27 Gamétogenèse
L’être humain est constitué de cellules somatiques qui forment les tissus et les organes et de cellules de la lignée germinale qui sont à l’origine des gamètes permettant la reproduction. La gamétogenèse correspond à la différenciation des gamètes ou cellules reproductrices. Leur formation, appelée spermatogenèse chez l’homme et ovogenèse chez la femme, a lieu dans les gonades : testicules chez l’homme ou ovaires chez la femme. Lors de la gamétogenèse, les cellules subissent le processus de la méiose. Chez l’homme, à partir d’un spermatocyte I, les divisions cellulaires de la méiose sont égales et produisent quatre gamètes. Chez la femme, les divisions cellulaires sont inégales aboutissant à partir d’un ovocyte I à la constitution d’un seul gamète.
I Origine des cellules germinales
Les cellules germinales primordiales prennent naissance dans la paroi de la vésicule ombilicale. Ces cellules migrent ensuite dans les crêtes génitales pour donner les ovogonies chez la femme ou les spermatogonies chez l’homme. Les crêtes génitales sont à l’origine des gonades, ovaires chez la femme, testicules chez l’homme.
II Spermatogenèse
La spermatogenèse est l’ensemble des phénomènes qui se produisent au cours de l’évolution de la lignée germinale masculine depuis les spermatogonies jusqu’aux spermatozoïdes. Elle est réalisée dans la paroi des tubes séminifères des testicules. Elle débute à la puberté de l’individu et continue jusqu’à sa mort. La spermatogenèse a une durée de 74 jours. La spermatogenèse est un processus de divisions cellulaires (méiose) et d’une différenciation cellulaire (spermiogenèse) et aboutit à la formation de spermatozoïdes potentiellement mobiles et fécondants.
A Anatomie des testicules et des voies génitales masculines
L’appareil de reproduction masculin est composé des deux testicules, des voies génitales excrétrices (épididyme, canal déférent), des glandes annexes (vésicules séminales, prostate, glandes bulbo-urétrales) et du pénis. Les testicules sont des organes pairs situés dans le scrotum en dehors de la cavité abdominale. Les testicules sont reliés à l’épididyme par le rete testis et le canal déférent fait suite à l’épididyme (fig. 27.1). Les testicules comportent des tubes séminifères, où s’effectue la spermatogenèse, et du tissu interstitiel avec les cellules de Leydig (fig. 27.2). Les testicules ont une double fonction exocrine (formation des gamètes) et endocrine (production des hormones stéroïdes masculines). La formation des gamètes est réalisée dans les tubes séminifères en association avec les cellules de Sertoli. La production des androgènes est réalisée dans le tissu interstitiel entre les tubes séminifères par les cellules de Leydig.
B Spermatogonies
Les spermatogonies sont les cellules souches diploïdes de la spermatogenèse. Elles sont situées à la périphérie de la paroi des tubes séminifères au contact de la membrane basale, dans les espaces qui séparent les cellules de Sertoli (fig. 27.3). Elles sont arrondies avec un diamètre de 10 à 15 μm. On distingue trois types de spermatogonies en fonction des caractéristiques de leur noyau :
• spermatogonie Ad, à chromatine finement granuleuse dense à aspect sombre (dark) ;
• spermatogonie Ap, à chromatine poussiéreuse claire (pâle) ;
• spermatogonies B, à chromatine formant des gros grains irréguliers.
L’autorenouvellement des spermatogonies est assuré par division mitotique des spermatogonies Ad. Les spermatogonies B sont à l’origine de la formation des spermatocytes I (fig. 27.4).
D Spermatocytes II
Les spermatocytes de deuxième ordre (spermatocytes II) proviennent de la division des spermatocytes I. Les spermatocytes II comportent 23 chromosomes avec deux chromatides. Les spermatocytes II ont une existence brève et la deuxième division de méiose se produit rapidement. À la fin de la télophase, il y a formation de deux spermatides comportant chacune 23 chromosomes avec une seule chromatide.
E Spermatides
Les spermatides sont des petites cellules rondes de 6 à 7 μm de diamètre. La méiose est terminée au stade spermatide. La dernière étape de la spermatogenèse différenciant les spermatides en spermatozoïdes constitue la spermiogenèse. Elle dure environ 23 jours.
F Spermiogenèse
La spermiogenèse est la dernière étape de la spermatogenèse. Lors de cette étape, les spermatides se différencient en spermatozoïdes (fig. 27.5A). Les spermatides ont un noyau sphérique central avec une chromatine granuleuse. La confluence des vésicules golgiennes est à l’origine de la vacuole pro-acrosomique qui formera l’acrosome à un pôle du noyau. Les deux centrioles migrent à l’autre pôle du noyau. Le centriole proximal ne subit pas de modification. Le centriole distal sera à l’origine de l’axonème du flagelle du spermatozoïde. Le noyau se condense avec une compaction très importante de la chromatine. Le flagelle se forme à partir du centriole distal et s’allonge très rapidement. Les mitochondries s’organisent autour d’une partie du flagelle formant la pièce intermédiaire. Le cytoplasme se place en arrière du noyau et forme un corps résiduel qui sera ensuite éliminé.
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