L'appareil génital mâle

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1 L'appareil génital mâle L'appareil génital mâle comprend : Deux testicules : Assurent la production des gamètes mâles, leur transport, leur expulsion et leur stockage. Ont deux fonctions Fonction endocrine sécrète les androgènes Fonction exocrine expulse les spermatozoïdes Le tractus génital : Comprend -les voies spermatiques intra et extra-testiculaires - Les voies excrétrices - Les glandes annexes (Vésicule séminale, Prostate, Glande bulbo-urétrale) - L'organe copulateur. A - Les testicules Organe pair, ovoïde logé dans une poche : le scrotum. Deux fonctions essentielles : - Formation des spermatozoïdes (sp) - sécrétion d'hormones stéroïdes (androgènes) Structure histologique: Entouré d'une capsule conjonctive fibreuse qui est épaisse, et riche en fibres de collagène et renferme quelques fibres musculaires lisses. - L'albuginée Elle s'épaissit sur la hauteur du testicule (au niveau de la coiffe) et s'enfonce dans le testicule pour former le corps d'hihgmore qui est parcouru par un réseau de canalicules : le rete testis. Il existe des cloisons qui partent du corps de Hihgmore et qui vont délimiter 200 à 300 lobules testiculaires. Chaque lobule testiculaire va renfermer 2 à 4 tubes séminifères qui sont très long ( de 30 cm à 1 m de longueur et de 150 à 250 micromètres de diamètre), ils débouchent dans le rete testis par des tubes droits. I - Les tubes séminifères. Coupe du tube séminifère : Est limité par une gaine péri-tubulaire formée par un e membrane basale, par des fibroblastes et des fibres de collagène = membrane propre du tube séminifère. Entre les tubes séminifères, présence de tissu conjonctif lâche contenant des cellules endocrines = les cellules de Leydig qui sont soit isolées soit regroupées autour d'un vaisseau. Ces cellules sécrètent essentiellement la testostérone. La paroi du tube séminifère est formée d'un épithélium stratifié dans lequel on distingue 2 types de cellules : - cellules de la lignée germinales (3 à 5 couches) - cellules de Sertoli. 1

2 Membrane propre des tubes séminifères : 3 à 5 µm d'épaisseur Constituée de plusieurs couches : - Lame basale propre du tube séminifère proprement dite (sur laquelle reposent les cellules germinales) - couche de cellules myoïdes - couche fibrillaire (fibre de collagène +++) - couche de cellules directement en contact avec le tissu environnant ( cellules superficielles). II - La lignée germinale. Indissociable de la spermatogenèse = *processus qui aboutit à la formation des gamètes * débute à la puberté, atteint son maximum vers 20 ~ 30 ans et diminue jusqu'à 50 ans ensuite mais peut se prolonger jusqu'à un âge avancé. On distingue 3 phases : - Phase de prolifération (spermatogonies) - Phase de maturation (spermatocytes) - Phase de différenciation (spermatides) Lorsqu'on se dirige vers la lumière du tube séminifère, on assiste à la succession de : spermatogonies, spermatocytes I, spermatocytes II, spermatides, spermatozoïdes (sp) 1 - Phase de prolifération (spermatogonies). Spermatogonie = cellule arrondie ( 10 à 15 µm de diamètre) plaquée contre la membrane basale. On distingue 3 sortes : - Spermatogonie Ad (d = dark) : chromatine fine - Spermatogonie Ap (p = pâle) : chromatine claire - Spermatogonie B : chromatine croûtelleuse Nécessité d'un maintien d'un pool constant de ces cellules souches. Les spermatogonies se multiplient par mitoses normales, la cellule de base est la spermatogonie Ad qui se divise en 2 : - gonie Ad : reste cellule souche (pool de réserve) - gonie Ap qui elle-même se divise en 2. Elle donne 2 gonies B. On peut dire que la cellule Ap est la cellule initiale de la spermatogenèse. 2- Phase de maturation (spermatocytes) Correspond à la méiose proprement dit. Spermatocytes I = cellule arrondie, un peu plus volumineuse. Reste en interphase pendant 3-4jours, où a lieu l'ultime phase de réplication : phase S qui précède la méiose. Se trouvent jute au-dessus des gonie dans le compartiment basal où ils restent tant qu'ils n'ont pas vraiment entamé la méiose : spermatocytes en pré-leptotène. Passent dans le compartiment adluminal, lorsque les spermatocytes I entrent dans les autres phases de la méiose (spermatocytes leptotènes et post leptotènes) Spermatocytes II : sont plus ronds et plus petits Sont tous situés dans le compartiment adluminal, Ont une durée de vie très courte (~24h) car se transforment rapidement en spermatides. 2

3 3 - Phase de différenciation (spermatide) Spermatides : plus petites cellules ( 6 à 7 µm de diamètre), sont les cellules les plus interne du tube séminifère et sont souvent au contact de la lumière de ce tube séminifère. Cette étape ne comprend pas de division seulement des modifications cellulaires, morphologiques, cytologiques,... qui conduisent aux sp. La spermiogénèse. Se déroule en 4 étapes: -1ière étape: App de Golgi synthétise des vacuoles qui vont confluer et former la vésicule acrosomiale qui contient des lysozyme. - 2ième étape: La vésicule acrosomiale aug de volume et s'étale sur le pourtour du noyau et forme ainsi le "capuchon acrosomial".début de formation de l'axonème à partir du centriole distal. - 3ième étape: Allongement de la spermatide (axonème ++), le capuchon acrosomial recouvre les 2/3 du noyau. On assiste à un glissement de cytoplasme = manchon cytoplasmique. - 4ième étape: Les mitochondries s'allongent et forment le manchon mitochondrial. Elimination du manchon cytoplasmique en gouttelette cytoplasmique. Précision de la forme du sp. Facteurs qui peuvent nuire à la spermatogenèse : - Facteur vasculaire : manque d'o2 => ischémie (4h) si torsion - La température : température normale 34 C au niveau interscrotal. Si cryptorchidie 37 C => stérilité - Les maladies : oreillons à la puberté => stérilité - Radiations ionisantes - Les anti-mitotiques - Les anti-dépresseurs - Les immunodépresseurs - Orchite, Cinétique de la spermatogenèse a- Le cycle spermatogénétique. = Succession chronologique des différents stades en un point donné du tube séminifère. 74 jours chez l'homme. Durée de vie des différentes générations cellulaires: - Spermatogonies Ap = 18 jours - Spermatogonies B = 9 jours - Spermatocytes I = 23 jours - Spermatocytes II = 1 jour - Spermatides = 23 jours Ce cycle se déroule par vagues successives le long du tube séminifère, ce qui explique l'aspect variable du tube séminifère en différents points. En coupe transversale par exemple, on peut distinguer des cadrans (3 ou 4): 1 cadran correspond à une phase différente 3

4 b- Le cycle de l'épithélium germinatif. Chez l'homme, 6 types d'associations cellulaires décrites dans le testicule ( Classification de Clermont) correspondant à autant de stades qui se succèdent au cours du cycle de l'épithélium germinatif, numérotés de I à IV. Durée du cycle = 16 jours. La présence de différents stades s'explique par: - Chaque type cellulaire à une durée de vie propre et constante - Ces cellules sont constamment poussées vers la lumière par une nouvelle couche de cellules souches (nouvelle génération) - Toutes les cellules appartenant à une même génération sont reliées par des ponts cytoplasmiques (synchronisation de leur maturation) Le cycle de l'épithélium germinatif assure la continuité de la production des sp. III - La cellule de Sertoli. Jamais observée en mitose Cellule massive qui va de la membrane basale jusqu'à la lumière : occupe toute la hauteur du tube séminifère. Au MO, leur limites ne sont pas visibles, on distingue son noyau : très volumineux, angulaire, avec un grand nucléole. Présente des invaginations dans lesquelles se logent les cellules. Au ME, on retrouve les organites habituels; app de golgi, REG,... et de nombreux µfilaments, µtubules et lysosomes. On distingue diverses systèmes de jonctions : sérées qui limitent le compartiment basal de type desmosome au niveau du compartiment adluminal. Fonctions de la cellule de Sertoli : - Constituant de la barrière hémato-testiculaire - Soutien de l'épithélium germinatif - Compartimentation de l'épithélium séminifère - Différenciation des cellules germinales (directement impliquée) - Phagocytose - Spermiation (libération de sp dans la lumière du tube séminifère) - Sécrétion (Androgen Binding Protein, Inhibine + facteurs de croissance qui contrôlent la spermatogenèse) - Transformation de la testostérone en dihydrotestostérone - Rôle nourricier des cellules germinales Elle sécrète le liquide séminal primitif. 4

5 IV - La barrière hémato- testiculaire. Le passage de toute substance entre le sang et l'épithélium germinatif est un passage sélectif (protéines, cholestérol) La composition du fluide testiculaire est différente de celle du plasma sanguin, de la lymphe et du liquide interstitiel Passage par simple diffusion est possible pour l'eau et qq. électrolytes. La barrière devient fonctionnelle à la puberté. En cas d'altérations, il peut y avoir arrêt de la spermatogenèse, l'essentiel des agressions sont immunologiques. Elle protège les cellules de la lignée germinale. Quatre compartiments différents : -Le compartiments inter-tubulaire entre les lames basales des capillaires sanguins et la paroi propre des tubes séminifères - Le compartiments sub-épithélial correspondant à la paroi propre du tube séminifère - Le compartiment basal entre la lame basale de la paroi propre et la ligne des jonctions sérrées des cellules de Sertoli - Le compartiment adluminal, de la ligne des jonctions serrées à la lumière du tube séminifère Fonction de la barrière hémato-testiculaire : - Etablir les conditions nécessaires au déroulement de la méiose et éviter les réactions autoimmunes contre la lignée germinale. - Conditionner les échanges entre l'épithélium germinatif et le compartiment interstitiel. - Contribuer à la formation du fluide testiculaire créant un flux liquidien acheminant les sp vers les voies spermatiques. V - La cellule de Leydig Se situent dans l'espace entre les tubes séminifères Soit isolées, soit en grappes De 10 à 15 µm de diamètre, ont un noyau central arrondi, un cytoplasme dense. Possèdent un RE+++, des mitochondries à crêtes => cellules qui sécrètent des stéroïdes. Cellules endocrines qui sécrètent les androgènes sous forme de dihydrotestostérone. L'ensemble des cellules de Leydig forme la glande interstitielle. On les distingue dès la 8ième semaine in utéro : plein fonctionnement au 3ième mois, involution au 7ième mois et on ne les distingue plus à la naissance. Puis 2ième phase de développement à la pré-puberté. Fonction de la cellule de Leydig : Elaboration des androgènes testiculaires qui induisent la différenciation, le développement et la fonction du tractus génital et sont responsables des caractères sexuels secondaires. 5

6 B - Le tractus génital. Il comprend : - Les voies spermatiques intra-testiculaires ( tubes droit et rete testis ) - Les voies spermatiques extra-testiculaires : - Les canaux efférents - Le canal épididymaire - Le cana déférent - Le canal éjaculateur - Le canal uro-génital (urètre) - Les glandes génitales annexes. I - Les tubes droits et le rete testis. Les tubes séminifères débouchent dans des segments avec une lumière étroite : les tubes droits. Ceux ci vont s'ouvrir an niveau du corps de hihgmore dans un réseau labyrinthique = le rete testis. Ont un épithélium cubique simple. Ces canaux ont une fonction d'échange contribuant à modifier la composition du fluide testiculaire. II - Les canaux efférents Les canaux efférents traversent l'albuginée, s'enroulent et forment des cônes. (aspect festonné) Leur paroi est constituée de : - Un épithélium pseudo-stratifié, prismatique, de hauteur variable, reposant sur une membrane basale. - Trois types de cellules : - les cellules prismatiques ciliées (aident à la progression des sp) - les cellules prismatiques glandulaires - les cellules basales de remplacement (contre la membrane basale) - Formations péri-épithéliales avec une ou 2 couches de fibres musculaires lisses à disposition circulaire Cet épithélium est donc cerné par une couche de fibres musculaires lisses, qui est regroupée dans un tissu conjonctif lâche Le manchon de fibres musculaires lisses va créer des ondes péristaltique qui aident aussi à la progression des sp. A ce niveau, on assiste à la réabsorption du fluide testiculaire => concentration des sp. Donc les sp avancent grâce : - à la pression du fluide testiculaire - des cils. - des contractions péristaltiques. 6

7 III - Le canal épididymaire Comprend 3 parties : tête, corps, queue. Tube de 5 m de long et de 0,4 à 0,8 de diamètre. Paroi constituée de : - Epithélium pseudo-stratifié, prismatique composé de 2 types de cellules : - les cellules à stéréo-cils, prolongements cytoplasmiques apicaux, sans structures vibratiles - les cellules basales de remplacement Cet épithélium pseudo-stratifié cylindrique très haut dont la hauteur diminue au fur et à mesure que l'on s'avance vers la queue de l'épididyme. - Formation péri-épithéliales renfermant des fibres musculaires lisses à disposition circulaire. Manchon qui s'épaissit le long du canal - La taille des cellules à stéréo-cils diminue de la portion proximale à la portion distale du canal. Fonction du canal épididymaire - Rôle déterminant dans la composition du fluide épididymaire. - Dans la partie initiale, réabsorption de 90 % du fluide testiculaire. - Les cellules de la tête et du corps synthétisent et sécrètent des protéines et des glycoprotéines dont certaines se fixent sur la membrane plasmique des sp. - Les cellules du corps concentrent à partir du sang des molécules comme la carnitine - Les cellules de la queue synthétisent et sécrètent des lipides - Toutes ses fonctions sont androgénodépendantes - Le transit des sp. dans l'épididyme dure de 1 à 12 jours. Acquisition de la mobilité interviennent dans le pouvoir fécondant = DECAPACITATION Au cours du transit, de nombreuses cellules vont dégénérer, nettoyage assuré par des macrophages. IV- Le canal déférent - 40 cm de long. Diamètre de 2mm - Caractérisé par une lumière étroite et une épaisse paroi musculaire lisse. Muqueuse formé d'un épithélium prismatique, pseudo-stratifié cellules à stéréo-cils - Se dilate à son extrémité distale pour former l'ampoule - Rôle de réservoir Fait suite au canal épididymaire et aboutit dans l'urètre. Paroi épaisse formée de 3 tuniques : - muqueuse mince : épithélium prismatique pseudo-stratifié, cellules pourvu de stréréo-clis, chorion sous-jacent est a glandulaire et riche en fibres élastiques. - musculeuse : 3 couches de fibres musculaires lisses : interne longitudinale, moyenne circulaire, externe longitudinale. Ampoule = passage entre canal déférent et canal éjaculateur Rôle dans l'éjaculation : musculeuse émets des ondes péristaltiques qui assure l'expulsion des sp. 7

8 V - Les canaux éjaculateurs - 2cm de long. Diamètre de 2 mm - Ils traversent la prostate et s'abouchent à la paroi postérieure de l'urètre prostatique. - Leur lumière est limitée par un épithélium prismatique simple. - Ils perdent la musculeuse développée => peu développée. VI - Le canal uro-génital (urètre) Prend naissance à la partie inférieure de la vessie et s'ouvre à l'extrémité du pénis, plus précisément sur le méat uro-génital. - Trois portions : - l'urètre prostatique - l'urètre périnéal ou membraneux - l'urètre pénien ou spongieux Paroi avec épithélium relativement variables (unicellulaire qui devient pluristratifié, malpighien. - Les urètres membraneux et spongieux sont recouvert d'un épithélium prismatique, stratifié. Des glandes intra-épithéliales (dans le chorion) de type muqueux interviennent dans la lubrification du canal. - Le chorion de l'urètre pénien est entourée par un tissu érectile, le corps spongieux. Musculeuse possède 2 couches : - longitudinale interne - circulaire externe. VII - Les glandes génitales annexes Constituées par les vésicules séminales, la prostate et les glandes bulbo-urétrales ( ou Mery Cowper ) 1 - Vésicule séminale Contenue dans une capsule conjonctif fibreuse. Invagination du canal déférent englobé de tissu conjonctif. - Formées d'un ou de plusieurs tubes contournés - La paroi des tubes est formée de : - une muqueuse avec de nombreux replis. L'épithélium prismatique pseudo-stratifié possède 2 types de cellules : des cellules principales, glandulaires et des cellules basales de remplacement. - une musculeuse de fibres musculaires lisses (2 couches : externe longitudinale, une interne circulaire ) - une adventice (très fine) Fonction des vésicules séminales Elles forment avec les ampoules déférentielles et les canaux éjaculateurs une entité physiologique, le complexe ampulo-vésiculo-ductal auquel on attribue 3 fonctions : sécrétion (la moitié du liquide seminal), spermatophagie (élimination des sp morts), et réabsorption (des sécrétions prostatiques). 8

9 2 - La prostate Elle constitue le carrefour uro-génital. Elle entoure l'urètre prostatique. Organe musculoglandulaire entouré par une capsule fibro-élastique Traversée de haut en bas par l'urètre prostatique. Comprend 2 sphincters : - un lisse interne au départ vésical de l'urètre - un externe strié à l'extrémité distale de l'urètre prostatique (responsable de l'acte volontaire de la miction) En forme de châtaigne située à la partie inférieure de la vessie. Des cloisons délimitent des Lobules. 3 - Les glandes prostatiques - Glandes tubulo-alvéolaires limitées par un épithélium prismatique simple (une cinquantaine) - Dans les cloison inter-alvéolaires se trouvent des fibres musculaires lisses - Les cellules de type glandulaire à sécrétion mérocrine (exocytose) ou apocrine ( entraîne avec eux un fragment de membrane apicale ). - La lumière glandulaire renferme parfois des corps amyloïdes (corps de Robin) - La sécrétion prostatique est androgéno-dépendante. Elle représente 30 % du volume de l'éjaculât Sécrétion prostatique => liquide prostatique épais blanchâtre, très riche et très nourrissant pour les sp. Les sp. représentent seulement 10 à 15 % du volume total de l'éjaculât. Les glandes prostatiques sont réparties en 3 groupes : - Les péri-uretrales internes - Les péri-urètrales externes - Les principales (essentiel des sécrétions prostatiques) Pathologie Le cancer de la prostate est le plus fréquent chez l'homme après le cancer du poumons. Adénocarcinome au niveau des glandes principales => dosage des la PSA pour surveillance. 4 - Les glandes bulbo- urétrales Très petites (petits pois) - Elles abouchent dans l'urètre membraneuse - Ce sont des glandes tubulo-acineuse de type muqueux + capsule conjonctive élastique (muscles lisses) - Leur sécrétion est androgéno-dépendante et semblable par sa composition à la sécrétion prostatique. Sécrètent du mucus déversé dans la partie postérieure de l'urètre, précède l'arrivée du sperme. 9

10 VIII - Le pénis Constitué d'une série d'enveloppes et de 3 formations érectiles : - Le corps spongieux - Les 2 corps caverneux Chacune a une fonction érectile et est entourée par une albuginée qui lui est propre, de fibres élastiques... Les deux corps caverneux sont situés à la face dorsal du pénis et sont séparés par la cloison pectiniforme (prolongement de l'albuginée) Le corps spongieux : entoure l'urètre, est moins dense que les corps caverneux ( contient moins de cavernes et moins de fibres musculaires lisses) Il se termine par un renflement antérieur = le gland. 10