La physiologie de la procréation

La production des gamètes femelles (les ovules) a lieu dans les ovaires de manière cyclique, tous les 28 jours. Il s’agit d’un processus complexe régulé par les hormones LH et FSH, sécrétées par l’hypophyse.

Au stade embryonnaire de la femme, et avant sa naissance, les cellules germinales femelles, appelées oogones, se déplacent de leur lieu d’origine vers les ovaires. Environ deux millions de ces cellules se trouvent déjà dans les ovaires à la naissance de la fillette et celles-ci reçoivent le nom d’ovocytes. Cependant, ce chiffre diminue rapidement, de sorte qu’une jeune femme possède environ 800 000 ovocytes primaires, parmi lesquels environ 400 seulement parviendront à l’ovulation au cours de toute la vie fertile de la femme.

Sous l’effet d’hormones comme l’estradiol, la LH et la FSH, chacune des cellules germinales primitives subit une modification de son matériel génétique appelée méiose, dont l’objectif est de réduire sa dotation chromosomique à 23 chromosomes seulement (les autres cellules de l’organisme en possèdent 46). C’est ainsi que les gamètes femelles possèdent 23 chromosomes, mais la méiose est interrompue lors de la prophase de la première division méiotique, de sorte que, à ce moment-là, ils n’ont pas encore la capacité d’être fécondés. De plus, contrairement au processus continu qui se produit chez l’homme, l’ovulation a lieu chez la femme de manière périodique, se répétant tous les 28 jours.

Le premier jour de chaque cycle menstruel, plusieurs follicules, chacun contenant un ovocyte, entament simultanément leur développement sous l’effet de l’hormone FSH sécrétée par la glande hypophyse, située à la base du cerveau. Dans des conditions normales, un seul d’entre eux parviendra à maturité et sera capable d’arriver à l’ovulation et d’être fécondé, alors que les autres dégénéreront au cours du cycle.

Pendant ce processus, les follicules en cours de développement sécrètent l’hormone estradiol, qui agit sur l’hypophyse et l’amène à produire l’hormone LH. En même temps, l’estradiol stimule la prolifération de l’endomètre dans l’utérus. Vers le douzième jour du cycle, la LH sécrétée stimule la première division méiotique de l’ovocyte élu. Par ailleurs, la présence de la FSH a peu à peu diminué. Plus tard, entre trente-huit et quarante heures après, le follicule libère l’ovule, qui est recueilli par la trompe de Fallope. C’est ce que l’on appelle l’ovulation, qui a lieu au quatorzième jour du cycle.

L’ovule ainsi libéré survivra environ un jour et ne pourra être fécondé qu’au cours de cette période. Il se trouve dans la partie en forme d’ampoule de la trompe et les spermatozoïdes qui ont réussi à arriver jusque-là sont attirés vers lui et tournent autour. Lorsqu’un spermatozoïde pénètre à l’intérieur du cytoplasme de l’ovule, celui-ci devient immédiatement imperméable et aucun autre spermatozoïde ne pourra y entrer. La tête de ce spermatozoïde, puisque la queue est restée dehors, induit dans l’ovule la réactivation de la deuxième division méiotique. Vingt-quatre heures après l’entrée du spermatozoïde, l’embryon (appelé préembryon) possède deux pronoyaux et dispose déjà de la dotation complète de 46 chromosomes comme toutes les cellules de l’organisme. À partir de ce moment-là, le préembryon entame un processus continu de division mitotique qui conduit à un embryon à deux cellules, puis à quatre, huit et ainsi de suite.

Entre-temps, le follicule déjà vide acquiert des propriétés de glande endocrine et sécrète de la progestérone ainsi qu’une certaine quantité d’estradiol. Il est appelé corps jaune (corpus luteum) et est chargé d’induire la préparation optimale de l’endomètre (qui a proliféré auparavant grâce à l’estradiol) pour recevoir l’embryon. La progestérone, qui possède également un effet inhibitoire sur l’hypophyse, induit la fin de la sécrétion de la LH ce qui, si la grossesse ne se produit pas, provoquera finalement la dégénérescence du corps jaune quatorze jours après sa formation et la desquamation de l’endomètre aura lieu avec les règles (par conséquent, 28 jours après le début du cycle).

Le préembryon reste de quatre à cinq jours dans la trompe de Fallope pour s’y développer. Lorsqu’il se trouve dans la phase de 12 ou 24 cellules, il reçoit le nom de morula, et passe à l’intérieur de l’utérus, où aura lieu la nidation, c’est-à-dire, son implantation dans l’endomètre, qui se produit vers le sixième jour, au stade blastocyste. À ce moment-là, l’hormone de la hCG, qui a une structure semblable à celle de la LH, commence à être sécrétée. C’est pourquoi le corps jaune ne dégénère pas et permet que les niveaux d’estradiol et de progestérone nécessaires pour la grossesse se maintiennent. L’hormone de l’hCG elle-même permet de diagnostiquer la grossesse avec les méthodes immunologiques par le biais de l’urine ou d’une analyse de sang.

Au neuvième jour après l’ovulation, l’embryon est déjà bien implanté dans l’épithélium endométrial et se développera par la suite de manière progressive, jusqu’au moment de l’accouchement. Au cas où la fécondation n’aurait pas eu lieu, l’estradiol et la progestérone présents dans le sang diminueront rapidement. L’hypophyse réagit alors en sécrétant de la FSH et un nouveau cycle commence.

Chez l’homme, la production de gamètes mâles (spermatozoïdes) s’effectue de manière constante et a lieu dans les tubes séminifères, situés dans les testicules de l’homme.

Le spermatozoïde ou gamète mâle est une cellule dotée de la capacité de déplacement. Dans sa tête, se trouve le noyau qui contient le matériel génétique nécessaire pour donner au futur embryon (préembryon) sa dotation chromosomique paternelle.

Sous l’effet d’hormones comme la testostérone, la LH et la FSH, chacune des spermatogonies (les cellules germinales primitives de l’homme), subit une division mitotique et produit deux spermatocytes. Chaque spermatocyte donne lieu, également par méiose, à deux spermatides, à savoir les spermatozoïdes primaires qui contiennent déjà 23 chromosomes (la moitié des 46 que possèdent les autres cellules de l’organisme) et qui, après un processus de différenciation, se transformeront en spermatozoïdes. Tout ce processus dure un peu plus de 60 jours et les spermatozoïdes déjà formés s’accumulent dans l’épididyme (dans la périphérie des testicules), où ils acquerront leur capacité de mouvement. Ils peuvent y rester environ dix jours de plus.

Au moment de l’éjaculation, les spermatozoïdes libérés passent dans l’urètre, où ils se mélangeront au liquide séminal et prostatique pour former le sperme avant d’être éjaculés. Une fois à l’extérieur, ils réalisent rapidement le processus dit de capacitation, grâce auquel ils acquièrent la capacité de féconder l’ovule.

Bien que tout ce processus ait lieu de manière continue, sa longue durée (presque 80 jours au total) a une grande influence sur la fertilité réelle de l’homme. Entre autres facteurs, le temps écoulé entre les éjaculations joue également un rôle, de sorte que, tant si l’on excède que si l’on n’excède pas la période idéale de 72 heures, une altération du nombre de spermatozoïdes se produit. De plus, pendant les 80 jours que dure tout le processus, les spermatozoïdes en cours de formation peuvent être affectés par des agents externes, comme des substances toxiques ambiantes, des médicaments ou le stress.

Probablement pour des questions liées à la survie des espèces, le nombre de spermatozoïdes libérés dans chaque éjaculat est élevé. Il est considéré comme normal lorsqu’il dépasse 15 millions de spermatozoïdes par millilitre et que ceux-ci ont un aspect normal (l’éjaculat moyen est de deux à six millilitres environ). Les gamètes mâles supportent très bien la cryoconservation et la décongélation. Grâce à cette particularité, les spermatozoïdes cryoconservés sont utilisés depuis longtemps dans les banques de sperme et sont employés avec succès en PMA.