Sperme, également appelé spermatozoïde, spermatozoïde au pluriel, cellule reproductrice mâle, produit par la plupart des animaux. À lexception des vers nématodes, des décapodes (p. Ex., Écrevisses), des diplopodes (p. Ex., Mille-pattes) et des acariens, les spermatozoïdes sont flagellés; cest-à-dire quils ont une queue en forme de fouet. Chez les vertébrés supérieurs, en particulier les mammifères, les spermatozoïdes sont produits dans les testicules. Le sperme sunit avec (féconde) un ovule (ovule) de la femelle pour produire une nouvelle progéniture. Le sperme mature a deux parties distinctes, une tête et une queue.
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La tête du sperme varie en forme pour chaque espèce animale. Chez lhomme, il est aplati et en forme damande, de quatre à cinq micromètres de long et de deux à trois micromètres de large (il y a environ 25 000 micromètres dans un pouce). La partie de tête est principalement un noyau cellulaire; il se compose de substances génétiques, appelées chromosomes, qui sont responsables de la transmission des caractéristiques spécifiques dun individu, telles que la couleur des yeux, des cheveux et de la peau. Dans chaque cellule corporelle des humains en bonne santé, il y a 46 chromosomes, qui sont responsables de la composition physique générale de lindividu. Les spermatozoïdes nont que 23 chromosomes, soit la moitié du nombre habituel. Lorsquun spermatozoïde sunit à lovule, qui possède également 23 chromosomes, les 46 chromosomes résultants déterminent les caractéristiques de la progéniture. Les spermatozoïdes portent également le chromosome X ou Y qui détermine le sexe du futur enfant.
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Couvrant la tête du sperme est une coiffe connue sous le nom dacrosome, qui contient des enzymes qui aident les spermatozoïdes à entrer dans un ovule. Un seul spermatozoïde féconde chaque ovule, même si 300 000 000 à 400 000 000 de spermatozoïdes sont contenus dans une éjaculation moyenne. Chaque ovule et sperme produit a des informations génétiques légèrement différentes portées dans les chromosomes; ceci explique les différences et les similitudes entre les enfants des mêmes parents.
Une petite partie médiane du sperme contient les mitochondries. La queue du sperme, parfois appelée flagelle, est un mince faisceau de filaments qui se connecte à la tête et à la partie médiane. La queue mesure environ 50 micromètres de long; son épaisseur dun micromètre près des mitochondries diminue progressivement à moins dun demi micromètre à lextrémité de la queue. La queue donne le mouvement des spermatozoïdes. Il fouette et ondule pour que la cellule puisse se déplacer vers lœuf. Après le dépôt de spermatozoïdes dans lappareil reproducteur féminin, lactivation du mouvement de la queue est supprimée jusquà ce que le sperme soit transporté à une distance relativement courte de lovule. Cela donne au sperme une chance accrue datteindre lovule avant dépuiser ses réserves dénergie.
Lactivation des mouvements de la queue fait partie du processus de capacitation, dans lequel le sperme subit une série de changements cellulaires qui lui permettent de participer à la fécondation. Un changement fondamental qui se produit pendant la capacitation est lalcalinisation du cytoplasme des spermatozoïdes, dans laquelle les niveaux de pH intracellulaire augmentent, en particulier dans le flagelle. Ce processus, qui est entraîné par le mouvement rapide des protons hors de la cellule par les canaux ioniques du flagelle, sous-tend lactivation de la queue. Les canaux protoniques sur les flagelles de sperme sont amorcés pour souvrir par la présence dans lappareil reproducteur féminin dune substance connue sous le nom danandamide, qui est censée se produire en concentrations élevées près de lovule. En atteignant un ovule, les enzymes contenues dans lacrosome du sperme sont activées, permettant au sperme de traverser la couche épaisse entourant lovule (la zone pellucide); ce processus est connu sous le nom de réaction acrosomique. La membrane du spermatozoïde fusionne alors avec celle de lovule et le noyau du sperme est transporté dans lovule.
Les spermatozoïdes déposés dans lappareil reproducteur de la femelle qui natteignent pas lovule meurent. Les spermatozoïdes peuvent vivre dans le corps humain pendant deux ou trois jours après laccouplement. Les spermatozoïdes peuvent également être conservés à létat congelé pendant des mois ou des années tout en conservant leur capacité à féconder les œufs lorsquils sont décongelés.
La nature répandue de la reproduction sexuée chez les animaux a soulevé des questions intrigantes concernant les origines évolutives du sperme. Presque tous les animaux vivants, des vers aux insectes en passant par les humains, possèdent un gène connu sous le nom de Boule (BOULE), qui fonctionne uniquement dans la production de spermatozoïdes. La présence de ce gène dans les anémones de mer – des formes de vie très primitives – suggère que la capacité de produire des spermatozoïdes na évolué quune seule fois, il y a environ 600 millions dannées. Bien que la fonction du gène soit hautement conservée chez les animaux, elle a divergé pour donner naissance à une forme distincte pour chaque espèce.
Selon des études réalisées chez la souris, les dernières étapes de la maturation des spermatozoïdes semblent être régulées par un gène appelé Katnal1, qui est exprimé par les cellules de Sertoli qui soutiennent et nourrissent les spermatozoïdes immatures dans les parois des tubules séminifères (le site de la spermatogenèse). On soupçonne que le dysfonctionnement de Katnal1 est à lorigine de certains cas dinfertilité masculine et, par conséquent, le gène représente une cible potentielle pour le développement de médicaments contre linfertilité masculine ainsi que de nouvelles formes de contraception masculine.