Physiologie tubaire
Interaction sperme,
épithelium tubaire
Master 2 Pro Biologie de la Reproduction
08.12.15
Catherine Patrat
Hunter and Hall, 1974
Hunter et al., 1988
SYNERGIE ENTRE LES DIFFERENTES
REGIONS DU TRACTUS FEMININ
1
2
3
4
Endocol
Corps utérin
Jonction
Utéro-tubaire
Isthme
Ampoule
% porc
CONDITIONS NECESSAIRES POUR
QUE LA FECONDATION SURVIENNE
Spermatozoïdes fécondants
Interaction avec l’épithelium tubaire
Spermatozoïdes fécondants
Synchronisation avec ovulation
Assurer
-Transport
- stockage
- capacitation des spz
Contractions
Cel. m. lisses
Thermotactisme
34.7°C 36.3°C
Chémotactisme
D’après Eisenbach et Giojalas, 2006
Modifications
composition
fluide tubaire
PLAN
• Description de la trompe
• Réservoir spermatique
• Interaction trompe – spermatozoïdes:
quels mécanismes?
– Chémotactisme
– Thermotactisme
– Fluide tubaire
1- DESCRIPTION
DE LA TROMPE
-500 MA
Poissons
-360 MA
-Amphibiens
Quand est apparu l’oviducte / trompe?
-200 MA
Mammifères
-150 MA
Oiseaux
Expulsion des
ovocytes par
millier en dehors
de l’oviducte:
fécondation
externe
Fécondation
interne +
développement
embryonnaire
précoce
Stockage de spz,
fécondation et
formation des
réserves
Trompe de Fallope (femme)
L’oviducte / trompe est un tuyau
Lyons et al., 2006
- Taille variable
- Trois parties
- infundibulum ou pavillon
- ampoule
- isthme
- Trois tissus
- séreuse (mésosalpinx)
- musculeuse (myosalpinx)
- muqueuse (endosalpinx)
De morphologie variable
X 40
X 56
X 22
Ampoule
Jonction
Ampoule
isthme
Isthme+++
Jonction utéro-tubaire
Liquide tubaire
Yanis et al., 2010 MET
2- RESERVOIR
SPERMATIQUE
Harper, 1973
Suarez et al., 2008
1- Localisation
Jonction utéro-tubaire Isthme
Réservoir
spermatique
Localisation variable selon les espèces mais le plus souvent au niveau de
l’isthme
A transilluminated mouse oviduct.
Chang H , Suarez S S Biol Reprod 2010;83:507-513
Holt et al., 2011
2- Relation phylogénique
et durée du réservoir spermatique
• Empêcher polyspermie
• Maintenir la fertilité des spz entre le rapport sexuel et l’ovulation: régulation – de la capacitation,
– de l’hyperactivation
– et du pouvoir fécondant des spz
• Interaction spz – épithélium tubaire: Modifications quantitative et qualitative des protéines synthétisées par l’épithélium tubaire (Ellington et al., 1993)
3- Rôle
3- Rôle
maintien de la fertilité des spermatozoïdes
Wilcox et al., 1995
221 femmes fertiles en âge de procréer
625 cycles menstruels
Réservoir spermatique % humain
Pacey et al., 2005
+ controversé
4- Molécules impliquées dans la liaison des
spermatozoïdes avec l’épithelium tubaire
Spermatozoïdes
ADAM
Différents types d’Adam ont été décrits
Gène délété Localisation
Migration dans
l’oviducte et
liaison à la ZP
Clgn
testiculaire
-Hétérodimérisation
ADAM1a/ADAM2
-Maturation d’Adam 3
Adam1a -Maturation d’Adam 3
Adam 2
Membrane
spermatique
-Maturation d’Adam 3
Adam 3 Absence
Ace Distribution d’Adam 3
Calr3 -Maturation d’Adam 3
Seule Adam 3 est nécessaire à la migration dans les voies génitales féminines.
Mais son adressage à la membrane, son clivage ou son repliement correct
dépendent d’autres protéines.
Ignotz et al., 2007
WB – épithélium tubaire
Identification de 4
membres
de la famille des
annexines à l’apex
des cellules ép. de
l’oviducte ( % bovin) qui
contiennent du fucose
>immunoprécipitation des ANXAs
+ lectin LTL biotinylée
TROMPES
4- Molécules impliquées dans la liaison des spermatozoïdes avec l’épithelium tubaire
Ignotz et al., 2007
ISTHME % bovin
ANXA1 ANXA2
ANXA4 ANXA5
TROMPES
5- Cette liaison concerne spz non capacités+++
Dobrinski et al., 1997
Lefebvre et al., 1996
Capacités
Non capacités
Contrôle
Oviducte
- capacitation
- viabilité
Dobrinski et al., 1997
Dobrinski et al., 1997
Contrôle
Oviducte
[Ca2+]i bas
Temps (h)
5- Cette liaison concerne spz non capacités+++
Gualtieri et al., 2005
A23
187
10µ
M
6- Puis, perte de liaison à l’épithelium
Modifications
intra spermatiques
- Modifications du
profil de protéines
TYR-phosphorylées
- [Ca2+]i
Profil d’immunolocalisation des prot. TYR phosphorylées
Pattern E (temps tardif de capacitation)
6- Puis, perte de liaison à l’épithelium
Hyperactivation
Cont. Spz détachés
Capacitation
Deux hypothèses:
- facteur épithélial
- facteur spermatique
Gualtieri et al., 2009
3- Interaction trompe –
spermatozoïdes: quels
mécanismes?
(période péri-ovulatoire)
1- CHEMOTACTISME 1- Définition:
- modification du mouvement des spermatozoïdes vers gradient de chémo
attractant(s)
- Transitoire (1 à 4h % homme), unique, % spz capacités
Deux types de réponse spermatique
aux chémo-attractants
2- Origine des facteurs chémotactiques
Guidobaldi et al., 2009
1- CHEMOTACTISME
Sun et al., 2005
Effet chémoattractant de l’ovocyte
(% humain) % lapin
3- L’exemple de la progestérone
1- Facteur chémo attractant 2- Facteur sensibilisateur à l’action
de la ZP
Guidobaldi et al., 2009
Fluorescence (U.A.)
3 min. après
addition
de P4
Avant
addition
de P4
du nb de spz hyperpolarisés
Patrat et al., 2002
1- CHEMOTACTISME
4- Nature des chémoattractants
D’après Eisenbach et Giojalas, 2006
Bahat et al., 2003
% humain
2- THERMOTACTISME
% lapin:
Bahat et al., 2008
Non
capacités Capacités
37°C – 37°C 39°C – 39°C 37°C – 39°C
1- Définition: Mouvement dirigé des spermatozoïdes le long d’un gradient de
température
Concerne les spz capacités et non capacités
Bahat et al., 2012
2- THERMOTACTISME
Dû à la baisse de la température à la jonction utéro-
isthmique en période ovulatoire
Bahat et al., 2005
2- Cause:
DT de 2°C environ entre isthme et ampoule au moment de
l’ovulation % lapin (Bahat et al., 2005)
3- Modifications du liquide tubaire 1- Formation du fluide tubaire
Leese et al., 2001
Lumière
Epithélium tubaire:
-Cellules ciliées
-Cellules sécrétrices non ciliées
Composition:
- Circulation sanguine: diffusion passive + transport actif
- synthèse spécifique de novo à partir de l’épithelium
- ovulation: liquide folliculaire
Diffusion à p. du
plasma
et synthèse de
novo (lactate,
pyruvate)
Gardner et al., 1996
Leese et al., 2008
constant
3.15 constant
PF 4.87
Ov. 10.5 PF 3.11
Ov. 0.5
PL 2.32
3- Modifications du liquide tubaire 2- Métabolites énergétiques
Variations en fonction du site et du cycle menstruel
* Variation en fonction du cycle menstruel
3- Modifications du liquide tubaire 3- Effets des métabolites énergétiques sur les
fonctions spermatiques
Mobilité progressive Hyperactivité
Glu 5mM
Pyr 5 mM
Hereng et al., 2011
Réaction acrosomique
Williams and Ford, 2011
Mahadevan et al., 1997
(6mM)
3- Modifications du liquide tubaire 4- Effets du glucose sur la fécondation
Chez l’humain
Barak et al., 1998
Glucose 0 2.8 5.5 8.0
Phosphate 0 0.37 1 1
+ -
1-
2-
Ben Yosef et al., 2004
Maintien du pH (K+, HCO3-)
Battements ciliaires (Ca2+)
3- Modifications du liquide tubaire 5- Electrolytes
25 AA libres au total
Les plus concentrés: Glycine, leucine, alanine: métabolisme énergétique
embryonnaire
Taurine, hypotaurine: - capacitation, survie des spz
- fécondation
- développement embryonnaire
Methionine: méthylation ADN embryonnaire
3- Modifications du liquide tubaire 6- Acides aminés et autres
Acides aminés
Xella et al., 2009
+ vitamines,
nucleotides
25 AA libres au total
Les plus concentrés: Glycine, leucine, alanine: métabolisme énergétique
embryonnaire
Taurine, hypotaurine: - capacitation, survie des spz
- fécondation
- développement embryonnaire
Methionine: méthylation ADN embryonnaire
Tout le reste
IgG + albumine: 95% des protéines du fluide tubaire
Facteurs de croissance, interleukines, hormones, cholestérol, …
Saint-Dizier, journée SFEF 2011
3- Modifications du liquide tubaire 6- Acides aminés et autres
Acides aminés
3- Modifications du liquide tubaire 6- Acides aminés et autres
ex.: IGF1
Mehta et al., 2013
Exclusion:
42 ans
PCO
Endométriose
ICSI
4- Distinction des spermatozoïdes X et Y?
% truie
Alminana et al., BMC Genomics, 2014
Réponse transcriptomique différente de l’oviducte
(micro arrays)
Régulation différentielle de 501 transcrits
(271 ↘ et 201 ↗ quand Y) Gènes du système immunitaire (ex.: IFN 7
et CCL8)
Hypothèse: système immunitaire agirait
comme un senseur pour sélectionner les
spz allant sur le site de la fécondation
CONCLUSION
• Capacitation in vivo: processus régulé par
l’environnement féminin
• Coordination nécessaire entre tractus
génital féminin et spermatozoïdes
• Contrôles réciproques
• Implications de divers facteurs