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Fécondation et gestation : mécanismes

La fécondation implique la présence simultanée d'un gamète femelle et d'un gamète mâle dans les voies génitales féminines. La période de fécondité d'une femme correspond à la période pendant laquelle un rapport sexuel peut aboutir à une grossesse. Cette période est brève et a une durée maximale de trois ou quatre jours.
1. Où et comment la rencontre des gamètes peut-elle se produire ?
• Pour que la fécondation puisse avoir lieu, des conditions obligatoires doivent être remplies.
• Le gamète femelle doit être fécondable : l'ovocyte I unique émis dans le pavillon des voies génitales femelles au moment de l'ovulation et bloqué en 1re division de méiose, reprend sa division et devient un ovocyte II. Il est provisoirement bloqué en métaphase II et progresse lentement dans les trompes. C'est cette cellule que le gamète mâle va rencontrer et féconder. Elle est viable pendant 12 à 24 heures.
• Le gamète mâle est un spermatozoïde. Les spermatozoïdes déposés dans le vagin lors d'un rapport sexuel doivent franchir la glaire cervicale du col de l'utérus. Ce passage est possible au moment de l'ovulation car la glaire est rendue perméable par les sécrétions ovariennes. Les spermatozoïdes remontent ensuite la cavité utérine puis les trompes, où ils peuvent rencontrer l'ovocyte II.
• Sur les 300 à 400 millions de spermatozoïdes émis lors d'un rapport sexuel, seul un petit nombre franchit le col de l'utérus et quelques dizaines d'entre eux atteignent le gamète femelle. Au cours de leur remontée dans les trompes, les spermatozoïdes acquièrent la capacité à féconder l'ovocyte : c'est la capacitation. La durée de vie des spermatozoïdes dans les voies génitales femelles est de 24 à environ 72 heures. La fécondation peut alors lieu dans cette période dès que l'ovocyte II est prêt.
Exercice n°1Exercice n°2
2. Comment la fécondation se déroule t-elle ?
• La fusion des gamètes a lieu dans une des deux trompes et se fait en plusieurs étapes.
• Les spermatozoïdes, dont la tête contient une poche bourrée d'enzymes, l'acrosome, libèrent ces enzymes qui dégradent l'enveloppe muqueuse, ou zone pellucide, entourant le gamète femelle. C'est la réaction acrosomale.
• Dès qu'un spermatozoïde pénètre dans le gamète femelle, il déclenche un réveil physiologique de l'ovocyte II bloqué en métaphase II depuis l'ovulation et la reprise de son activité métabolique. De minuscules granules du cytoplasme ovulaire périphérique, les granules corticaux, libèrent leur contenu et soulèvent une membrane dite « de fécondation » au-dessus de l'ovule, empêchant la pénétration d'un autre spermatozoïde. C'est la réaction corticale, protégeant l'ovule contre la polyspermie (fécondation par plusieurs spermatozoïdes) et assurant donc une monospermie.
• La pénétration du spermatozoïde déclenche la fin de la méiose de l'ovocyte II qui devient un ovule.
• La fécondation, qui correspond à la fusion des cytoplasmes puis des noyaux des deux gamètes, a lieu immédiatement et produit une cellule-œuf.
Exercice n°3Exercice n°4
3. Comment se déroulent la segmentation et la nidation ?
• La division de l'œuf ou segmentation commence 24 heures environ après la fécondation. Les mitoses se poursuivent pendant que le jeune embryon entame sa migration vers l'utérus. Entraîné par le mouvement des cils qui tapissent la paroi de la trompe, l'embryon atteint la cavité utérine quatre jours après la fécondation. Il est alors constitué d'une soixantaine de cellules et est maintenant nourri par les sécrétions de l'endomètre.
• Au 6e ou 7e jour après la fécondation, l'embryon devient un blastocyste, caractérisé par une cavité et deux groupes de cellules au devenir différent :
  • Le bouton embryonnaire est un massif interne de cellules volumineuses à l'origine de l'embryon proprement dit.
  • Le trophoblaste est un tissu qui enveloppe l'embryon et participe à la formation du placenta, organe d'échange entre la mère et le fœtus. Les cellules du trophoblaste prolifèrent, s'accolent à l'endomètre et commencent à y pénétrer. L'embryon s'enfonce activement dans la muqueuse utérine, qui finit par le recouvrir : c'est la nidation. La grossesse commence alors et dure en moyenne 260 jours.
• Parfois, une erreur de la migration et de la nidation peut se produire. Elle provoque une mauvaise implantation de l'œuf et une grossesse extra-utérine se développe en dehors de la cavité utérine. Le plus souvent, c'est une anomalie de la trompe qui gêne la migration de l'œuf : anomalie de naissance ou acquise (séquelles de salpingite, tuberculose, intervention chirurgicale). L'œuf ne peut pas parcourir la trompe; il s'arrête trop tôt et s'implante dans la trompe. Si la grossesse se poursuit, une rupture de la trompe va provoquer une hémorragie.
• La grossesse extra-utérine reste la première cause de mortalité liée à la grossesse dans les pays industrialisés.
4. Quelles sont les sécrétions hormonales pendant la grossesse ?
• Dès la nidation, le trophoblaste sécrète une hormone : HCG (gonadotrophine chorionique humaine) ; cette hormone, de structure proche de la LH, dont elle mime l'action, a pour organe cible le corps jaune. Celui-ci, au lieu de disparaître comme dans un cycle sans fécondation, persiste et sécrète des quantités croissantes d'œstrogènes et de progestérone qui maintiennent l'utérus dans un état favorable à la gestation.
• Les quantités importantes d'hormones ovariennes sécrétées maintiennent un rétrocontrôle négatif sur l'axe hypothalamo-hypophysaire, bloquant ainsi la reprise d'un nouveau cycle.
• À partir du 3e mois de gestation, c'est le placenta qui assure la production des hormones de type ovarien nécessaires à la gestation et le corps jaune régresse.
5. Quelle est la structure du placenta et son rôle ?
• Le trophoblaste s'intègre totalement à l'endomètre utérin avec lequel il constitue un important organe d'échanges, le placenta. Celui-ci se creuse de cavités remplies de sang maternel. Des replis, d'origine embryonnaire, appelés villosités, baignent ces cavités et contiennent des capillaires sanguins rejoignant le fœtus par le cordon ombilical. Le sang maternel et le sang fœtal ne sont jamais en contact. Les échanges de substances se font à travers la paroi des villosités.
• Le placenta est nourricier : il apporte à l'embryon (jusqu'à 2 mois de grossesse) puis au fœtus (jusqu'à la fin de la grossesse) les nutriments et le dioxygène dont il a besoin pour sa croissance. Il permet d'évacuer les déchets comme le dioxyde de carbone ou l'urée, déchet du métabolisme protéique.
• Le placenta offre une barrière efficace contre un certain nombre de grosses molécules et de microorganismes pathogènes. Les protéines maternelles, par exemple, sauf les anticorps, ne traversent pas la barrière placentaire ; elles y sont dégradées en acides aminés, qui sont par la suite reconstituées en protéines par le fœtus. Le bacille de Koch, agent de la tuberculose, est également stoppé par le placenta. Par contre, celui-ci est impuissant à arrêter les virus.
• Le placenta est producteur d'hormones : d'abord HCG, caractéristique de la grossesse (voir fiche « Fécondation et gestation : diagnostic et suivi d'une grossesse, conseils hygiéno-diététiques ») puis des hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone), pendant toute la grossesse.
Exercice n°8
À retenir
• La rencontre des gamètes a lieu dans le tiers supérieur des trompes. La fécondation nécessite que les spermatozoïdes aient subi le phénomène de capacitation. La période où la fécondation peut avoir lieu est brève et dépend de la durée de survie des gamètes dans les voies génitales.
• La segmentation de l'œuf débute immédiatement et le blastocyste obtenu s'implante dans la muqueuse utérine 6 à 7 jours après la fécondation. Le fœtus (qui fait suite à l'embryon) s'y maintient ensuite environ 260 jours, soit 38 semaines pendant lesquelles il se développe, nourrit et protégé par sa mère grâce à un organe d'échange : le placenta.
• Le placenta remplit trois rôles : il est nourricier pour l'embryon et le fœtus, il joue le rôle de barrière vis-à-vis de nombreux microorganismes pathogènes et il est sécréteur d'hormones permettant le maintien de la grossesse.
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