1st year of pharmacy class for histology

1. 1ère année Pharmacie
Pr HARDIZI Houyam
h.hardizi@um5r.ac.ma
Gamétogenèse mâle
Spermatogénèse

2. Appareil de reproduction
masculin

3. L'appareil génital masculin est l'organe de la reproduction :
• Il assure la production des gamètes mâles ou spermatozoïdes,
• Leur transport,
• Leur nutrition,
• Leur stockage dans les voies génitales masculines ainsi que
• Leur expulsion dans les voies génitales féminines lors de la copulation.
L'appareil génital masculin est composé de quatre groupes principaux
d’organes:
▪ Les testicules
▪ Les voies spermatiques
▪ Les glandes annexes
▪ Le pénis
Introduction

4. Les testicules: organes producteurs à la fois
• d’hormones sexuelles mâles (androgènes) et
• de gamètes (spermatozoïdes).

5. Les voies spermatiques ou voies génitales excrétrices,
constituant un système de canaux qui acheminent les
spermatozoïdes vers l’extérieur et favorisent leur
maturation, représentées par
▪L’épididyme
▪Le canal déférent

6. Les glandes annexes, glandes exocrines qui élaborent
la majeure partie du sperme, représentées par
▪les vésicules séminales,
▪la prostate,
▪les glandes bulbo-urétrales

8. Le pénis: organe érectile, permettant la
copulation.

9. Testicules
• Les testicules ou gonades mâles sont des
organes pairs, situés à la naissance, en dehors
de la cavité abdominale,
• Chaque testicule est logé dans une poche
revêtue de peau appelée scrotum.
• La cavité scrotale communique avec la cavité
abdominale par le canal inguinal.

10. Testicules
• Chaque testicule, coiffé sur son bord
postérieur par l'épididyme,
• est suspendu par un cordon spermatique qui
contient le début du canal déférent ainsi que
des vaisseaux artériels, veineux, lymphatiques
et des fibres nerveuses ortho et
parasympathiques.
Le testicule est fixé à la base du scrotum par le ligament scrotal.

11. Testicules
• Fonctions
Les testicules assurent deux fonctions essentielles dans le processus
de reproduction :
• Rôle endocrinien en élaborant des hormones sexuelles mâles (androgènes,
essentiellement la testostérone),
• Production des gamètes mâles ou spermatozoïdes (fonction assimilée à une
fonction « exocrine »).

12. La gamétogénèse chez l’homme comprend deux étapes:
La spermatogénèse proprement dite et la spermiogénèse.
• La spermatogénèse débute à la puberté et se poursuit durant toute la vie de
l’homme.
• Elle a lieu au niveau des tubes séminifères, (logés dans les testicules).
• Elle démarre de la périphérie vers le centre du tube.
• Les spermatozoïdes formés sont ensuite conduits vers l'extérieur par un système
de canaux.
Gamétogénèse chez l’homme

13. La spermatogénèse est un mécanisme complexe qui comporte:
• Une phase de multiplication,
• Une phase de croissance,
• Une phase de maturation et
• Une phase de différenciation des gamètes appelée aussi la spermiogénèse.
Gamétogénèse chez l’homme

14. • Processus continu commençant dès la vie fœtale,
• Il devient très actif à la puberté et se poursuit durant toute la vie de
l’individu.
• Elle concerne les spermatogonies qui sont des cellules souches
diploïdes localisées à la périphérie des tubes séminifères.
• Les spermatogonies se divisent par mitoses et augmentent leur
nombre. Spermatogonies (2n)
MULTIPLICATION
Spermatogénèse: phase de multiplication

16. • Certaines de leurs cellules-filles demeurent des cellules souches à
la base de l'épithélium du tubule séminifère; leur chromatine est
condensée (appelées Spermatogonie Ad = dark: sombre type A) .
• D'autres cessent de se diviser et sont repoussées en direction de la
lumière des tubes; leur chromatine est diffuse (appelées
Spermatogonie Ap = pâle type A).
• Chaque Spermatogonie Ap se divise en deux spermatogonies B
diploïdes.
Spermatogonies (2n)
MULTIPLICATION
Spermatogénèse: phase de multiplication

18. • C’est une phase courte.
• Une spermatogonie B aboutit à la formation de
deux spermatocytes primaires ou spermatocytes I,
également diploïdes.
• Les spermatocytes I, diploïdes, subissent une phase
de croissance cytoplasmique qui les transforment en
grandes cellules ou auxocytes (2n chromosomes).
auxocytes
Spermatocyte I
Spermatogonies (2n)
MULTIPLICATION ACCROISSEMENT
Spermatogénèse: phase d’accroissement
La transformation d’une spermatogonie Ap en 4 auxocytes dure en moyenne 27 jours.

20. Phase au cours de laquelle se déroule la méiose :
• la division réductionnelle: chaque spermatocyte I,
diploïde, donne naissance à deux spermatocytes II
haploïdes (n x 2) de même taille (durée 22 jours).
• la division équationnelle: elle est très rapide (24
heures). Les deux spermatocytes II haploïdes (n x
2) donnent naissance à deux spermatides haploïdes
(n), toujours de même taille. On obtient donc 4
spermatides à n chromosomes chacun.
DR = Division réductionnelle
DE= Division équationnelle
Spermatogénèse: phase de maturation

21. • Cette phase ne comporte pas de division cellulaire.
• On assiste à des transformations nucléaires et cytoplasmiques des spermatides.
• Elle aboutit à la formation de spermatozoïdes haploïdes à partir de spermatides (durée 23 jours).
La spermiogénèse se déroule en quatre phases:
- Formation de l’acrosome,
- Formation du flagelle,
- Formation du manchon mitochondrial,
- Isolement des restes cytoplasmiques et condensation du noyau.
Phase de différenciation ou spermiogénèse

22. Étapes de la spermiogénèse
1. Formation de l’acrosome :
• A partir de l’appareil de Golgi, de nombreuses vésicules se forment et confluent pour donner une
vésicule unique.
• Cette vésicule s’étale progressivement sur la surface du noyau et couvre ses deux tiers antérieurs
sous forme d’un arc ou capuchon acrosomique : c’est l’acrosome.
• Cet acrosome est très riche en enzymes hydrolytiques (enzymes indispensables à la fécondation).

23. 2. Formation du flagelle
• Les deux centrioles (centriole distal et centriole proximal) viennent se loger au
pôle opposé à l’acrosome donc au pôle postérieur du noyau.
• Le centriole distal subit des modifications profondes aboutissant à la mise en place
d’une structure complexe : l’axonème du flagelle.
• L’axonème s’allonge progressivement en repoussant la
membrane plasmique.
• Les mitochondries commencent à migrer en direction du
flagelle.
Manchon
mitochondrial
Étapes de la spermiogénèse

24. 3. Formation du manchon mitochondrial
• Les mitochondries, dispersées dans le cytoplasme, se regroupent autour de
l’axonème dans la pièce intermédiaire du flagelle.
• Elles sont la source principale d’énergie (mouvement flagellaire).
Étapes de la spermiogénèse

25. 4. Isolement des restes cytoplasmiques et condensation
du noyau.
• Au fur et à mesure de la différenciation du spermatide,
la cellule perd des fragments de cytoplasme qui sont
phagocytés par la cellule de Sertoli.
• Il ne persiste qu’une fine couche autour du manchon
mitochondrial.
• La chromatine se condense progressivement pour
donner un noyau très dense compact et de forme
allongée.
Étapes de la spermiogénèse

26. Résumé des étapes de la spermiogénèse
1. Formation
de l’acrosome 2. Formation
du flagelle
3. Formation
du manchon
mitochondrial.
4. Isolement des restes
cytoplasmiques et
condensation du noyau.
flagelle

27. ETAPES SPERMIOGENESE

28. ETAPES SPERMIOGENESE

31. Allègement noyau
Transformation histones en protamines

32. Spermatogonie
Renouvellement
des
spermatogonies ad Lignée germinale
Spermatogonie ap
DUREE
27 jours
De ap
à
SP I
23 jours
SP II
1 jour
De SP I `à
SP II
spermiogénèse
spermatogénèse
RÉSUMÉ DES ÉTAPES DE LA SPERMATOGÉNÈSE
ET LA SPERMIOGÉNÈSE
23 jours
Spermatogonie B
Spermatocyte I
Croissance et
méiose I
Spermatocyte II
Méiose II
Spermatide
Corps résiduels
16
spermatozoïdes

33. GAMÈTE MALE : SPERMATOZOÏDE
On distingue trois parties :
1. La tête (noyau et acrosome).
2. La pièce intermédiaire(riche en mitochondries).
3. Le flagelle (organe de propulsion).
acrosome
noyau
tête
Mitochondrie
en spirale
Pièce
intermédiaire
flagelle
Membrane plasmique

35. Coupe histologique au niveau d’un tube séminifère
(microscope optique)

36. Autres types de cellules

39. Cellules de Sertoli
• Il s'agit du 2ème type cellulaire du tube séminifère.
• Cellules pyramidales, allongées et s'intercalent entre les cellules de la lignée germinale.
• Leur base repose sur la lame basale de la gaine péri-tubulaire et leur pôle apical atteint
souvent la lumière du tube séminifère.
• Leur cytoplasme est peu colorable, aux limites peu visibles,
• La cellule émet des prolongements fins qui entourent les cellules germinales.

40. Cellules de Sertoli: ME
En plus des organites habituels, leur cytoplasme est riche en:
▪ REL (surtout le long des spermatides allongées)
▪ Lysosomes ++++
▪ Particules de glycogène ++++
• La base de la cellule s'appuie sur la membrane propre du tube séminifère dans les
espaces laissés libres par les spermatogonies.

41. Cellules de Sertoli: ME
• Les faces latérales :
▪ Présence de jonctions serrées superposées au
niveau de la partie inférieure des cellules de sertoli
voisines où l'espace intercellulaire est réduit
constituant une sorte de barrière entre la périphérie
et le centre du tube séminifère ;
▪ La membrane plasmique sertolienne est en contact
avec les cellules germinales (les deux membranes
des deux types cellulaires sont reliées par des
jonctions).

42. Cellules de Sertoli: ME
• Les faces latérales :
▪ A la phase terminale de la spermiogénèse, les
expansions sertoliennes entourent encore le
cytoplasme des spermatides, le pénètrent et le
retiennent lors de la libération des
spermatozoïdes.
▪ Le cytoplasme résiduel est directement
phagocyté par les cellules de sertoli et ne se
trouve jamais libre dans la lumière du tube
séminifère.

43. Cellules de Sertoli: fonctions
Après la puberté, ces cellules ne se divisent plus et toutes leurs activités interviennent
dans la régulation et le déroulement de la spermatogénèse.
On leur distingue plusieurs fonctions :
• Fonction de support, protection et nutrition
• La spermiation
• Sécrétion et synthèse
• Phagocytose
NB: la spermatogénèse n'est possible que si les cellules de sertoli sont différenciées.

44. Cellules de Sertoli: fonctions
• Fonction de support, protection et nutrition :
▪ Les cellules de sertoli assurent la cohésion entre les
composants de la lignée germinale.
▪ Elles protègent les cellules sexuelles des agressions immunologiques (barrière
sang-tube séminifère).
▪ Les échanges métaboliques des cellules germinales s'effectuent nécessairement
par le cytoplasme de la cellule de Sertoli vu que l'épithélium germinal n'est pas
vascularisé.

45. Cellules de Sertoli: fonctions
• Sécrétion et synthèse : la cellule de sertoli participe à
▪ Élaboration d'un liquide dans les tubes séminifères qui circule vers les voies
génitales et sert au transport des spermatozoïdes qui sont immobiles dans le
rete testis.
▪ Sécrétion de l'ABP (androgen binding protein : protéine qui assure le transport
de la testostérone vers les cellules germinales et la lumière du tube séminifère).
▪ Sécrétion de l'INHIBINE (hormone).

46. Cellules de Sertoli: fonctions
• La spermiation : la cellule de sertoli intervient dans la libération des spermatozoïdes
dans la lumière du tube séminifère.
• Phagocytose :
▪ des corps résiduels éliminés par les spermatides matures.
▪ des cellules germinales dégénérées.

47. TISSU INTERSTITIEL

48. Tissu adipeux
capillaire
dilaté
albuginé
Coupe au niveau du testicule.

50. Le tissu interstitiel
• Il occupe les espaces compris entre les tubes séminifères
• Il est constitué par un tissu conjonctif lâche riche en:
▪ Vaisseaux sanguins,
▪ Vaisseaux lymphatiques
▪ Nerfs.
▪ Les capillaires sont de type continu.
• Les cellules de leydig

51. CELLULES DE LEYDIG
• Cellules polyédriques, de 15 à 20 µm de diamètre,
• Souvent groupées en petits ilôts en contact avec les capillaires.
• Elles confèrent au tissu interstitiel sa fonction endocrine.
• Elles élaborent les androgènes testiculaires: TESTOSTERONE

52. CELLULES DE LEYDIG
• Noyau arrondi, central et nucléolé.
• Leur cytoplasme peut être dense ou spongiocytaire
selon leur degré d'activité.
• En ME: elles présentent tous les caractères ultra-
structuraux des cellules qui synthétisent les
stéroÏdes.
▪ un REL abondant,
▪ nombreuses mitochondries
▪ volumineux liposomes.

53. LES TUBES DROITS ET RETE TESTIS
voies spermatiques intra-testiculaires :
• Les tubes séminifères débouchent dans des segments
courts, à lumière étroite (25µm de diamètre) tapissés
par un épithélium cubique : ce sont les tubes droits .
• Ces derniers s'ouvrent dans un réseau de canaux à
épithélium pavimenteux : le RETE TESTIS.
• On leur attribue des fonctions d'échange qui
contribuent à modifier la composition du fluide
testiculaire.
• Les spermatozoïdes, immatures et immobiles, traversent les voies spermatiques intra-
testiculaires poussés par la pression du liquide séminal primitif secrété de façon
continue par les cellules de sertoli.

54. LA BARRIERE HEMO-TESTICULAIRE :
• Deux compartiments morpho-fonctionnels se trouvent définis à l'intérieur du
testicule :
- Le compartiment tubulaire spermatogénétique
- Le compartiment inter-tubulaire ou interstitiel

55. LA BARRIERE HEMO-TESTICULAIRE
• Les échanges entre les tubes séminifères et les
espaces interstitiels sont sous le contrôle d'une
barrière structurale interposée entre l'épithélium
séminal et le sang : c'est la barrière HEMATO-
TESTICULAIRE dont les composants sont :
▪ l'endothélium des capillaires sanguins
▪ les cellules Myoïdes
▪ les jonctions serrées des sertoli

56. LA BARRIERE HEMO-TESTICULAIRE :
• La barrière sang-testicule:
▪ Empêche la reconnaissance par le système immunitaire de l'organisme, des
protéines spécifiques de surface qui apparaissent sur les cellules germinales.
▪ Elle protège l'épithélium séminal contre une réaction auto-immune.

57. Spermatozoïdes fonctionnels?

58. Capacitation du spermatozoïde
• Le plasma séminal possède des facteurs qui décapacitent les spermatozoïdes.
• Le passage des spermatozoïdes dans les voies génitales femelles leur permet d’être
capacités et acquièrent leur pouvoir fécondant.
La capacitation correspond à un ensemble de modifications membranaires et
intracellulaires du spermatozoïde dans les voies génitales femelles qui provoquent sa
maturation pour pouvoir se fixer à la zone pellucide et opérer sa réaction
acrosomique pour féconder l’ovocyte.
• A lieu dans canal de l’épididyme, en 13 jours
• Acquisition du pouvoir fécondant du
spermazoïde par :
- hyperactivation du spz (pièce intermédiaire)
- réaction acrosomiale

59. Capacitation du spermatozoïde
• Les spermatozoïdes ne sont pas capables de féconder les ovocytes dès leur expulsion
dans les voies génitales femelles.
• Ils n’acquièrent leur pouvoir fécondant qu’après un séjour dans les voies génitales
femelles pendant un certain délai.
• Ce délai correspond à la capacitation.
• La capacitation implique l’élimination du facteur chimique de « décapacitation »
présent dans le liquide séminal responsables de modifications morphologiques de
l’acrosome:
▪ Changements membranaires
▪ Changements de mobilité: l’amplitude du battement du flagelle est augmentée => battement de
la tête.
▪ Changements métaboliques.

60. Composition du sperme
• Éjaculat de 3,5 cc
• 200 millions de spermatozoïdes
• + Fructose , Prostaglandines, Sels minéraux
• légèrement basique
• Les Normes de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS 2021)
• Numération supérieure à 39 millions de spermatozoïdes
• Mobilité progressive supérieur à 30%
• Vitalité supérieur à 54%
• Concentration de cellules rondes inférieure à 1 million par ml
• Formes typiques supérieur à 4%
Pot de prélèvement

63. Spermogramme
• La spermatogénèse chez l'homme dure 74 jours,
• un délai de trois mois entre deux examens doit être respecté, pour être certain que le
deuxième examen est bien le reflet d'un nouveau cycle de production des
spermatozoïdes.

64. Exploration spermatogenèse
• Spermogramme permet l’étude du sperme (spermiologie) :
• Il explore :
✓Volume (1,5 à 6ml)
✓pH (7,4 à 7,6)
✓Nombre (60 à 120 millions)
• Si < 20 M : oligozoospermie
• Si > 200 M : polyzoospermie
• Si 0 : azoospermie
✓Mobilité (> 50%)
• Si < 50 % : asthenozoospermie
✓Vitalité (> 50%) : Si > 50% morts : necrozoospermie
✓Forme : Si > 50% anormaux : teratozoospermie

67. • La tératospermie est une anomalie spermatique se caractérisant par des
spermatozoïdes présentant des défauts morphologiques.
• Parmi les formes anormales des spermatozoïdes on peut citer:
▪ les macrocéphaliques,
▪ microcéphaliques,
▪ des têtes rondes (non ovales),
▪ bicéphaliques,
▪ bifides,
▪ de formes pointues,
▪ avec la queue très enroulée ou en spirale,
▪ sans cou,
▪ avec des protubérances dans le cou, …
• En raison de ces malformations, le pouvoir fécondant des spermatozoïdes est
altéré, et le couple peut rencontrer des difficultés à concevoir.
Formes anormales de spermatozoïdes

68. 4
1
3
5
6
2

69. • Régulation neuro-endocrine : hypothalamus, hypophyse, glandes mâles (prostate,
Vésicule séminale)
• Régulation cellulaire locale : Sertoli, Leydig, péritubulaires
• Régulation génétique : plusieurs gènes, gonadiques, hypothalamiques ou hypophysaires
• Régulation interne et externe : température, virus, épigénétique
Régulation spermatogenèse

70. Contrôles hormonaux (Feed back positif)
Contrôle de l’activité testiculaire

71. Epigénétiques
Facteurs influençant la spermatogenèse
Externes
Température (chaleur, cryptorchydie)
Produits Chimiques, Chimiothérapie, Radiation
Dommages Physiques, Infections, Stress
Internes
Statuts hormonal et génétique, Age

72. Gènes régulant la spermatogenèse
• Hypothalamus: KAL1, LEP, LEPH, AHC…
• Hypophyse: GNRHR, FSHb, LHb, PROP1, HESX1, AHC
• Gonade : USP9, SRY, YFSHR, LHCGR, 45X, CYP19, CYP17, GALT, AIRE, HSD17B3,
NR5A1, SRD5A2, SOX9, WT1, delXp/Xq, FMR1, DIAPH2, POF1, FOXL2, DAZ, YRBM,
DBY
• Ceux n’appartenant pas à ces 3 catégories : AR, CFTR, HOXA13.
• En pratique diagnostic, on recherche les mutations de certains gènes seulement
(chaque équipe détermine son panel de gènes en fonction de la population de
patients)

73. Hypofertilité masculine
• 1 Couple sur 7 ou 8 est hypofertile
• Diverses attentes : spermatogenèse, ovogenèse, génétique, hormonal,
fécondation, nidation, psychologique, sexologique, pathologies appareils génitaux
(ATCD de cryptorchidie, varicocèle, salpingite, obstruction trompes,…),
maladies concomitantes (diabète, hypertension,…)
• 20% des cas restent inexpliqués
varicocèle : dilatations variqueuses (varices) des veines du cordon spermatique, dans leur trajet intra-scrotal (dans les
bourses) ou intra-corporel.

74. FIN

75. La spermatogénèse :
A. La phase de multiplication des spermatogonies débute pendant la période
fœtale.
B. A lieu au niveau de l’épididyme.
C. Démarre du centre du tube séminifère et se termine au niveau de sa
périphérie.
D. Toutes les propositions sont justes.

76. La spermatogénèse :
A. La phase de multiplication des spermatogonies débute pendant la période
fœtale.
B. A lieu au niveau de l’épididyme.
C. Démarre du centre du tube séminifère et se termine au niveau de sa périphérie.
D. Toutes les propositions sont justes.

77. Les spermatogonies :
A. sont des cellules diploïdes.
B. Sont des cellules haploïdes.
C. subissent une division mitotique.
D. subissent une division méiotique.

78. Les spermatogonies :
A. sont des cellules diploïdes.
B. Sont des cellules haploïdes.
C. subissent une division mitotique.
D. subissent une division méiotique.

79. L’auxocyte :
A. Correspond à un spermatocyte I qui subit une croissance au niveau de son
cytoplasme.
B. Correspond à une cellule haploïde.
C. Est une cellule très petite de taille.
D. Aucune proposition n’est juste.

80. L’auxocyte :
A. Correspond à un spermatocyte I qui subit une croissance au niveau de son
cytoplasme.
B. Correspond à une cellule haploïde.
C. Est une cellule très petite de taille.
D. Aucune proposition n’est juste.

81. La spermiogénèse :
A. Correspond à une phase de multiplication.
B. Correspond à une phase de différenciation.
C. Se déroule en 4 phases.
D. Permet la transformation de spermatide en spermatozoïde.

82. La spermiogénèse :
A. Correspond à une phase de multiplication.
B. Correspond à une phase de différenciation.
C. Se déroule en 4 phases.
D. Permet la transformation de spermatide en spermatozoïde.