Coupe de testicule humain en microscopie optique

Chapitre IV Procréation
Leçon 2 Régulation de la fonction de
reproduction chez l ’homme
I Les deux fonctions du testicule à
partir de la puberté
(TP 16 + livre p.283, 292,293)
1) La production des spermatozoïdes
Canal
déférent
Epididyme
Nombreux tubes
séminifères
Coupe de
testicule
humain en
microscopie
optique
Le testicule
renferme de
nombreux tubes
séminifères.
Coupe schématique d ’un testicule
(p. 283)
Tubes
séminifères
Cellules
interstitielles
ou cellules
de Leydig
Coupe de testicule humain en microscopie optique (x700)
Coupe de testicule observée au microscope optique (x700)
Coupe de
testicule
observée au
microscope
electronique
à balayage
(x700)
Cellules souches, les
spermatogonies
Paroi formée par
les spermatocytes
= cellules en cours
de méiose
Spermatozoïdes mûrs
libérés dans la lumière du
tube séminifère
Coupe de testicule
observée au
microscope optique
(x960)
Représentation
schématique de
la coupe d ’un
tube séminifère
Le testicule comprend de nombreux tubes
séminifères, et entre ces tubes, il y a les cellules
interstitielles ou cellules de Leydig.
La production des gamètes, les spermatozoïdes
se situe dans les tubes séminifères. C ’est la
spermatogenèse.
La spermatogenèse est un phénomène continu à
partir de la puberté.
Observation des spermatozoïdes humains
en microscopie optique à « contraste de
phase ».
Flagelle (50 μm)
Pièce
intermédiaire
(5 μm)
Tête (5 μm)
Spermatozoïdes observés au microscope électronique
Ultrastructure du spermatozoïde observé en
microscopie électronique
L ’enregistrement
microcinématographique
permet d ’évaluer la
mobilité des
spermatozoïdes.
Tête (5 μm)
Pièce
intermédiaire
(5 μm)
Acrosome = enzymes
capables de percer l ’ovule
Noyau haploïde (n
chromosomes )
Mitochondries, siège de la
respiration, apportent de
l ’énergie
Flagelle (50 μm)
= Assure la
mobilité
Un spermatozoïde
2) La production d ’une hormone, la
testostérone
La deuxième fonction des testicules est la
production d ’une hormone, la
testostérone, par les cellules de Leydig. Le
testicule est une glande endocrine.
Cellules
interstitielles =
cellules de
Leydig
Capillaires
sanguins
Coupe de testicule observée au microscope optique (x700)
Autoradiographie d ’une coupe de testicule. Les tâches
noires indiquent la présence d ’une enzyme spécialisée dans
la synthèse d ’une hormone, la testostérone.
Qu ’est ce qu ’une hormone ?
C ’est une substance :
• sécrétée par une glande endocrine,
• transportée par le sang,
• qui agit sur des cellules cibles dont
elle modifie le fonctionnement.
Le message hormonal est codé par les
variations de concentration de
l ’hormone dans le sang.
Sécrétion
Transport dans le sang
Fixation
Activité
modifiée
Cellule
endocrine
Hormone
Récepteur
spécifique
Mode d ’action d ’une hormone
Cellule
cible
La testostérone
• Origine
• Fonctions
Apparition et du maintien des caractères sexuels secondaires
masculins.
Stimule la spermatogenèse.
De plus, chez les Mammifères qui n ’appartiennent pas au
groupe des primates, la testostérone régule le comportement
reproducteur.
On mesure l ’activité sexuelle (nombre mensuel de tentatives
d ’accouplement) d ’un bélier et son taux de testostérone
pendant un an….
• Mode de sécrétion de la testostérone (Livre, p. 297)
Dosage du taux sanguin de testostérone en fonction du temps
Un dosage sanguin montre que la sécrétion de testostérone
est discontinue, c ’est une sécrétion pulsatile.
Les pulses de sécrétion (toutes les 4 heures
environ) compensent la dégradation
naturelle de la substance :
La concentration dans le sang reste
globalement constante.
Cela s ’explique, car la concentration de
testostérone est contrôlée par un système
régulateur...
Coupe de
tubes
séminifères
Cellule de Sertoli
Spermatogonies
Cellules
interstitelles
ou cellules
de Leydig
Déplacement des
cellules au cours
de la
spermatogenèse
Sécrétion
pulsatile de la
testostérone
dans un
capillaire
sanguin
Fonction
endocrine
Libération des
spermatozoïdes
mûrs dans la
lumière du tube.
Structure et fonctions du testicule
Fonction de
reproduction
II La régulation de la concentration de
la testostérone
1) Le contrôle hypophysaire
L ’hypophyse est une
glande endocrine
localisée dans la tête,
sous l’encéphale.
(Livre pp. 298-299)
• Disposition anatomique
Hypothalamus,
région du
cerveau
Tige
hypophysaire
Hypophyse
antérieure,
glandulaire
Hypophyse
postérieure,
nerveuse
L ’hypophyse
• Observation médicale :
Un mauvais fonctionnement de l’hypophyse peut
entraîner une stérilité.
•Les hormones de l’hypophyse antérieure
FSH
LH
• Le mode de sécrétion des
hormones hypophysaires
2) Le contrôle hypothalamique
• Disposition anatomique
Hypothalamus
Tige hypophysaire
Hypophyse
Réseau de capillaires
dans la tige
hypophysaire
Veine porte
hypophysaire
Réseau de capillaires
dans l ’hypophyse
Tige hypophysaire au
microscope électronique à
balayage
• Données expérimentales (Livre pp. 300 et 301)
Dosage sanguin de
GnRH et LH en
fonction du temps
Chez un animal dont l ’hypothalamus est détruit, on mesure
la concentration de LH et FSH dans deux conditions, avec
une perfusion pulsatile ou une perfusion continue de
GnRH.
• Le rôle de l ’hypothalamus
Neurones de
l ’hypothalamus
HYPOTHALAMUS
1
sang
2
TIGE
HYPOPHYSAIRE
Capillaires
sanguins
Cellules
sécrétrices de
LH ou FSH
3
4
5
HYPOPHYSE
ANTERIEURE
Schéma fonctionnel du complexe hypothalamo-hypophysaire
L ’hypothalamus a encore une autre fonction...
On réalise une expérience chez le bélier : ces animaux sont
soumis à des durée d’éclairement (ou photopériode) variable
variant de 8 à 16 h par jour, pendant plusieurs mois. En même
temps, on mesure le volume testiculaire….
Doc 3 p. 303
L ’hypothalamus reçoit de
nombreux messages nerveux,
venant d ’autres parties du
cerveau : il a un rôle
intégrateur.
La perception de
l ’environnement peut modifier
l ’activité de l ’hypothalamus.
Ainsi, chez les Mammifères
non primates, l ’activité
sexuelle dépend de facteurs de
l ’environnement, température,
photopériode… Cela permet les
naissances aux saisons les
moins défavorables aux jeunes.
On sait maintenant que les pulses de testostérone sont
déclenchés par les pulses de LH, déclenchés par les pulses de
GnRH !
Mais comment expliquer que la sécrétion de testostérone
compense sa dégradation, au point de maintenir une
concentration globalement constante ?
3) Le rétrocontrôle exercé par la testostérone
• Données expérimentales
Doc 1 p. 302
Témoin
Après castration
LH
testostérone
Après
castration
Après castration
+ un implant de
testostérone. En
d, l ’implant est
plus important
qu ’en c.
Encore une expérience...
Chez une souris mâle castré, on injecte de la testostérone
marquée par un isotope radioactif. Puis on réalise une
autoradiographie des cellules de l ’hypothalamus (figure
suivante). On obtient le même résultat avec des cellules de
l ’hypophyse...
• Bilan des expériences.
La testostérone exerce un rétrocontrôle inhibiteur sur
l’hypothalamus et l’hypophyse.
Conclusion