologiques justifie le passage en ICSI (injection intracytoplasmique de spermatozoïdes). Les anomalies peuvent affecter la tête, la pièce intermédiaire ou le flagelle.
Lire aussi: Temps de trajet des spermatozoïdes
- Anomalies de la tête :
- Microcéphalie (tête trop petite)
- Macrocéphalie (tête trop grande)
- Tête anormalement allongée
- Tête irrégulière
- Absence d'acrosome
- Anomalies de la pièce intermédiaire :
- Restes cytoplasmiques
- Anomalies du flagelle :
- Flagelle angulé
- Flagelle enroulé
- Absence de flagelle
- Deux flagelles
- Formes doublées : Présence de deux têtes ou de deux flagelles.
Certaines anomalies peuvent être symptomatiques d'une pathologie sous-jacente, comme un varicocèle (anomalies portant essentiellement sur la tête, surtout tête allongée et amincie) ou une infection (nombreux flagelles enroulés).
Anticorps anti-spermatozoïdes
La présence d'anticorps anti-spermatozoïdes peut affecter la mobilité et la capacité fécondante des spermatozoïdes. On estime que 3 à 15% des hommes infertiles en sont porteurs. Leur origine est souvent mystérieuse, mais elle peut être due à une infection chronique des voies génitales, des séquelles d'intervention chirurgicale, un traumatisme, etc. Aucun traitement n'est connu à ce jour.
Techniques avancées : Pinces et ciseaux optiques
Les avancées technologiques ont permis de développer des techniques de manipulation cellulaire à l'aide de lasers, notamment les pinces et les ciseaux optiques.
- Ciseaux optiques : Ils permettent de détruire des zones spécifiques des organites cellulaires sans perturber le reste de la cellule. Ils peuvent être utilisés pour l'inactivation de gènes ou l'introduction de gènes étrangers dans les cellules.
- Pinces optiques : Elles permettent de piéger et de déplacer des objets microscopiques, tels que des cellules ou des organites. Elles sont utilisées pour étudier les propriétés mécaniques des cellules et des molécules.
Chimioattraction
La chimioattraction (chimiotactisme ou chemoattraction) du spermatozoïde par l'ovule permet la rencontre des gamètes. Des molécules émises par l'ovule seraient perçues par le spermatozoïde à extrêmement faibles concentrations, chaque espèce reconnaissant sa signature propre.
tags: #spermatozoide #grossissement #visible #microscope