THEME 3A – FEMININ, MASCULIN

TP3 – La fonction testiculaire et sa régulation chez l’homme

Nous avons vu que la mise en place des organes génitaux est liée à un déterminisme génétique mais également

à la production d’hormones telles que l’AMH et la testostérone. A la puberté, cette production hormonale s’accroît

significativement, ce qui permet à l’appareil reproducteur de devenir mature et permet la production des gamètes : les

spermatozoïdes.

Problème posé : Quels sont les processus impliqués dans la production de gamètes chez l’homme ?

Matériel :

- Microscope optique et lames de coupe de testicules

- Documents

Activités et déroulement des activités Capacités Barème

Activité 1 : Fonctionnement du testicule

1- Observez la lame histologique proposée au microscope optique

2- Complétez le document A proposé et définissez les 2 fonctions du testicule

Activité 2 : Régulation de l’activité testiculaire

3- Analysez l’ensemble des documents et reportez vos observations et interprétations dans le

tableau (document B) proposé par le professeur.

4- Complétez le schéma bilan (Document C) montrant quels sont les processus participant à la

régulation de la fonction testiculaire chez l’homme.

5- Rangez le matériel utilisé.

Observation (microscope)

Analyser, extraire des

informations

Analyser, extraire des

informations

Réalisez un schéma bilan

Gérer et organiser le poste de

travail

Document 1 : Structure et fonctionnement du testicule

Document 2 : Structure et fonctionnement du spermatozoïde

Le spermatozoïde est caractérisé par un

minimum de cytoplasme et l'ADN le plus

densément compacté connu chez les

eucaryotes. Le noyau contient seulement

23 chromosomes.

Chez l'humain, le spermatozoïde a une

tête de 5 µm par 3 µm est composé de 3

parties :

- La tête qui contient le noyau et est

recouverte de l'acrosome, organite

riche en enzymes importantes lors de

la fécondation. Lors du mouvement,

la tête tourne sur elle-même le long

d'une trajectoire hélicoïdale.

- La pièce intermédiaire qui contient

les mitochondries permettant

notamment de créer de l’énergie

(ATP) via la respiration cellulaire

nécessaire au mouvement.

- Le flagelle d'une longueur de 60 à 65

µm bat régulièrement afin de

propulser le spermatozoïde.

Dans l’éjaculat (dont le volume varie de 2 à 6 ml), on retrouve près de 200 millions de spermatozoïdes.

Détail de spermatozoïdes observés au microscope

Document 3: Quelques expériences sur la fonction testiculaire et sa régulation

Expérience 1 : La castration d’un homme était autrefois pratiquée chez les eunuques chargés de la garde des

harems dans le monde musulman et en Chine. Celle ablation testiculaire ne rend pas seulement stérile, mais

entraîne une profonde modification des caractères sexuels secondaires (masse musculaire, pilosité, voix…),

une régression des glandes annexes et une disparition de la libido.

Expérience 2 : La castration bilatérale d’un jeune mâle perturbe la puberté : l’appareil génital reste infantile,

les caractères sexuels secondaires ne se développent pas. Ces troubles liés à la castration sont généralement

évités :

- Soit par une greffe de testicules, quelques soit l’endroit où elle est réalisée.

- Soit par des injections quotidiennes d’extraits testiculaires.

- Soit par des injections quotidiennes de testostérone

Expérience 3 : L’ablation ou la détérioration pathologique de l’hypophyse (petite glande située à la base du cerveau) entraîne un arrêt de la spermatogenèse et un arrêt de la sécrétion de testostérone. Expérience 4 : Dans cette situation (détériotation de l’hypophyse), on constate - que l’ajout d’hormone FSH (Folliculo-Stimulating Hormon) rétablit la production de spermatozoïdes mais pas la production de testostérone. Expérience 5 : Dans cette situation (détériotation de l’hypophyse), on constate - que l’ajout de LH (Luteinic Hormon) rétablit la production de testostérone. Expérience 6 : L’ablation ou la détérioration pathologique de l’hypothalamus (zone du cerveau au-dessus de l’hypophyse) entraîne un arrêt de la spermatogenèse et un arrêt de la sécrétion de testostérone

Expérience 7 : A l’aide d’une technique complexe, on a mis en évidence les cellules productrices de

testostérone sur des coupes fines de testicules. Les points noirs indiquent l’emplacement d’une enzyme

indispensable à la synthèse de l’hormone sexuelle mâle.

Expérience 8 : L’observation des connexions entre hypothalamus et hypophyse montre que :

Expérience 9 : L’analyse des concentrations en LH et testostérone montre que :

Expérience 10 : Effet de la testostérone sur l’hypothalamus et l’hypophyse

Document A :

Document A :

Document B :

Expérience Observation Interprétation

Expérience 1

Expérience 2

Expérience 3

Expérience 4

Expérience 5

Expérience 6

Expérience 7

Expérience 8

Expérience 9

Expérience 10.1

Expérience 10.2

Document A :

Document B :

Expérience Observation Interprétation

Expérience 1 La castration rend stérile et atténue les caractères sexuels secondaires

Le testicule est chargé de produire les gamètes mâles et des hormones qui développent les CSS.

Expérience 2 Ces troubles liés à la castration sont évités par une greffe, par des injections d’extraits testiculaires, par des injections de testostérone

La testostérone est impliquée dans la régulation de la production de gamètes chez l’homme et dans la mise en place des caractères sexuels secondaires.

Expérience 3 Sans hypophyse il y a arrêt de la spermatogenèse et de la production de testostérone.

L’hypophyse contrôle la production de la testostérone (qui contrôle elle-même la production de spermatozoïdes).

Expérience 4 L’ajout d’hormone FSH rétablit la production de spermatozoïdes mais pas la production de testostérone.

- Ce contrôle hypophysaire est déterminé en partie par l’hormone FSH qui active la production de spermatozoïdes. - La production de testostérone n’est donc pas suffisante pour activer la spermatogenèse.

Expérience 5 L’ajout de LH rétablit la production de testostérone.

L’hypophyse active la production de testostérone via la production de LH

Expérience 6 L’ablation de l’hypothalamus entraîne un arrêt de la spermatogenèse et un arrêt de la sécrétion de testostérone

- L’hypothalamus est également impliqué dans le contrôle de la spermatogenèse et dans le contrôle de la production de testostérone. - Il pourrait activer la production de LH et FSH ?

Expérience 7 La testostérone est accumulée dans le tissu interstitiel et dans des cellules en périphérie des tubes séminifères

La testostérone est produite par les cellules interstitielles (cellules de Leydig) et par des cellules du tube séminifère régulièrement espacées (cellules de Sertoli)

Expérience 8 L’hypothalamus produit de la GnRH qui active la production de FSH et LH par l’hypophyse.

L’hypothalamus contrôle l’hypophyse qui contrôle elle-même le testicule.

Expérience 9 Les pics de LH précèdent de peu les pics de testostérone. Plus le pic de testostérone est intense, plus le temps avant le prochain pic de LH est long.

La LH active la production de testostérone qui agit en retour sur la production de LH : plus la testostérone est présente, moins la LH est secrétée.

Expérience 10.1 La testostérone radioactive se fixe sur les cellules d’hypothalamus

Il existe des récepteurs à la testostérone sur l’hypothalamus. Le rétrocontrôle passe probablement par l’action du l’hypothalamus (pas sur la LH directement).

Expérience 10.2 La castration (et la baisse de T) induit une forte production de LH

Ceci confirme le rétrocontrôle : quand la testostérone est peu présente, la LH est produite en grande quantité pour activer la production de testostérone et ainsi retrouver un niveau normal.