II La lign é é e germinale e germinale

(1)

LA SPERMATOGENESE

(2)

I D I D é é finition finition - - G G é é n n é é ralit ralit é é s s II La lign

II La lign é é e germinale e germinale

11--Multiplication cellulaireMultiplication cellulaire 2-2-MMééioseiose

33--MaturationMaturation--DiffDifféérenciation : la renciation : la spermiogen

spermiogenèèsese

4-4-Le spermatozoLe spermatozoïdeïde

III Cin

III Cin é é tique de la spermatogen tique de la spermatogen è è se se

(3)

IV R IV R é é gulation de la spermatogen gulation de la spermatogen è è se se

11--Cellule deCellule de SertoliSertoli 2-2-Cellule deCellule de LeydigLeydig

33--BarriBarrièère hre héématomato--testiculairetesticulaire 44--RRéégulation gulation neuroneuro--endocrineendocrine 3-3-RRéégulation localegulation locale

(4)

I D I D é é finition finition - - G G é é n n é é ralit ralit é é s s

(5)

SPERMATOGENESE SPERMATOGENESE

GAMETOGENESE MÂLE GAMETOGENESE MÂLE

PRODUCTION DES GAMETES MÂLES HAPLO

PRODUCTION DES GAMETES MÂLES HAPLOÏÏDES DES

⇒⇒

⇒

⇒ LES SPERMATOZLES SPERMATOZÏDESÏDES

LIEU :

LIEU : TESTICULES/TUBES SEMINIFERESTESTICULES/TUBES SEMINIFERES PROCESSUS :

PROCESSUS : CONTINUCONTINU

«« DE LA PUBERTDE LA PUBERTÉÉ ÀÀ LA SLA SÉÉNESCENCENESCENCE »»

(6)

Embryologie Embryologie

∗∗ SixiSixièèmeme--SeptiSeptièème semaine du dme semaine du dééveloppement veloppement embryonnaire

embryonnaire

Gonade indiff

Gonade indifféérencirenciééee Testicule

Testicule

∗∗ Cordons sCordons sééminifèminifères : Cellules germinalesres : Cellules germinales Cellules de

Cellules de SertoliSertoli

∗∗ Cellules mCellules méésenchymateuses : Cellules de senchymateuses : Cellules de LeydigLeydig

GENETIQUE : Gène SRY

(7)

TESTICULES TESTICULES

Deux compartiments/Deux fonctions Deux compartiments/Deux fonctions

∗∗ Compartiment tubulaire/Fonction exocrineCompartiment tubulaire/Fonction exocrine

Tubes s

Tubes s é é minif minif è è res res

Cellules de la lign

Cellules de la lignéée germinale e germinale Cellules de

Cellules de SertoliSertoli

∗∗ Compartiment interstitiel/Fonction endocrineCompartiment interstitiel/Fonction endocrine

Cellules de

Cellules de Leydig Leydig , ,

(Cellules de (Cellules de SertoliSertoli)) Epith

Epithééliumlium séséminifminifèèrere

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

TUBES SEMINIFERES TUBES SEMINIFERES

200 200 à à 300 lobules 300 lobules

(1 (1 àà 4 tubes s4 tubes sééminifminifèères)res)

∗∗ Membrane propre cellulaire et fibrillaireMembrane propre cellulaire et fibrillaire

∗∗ Lame basale : cellule de Lame basale : cellule de SertoliSertoli

∗∗ Echanges Echanges : Cellules germinales/Cellules de : Cellules germinales/Cellules de Sertoli

Sertoli

Epith

Epith é é lium lium s s é é minif minif è è re re

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

SPERMATOGENESE SPERMATOGENESE

♦ ♦ Spermatocytogen Spermatocytogen è è se se : :

SPERMATOGONIES / SPERMATOCYTES I / SPERMATOCYTES II SPERMATOGONIES / SPERMATOCYTES I / SPERMATOCYTES II

♦ ♦ Spermiogen Spermiogen è è se se : :

SPERMATIDES/SPERMATOZO

SPERMATIDES/SPERMATOZOÏÏDESDES

(18)

♦ ♦ Spermatocytogen Spermatocytogen è è se se

Multiplication des spermatogonies Multiplication des spermatogonies M M é é iose iose

Production des spermatides rondes Production des spermatides rondes

♦ ♦ Spermiogen Spermiogen è è se se

Diff Diff é é renciation des spermatides rondes en renciation des spermatides rondes en spermatozo

spermatozo ï ï des des

♦ ♦ Spermiation Spermiation

D D é é tachement des spermatozo tachement des spermatozo ï ï des de la cellule des de la cellule

de de Sertoli Sertoli (Fin de la (Fin de la spermiogen spermiogen è è se se ) )

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

II La lign

II La lign é é e germinale e germinale

(24)

(25)

(26)

♦♦SPERMATOGONIESSPERMATOGONIES 46 chromosomes

46 chromosomes 2n ADN

2n ADN

♦♦SPERMATOCYTES ISPERMATOCYTES I 46 chromosomes

4n ADN

♦♦SPERMATOCYTES IISPERMATOCYTES II 23 chromosomes

2n ADN

♦♦SPERMATIDESSPERMATIDES 23 chromosomes 23 chromosomes

n ADN n ADN

♦♦SPERMATOZOSPERMATOZOÏÏDESDES 23 chromosomes

23 chromosomes n ADN

n ADN

MITOSE

SPERMIOGENESE MEIOSE

(27)

SPERMATOCYTOGENESE SPERMATOCYTOGENESE

Phase de prolif

Phase de proliféération cellulaireration cellulaire Phase de division mitotique

Phase de division mitotique

♦♦Cellules germinales primordialesCellules germinales primordiales

♦♦GonocytesGonocytes

♦♦Spermatogonies A et BSpermatogonies A et B MéMéioseiose

♦♦Spermatocytes I et IISpermatocytes I et II

♦♦Spermatides rondesSpermatides rondes

(28)

(29)

SPERMATOGONIES Ad SPERMATOGONIES Ad

SPERMATOGONIES

SPERMATOGONIES Ap Ap

SPERMATOGONIES B SPERMATOGONIES B

(D’ (D ’ apr apr è è s Y. Clermont) s Y. Clermont)

RESERVE

RENOUVELLEMENT

(30)

SPERMATOGONIES A SPERMATOGONIES A

AA

RESERVE

BB

DIFFERENCIATION

AA

RENOUVELLEMENT

Mort cellulaire Mort cellulaire

APOPTOSE

(31)

(32)

MEIOSE SPERMATOCYTAIRE

(33)

SPERMIOGENESE SPERMIOGENESE

♦ ♦ Formation de l Formation de l ’ ’ acrosome acrosome

♦ ♦ Formation du flagelle Formation du flagelle

♦ ♦ Migration des mitochondries Migration des mitochondries

♦ ♦ R R é é organisation et maturation nucl organisation et maturation nucl é é aire aire

♦ ♦ R R é é organisation du cytoplasme ( organisation du cytoplasme ( spermiation spermiation ) )

(34)

SPERMIOGENESE SPERMIOGENESE

♦ ♦ Spermatides rondes Spermatides rondes Jeunes spermatides Jeunes spermatides

♦ ♦ Spermatides en cours d Spermatides en cours d ’é ’é longation longation

♦ ♦ Spermatides allong Spermatides allong é é es es

♦ ♦ Spermatides matures Spermatides matures ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ Spermatozo Spermatozo ï ï des des

(35)

SPERMIOGENESE SPERMIOGENESE

ELONGATION

(36)

(37)

Spermatogonie

Pachytène précoce (a)

Pachytène tardif (b)

Pachytène tardif Métaphase I

(c)

Anaphase I Télophase I

(c)

Spermatide jeune (e)

Spermatide en cours d’élongation

(e)

Spermatozoïde (e)

Spermatocyte II (d)

Cytoplasme

Noyau Proacrosine

Répartition de la proacrosine au cours de la spermatogenèse

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

HISTONES SOMATIQUES HISTONES SOMATIQUES

(spermatides rondes) (spermatides rondes)

NUCLEOPROTEINES BASIQUES DE TRANSITION NUCLEOPROTEINES BASIQUES DE TRANSITION

(spermatides en

(spermatides en é é longation) longation)

PROTAMINES PROTAMINES

(spermatides allong

(spermatides allong é é es) es)

MATURATION NUCLEAIRE

(44)

LE SPERMATOZO

LE SPERMATOZO Ï Ï DE DE

♦ ♦ Structure du spermatozo Structure du spermatozo ï ï de de

Tête (Acrosome, Noyau) Tête (Acrosome, Noyau) Flagelle

Flagelle

♦ ♦ Fonctions du spermatozo Fonctions du spermatozo ï ï de de

Fonction flagellaire :

Fonction flagellaire : MobilitMobilitéé Fonction c

Fonction cééphalique : phalique : FFéécondancecondance Fonction nucl

Fonction nuclééaireaire :: GGéénénétiquetique

(45)

(46)

(47)

SPERMATOZOIDE

ACROSOME NOYAU

PIECE INTERMEDIAIRE

PIECE PRINCIPALE

PIECE TERMINALE

(48)

(49)

SPERMATOZOIDE SPERMATOZOIDE

♦ ♦ FLAGELLE FLAGELLE

Pi Pi è è ce interm ce interm é é diaire diaire Pi Pi è è ce principale ce principale

Pi Pi è è ce terminale ce terminale

(50)

SPERMATOZOIDE

ACROSOME NOYAU

PIECE INTERMEDIAIRE

PIECE PRINCIPALE

PIECE TERMINALE

(51)

PIECE INTERMEDIAIRE

(52)

FLAGELLE : PIECE PRINCIPALE

Colonnes longitudinales

GAINE FIBREUSE

Axoneme

microtubules

FIBRES DENSES

(53)

AXONEME : COMPLEXE AXONEMAL

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

ACROSOME

NOYAU

Histones somatiques : 20%

Protamines : 70%

Protéines intermédiaires : 10%

(60)

III Cin

III Cin é é tique de la spermatogen tique de la spermatogen è è se se

(61)

CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE

♦ ♦ Dur Dur é é e e

Chez l

Chez l’’homme : 74 jourshomme : 74 jours Spermatogonies

Spermatogonies Ap Ap : 18 jours: 18 jours Spermatogonies B : 9 jours Spermatogonies B : 9 jours Spermatocytes I : 23 jours Spermatocytes I : 23 jours Spermatocytes II : 1 jour Spermatocytes II : 1 jour Spermatides : 23 jours

Spermatides : 23 jours

(62)

(63)

♦♦UNE UNE SPERMATOGONIE BSPERMATOGONIE B 46 chromosomes

2n ADN

♦♦UNUN SPERMATOCYTE ISPERMATOCYTE I 46 chromosomes

4n ADN

♦♦DEUXDEUX SPERMATOCYTES IISPERMATOCYTES II 23 chromosomes

2n ADN

♦♦QUATREQUATRE SPERMATIDES RONDESSPERMATIDES RONDES 23 chromosomes

n ADN

♦♦QUATREQUATRE SPERMATOZOSPERMATOZOÏDESÏDES 23 chromosomes

n ADN

MEIOSE I

MEIOSE II

(64)

CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE CINETIQUE DE LA SPERMATOGENESE

♦ ♦ Cycle de l Cycle de l ’é ’é pith pith é é lium s lium s é é minif minif è è re re

1 Spermatogonie 1 Spermatogonie 4 Spermatocytes I 4 Spermatocytes I 16 Spermatozo

16 Spermatozoïïdesdes

16 JOURS

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

AUTRES DONNEES PHYSIOLOGIQUES

♦ TEMPERATURE

3 à 5°C en dessous de la T° corporelle

♦ APOPTOSE

♦ GENES (Chromosomes Y et autosomes)

(70)

IV Régulation de la spermatogenèse

(71)

TESTICULES

« DEUX FONCTIONS »

∗ FONCTION EXOCRINE Spermatogenèse

∗ FONCTION ENDOCRINE

Stéroïdogenèse (androgènes testiculaires)

(72)

TESTICULES

« DEUX COMPARTIMENTS »

∗ Compartiment tubulaire:Fonction exocrine Tubes séminifères

Cellules de la lignée germinale Cellules de Sertoli

∗ Compartiment interstitiel:Fonction endocrine

Cellules de Leydig

∗ Barrière hémato-testiculaire

(73)

(74)

(75)

CELLULES TESTICULAIRES

∗ Cellules de la lignée germinale

∗ Cellules de Sertoli

∗ Cellules de Leydig

∗ Cellules péritubulaires

∗ Cellules endothéliales des capillaires

∗ Macrophages, Lymphocytes….

...INTERACTIONS...

(76)

(77)

LA CELLULE DE SERTOLI

∗ Microscopie Optique Cellules pyramidales

Base : gaine péritubulaire Apex : lumière tubulaire Noyau triangulaire

Volumineux nucléole Cytoplasme réduit

(78)

(79)

(80)

LA CELLULE DE SERTOLI

∗ Microscopie Electronique

Absence de centriole Organites développés

Pôle basal : Jonctions serrées

⇒⇒

⇒⇒ Compartiment basal

⇒

⇒ Compartiment Adluminal

(81)

(82)

CELLULES DE SERTOLI : FONCTIONS

∗ Fonctions sécrétoires Embryon : AMH

Vie génitale : Androgen Binding Protein (ABP) Transferrine

Inhibine

Liquide testiculaire

(83)

CELLULES DE SERTOLI : FONCTIONS

∗ Fonctions de phagocytose

∗ Fonctions de soutien (support) et nutrition

∗ Fonctions de protection

(84)

CELLULE DE LEYDIG

∗ Tissu interstitiel péritubulaire

∗ Microscopie optique Isolées ou en groupe Polyédriques

Noyau central

Enclaves lipidiques et protéiques

(85)

(86)

(87)

CELLULE DE LEYDIG

∗ Microscopie Electronique

Reticulum endoplasmique lisse+++

Mitochondries à crêtes tubulaires Inclusions diverses

(88)

(89)

CELLULE DE LEYDIG : FONCTIONS

∗ Fonctions sécrétoires Stéroïdes testiculaires

Testostérone+++ (95%) Dihydrotestostérone

Déhydroépiandrostérone Androstènedione

Autres facteurs

(20-30%)

(90)

(91)

LA BARRIERE HEMATO-TESTICULAIRE

∗ Endothélium des capillaires sanguins

∗ Cellules myofibroblastiques

∗ Jonctions serrées (Cellules de Sertoli)

∗ Deux compartiments

BASAL : cellules pré-méiotiques (pré- leptotènes)

ADLUMINAL : Cellules méiotiques et spermiogenèse

(92)

(93)

REGULATION

∗ Régulation Générale ou Endocrine ou Hormonale

FSH LH

∗ Régulation locale (paracrine, autocrine ou intracrine)

∗ Collaboration cellulaire

Gonadotrophines hypophysaires

(94)

DEFINITIONS

∗ Initiation : premier cycle complet de spermatogenèse (puberté)

∗ Maintien : Spermatogenèse normale à l’âge adulte

∗ Réinitiation : Redémarrage de la

spermatogenèse après un arrêt (adulte)

(95)

DEFINITIONS

∗ Spermatogenèse qualitativement normale : toutes les cellules germinales en quantité subnormale

∗ Spermatogenèse quantitativement normale : toutes les cellules germinales en quantité

normale

(96)

FSH LH

GnRH

(97)

REGULATION ENDOCRINE

FSH

Folliculo Stimulating Hormone Hormone anté-hypophysaire

Récepteurs : Cellules de Sertoli

Régulation de la transcription de gènes

(98)

REGULATION ENDOCRINE

∗ FSH

Récepteur à 7 domaines trans-membranaires Couplé à une protéine G

AMPc second messager Activation d’une PKA

Régulation de la transcription de différents gènes

ABP-Inhibine-Aromatase-Transferrine- AMH- Récepteurs aux androgènes

(99)

ACTIONS DE LA FSH

∗ Périodes Prénatale et Pré-pubertaire Prolifération des cellules de Sertoli

Proliférations des spermatogonies

∗ Période pubertaire Initiation

Maturation des cellules de Sertoli

(100)

ACTIONS DE LA FSH

∗ Adulte

Maintien : +Testostérone

(Spermatogenèse quantitative) Cycle de l’épithélium séminifère

(101)

REGULATION ENDOCRINE

LH Luteinizing Hormone

Hormone antéhypophysaire

Récepteurs : Cellules de Leydig

Stimule la synthèse des androgènes testiculaires

(102)

REGULATION ENDOCRINE

∗ LH

Récepteur à 7 domaines trans-membranaires Couplé à une protéine G

AMPc second messager

Autres signaux de transduction : Calcium, Prostaglandines

Activation d’une PKA

Activation des enzymes de la stéroidogenèse

(103)

ACTIONS DE LA LH

∗ Croissance et différenciation des cellules de Leydig

∗ Sécrétion de testostérone

∗ Action sur cellules germinales via testostérone

(104)

SYNERGIE FSH/LH (TESTOSTERONE)

∗ Méthodes d’étude Modèles animaux

Rat impubère hypophysectomisé Rat adulte hypophysectomisé

Souris Primates

Hommes : Pathologie Humaine

(105)

SYNERGIE FSH/LH (TESTOSTERONE)

∗ Initiation

Testostérone : effet qualitatif FSH : effet quantitatif

∗ Maintien

FSH/LH-TESTOSTERONE

∗ Réinitiation

FSH/LH-TESTOSTERONE

(106)

(107)

(108)

(109)

REGULATION LOCALE

1-Cellules de Leydig/Cellules de Sertoli 2- Cellules de Leydig/Cellules germinales

3-Cellules péritubulaires/ Cellules de Sertoli 4-Cellules de Sertoli/Cellules germinales

(110)

REGULATION LOCALE

∗ Méthodes d’étude

Observations morphologiques Expériences de co-culture

Milieux conditionnés (cellules de Sertoli) Fluide testiculaire

(111)

REGULATION LOCALE

1-Cellules de Leydig/Cellules de Sertoli Testostérone ↑↑↑↑ABP

↑↑↑↑Transferrine

2-Cellules de Leydig/Cellules Germinales ABP+Testostérone ↑↑↑↑Epithélium séminifère

(112)

REGULATION LOCALE

3-Cellules péritubulaires/ Cellules de Sertoli

Gaine péritubulaire

Cellules de Sertoli : Laminine

Collagène type IV

Cellules péritubulaires : Collagène type I Fibronectine

(113)

REGULATION LOCALE

3-Cellules de Sertoli/ Cellules germinales Cellules de Sertoli: Développement

synchronisé des différentes générations Cellules germinales: Fonctionnement et morphologie Sertoliens

Interaction cellulaire

Transfert de matériel germinal (Corps

résiduels)

(114)

LA SUITE

LA PROCHAINE FOIS !!

(115)

EJACULAT NORMAL EJACULAT NORMAL

♦ ♦ SPERMATOZO SPERMATOZO Ï Ï DES DES

♦ ♦ PLASMA SEMINAL PLASMA SEMINAL Volume : 2

Volume : 2 à à 6 ml 6 ml pH : 7,2

pH : 7,2 à à 7,8 7,8 Abstinence

Abstinence

(116)

SPERMATOZOIDES SPERMATOZOIDES

♦♦>20.10>20.10⁶⁶/ML/ML 40. 10

40. 10⁶⁶/recueil/recueil

♦♦MobilitMobilitéé

a: rapide et progressive a: rapide et progressive

b:lente ou faiblement progressive b:lente ou faiblement progressive

c: sur place c: sur place

d:immobile d:immobile

a+b>50%

♦♦Morphologie normale>30%Morphologie normale>30%

♦♦VitalitVitalitéé>75%>75%

(117)

PLASMA SEMINAL PLASMA SEMINAL

♦ ♦ Liquide testiculaire ( Liquide testiculaire ( Transferrine Transferrine ) )

♦ ♦ S S é é cr cr é é tions tions é é pididymaires pididymaires ( ( Carnitine Carnitine , , αααα αααα - - Glycosidase

Glycosidase ) )

♦ ♦ S S é é cr cr é é tions des v tions des v é é sicules s sicules s é é minales minales (Fructose)

(Fructose)

♦ ♦ S S é é cr cr é é tions prostatiques (Zinc, PAP) tions prostatiques (Zinc, PAP)

♦ ♦ S S é é cr cr é é tions des autres glandes tions des autres glandes

(118)

RÔLE DU PLASMA SEMINAL (1) RÔLE DU PLASMA SEMINAL (1)

♦ ♦ Rôle m Rôle m é é canique canique

♦ ♦ Stabilisation de la membrane spermatique Stabilisation de la membrane spermatique (facteur

(facteur d d é é capacitant capacitant ) )

♦ ♦ Mobilit Mobilit é é du spermatozo du spermatozo ï ï de de

♦ ♦ Condensation nucl Condensation nucl é é aire aire

Zinc stabilise le noyau

(119)

RÔLE DU PLASMA SEMINAL (2) RÔLE DU PLASMA SEMINAL (2)

♦ ♦ Voies g Voies g é é nitales f nitales f é é minines minines

Activation du tractus (Contraction) Activation du tractus (Contraction)

Inhibition des r

Inhibition des r é é actions immunitaires actions immunitaires (Prostaglandines)

(Prostaglandines)

♦ ♦ Rôle important de toutes les s Rôle important de toutes les s é é cr cr é é tions du tions du tractus g

tractus g é é nital mâle nital mâle

(120)