Données Histophysiologiques

La glande interstitielle du testicule adulte apparaît comme une glande endocrine. Ses élaborations hormonales, multiples, tiennent notamment sous leur dépendance la morphologie et le fonctionnement d’un certain nombre d’organes ou de tissus ; plusieurs de ces organes sensibles à l’action des hormones mâles apparaissent comme des «caractères sexuels secondaires ».

Le problème d’histophysiologie relatif à l’activité endocrine du testicule consiste à localiser la source cellulaire des hormones mâles.

A. Généralités

Les hormones mâles (comme d’ailleurs les hormones femelles) déterminent, à un certain moment de la vie, une transformation morphologique de l’individu qui le fait passer de l’habitus du sujet impubère à l’aspect du sujet adulte; cette différenciation sexuelle se traduit par l’acquisition de caractères sexuels secondaires.

On classe en effet, rappelons-le, les caractères sexuels de la façon suivante:

1. Caractères sexuels primordiaux correspondant au sexe génétique fixé à la fécondation et résultant de la combinaison chromosomique des cellules sexuelles des procréateurs (combinaison d’autosomes et d’hétérochromosomes)

2. Caractères sexuels primitifs, correspondant au sexe gonadique, apparaissant chez l’embryon et résultant de l’évolution d’une gonade d’abord indifférenciée;

3. Caractères sexuels primaires, correspondant au sexe gonophorique, apparaissant après le développement de la gonade et sous l’influence des sécrétions de cette gonade dans ces conditions se constituent les conduits génitaux et leurs glandes annexes, ainsi que les organes génitaux externes ;

4. Caractères sexuels secondaires, correspondant au sexe somatique qui se manifeste après la puberté et qui se traduit par le développement harmonieux de certains organes-cibles; ce développement prouve l’action morphogène des hormones sexuelles ; ces caractères ne se manifestent pas en l’absence des hormones sexuelles ¹.

B. Origine cellulaire des hormones mâles

Le testicule adulte comprend en somme trois éléments:

- les cellules germinales;

- les cellules de Sertoli,

- les cellules de Leydig.

Pour établir l’origine cellulaire des hormones mâles, on recherche, par des combinaisons expérimentales ou par l’observation de cas pathologiques, un parallèle entre l’état du développement de ces constituants du testicule et la présence (ou l’absence) des caractères sexuels secondaires.

1. CARACTÈRES SEXUELS SECONDAIRES ET GLANDE INTERSTITIELLE

Nous résumons, dans le tableau synoptique ci-après, l’influence de certaines circonstances expérimentales ou pathologiques sur les trois catégories d’éléments testiculaires.

En somme, les caractères sexuels secondaires ont un développement parallèle à celui de la glande interstitielle.

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circonstances                     lignée                      cellules         cellules                       caractères

d’observation                     germinale               de Sertoli      de Leydig                     sexuels

                                                                                                                                      secondaires  

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ligature du canal               absente             normales             normales                 développés           déférent                                                                                                                                        

dissociation diastémato-                                                                                                            

spermatique                                                                               

cryptorchidie

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injection de gonado-        absente                 peu développées       activées       développés           stimuline (ICSH) à                                                                                                                       

l’animal impubère                                                                                                                        

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injection de gonado-        activée                     développées      absentes                        absents     stimuline (FSH) à

l’animal impubère

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carence vitaminique     conservée                     conservées       détruites             absents               A ou B

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irradiation (400 r)       différenciée                  différenciées      détruites            arrêt du

chez l’animal pré pubère                                                                                  développement                                                                                                                                                                     

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irradiation (10000 r)    détruite                          détruites         persistantes     persistants              chez l’adulte                                                                                                                               

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tumeurs à cellules       absente      peu développées    hyperplasiées       pseudo-puberté

interstitielles                                                                                                          précoce              

chez l’enfant                                                                                                                               

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2. CAS PARTICULIER DE LA «DISSOCIATION DIASTEMATO-SPERMATIQUE»

L’absence naturelle, expérimentale, ou pathologique, de la lignée germinale avec persistance de la glande interstitielle (ou glande diastématique) réalise une «dissociation diastémato-spermatique ».

Une telle dissociation existe à l’état naturel chez les Mammifères hibernants, à diverses périodes de l’année.

Des observations, comprenant simultanément une étude cytologique de l’antéhypophyse et de tout l’appareil génital, ont été effectuées, par exemple, chez le Hérisson [travaux de GIR0D et CURÉ (1965)]

- de mai à août, la glande diastématique et ses organes-cibles sont fort développés ; il en est de même des tubes séminifères

- en octobre, les cellules interstitielles et leurs organes-cibles ont subi une profonde involution, alors que de nombreuses images de spermatogénèse s’observent encore dans les tubes séminifères

- en mars et avril, la glande interstitielle et ses organes-cibles ont récupéré une activité importante, tandis que la spermatogénèse n’est pas encore rétablie.

Cette dissociation peut être réalisée expérimentalement chez l’animal en détruisant soit seulement la lignée germinale soit seulement la glande diastématique. (cf. tableau ci-dessus).

Des expériences effectuées chez le Singe ont permis d’étudier diverses modalités de cette dissociation [recherches de GIR0D (1964-1966)] chez le Singe, le chlorure de cadmium entraîne une nécrose des trois catégories d’éléments cellulaires du testicule ; si l’on suit la réparation spontanée de ces lésions, on observe que plusieurs mois après l’injection de Cl₂Cd, elle s’effectue dans un ordre défini:

- les cellules de Sertoli se reconstituent d’abord;

- puis les cellules interstitielles réapparaissent;

- enfin la lignée germinale se reforme lentement.

Or les organes-cibles des hormones mâles ne récupèrent leur morphologie «normale» qu’au moment de la reconstitution de la glande interstitielle (ils ne sont pas développés quand les cellules de Sertoli peuplent les tubes séminifères).

La pathologie humaine ou animale réalise un tableau de dissociation diastémato-spermatique: c’est le cas du testicule cryptorchide (testicule en position ectopique, inguinale ou abdominale) ou du syndrome de DEL CASTILLO ou encore du syndrome de KLINEFELTER (Image 1) ; de telles dissociations peuvent s’observer chez des hommes stériles sans modification du caryotype (Image 2).

Dans le testicule cryptorchide le diamètre des tubes séminifères est toujours inférieur aux valeurs «normales» ; la lignée germinale est soit absente soit très réduite (comprenant, lorsqu’elle existe, des altérations qualitatives) - Les cellules de Sertoli sont cependant abondantes. Quant à la glande interstitielle, elle est développée (paraissant même plus importante; mais ce n’est qu’une impression due aux proportions respectives du volume des tubes et du volume des espaces intertubulaires) - Les caractères sexuels secondaires se sont développés normalement.

3. LES TUMEURS TESTICULAIRES ENDOCRINES

Il existe, chez l’Homme comme chez l’animal, des tumeurs sécrétantes des cellules de Leydig (Image 3) ; elles entraînent des modifications générales liées à l’hypersécrétion d’androgènes.

Image 1. Aspects pathologiques du testicule humain

1 et 2 Testicule cryptorchide. Noter que dans le tube séminifère, dont la membrane propre est normale, il ne persiste que des cellules de Sertoli Remarquer le développement apparent de o glande interstitielle.

3. Syndrome de Del Castillo, Trabucio et De la Balze ( «Sertoli cell only syndrome » des auteurs anglo-saxons) le tube séminifère est occupé uniquement par des tel ules de Sertoli noter le léger épaississement e la membrane propre du tube es ce lues de Leydig ne sont pas modifiées.

4. Syndrome de Khinefelter avec caryotype 47, XXY. Remarquer épaississement de la membrane propre du tube, les lésions de la paroi tubulaire dans laquelle on ne reconnaît que des cellules de Sertoli les cellules de Leydig hypertrophiées.

a. OBSERVATIONS IN VIVO

L’existence de tumeurs sécrétantes à cellules de Leydig développées chez le jeune enfant est très instructive

- une telle tumeur entraîne un développement précoce des caractères sexuels secondaires;

- si elle n’intéresse qu’un seul testicule, l’ablation chirurgicale de cette néoplasie provoque, chez cet enfant n’ayant pas atteint l’âge de la puberté, une régression des caractères sexuels secondaires prématurément développés;

- mais ces caractères sexuels réapparaissent lorsque le testicule intact subit la maturation morphologique et fonctionnelle caractéristique de la puberté.

Image 2. Aspects pathologiques du testicule humain observés chez hommes stériles sans modification du caryotype

1. Aspects de plusieurs tubes séminifères ; l’épaississement des membranes propres varie d’un tube à l’autre.

2 et 3 Aspects, à de plus forts grossissement des tubes séminifères ; noter la disparition presque complète des éléments de la lignée germinale et l’épaississement important des membranes propres.

b. OBSERVATIONS IN VITRO

Des tumeurs humaines à cellules de Leydig ont pu être cultivées in vitro; dans ces conditions, on a pu suivre toutes les étapes de la biosynthèse des androgènes par ces cellules².

Chez l’animal, on rencontre également des tumeurs des cellules de Leydig: chez le Rat, de telles tumeurs peuvent être greffées ; si elles sont greffées à des animaux ayant subi une castration pré- pubertaire, la sécrétion du greffon entraîne un développement, d’ailleurs considérable, des caractères sexuels secondaires [expériences de COURRIER et coll. (1964-1965)].

Les cellules interstitielles du Rat peuvent également être mises en culture ; dans ces conditions, on y a détecté de la 3 β - hydroxystéroïde déshydrogénase [STEINRERGER et coll. 1966-1967)].

Image 3. Tumeurs à cellules de Leydig

1. Aspect au faible grossissement.

2 Aspect au fort grossissement.

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1 - Certains auteurs ont parlé de caractères sexuels tertiaires pour désigner le sexe psychologique.

2 - Puar être plus près de la vérité, il faut bien reconnaîtra que certaines tumeurs sécrétantes du testicule humain possèdent des systèmes enzymatiques « anormaux » par rapport aux cellules de Leydig « habituelles » en effet, de telles tumeurs peuvent élaborer toute une variété de C₁₉ et C₂₁- stéroïdes [ENGEL et coll. (1966)].

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Le Testicule Exocrine

Il est représenté par les tubes séminifères. Chaque tube séminifère est constitué par une membrane propre, entourant l’épithélium séminal; cet épithélium est hétérogène et comprend d’une part les éléments de la lignée germinale, d’autre part les cellules de Sertoli.

Données morphologiques

Comme nous l’avons déjà mentionné, les tubes séminifères du testicule adulte ont un diamètre de 150 à 300 microns. On considère que les tubes d’un diamètre supérieur à 300 microns correspondent à un état pathologique (avec altérations qualitatives et quantitatives de la spermatogénèse) ; de même un diamètre inférieur à 120 microns peut n’être qu’une variation localisée du diamètre tubulaire mais il peut également traduire une altération plus ou moins grave du testicule exocrine.

Nous envisagerons l’organisation microscopique et ultrastructurale de chacun des éléments constitutifs du tube séminifère.

A. La membrane propre

B. La Lignée Germinale

C. Les Cellules De Sertoli

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C. Les Cellules De Sertoli

Entre les cellules de la lignée séminale, on rencontre d’autres éléments dans la paroi du tube séminifère: ce sont les cellules de Sertoli.

1. ASPECT EN MICROSCOPIE OPTIQUE

Les cellules de Sertoli se reconnaissent par certains caractères cytologiques (image 4).

a. LE NOYAU

Il est habituellement ovalaire ou quelques fois allongé et polygonal (ce qui le distingue nettement des noyaux des cellules germinales); il mesure de 9 à 12 microns dans sa plus grande dimension; son grand axe est perpendiculaire à la membrane propre du tube. Il apparaît souvent avec une profonde incisure latérale. La chromatine est disposée sous la forme d’un fin réseau. Le nucléole a un aspect complexe: il présente une partie centrale acidophile entourée de deux ou trois blocs basophiles (image du «nucléole mixte» des classiques).

b. LE CYTOPLASME

Il a des limites mal reconnaissables et donne même l’impression de se fusionner avec le cytoplasme des cellules de Sertoli voisines; l’absence de visibilité des membranes, en microscopie optique, avait conduit les auteurs classiques à parler de «syncytium de Sertoli»; cette conception est inexacte: chaque cellule est bien limitée par une membrane plasmique¹ .

Le cytoplasme émet des prolongements plus ou moins longs, s’insinuant entre les cellules de l’épithélium séminal (cf. microscopie électronique).

On observe diverses inclusions dans le cytoplasme: ce sont soit des formations mal définies d’aspect fibrillaire, soit des formations cristalloïdes : les plus communes sont dites cristalloïdes de Charcot-Bottchner.

On a décrit divers «cristalloïdes» dans les cellules de Sertoli:

- les cristalloïdes de Charcot-Bottchner, éléments de petites dimensions (2 à 4 microns), non solubles dans l’acide acétique;

- les cristalloïdes de Lubarsch, éléments très allongés (16 microns en moyenne) solubles dans l’acide acétique;

- les cristalloïdes de Spangaro, éléments allongés colorables seulement par certaines méthodes.

2. ASPECT EN MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE

L’étude de l’Ultrastructure des cellules de Sertoli a révélé d’intéressants détails d’organisation (image 17).

a. LE NOYAU

Il a peu de caractères particuliers: on constate l’existence de replis plus ou moins marqués de la double membrane nucléaire; on remarque la présence d’une chromatine très claire et d’un nucléole caractéristique.

b. LE CYTOPLASME

Deux points méritent de retenir l’attention: l’Ultrastructure de la membrane cellulaire et la diversité des organites intracytoplasmiques.

a. La membrane cellulaire

Elle limite complètement chaque cellule de Sertoli (le terme classique de « syncytium » ne se justifie donc pas). Elle présente de remarquables différenciations localisées:

• dans les régions de contact entre deux cellules de Sertoli, les membranes sont extrêmement rapprochées l’une de l’autre (ne délimitant qu’un espace intercellulaire de 70 à 90 angströms) ; de plus, en rapport immédiat avec la membrane de chaque cellule de Sertoli, on observe:

- soit des formations fibrillaires courtes, denses, plus ou moins perpendiculaires à la membrane (cette organisation rappelle celle des desmosomes),

- soit des formations lamellaires appartenant au réticulum endoplasmique, agencées de façon régulière parallèlement à la membrane et séparées d’elle par de très fins filaments (l’ensemble des formations lamellaires et fibrillaires a une épaisseur de 400 à 600 angströms);

• dans les régions de contact avec des éléments de la lignée séminale (spermatogonies, spermatocytes ou spermatides jeunes), la membrane de la ‘cellule de Sertoli est séparée assez largement de la membrane des cellules germinales (espace intercellulaire de 150 à 200 angströms) ; il n’y a aucune différenciation localisée sur ces membranes cellulaires : pas de desmosome, pas de disposition du réticulum endoplasmique le long de la membrane;

• dans les régions de contact avec la zone du capuchon acrosomial des spermatides achevant les transformations de la spermiogénèse (ce qui correspond à la portion apicale de la cellule de Sertoli), il existe une relation particulière des membranes: immédiatement en dedans de la membrane plasmique de la cellule de Sertoli se trouve une couche fibrillaire doublée des formations lamellaires du réticulum endoplasmique, mais la membrane plasmique de la spermatide, située juste en regard de cette différenciation, ne présente aucune modification.

b. Les organites intra-cytoplasmiques

Le microscope électronique révèle la présence de nombreux organites:

- les uns sont des constituants habituels: appareil de Golgi juxta-nucléaire, mitochondries allongées ou arrondies, ergastoplasme assez réduit, réticulum endoplasmique au contraire très développé;

- d’autres sont plus particuliers : lysosomes, enclaves lipidiques, «corps lamellaires» constitués par des éléments du réticulum endoplasmique à disposition concentrique, microtubules, cristalloïdes de Charcot-Bottchner à structure fibro-granuleuse.

Signalons qu’on a observé une augmentation du nombre des lysosomes dans les cellules de Sertoli, lorsqu’on provoque expérimentalement une dégénérescence des cellules germinales ; ces images ont été considérées comme un argument en faveur d’une fonction phagocytaire des cellules de Sertoli.

1. Lorsque Sertoli décrivit cette forme cellulaire dans les tubes séminifères de l’Homme en 1865, il en fit précisément un syncytium. Pourtant dès 1878, effectuant des recherches sur les tubes séminifères du Rat, il reconnut l’existence des limites cellulaires. La notion de syncytium fut surtout développée par REGAUD (1901)et admise par la plupart des auteurs jusqu’à l’avènement de la microscopie électronique. Notons cependant qu’en 1937, GEORGE publia des clichés prouvant l’existence de membranes cellulaires dans les cellules de Sertoli de l’Homme et du Rat.

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