La spermatogenèse est le processus par lequel les spermatozoïdes haploïdes sont produits dans les testicules mâles. Elle commence par des cellules souches situées près du bord extérieur des tubules séminifères. Ces cellules souches de spermatogonies se divisent asymétriquement pour donner naissance à d’autres cellules souches (ce qui signifie que ces structures “ se renouvellent ”) ainsi qu’aux progéniteurs de spermatozoïdes, appelés spermatocytes. Fait important, cette méthode de division mitotique asymétrique maintient une population de cellules souches de spermatogonies dans l’appareil reproducteur masculin, assurant que le sperme continuera d’être produit tout au long de la vie d’un homme. Au fur et à mesure que la spermatogenèse se poursuit, les spermatocytes se lancent dans la méiose, et chacun finit par se diviser pour former quatre spermatozoïdes, chacun avec seulement 23 chromosomes, qui sont expulsés dans l’appareil reproducteur masculin. Fait intéressant, cela contraste avec l’ovogenèse chez les femmes, au cours de laquelle un seul ovocyte est généré pour chaque cellule progénitrice.

Spermatogenèse et capacitation

À la fin de la spermatogenèse, les spermatozoïdes démontrent leur forme caractéristique : une “ tête ” abritant un cytoplasme minimal et un noyau fortement condensé, ainsi qu’une queue mobile (flagelle). Ce sont de petites cellules, sans organites comme les ribosomes, le RE ou le Golgi, mais elles ont beaucoup de mitochondries autour de la flagelle pour les propulser. Juste en dessous de la tête se trouve la vésicule acrosomale, qui contient des enzymes hydrolytiques afin de pénétrer la couche externe de l'ovocyte : le contenu est libéré par exocytose.

Les spermatozoïdes subissent un processus de maturation supplémentaire après la spermatogenèse appelée capacitation. Il est intéressant de noter que la capacitation ne se produit dans les spermatozoïdes qu'une fois que ces cellules ont été introduites dans les voies génitales féminines. Ici, les composantes de l’environnement féminin, comme le mucus, provoquent des changements essentiels dans ces gamètes, dont l’élimination du cholestérol de leurs membranes. Cela permet à différentes molécules d’entrer dans le spermatozoïde, comme les ions bicarbonate, qui peuvent activer de nouvelles protéines et augmenter les mouvements de la queue. Ces mouvements rigoureux aident le spermatozoïde à naviguer vers, et finalement infiltrer, l’épaisse zone pellucide à base de protéines entourant un ovocyte. En outre, les altérations de la membrane cellulaire conduisent à une augmentation de la concentration en ions calcium dans le spermatozoïde, ce qui est également nécessaire pour la pénétration dans la . Ainsi, le spermatozoïde mature, démontrant une activité rapide de la queue et la capacité de localiser, lier et pénétrer un ovocyte a besoin des conditions uniques des organes reproducteurs femelles.

Les facteurs qui affectent la spermatogenèse

Plusieurs facteurs peuvent affecter la production de sperme. Une influence bien documentée est l’exposition à la chaleur dans le scrotum : les hommes qui demeurent assis pendant de longues périodes de temps (comme les chauffeurs de taxi) ou les soudeurs de métaux démontrent un risque accru d’infertilité ou de spermatozoïde avec une mobilité diminuée. En plus de la température, il s’avère que certains médicaments ont également des effets indésirables sur la spermatogenèse. Il s’agit notamment des antagonistes hormonaux utilisés pour traiter les affections de la prostate, les traitements contre le cancer, et même des antibiotiques spécifiques. En conséquence, certains professionnels insistent sur la nécessité d’avertir les hommes des effets de ces médicaments sur leur santé reproductive, plutôt que de se concentrer uniquement sur les médicaments qu’une femme qui planifie une grossesse devrait éviter.