V. GayrardPhysiologieEcole Nationale Vétérinaire de Toulouse23, chemin des Capelles31076 Toulouse

ECOLENATIONALEVETERINAIRE

T O U L O U S E

Implantation du blastocyste et physiologie placentaire

Implantation du blastocyste et physiologie placentaire

Période embryonnaire: divisions cellulaires, premières différenciations

Stade blastocyste: implantation Implantation=stratégie

reproductive Synchronisation nécessaire

Implantation du blastocyste et physiologie placentaire

I. ASPECTS ANATOMIQUES ET CELLULAIRES DE L ’IMPLANTATION

Sites d ’implantation Phases de l ’implantation Mécanismes cellulaires de l ’implantation

II. CONTRÔLE HORMONAL DE L ’IMPLANTATION Contrôle stéroïdien Signaux utérins et embryonnaires Réceptivité utérine et synchronisation du blastocyste

III. PHYSIOLOGIE PLACENTAIRE Les différents types de placenta Fonctions d ’échange du placenta Fonction endocrine placentaire

Quatre étapes avant l’impantation

Développement à l’intérieur de la zone pellucide

Eclosion du blastocyste

Formation des membranes foetales

Reconnaissance maternelle de la gestation

Quatre étapes avant l’impantation

Développement à l’intérieur de la zone pellucide

Eclosion du blastocyste

Formation des membranes foetales

Reconnaissance maternelle de la gestation

Eclosion du blastocyste

La zone pellucide s’étire et s’amincit sous l’influence de la croissance de l’embryon

Le blastocyste quitte la zone pellucide L’éclosion est dûe à la croissance et à

l’accumulation de fluide dans le blastocyste et à la production d’enzymes par le trophoblaste

Rongeurs, carnivores, homme: 8j post-fécondation; Ongulés: 12 jours post-fécondation

Le blastocyste

Jours post-oestrus

Lon

gu

eu

r d

u b

lasto

cyste

(m

m)

Elongation du blastocyste bovin

Elongation du blastocyste: truie

18 h pc 55 h pc

13 j pc

Disqueembryonnaire

J 13 : 157 cm de long

Différenciation du blastocyste 1) Le blastocyste forme l’embryon et les membranes foetales

2) Deux lignées cellulaires se développent

3) Des jonctions serrées et des jonctions perméables se forment, respectivement au niveau des couches externes et internes de la morula

4) Jonctions serrées: le sodium passe entre les cellules de la couche externe -> eau -> blastocoele

5) Les cellules de la couche externe forment le trophoblaste

6) Les jonctions perméables permettent aux cellules de se polariser et de former la masse cellulaire interne -> embryon

Différenciation du blastocyste

Développement de l’embryon

Quatre étapes avant l’impantation

Développement à l’intérieur de la zone pellucide

Eclosion du blastocyste

Formation des membranes foetales

Reconnaissance maternelle de la gestation

Les 4 membranes foetales

Le sac vitellinLe chorionL’amniosL’allantoïde

Rôles: isoler, protéger le foetus et former le placenta

Quatre membranes foetales et les compartiments extra-embyonnaires

Le sac vitellin: un compartiment formé à partir de l’endoderme

Le chorion, une couche de l’ectoderme et du mésoderme qui forme la membrane foetale la plus externe

L’amnios, une couche de l’ectoderme et du mésoderme qui forme la membrane foetale la plus interne, cavité amniotique dans laquelle baigne l’embryon

L’allantoïde, une couche de l’endoderme et du mésoderme qui forme la cavité allantoïdienne, l’allantoïde fusionne avec le chorion pour former l’allantochorion.

Formation des membranes foetales

Rôle des sécrétions tubaires

Source de nutriment pour le zygote Homogénéité interspécifique de la

composition chimique Rôle dans le développement de l ’oeuf Milieu peu favorable au séjour prolongé

Implantation

Interactions complexes entre endomètre et trophoblaste, mise en place des structures placentaires

Sites d’implantation: utérus Phases de l’implantation

Stade au moment implantation Durée des phases Degré d ’invasion de l ’endomètre par le

trophoblaste: type de placentation

Chronologie de la gestation

Espèce Entrée dansutérus

PerteZP

Implantation

Vache

Brebis

Jument

Truie

4 j

4 j

5-6 j

2 j

9-10 j

8-9 j

22 j

6 j

22-40j

15-28 j

24/40-

95/100j

13-24 j

Gestation

280 j

145 j

330 j

115j

Épithéliumutérin

Endomètre

1. Perte ZP 2. Accolementorientation du

blastocyste

3. Appositioncontacts

cellulaires

4. Adhésion 5. Invasionendomètre

Placenta EPITHELIO-CHORIAL

Placenta ENDOTHELIO ou HEMOCHORIAL

Phases de l’implantation

Position du blastocyste

Position centrale Position excentrée

Chambre d’implantation

antimésométrial diffus cotylédonnaire antimésométrial latéral

DE DE DEDE

DE

lapinejument

truievachebrebis

rattesouris

femme

Plan mésométrial

Phases de l’implantation

Le blastocyste s ’oriente de façon à présenter son pôle embryonnaire (côté bouton embryonnaire) face à l ’endomètre

L ’embryon émet des signaux précoces favorisant son implantation: facteur activateur des plaquettes (PAF), libération d ’histamine (vasodilatation)

Phases de l’implantation

L ’apposition nécessite un contact direct entre les cellules du trophectoderme du blastocyste et les cellules épithéliales de l ’endomètre grâce à : L ’éclosion ( permet l ’apposition) Modifications de l ’épithélium utérin

(permettront l ’adhésion). Comme tous les épithéliums, celui de

l ’endomètre est non adhésif car recouvert de glycoprotéines formant un glycocalyx

Phases de l’implantation: adhésion

Un contact étroit s ’établit entre cellules trophectodermiques et utérines.

Les microvillosités à leur surface s ’engrènent; des jonctions se forment

l ’œuf ne peut plus être éliminé par simple lavage

Mécanismes cellulaires

Adhésivité trophoblaste: composition et distribution des glycoprotéines à la surface externe des membranes des cellules

Apposition facilitée par expansion blastocyste: lapine, vache, brebis, jument, truie

Rongeurs: maintien trophoblaste contre épithélium dans chambre implantation

Contrôle endocrinien implantation

Action préalable stéroïdes ovariens (E2, PRG) cycle E2 + RPRG PRG + sécrétions utérines, indispensable

établissement gestation Implantation:

PRG: toutes les espèces

Réceptivité utérine et synchronisation avec le blastocyste

Etat réceptivité endomètre-développement blastocyste

Nécessité de synchronisation (écart maximal de 48h)

Fenêtre d ’implantation: utérus temporairement réceptif

Phase réfractaire: effet blastotoxique (acide cholique, femme)

Alors que l ’implantation peut se produire dans n ’importe quel tissu du corps humain, l ’embryon ne peut pas s ’implanter dans l ’endomètre, excepté au cours d ’une brève période appelée «  fenêtre d ’implantation »

J23

Implantation différée

Blastocyte quiescent (diapause) Implantation différée occasionnelle:

rongeurs augmentation durée gestation initiée post-partum

Implantation différée obligatoire: adaptation chronobiologique

Le placenta

• Organe transitoire

• Apposition des tissus maternels et foetaux

• Organe d ’échanges mère-fœtus Respiration, nutrition, protection Variations morphologiques et structurales

Organe endocrine Equilibre hormonal gestation Développement foetus Diagnostic, surveillance grossesse

Diffus Cotylédonaire

Zonaire Discoide

Morphologie

Placenta diffus

A AllantoïdeAC AllantochorionAM Cavité

amniotiqueE EndomètreM MyomètreYS Sac vitellin

Cotyledonary Placenta

Placenta

Placenta diffus de la truie

Placenta cotylédonnaire de la brebis

Placenta cotylédonnaire de la vache

A AmniosC ChorionE EndomètreFC Cotylédon foetalMC Caroncule maternelM Myomètre

Placenta

Placenta cotylédonnaire de la brebis

A Artère ombilicaleCS Tige chorionique

Cotylédon foetalMC Caroncule maternelP PlancentomeUC Cordon ombilicalV Veine ombilicale

Placenta zonaire

Placenta discoïde

A AllantoïdeAC AllantochorionAM Cavité amniotiqueE EndomètreM MyomètrePZ Zone pigmentéeTZ Zone de transfertYS Sac vitellin

Couches cellulairesfœtus

mère

Endothélium

StromaTrophoblaste

Epithélium

Endothélium

épithélio-chorialTruie, jument, ruminants*

endothélio-chorialCarnivores

hémo-chorialPrimates, rongeurs

PLACENTA

Stroma

* Syndesmochorial (érosion épithélium maternel)

Physiologie placentaire

Couches cellulaires

Jusqu’à six couches de cellules séparent les circulations foetales et maternelles dans le placenta

Endothelium foetal Stroma foetal Trophoblaste (épithelium foetal) Epithelium maternel Stroma utérin Endothelium maternel

Décidue

Le foetus est un corps étranger et sa présence entraîne une réponse immunitaire: la réaction déciduale

Le degré de la réponse immunitaire maternelle est déterminé par le degré d’invasion du placenta

Les placentas non invasifs sont adécidués

Les placentas invasifs sont décidués

Decidue

Chez espèces à placenta décidué: cellules du stroma au profil de sécrétion altéré

La réaction déciduale peut commencer avant l’implantation

Très marquée chez la femme, a lieu même en l’absence de fécondation. La décidue est éliminée après la lutéolyse -> menstruation

Chez la jument, elle donne lieu à la formation des cupules endométriales qui produisent eCG

Mécanismes échanges placentaires

Simple diffusion : gaz et eau Transport actif: pompe Na-K,pompe Ca Diffusion facilitée : processus lié au flux

d’un ion (glucose, aa) Endocytose : Microvillosités cellulaires.

Placenta = filtre sélectif

MW>1000 MW<600

Protéines

Lipides

HormonesTSH,

ACTH,

GH

Insuline

Glucagon)

IgG (placentation endoou hémochoriale

aaGlucoseVitaminesStéroïdes, A, T4Alcool, plomb, mercureDrogues: opiacées, LSD,amphétamines, lithiumMédicaments: barbituriquesantibiotiques

Anabolisme gravidique

Le fœtus prioritaire/ mère pour de nombreux nutriments (énergie, protéines, minéraux)

Métabolismes maternels plus efficaces: anabolisme de gestation

stocks énergétiques (tissu adipeux), protéiques (muscles), minéraux (squelette)

Fonction endocrine du placenta

Les sécrétions endocrines placentaires Stimulent la fonction ovarienne Permettent le maintien de la gestation Influencent le croissance foetale Stimulent le développement mamaire Assistent la parturition

Hormones de la gestation

Progestérone Oestrogènes Gonadotropines chorioniques Gonadotropines hypophysaires Hormone lactogène Relaxine (naissance) Prostaglandines (naissance)

Progestérone au cours de la gestation

Cholestérol

Stéroïdes placentairesMère Placenta Foetus

PRG

Prégnénolone Prégnénolone-S

DHA

Androstenedione

E2

E3

Surrénales

DHA-S

DHA-S

16-OH DHA-S

Foie

DHA

Rôle protecteur de la conjugaison des androgènes par le fœtusSynthèse oestriol (E3) indicateur de la vitalité du fœtus et du placenta

Prolactine

Source: Hypophyse antérieure Prolactin-like protéines produites par:

L’endomètre (decidue) ex: femme Placenta (ex: rongeurs, vache)

Fonction Lutéotrophie (chienne) Développement de la glande

mammaire

Hormones au cours de la gestation

Progesterone

Prolactin

Oestrogens

0 50 100 150 200 250 300

Ovulation Parturition

Jours de gestation

Hormones au cours de la gestation

Progesterone

Prolactin

Oestrogens

0 50 100 150

Ovulation Parturition

Jours de gestation

Hormones au cours de la gestation: chatte

0 10 20 30 40 50 60

Progesterone

Prolactin

Jours de gestation

OvulationParturition

Hormones au cours de la gestation: chienne

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Oestrogènes

ProgesteroneProlactin

Jours de gestation

Pseuogestation potentiele

0 40 80 120 160 200 240 280 320

50

100

150

00

10

20

30

100

0

200

300

400PMSG (iu/ml)

PRG (ng/ml)

Oestrogènes conjugués (ng/ml)

J gestation

Parturition

CJ primaire

CJ accessoires

Cupules endométriales Gonades foetales

Endocrinologie de la gestation

PMSG : Pregnant Mare Serum GonadotrophineCG : equine Chorionic Gonadotrophin

Origine Envahissement de l’endomètre par les cellules

du chorion (J35) Formation des cupules endométriales

Synthèse Entre J35 et J130

Fonction Endocrine Immunologique

Endocrinologie de la gestation Origine progestérone

CJ primaire CJ accessoires

10-15 CJ à J120 Origine: ovulation, lutéinisation follicules via action

eCG Régression CJ à J120 Placenta: à partir de J70

Origine oestrogènes CJ (J35-J50) via effet + eCG J70: unité foeto-placentaire Précurseurs oestrogènes: gonades foetales

Hormone lactogène placentaire

Femme (hPL), ruminants, rongeurs Non produites par les placentas de

jument, truie, lapine, carnivores Activités lutétrophique, somatotrope

et lactogène Croissance glande mammaire,

croissance fœtale et métabolisme maternel

oPL (mg/placenta) Poids cotylédons (g)

Jours gestation70 100 140

5

10

20

100

200

Hormone lactogène placentaire

Hormone lactogène placentaire

Jour de gestation0 30 60 90 120 150 180 210 240 270

Ho

rmo

ne

lact

ogè

ne

pla

cent

aire

(n

g/m

l)

0.01

0.1

1

10

100Concentration foetale Concentration maternelle

Relaxine

Origine CJ : truie, rat Placenta: jument, chienne, chatte, femme Ovaires: ruminants

Fonction Relâchement ligaments pelviens Ouverture col utérus Développement glande mammaire

Protéines associées à la gestation

50

100

150

200

020 60 100 140 180 220

Jour de gestation

PA

G (

ng/

ml)

Jour précédant et suivant la parturition

-40 0 40 800.1

1

10

100

1000

10000P

AG

(ng/m

l)

Conclusion

Implantation de l’embryon en développement: signaux embryonnaires et utérins

Physiologie placentaire Echanges Fonction endocrine unité foeto-

placentaire