Implantation du blastocyste et physiologie placentaire

1. ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E Implantation du blastocyste et physiologie placentaire V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse 23, chemin des Capelles 31076 Toulouse

2. Implantation du blastocyste et physiologie placentaire • Période embryonnaire: divisions cellulaires, premières différenciations • Stade blastocyste: implantation • Implantation=stratégie reproductive • Synchronisation nécessaire

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. Le blastocyste

8. Elongation du blastocyste bovin Longueur du blastocyste (mm) Jours post-oestrus

9. 18 h pc 55 h pc Disque embryonnaire 13 j pc Elongation du blastocyste: truie J 13 : 157 cm de long

10. 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

11. Différenciation du blastocyste

12. Développement de l’embryon

13. 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

14. Les 4 membranes foetales • Le sac vitellin • Le chorion • L’amnios • L’allantoïde • Rôles: isoler, protéger le foetus et former le placenta

15. 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.

16. Formation des membranes foetales

17. 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

18. 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

19. Chronologie de la gestation Entrée dans utérus Gestation Espèce Perte ZP Implantation 280 j 145 j 330 j 115j Vache Brebis Jument Truie 4 j 4 j 5-6 j 2 j 22-40j 15-28 j 24/40-95/100j 13-24 j 9-10 j 8-9 j 22 j 6 j

20. Phases de l’implantation Épithélium utérin 1. Perte ZP 2. Accolement orientation du blastocyste 3. Apposition contacts cellulaires 4. Adhésion 5. Invasion endomètre Endomètre Placenta EPITHELIO-CHORIAL Placenta ENDOTHELIO ou HEMOCHORIAL

21. Position du blastocyste Chambre d’implantation diffus antimésométrial cotylédonnaire antimésométrial latéral DE DE DE DE DE Plan mésométrial jument truie vache brebis ratte souris lapine femme Position centrale Position excentrée

22. 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)

23. 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

24. 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

25. 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

26. Contrôle endocrinien implantation • Action préalable stéroïdes ovariens (E2, PRG) cycle • E2 + RPRG • PRG + sécrétions utérines, indispensable établissement gestation • Implantation: • PRG: toutes les espèces

27. 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)

28. 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

29. Implantation différée • Blastocyte quiescent (diapause) • Implantation différée occasionnelle: rongeurs augmentation durée gestation initiée post-partum • Implantation différée obligatoire: adaptation chronobiologique

30. 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

31. Diffus Cotylédonaire Zonaire Discoide Morphologie

32. Placenta diffus A Allantoïde AC Allantochorion AM Cavité amniotique E Endomètre M Myomètre YS Sac vitellin

33. Cotyledonary Placenta

34. Placenta Placenta diffus de la truie Placenta cotylédonnaire de la brebis

35. Placenta cotylédonnaire de la vache A Amnios C Chorion E Endomètre FC Cotylédon foetal MC Caroncule maternel M Myomètre

37. Placenta

38. Placenta cotylédonnaire de la brebis A Artère ombilicale CS Tige chorionique Cotylédon foetal MC Caroncule maternel P Plancentome UC Cordon ombilical V Veine ombilicale

39. Placenta zonaire Placenta discoïde A Allantoïde AC Allantochorion AM Cavité amniotique E Endomètre M Myomètre PZ Zone pigmentée TZ Zone de transfert YS Sac vitellin

40. Couches cellulaires fœtus Endothélium Stroma Trophoblaste Epithélium Stroma Endothélium mère PLACENTA épithélio-chorial Truie, jument, ruminants* endothélio-chorial Carnivores hémo-chorial Primates, rongeurs * Syndesmochorial (érosion épithélium maternel)

41. Physiologie placentaire

42. 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

43. 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

44. 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

45. 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.

46. Placenta = filtre sélectif MW<600 MW>1000 IgG (placentation endo ou hémochoriale Protéines Lipides Hormones TSH, ACTH, GH Insuline Glucagon) aa Glucose Vitamines Stéroïdes, A, T4 Alcool, plomb, mercure Drogues: opiacées, LSD, amphétamines, lithium Médicaments: barbituriques antibiotiques

47. 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)

48. 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

49. Hormones de la gestation • Progestérone • Oestrogènes • Gonadotropines chorioniques • Gonadotropines hypophysaires • Hormone lactogène • Relaxine (naissance) • Prostaglandines (naissance)

50. Progestérone au cours de la gestation