Reproduction : spermatogenèse
Cellules de Leydig et régulation hormonale

Citation

« L'humour, pour les femmes, c'est une arme contre la testostérone des hommes. »

Tina Arena

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Sommaire
  1. Reproduction
    1. Vue d'ensemble
    2. Reproduction chez le chien
    3. Reproduction chez le chat
  2. Anatomie du système génital
  3. Physiologie de la reproduction
    1. Mise en place pendant la période embryonnaire
      1. Gène majeur SRY dans la différenciation sexuelle
        1. Sexe génétique
        2. Sexe gonadique
      2. Pic de testostérone : sexe phénotypique
      3. Caractères sexuels secondaires
    2. Puberté
    3. Gamétogenèse
      1. Cellules germinales et cellules somatiques
      2. Méiose
      3. Spermatogenèse
        1. Spermatogenèse proprement dite
          1. Lieu de production
          2. Cellules spermatogènes
        2. Spermiogenèse
        3. Spermatozoïdes
          1. Structure des spermatozoïdes
            1. Tête
            2. Pièce intermédiaire
            3. Queue
          2. Maturation épididymaire des spermatozoïdes
          3. Mouvements des spermatozoïdes
            1. Structure du flagelle
            2. Mouvements dans le système génital
              1. Mouvements dans le système génital mâle
              2. Mouvements dans le système génital femelle
        4. Régulation de la spermatogenèse
          1. Cellules de sertoli
            1. Structure
            2. Fonctions
          2. Cellules de Leydig
          3. Stéroïdes testiculaires
          4. Autres molécules
        5. Organisation spatio-temporelle de la spermatogenèse
          1. Organisation temporelle
          2. Organisation spatiale
        6. Efficacité de la spermatogenèse
        7. Sperme
          1. Production du sperme
          2. Composition du sperme
      4. Ovogenèse
        1. Phase de multiplication des ovogonies
        2. Phase d'accroissement ou de croissance
        3. Phase de maturation
    4. Fonction ovarienne
      1. Vue d'ensemble de l'activité cyclique
      2. Évolution de la fonction ovarienne au cours de la vie
      3. Développement folliculaire
        1. Vue d'ensemble du développement folliculaire
        2. Sortie de la réserve ovarienne
        3. Croissance basale des follicules
      4. Cycle ovarien ou développement folliculaire terminal
      5. Cycle des voies génitales
        1. Cycle menstruel
        2. Cycle vaginal et vulvaire
    5. Coït ou copulation
      1. Coït chez le chien
      2. Coït chez le chat
      3. Érection
        1. Corps érectiles du pénis
        2. Mécanisme de l'érection
          1. Mécanisme général
          2. Particularités spécifiques
        3. Physiologie de l'érection
          1. Système orthosympathique et parasympathique
            1. Centre médullaire dorso-lombaire orthosympathique
            2. Centre médullaire sacré parasympathique
          2. Sytème nerveux somatique
        4. Déclenchements de l'érection
          1. Érection psychogène
          2. Érection réflexe
          3. Érection du sommeil paradoxal
        5. Mécanisme moléculaire
      4. Éjaculation
        1. Sperme
          1. Production
          2. Composition
        2. Physiologie de l'éjaculation
          1. Emission du sperme
          2. Expulsion du sperme
    6. Fécondation
  4. Gestation
    1. Vue d'ensemble
    2. Préimplantation
    3. Nidation
    4. Embryogenèse
      1. Annexes foetales
      2. Placenta
      3. Développement embryonnaire
    5. Gestation chez la chienne
    6. Gestation chez le chat
    7. Alimentation de la mère pendant la gestation
  5. Parturition (mise bas)
    1. Vue d'ensemble
    2. Physiologie de la parturition
    3. Parturition chez la chienne
    4. Parturition chez la chatte
  6. Lactation 

Bibliographie

Le testicule produit de nombreuses hormones dont les principales sont les androgènes, et en particulier la testostérone.

Franz von Leydig (1821-1908)
Franz von Leydig (1821-1908)

D'autres molécules sont présentes dans ces cellules et ont des rôles variés.

Cellules de Leydig

Les cellules de Leydig sont des cellules polygonales groupées en amas dans l'espace interstitiel, qui renferme de nombreuses fibres de collagène, séparant les tubes séminifères.

Les cellules de Leydig ont été découvertes par Franz von Leydig en 1850.

Elles se trouvent à proximité de capillaires sanguins, d'espaces lymphatiques et d'autres cellules.

Le noyau est rond et le cytoplasme comprend de nombreux organites et des enclaves lipidiques en grand nombre.

Chez l'homme, on observe des cristalloïdes de Reinke dont le rôle est encore inconnu. Chez les animaux à reproduction saisonnière, elles se dédifférencient pendant les périodes de repos sexuel.


Les cellules de Leydig sécrètent essentiellement des androgènes :
95% ou plus de la testostérone est d'origine testiculaire.

Cellules de Leydig
Cellules de Leydig
(Photo : © histology learning system)

Les cellules de Leydig produisent d'autres molécules :


Les cellules de Leydig sont l'équivalent des cellules de la thèque interne du follicule ovarien.

Stéroïdes testiculaires

La testostérone est synthétisée par les cellules du tissu interstitiel ou cellules de Leydig (cf. plus haut) à partir du cholestérol (stéroïdogenèse).

Si on bloque les androgènes, la spermatogenèse s'arrête au stade leptotène de la méiose et le mâle ne produit aucun spermatozoïde (mâle aspermatogénique). Si on restimule la stéroïdogenèse, la spermatogenèse et restaurée.

Niveau hypophysaire et hypothalamiquespan>


La sécrétion des androgènes par les cellules de Leydig est initiée en réponse à la sécrétion de la LH (Luteinizing Hormone, hormone lutéinisante), grâce à leurs récepteurs membranaires.


La testostérone est libérée sous forme de pulses, c'est-à-dire de petits épisodes brefs (sécrétion pulsatile).

Chez l'homme, la stabilité du rythme des pulses maintient une constance de la testostéronémie (4 à 8 ng/ml), contrairement aux variations cycliques des stéroïdes sexuels chez la femme.

La prolactine, l'hormone de croissance, l'insuline et l'inhibine favoriseraient l'action de la LH, sans être capables, seules, de stimuler la stéroïdogenèse.

Régulation simplifiée de la spermatogenèse
Régulation simplifiée de la spermatogenèse
(© vetopsy.fr)

La FSH (Follicle Stimulating Hormone ou hormone folliculo-stimulante) a un rôle favorisant de la spermatogenèse.

La FSH se lie aux récepteurs de la cellule de Sertoli pour stimuler l'action de nombreuses protéines (dont l'ABP et l'inhibine), la production énergétique, la production du liquide testiculaire

  • La FSH stimule également la formation des récepteurs aux androgènes pour rendre la cellule de Sertoli plus sensible à la testostérone (qui stimulera, à son tour, les récepteurs à la FSH), ce qui permet une augmentation de la spermatogenèse.
  • Par contre, si la spermatogenèse est trop active les cellules de Sertoli sécrètent de l'inhibine qui exerce une rétro-inhibition sur l'hypothalamus et l'adénohypophyse, ce qui diminue l'ABP, en particulier, et produit un ralentissement de la spermatogenèse.

Par contre, chez l'homme, les niveaux sérologiques d'inhibine B évaluent assez bien la fonction testiculaire, et en particulier, le fonctionnement des cellules de Sertoli. Les concentrations sont réduites dans bon nombre d'in fertilités, bien plus que les concentrations de FSH ou de LH.

Niveau local

La testostérone passe rapidement :

Dans les tubes séminifères, la testostérone est transformée en dihydrotestostérone (DHT), forme active de la testostérone dans les cellules sensibles aux androgènes, grâce à la 5α-réductase des cellules de Sertoli. Cette dihydrotestostérone se lie alors :

L'ABP peut se lier à la testostérone, la dihydrotestostérone et estradiol.

Récepteur aux androgènes
Récepteur aux androgènes
(© Boghogtalk | contribs)

La DHT peut être également aromatisée en oestrogènes (estradiol et estrone) en quantité variable selon les espèces.


Chez les reproducteurs dits saisonniers, la spermatogenèse varie en fonction des saisons et de la capacité des cellules de Sertoli à fixer les androgènes et à produire la dihydrotestostérone, grâce à la 5α-réductase.


Le niveau local module l'activité de la synthèse de la testostérone par une communication paracrine et autocrine, aussi bien :

  • au niveau testiculaire, par la collaboration étroite entre les cellules de Sertoli et les cellules de Leydig ;
  • au niveau hypophysaire par un rétro-contrôle sur l'hypophyse (sur LH, plus que sur FSH) et sur l'hypothalamus (sur GnRH) par une multitude de neurotransmetteurs ;
  • au niveau vasculaire par l'action vasoconstrictrice de la noradrénaline qui stimule la stéroïdogenèse (récepteurs β-adrénegiques sur les cellules de Leydig et de Sertoli).

Des récepteurs à la vitamine A sont aussi détectés au niveau des cellules de Sertoli (ce qui explique l'infertilité dans son avitaminose), mais son mécanisme est inconnu.

Autres molécules

Spermatogenèse du chien
Spermatogenèse du chien
(Photo : © uogelph.ca)

Les cellules de Sertoli produisent de nombreuses molécules qui régulent la spermatogenèse.

Les inhibines et les activines passent dans le liquide séminifère et sont réabsorbées au niveau épididymaire. Elles passent dans le sang pour agir sur l'adénohypophyse et ont également un rôle paracrine et autocrine :

Les facteurs de croissance régulent également le développement des cellules de la lignée germinale et les cellules de Leydig : l'IGF-1 (Insulin-like growth factor I) accroît et le TGF-beta (Transforming growth factor beta) dilminue la production des cellules germinales grâce à des récepteurs membranaires.

Le RLF (Relaxin Like-Factor), qui fait partie des insulin-like growth factor, est présent en grande quantité dans les cellules de Leydig : son rôle est mal connu.

On trouve également des récepteurs à la transferrine qui semblent réguler la croissance des cellules et la phagocytose des corps résiduels des spermatides.

ReproductionAnatomie du système génitalReproduction du chienReproduction du chat
Physiologie de la reproductionMise en place (période embryonnaire)Puberté
GamétogenèseMéioseSpermatogenèseSpermiogenèseSpermatozoïdes
Organisation spatio-temporelleCellules de Sertoli et régulation
Cellules de Leydig et régulationSpermeOvogenèseCycles oestraux
Coït ou copulationFécondationGestation
Développement des annexesDéveloppement de l'embryon
ParturitionLactation

Bibliographie
  • Johnson M. H., Everritt B. J. - Reproduction - De Boeck Université, Saint-Laurent, 298 p., 2002
  • Thibault Ch., Levasseur M.C. - La reproduction chez les mammifères et l'Homme - Ellipse Editions Marketing S.A., Paris, 928 p., 2001
  • Vaissaire J.-P. - Sexualité et reproduction des mammifères domestiques et de laboratoire - Maloine S.A. Editeur, Paris, 457 p., 1977 -
  • Fontbonne A., Levy X., Fontaine E., Gilson C. - Guide pratique de la reproduction canine et féline - MED'COM, Paris, 272 p., 2007
  • Atlas d'histologie humaine et animale
  • School of Anatomy and Human Biologie
  • Marieb E. N. - Anatomie et physiologie humaines - De Boeck Université, Saint-Laurent, 1054 p., 1993