Reproduction : spermatogenèse
Cellules de Sertoli et régulation

L'épithélium spermatogène ou séminal, près de la membrane limitante des tubes séminifères, comprend :

• des cellules de soutènement (ou sustentaculaires), ou cellules de Sertoli, qui constituent le support,
• des cellules spermatogènes proprement dites, qui produiront après différenciation et méiose, les spermatozoïdes.

• Toutes les cellules filles d'une spermatogonie de type B sont liées par des ponts cytoplasmiques.
• Les cellules de Sertoli travaillent en liaison étroite avec les cellules de Leydig.

Structure des cellules de Sertoli

Ces cellules de Sertoli sont de grandes cellules allongées au noyau pyramidal, dont le cytoplasme relie la membrane basale à la lumière des tubes séminifères.

Le cytoplasme, riche en organites, est le siège de nombreuses fonctions (cf. plus bas).

Elles sont reliées entre elles par des jonctions serrées (tight junctions) étanches qui forment la barrière hémato-testiculaire et qui divisent le tubule séminifère en deux.

• Le compartiment basal comprend les cellules germinales diploïdes, spermatogonies et spermatocytes I avant la méiose (stade pré-leptotène) : ces cellules peuvent répondre aux sollicitations hormonales.
• Le compartiment central (adluminal) qui contient les spermatocytes I en division méiosique, et toutes les cellules haploïdes (spermatocytes II, spermatides et spermatozoïdes).

Lors de la méiose, on observe la dissociation des jonctions serrées au-dessus des cellules en méiose et la formation d'autres en dessous.

La testostérone diffuse de manière très rapide à travers cette barrière (diffusion facilitée) qui régule d'autres passages d'hormones comme les gonadotrophines (FSH et LH, absentes du liquide testiculaire) et les inhibines (en forte concentration dans ce même liquide).

Ces cellules germinales possèdent des protéines de surface qui, n'étant pas présentes à la naissance, ne sont pas reconnues par l'organisme : il les rejetterait par une réponse auto-immune sans cette barrière.

Fonctions des cellules de Sertoli

Les cellules de Sertoli contribuent, par leurs nombreuses fonctions à l'organisation spatio-temporelle de la spermatogenèse, à partir de la puberté.

Elles transmettent et reçoivent également des éléments des cellules spermatogènes à travers les jonctions serrées.

1. Les cellules de Sertoli forment la charpente des tubes séminifères et permettent le soutien et la cohésion des cellules germinales.

Les cellules de Sertoli établissent des jonctions communiquantes (gap junctions) avec les cellules germinales et les cellules de Sertoli voisines, par des connexines.

2. Les cellules de Sertoli transportent les cellules germinales de la lame basale jusqu'à la lumière du tube séminifère, et ce selon un ordre temporel bien établi (organisation temporelle de la spermatogenèse).

Les cellules de Sertoli contiennent un important cytosquelette formé de microtubules, de microfilaments d'actine (surtout au niveau des jonctions), des filaments intermédiaires (vimentine).

En outre, un activateur du plasminogène peut rompre les jonctions serrées et permettre :

• le passage de la barrière hémato-testiculaire aux spermatocytes I en prophase I de la méiose,
• la spermiation, passage des spermatozoïdes dans la lumière des tubes séminifères.

3. Les cellules de Sertoli sont également des cellules nourricières, par la sécrétion de lactate et de pyruvate nécessaires aux cellules germinales : l'épithélium séminifère n'est pas vascularisé.

4. Les cellules de Sertoli sécrètent de nombreux médiateurs chimiques (liquide testiculaire) qui interviennent dans la régulation de la spermatogenèse :

• des protéines spécifiques (jusqu'à 60 connues) comme l'androgen-binding protein (ABP) ou la transferrine,
• des facteurs de croissance comme (IGF-1 et TGF-beta),
• des hormones comme les inhibines, les activines et l'AMH (hormone anti-mullérienne),
• une l'aromatase,
• des cytokines (maturation des spermatozoïdes).

Le Stem Cell Factor (SCF, kit-ligand, KL, ou steel factor) serait le facteur de migration des gonocytes.

5. Les cellules de Sertoli phagocytent le cytoplasme excédentaire et récupèrent vraisemblablement du contenu nucléaire des spermatides (corps résiduels), , et les cellules germinales anormales.

Cellules de leydig et régulation hormonale de la spermatogenèse