Battre la mesure. Tel serait le secret d’un spermatozoïde performant. Sans un tempo précis de son long flagelle, celui-ci n’aurait en effet aucune chance de féconder un ovule ! « Deux oscillations par seconde pendant deux minutes, avec un angle d’attaque de 20 degrés environ », détaille Christine Gourier, du Laboratoire de physique statistique (ENS/CNRS), à l’origine de cette découverte voici quelques mois avec son doctorant Benjamin Ravaux. À ces seules conditions, il peut alors s’immobiliser pour fusionner sa membrane avec celle de l’ovule dans la minute qui suit. Et libérer ainsi l’information génétique dont il est porteur. Car, contrairement à ce que les chercheurs pensaient jusqu’alors, le flagelle - qui mesure 12 fois la taille de la tête - n’est pas qu’un moyen de locomotion permettant d’atteindre la cible le plus vite possible. « Si le battement est trop rapide (3 oscillations/s), le spermatozoïde va garder un point de contact avec l’enveloppe et pivoter sur l’ovocyte jusqu’à épuisement. Trop faible (1 oscillation/s), il peut au contraire perdre ce contact », poursuit Christine Gourier. Show Pour étudier aussi finement la frénésie du nageur, l’équipe a conçu un dispositif de microfluidique. Un micro-coquetier permettant d’immobiliser un ovocyte dans un compartiment et de transférer ensuite les spermatozoïdes un à un à travers un microcanal, en changeant les angles d’attaque. C’est ainsi que les contraintes mécaniques sont apparues déterminantes pour fusionner avec la membrane de la cellule femelle, ultime obstacle de cette course stratégique. Le premier spermatozoïde qui franchit la ligne d’arrivée ferme en effet la porte aux autres. Car l’enveloppe glycoprotéique qui protège l’ovule se bloque aussitôt et empêche les autres de la traverser. Du moins en théorie, deux coureurs pouvant arriver ex aequo, fusionnant simultanément. « Mais deux noyaux mâles dans un ovocyte, ça ne donne rien, et surtout pas des jumeaux », rappelle la chercheuse. Ainsi, sur la dizaine de cellules reproductrices mâles qui arrivent à l'enveloppe glycoprotéique (zone pellucide), une ou deux seulement la traverseront et pourront tenter leur chance au contact de l'ovule. L'arrivée d'un long chemin qui ne dépend pas seulement de l’activité du flagelle. En effet, ces survivants doivent aussi montrer patte blanche à l’ovocyte sur le plan chimique. Ils ont eu toute la durée de la course effrénée pour se préparer à l’épreuve, en subissant des modifications physiologiques déclenchées au contact des sécrétions de l’appareil génital féminin. Les spermatozoïdes fécondants vont peu à peu libérer le contenu de leur acrosome, un cocktail d’enzymes qui se déverse sur leur tête. Sa composition est déterminante pour parvenir à traverser les 12 micromètres d’épaisseur de la barrière glycoprotéique entourant l’ovule… ou échouer. Rien ne sert donc de courir, il faut donc être chimiquement élu ! La vraie ligne de départ est au cœur des testiculesChez l’humain, le trajet qui va du vagin aux trompes de Fallope - où patiente l’ovule - mesure environ 10 à 12 cm de long. Soit 24 000 fois la taille de la tête des spermatozoïdes, l’équivalent de… 42 kilomètres pour nous ! Une distance allongée par des trajectoires plutôt hélicoïdales en raison de l’ondulation du flagelle. Sans compter la course déjà accomplie par chaque cellule avant d’être éjaculée, puisqu’il leur a fallu traverser l’appareil génital masculin. Car c’est dans les testicules que se situe la vraie ligne de départ, au coeur des tubes séminifères. Ces pouponnières produisent en continu plusieurs centaines de millions de « bébés spermatozoïdes » chaque jour. « S’ensuit un processus de division cellulaire très critique, qui comprend plusieurs étapes », explique Daniel Vaiman, directeur de recherche dans l’équipe Génomique, épigénétique et physiopathologie de la reproduction à l’Institut Cochin, à Paris. « Il faut environ 74 jours aux cellules germinales, les spermatogonies, pour donner un spermatozoïde [aussi appelé gamète mâle]. Un temps au cours duquel se produit la division cellulaire la plus complexe qui soit : la méiose», précise-t-il. Elle détermine le chargement autorisé pour chaque coureur de fond : soit la moitié seulement du patrimoine génétique, l’autre moitié étant fournie par l’ovule. Mais ce bagage doit de surcroît être composé - à parts égales - des gènes hérités du père et de la mère ! Une opération très périlleuse aux yeux du généticien : « N’importe laquelle de ces étapes peut bloquer et conduire à un problème de fertilité », prévient-il. Enfin lestées de leur paquetage, les légions de spermatozoïdes sont relâchées des tubes séminifères et acheminées dans le liquide séminal jusqu’à l’urètre. Lors de l’éjaculation, ils sont entre 50 à 300 millions à être propulsés hors du pénis par la contraction d’un muscle du périnée. La course à l’ovule est lancée. Soit six à huit heures de galère… ou une demi-heure à peine pour les plus sportifs ! Agressés par l’acidité des sécrétions vaginales, en difficulté au passage du col de l’utérus, ralentis par d’éventuelles contractions… les spermatozoïdes progressent en terrain accidenté. Beaucoup s’échouent sur les parois cillées du tractus génital féminin, d’autres se perdent en chemin… malgré le GPS qui les équipe. Tous disposent en effet d’un système de calcul très élaboré des trajectoires comme l’a montré en 2012 une équipe internationale dont les travaux ont été publiés dans la revue Journal of Cell Biology : le flagelle joue aussi le rôle d’antenne. Il capte les signaux chimiques relâchés par l’ovule pour indiquer sa présence. Ce qui lui permet de moduler son activité en fonction des variations de concentration de ces signaux ; soit le calcul d’une dérivée. Des mathématiciens ont d’ailleurs élaboré une formule pour tenter de rendre compte de ses trajectoires. Car mieux saisir les dynamiques individuelles et collectives à l’oeuvre permettrait de mieux comprendre les facteurs d’infertilité. Ces chercheurs japonais et britanniques ont ainsi publié en mars dans Physical Review Letters une formule mathématique permettant de modéliser ces mouvements, mais aussi leurs interactions. Un écrémage inévitable le long du circuitLa logique de groupe est en effet importante. « Il y a un écrémage inévitable le long du circuit et la quantité de spermatozoïdes au départ est donc déterminante pour le succès de la fécondation », explique Daniel Vaiman. Résultat : loin d’être des compétiteurs farouchement individualistes, ils avanceraient au contraire en bataillons soudés dont le nombre serait un signe de fertilité. Avec un sens aigu du sacrifice : des millions prêts à tomber au champ d’honneur pour qu’une dizaine atteigne l’ovule ; et qu’un seul le féconde. Une fois réfugié dans le gamète femelle, ce grand vainqueur perd alors son flagelle et dépose enfin son barda, libérant le patrimoine génétique dont il est porteur. Mission accomplie ! C’est alors au tour de l’œuf fécondé de migrer dans le sens inverse pour venir se loger dans l’utérus où il se développera pendant neuf mois. Quand se fait la fécondation après un rapport ?Cet ovocyte a une durée de vie de 12 à 24 heures après son expulsion de l'ovaire tandis que le spermatozoïde reste fécondant 24 à 72 heures après éjaculation. Le moment propice pour qu'un coït aboutisse à la fécondation se situe entre trois jours avant l'ovulation et au maximum 24 heures après cette dernière.
Comment savoir si un rapport a été fécondant ?Un rapport sexuel peut être fécondant s'il a lieu dans les 3 jours qui précédent l'ovulation ou dans les 2 jours qui suivent l'ovulation. Attention : un stress en période d'ovulation réduit de 27 à 46 % les chances de concevoir un enfant, qu'il s'agisse ou non du premier).
Quand EstQu'est-ce que c'est ? La fécondation a lieu lorsqu'un spermatozoïde et un ovule – les gamètes – se rencontrent. Ceci n'est possible qu'aux alentours de l'ovulation, quelques jours avant et un jour après celle-ci, durant la période de fertilité du couple.
PuisLa fécondation a lieu quand un spermatozoïde rencontre un ovule. A priori, rien de bien difficile. Mais pour que cela fonctionne et qu'il y ait fécondation, il faut qu'il y ait eu un rapport sexuel dans les 24 à 48 heures autour de l'ovulation. Il est donc impossible de tomber enceinte 3 jours après une ovulation.
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En combien de temps le spermatozoide atteint lovule
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