Une gonade est une glande sexuelle reproductive. Chez les hommes, il s'agit du testicule.
Glandes mixtes :
Fonction exocrine (spermatogenèse)
Fonction endocrine (sécrétion d'androgènes)
Deux fonctions étroitement liées :
Des concentrations élevées d'hormones sexuelles sont nécessaires au développement des cellules germinales.
Les testicules produisent donc du sperme et de la testostérone.
La production est étroitement régulée par une boucle de rétroaction impliquant l'axe hypothalamo-hypophysaire.
Rappel Anatomique
Les testicules sont des organes pairs et symétriques situés à l'extérieur du pelvis dans le scrotum afin d’être à une température inférieure à celle de l’abdomen (2°C en moins).
Rappel Histologique
Une enveloppe fibreuse entoure un grand nombre de lobules testiculaires ; chaque lobule est formé par des tubes séminifères.
À l'intérieur des tubes séminifères se trouvent les cellules de Sertoli et les cellules germinales.
Entre les tubes séminifères, les cellules interstitielles ou cellules de Leydig sont responsables de la production d’androgènes.
La Spermatogenèse
Chaque jour, 100 à 200 millions de spermatozoïdes sont produits.
La spermatogenèse est le processus de formation des spermatozoïdes.
Processus de maturation qui dure 65 à 75 jours.
Les étapes de formation sont :
Multiplication mitotique des cellules germinales (2n)
Accroissement des spermatogonies
Maturation
Différenciation de spermatide (n) en spermatozoïde (SPZ)
La Spermiogenèse
Processus de différenciation progressive des spermatides en spermatozoïdes.
C’est l’étape finale de la spermatogenèse.
Elle se déroule dans le compartiment luminal des tubes séminifères.
Les centrioles de spermatides vont être l’axe de formation du flagelle, l’appareil de Golgi se transforme en acrosome, condensation de chromatine pour devenir pronucleus, élimination de cytoplasme.
Le flagelle sera riche en mitochondries.
Les produits formés passent dans le tubule séminifère, transportés dans le canal déférent et l’épididyme.
Immergent dans le liquide séminal sécrété par la prostate et les vésicules séminales, finalement ils sont éjaculés.
Un éjaculat contient en moyenne 20 millions de spermatozoïdes dans un volume de 3 à 4 ml.
Les Hormones Sexuelles Testiculaires
Fonction Endocrine du Testicule
La testostérone est la principale hormone androgénique synthétisée par les cellules de Leydig à partir du cholestérol.
La testostérone est un stéroïde à 19 atomes de carbone.
Il possède une double liaison en C4 et C5 avec une fonction hydroxyle en C17.
Sa formule est C<em>19H</em>28O2
Masse moléculaire = 288Da
Étapes de Biosynthèse de la Testostérone
La testostérone est synthétisée dans les gonades et la corticosurrénale à partir du cholestérol, d’abord converti en prégnènolone.
La testostérone est formée selon deux voies :
La voie 4-ène (Δ4) qui comprend la séquence : progestérone, 17 hydroxyprogestérone, androstènedione.
La voie 5-ène (Δ5) avec la séquence : 17 hydroxy prégnènolone, déhydroépiandrostérone, et androstènediol.
Le passage de l’une à l’autre voie peut se faire à tous les niveaux sous l’effet de la 3β-hydroxystéroïde déshydrogénase.
La testostérone peut également être formée à partir de ses précurseurs androstènedione et déhydroépiandrostérone dans le foie et les tissus périphériques notamment le tissu adipeux et les muscles.
Chez l’homme adulte, la testostérone provient presque exclusivement de la sécrétion testiculaire, alors que chez le garçon avant la puberté, c’est la conversion périphérique de l’androstènedione qui en constitue la principale origine.
Transport et Métabolisme de la Testostérone
Sa sécrétion se fait pendant toute la journée
Un petit pic à 8 heure du matin (3 -10 ng / ml)
La testostérone circulante est majoritairement liée à une SHBG et à l’albumine, qui joue un rôle de réservoir.
Seule la forme libre est active
À la périphérie, la testostérone est en partie transformée en dihydrotestostérone (5 alpha réductase) et en 3 alpha androstanediol.
5 alpha réductase enzyme qui se trouve dans les follicules pileux, le foie, les organes génitaux externes.
La testostérone est catabolisée au niveau hépatique en dérivés inactifs et en 17 cétostéroïdes glucurono et ou sulfoconjugués puis éliminée dans les urines.
Fonction Endocrine des Cellules de Leydig
La fonction des cellules de Leydig varie au cours de la vie
3-5 mois de la vie fœtale :
La concentration de la testostérone sanguine s’élève, il y a différenciation sexuelle masculine
2 mois après la naissance : un autre pic 150 ng / dl, il assure le développement testiculaire
Vers 11 ans, la testostérone s’élève, pour assurer la puberté
Après la puberté la valeur atteint le niveau d’un adulte (environ 18 ans)
La concentration commence à décliner à partir de 70 ans sans perturbation de la spermatogenèse avec perturbation des caractères sexuelles secondaires, développement des muscles, Cheveux, poils …..
Mécanisme d’action de la testostérone
Le récepteur de la testostérone est un récepteur des androgènes, c’est une protéine de la superfamille des récepteurs nucléaires.
Le récepteur est activé en se liant à la dihydrotestostérone avant de se déplacer vers le noyau.
Sa fonction en tant que facteur de transcription lié à l’ADN est de réguler l’expression de gènes.
La testostérone est impliquée dans la croissance des canaux de Wolff, précurseur de l’épididyme.
Elle stimule la spermatogenèse
Elle a des effets trophiques sur les muscles squelettiques et les os.
la dihydrotestostérone est responsable de l’apparition des caractères sexuels secondaires.
Chez le fœtus : La testostérone assure la différenciation des organes génitaux externes
À puberté :
assure la croissance des vésicules séminales, pénis, scrotum, prostate, larynx
augmente la masse musculaire
Assure l’arrêt de la croissance linéaire
chez l’adulte :
assure la spermatogenèse, la croissance des cheveux et des poils
augmente les taux de LDL-c et diminue HDL-c (tendance à l’obésité tronculaire)
Libido, érection, agressivité, arrêt de croissance mammaire
Hématopoïèse
Régulation Hypothalamo-Hypophysaire
La sécrétion de testostérone et la production des spermatozoïdes sont stimulées par deux gonadostimulines hypophysaires FSH et LH.
La production de ces hormones dépend elle-même de la sécrétion pulsatile de gonadolibérine ou GnRH neurohormone hypothalamique.
Le taux de testostérone est maintenu grâce à la rétroaction négative que cette hormone exerce sur l’axe hypothalamo-hypophysaire. Si le taux de testostérone augmente, il y a baisse de production des gonadostimulines à l’inverse, si la concentration de testostérone diminue, il ya production accrue de gonadostimulines.
L’inhibine: est une glycoprotéine synthétisée par les cellules de Sertoli chez l’homme, elle inhibe spécifiquement au niveau de l’hypophyse antérieure la synthèse de la sous unité béta de la FSH et la libération de celle-ci induite par GnRH.
Autres Hormones Produites Par Les Testicules
œstrogènes : elles sont fabriquées à partir du cholestérol dans le tissu graisseux chez l’homme, en très faible quantité dans le testicule, et à moindre degré dans les glandes surrénales dans les deux sexes.
Les œstrogènes contribuent à la libido et aux performances sexuelles chez les hommes par leur action sur le cerveau et par leur action sur les gonades.
Les œstrogènes jouent un rôle important dans le développement osseux et la protection des os (notamment les métastases).
inhibine B : elle est produite par les cellules de Sertoli
Impliquée dans la régulation de la spermatogenèse.
hormone antimüllérienne AMH : elle est sécrétée dans les testicules par les cellules de Sertoli dès la différenciation sexuelle embryonnaire pendant toute la vie fœtale et l’enfance jusqu’à la puberté avant d’être en partie inhibée par la synthèse massive de testostérone.
Chez l’homme adulte, elle inhiberait la production d’androgènes par les testicules.
Chez l’homme adulte, elle représente un marqueur de la spermatogenèse.
La Puberté et l'Andropause
La Puberté
Processus physique et physiologique qui se manifeste par :
accélération de la vitesse de croissance
Apparition des caractères sexuels secondaires
l’aboutissement à la puberté est représenté par :
La maturation de la fonction sécrétoire des gonades
L’acquisition de la fonction de la reproduction
Il y a augmentation de l’amplitude et en fréquence des pulses de GnRH
Il ya augmentation de la sécrétion pulsatile de FSH et LH
L’augmentation des taux de LH stimule la sécrétion des stéroïdes sexuels par les cellules de Leydig du testicule.
Les taux pubertaires de testostérone et d’estrogènes induisent des modifications physiques.
Trois éléments fondamentaux :
apparition des caractères sexuels secondaires
accélération de la vitesse de croissance
maturation osseuse
Résultat : capacité de reproduction, changement de morphologie et psychisme de l’adulte.
À l’âge de 9 ans, il ya augmentation du volume testiculaire avec croissance du pénis en longueur.
Apparaissent par la suite les premiers poils pubiens à l’âge de 10 ans,
début de la poussée de croissance à l’âge de 11 ans avec début de la mue de la voix
À l’âge de 13 ans, premières éjaculations
De l’âge de 14 ans jusqu’à 17 ans se poursuit le développement pilositaire (poils pubiens d’adulte)
À 18 ans, c’est la fin du développement des organes reproducteurs.
La vitesse de croissance : Un an après le début de la puberté Passe de 5cm par ans à 10 cm par an
En moyenne 25 -28 cm
Andropause
Est la baisse progressive du taux de testostérone associée à l’âge chez l’homme. C’est la conséquence d’un processus physiologique normal de vieillissement. Les hommes continuent de produire des spermatozoïdes malgré l’andropause.
Avec l’âge, le taux de SHBG augmente, il y a moins de testostérone libre.
D’autres causes peuvent conduire à une augmentation de SHBG et donc à l’andropause : médicaments pour traiter l’hyperthyroïdie, cirrhose, cancer de la prostate, tabac, surpoids, obésité , dyslipidémie , consommation régulière de drogue ……
Symptômes de l’andropause :
Diminution de la libido, impuissance, troubles psychologiques, perte de mémoire, sueurs, bouffées de chaleur, ostéoporose , prise de poids, baisse de pilosité , chute de cheveux , diminution du volume des testicules.
diagnostic :
Dosage de la testostérone (2 valeurs à 2 semaines d’intervalle)
Dosage de SHBG, FSH , LH
Autres : bilan lipidique, glycémie, bilan hépatique …..
Ostéodensitométrie pour mesurer la densité minérale osseuse
Échographie de la prostate (cancer de la prostate)
Exploration Biologique
Dosage de la FSH et LH
Aucune condition particulière pour le prélèvement
La méthode de dosage est immunoessai (radio- immunologique, immuno-enzymatique, électrochimiluminescence)
Indication :
Un dosage de FSH est réalisé dans le cadre d’un bilan de fertilité face à une anomalie du spermogramme afin de diagnostiquer un hypogonadisme.
Le dosage de LH est prescrit :
Chez les jeunes garçons présentant des signes de puberté précoce ou tardive
Chez l’homme présentant des signes d’infertilité
Les valeurs de référence varient en fonction de l’âge Les taux de FSH et LH sont <5 mUI/mL (5UI/L) avant la puberté
Dosage de Estradiol
Chez les hommes, les dosages d’œstrogènes sont indiqués en cas de développement anormal de la poitrine (gynécomastie) pour diagnostiquer une hyperoestrogénie (taux excessif d’hormones femelles).
Le dosage se fait sur un prélèvement sanguin.
Dosage de la Progestérone
Chez l’homme, l’hormone est produite dans les testicules et les glandes surrénales.
Son rôle est la régulation de la température corporelle, apaise l’asthme, contribue à la qualité de sommeil, prévient l’ostéoporose.
Le taux de progestérone est analysé par prose de sang.
Le dosage de l’estradiol et progestérone se fait par technique immunoessai basé sur la méthode par compétition.
Dosage de la Prolactine
Le dosage est prescrit chez l’homme dans le cas de :
Troubles de la fonction sexuelle, baisse de la libido, dysérection
Gynécomastie, rarement galactorrhée.
Chez le garçon :
Retard ou arrêt pubertaire
Retard de croissance pouvant révéler une atteinte hypophysaire.
Le dosage de la prolactine s’effectue par une prise de sang, réalisée à jeun après 15 minutes de repos.
Dosage de la Testostérone
Le dosage de la testostérone plasmatique totale associé au dosage de la TeBG est le meilleur moyen d’évaluer le fonctionnement hormonal du testicule.
Le dosage est utilisé chez les hommes suivis pour un cancer de la prostate et sous traitement antiandrogénique.
Chez l’enfant, le dosage peut être effectué en cas de trouble de la puberté ou d’anomalies des caractères sexuels secondaires.
Le dosage s’effectue à partir d’un prélèvement veineux le matin, car les concentrations d’hormone varient au cours de la journée.
Une testostéronémie trop faible est le signe d’un hypogonadisme.
Ce déficit en androgène peut être lié à un problème au niveau du testicule ou d’origine centrale (hypothalamus ou hypophyse)
autres causes : cirrhose, prise de médicaments (mitotanes), hypothyroïdie, âge ( andropause ).
Valeur usuelle : Chez l’homme, entre 8,2 et 34,6 nmol/L.
Dosage de l’Inhibine B
Chez l’homme, elle est un bon reflet de la fonction des tubes séminifères et est à ce titre prescrite dans les bilans de fertilité (azoospermie, oligospermie).
Chez l’enfant : ambiguïté sexuelle, les testicules féminisants (forme de pseudohermaphrodisme masculin caractérisée par l’absence d’organes génitaux externes ou par la présence d’organes plus ou moins féminins due à une insensibilité des organes aux androgènes essentiellement à la testostérone)
Valeur usuelle: Homme de 20-65 ans entre 135 et 350 pg/ml
Signification d’une baisse : Diminution de la quantité ou de la qualité des spermatozoïdes chez l’homme.
Dosage de l’Hormone Antimüllérienne
Chez le garçon elle produite par les cellules de Sertoli à des concentration élevée entre la vie fœtale et la puberté où elle s’effondre avec la production de la testostérone
Elle peut être dosée dans le liquide séminal comme marqueur de la spermatogenèse
Chez le garçon son dosage au niveau sérique est utile dans le diagnostic de l’ambiguïté sexuelle, troubles de la puberté
AMH est un paramètre important du bilan de stérilité chez l’homme pour la prise en charge des couples en assistance médicale à la procréation.
Spermogramme
il permet l’analyse quantitative et qualitative des spermatozoïdes et évalue en partie la qualité des sécrétions des glandes associées, après un recueil de sperme par masturbation.
au niveau macroscopique: on note volume, PH, viscosité, couleur, liquéfaction.
Au niveau microscopique : concentration des spermatozoïdes, mobilité, vitalité, présence ou non d’agglutinats, leucocytes
On peut réaliser :
Le spermocytogramme évalue la morphologie des spermatozoïdes
Spermoculture qui recherche de germes pathogènes
Rechercher des anticorps anti-spermatozoïdes
Aspermie est l’absence totale d’émission de sperme
Azoospermie est l’absence de spermatozoïdes dans le sperme
Oligozoospermie correspond à une numération de spermatozoïdes < ou égale à 15 millions spermatozoïdes /ml
Asthénospermie correspond à la présence de moins de 30% de spermatozoïdes à mobilité normale.
Tératozoospermie correspond à la présence de moins de 4% de spermatozoïdes morphologiquement normaux
Indication : l’analyse du sperme est essentiel dans l’évaluation de l’infertilité masculine.
Tests Dynamiques
Test à la LHRH :
le test de stimulation au LHRH permet d’évaluer si la glande hypophyse secrète les hormones FSH et LH en quantités suffisantes.
Durée du test 2 heures .
Installation d’un cathéter intraveineux par lequel les échantillons sanguins seront prélevés et l’hormone synthétique « Lutrépulse » administré. échantillons de sang prélevés avant administration de l’hormone , 30 , 60 , 90 et 120 minutes après l’injection de l’hormone .
Ce test aidera à préciser la nature ou la présence d’une puberté précoce ou tardive chez l’enfant.
Chez l’adulte : on recherche une insuffisance hypophysaire.
Test au Clomid :
le médicament Clomid est prescrit aux hommes atteints d’hypogonadisme hypogonadotrope pour augmenter les niveaux de testostérone.
Protocole : deux comprimés de 50 mg sont administrés par jour (matin et soir ) et ceci pendant dix jours.
Faire un prélèvement avant la prise de Clomid et tous les deux jours pendant la prise de médication pour dosage de FSH, LH et testostérone dans le sérum.
Test au Tamoxifène :
Ce médicament est prescrit chez l’homme pour traiter le cancer du sein .
Il entraine une augmentation de la testostérone 1mois après traitement (à la dose de 20mg/l)
Test à l’Ovitrelle (hCG) :
Il permet de déterminer la réponse des testicules à la stimulation par cette hormone, l’hormone agit sur le même recepteur que la LH qui est sécrétée au moment de la puberté et induit la fabrication de testostérone par les testicules.
Chez l’enfant : 60 µg , trois fois la première semaine puis 2 fois la deuxième semaine et 2fois par semaine à la 3ème semaine en sous cutanée .
Chez l’adulte : 120 µ g , deux fois par semaine en sous cutanée .
Chez l’enfant le test permet d’explorer les troubles de la différenciation sexuelle, cryptorchidies, retard pubertaire.
Pathologies
Retard Pubertaire Chez le Garçon
Est défini par l’absence de caractères sexuels secondaires à l’âge de 14 ans. L’absence de développement complet 4 ans après le début pubertaire est également assimilable à un retard de puberté.
On distingue :
les patients présentant un retard pubertaire simple se corrigeant spontanément .
Les déficits gonadotropes
Insuffisances gonadiques
Causes de déficit gonadotrope :
Syndrome de Kallman : les principales manifestations cliniques sont, l’association d’un micropénis et d’une cryptorchidie, une absence de puberté spontanée, déficit partiel ou complet de perception des odeurs, d’autres anomalies peuvent être associées, une aplasie rénale, fente labiale ou palatine …..
Cinq gènes responsables de la maladie ont été identifiés: KAL1 (chromosome x) , FGFR1 , FGF8 , PROKR2 , PROK2 (transmission autosomique).
Déficience en GnRH
Hypopituitarisme : c’est une carence en une ou plusieurs hormones hypophysaires. le diagnostic est basé sur le dosage sanguin des hormones hypophysaires et examens d’imagerie de l’hypophyse .
Les causes sont :
Atteinte de l’hypophyse
Tumeurs hypophysaires
Apport insuffisant de sang à l’hypophyse (hémorragie, caillots, anémie)
Déficit isolé en LH : défaut isolé de sécrétion de LH chez le garçon, les taux de FSH sont normaux. La spermatogenèse peut se mettre en place, il ya atrophie des cellules de Leydig et un déficit en testostérone. Ces garçons ne développent pas de caractères sexuels secondaires mais ils continuent à grandir car leurs épiphyses ne se soudent pas.
Syndrome de Klinefelter:
C’est une anomalie des chromosomes sexuels dans laquelle les garçons naissent avec au mois deux chromosomes x au lieu d’un seul, plus un chromosome Y (XXY)
Les garçons atteints présentent des troubles de l’apprentissage, ils ont de longs bras et jambes, des testicules de petite taille et ils sont stériles. Une gynécomastie peut apparaitre.
Ie syndrome touche un nouveau-né garçon sur 500 , le chromosome x surnuméraire est transmis par la mère.
Les hommes atteints de ce syndrome sont plus sujets au diabète sucré, des varices, hypothyroïdie, cancer du sein.
Un caryotype réalisé à partir d’une analyse de sang confirme le diagnostic du syndrome de klinefelter.
Traitement du syndrome de klinefelter :
Pour les enfants, orthophonie
pour les adolescents traitement par testostérone à vie.
Puberté Précoce
C’est l’apparition des caractères sexuel secondaires avant 9 ans chez le garçon.
Il existe deux formes :
puberté précoce vraie (complète) : enclenchée par réveil prématuré de l’axe hypothalamo-hypophysaire
pseudo-puberté précoce (fausse ou incomplète) : si l’apparition des caractères secondaires est due à une sécrétion autonome d’androgènes d’origine gonadique ou surrénalienne sans l’activation de l’axe gonadotrope ou bien la sécrétion d’hCG .
Causes de puberté précoce GnRH dépendante :
les garçons atteints sont susceptible d’avoir une lésion : tumeurs intracrâniennes en particulier de l’hypothalamus, gliome, neurofibromatose.
Chirurgie, radiothérapie ou chimiothérapie pour cancer .
Antécédents familiaux de puberté précoce GnRH dépendante .
tumeurs testiculaires synthétisant de la testostérone
Rarement production ectopique de β-hCG résultant de certaines tumeurs (due à l’activation des récepteurs de la LH dans les testicules) .
Rarement le syndrome de Mc cune Albright :
Il est défini par une triade clinique comportant une dysplasie fibreuse des os, des taches cutanées et une puberté précoce .
Il est dû à des mutations du gène GNAS , mutations de la protéine régulatrice de l’AMP c (protéine Gs alpha) .
Infertilité Masculine
Elle se définit par une anomalie dans la production de spermatozoïdes par les testicules ou de leur mobilité dans les voies génitales masculines ou féminines. Un couple est dit infertile lorsque non couvert par une contraception , il ne parvient pas à concevoir au cours d’une période de 12 mois .
Les causes d’infertilité masculine :
cryptorchidie (ectopie testiculaire) est une cause fréquente, c’est un défaut de migration du testicule de l’abdomen vers les bourses pendant la vie fœtale .
infections, oreillons
interventions chirurgicales dans la zone génitale
consommation de produits toxiques (cannabis, tabac, alcool )
anomalie génétique (syndrome de klinefelter … )
maladies chroniques et métaboliques (diabète …. )
traitement anti-cancéreux
cancer des testicules
obstruction des voies spermatiques
hypogonadisme
atteinte de l’axe hypothalamo-hypophysaire
hyperprolactinémie
atteinte de la prostate
Présence d’anticorps anti spermatozoïdes (l’organisme peut développer des anticorps contre les SPZ en cas d’effraction de la barrière hémato testiculaire comme dans l’infection, traumatisme, chirurgie ….).
Traitement de l’Infertilité
diminuer le poids dans le cas de surcharge pondérale
cures à base de vitamines ou antioxydants pour améliorer la qualité du liquide séminal.
Conclusion
Les gonades vont produire à la fois les gamètes (spermatozoïdes) sur le plan exocrine et les hormones sexuelles sur le plan endocrine. Chacune de ces fonctions sera contrôlée par des hormones hypophysaires.
Ces hormones auront des rôles majeurs pour le bon fonctionnement du corps chez la femme dans la vie de tous les jours.
Une bonne compréhension de la fonction gonadique est nécessaire pour l’orientation du diagnostic et les explorations des pathologies gonadiques.