Physiologie de la reproduction des mammifères

(1)

Physiologie de la reproduction des mammifères

V. Gayrard

Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse

Unité Associée INRA de Physiopathologie et Toxicologie Expérimentales

23, Chemin des Capelles 31076 Toulouse cedex

(2)

 1. LE CYCLE OESTRAL

 2. L ’AXE GONADOTROPE

 3. LA FONCTION OVARIENNE

 4. PRODUCTION ET TRANSPORT DES SPERMATOZOIDES

 5. RAPPROCHEMENT DES GAMETES ET FECONDATION

 6. IMPLANTATION DU BLASTOCYSTE ET PHYSIOLOGIE PLACENTAIRE

 7. PHYSIOLOGIE FOETALE

 7. LE DECLENCHEMENT DE LA PARTURITION

 8. PHYSIOLOGIE DE LA LACTATION

Physiologie de la reproduction

des mammifères

(3)

Modalités d’enseignement



Objectifs d'apprentissage



Enseignement théorique



Enseignement pratique:

 Exploration de l'appareil génital de la vache par échographie

 Caractérisation de la morphologie des ovaires et de la cytologie vaginale en réponse aux

gonadotropines chez le rat femelle

(4)

Le cycle oestral

V. Gayrard

Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, Chemin des Capelles

31076 Toulouse cedex

(5)

Cycle œstral - cycle menstruel



Ovulation spontanée



Cycle œstral: œstrus

 Cycle menstruel: menstruation



Ovulation provoquée par accouplement

 Lagomorphes, carnivores

(6)

Le cycle œstral

 I. CARACTERISTIQUES GENERALES DES CYCLES

 Terminologie

 Durée des différentes phases

 Les cycles au cours de la vie

 II. EVENEMENTS CELLULAIRES

 Evénements cellulaires ovariens

 Evolution cyclique des voies génitales

 Les variations cycliques de l’épithélium vaginal

 III. EVENEMENTS ENDOCRINIENS ET COMPORTEMENTAUX

 Evènements endocriniens

 L’œstrus

 Cas particuliers

(7)

œstrus

Metœstrus Diœstrus

Proœstrus

Ovulation

Phase lutéale Phase

Folliculaire

Lutéolyse Heape, 1900

Le cycle oestral: terminologie

(8)

Espèce Brebis

Vache Jument

Truie Chèvre

Cycle 17 j 21 j 21 j 21 j 20-21 j

Proœstrus 2-3 j

2-3 j 2-5 j

2 j 3 j

œstrus 24-36 h 12-18 h 6 (3-10) j

24-72h 24-40 h

Metœstrus 2 j

2 j 2 j 2 j

Diœstrus 10-12 j

15 j 12-13 j

14 j

Durée des différentes phases du cycle oestral

16 j

(9)

Durée des différentes phases du cycle oestral

Durée du cycle oestral

4.5 jours (107h) 4.7 jours (113h)

(10)

Evolution des cycles



Début des cycles

 Puberté



Ménopause

 Primates



Interruption des cycles (anœstrus)

 Gestation

 Anœstrus post-partum, anœstrus de lactation

 Rôle des facteurs nutritionnels

(11)

La puberté

Espèce

Brebis Vache Jument

Truie Chèvre

Age moyen à la puberté (mois)

6-12 6-18 12-20

5-10 4-8

(12)

% Brebis cycliques

Durée jour (h)

100 50

17 13 9

J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D

Anœstrus

Saison sexuelle

Rythme annuel de

reproduction

(13)

Espèce

Brebis

Vache Jument

Truie

Reproduction

saisonnière vs non saisonnière (saison reproduction)

Saisonnière (sept-fév)

Non saisonnière

Saisonnière (mars-août) Non saisonnière

Durée

gestation (j) 150

280 330 114

Espèce "Jours courts" Espèces "jours longs"

Saisonnalité de la

reproduction

(14)

ETE PRINTEMPS

HIVER AUTOMNE

Naissances

Rongeurs PP

PP

PP:

photopériode

Saisonnalité de la

reproduction

(15)

Rythme circannuel de reproduction



Période proche de 1 an



Persiste dans conditions constantes



Stratégie d’adaptation



Existence horloge circannuelle



Rôle photopériode: synchronisation

(16)

IML, colonne intermédiolatérale de la moelle épinière ; PVN, noyaux paraventriculaires hypothalamiques ; SCN: noyaux suprachiasmatiques; SCG, ganglions cervicaux supérieurs.

La mélatonine: une hormone

donneuse de temps

(17)

Stratégies reproductives



Rythme circannuel de

reproduction: brebis, jument



Diapause embryonnaire: cervidés



Ovulation retardée couplée à la survie des spermatozoïdes:

chauve-souris

(18)

Le cycle œstral

 Terminologie

 L’œstrus

(19)

L’appareil génital femelle

 Ovaires : fonctions germinale et endocrine

 Trompe utérines:

 Capture de l’ovocyte, site de fécondation, transport de l’embryon

 Utérus: Développement embryonnaire et fœtal

 Col de l’utérus ou cervix

 Vagin:

 Site de dépôt du sperme lors de l’accouplement

 Passage du nouveau-né lors de la parturition

 Vestibule:

 Partie la plus caudale du vagin où se rejoignent le système reproducteur et urinaire.

(20)

L’appareil génital femelle

(21)

Les événements cellulaires ovariens



Les ovaires

 Glandes au nombre de 2

 De forme, dimension et localisation variable selon l’espèce

 Ovulation sur toute la surface. Exception:

jument (fosse ovulatoire)

(22)

Evènements cellulaires ovariens

(23)

Stades du développement folliculaire

préantral antral

visualisé par échographie

préovulatoire

Diamètre (mm)

0.1 1 3-4 13-16

30 j 10 j 7 j

(24)

Evénements cellulaires ovariens

Œstrus Metœstrus Diœstrus Proœstrus

Ovulation

Lutéogenèse Lutéotrophie Lutéolyse

21 0

1 2 3 19 20

jours 14 16

(25)

Evolution cyclique des voies génitales



Trompes utérines



Activité sécrétoire du col utérin: mucus



Stroma et glandes utérines



Cytologie muqueuse vaginale

Transport, survie des spermatozoïdes

Survie œuf et implantation

(26)

Les événements cellulaires ovariens

Trompe utérine

Infundibulum = entonnoir

Ampoule (portion sécrétoire)

Jonction ampoule-isthme

Isthme

Jonction Utéro-Tubaire

Pendant le pro-oestrus: diamètre, activité sécrétoire cellules glandulaires amplitude et fréquence contractions, ciliature des trompes et fréquence des battements ciliaires

Progression des gamètes mâle et femelle.

(27)

Ratte, lapine, cobaye

Utérus duplex Utérus bipartite

Souris, truie, carnivores, ruminants

Utérus bicorne Utérus simplex

Jument Primates

(28)

Cycle de l’utérus



Phase folliculaire

 Prolifération de l’endomètre utérin

 Augmentation des contractions utérines



Phase lutéale

 Croissance des glandes utérines et sécrétions

 Inhibition des contractions utérines

(29)

Le cycle de l ’utérus

Phase folliculaire Phase lutéinique

Endomètre:

Myomètre Couche basale

Couche fonctionnelle

Menstruations Phase folliculaire

1 5 10 15 20 25

28 14

30

Jours

Phase lutéale

Endomètre:

Myomètre Couche basale

Couche fonctionnelle

Phase proliférative Phase sécrétoire

Phase

proliférative

Glandes

Figures mitotiques (M)

Couche fonctionnelle Couche basale

(30)

Col de l'uterus : cycle cervical

 Barrière entre le milieu extérieur (vagin) et le milieu

 intérieur (utérus): lieu de passage des spermatozoïdes.

 Activité sécrétoire importante (glaires

cervicales) qui varie en fonction du cycle.

 Sous l'effet des oestrogènes pendant

l'oestrus, le mucus est abondant, fluide et alcalin

 Pendant le post- et le di-oestrus, le mucus devient acide, epais, visqueux, cellulaire

(31)

Ecoulement vaginal de mucus

cervical

(32)

Les variations cycliques de l ’épithélium vaginal

 Anatomie microscopique du vagin

 stratum germinativum (SGerm): cellules cylindriques ou cuboïdales à noyaux ovales

 stratum spinosum : cellules présentant des ponts

intercellulaires

 stratum granulosum (SG) à: cellules vacuolées ou se

kératinisant

 stratum mucosum (SM)

(33)

Evolution cyclique des voies

génitales: utérus

(34)

Les variations cycliques de l ’épithélium vaginal

Proœstrus:

Epaississement muqueuse, cellules granuleuses en massif, filaments

Œstrus:

Desquamation des cellules kératinisées:

cellules en aiguille

Metœstrus:

combinaison de cellules rondes, quelques cellules en aiguille et un petit nombre de polynuvléaires neutrophiles

Diœstrus:

polynucléaires neutrophiles

Le frottis vaginal

(35)

Le cycle œstral

 Terminologie

 L’œstrus

(36)

PROOESTRUS OESTRUS MÉTOESTRUS DIOESTRUS

E2

OV

18 21

0 3 14 18 21

0

Jours 8

3 15

20

LUTÉOLYSE

10

1 h 3 h

ATRÉSIE

LH

FSH PGF_2

CL3 CL3

FD FD

F

F F CJ

ÉMERGENCE

SÉLECTION

DOMINANCE

FD FD

Phase folliculaire Phase lutéale

PROOESTRUS OESTRUS

Phase folliculaire

(37)

Vagues de croissance folliculaire

Jour du cycle

Diamètre du follicule (mm) Concentrations plasmatiquesdeLH, FSH etPRG

Forde et al., 2011

(38)

10 20

LH (ng/ml)

E2 (pg/ml)

PRG (ng/ml)

1 2 3 4

10 20

10 12 14 0 2 4 6 8

Jours

Oestrus

OV

(39)

LH (ng/ml)

E2 (pg/ml)

PRG (ng/ml)

Oestrus

1 2 3 4 5 6

10 20 30 40

10 20 30 40 50 60

70 80

Jours 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12

OV

(40)

LH (ng/ml)

14 16 18 20 0 1 3 5 7 9 11 13

Oestrus

E2 (pg/ml) PRG (ng/ml)

Jours

2 4 8 10 12 14

2 4 8 10

12 14

6 6

1 2 3 4 5 6 7

OV

(41)

FEMME

Temps (j)

LH (ng/ml)

100

-14 0 +14

M

200 300 400

PRG (ng/ml)

Temps (j) 10

-14 0 +14

M

20 30

50 150 250

E2 (pg/ml)

FSH (ng/ml)

Cycle menstruel

(42)

OESTRUS

OVULATION

0 6 9 18 28

Heures

6-10 h 8-12 h

Durée vie ovocyte Flairage

Léchage Pseudo-luttes

Tête à tête

Acceptation

du chevauchement

Nervosité et excitabilité Beuglements fréquents

Vulve humide et rouge Ecoulement mucus clair

CHALEURS Ecoulement vulvaire de mucus clair INSEMINATION

(43)

Moment de l ’ovulation

Espèce

Brebis Vache Jument

Truie

Œstrus

24-36 h 12-18 h

4-8 j 2-3 j

Moment ovulation/chaleurs

18-36 h après début chaleurs 12-15 h après fin chaleurs

36-48h avant fin chaleurs

36-42 h après début chaleurs

(44)

Fertilité

Heures après le début des chaleurs 50

0

10 20 30 40 50 60

Chaleurs Ovulation

Arrivée ov dans site fécondation: 6h post ov

Ov fécondables: 8-12h post-ov Spermatozoïde fécondant:24-48h

(45)

1 cycle 2 cycles

3 cycles

Nombre de cycles/an

22%

65%

9%

Fréquence

Reproduction de la chienne



Espèce monoœstrienne

Puberté: 6-23 mois Puberté: 6-23 mois

(46)

œstrus

Metœstrus Anœstrus

Proœstrus

Ovulation

9j (3-17j)

9 j (3-21j)

Non gravide: 75 j Gestation: 64-66 j

7 mois

(2-10 mois)

Le cycle oestral

(47)

Cycle oestral

 Proœstrus

 9j (3-17j)

 Ecoulement vulvaire sérosanguin (diapédèse des érythrocytes)

 Muqueuse vaginale lisse (œdème)

 Oestrus

 9 j (3-21j)

 Réceptivité

 Frottis vaginal riche en cellules kératinisées

 Epithélium vaginal crénelé (déshydratation)

 Ovulation: 24-48h après pic LH (durée 24h)

(48)

-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 90

Jours

LH (ng/ml) ^{E2 (pg/ml)}

PRG (ng/ml)

10 20 30 40

1 2 3 4 5 6 7 8

25 50 75

prooestrus ov

(49)

Décharge LH

Diamètre follicules

préovulatoires (mm) 3-4 8-9

Lutéinisation des

follicules préovulatoires PRG

E2

Oestrus

(50)

PRG (ng/mL)

LH 5

10

2 4

Jours 0

OV

Ovocytes I

FERTILITE OPTIMALE Maturation ovocyte: 48h Survie spermatozoïdes: 5j

Moment de l’ovulation

Saillies tous les 2j pendant l’oestrus Saillies tous les 2j pendant l’oestrus

OESTRUS

3 6

(51)

METOESTRUS

Metœstrus non gravide 75 jours

Gestation 64-66 jours

CJ

PRG

(52)

(53)

-15 0 15 45 75 105 135 Jours (J0=jour du pic de LH)

Prolactine (ng/mL)

10 30

60

Chienne gravide

Chienne non gravide

Gestation

Sevrage Allaitement

La prolactine

(54)

Metoestrus non gravide



Progestéronémie élevée (CJ)



Aucun signe de gestation



Prolactinémie élevée



Sécrétion de Prostaglandines en fin de

metoestrus

(55)

Gestation vs pseudogestation



Gestation

 Sécrétion de prolactine et de relaxine (placenta) au cours 2° moitié de la gestation

 Progestérone (CJ): maintien de la gestation



Pseudogestation

 Un à 3 mois post-oestrus

 Perturbation du comportement

 Etablissement d’une lactation

(56)

Photopériode

mélatonine

Activité sexuelle Printemps-été février-mars Naissances: « fin printemps-début été »

Polyœstrus saisonnier

Mammifère à ovulation

provoquée: la chatte

(57)

Saison sexuelle

œstrus

1-3 semaines Durée œstrus : 5-6 jours

ou >20 jours

(58)

Proœstrus (2j) œstrus (5-6 j) Œstradiol 17- (pmol/L)

60 200

Cycle anovulatoire

(59)

Ovulation

Coït

Stimulation vaginale

Décharge LH 3-4 coïts

24-52 h

OV

2-11 ovocytes

(60)

0 50 100

-48 -24 0 2 4 6 8 24

Heures après 1er coït

LH (ng/ml)

4

3

2 1

1: coït sans ovulation, 2: un seul coït, 3: quatres coïts pendant 25-80 min, 4: huit à douze coïts pendant 4h

Incidence du nombre de coïts

(61)

Activité lutéale

Saillie

non fécondante

Saillie

fécondante Pseudogestation Gestation

CJ ^{35-40 j} ^{52-74 j}

CJ 66 j

(62)

20

0 30 60

Jours PRG (ng/mL)

OV 60

Pseudogestation

gestation

Progestérone

(63)

Gestation/pseudogestation

 Dosage PRG: diagnostic a posteriori d’ovulation

 Pseudogestation:

 Absence de manifestation clinique

 Retour en oestrus après 7-10 j

 Gestation:

 Durée: 52-74 j (66j)

 Sécrétion de PRL (dés J35)

 Production relaxine (J20)

(64)

Conclusion



Cycle œstral: rythmicité événements cellulaires, endocriniens,

comportementaux



Différence cycle oestral/cycle menstruel

