Karamö, le prof virtuelLeçon 35 sur 49
L'appareil génital masculin
Je sais décrire les organes de l'appareil génital masculin, suivre le trajet des spermatozoïdes et expliquer la double fonction du testicule et le rôle des glandes annexes dans la formation du sperme.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Situer et décrire les testicules, les voies spermatiques, les glandes annexes et le pénis
- Décrire la structure du testicule (tubes séminifères, cellules de Sertoli, cellules de Leydig)
- Expliquer la composition du sperme et le rôle de chaque glande annexe
- Exploiter des expériences de castration, de greffe et de ligature pour établir la double fonction du testicule
Avant de commencer : La leçon sur l'anatomie des appareils génitaux (plan général, origine embryonnaire) ; notions d'hormone ; la méiose.
1Je découvre
Au centre de santé de Faranah, un couple consulte parce qu'il n'arrive pas à avoir d'enfant depuis quatre ans. Le médecin demande un examen à la femme, mais aussi un spermogramme à l'homme, Monsieur Condé. Celui-ci s'étonne : « Chez nous, on dit toujours que c'est la femme qui a un problème ! »
Le médecin explique : « Dans près de la moitié des cas, la cause vient aussi, ou seulement, de l'homme. Le spermogramme mesure le volume du sperme, le nombre de spermatozoïdes et leur mobilité. Et comme vous avez eu les oreillons avec une forte fièvre et des testicules gonflés à vingt ans, il faut vérifier. »
Son neveu Sékou, élève en Terminale SE, qui l'a accompagné, se pose des questions : où sont fabriqués les spermatozoïdes ? Pourquoi les testicules sont-ils hors du ventre ? Et le sperme, est-il fait seulement de spermatozoïdes ?
Comment l'appareil génital masculin est-il organisé, et comment produit-il à la fois les spermatozoïdes, le sperme et les hormones sexuelles ?
2Je comprends
1. Les testicules et les bourses
Les testicules sont les deux gonades masculines. Chacun a une forme ovoïde d'environ 4 à 5 cm de long, pour une masse de 15 à 20 g chez l'adulte. Ils sont logés hors de l'abdomen dans un sac de peau et de muscle, le scrotum (les bourses).
Cette position n'est pas un hasard : la température des bourses est inférieure de 2 à 3 °C à celle de l'intérieur du corps, et la production des spermatozoïdes exige cette température plus basse. Pendant la vie fœtale, les testicules se forment dans l'abdomen puis descendent dans les bourses, en général avant la naissance. Si un testicule reste bloqué dans l'abdomen ou l'aine (cryptorchidie), il produit toujours de la testostérone, mais plus de spermatozoïdes : il faut le faire opérer dans l'enfance.
2. La structure du testicule
Le testicule est entouré d'une enveloppe fibreuse, l'albuginée. Des cloisons le divisent en quelques centaines de lobules, contenant chacun un à quatre tubes séminifères très fins et pelotonnés.
- Dans la paroi des tubes séminifères : les cellules de la lignée germinale (des spermatogonies, en périphérie, aux spermatozoïdes, libérés vers la lumière du tube) et les cellules de Sertoli, grandes cellules qui soutiennent, nourrissent et protègent les cellules germinales.
- Entre les tubes : le tissu interstitiel, riche en vaisseaux sanguins, contenant les cellules de Leydig, qui sécrètent la testostérone dans le sang.
Le testicule a donc une double fonction :
- Production des spermatozoïdes
- Dans les tubes séminifères
- Cellules germinales soutenues par les cellules de Sertoli
- Produits libérés dans les voies spermatiques
- Exige une température plus basse que celle du corps
- Production de testostérone
- Dans le tissu interstitiel
- Cellules de Leydig
- Hormone libérée dans le sang
- Fonctionne aussi dans l'abdomen (cryptorchidie)
3. Les voies spermatiques
Les spermatozoïdes formés dans les tubes séminifères suivent un long trajet jusqu'à l'extérieur :
- 1Tubes séminifères : production des spermatozoïdes
- 2Rete testis et cônes efférents : collecte à la sortie du testicule
- 3Épididyme : maturation et stockage des spermatozoïdes
- 4Canal déférent : remonte dans l'abdomen par le canal inguinal, passe derrière la vessie
- 5Canal éjaculateur : reçoit la sécrétion de la vésicule séminale et traverse la prostate
- 6Urètre : parcourt le pénis et s'ouvre à son extrémité par le méat urétral
Le canal déférent, long d'environ 40 cm, monte des bourses vers l'abdomen dans le cordon spermatique (avec les vaisseaux et les nerfs du testicule), traverse la paroi abdominale par le canal inguinal, contourne la vessie et se termine par un renflement, l'ampoule. Sa paroi possède une épaisse musculeuse, dont les contractions propulsent les spermatozoïdes lors de l'éjaculation.
L'urètre masculin sert à la fois à l'évacuation de l'urine et à celle du sperme, mais jamais en même temps : lors de l'éjaculation, un sphincter ferme le col de la vessie.
4. Les glandes annexes et la composition du sperme
Le sperme est le liquide émis lors de l'éjaculation. Il contient les spermatozoïdes, mais l'essentiel de son volume vient des glandes annexes :
| Glande | Situation | Sécrétion | Part approximative du volume |
|---|---|---|---|
| Vésicules séminales (2) | derrière la vessie | liquide visqueux, alcalin, riche en fructose (source d'énergie des spermatozoïdes) | environ 60 % |
| Prostate (1) | sous la vessie, autour du début de l'urètre | liquide laiteux riche en enzymes, qui fluidifie le sperme | environ 30 % |
| Glandes de Cowper (2) | sous la prostate | petite quantité de mucus qui lubrifie et nettoie l'urètre avant l'éjaculation | très faible |
| Testicules et épididymes | dans les bourses | spermatozoïdes | quelques % |
Un sperme normal a un volume de quelques millilitres (2 à 5 mL en général) et, selon les valeurs de référence de l'OMS, contient au moins 15 millions de spermatozoïdes par millilitre (valeur de l'édition de 2010 ; l'édition de 2021 retient 16 millions), dont une bonne partie est mobile. Le milieu alcalin du sperme protège les spermatozoïdes contre l'acidité du vagin.
Exemple
Un spermogramme donne : volume 3 mL ; concentration 60 millions de spermatozoïdes par mL. Calculer le nombre total de spermatozoïdes émis, puis le volume approximatif provenant des vésicules séminales (60 %) et de la prostate (30 %).
Nombre total : 3 × 60 = 180 millions de spermatozoïdes.
Vésicules séminales : 3 × 0,60 = 1,8 mL.
Prostate : 3 × 0,30 = 0,9 mL.
Il reste 3 − 1,8 − 0,9 = 0,3 mL pour les autres sécrétions et les spermatozoïdes.
5. Le pénis
Le pénis (verge) est l'organe de l'accouplement. Il contient trois colonnes de tissu érectile :
- deux corps caverneux, sur le dessus ;
- un corps spongieux, en dessous, qui entoure l'urètre et forme à l'extrémité le gland.
Le gland est recouvert d'un repli de peau, le prépuce, retiré lors de la circoncision, une pratique très répandue en Guinée. L'érection est due à l'afflux de sang dans les tissus érectiles, par dilatation des artères (sous commande du système nerveux parasympathique) ; l'éjaculation, par contractions des voies spermatiques et des muscles du périnée, est commandée par le sympathique.
6. La double fonction du testicule démontrée par l'expérience
Méthode
Pour exploiter des expériences sur le testicule :
- Je repère ce qui est supprimé : tout le testicule (castration), seulement les voies (ligature du canal déférent), ou seulement la production de spermatozoïdes (testicule dans l'abdomen, irradiation).
- Je note les effets sur deux types de caractères : la production de spermatozoïdes et les caractères dépendant de la testostérone (glandes annexes, caractères sexuels secondaires, comportement).
- J'examine les expériences de restauration : greffe du testicule, injection de testostérone.
- J'en déduis quelles cellules assurent chaque fonction et par quelle voie (conduits ou sang).
Exemple
Chez un coq, on retire les deux testicules : la crête et les barbillons régressent, il ne chante plus et ne se bat plus. On lui greffe un testicule dans l'abdomen : les caractères réapparaissent. Chez un autre coq castré, on injecte de la testostérone : même résultat. Interpréter.
La castration supprime les caractères sexuels secondaires : ils dépendent des testicules.
Le testicule greffé, sans relation avec les voies génitales ni avec les nerfs, les rétablit : il agit par le sang, grâce à une hormone.
L'injection de testostérone produit le même effet : cette hormone est la testostérone.
Conclusion : le testicule est une glande endocrine qui sécrète la testostérone, responsable des caractères sexuels secondaires.
À la puberté, l'augmentation de la testostérone provoque l'apparition des caractères sexuels secondaires masculins : développement du pénis et des testicules, pilosité (pubis, aisselles, visage), voix plus grave, développement musculaire, et le début de la production de spermatozoïdes.
7. Quelques notions de santé
- L'urétrite (écoulement de pus au méat urétral, brûlures en urinant), souvent due au gonocoque, est une infection sexuellement transmissible qui doit être traitée, ainsi que la ou le partenaire ; mal soignée, elle peut boucher les voies spermatiques.
- L'orchite des oreillons (inflammation des testicules après la puberté) peut détruire les tubes séminifères et diminuer la fertilité.
- La hernie inguinale : une partie de l'intestin passe par le canal inguinal et descend vers les bourses.
- L'hypertrophie de la prostate, fréquente après 50 ans, gêne l'écoulement de l'urine ; le cancer de la prostate justifie des consultations régulières à partir d'un certain âge.
3Je retiens
Je retiens
Testicules (gonades) : dans le scrotum, à une température inférieure de 2 à 3 °C à celle du corps.
Tubes séminifères (cellules germinales + cellules de Sertoli) : production des spermatozoïdes = fonction exocrine.
Tissu interstitiel (cellules de Leydig) : sécrétion de testostérone = fonction endocrine.
Voies spermatiques : tubes séminifères → rete testis → cônes efférents → épididyme → canal déférent → canal éjaculateur → urètre.
Glandes annexes : vésicules séminales (fructose, environ 60 % du sperme), prostate (environ 30 %), glandes de Cowper.
Pénis : deux corps caverneux + un corps spongieux (autour de l'urètre, forme le gland).
Castration → perte des spermatozoïdes et des caractères sexuels secondaires ; greffe ou testostérone → retour des caractères.
4Erreurs fréquentes
- Croire que le sperme est formé surtout de spermatozoïdes : l'essentiel de son volume provient des vésicules séminales et de la prostate.
- Confondre cellules de Sertoli et cellules de Leydig : Sertoli est dans les tubes (soutien des cellules germinales), Leydig entre les tubes (testostérone).
- Penser qu'un homme vasectomisé (canaux déférents ligaturés) perd sa virilité : les cellules de Leydig continuent à sécréter la testostérone dans le sang.
- Oublier que l'urètre masculin est commun aux voies urinaires et génitales.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Cite, dans l'ordre, les conduits empruntés par les spermatozoïdes depuis le testicule jusqu'à l'extérieur.
b) Nomme les glandes annexes de l'appareil génital masculin et le rôle de chacune.
c) Pourquoi les testicules sont-ils situés dans les bourses ?
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a) Tubes séminifères, rete testis, cônes efférents, épididyme, canal déférent, canal éjaculateur, urètre.
b) Les vésicules séminales, qui sécrètent un liquide alcalin riche en fructose, source d'énergie des spermatozoïdes ; la prostate, qui sécrète un liquide laiteux riche en enzymes qui fluidifie le sperme ; les glandes de Cowper, qui sécrètent un mucus qui lubrifie et nettoie l'urètre avant l'éjaculation.
c) Parce que la production des spermatozoïdes exige une température inférieure de 2 à 3 °C à celle de l'intérieur du corps ; les bourses, à l'extérieur de l'abdomen, assurent cette température.
2Exercice 2
Recopie et complète le tableau.
| Cellules | Localisation | Rôle |
|---|---|---|
| Cellules de Leydig | ? | ? |
| Cellules de Sertoli | ? | ? |
| Cellules germinales | ? | ? |
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| Cellules | Localisation | Rôle |
|---|---|---|
| Cellules de Leydig | tissu interstitiel, entre les tubes séminifères | sécrétion de testostérone dans le sang |
| Cellules de Sertoli | paroi des tubes séminifères | soutien, nutrition et protection des cellules germinales |
| Cellules germinales | paroi des tubes séminifères | formation des spermatozoïdes |
3Exercice 3
Le spermogramme de Monsieur Condé indique : volume 2,5 mL ; concentration 8 millions de spermatozoïdes par mL.
a) Calcule le nombre total de spermatozoïdes émis.
b) Compare la concentration à la valeur de référence de 15 millions par mL. Que peux-tu conclure ?
c) Propose une explication en lien avec la maladie qu'il a eue à vingt ans.
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a) Nombre total : 2,5 × 8 = 20 millions de spermatozoïdes.
b) 8 millions par mL est inférieur à la valeur de référence de 15 millions par mL : la concentration est insuffisante. La fertilité de Monsieur Condé est diminuée, ce qui peut expliquer, au moins en partie, les difficultés du couple.
c) Les oreillons contractés après la puberté peuvent provoquer une inflammation des testicules (orchite), qui détruit une partie des tubes séminifères. Les cellules germinales détruites ne sont pas remplacées, d'où une production réduite de spermatozoïdes.
4Exercice 4
Un homme souhaite une contraception définitive : le chirurgien sectionne et ligature ses deux canaux déférents (vasectomie). Explique pourquoi il devient stérile tout en gardant ses caractères sexuels masculins et un volume de sperme presque normal.
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Après la vasectomie, les spermatozoïdes produits dans les testicules ne peuvent plus franchir le canal déférent : ils ne rejoignent plus l'urètre et sont éliminés sur place. Le sperme ne contient donc plus de spermatozoïdes : l'homme est stérile. En revanche, les cellules de Leydig ne sont pas touchées et continuent à sécréter la testostérone, qui passe dans le sang et non par les canaux : les caractères sexuels masculins sont conservés. Enfin, les vésicules séminales et la prostate, situées après la ligature, continuent à produire l'essentiel du volume du sperme : ce volume reste presque normal.
5Exercice 5
(Type BAC) On réalise des expériences sur des rats mâles adultes.
- A : castration : disparition des spermatozoïdes, régression des vésicules séminales et de la prostate, disparition du comportement sexuel.
- B : rat castré recevant des injections de testostérone : vésicules séminales, prostate et comportement sexuel normaux ; pas de spermatozoïdes.
- C : on remonte les testicules dans l'abdomen et on les y fixe : plusieurs semaines plus tard, les tubes séminifères ne contiennent plus de spermatozoïdes, mais le tissu interstitiel est normal, ainsi que les glandes annexes et le comportement.
a) Que montre l'expérience A ?
b) Que montre la comparaison des expériences A et B ? Pourquoi n'y a-t-il pas de spermatozoïdes dans B ?
c) Interprète l'expérience C.
d) Rédige une conclusion générale sur les deux fonctions du testicule et les cellules qui les assurent.
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a) La castration supprime la production de spermatozoïdes et provoque la régression des glandes annexes et la disparition du comportement sexuel : le testicule est nécessaire à ces caractères.
b) L'injection de testostérone à un rat castré suffit à maintenir les glandes annexes et le comportement sexuel : ces caractères dépendent de la testostérone, hormone sécrétée par le testicule et transportée par le sang. En revanche, il n'y a pas de spermatozoïdes car ils sont produits par les cellules germinales des tubes séminifères, qui ont été retirées avec les testicules.
c) Dans l'abdomen, la température est plus élevée : la production de spermatozoïdes s'arrête. Mais le tissu interstitiel, qui contient les cellules de Leydig, fonctionne normalement : la testostérone continue d'être sécrétée, d'où des glandes annexes et un comportement normaux. Les deux fonctions du testicule sont donc indépendantes.
d) Le testicule assure deux fonctions distinctes : une fonction exocrine, la production des spermatozoïdes par les cellules germinales des tubes séminifères (soutenues par les cellules de Sertoli), qui exige une température plus basse que celle du corps ; une fonction endocrine, la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig du tissu interstitiel, qui entretient les glandes annexes, les caractères sexuels secondaires et le comportement sexuel.
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