Fiche de révision : Gamétogenèse et différenciation sexuelle

Plan du Cours

  1. Origine des cellules germinales
  2. Différenciation et ébauche des gonades
  3. Principes de la gamétogenèse
  4. Étapes de la spermatogenèse
  5. Transformation des spermatides
  6. Régulation et maturation des spermatozoïdes
  7. Formation et composition du sperme
  8. Ovogenèse et folliculogenèse
  9. Cycles ovariens et réserve ovocytaire
  10. Parcours des spermatozoïdes
  11. Capacitation et réaction acrosomique

1. Origine des cellules germinales

Notions clés & Définitions

  • Cellules germinales primordiales : Cellules diploïdes à l’origine commune des spermatozoïdes et des ovules.

★ À maîtriser

  • À la troisième semaine, les PGC migrent de l’épiblaste vers la paroi postérieure de la vésicule vitelline, près de l’abouchement de l’allantoïde, puis se disposent dans l’endoderme et le mésoderme de cette paroi.

  • 🔄 La formation de l’ébauche gonadique suit cette séquence :

    1. Les PGC migrent vers les crêtes génitales.
    2. Elles se déplacent aussi le long du canal vitellin.
    3. Elles se multiplient par mitose.
    4. Elles forment l’ébauche gonadique primitive.

Compléments

  • Les PGC sont mises en évidence à la deuxième semaine dans l’épiblaste, aussi appelé ectoderme primaire.

  • La localisation extra-embryonnaire des PGC dans la paroi vitelline les protège des mécanismes de différenciation pendant la gastrulation.

  • À la sixième semaine, le canal de Müller se forme au niveau des crêtes du mésonéphros et les cordons sexuels primitifs se développent à partir de l’épithélium des crêtes germinales.

Astuce mémo

Épiblaste → vésicule vitelline → crêtes génitales

2. Différenciation et ébauche des gonades

★ À maîtriser

  • La différenciation sexuelle dépend de la présence ou de l’absence du gène SRY sur le bras court du chromosome Y.

  • En présence du gène SRY, les cellules somatiques des crêtes génitales s’orientent vers le phénotype mâle et les cordons sexuels forment les tubes séminifères et le rete testis ; le canal de l’épididyme dérive du canal de Wolff.

  • À partir de la septième semaine, des cellules de Leydig se mettent en place et libèrent de la testostérone, tandis que les cellules de Sertoli libèrent l’hormone antimüllérienne (AMH).

  • En l’absence de SRY, la différenciation ovarienne commence et la méiose débute pendant la vie fœtale, s’interrompt en fin de prophase I avant la naissance, reprend à la puberté, puis s’interrompt en méiose II jusqu’à la fécondation.

  • Dans les gonades femelles, l’absence de SRY entraîne la dégénérescence des cordons sexuels médullaires et la prolifération de l’épithélium cœlomique dans les régions corticales, où il entoure les cellules germinales et forme des cordons corticaux.

Compléments

  • En présence de SRY, les cordons testiculaires restent pleins jusqu’à la puberté, puis se creusent et les cellules germinales périphériques reprennent la méiose et maturent vers la lumière.

  • Dans les gonades mâles, les cordons sexuels prolifèrent, croissent en profondeur et forment les cordons séminifères ou testiculaires, d’abord pleins puis creusés à la puberté.

  • Au quatrième mois, les cordons corticaux se désagrègent en amas cellulaires ; les ovogonies entrent en méiose I et deviennent des ovocytes I, que les cellules épithéliales entourent d’une couche de cellules folliculaires aplaties pour former les follicules primordiaux.

Astuce mémo

SRY présent : testicule ; SRY absent : ovaire

3. Principes de la gamétogenèse

Notions clés & Définitions

  • Gamétogenèse : Processus de différenciation cellulaire des cellules germinales en gamètes.

★ À maîtriser

  • La spermatogenèse et l’ovogenèse ont en commun la méiose, mais diffèrent par leur chronologie.

Compléments

📌 L’anisogamie, ou hétérogamie, caractérise des gamètes mâles et femelles différents, contrairement à l’isogamie.

  • La gamétogenèse se déroule dans les organes spécialisés que sont les testicules et les ovaires.

Astuce mémo

Gamètes différents : anisogamie ; gamètes semblables : isogamie

4. Étapes de la spermatogenèse

★ À maîtriser

  • Les spermatogonies de type A, issues des cellules germinales primordiales, sont des cellules souches diploïdes situées au niveau de la membrane basale des tubes séminifères et se renouvellent par mitose.

  • La méiose I dure 24 jours et sépare les chromosomes homologues pour former des spermatocytes secondaires haploïdes, avec recombinaison homologue par crossing-over.

  • La spermiogenèse transforme les spermatides en spermatozoïdes, qui réduisent leur taille cellulaire et acquièrent un flagelle et les éléments nécessaires à leur pouvoir fécondant.

Compléments

  • Lors de la multiplication, certaines spermatogonies de type A continuent à se diviser tandis que d’autres commencent leur différenciation en spermatogonies de type B.

  • Les spermatogonies de type B subissent une mitose, puis dupliquent leur ADN pour donner un spermatocyte primaire diploïde qui entame la méiose.

  • La méiose II sépare les chromatides sœurs et produit des spermatides rondes haploïdes.

  • La durée totale des deux phases de la spermatogenèse est de 64 jours.

Astuce mémo

A → B → spermatocyte I → spermatocyte II → spermatide → spermatozoïde

5. Transformation des spermatides

★ À maîtriser

  • La spermiogenèse dure environ 23 jours et transforme les spermatides en spermatozoïdes.

  • L’acrosome se forme au-dessus de la tête du spermatozoïde à partir de vésicules issues de l’appareil de Golgi qui fusionnent, puis dont le contenu forme des granules denses et une cavité acrosomique.

  • À la fin de la spermiogenèse, le spermatozoïde n’est pas encore fécondant et doit maturer lors de son passage dans l’épididyme puis au niveau du col de l’utérus.

Compléments

  • Pendant la spermiogenèse, le noyau se condense, se compacte et se réduit à un volume minimal.

  • L’acrosome contient des enzymes importantes pour la future pénétration du spermatozoïde dans la zone pellucide.

  • Le flagelle se forme à partir d’un centriole situé à un pôle de la cellule, qui donne naissance au complexe axonémal et à l’ébauche filamentaire du flagelle.

  • La spermiogenèse comprend une réduction cytoplasmique par rejet des composants cellulaires inutiles sous forme de corps résiduels.

Astuce mémo

Un capuchon acrosomique sur la tête, un flagelle à l’autre pôle

6. Régulation et maturation des spermatozoïdes

★ À maîtriser

  • L’hypothalamus sécrète la GnRH de manière pulsatile, laquelle agit sur l’hypophyse.

  • L’hypophyse sécrète de manière pulsatile les deux gonadotrophines FSH et LH.

  • 🔄 Le trajet indiqué est :
    1. Tubes séminifères
    2. Rete testis
    3. Épididyme

Compléments

  • La LH agit sur les cellules de Leydig, qui libèrent de la testostérone, laquelle exerce un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse et l’hypothalamus.

  • La FSH agit sur les testicules, qui sécrètent l’inhibine exerçant un rétrocontrôle négatif sur l’hypophyse antérieure.

  • Dans l’épididyme, dont la paroi comporte des cellules stéréociliées facilitant le flux, les spermatozoïdes acquièrent leur mobilité.

  • Au début de l’épididyme, moins de 10 % des spermatozoïdes sont fécondants.

  • Avant la maturation épididymaire, une molécule anti-capacitante recouvre les spermatozoïdes et les maintient quiescents et immobiles.

Astuce mémo

GnRH → gonadotrophines ; maturation épididymaire → mobilité

7. Formation et composition du sperme

★ À maîtriser

  • Lors de l’éjaculation, les spermatozoïdes passent des canaux déférents dans les sécrétions des vésicules séminales et de la prostate, et l’ensemble forme le sperme.

  • Les sécrétions du sperme proviennent à 80 % des vésicules séminales et à 20 % de la prostate.

  • Un éjaculat peut contenir 2 à 5 ml de sperme, avec environ 20 à 120 millions de spermatozoïdes par millilitre.

Compléments

  • Les spermatozoïdes représentent seulement 5 % du sperme, le reste étant constitué de sécrétions.

  • Le liquide séminal contient notamment : des protéines, du fructose provenant des vésicules séminales, de la phosphatase acide provenant de la prostate, de la carnitine provenant de l’épididyme

📌 La spermatogenèse se déroule à 35 degrés et une température supérieure la bloque.

8. Ovogenèse et folliculogenèse

Notions clés & Définitions

  • Ovogenèse : Maturation des ovules en ovocyte II, gamète mature fécondable, au 14e jour du cycle, de la puberté à la ménopause.

★ À maîtriser

  • La folliculogenèse progresse du follicule primordial au follicule primaire, puis secondaire, tertiaire (antral) et mature.

  • L’ovocyte I est bloqué au stade diplotène pendant l’enfance, puis reprend la méiose à la puberté et subit un second blocage en métaphase II.

Compléments

📌 L’ovogenèse et la folliculogenèse sont deux phénomènes synchrones.

  • La fécondation permet la reprise de la méiose II, qui forme l’ovule et le deuxième globule polaire.

📌 Les globules polaires peuvent parfois achever la méiose, mais seul l’ovule peut être fécondé.

  • Dans le follicule mature, le cumulus oophorus retient l’ovocyte et se rompt lors de l’ovulation, permettant sa libération.

Astuce mémo

Primordial → primaire → secondaire → antral → mature

9. Cycles ovariens et réserve ovocytaire

★ À maîtriser

  • Le follicule de de Graaf expulse l’ovocyte, puis ses cellules folliculaires évoluent en corps jaune, qui dégénère ensuite en corps blanc fibreux.

  • Les cycles ovarien et utérin commencent le premier jour des règles et durent 28 jours, et le cycle ovarien contrôle le cycle utérin par ses sécrétions hormonales.

  • La phase folliculaire dure 14 jours ; les cellules de la thèque et de la granulosa produisent des œstrogènes, et le pic d’œstradiol du follicule mature stimule la prolifération de la paroi utérine.

  • La phase lutéale dure 13 à 14 jours et le corps jaune y synthétise des œstrogènes et de la progestérone avant de s’atrophier.

  • La réserve ovocytaire passe d’environ 7 millions au septième mois de vie intra-utérine à 1 à 2 millions à la naissance, 400 000 à la puberté et moins de 1 000 à la ménopause.

Compléments

📌 L’ovaire a une fonction exocrine de gamétogenèse et de folliculogenèse, ainsi qu’une fonction endocrine de production d’hormones stéroïdes.

  • En l’absence de fécondation, le corps jaune dégénère en corps albicans après avoir libéré des hormones.

Astuce mémo

Le follicule prépare l’ovulation ; le corps jaune prend le relais après elle

10. Parcours des spermatozoïdes

★ À maîtriser

  • Au moment de l’éjaculation, 200 à 300 millions de spermatozoïdes sont expulsés dans le vagin.

  • Dans le vagin, le pH acide liquéfie le sperme et défavorise les spermatozoïdes, sélectionnant les plus résistants.

  • La glaire cervicale est très serrée et peu perméable au début du cycle, s’élargit au milieu du cycle, puis se resserre à la fin du cycle.

  • La glaire cervicale filtre les spermatozoïdes : seuls les spermatozoïdes normaux et mobiles peuvent la franchir.

Compléments

  • La glaire cervicale est sécrétée par les glandes endocervicales et est favorable aux spermatozoïdes grâce à son pH légèrement alcalin.
  • Seules quelques centaines de spermatozoïdes franchissent les trompes utérines et peuvent atteindre l’ovocyte.

Astuce mémo

Le vagin acide sélectionne ; la glaire cervicale alcaline filtre et facilite le passage

11. Capacitation et réaction acrosomique

Notions clés & Définitions

  • Capacitation : Maturation fonctionnelle des spermatozoïdes indispensable à la fécondation et préalable à la réaction acrosomiale.

★ À maîtriser

  • En présence d’albumine et de lipoprotéines, le cholestérol quitte la membrane du spermatozoïde, ce qui augmente sa fluidité et remanie la membrane.
  • Au contact de la zone pellucide, la membrane de l’acrosome se détériore et libère des enzymes qui permettent au spermatozoïde de la traverser.

Compléments

  • Pendant la capacitation, l’augmentation du calcium cytoplasmique provoque l’hyperactivité du spermatozoïde et l’accroissement des battements du flagelle.

  • Les battements du flagelle donnent au spermatozoïde une trajectoire en créneau, de droite à gauche, qui l’aide à traverser la glaire cervicale.

  • Après la traversée de la zone pellucide, le spermatozoïde perd son flagelle, libère ses pronucléi, puis leur rencontre précède la division en deux cellules filles et la formation du zygote.

Astuce mémo

Efflux de cholestérol → membrane plus fluide → spermatozoïde fécondant

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Gamétogenèse et différenciation sexuelle avec 11 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Quelle cellule diploïde constitue l’origine commune des spermatozoïdes et des ovules ?

2. Entre la quatrième et la sixième semaine, des cellules germinales suivent le canal vitellin vers les crêtes génitales et se divisent en cours de route. Quel processus contribue à former l’ébauche gonadique primitive ?

Faire le QCM →

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Gamétogenèse et différenciation sexuelle avec 10 flashcards interactives.

Quelle est l’origine commune des spermatozoïdes et des ovules ?

Les cellules germinales primordiales diploïdes.

De quoi dépend la différenciation sexuelle ?

De la présence ou de l’absence du gène SRY sur le bras court du chromosome Y.

Où les PGC sont-elles mises en évidence à la deuxième semaine ?

Dans l’épiblaste, aussi appelé ectoderme primaire.

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