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Le fonctionnement du testicule et son contrôle - Les rétrocontrôles

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Introduction :

Ce cours sera consacré dans un premier temps au fonctionnement du testicule et son contrôle. Dans un deuxième temps, ce que l’on appelle les rétrocontrôles chez l’homme et la femme seront étudiés.

Le fonctionnement du testicule et son contrôle

  • L’appareil génital de l’Homme est composé des gonades, des voies génitales internes et des organes génitaux externes.
  • Les organes génitaux externes sont les testicules et l’épididyme. Ils sont situés dans les bourses et le pénis.
  • L’urètre se trouve dans le pénis. Les organes internes sont la prostate et la vésicule séminale.
  • Le canal déférent, quant à lui, transporte les spermatozoïdes des testicules vers le pénis.

L’appareil génital de l’homme L’appareil génital de l’homme

Si l’on regarde une coupe transversale d’un tube séminifère, on observe la présence de différentes cellules :

  • Les spermatogonies sont des cellules souches situées à la périphérie des tubes séminifères. Ce sont ces cellules qui vont se transformer en spermatozoïdes en passant par le stade spermatide.
  • Les cellules de Leydig sont des cellules dites interstitielles qui sécrètent la testostérone, principale hormone masculine.
  • Les cellules de Sertoli sont des cellules somatiques de soutien qui contrôlent la spermatogénèse, c’est-à-dire la maturation des spermatides. Ces cellules possèdent également des récepteurs sensibles à la testostérone, hormone responsable de la spermatogénèse.

Plusieurs sortes de cellules se trouvent dans le tube séminifère Plusieurs sortes de cellules se trouvent dans le tube séminifère

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À retenir

Les testicules, qui sont les gonades masculines, ont ainsi deux fonctions bien distinctes :

  • La production des spermatozoïdes dans le milieu extérieur ;
  • Et la sécrétion de la testostérone dans le milieu intérieur.

La testostérone ainsi sécrétée par les cellules de Leydig permet l’apparition et le maintien des caractères sexuels secondaires. En effet, des études démontrent que l’ablation des testicules entraîne la régression des caractères sexuels secondaires. La testostérone permet également le fonctionnement des organes reproducteurs. Elle est responsable du développement des voies génitales et du pénis et rend fonctionnels les vésicules et la prostate. Enfin, la testostérone permet la stimulation de la spermatogénèse.

Comme chez la femme, le complexe hypothalamus-hypophyse joue un rôle primordial dans le fonctionnement de l’appareil génital.

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Astuce

  • L’hypothalamus est une structure du système nerveux central. Il a une fonction endocrine, c’est-à-dire qu’il sécrète une hormone qui est appelée neurohormone. On l’appelle neurohormone car ce sont des neurones qui la sécrètent.
  • Cette neurohormone est appelée GnRH pour hormone de libération des gonadotrophines hypophysaires. Elle régule la fonction endocrine de l’hypophyse qui est une glande située juste en dessous.
  • Les hormones sécrétées par l’hypophyse sont diverses et libérées dans le sang. L’hypothalamus et l’hypophyse sont reliés par une tige hypophysaire.
  • Les hormones sexuelles sécrétées par l’hypophyse sont la LH pour Hormone Lutéinisante et la FSH pour Hormone Folliculo Stimulante.

Des études ont été réalisées pour comprendre le rôle des hormones de l’hypophyse, et les résultats sont condensés dans ce tableau :

Procédé Ablation de l’hypophyse chez un rat adulte + injection régulière de FSH Ablation de l’hypophyse chez un rat adulte + injection régulière de LH Ablation de l’hypophyse chez un rat adulte + injection régulière de LH et FSH
Résultat

  • Croissance des testicules, en particulier des cellules de Sertoli et reprise de la spermatogénèse
  • Pas de production de testostérone
* Augmentation du nombre de cellules de Leydig
  • Production de testostérone
  • Pas de production de spermatozoïdes
  • Fonctionnement normal des testicules
    • La première expérience consiste en l’ablation de l’hypophyse d’un rat adulte et de l’injection régulière de FSH. On observe une croissance des testicules et en particulier des cellules de Sertoli et la reprise de la spermatogénèse. Par contre, il n’y a pas de production de testostérone.
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    À retenir

    On peut en conclure que la FSH, produite par l’hypophyse, est une hormone qui permet la spermatogénèse en agissant directement sur les cellules de Sertoli qui dans ce cas ne reçoivent pas de testostérone. On peut également en conclure que la FSH n’a aucune action sur les cellules de Leydig.

    • La deuxième expérience consiste en l’ablation de l’hypophyse d’un rat adulte et de l’injection régulière de LH. On observe une augmentation du nombre de cellules de Leydig et la production de testostérone. En revanche, il n’y a pas de production de spermatozoïdes.
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    À retenir

    On peut en conclure que la LH agit sur les cellules de Leydig qui portent des récepteurs à LH.

    • La troisième expérience consiste en l’ablation de l’hypophyse d’un rat adulte et de l’injection régulière de LH et de FSH. On observe un fonctionnement normal des testicules.
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    À retenir

    Cela montre que la LH et la FSH sont indispensables au bon fonctionnement des testicules.

    Pour résumer à l’aide du schéma ci-dessous, l’hypothalamus sécrète une neurohormone qui agit sur la fonction endocrine de l’hypophyse. Ainsi, l’hypophyse sécrète deux hormones qui sont la LH et la FSH, et qui se retrouvent dans la circulation sanguine.

    Au niveau des testicules, la FSH va être reconnue par les récepteurs sur les cellules de Sertoli qui vont alors stimuler la spermatogénèse. La LH quant à elle va être reconnue par les récepteurs sur les cellules de Leydig et stimule la sécrétion de testostérone qui elle-même favorise la spermatogénèse.

     L’hypothalamus sécrète une neurohormone qui agit sur la fonction endocrine de l’hypophyse L’hypothalamus sécrète une neurohormone qui agit sur la fonction endocrine de l’hypophyse

    Les rétrocontrôles

    Chez l’homme

    Le complexe hypothalamus-hypophyse stimule la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig. On peut donc alors se demander pourquoi la concentration sanguine en testostérone chez un homme adulte est constante et minime.

    Concentration en LH chez les béliers Concentration en LH chez les béliers

    Ces courbes montrent la concentration en LH chez des béliers.

    • La courbe A montre le cas d’un bélier témoin, c’est-à-dire normal.
    • La courbe B montre le cas d’un bélier castré. On remarque que chez un bélier castré, la concentration en LH dans le sang est nettement supérieure à la concentration en LH chez un bélier normal.
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    À retenir

    Les testicules ont un rôle sur la production de LH par l’hypophyse.

    • La courbe C montre le cas d’un bélier castré à qui on a placé un implant sous-cutané délivrant de la testostérone. On remarque que la concentration en LH dans le sang de ce bélier est faible (comme chez l’animal témoin).
    • C’est la testostérone produite dans les testicules qui contrôle la quantité de LH sécrétée par l’hypophyse.

    On peut schématiser via le schéma ci-dessous le fonctionnement hormonal. L’hypothalamus sécrète la GnRH qui entraîne la production de LH et de FSH par l’hypophyse. La LH stimule la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig.

    Cette testostérone agit sur les cellules de Sertoli et stimule la spermatogénèse. Dans un même temps, la testostérone réalise ce que l’on appelle un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamus-hypophyse, ce qui provoque une baisse de production des hormones GnRH, LH et FSH et par cascade une baisse de la production de testostérone.

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    À retenir

    Ce principe de rétrocontrôle permet de maintenir constant le taux de testostérone dans le sang

    Fonctionnement hormonal chez l’homme Fonctionnement hormonal chez l’homme

    Chez la femme

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    À retenir

    Chez la femme, la FSH stimule la maturation du follicule et la synthèse d’œstrogène.

    Le taux de cette hormone dans le sang va augmenter jusqu’au pic d’œstrogène.

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    À retenir

    La LH quant à elle va déclencher l’ovulation.

    Il y a donc un fort pic de concentration de LH dans le sang au 14e jour du cycle. Elle permet la transformation du follicule en corps jaune et le maintien du corps jaune jusqu’à la fin du cycle. La LH stimule également la synthèse de progestérone par le corps jaune.

    Les courbes ci-dessous montrent l’évolution du taux d’hormones au cours du cycle.

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    À retenir

    Il y a un fort pic de la concentration en œstrogène et en LH au moment de l’ovulation.

    La concentration de ces deux hormones diminue ensuite. Après l’ovulation, c’est la progestérone qui devient abondante avec le développement du corps jaune pendant la phase lutéale. La concentration de ces deux hormones diminue par la suite. On peut alors se demander comment est contrôlée cette variation d’hormones.

    L’évolution du taux d’hormones au cours du cycle L’évolution du taux d’hormones au cours du cycle

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    À retenir

    Comme chez l’homme, les hormones ovariennes agissent sur la sécrétion des hormones du complexe hypothalamus-hypophyse.

    Comme on peut le voir sur le schéma, ce contrôle est négatif pendant presque toute la durée du cycle. Une augmentation du taux d’hormones ovariennes entraîne une diminution de la sécrétion des hormones du complexe hypothalamus-hypophyse, qui entraîne à son tour une diminution du taux d’hormones ovariennes.

    Inversement, une diminution du taux d’hormones ovariennes entraîne une augmentation de la sécrétion de LH et de FSH. Il s’en suit une stimulation de la sécrétion de progestérone et d’œstrogène par le follicule et le corps jaune. Ce rétrocontrôle négatif permet de maintenir le taux d’hormones constant durant tout le cycle à l’exception du moment de l’ovulation.

    Rétrocontrôle négatif Rétrocontrôle négatif

    Avec le développement du follicule, le taux d’œstrogène augmente à l’approche de l’ovulation. Cette augmentation significative de la concentration d’œstrogène dans le sang entraîne cette fois un rétrocontrôle positif.

    Comme on peut le voir sur ce schéma, à forte concentration en œstrogène, le complexe hypothalamus-hypophyse augmente sa sécrétion d’hormones, ce qui entraîne un pic de concentration en œstrogène au 14e jour. Cela déclenche l’ovulation.

    À la phase lutéale, l’œstrogène et la progestérone provoquent à nouveau un rétrocontrôle négatif.

    Rétrocontrôle positif Rétrocontrôle positif

    Conclusion :

    À la puberté, les testicules deviennent fonctionnels et produisent de la testostérone, qui est l’hormone sexuelle mâle. Cette hormone stimule de façon continue la spermatogénèse, qui est la formation de spermatozoïdes.

    Le fonctionnement des testicules est contrôlé par le complexe hypothalamus-hypophyse. L’hypothalamus sécrète une neurohormone, la GnRH, qui stimule la production de FSH et de LH par l’hypophyse. Ces deux hormones stimulent la sécrétion de testostérone et la spermatogénèse.

    Chez l’homme comme chez la femme, les hormones sexuelles contrôlent la sécrétion d’hormones du complexe hypothalamus-hypophyse.

    Chez l’homme, la testostérone exerce un rétrocontrôle négatif qui permet le maintien de la concentration constante en testostérone.

    Chez la femme, l’œstrogène et la progestérone exercent un rétrocontrôle négatif au début de la phase folliculaire et pendant toute la phase lutéale. En revanche, elles exercent un rétrocontrôle positif qui entraîne un pic de concentration en LH, ce qui déclenche l’ovulation en fin de phase folliculaire.