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Lisez cet article pour obtenir des informations sur la structure, les fonctions et les types de spermatozoïdes matures !

Les spermatozoïdes des différents groupes d’animaux présentent une grande variété de formes. Ceux des chordés, cependant, présentent une remarquable uniformité de structure.

Le spermatozoïde, qui remplit la fonction de transport du matériel génétique du mâle vers l’ovocyte, est constitué de deux parties principales= la tête et la queue.

La queue est constituée de quatre éléments= le col, la pièce médiane, la pièce principale et la pièce terminale (Phillips, 1975).

Ces deux parties du spermatozoïde c’est-à-dire la tête et la queue sont contenues comme dans les cellules vivantes, dans une membrane plasmique continue. Toute la cellule du spermatozoïde est carénée et appariée pour une action d’une sorte spéciale et d’une durée limitée, à savoir, nager et rencontrer un ovule, fusionner avec le cortex d’un ovule, et introduire le noyau et le Centriole du sperme à l’intérieur de l’ovule.

Structure de la tête du spermatozoïde:

La tête du spermatozoïde est constituée principalement du noyau et de l’acrosome. Sa forme, sa taille et sa structure varient beaucoup dans les différents groupes de vertébrés (Fig. 7.) La tête du spermatozoïde remplit deux fonctions : génétique et d’activation.

La fonction génétique est incarnée par le noyau du spermatozoïde qui est constitué presque entièrement d’ADN plus des protéines nucléaires et est donc responsable de la transmission des caractères héréditaires du mâle. Le noyau du spermatozoïde occupe la majeure partie de la tête et sa forme, en définitive, détermine la forme de la tête du spermatozoïde. A l’extrémité antérieure du noyau du spermatozoïde se trouve une structure en forme de capuchon appelée acrosome.

La forme et la taille de l’acrosome varient selon les espèces. L’acrosome est délimité par une membrane acrosomique et il contient certains polysaccharides acrosomiques comme le galactose, le mannose, le fructose et l’hexosmine (Kopency, 1976). Un grand nombre d’enzymes, notamment des hydrolases, sont également présentes dans l’acrosome. Il contient également deux enzymes les plus importantes telles que la hyaluronidase et la zona Iysin ou acrosine qui fonctionne pendant l’entrée du sperme dans l’ovule (Nelson, 1985).

Dans le sperme de certains animaux tels que la volaille, il se produit une structure en forme de cône appelée corps axial ou cône acrosomal entre l’acrosome et le noyau (Fig. 8 A). Le cône acrosomique se développe en un filament acrosomique au moment de la fécondation. Il y a très peu de cytoplasme entre le noyau et la membrane plasmique de la tête du spermatozoïde. Le cytoplasme situé entre la membrane de la vésicule acrosomique et la membrane plasmique du spermatozoïde est appelé cytoplasme périacrosomique.

Structure de la queue du spermatozoïde :

L’appareil moteur de la queue du spermatozoïde est l’axonème ou complexe de filaments axiaux qui se compose de la paire centrale habituelle ou fibrille axiale (ou microtubules) entourée d’une rangée interne de neuf microtubules en doublet régulièrement espacés, chacun avec deux rangées de bras qui se projettent vers le tubule double adjacent, une rangée de rayons radiaux qui rayonnent vers l’intérieur vers la paire centrale de microtubules, avec un anneau externe de neuf fibres longitudinales grossières (Guraya, 1987).

En fait, tous les composants structurels du flagelle, qui comprennent la pièce de connexion, l’axonème 9 + 2, la gaine fibreuse et les fibres denses extérieures, sont structurellement imbriqués en une seule unité fonctionnelle.

Une gaine centrale, constituée de projections a été décrite entourant les deux tubules centraux. Elle est reliée par neuf rayons, liaisons radiales aux neuf doublets, qui sont également reliés entre eux par des liaisons inter doublets. (Fig. 8 d).

Du point de vue morphologique, la queue se compose des sous divisions suivantes :

1. Cou:

Le cou est un segment court, légèrement rétréci, constitué de projections situées entre la base de la tête et le premier gyre de l’hélice mitochondriale de la pièce médiane. Le cou diffère clairement de la tête et aussi du reste de la queue (c’est-à-dire de la pièce médiane, de la pièce principale et de la pièce terminale) par certaines caractéristiques morphologiques du plasmalemme, une démarcation nette de sa limite supérieure par l’anneau postérieur, et l’absence de continuité entre les colonnes segmentées et les fibres externes du dener de la queue (Fig. 8 A). Les deux Centrioles se trouvent à angle droit l’un par rapport à l’autre sont le Centriole proximal et le Centriole distal.

Le Centriole distal forme et donne la fixation au filament axial de la queue du spermatozoïde ; le Centriole proximal n’a pas de fonction active dans le spermatozoïde mais est un activateur potentiel à l’intérieur d’un ovule pendant la première division de clivage de l’ovule fécondé.

Deux ou trois mitochondries sont également présentes dans le col. Celles-ci établissent généralement une relation étroite avec chaque extrémité du Centriole proximal en s’enroulant autour de la surface latérale de ce dernier. Ces mitochondries sont en continuité avec les mitochondries supérieures de l’hélice de la pièce médiane.

2. Pièce médiane :

Anatomiquement, la gaine mitochondriale et l’anneau externe de fibres grossières caractérisent la pièce médiane du sperme de mammifère. C’est la partie du flagelle qui se trouve entre le col et l’annulus et qui constitue le site le plus important pour les diverses activités métaboliques du spermatozoïde.

L’axonème du spermatozoïde de mammifère est entouré de neuf fibres denses extérieures qui sont aussi appelées les fibres grossières ou accessoires. Celles-ci courent sur la majeure partie de sa longueur, constituant ainsi un motif de section transversale 9+9+2 (Fig. 2.8 d).

Les mitochondries de la pièce médiane disposées bout à bout constituent une hélice autour des éléments fibreux longitudinaux de la queue. Les jonctions bout à bout des mitochondries sont généralement observées de façon aléatoire le long du parcours de l’hélice.

La gaine mitochondriale serait la source d’énergie (ATP) de la motilité des spermatozoïdes. Cependant, cette énergie est limitée et une fois utilisée ne peut être renouvelée, sauf chez les mammifères et chez les animaux où les spermatozoïdes restent vivants dans le corps maternel parce qu’il y a des sources d’énergie disponibles pour le spermatozoïde.

A la jonction de la pièce médiane et de la pièce principale est présent l’anneau qui est également connu comme l’anneau Centriole ou l’anneau de Jensen. L’anneau est composé de sous-unités filamenteuses très serrées, de 3 à 4 nm de diamètre. Il se développe en étroite association avec la membrane plasmique et y reste fermement collé. La signification fonctionnelle de l’annulus n’est pas encore claire mais selon certains scientifiques, la fonction de l’annulus pourrait être d’empêcher le déplacement des mitochondries.

3. Pièce principale:

La pièce principale ou pièce principale des spermatozoïdes de mammifères est entourée d’une gaine fibreuse qui montre une organisation de base similaire dans différentes espèces de mammifères. La gaine fibreuse est composée d’une série de nervures orientées circonférentiellement qui s’étendent à mi-chemin de l’extrémité de la queue en deux colonnes longitudinales qui courent le long des côtés opposés de la gaine sur toute sa longueur. La gaine n’est pas attachée à la membrane plasmique.

Les colonnes longitudinales s’étendent en pièce principale sur toute la longueur de la gaine fibreuse dans ses surfaces dorsale et ventrale. Elles sont composées de sous-unités longitudinales de 15 à 20 nm d’épaisseur fixées à l’axonème pendant le mouvement des spermatozoïdes.

La membrane plasmique est indépendante de ce complexe. Vers la fin de la pièce, la taille des colonnes longitudinales diminue progressivement. Pendant ce temps, les côtes s’affinent. La fin abrupte de la gaine fibreuse marque la jonction de la pièce principale et de la pièce terminale.

4. Pièce terminale:

La pièce terminale est constituée d’une paire centrale de fibrilles axiales et d’un anneau de neuf fibres en doublet, qui sont entourés par la membrane plasmique. Le motif 9+ 2 du complexe de filaments axiaux s’étend sur la plus grande partie de la queue, y compris la pièce terminale, mais les dispositions des fibres dans la pointe de la pièce terminale sont modifiées et le nombre décroissant de fibres suggère une terminaison successive des sous-fibres uniques (Fig. 8 F-H).

Fonctions du spermatozoïde:

La fonction principale du spermatozoïde est de porter la dot génétique paternelle et d’activer l’ovule.

Types de spermatozoïdes:

Le type de spermatozoïde produit varie d’une espèce à l’autre. La taille du sperme peut être aussi petite que 0,018 mm chez Amphioxus ou aussi grande que 2,25 mm ou plus chez le crapaud. La tête du spermatozoïde est, cependant, spécifique à chaque espèce. Elle peut être sphéroïdale (téléostéens), en forme de tige ou de lance (amphibiens), en forme de cuillère (homme et de nombreux autres mammifères), ou en forme de crochet (souris et rat).

Les types de spermatozoïdes se divisent à nouveau en deux grands types que l’on retrouve chez les animaux : les spermatozoïdes flagellés, qui possèdent un flagelle ou une queue comme les spermatozoïdes biflagellés (chez Opsanus, un poisson crapaud). Les spermatozoïdes non flagellés sont dépourvus de flagelles et se trouvent chez Ascaris, le crabe etc.

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