Les organes génitaux deviennent fonctionnels à la puberté. Chez l'homme, c'est à partir de cette période que les testicules synthétisent des spermatozoïdes et que leur rôle de glandes sécrétrices d'hormones se met en place. Il existe un système complexe de régulation de l'activité endocrine des testicules.
I - Les fonctions des testicules
Chez le mammifère mâle adulte, le testicule exerce deux rôles.
1 - La spermatogénèse
De la puberté à la fin de sa vie, un homme produit en continu des spermatozoïdes. Ce sont des cellules très spécialisées et mobiles grâce à leur flagelle. Elles sont adaptées au déplacement dans les voies génitales de la femme pour atteindre l'ovule et y apporter le matériel génétique contenu dans leur tête. Pendant leur déplacement dans les conduits génitaux masculins, ces cellules reçoivent des sécrétions de glandes annexes, notamment la prostate. Le tout constitue le sperme, qui contient de 50 à 100 millions de spermatozoïdes par millilitre.
Représentation très schématique d'un spermatozoïde.
Les spermatozoïdes sont produits dans la paroi des
tubes séminifères. Chaque spermatozoïde contient des milliers de ces tubes, enroulés sur eux-mêmes. C'est ici le siège de tout le processus de
spermatogénèse. A partir des cellules germinales souches, qui se multiplient très activement par mitose en périphérie des tubes, se formeront les spermatozoïdes qui seront évacués dans la lumières des tubes. Certaines des cellules souches s'enfoncent dans l'épaisseur de la paroi et subissent une méiose, assurant ainsi l'haploïdie des gamètes mâles. Les spermatozoïdes évacués gagnent alors l'épididyme, où ils sont stockés et acquièrent leur mobilité.
Ce processus se fait aussi grâce aux
cellules de Sertoli, que l'on retrouve dans la paroi des tubes séminifères, et qui jouent de nombreux rôles essentiels, tels qu'un rôle de soutien, un rôle nourricier, un rôle hormonal.
2 - Sécrétion d'hormones
Outre son rôle de synthèse des spermatozoïdes, le testicule est une
glande endocrine. Dès le développement embryonnaire, puis à la puberté pour la mise en place des caractères sexuels secondaires, l'émission d'hormones par les testicules est primordiale au bon déroulement du développement (
voir fiche « du sexe génétique au sexe phénotypique »).
L'hormone mâle, ou testostérone, est une molécule synthétisée par les
cellules de Leydig (ou
cellules interstitielles). Comme toutes les hormones, elle est ensuite évacuée dans le sang pour agir sur ses cibles, qui peuvent être éloignées du site de production. Les cibles en question sont tous les organes possédant les récepteurs spécifiques de la testostérone : muscles, glandes annexes de l'appareil reproducteur, certaines parties du système nerveux, etc. Elle agit notamment sur les cellules des tubes séminifères en les stimulant. Elle est donc indispensable au mécanisme de la spermatogénèse.
La sécrétion de testostérone est globalement constante. Les taux sanguins fluctuent autour d'une valeur moyenne relativement stable au cours de la vie d'un homme. Plus précisément, la sécrétion est pulsatile. Des épisodes d'intense sécrétion de quelques minutes alternent avec des périodes de non-sécrétion de quelques heures. La concentration sanguine fluctue donc autour d'une moyenne : elle est maximale au moment des épisodes de sécrétion, ou
pulses, et elle diminue ensuite progressivement jusqu'au prochain pulse.
Représentation schématique de l'évolution de la concentration plasmatique de testostérone au cours d'une partie de la journée. La sécrétion pulsatile suit ce modèle tous les jours de l'existence d'un homme à partir de la puberté.
II - La régulation de la sécrétion des hormones sexuelles masculines
Comme tous les systèmes régulateurs de l'organisme, la maîtrise de la concentration d'hormones sexuelles mâles dans le sang suit un schéma général. Il s'agit d'une régulation dynamique. Ce type de fonctionnement s'appelle
servomécanisme. Il est capable de réaliser de manière autonome un certain nombre d'actions programmées.
Ici la sécrétion est sous contrôle de
l'axe hypothalamo-hypophysaire.
1 - Le rôle de l'hypophyse
L'hypophyse agit sur les testicules en sécrétant deux hormones, appelées
gonadostimulines, car elles agissent sur les gonades :
2 - Le rôle de l'hypothalamus
L'hypothalamus est situé dans la zone antérieure de l'encéphale, au-dessus de l'hypophyse. Il est responsable de la sécrétion d'une hormone appelée
gonadolibérine, ou
GnRH. La sécrétion de cette hormone est également pulsatile et conditionne la sécrétion hypophysaire des deux gonadostimulines.
La GnRH est une
neurohormone. Elle est libérée à l'extrémité des axones des neurones de l'hypothalamus, puis dans le sang vers les cellules de l'hypophyse, toutes proches.
Les neurones de l'hypothalamus sont en contact avec les neurones de nombreuses autres régions de l'encéphale. Toutes ces régions nerveuses influencent l'activité de l'hypothalamus par la sécrétion de neurotransmetteurs inhibiteurs ou activateurs, et contribuent donc à la régulation de la sécrétion de GnRH.
Outre ce contrôle cérébral de l'activité hypothalamique, la testostérone est également un élément régulateur. Les neurones sécréteurs de GnRH possèdent des récepteurs à la testostérone. Cela permet une inhibition de la sécrétion de GnRH en présence d'une grande concentration de testostérone dans le sang. Ce système s'appelle le
rétrocontrôle négatif.
Représentation schématique de l'ensemble du mécanisme autorégulé aboutissant à la sécrétion de testostérone.
Les « + » indiquent un effet activateur.
Les « - » indiquent un effet inhibiteur.