fonction des spermatozoïdes
In vivo, les spermatozoïdes éjaculés de tous les mammifères euthériens sont incapables de féconder tant qu’ils n’ont pas subi de capacitation, ce qui permet à la réaction de l’acrosome (AR) d’avoir lieu lorsque les spermatozoïdes approchent ou entrent en contact avec l’ovocyte . La Capacitation est un phénomène dépendant du temps, le cours du temps absolu étant spécifique à l’espèce ., Il prépare les spermatozoïdes à subir L’AR avec la libération d’enzymes lytiques et l’exposition de récepteurs membranaires, nécessaires à la pénétration des spermatozoïdes à travers la zona pellucida (ZP) et à la fusion avec l’oolème . Le transport des spermatozoïdes à travers le tractus génital féminin peut se produire assez rapidement (des périodes aussi courtes que 15-30 min ont été rapportées chez l’homme), alors que la capacitation peut prendre de 3 h à 24 h. On suppose donc que la capacitation n’est pas terminée avant que les spermatozoïdes ne soient entrés dans le cumulus oophorus., Ce retard est physiologiquement bénéfique car les spermatozoïdes ne répondent pas aux signaux induisant L’AR jusqu’à ce qu’ils s’approchent du ZP, empêchant les ARs prématurés qui conduisent finalement à l’incapacité du sperme à pénétrer dans les vêtements de l’ovule . La capacitation du sperme est une modification post-jaculatoire de la membrane plasmique du sperme, qui implique la mobilisation et/ou l’élimination des composants de surface, y compris les glycoprotéines, le facteur de décapacitation, le facteur stabilisant l’acrosome et l’inhibiteur de l’acrosine. La capacitation des spermatozoïdes implique des changements biochimiques et biophysiques majeurs dans le complexe membranaire et le métabolisme énergétique., La présence de concentrations élevées de cholestérol dans le plasma séminal, qui maintient une concentration élevée de cholestérol dans les membranes des spermatozoïdes, semble être le facteur le plus important pour inhiber la capacitation . La Capacitation est associée à une fluidité membranaire accrue, causée par l’élimination du cholestérol de la membrane plasmique du sperme via des accepteurs de stérols présents dans les sécrétions du tractus féminin . Un changement marqué dans la motilité des spermatozoïdes, appelé hyperactivation, est également associé à la capacitation., Les spermatozoïdes hyperactivés présentent un schéma de motilité extrêmement vigoureux mais non progressif, en raison de L’afflux de Ca2+, qui provoque une courbure flagellaire accrue et un mouvement latéral extrême de la tête du sperme . Le protéasome participe à l’activation des canaux calciques, ce qui entraîne également une augmentation de la fluidité et de la perméabilité de la membrane . Ces événements sont suivis ou se produisent simultanément avec (1) une diminution de la charge superficielle nette, (2) une zone dévoyée de protéines et de stérols intramembranaires et (3) une augmentation des concentrations de phospholipides anioniques ., La motilité hyperactivée est essentielle à la pénétration des spermatozoïdes dans les complexes ovocyte–cumulus intacts in vitro et in vivo .
le spermatozoïde se lie au ZP avec sa membrane plasmique intacte après avoir pénétré dans le cumulus oophorus. La liaison des spermatozoïdes se produit via des récepteurs spécifiques aux glycoprotéines ZP situées au-dessus de la tête antérieure du sperme . La Glycosylation des glycoprotéines ZP est un aspect important de l’interaction sperme–ZP., On pense que la glycoprotéine humaine ZP-3 (ZP3) a un rôle central dans l’initiation de L’AR ; cependant, il a été récemment démontré que les ZP1 et ZP4 humains sont également impliqués dans le processus . L’AR est un événement exocytotique couplé stimulus-sécrétion dans lequel l’acrosome fusionne avec la membrane plasmique sus-jacente . Les fusions multiples entre la membrane acrosomale externe et la membrane plasmique entraînent la libération d’enzymes hydrolytiques (principalement de l’acrosine) et l’exposition de nouveaux domaines membranaires, deux éléments essentiels pour poursuivre la fécondation., Les enzymes hydrolytiques libérées par l’acrosome digèrent le ZP, permettant au spermatozoïde de pénétrer dans l’ovocyte . L’AR semble être physiologiquement induit par des stimulants naturels tels que le liquide folliculaire (ff), la progestine, la progestérone et l’Hydroxyprogestérone . Le liquide folliculaire et les cellules de cumulus contiennent de la progestérone liée aux protéines qui a été identifiée comme l’un des agents induisant la réaction des acrosomes les plus importants . Le liquide folliculaire stimule L’AR de manière dose-dépendante ., Un lien entre l’estradiol produit localement par les spermatozoïdes éjaculés, L’AR et la capacitation des spermatozoïdes a été décrit . De plus, les preuves indiquent que les œstrogènes environnementaux peuvent stimuler de manière significative la capacitation des spermatozoïdes des mammifères et L’AR . Par conséquent, AR est probablement initié lorsque les ligands produits par l’ovocyte se lient aux récepteurs du sperme. Ce signal est transduit intracellulairement par l’intermédiaire de seconds messagers, conduisant finalement à l’exocytose ., Un certain nombre de voies messagères secondaires ont été identifiées chez les spermatozoïdes humains, y compris celles qui entraînent l’activation de l’adénosine monophosphate cyclique (AMPc), de la guanosine monophosphate cyclique (cGMP) et des protéines kinases dépendantes des phospholipides . Ces kinases sont appelées, respectivement, protéine kinase A, protéine kinase G et protéine kinase C. Il est possible que ces voies interagissent pour assurer une réponse optimale au bon endroit et au bon moment pendant le processus de fécondation., Bien que la concentration de cGMP dans le sperme humain éjaculé soit presque sept fois inférieure à celle de l’AMPc, on suppose que les deux nucléotides ont un rôle similaire dans L’AR puisque leurs protéines kinases dépendantes sont étroitement liées . L’AR peut également être induit par des stimulants artificiels qui provoquent et augmentent le calcium intracellulaire des spermatozoïdes .
l’intégrité de L’Acrosome est cruciale pour la fécondation. Une forte proportion de spermatozoïdes avec des acrosomes intacts est observée dans les Éjaculations des hommes normaux. Chez ces personnes, cependant, ∼5-20% des spermatozoïdes peuvent présenter des ei spontanés sans signification clinique ., Inversement, plusieurs conditions anormales affectant l’acrosome du sperme peuvent entraîner une diminution de la capacité de fécondation. Les spermatozoïdes à tête ronde sans acrosome (spermatozoïdes globozoospermiques) sont incapables de fertiliser les ovocytes, et des pourcentages accrus d’acrosomes morphologiquement anormaux ont été liés à l’échec de la fécondation dans la technologie de reproduction assistée (tar) utilisant la fécondation in vitro conventionnelle (FIV) . Pour AR est un phénomène dépendant du temps, il ne peut pas avoir lieu prématurément ou trop tard ., L’AR prématurée et l’incapacité des spermatozoïdes à libérer le contenu acrosomique en réponse à des stimuli appropriés (connus sous le nom d’insuffisance AR) ont été associées à une infertilité masculine inexpliquée . Bien que la cause de L’AR prématurée soit inconnue, l’initiation prématurée (indépendante du stimulus) de l’exocytose acrosomale semble être liée à une perturbation de la stabilité de la membrane plasmique. Dans cette situation, AR peut ne pas impliquer une activation prématurée du processus médié par le récepteur, mais plutôt refléter une fragilité inhérente de la membrane du sperme, conduisant à une perte acrosomique indépendante du récepteur ., Les anticorps antispermiques (AAS) peuvent nuire à la capacité des spermatozoïdes à subir une capacitation et une AR . Chang et coll. a rapporté une réduction du taux de fécondation soit par IgG directement lié au sperme ou IgM présent dans le sérum féminin. La combinaison D’IgG et D’IgA peut avoir un effet négatif synergique sur la fécondation . Les substances toxiques pour le sperme peuvent également affecter AR. Des concentrations élevées de composés phytochimiques alimentaires, tels que la génistéine, l’isoflavone et la β-lapachone, ont été montrées pour supprimer L’AR d’une manière dépendante de la dose et du temps dans le modèle de rat ., L’Inhibition de L’AR par la génistéine semble impliquer la voie de la protéine kinase C tandis que la β-lapachone a un effet cytotoxique direct sur la membrane des spermatozoïdes. Il est suggéré que la génistéine et la β-lapachone pourraient avoir un impact sur la fertilité masculine via la suppression de L’AR à fortes doses et l’induction de L’AR à faibles doses . Les inhibiteurs calciques peuvent également interférer avec l’événement EXOCYTOTIQUE AR., L’incubation des spermatozoïdes avec des inhibiteurs calciques, tels que la trifluopérazine (inhibiteur de la calmoduline), le vérapamil (inhibiteur du canal Ca2+) et la nifédipine (inhibiteur du canal Ca2+ dépendant de la tension) ont considérablement réduit la capacité des spermatozoïdes de hamster à subir une AR .
de récentes publications sur la RA ont porté sur les aspects biochimiques et fonctionnels de la fusion spermatozoïde–ovocyte. Il a été démontré que chez l’homme, ZP1 en plus de ZP3 et ZP4 se lie aux spermatozoïdes capacités et induit une exocytose acrosomale ., L’AR induit par ZP3 implique l’activation de canaux calciques à tension de type T (VOCC), tandis que ZP1-et ZP4 impliquent des VOCC de type T et L. Chiu et coll. a rapporté que la glycodéline-A, une glycoprotéine présente dans l’appareil reproducteur féminin, sensibilise les spermatozoïdes à la RA induite par ZP dans un mécanisme spécifique de glycosylation impliquant l’activation de la voie adénylyl cyclase/PKA, la suppression de l’activation de la kinase régulée par le signal extracellulaire et la régulation ascendante de l’afflux de calcium induit par ZP., Ces résultats suggèrent que la glycodéline-A peut être importante, in vivo, pour assurer la pleine réactivité des spermatozoïdes humains au ZP.