Principes d'endocrinologie

La spermatogenèse

La spermatogenèse fait référence à la transformation des cellules germinales embryonnaires en cellules spermatiques, à l'intérieur des tubes séminifères des testicules. Ce processus se divise en trois phases, soit la prolifération, la méiose et la différenciation.

Les tubes séminifères sont de longues structures à l'intérieur des testicules qui sont tapissées d'un épithélium stratifié, constitué à la fois de cellules germinales et somatiques (cellules de Sertoli). Les spermatogonies sont les cellules embryonnaires issues de la première phase qui se forment le long de la membrane basale du tubule. Ces cellules se multiplient par mitose et contribuent ainsi au renouvellement continu de l'épithélium séminifère. En plus d'assurer ce processus d'autorenouvellement, les spermatogonies donnent aussi naissance à des cellules embryonnaires qui migrent depuis la membrane basale vers la lumière du tube séminifère remplie de liquide, via les jonctions des cellules de Sertoli. Ces jonctions forment la barrière hémato testiculaire qui sépare les cellules spermatiques du reste de l'organisme.

Cette division des spermatogonies donne lieu à la formation des spermatocytes, ou cellules de la deuxième phase. Les spermatocytes subissent un processus de division réductionnelle (méiose), au cours duquel il y a augmentation du contenu en ADN de chaque cellule germinale, laquelle subit ensuite deux divisions nucléaires successives conduisant à la formation de quatre cellules germinales, chacune possédant la moitié du nombre de chromosomes de la cellule mère. La deuxième division méiotique produit de petites cellules rondes, ou spermatides, qui entrent dans la phase finale de la spermatogenèse.

Les spermatides immatures et non différenciés entrent dans la phase de la spermiogenèse, une phase prolongée de réarrangement cellulaire au cours de laquelle il y a allongement et différenciation des spermatides en spermatozoïdes matures. Trois changements importants se produisent durant la spermiogenèse, à savoir : (i) développement de l'acrosome qui contient les enzymes hydrolytiques essentielles aux interactions entre l'ovule et les spermatozoïdes ainsi qu'à la fécondation; (ii) fusion des organites membranaires à la membrane cellulaire et (iii) formation d'un long flagelle et élimination de l'excès de cytoplasme.

La spermatogenèse est régulée par les interactions endocriniennes entre l'hypophyse et les cellules de Sertoli. Ce système endocrinien, désigné sous le nom d'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique, englobe une série de mécanismes de signalisation qui coordonnent la spermatogenèse chez les mammifères. De fait, les fonctions des cellules de Sertoli sont contrôlées par deux hormones, l'hormone folliculostimulante (FSH) sécrétée par l'hypophyse et un androgène (la testostérone) élaboré par les cellules de Leydig (interstitielles), dans les testicules. La FSH amène les cellules de Sertoli à sécréter une protéine fixant les androgènes, laquelle pourrait faciliter la différenciation des cellules germinales en se liant aux androgènes. Un mécanisme de rétroinhibition existe entre l'hormone lutéinisante (LH) - une autre hormone hypophysaire - et les hormones sexuelles mâles : la LH contrôle la production d'androgènes et le taux d'androgènes en circulation réduit, en retour, la production de LH. Enfin, même s'il est établi que la FSH et les androgènes sont essentiels à la production des spermatozoïdes, les gènes cibles dans les cellules de Sertoli qui interviennent dans la spermatogenèse n'ont pas encore été identifiés.