background image

Histology of Male Reproductive 

system (1)  

Prof. Dr. Malak   A. Al-yawer  


background image

Learning Objectives  

 At the end of this lecture, the 2

nd

 medical student will be able to:  

 State the organization of the testis 
 Define seminiferous tubules and interstitial tissue  
 List  the components of seminiferous tubules  
 List the phases of spermatogenesis  
 State the histological characteristics of spermatogonia and 

distinguish between its two types  

 State the histological characteristics of primary & secondary 

spermatocytes  

 State the histological characteristics of spermatids  
 List the phases of spermiogenesis  and state the histological 

characteristics of each phase  

 State the structure and functions of Sertoli cells  
 Define blood testis barrier  
 List the light and electron microscopic features of leydig cells  

 

 
 


background image

 

Male Reproductive System 

 

is composed of the 
1.  testes 
2.  genital ducts 
3.  accessory glands 
4.  penis  


background image

 

Testes 

 

Each testis is surrounded by a thick capsule of 

dense connective tissue, the tunica albuginea.  

The tunica albuginea is thickened on the 

posterior surface of the testis to form the 

mediastinum testis, from which fibrous septa 

penetrate the gland, dividing it into about 250 

pyramidal compartments called the testicular 

lobules  

These septa are incomplete, and there is 

frequent intercommunication between the 

lobules. 

 Each lobule is occupied by one to four 

seminiferous tubules enmeshed in a web of 

loose connective tissue 

the tunica vaginalis, derived from the 

peritoneum. The tunic consists of an outer 

parietal layer and an inner visceral layer, 

covering the tunica albuginea on the anterior 

and lateral sides of the testis 


background image

Testis  

 Straight tubules(tubuli 

recti )are short segments  
that connect the 
seminiferous tubules to 
an anastomosing 
labyrinth of epithelium-
lined channels, the rete 
testis.   

 About 10 -20 ductuli 

efferentes connect the 
rete testis to the cephalic 
portion of the epididymis 
 


background image

The Seminiferous Tubules 

Each testicle has 250- 

1000  convoluted 
seminiferous tubules  

 that measure about 

150-250 μm in diameter 
and 30-70 cm in length.  

 The combined length of 

the tubules of one testis 
is about 250 m.  
 


background image

The seminiferous tubules  

 are lined with a complex stratified 

epithelium called germinal or 
seminiferous epithelium
.  

 Their outer wall is surrounded by  
• a well-defined basal lamina and  
• a fibrous connective tissue 

consisting of several layers of 
fibroblasts. The innermost layer, 
adhering to the basal lamina, 
consists of flattened myoid cells
which have characteristics of 
smooth muscle.  


background image

Interstitial tissue  

• is a web of loose 

connective tissue  found 
between the 
seminiferous tubules  

•  is rich in blood and 

lymphatic vessels, 
nerves, and interstitial 
cells, also known as 
Leydig cells.  
 


background image

The seminiferous epithelium consists 
of two types of cells: 

 Sertoli, or supporting, 

cells  

 cells that constitute the 

spermatogenic lineage 
which  are stacked in 
four to eight layers
their function is to 
produce spermatozoa.  


background image

Spermatogenesis 

Is the process of  

production of 
spermatozoa  

Includes  
 Spermatogonial Phase 

(Mitosis ) 

  Spermatocyte Phase 

(Meiosis) 

 Spermatid Phase 

(Spermiogenesis) 
 


background image

Spermatogonia  

• Spermatogonium is a primitive germ 

cell  small in size  about 12 μm in 

diameter, situated next to the basal 

lamina of the epithelium  

• At sexual maturity, spermatogonia 

begin dividing by mitosis, producing 

successive generations of cells. The 

newly formed cells can follow one of 

two paths: 

  they can continue dividing as stem 

cells, also called type A 

spermatogonia, or 

  they can differentiate during 

progressive mitotic cycles to 

become type B spermatogonia 

which are  progenitor cells that will 

differentiate into primary 

spermatocytes .  


background image

Primary spermatocytes 

• The primary spermatocyte has 46 

(44 + XY) chromosomes and 4N of 

DNA.  

• Soon after their formation, these 

cells enter the prophase of the 

first meiotic division. 

•  Because this prophase takes 

about 22 days, the majority of 

spermatocytes seen in sections 

will be in this phase.  

• The primary spermatocytes are 

the largest cells of the 

spermatogenic lineage and are 

characterized by the presence of 

chromosomes in various stages of 

the coiling process within their 

nuclei 
 


background image

Secondary spermatocytes  

• Smaller cells  arise from the first meiotic 

division  

• with only 23 chromosomes (22 + X or 22 + Y)  

& 2N  DNA per cell. 

• Secondary spermatocytes are difficult to 

observe in sections of the testis because they 
are short-lived cells that remain in interphase 
very briefly and quickly enter into the second 
meiotic division.  
 


background image

Spermatids  

 

• Each secondary spermatocyte  

results in two  spermatids that 

contain 23 chromosomes and (1N) 

DNA 

• The spermatids can be 

distinguished by their small size (7-8 

μm in diameter) and by nuclei with 

areas of condensed chromatin.  

• Their position within the 

seminiferous tubules is close to the 

lumen  

• The cytoplasm of spermatids 

contains a prominent Golgi complex 

near the nucleus, mitochondria, a 

pair of centrioles, free ribosomes, 

and tubules of smooth endoplasmic 

reticulum  


background image

Spermiogenesis 

• spermatids are transformed into spermatozoa. 

No cell division occurs during this process. 

• Spermiogenesis is a complex process that 

includes  

formation of the acrosome 
condensation and elongation of the nucleus 
development of the flagellum 
loss of much of the cytoplasm.  

 
 


background image

 

Spermiogenesis can be divided into 

three phases. 

 

1. The Golgi Phase 
2. The Acrosomal Phase 
3. The Maturation Phase 

 


background image

The Golgi Phase 

• Proacrosomal granules 

accumulate in the Golgi 
complex.  

• They subsequently 

coalesce to form a 
single acrosomal 
granule 
within a 
membrane-limited 
acrosomal vesicle

• The flagellar axoneme 

begins to form 
 


background image

 

The Acrosomal Phase 

 

 The acrosomal vesicle spreads to 

cover the anterior half of the 

condensing nucleus and is then 

known as the acrosome. The 

acrosome contains several 

hydrolytic enzymes. It  serves as a 

specialized type of lysosome.  

 During this phase of 

spermiogenesis, the nucleus of 

the spermatid becomes oriented 

toward the base of the 

seminiferous tubule, and the 

axoneme projects into its lumen. 

In addition, the nucleus becomes 

more elongated and condensed .  

 Mitochondria aggregate around 

the proximal part of the flagellum, 

forming a thickened region known 

as the middle piece  

 


background image

 

The Maturation Phase 

 

• Residual cytoplasm is shed and 

phagocytosed by Sertoli cells, 
and the spermatozoa are 
released into the lumen of the 
tubule. 
 


background image

Sertoli cells  

• are elongated pyramidal cells 

that partially envelop cells of 
the spermatogenic lineage.  

• The bases of the Sertoli cells 

adhere to the basal lamina, 
and their apical ends 
frequently extend into the 
lumen of the seminiferous 
tubule.  

• In the light microscope, the 

outlines of Sertoli cells appear 
poorly defined because of the 
numerous lateral processes 
that surround spermatogenic 
cells .  


background image

Setoli cells  

•  with the electron 

microscope, these cells 

contain abundant smooth 

endoplasmic reticulum, 

some rough endoplasmic 

reticulum, a well-developed 

Golgi complex, and 

numerous mitochondria and 

lysosomes.  

• The nucleus, which is often 

triangular in outline, 

possesses numerous 

infoldings and a prominent 

nucleolus; it exhibits little 

heterochromatin 

 


background image

Blood testis barrier 

• Adjacent Sertoli cells are 

bound together by occluding 

junctions at the basolateral 

part of the cell, forming a 

blood testis barrier.  

• The spermatogonia lie in a 

basal compartment that is 

situated below the barrier. 

• some of the cells resulting 

from division of 

spermatogonia somehow 

traverse these junctions and 

come to lie in the adluminal 

compartment situated above 

the barrier.  


background image

• Sertoli cells are also connected by gap 

junctions that provide ionic and 
chemical coupling of the cells
; this may 
be important in coordinating the cycle 
of the seminiferous epithelium 
described above. 
 
 


background image

• Sertoli cells in humans and in other animals do 

not divide during the reproductive period.  

• They  
are extremely resistant to adverse conditions 

such as infection, malnutrition, and x-
irradiation  

have a much better rate of survival after these 

insults than do cells of the spermatogenic 
lineage 
 


background image

Sertoli cells have several functions 

 Support, protection, and nutritional regulation of the developing 

spermatozoa. 

  Phagocytosis. 
 Secretion. 
  Sertoli cells continuously secrete a fluid that flows in the direction 

of the genital ducts and is used for sperm transport.  

 Secretion of an ABP( androgen binding protein) by Sertoli cells is 

under the control of follicle-stimulating hormone (FSH) and 

testosterone and serves to concentrate testosterone in the 

seminiferous tubule, where it is necessary for spermatogenesis.  

 Sertoli cells can convert testosterone to estradiol.  
 They also secrete a peptide called inhibin, which suppresses 

synthesis and release of FSH in the anterior pituitary gland 
 


background image

Sertoli cells have several functions 

  Production of the anti-müllerian hormone. 
• acts during embryonic development to promote 

regression of the müllerian (paramesonephric) 

ducts in the male fetus; testosterone fosters the 

development of structures derived from the 

Wolffian (mesonephric) ducts.  

 The blood testis barrier. The existence of a barrier 

between the blood and the interior of the 

seminiferous tubules accounts for the fact that few 

substances from the blood are found in the 

testicular fluid. The testicular capillaries are 

fenestrated and permit passage of large molecules.  
 


background image

The interstitial tissue of the testis  

 The spaces between the seminiferous tubules in 

the testis are filled with connective tissue, 
nerves, fenestrated capillaries, and lymphatic 
vessels.  

 The connective tissue consists of various cell 

types, including  

 Fibroblasts 
 undifferentiated connective cells 
 mast cells 
 Macrophages 
 interstitial, or Leydig  cells of the testis which  

become apparent during puberty ; it is either 
rounded or polygonal in shape and has a central 
nucleus and an eosinophilic cytoplasm rich in 
small lipid droplets . They have the 
characteristics of steroid-secreting cells. These 
cells produce the male hormone testosterone by 
enzymes present in mitochondria and in the 
smooth endoplasmic reticulum. 


background image

Summary  

 Each testis is divided into about 250 lobules and each lobule is 

occupied by 1-4 seminiferous tubules 

 Straight tubules(tubuli recti ) connect the seminiferous tubules to 

the rete testis and about 10 -20 ductuli efferentes connect the rete 

testis to the cephalic portion of the epididymis 

 The seminiferous tubules are lined with a germinal or seminiferous 

epithelium. 

  The seminiferous epithelium consists of cells that constitute the 

spermatogenic lineage and Sertoli cells  

 Spermatogenesis includes spermatogonial, spermatocyte and 

spermatid  Phase 

 Spermiogenesis can be divided into  Golgi, acrosomal and 

maturation phases 

 Blood testis barrier is formed by occluding junctions between 

adjacent Sertoli cells  

 interstitial, or Leydig  cells of the testis  have the characteristics of 

steroid-secreting cells i.e. production of  testosterone   

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 204 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل