L’appareil génital masculin

Pr Jean Pierre SiffroiService d’Histologie, Biologie de la Reproduction

et CytogénétiqueHôpital Tenon

jean-pierre.siffroi@tnn.aphp.fr

1) Structure générale de l’appareil génital masculin2) Testicules

- Structure générale du testicule- Tubes séminifères

. Gaine péritubulaire

. Lignée germinale, gamétogenèse et régulation (2e partie)

. Cellules de Sertoli- Tissu interstitiel

. Cellules de Leydig

3) Voies génitales excrétrices- Voies spermatiques intra-testiculaires- Canaux efférents- Canal épididymaire- Canal déférent

4) Urètre et pénis5) Glandes annexes

- Vésicules séminales- Prostate- Glandes bulbo-urétrales

Structure générale de l’appareil génital masculinAnatomie

dans scrotum

Structure générale de l’appareil génital masculinDonnées embryologiques

Gonade:indifférenciée

(ni testicule ni ovaire)Tractus génital:

2 systèmes canalairescanaux de Wolffcanaux de Müller

Testostérone

Hormoneanti-müllérienne

(AMH)

Développementdu tractus génital

masculin(épididyme,déférents),des glandes

annexes et des OGE

(verge, fermeturedu scrotum)

Disparition des structures Müllériennes(trompes, utérus, partie supérieure du vagin)

4e-5e semainede développement

Testicule

Chromosome Y(gène SRY)

7e semainede développement

TesticulesStructure générale du testicule

Les testicules sont situés dans les bourses(scrotum)

Ils ont une forme ovoïde(4cm de long, 10 à 15grs)

Leur pôle inférieur est fixé au scrotumpar le gubernaculum testis

Le pôle supérieur est dans le prolongementdu cordon spermatique

Ils sont entourés (de dedans en dehors) par:- la tunique vaginale (repli péritonéal)- un tissu sous-cutané (contenant des

cellules musculaires lisses)- la peau, pigmentée et riche en follicules

pileux, en glandes sébacées et sudoripares)

Les testicules se forment dansla région dorso-lombaire(para-mésonéphrotique)

puis migrent dans le scrotum(5e-6e mois de vie utérine)

Ils se retrouvent alors entouréspar une tunique dérivant du péritoine:

la vaginaleavec un feuillet interne (viscéral)

et un feuillet externe (pariétal)

Anomalies de la descentetesticulaire: cryptorchidie

uni ou bilatérale

Le testicule est revêtu par une capsule conjonctive blanche, épaisse et résistante:l’albuginée

dont la surface est parcourue par des vaisseaux sanguins, branches testiculairesde l’artère spermatique qui chemine dans le cordon

En regard de l’épididyme, l’albuginée s’épaissit et s’enfonce dans la profondeurdu testicule pour former le corps de Highmore

Entre le corps de Highmore et la périphérie sont tenduesdes cloisons interlobulaires qui délimitent 200 à 300 lobules

qui peuvent communiquer entre eux

Depuis la périphérie, les artères se ramifient en rameaux interlobulairesqui se dirigent vers le corps de Highmore sans y pénétrer: ils donnent des rameaux

récurrents à différents niveaux (rameaux interlobulaires courts et longs)Les veines se regroupent à la face interne du testicule puis forment un réseau

au pôle supérieur: plexus spermatique antérieur ou pampiniforme

Chaque lobule contient 2 à 3 tubes séminifères d’une longueur de 80cm à 1met d’un diamètre de 150µm à 300µm

Les tubes séminifères se dirigent vers le corps de Highmore dans lequel ilspénètrent par de courts segments rectilignes, les tubes droits, pour y constituer

un réseau: le rete testis

Dans chaque lobule, le trajet tortueux des 2 ou 3 tubes séminifèresdonne de multiples sections en coupe

Entre les tubes séminifèresse dispose le tissu interstitiel

(tissu conjonctif, vaisseaux sanguinset lymphatiques, nerfs, cellules

de Leydig)

TesticulesLes tubes séminifères

Les tubes séminifères représententle compartiment tubulaire

assurant la fonction exocrinedu testicule =

la production des gamètes matures:les spermatozoïdes

Ils sont limités par une paroi propre:la gaine péritubulaire

Ils renferment l’épithélium séminalconstitué par:

- les cellules germinales à tous lesstades de maturation (cf gamétogenèse)

- les cellules de Sertoli

Tubes séminifèresLa gaine péritubulaire

Lame homogène de 3 à 5µm d’épaisseur en microscopie photoniqueEn microscopie électronique:

- une lame basale

- plusieurs couches de cellules d’aspect musculaire lisse,les cellules péritubulaires

- des faisceaux de fibres de collagène

- des fibroblastes établissant des contacts avec les élémentsdu tissu interstitiel (vaisseaux sanguins et lymphatiques):

Co-cells (Compartmentalizing cells)

Tubes séminifèresCellules de Sertoli

Cellules pyramidales et allongéess’intercalant entre les cellules germinales

Leur base repose sur la membrane basalede la gaine préritubulaire et leur sommet

atteint la lumière des tubes

Noyau plutôt basal, polygonal et souventencoché, avec une chromatine fine et des

nucléoles bien visibles

Limites du cytoplasme peu visibles du faitde l’interaction avec les cellules germinales

Tubes séminifèresCellules de Sertoli

Bien que situées dans les tubes séminifères,les cellules de Sertoli sont des cellules

somatiques (non germinales)Elles ne se divisent plus chez l’adulteLeurs caractéristiques cytologiques

traduisent leurs différentes fonctions:

Support, cohésion et nutritiondes cellules germinales

Les prolongements cytoplasmiques entourent très étroitement les cellules germinales

Les cellules de Sertoli établissent denombreuses jonctions (Gap junctions)

avec les cellules germinales et avecles cellules de Sertoli voisines(rôle des connexines testicule

spécifiques; Cx 33, Cx 43)

Tubes séminifèresCellules de Sertoli

L’épithélium séminal n’est pas vascularisé:la nutrition des cellules germinales à partir

du tissu interstitiel passe donc parl’intermédiaire des cellules de Sertoli

Synthèse de protéines spécifiques:

- ABP (Androgen Binding Protein): transportdes androgènes vers la lumière des tubes

(≠ de la TBG plasmatique)

- inhibine et activine: cf régulationde la spermatogenèse

- AMH pendant l’embryogenèse

Tubes séminifèresCellules de Sertoli

Progression des cellules germinalesvers la lumière des tubes séminifères

Importance du cytosquelette- microtubules

- microfilaments d’actine (jonctions++)- filaments intermédiaires (vimentine)

Protection immunitairedes cellules germinales

Barrière hémato-testiculaireséparant le compartiment basal du

compartiment ad-luminal

Empêche le développement d’anticorpsdirigés contre les gamètes matures

(attention aux biopsies!)

Tubes séminifèresCellules de Sertoli

Rôle dans la maturation finaledes gamètes

- Réduction du volume cytoplasmique =élimination des résidus cytoplasmiques

(corps résiduels) par les SertoliNombreux lysosomes et vacuoles de

phagocytoseSécrétion d’interleukines (IL1, IL6)

- Elimination des cellules dégénérées

Rôle dans la spermiation(libération des spermatozoïdes dans

la lumière des tubes)- synthèse d’une protéase:

l’activateur du plasminogène- rupture des complexes tubulo-bulbaires

(ancrage des cellules germinalesdans le cytoplasme des Sertoli)

Chez certains hommes infertiles, les cellules germinales ont disparuet les tubes séminifères ne contiennent plus que des cellules de Sertoli:

syndrome des cellules de Sertoli seules ou SCO(Sertoli Cells Only)

Azoospermie

TesticulesLes tissu interstitiel

Les espaces compris entre les tubes séminifère représententle tissu interstitiel

constitué:- de tissu conjonctif (fibroblastes, lymphocytes, macrophages,…)impliqué dans la régulation intra-gonadique (régulation paracrine)

- de vaisseaux sanguins et lymphatiques

- d’un réseau de cellules reliées à la gaine péritubulaire et entourantces vaisseaux: Co-cells

- de cellules sécrétant les androgènes testiculaires (testostérone):les cellules de Leydig

Tissu interstitielLes cellules de Leydig

GolgiREG

Lysosomes

Cristalloïde deReinkeMitochondries

(crêtes tubulaires)

REL++

Cellules polyédriques de 15µmà 20 µm de diamètre

isolées ou groupées en amas autourdes capillaires sanguins et

lymphatiques

Caractéristiques cytologiquesdes cellules élaborant des stéroïdes:

- Noyau rond, excentré avec unvolumineux nucléole- REL très développé

- Nombreuses mitochondries àcrêtes tubulaires

Nombreuses inclusionslipidiques, pigmentaires ou

protidiques (cristalloïde de Reinke) Sécrétion de testostérone

Voies génitales excrétricesVoies spermatiques intra-testiculaires

Elles comprennent:

- les tubes droits: courts segments de 25µm de diamètrefaisant suite aux tubes séminifères.

Paroi constituée d’une seule assise de cellules cubiques(cellules de Sertoli transformée)

Les tubes droits assurent la jonction entre les tubesséminifères et le rete testis

- le rete testis: réseau de canalicules anastomoséscheminant à l’intérieur du corps de Highmore

Diamètre irrégulier des canaliculesParoi constituée de cellules épithéliales aplaties

reposant sur une membrane basale

Voies génitales excrétricesCanaux ou cônes efférents

Les canaux efférents sortentdu testicule en traversant

l’albuginéeAppelés aussi cônes efférents:

chaque canal est enroulé enspirale de plus en plus large(cônes à base externe et à

sommet testiculaire)Paroi composée par unépithélium prismatique

comportant 3 types cellulaires:

- des cellules ciliées

- des cellules glandulaires

- des cellules basalessporadiques, aplaties contre la

membrane basale entre les précédentes

Portés par le liquide sécrété par les cellules de Sertoli, les spermatozoïdessont poussés vers l’extérieur du testicule par 3 facteurs:

- la pression intra-testiculaire

- le mouvement des cils dans les cônes efférents

- la contraction rythmique (péristaltisme) du manchonde cellules musculaires lisses des cônes efférents

Par leurs propriétés de sécrétion et de réabsorption,les cellules glandulaires modifient la composition du

liquide séminal

Voies génitales excrétricesLe canal épididymaire

Tube très long (3 à 6m) situé en arrière du testicule provenant de la confluencedes cônes efférents (segment initial). Trajet très tortueux

3 segments:- tête: pôle supérieur

- corps- queue: pôle inférieur

Spermatozoïdesdans lalumière

Stéréocils

Epithélium pseudo-stratifié

Couche musculairelisse

Le canal épididymaire est bordé par un épithélium prismatique pseudo-stratifiécomportant deux types cellulaires:

- les cellules principales à stéréocils (nombreuses vésicules de pinocytose etd’endocytose, lysosomes et corps multi-vésiculaires)

- les cellules basalesL’épithélium est bordé extérieurement par du tissu conjonctif riche en vaisseaux

sanguins et par une couche de cellules musculaires lisse qui vaen s’épaississant de la tête vers la queue

La hauteur des cellules épithélialeset la taille des stéréocils diminue de

la tête vers la queue

L’épidiyme possède deuxfonctions principales:

- une fonction de transport desspermatozoïdes sous l’effet de lapression intra-luminale et de la

contraction des cellules musculairesTemps de transit: 1 jour dans la têteet 5 jours dans le corps et la queue

- une fonction de maturation desspermatozoïdes = acquisition

du pouvoir fécondant grâce à denombreuses modifications biochimiques

(membrane ++):mobilité, fixation à la pellucide,modifications du noyau des spz

Voies génitales excrétricesLe canal déférent

Tube à trajet vertical, de 45 cm de long pour 2 à 3 mm de diamètrefaisant suite à l’épididyme

Lumière étroite et festonnée (replis longitudinaux de la muqueuse)bordée par un épithélium prismatique pseudo-stratifié

à stéréocils

Chorion constitué de tissu conjonctif lâche riche en élastineTunique musculaire épaisse faite de 3 couches de cellules musculaires lisses:

- longitudinale interne- circulaire moyenne

-longitudinale externeAdventice de tissu conjonctif lâche

Le canal déférent se termine par une région dilatée, l’ampoule déférentielle(stockage des spermatozoïdes), bordée par un épithélium prismatique simple

au niveau de laquelle s’abouche les vésicules séminalesIl se poursuit par le court canal éjaculateur qui rejoint l’urètre prostatique

La vasectomie (coupure des 2 déférents et ligature des extrémités)est une méthode radicale de stérilisation masculine

Toujours penser à proposer une auto-conservation de sperme (CECOS)pour préserver une fertilité future

(changement d’avis, de conjointe, …)

Urètre et pénis

Prostate

Urètremembraneux Urètre

spongieux

Vessie

Urètreprostatique

Après les canaux éjaculateurs, le tractus génital se confondavec le tractus urinaire. Urètre: double fonction d’expulsion de l’urine et du sperme

Urètre: comprend trois segments

-urètre prostatique

- urètre membraneux: traverse lesplans musculaires du périnée

- urètre spongieux entouré parle pénis

Muqueuse irrégulière comportant un épithélium qui passe du type urinaire(près de la vessie) à un épithélium cubique stratifié puis pavimenteux

stratifié non kératinisé près du méatPetites glandes intra-épithéliales ou extra-épithéliales situées dans

le chorion (glandes de Littre)Musculeuse en 2 couches: longitudinale interne et circulaire externe

Peau

Albuginée

Corpscaverneux

Corpsspongieux

Urètre spongieux

Artèreprofondedu pénis

Pénis

Constitué de trois organes érectiles:

- le corps spongieux, médian,entoure l’urètre. Possède 2 renflements

postérieur: le bulbeantérieur: le gland

- les corps caverneux: demi-cylindresséparés par une cloison conjonctive

Les corps spongieux et caverneuxsont entourés par une albuginée

riche en cellules musculaires lisses

Erection:double phénomène vasculaire

(dispositifs de bloc sur les artèreset retour veineux diminué)

et musculaire

Glandes annexesVésicules séminales

Organes pairs, en forme de sac à paroibosselée

Muqueuse formant de nombreux replisdélimitant des cavités de taille variable

Epithélium identique à celui de l’ampouledéférentielle (prismatique ou cylindrique

simple) contenant 2 types de cellules:- cellules principales riches en grains

de sécrétion- cellules basales

Les vésicules séminales élaborent une grande partie du plasma séminalqui constitue le volume principal de l’éjaculat

Il renferme:

- de l’eau et des électrolytes

- des sucres: fructose ++ (marqueur des VS): nutrition des spz

- des protéines: lactoferrine qui rentre dans la compositiondu SCA (Sperm Coating Antigen): empêche

l’agglutination des spz

- des prostaglandines

Glandes annexesProstate

Glande exocrine unique d’unevingtaine de grammes

comportant 2 parties, crânialeet caudale, formées de 3

lobes chacune

Disposée autour du segmentinitial de l’urètre ouurètre prostatique

Vessie

La prostate est constituée par une cinquantaine de

glandes tubulo-alvéolaires ramifiéesdont les canaux excréteurs

s’abouchent dans l’urètre prostatiqueCes glandes sont disposées en

3 groupes concentriques:- glandes de la muqueuse

- glandes de la sous-muqueuse- glandes principales

La prostate est entourée par unecapsule conjonctive fibro-élastique,riche en cellules musculaires lisses,

qui envoie des travées internesformant le stroma conjonctivo-

musculaire disposé entre les glandes

L’épithélium bordant les glandes est plissé et de type cubique ou prismatique simpleLes cellules épithéliales ont les caractéristiques des cellules sécrétrices

de protéines et contiennent de nombreux lysosomesElles possèdent une activité phosphatase acide (marqueur de la fonction prostatique)

La lumière des glandes peut contenir des formations lamellaires glyco-protéiques:concrétions prostatiques ou sympexions de Robin (« sable prostatique »

pouvant être à l’origine de calculs)

Sécrétion prostatique:- ~ 1/6e de l’éjaculat

- nécessaire à la fonctionde reproduction- acide citrique

- albumine- enzymes protéolytiques

- phosphatase acide- ions (Zn, Mg, Ca)

Glandes annexesGlandes bulbo-urétrales ou glandes de Cowper

Glandes tubulo-alvéolaires, de la taille d’un petit pois, d’aspect lobulés’abouchant dans l’urètre membraneuxSécrétion de type mucoïde responsable:

- de la lubrification de l’urètre avant l’éjaculation- de la protection des spermatozoïdes contre l’urine acide

Peut contenir des spermatozoïdes!

Contrairement aux apparences, l’appareil génital peut être dangereux

Protégez vous!