Ce lexique n’a pas la prétention ni l’objectif d’être encyclopédique ou exhaustif sur le thème. Il est simplifié et pourrait représenter le bagage qu’un élève de terminale S doit maîtriser pour l’épreuve du bac.
Introduction
Dans le domaine de la biologie et plus particulièrement en SVT, le spermatozoïde occupe une place centrale dans le processus de reproduction sexuée. En tant que cellule sexuelle mâle, il est doté de 23 chromosomes et est émis par centaines de millions lors de l’éjaculation. Cet article se propose d'explorer en détail le rôle du spermatozoïde, sa formation, ainsi que les facteurs qui influencent sa fonction.
Formation des spermatozoïdes : La spermatogénèse
La spermatogénèse est le processus de formation des spermatozoïdes qui s’effectue dans les tubes séminifères des testicules. En 72 jours, une cellule souche se transforme en spermatozoïde. Le testicule sécrète une hormone sexuelle : la testostérone qui est fabriquée au niveau des cellules de Leydig. La production de testostérone est quasi constante durant la vie de l’homme.
Les tubes séminifères
Les tubes séminifères sont des tubes creux très fins et longs (500m repliés par testicule) qui produisent dans leur paroi les spermatozoïdes. C'est au sein de ces structures que les cellules germinales se différencient et se développent pour devenir des spermatozoïdes matures.
Rôle de la testostérone
La testostérone, hormone sexuelle mâle produite par les cellules de Leydig dans les testicules, joue un rôle essentiel dans la spermatogénèse. Elle stimule la production de spermatozoïdes et contribue au développement des caractères sexuels secondaires masculins.
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Contrôle hormonal de la spermatogénèse
Le complexe hypothalamo-hypophysaire contrôle l’activité testiculaire. La GnRH induit la sécrétion de LH et de FSH ce qui provoque une libération constante de testostérone. Le taux de testostérone est stable. La testostérone est capable d’agir en retour (feed-back) sur le complexe hypothalamo-hypophysaire. Cette action est un rétrocontrôle. Ce rétrocontrôle réalisé par la testostérone peut diminuer l’activité des glandes cérébrales = rétrocontrôle négatif. Seul ce type de rétrocontrôle existe chez l’homme. Ceci aboutit à une teneur en testostérone relativement stable tout au long de l’année. Chez la femme, ce rétrocontrôle est prédominant tout au long du cycle, sauf dans une fenêtre d’environ 48h avant l’ovulation : voir alors ci-dessous.
Structure et caractéristiques du spermatozoïde
Le spermatozoïde est une cellule sexuelle mâle dotée de 23 chromosomes. Elle est toute petite par rapport à l’ovocyte(5 micromètres de diamètre au niveau de la tête qui contient le noyau). Emis par centaines de millions lors de l’éjaculation.
Composition chromosomique
Le spermatozoïde, en tant que gamète, possède un nombre haploïde de chromosomes (23 chez l'homme). Lors de la fécondation, il fusionne avec l'ovule (également doté de 23 chromosomes) pour former un zygote avec le nombre diploïde de chromosomes (46 chez l'homme), assurant ainsi la transmission du matériel génétique des parents à la descendance.
Dimensions et mobilité
Le spermatozoïde est une cellule de petite taille, mesurant environ 5 micromètres de diamètre au niveau de la tête. Sa structure comprend une tête contenant le noyau, une pièce intermédiaire renfermant les mitochondries (source d'énergie pour la mobilité), et un flagelle qui lui permet de se déplacer activement dans le tractus génital féminin.
Rôle du spermatozoïde dans la fécondation
La fécondation est l’union d’un spermatozoïde et d’un ovule. Les spermatozoïdes y pénètrent et la fécondation se déroule au tiers supérieur.
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Migration vers l'ovule
Après l'éjaculation dans le vagin, les spermatozoïdes doivent franchir plusieurs obstacles pour atteindre l'ovule dans les trompes de Fallope. Ils doivent traverser le col de l'utérus, l'utérus et enfin les trompes, en utilisant leur flagelle pour se propulser et en étant guidés par des signaux chimiques émis par l'ovule.
Pénétration de l'ovule
Une fois qu'un spermatozoïde atteint l'ovule, il doit traverser les différentes couches qui l'entourent, notamment la corona radiata et la zone pellucide. La tête du spermatozoïde contient des enzymes qui lui permettent de digérer ces couches et de pénétrer dans l'ovule.
Activation de l'ovule et formation du zygote
La pénétration du spermatozoïde dans l'ovule déclenche une série de réactions qui activent l'ovule et empêchent la pénétration d'autres spermatozoïdes. Les noyaux du spermatozoïde et de l'ovule fusionnent pour former le zygote, la première cellule du nouvel organisme.
Facteurs influençant la qualité et la fonction des spermatozoïdes
Plusieurs facteurs peuvent affecter la qualité et la fonction des spermatozoïdes, notamment :
- Facteurs génétiques: Des anomalies chromosomiques ou des mutations génétiques peuvent entraîner une diminution de la fertilité masculine.
- Facteurs environnementaux: L'exposition à des toxines environnementales, à la chaleur excessive, au tabac, à l'alcool ou à certaines drogues peut altérer la production et la qualité des spermatozoïdes.
- Facteurs liés au mode de vie: Une alimentation déséquilibrée, le manque d'exercice physique, le stress chronique et l'obésité peuvent avoir un impact négatif sur la fertilité masculine.
- Facteurs médicaux: Certaines infections, maladies chroniques ou traitements médicaux (chimiothérapie, radiothérapie) peuvent affecter la production et la fonction des spermatozoïdes.
Techniques d'assistance médicale à la procréation (AMP)
En cas d'infertilité masculine, plusieurs techniques d'AMP peuvent être utilisées pour aider les couples à concevoir, notamment :
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- Insémination artificielle : Introduction directe, sans rapport sexuel, de spermatozoïdes dans le vagin d’une femme. Il peut s’agir du sperme du mari ou, le plus souvent, du sperme d’un donneur qui reste en France anonyme et non connu des parents et de l’enfant à naître.
- FIVETE : Fécondation In Vitro Et Transfert d’Embryons.
- ICSI : Injection de spermatozoïde intra cytoplasmique (cytoplasme de l’ovocyte). Variante de la fécondation in vitro dans laquelle un seul spermatozoïde est introduit directement par une micro pipette dans le cytoplasme de l’ovocyte.
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