Fécondation humaine

La fécondation, pour les êtres humains, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle et femelle en une cellule unique nommée zygote.

La réaction de dissolution au niveau de l'acrosome chez un œuf d'oursin est un processus similaire à celui intervenant chez l'homme.

Processus

La fécondation humaine a lieu dans l'ampoule tubaire des trompes de Fallope. Après migration et capacitation des spermatozoïdes, une série d’événements va permettre la fusion des gamètes.

  • Le spermatozoïde doit d'abord atteindre la zone pellucide entourant l'ovocyte. Cette étape ne nécessite pas l'action d'enzymes, le mouvement hyperactivé (acquis après la capacitation) du spermatozoïde suffit.
  • Reconnaissance spécifique : le spermatozoïde et l'ovocyte se reconnaissent comme compatibles, de la même espèce. Cette reconnaissance est effectuée entre deux protéines membranaires : Izumo1[1] et Juno[2]. Juno se situe sur la membrane plasmique de l'ovocyte. Cette protéine est le récepteur d'Izumo1, qui est porté par la membrane cytoplasmique de la tête des spermatozoïdes. On a donc un couple ligand-récepteur.

Chez l'humain et autres mammifères à fécondation interne, il n'y a a priori pas de problème de reconnaissance, deux espèces différentes ne s'accouplant que rarement ensemble. Les expériences ont tout de même montré qu'une fécondation entre deux espèces différentes n'était pas possible, du fait de la spécificité de la partie glucidique glycoprotéine ZP3 (spécifique pour une espèce donnée, la partie protéique étant très conservée au cours de l'évolution) intervenant dans le processus de fécondation. Ce mécanisme de reconnaissance spécifique est surtout utile pour les animaux à fécondation externe, comme certains poissons ou batraciens : la femelle pond ses œufs dans le milieu, et le mâle vient y déposer son sperme.

  • Il se produit alors une réaction acrosomique, qui va « dissoudre » la zone pellucide et permettre le passage du gamète mâle (bien que le mouvement hyperactivé du flagelle du spermatozoïde soit plus important que la réaction acrosomique lors que la traversée de la zone pellucide), jusqu'à la membrane plasmique de l'ovocyte.
  • Fusion du spermatozoïde et de l'ovocyte: afin de garder une quantité 2n de matériel génétique chez le zygote, un seul spermatozoïde doit féconder l'ovocyte : c'est la monospermie. Le spermatozoïde fécondant est intégré en entier à l'ovocyte, flagelle compris. S'ensuit la réaction corticale (exocytose des granules corticaux accumulés contre la face interne de la membrane de l'ovocyte ) qui imperméabilise la zone pellucide et l'inversion de la polarité électrique de la membrane cytoplasmique de l'ovocyte par passage d'ions à travers des canaux spécifiques : cela évite la polyspermie qui générerait des zygotes non viables.

Toutes les mitochondries du spermatozoïde sont détruites ainsi que les constituants du flagelle.

  • Reprise de la méiose pour l'ovocyte : celui-ci était bloqué en métaphase II avant l'ovulation. Il finit donc sa deuxième division de méiose et expulse son deuxième globule polaire. Une fois cette étape terminée, on trouve dans l'ovocyte deux noyaux, appelés pronuclei : le pronucleus femelle et le pronucleus mâle (provenant du spermatozoïde). On peut alors parler d'ovule et non plus d'ovocyte.
  • Amphimixie et déclenchement du développement embryonnaire : il s'agit de la fusion des deux pronuclei (caryogamie). En réalité, les deux pronuclei ne fusionnent pas à proprement parler, comme on pourrait l'imaginer, mais le matériel génétique se rassemble sur la plaque équatoriale au moment de l'anaphase de la toute première division cellulaire du nouveau zygote. Note : la syngamie, réunion des génomes, a lieu un peu plus tard.

Maladies

Plusieurs désordres génétiques peuvent survenir et causer des défectuosités durant le processus de fécondation.

Polyploïdies
Cela peut être causé par polyspermie (on parle de diandrie) ou non expulsion du 1er ou 2er globule polaire (on parle alors de digynie).
Aneuploïdies
S'opposent à « euploïdies » (nombre normal de chromosome) et désignent une anomalie du nombre de chromosomes. Ce sont les déficits (monosomie) ou excès (par exemple la trisomie 21) de chromosomes.

Incidence sur le sexe de l'embryon

Une équipe en Nouvelle-Zélande a suggéré que l'identification précise de l'ovulation grâce aux indices de fertilité (température corporelle et glaire cervicale) pourrait permettre d'augmenter les chances d'avoir soit une fille soit un garçon. Ainsi, les chances d'avoir une fille semblent plus élevées si la conception a lieu plus de 48 heures avant l'ovulation[3].

Voir aussi

Notes et références
  1. (en) Inoue N, Ikawa M, Isotani A, Okabe M, « The immunoglobulin superfamily protein Izumo is required for sperm to fuse with eggs », Nature, vol. 434, no 7030,‎ , p. 234-8. (PMID 15759005)
  2. (en) Bianchi E, Doe B, Goulding D, Wright GJ, « Juno is the egg Izumo receptor and is essential for mammalian fertilization », Nature, vol. 508, no 7497,‎ , p. 483-7. (PMID 24739963, DOI 10.1038/nature13203)
  3. J. T. France, F. M. Graham, L. Gosling, P. Hair, B. S. Knox, Characteristics of natural conceptual cycles occurring in a prospective study of sex preselection: fertility awareness symptoms, hormone levels, sperm survival, and pregnancy outcome, Int J Fertil. 1992 Jul-Aug;37(4):244-55, Department of Obstetrics and Gynaecology, University of Auckland, School of Medicine, National Women's Hospital, New Zealand.
  • Dudek, Ronald W. High-Yield Embryology, 2nd ed. (2001). (ISBN 0-7817-2132-6)
  • Moore, Keith L. and T.V.N. Persaud. The Developing Human: Clinically Oriented Embryology, 7th ed. (2003). (ISBN 0-7216-9412-8)
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