Cellules reproductrices humaines
La création d’un nouvel être humain implique de nombreux processus complexes. Les principaux « éléments fondamentaux » sont les cellules reproductrices humaines, appelées gamètes. Les gamètes féminines sont les ovules, et les gamètes masculines sont les spermatozoïdes.
Chez les mammifères, un zygote (ou cellule fécondée) se forme lorsqu’un ovule de la mère et un spermatozoïde du père se réunissent, permettant la fusion de leur matériel génétique. Une fois bien implanté dans la muqueuse utérine de la mère, le zygote humain se développe en un bébé entièrement formé sur une période de neuf mois.
Ovaires & ovules
Les ovaires sont des organes en forme d’amande qui font partie du système reproducteur féminin. Chaque femme en possède deux, situés de chaque côté de l’utérus, à l’extrémité des trompes de Fallope.
Les ovaires produisent les hormones sexuelles féminines, la progestérone et l’œstrogène. Celles-ci sont à l’origine du développement des caractères sexuels secondaires, tels qu’une poitrine développée, l’élargissement du bassin, la pilosité pubienne et axillaire. Elles déterminent le fonctionnement du cycle menstruel féminin, l’ovulation et les menstruations, de la puberté à la ménopause.
Les ovaires contiennent de nombreux follicules, chacun abritant un ovule immature, ou ovocyte (un ovule mature est appelé ovule ou ovum). La plupart des cellules ne sont pas visibles à l’œil nu. Les ovules humains font exception, avec une taille moyenne de 100 microns de diamètre, soit environ la largeur d’un cheveu.
Les ovules sont constitués de :
- le noyau haploïde, qui contient une copie de chaque chromosome
- les mitochondries, qui fournissent l’énergie pour la réplication et la division cellulaire, et contiennent l’ADN mitochondrial
- le cytoplasme, une solution épaisse composée principalement d’eau, de sels et de protéines
- la zone pellucide, une barrière gélatineuse faite de glycoprotéines entourant la membrane cellulaire pour protéger le contenu de la cellule
- les granules corticaux qui durcissent l’extérieur de l’ovule une fois celui-ci fécondé
Les ovules sont également constitués de la corona radiata, la couche la plus externe de l’ovule, et du premier globule polaire, une petite cellule haploïde produite lors de la division cellulaire.
L’ovule est conçu pour prévenir la polyspermie (c’est-à-dire la fécondation par plus d’un spermatozoïde). Un zygote doit contenir deux copies de chaque chromosome—si ce nombre est supérieur (à la suite de la fécondation par plusieurs spermatozoïdes), le zygote n’est généralement pas viable.
En vieillissant, nos cellules font de même, et l’ovule n’y fait pas exception. Même si les femmes naissent avec un grand nombre d’ovules, leur quantité diminue au fil du temps. À 40 ans, une femme ne conserve que 3 % de son stock initial. Ce nombre peut varier selon le mode de vie — fumer, par exemple, accélère la perte des ovules.
La qualité des ovules diminue également avec l’âge. Juste avant l’ovulation, les ovules se divisent. Les ovules plus âgés sont davantage sujets aux erreurs lors de ce processus, ce qui réduit leur viabilité et augmente le risque d’anomalies de développement.
Une idée reçue consiste à penser que certains processus hormonaux (contraception hormonale, grossesse…) peuvent interrompre la détérioration naturelle des ovules. Cela est faux. Les hormones influencent presque tous les aspects du corps humain, mais ce processus dépend plutôt de la détérioration mitochondriale.
Les ovules peuvent être donnés. La donneuse éventuelle est soigneusement examinée, et si elle est en assez bonne santé pour le prélèvement, elle reçoit des médicaments pour stimuler la maturation folliculaire. Huit à quatorze jours plus tard, les ovules matures sont prélevés par laparoscopie et stockés jusqu’à leur utilisation.
Dans de nombreux pays, le don d’ovules fait l’objet de discussions en cours concernant la santé des donneuses et les aspects éthiques, par exemple la question de l’acceptabilité d’une rémunération pour le don d’ovules.
Ovulation
Pendant l’ovulation du cycle menstruel, l’un des ovaires amène plusieurs follicules à maturité et libère un ovule mature — les autres follicules matures sont réabsorbés par le corps. Cela a lieu que la femme soit sexuellement active ou non. L’ovule est expulsé vers la trompe de Fallope, qu’il parcourt ensuite vers l’utérus. C’est là que l’ovule peut être fécondé par un spermatozoïde (en cas de rapport non protégé).
Dès que l’ovulation a eu lieu, l’ovule libéré commence à se détériorer très rapidement, et la fameuse fenêtre de fertilité commence à se refermer. Si l’ovule est fécondé, il continue sa route dans les trompes jusqu’à l’utérus, où il s’implante dans la paroi utérine et se développe en embryon. S’il n’est pas fécondé, il se désintègre et est évacué avec l’endomètre lors des règles.
Comparés aux ovules, les spermatozoïdes sont plus résistants et peuvent survivre dans l’appareil reproducteur féminin jusqu’à cinq jours (mais ils ne survivent pas en dehors). Leur survie dépend de conditions favorables telles que la consistance de la glaire cervicale. Bien planifier des rapports sexuels en fonction de l’ovulation est une étape clé dans le désir de grossesse.
La contraception hormonale agit en supprimant l’ovulation. Lorsque l’ovulation ne se produit pas dans un cycle menstruel régulier, on parle de cycle anovulatoire. Les cycles anovulatoires sont fréquents et la plupart des femmes en vivront au moins un au cours de leur vie.
La formation des jumeaux
Il arrive qu’une femme libère deux ovules par cycle, ce qui peut mener à la conception de jumeaux.
- Jumeaux monozygotes ou identiques : issus d’un seul ovule fécondé qui se divise en deux. Les jumeaux identiques partagent le même sac amniotique (ou poche des eaux) et, contrairement aux jumeaux dizygotes, sont génétiquement identiques. La naissance de jumeaux identiques est généralement le fruit du hasard.
- Jumeaux dizygotes : deux ovules distincts fécondés par deux spermatozoïdes différents. Les jumeaux dizygotes n’ont pas exactement les mêmes gènes : ils ne se ressemblent pas plus que des frères et sœurs issus de grossesses différentes. Ils ont tendance à apparaître dans certaines familles.
- Naissances multiples peuvent être dizygotes, monozygotes, ou un mélange des deux. Les multiples associés aux traitements de fertilité sont principalement dizygotes.
Pour les scientifiques et chercheuses biomédicales, les jumeaux offrent une précieuse opportunité de distinguer l’influence des gènes de celle de l’environnement (nature vs culture). Comme les jumeaux identiques proviennent d’un seul ovule fécondé qui s’est divisé, ils partagent le même code génétique. Les différences entre eux (par exemple, une jumelle à la peau d’apparence plus jeune) sont donc attribuées à des facteurs environnementaux (moins d’exposition au soleil, par exemple).
De plus, en comparant les expériences des jumeaux identiques à celles des jumeaux dizygotes, on peut quantifier dans quelle mesure nos gènes influencent nos vies.
Testicules & spermatozoïdes
Le spermatozoïde est la cellule reproductrice masculine, ou gamète.
La production du liquide séminal se fait dans les testicules. Ils produisent également la testostérone, hormone sexuelle responsable des caractères sexuels secondaires masculins : pilosité faciale et thoracique, bassin droit et non arrondi, musculature du haut du corps développée et capacité à générer plus rapidement de la masse musculaire que la femme.
La spermatogenèse est le processus de formation des spermatozoïdes. Elle débute dans les tubules séminifères des testicules. Ces tubules produisent des spermatocytes, qui traversent plusieurs cycles de division pour générer les spermatides. Les spermatides sont de jeunes spermatozoïdes qui grandissent et mûrissent jusqu’à devenir des spermatozoïdes matures (ce processus dure environ 64 jours).
Les spermatozoïdes comportent trois parties principales :
- La tête contient le noyau renfermant l’ADN. La tête est recouverte d’une casquette appelée acrosome, qui contient les enzymes facilitant la pénétration de l’ovule par le spermatozoïde.
- La pièce intermédiaire contient des mitochondries productrices d’énergie, utilisées pour le déplacement du spermatozoïde.
- La queue (également appelée flagelle) propulse le spermatozoïde en avant, du vagin vers la trompe de Fallope. Un spermatozoïde peut parcourir environ 76 cm (30 pouces) par heure.
[citation] Contrairement aux femmes, les hommes ne naissent pas avec leurs cellules reproductrices. Ils commencent à produire du sperme à la puberté : à partir de 12 ans environ, ils produisent des millions de nouveaux spermatozoïdes chaque jour. En moyenne, un homme produit environ 73 millions de spermatozoïdes par millilitre d’éjaculat.
Deux facteurs majeurs influencent la fertilité masculine : la concentration de spermatozoïdes et leur mobilité.
La concentration de spermatozoïdes correspond au nombre moyen de spermatozoïdes dans un échantillon de sperme. Les médecins l’évaluent lors d’analyses séminales.
On considère qu’un taux normal se situe autour de 15 millions par millilitre, ou au moins 39 millions par éjaculat. En deçà de 15 millions/ml, on parle d’oligospermie, ce qui peut altérer la fertilité. Les niveaux de testostérone influencent fortement le nombre et la qualité des spermatozoïdes. Certaines pathologies – maladies génétiques, infections, tumeurs… – peuvent aussi impacter la production.
Certains choix de vie ou remèdes naturels aident à préserver les hormones contrôlant la production des spermatozoïdes et peuvent soutenir leur développement et améliorer le nombre de spermatozoïdes.
La mobilité des spermatozoïdes est leur capacité à se déplacer efficacement. Les spermatozoïdes doivent traverser l’appareil reproducteur féminin pour atteindre et féconder l’ovule. Une mauvaise mobilité est une cause d’infertilité masculine.
On distingue deux types de mobilité :
- La mobilité progressive désigne des spermatozoïdes nageant en ligne droite ou en grands cercles — un comportement les menant vers l’ovule.
- La mobilité non progressive concerne des spermatozoïdes dont la trajectoire est désordonnée, ou tournant en cercles serrés — ce comportement ne permet pas d’atteindre l’ovule.
Pour franchir la glaire cervicale et féconder l’ovule, les spermatozoïdes doivent présenter une mobilité progressive d’au moins 25 micromètres/seconde. Une mobilité faible (asthénozoospermie) est diagnostiquée quand moins de 32 % des spermatozoïdes progressent efficacement.
Les mécanismes permettant au spermatozoïde d’atteindre et de féconder l’ovule sont encore à l’étude. On sait que la progestérone y joue un rôle : les spermatozoïdes pourraient être attirés par les concentrations de progestérone libérées par l’ovule et plus élevées près de ce dernier.
La conservation du sperme
On peut prélever et conserver du sperme en vue d’une insémination artificielle, soit par insémination intra-utérine (IIU), soit par fécondation in vitro (FIV).
L’IIU consiste à déposer directement le sperme dans l’utérus pour faciliter la fécondation ; la FIV implique la rencontre du sperme et de l’ovule en laboratoire, puis le transfert en utérus des embryons viables.
Pour prélever un échantillon, l’homme éjacule dans un récipient stérile. Un(e) technicienne de laboratoire utilise alors le sperme immédiatement pour une IIU/FIV, ou le congèle afin de le conserver.
Le sperme peut également être donné. Le sperme donné est rigoureusement testé pour les maladies infectieuses et génétiques.
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