L’encyclopédie du projet Embryo

La capacitation des spermatozoïdes fait référence aux changements physiologiques que doivent subir les spermatozoïdes pour avoir la capacité de pénétrer et de féconder un ovule. Ce terme a été inventé en 1952 par Colin Russell Austin sur la base d’études indépendantes menées par Austin et Min Chueh Chang et publiées en 1951. Depuis les premiers rapports et l’apparition du terme, les détails du processus ont été élucidés grâce aux progrès technologiques. La reconnaissance du phénomène a été assez importante pour les premières expériences de fécondation in vitro ainsi que pour les domaines de l’embryologie et de la biologie de la reproduction.

Ces premières études consistaient à introduire des spermatozoïdes dans les trompes de Fallope de femelles de diverses espèces animales, quelques heures avant et immédiatement après l’ovulation. Les expériences ont révélé que beaucoup plus d’œufs étaient pénétrés par les spermatozoïdes lorsque ceux-ci étaient introduits quelques heures avant l’ovulation. Sur la base de leurs premières constatations, Austin et Chang ont émis l’hypothèse que les spermatozoïdes devaient passer par une sorte de processus physiologique dans l’appareil reproducteur féminin pour avoir la capacité de pénétrer dans l’ovule. Austin a ensuite qualifié ce processus de capacitation dans un numéro de Nature publié le 23 août 1952. Son utilisation initiale du terme capacitation faisait référence à tout processus physiologique subi par les spermatozoïdes dans l’appareil reproducteur féminin et permettant aux spermatozoïdes de pénétrer dans un ovule. Au fur et à mesure que la technologie a progressé et que les connaissances sur les mécanismes de la fécondation ont augmenté, cette définition a été mise à jour pour un usage moderne.

J. Michael Bedford a publié une étude approfondie de la capacitation des spermatozoïdes chez les mammifères en 1970 et a pu préciser ce qu’implique le processus en révélant ce qui ne se produit pas. Dans les études de Bedford, un microscope électronique a été utilisé pour révéler quels changements structurels, s’il y en a, se produisent dans les spermatozoïdes après la capacitation, mais aucun n’a été trouvé. Bedford a rapporté que les spermatozoïdes restent dans le même état morphologique entre le moment où ils sont introduits dans la femelle et celui où ils subissent la réaction acrosomique, c’est-à-dire le moment où le sperme fusionne avec l’ovule. Il pensait que si les spermatozoïdes ne subissaient pas de modifications structurelles, il était plus probable qu’une sorte de modification chimique était en cours. Sur la base des preuves disponibles à l’époque, il a conclu que les événements de la capacitation consistaient à démasquer des récepteurs sur le sperme lui-même, le rendant capable de réagir à l’environnement du tractus génital féminin. Il a également étudié la capacitation des spermatozoïdes chez différentes espèces et a constaté que le temps nécessaire aux spermatozoïdes pour acquérir la capacité de pénétrer dans un ovule ainsi que les substances chimiques reconnues par les récepteurs susmentionnés étaient spécifiques à chaque espèce. De plus, étant donné qu’il existe certaines espèces dans d’autres phyla qui éjaculent des spermatozoïdes immédiatement capables de compléter la réaction acrosomique, il serait inexact d’inclure la réaction acrosomique comme faisant partie de la capacitation.

Compte tenu de la définition initiale large d’Austin, de nombreux contemporains de Bedford ont soutenu que la réaction acrosomique pourrait techniquement être considérée comme faisant partie de la capacitation du sperme. La divergence dans la définition, en particulier en ce qui concerne l’inclusion de la réaction d’acrosome comme faisant partie de la capacitation, a donné lieu à beaucoup de discussions et d’arguments entre les scientifiques dans des publications ultérieures. En 1975, Austin a publié un rapport intitulé « Membrane Fusion Events in Fertilization », dans lequel il affirmait que le processus réel de capacitation consistait en l’élimination de l’enveloppe glycoprotéique du sperme et en la facilitation de l’hyperactivation ou de l’amélioration de la motilité, précisant ainsi qu’il considérait que le déclenchement de la réaction acrosomique était distinct de la capacitation du sperme. Finalement, dans un effort pour clarifier les processus à inclure dans la définition de la capacitation des spermatozoïdes, Min Chueh Chang a publié en 1984 un article présentant une perspective historique sur la signification de la capacitation des spermatozoïdes et incluant une suggestion pour résoudre les divergences dans la définition. Dans cet article, Chang suggère que tous les processus menant à la réaction acrosomique soient désignés comme la première partie de la capacitation des spermatozoïdes, afin de respecter la définition originale tout en reconnaissant la réaction acrosomique comme un processus indépendant. Compte tenu de cette tentative de clarification, les études plus modernes impliquant la capacitation la définissent comme le besoin du spermatozoïde de découvrir des récepteurs qui peuvent reconnaître les produits chimiques dans le tractus génital féminin qui, à leur tour, initient des changements à la fois dans la motilité sous forme d’hyperactivation ainsi que les changements morphologiques impliqués dans la réaction acrosomique.

Malgré la confusion et certaines divergences dans l’étude de la capacitation, ce concept reste partie intégrante de l’étude de la fécondation. Son exploration a permis une compréhension plus complète de tous les mécanismes qu’un spermatozoïde doit subir avant d’être prêt à féconder un ovule femelle, ajoutant aux connaissances générales du processus de fécondation dans son ensemble ainsi que contribuant aux technologies médicales telles que la fécondation in vitro.

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