1. Définition :

La testostérone est une hormone stéroïde mâle produite naturellement chez l’homme et, à un moindre degré, chez la femme.

C’est l’androgène majeur, dont le rôle est d’induire la différentiation et le développement des organes reproducteurs masculins et de la fonction reproductrice chez l’homme.

– Chez l’homme : la testostérone est principalement sécrétée par le testicule (à 95 %) et pour une faible part (5 %) surrénalienne.

– Chez la femme : les androgènes proviennent en faible quantité des ovaires et des glandes surrénales, mais surtout de la conversion de l’androstènedione et de la déhydroépiandrostérone en testostérone au niveau du foie, du tissu adipeux et de la peau.

Elle circule dans le  sang sous deux formes, l’une liée à des protéines de transport (60 à 70 % liée à la TeBG et la CBG, 30 à 40 % liée à l’albumine), l’autre libre.

Elle est synthétisée dans les gonades et la corticosurrénale à partir du cholestérol, d’abord converti en prégnénolone.

A partir de la prégnénolone, la testostérone est formée selon les deux voies classiques :

– La voie Δ4 qui comprend la séquence : progestérone, 17 OH-progestérone et androstènedione,

– et la voie Δ5 avec la séquence : 17 OH-prégnénolone, déhydroépiandrostérone et androstènediol.

Le passage de l’une à l’autre voie peut se faire à tous les niveaux sous l’effet de la 3β-hydroxystéroïde déshydrogénase.

Dans le testicule : la synthèse est effectuée dans les cellules de Leydig selon les 2 voies, mais il semble que la voie Δ5 soit prépondérante.

 Dans l’ovaire : la testostérone peut être formée dans les trois compartiments : follicule, corps jaune et stroma et ceci selon les deux voies biosynthétiques.

Outre la synthèse gonadique et surrénalienne, la testostérone peut être également formée à partir de ses précurseurs, androstènedione et déhydroépiandrostérone, dans le foie et les tissus périphériques, notamment le tissu adipeux, les muscles et la peau.

2. Rôles de la testostérone :

1) Chez la femme :

Cette hormone joue un rôle dans le désir sexuel.

2) Chez l’homme :

Son rôle principal est de permettre la différenciation, le développement et le maintien des caractères sexuels secondaires mâles (organes génitaux, prostate).

En liaison avec la FSH, elle contrôle la spermatogenèse en agissant sur l’activité des cellules de Sertoli.

Elle joue aussi un rôle majeur dans la libido, l’accroissement de la masse musculaire (rôle anabolisant), le développement osseux, la pilosité et la mue de la voix.

Elle intervient enfin sur l’humeur.

3. Origine :

La testostérone circulante peut avoir plusieurs origines qui varient selon le sexe et l’âge :

1) Chez l’homme :

Elle est presque exclusivement d’origine testiculaire par les cellules de Leydig (95 %) et surrénalienne (5 %).

Nb : chez le garçon avant la puberté : c’est la conversion périphérique de l’androstènedione qui en constitue la principale origine.

La sécrétion de testostérone est stimulée par la LH, sur laquelle elle exerce un rétrocontrôle négatif.

La testostérone contrôle la différenciation, la maturation des caractères secondaires mâles et la spermatogénèse, en agissant sur les cellules de Sertoli en liaison avec la FSH.

2) Chez la femme :

Elle est synthétisée par :

– les ovaires (stroma) (25 %),

– les surrénales (25 %),

– mais provient surtout de la conversion périphérique de la D4-androstènedione (50 %), au niveau du foie et de la peau.

* Après la ménopause : la sécrétion ovarienne devient quasi inexistante mais celle de la surrénale et la conversion périphérique des précurseurs restent similaires à ce qui est observé au cours de la vie génitale.

Au total, la testostérone provient surtout de la conversion périphérique de l’androstènedione, aussi bien au cours de la vie génitale qu’après la ménopause.

4. Liaisons :

La testostérone circule dans le sang, pour une large part liée à des protéines porteuses et pour une très faible part, non liée ou libre (1 %) :

– en effet, près de la moitié est liée fortement à une protéine appelée TeBG (Testosterone estradiol Binding Globulin), appelée aussi la SHBG (Sex Hormone Binding Globulin) ; sous cette forme, la testostérone est incapable d’entrer dans les cellules.

– L’autre moitié est liée plus faiblement à l’albumine ; sous cette forme, la testostérone peut éventuellement se détacher de l’albumine et augmenter le taux de testostérone biologiquement active.

– Une toute petite fraction appelée “testostérone libre” n’est liée à aucune protéine et peut donc entrer librement dans les cellules où s’effectue son action.

D’un point de vue physiologique, la fraction non liée aux protéines était considérée, jusqu’à ces dernières années, comme la seule biologiquement active. Cependant, il a été récemment démontré que la fraction liée à l’albumine sérique était également disponible aux cellules cibles. 

Le total des fractions liées à l’albumine et libre se nomme “testostérone biodisponible”.

La testostérone totale est la somme des trois formes de testostérone.

5. Actions :

Les principales actions de la testostérone sont :

– la formation du phénotype masculin durant la différenciation sexuelle,

– la maturation sexuelle à la puberté,

– l’initiation et le maintien de la spermatogénèse,

– la régulation de la sécrétion de la LH.

La testostérone traverse la membrane cellulaire par diffusion. Dans le cytoplasme, elle se lie à un récepteur ou bien elle est d’abord réduite en dihydrotestostérone (DHT) sous l’effet de la 5α-réductase et c’est la DHT alors qui se lie au récepteur.

– Le complexe ainsi formé migre vers le noyau et se lie au site d’action nucléaire. Il est important de noter que DHT et testostérone partagent le même récepteur cytosolique, et que c’est la disponibilité du tissu en 5α-réductase qui détermine la liaison préférentielle de la DHT. Par exemple, le tissu musculaire est dénué d’activité 5α-réductase et c’est la testostérone seule qui est le promoteur du développement musculaire à la puberté.

– Le complexe testostérone-récepteur est responsable de la différenciation sexuelle des canaux de Wolff qui vont former l’épididyme, les canaux déférents et les vésicules séminales et du dimorphisme sexuel du développement musculaire.

Le complexe DHT-récepteur est responsable de la virilisation des organes génitaux externes au cours de l’embryogénèse, de la formation de la prostate et de certains caractères sexuels secondaires à la puberté.

Par ailleurs, la testostérone exerce un rétrocontrôle négatif sur la production des gonadotrophines après aromatisation in situ en estradiol.

6. Métabolisme :

La testostérone est métabolisée selon deux voies : la voie 17β-hydroxy aboutissant à l’androstanediol par l’intermédiaire de la DHT et la voie 17-oxo aboutissant aux 17-oxostéroïdes ou 17-cétostéroïdes : androstérone et étiocholanolone. Ces métabolites sont conjugués puis éliminés dans les urines sous forme de glucuronides ou de sulfates.

Enfin, une très faible fraction de la testostérone provenant de la circulation ou formée dans le foie à partir des précurseurs est conjuguée à l’acide glucuronique. Le glucuronide de testostérone est éliminé dans les urines. 

7. Indications du dosage : Cf chapitre spécial

8. Recommandations préanalytiques :

1) Prélèvement sanguin :

Le prélèvement se fait sur tube sec le matin entre 8 et 9 heures (moment où la testostérone est plus élevée) chez l’homme, à n’importe quelle heure chez la femme, à jeun si la testostérone biodisponible est dosée, en dehors de toute prise d’androgènes ou d’anti-androgènes, en dehors de tout effort physique et à distance d’un acte chirurgical ou d’un repos prolongé.

Ce dosage est ordinairement couplé avec ceux :

– de la FSH, LH, prolactine, chez l’homme,

– de la DHEA, de la D4-androstènedione et de la 17 OH-progestérone chez la femme.

2) Questions à poser au patient :

Il est recommandé de signaler l’administration des composés :

– modifiant les concentrations de testostérone par action directe ou indirecte sur les gonades ou sur la corticosurrénale : gonadotrophines, ACTH, citrate de clomifène, tamoxifène, glucocorticoïdes, hormones sexuelles, danazol,

– ou affectant les concentrations de SHBG ou la liaison de testostérone à cette protéine : citrate de clomifène, tamoxifène, danazol, hormones sexuelles, spironolactone.

9. Techniques de dosage :

– Le dosage de la testostérone totale peut être effectué par des techniques immunologiques faisant appel à un traceur isotopique ou non.

Les antisérums actuellement disponibles sont suffisamment spécifiques, notamment vis-à-vis de la dihydrotestostérone (DHT), pour permettre un dosage direct dans l’aliquote sérique ou plasmatique.

– Pour le dosage de la testostérone biodisponible ou fraction non liée à la SHBG et à la CBG, on met à profit la propriété que possèdent ces protéines porteuses de précipiter par le sulfate d’ammonium à demi-saturation.

C’est ainsi que dans un premier temps, la SHBG et la CBG de l’échantillon, avec la fraction de la testostérone qui leur est liée, sont précipitées par le même volume d’une solution saturée de sulfate d’ammonium. Après centrifugation, la testostérone est mesurée dans le surnageant par le même immunodosage que celui appliqué pour la mesure de la testostérone totale.

Taux normal :

Les valeurs normales de la testostérone varient selon le sexe et l’âge :

a) Chez l’homme :

Hommeng/mlnmol/l
10-20 ans0.50 – 5.001.70 – 17.50
20-45 ans3.00 – 8.5010 – 30
40-60 ans2 – 87 – 28
60-75 ans1 – 53.5 – 17.5

b) Chez la femme :

Les valeurs normales du taux sanguin de testostérone sont dix fois moins importantes +++.

Femmeng/mlnmol/l
10-45 ans0.14-0.890.5 – 3.1
45-60 ans0.14-0.810.5 – 2.8
Après 60 ans0.09-0.490.3-1.70

⇒ le taux chez la femme est compris entre 0,3 et 3 nmol/L. 

Il est important de noter que les valeurs de référence peuvent varier en fonction des laboratoires et des techniques de mesure utilisées. Il est donc recommandé de consulter un professionnel de santé pour interpréter les résultats de testostérone chez la femme.

10. Variations physiologiques :

Le taux de testostérone varie en fonction du sexe, de l’âge et du stade pubertaire.

La testostérone reste à des concentrations faibles dans les deux sexes jusqu’à l’apparition de la puberté.

1) Chez l’homme :

A la puberté, les taux augmentent pour être au maximum chez l’adulte.

Les concentrations adultes ne sont atteintes qu’à l’âge de 20 ans chez le garçon.

– Chez l’homme adulte : les concentrations de testostérone totale ne varient pas significativement entre 20 et 50 ans.

Chez l’adulte, les taux sont deux fois plus élevés le matin que le soir.

– Chez l’homme âgé : la testostérone totale reste à des concentrations comparables à celles de l’adulte jeune jusqu’à un âge très variable selon les études. En revanche, les testostérones biodisponible et libre amorcent une baisse à partir de 50 ans.

L’effort physique continu entraîne une diminution de la testostérone.

2) Chez la femme :

Dans l’enfance, les variations sont identiques à celles du garçon.

– Chez la fille : les concentrations de testostérone totale restent très faibles jusqu’au début de la puberté, puis elles s’élèvent progressivement pour atteindre les niveaux adultes à la fin de la puberté.

– Chez la femme, en période d’activité génitale : les concentrations de testostérone totale ne varient pas significativement au cours du cycle menstruel.

– Après la ménopause : la testostérone diminue (en raison d’une élévation des taux de gonadotrophines), mais les concentrations restent constantes après.

11. Variations pathologiques :

1) Taux de testostérone élevé (hypertestostéronémie) :

a) Chez l’enfant :

Chez l’enfant, la testostéronémie est élevée en cas de :

– puberté précoce : cela se manifeste par un développement avant l’âge de 10 ans chez le garçon, des caractères sexuels secondaires, associé à celui des testicules (elle peut être d’origine centrale ou secondaire à une tumeur leydigienne),

– pseudopuberté précoce : elle se manifeste par un développement des caractères sexuels secondaires chez le garçon lié à une production anormale d’androgènes surrénaliens (hyperplasie congénitale des surrénales, cushing, tumeur),

– pseudohermaphrodisme féminin : il se caractérise par une hyperandrogénie chez la fille avec ambiguïté sexuelle à la naissance.

b) Chez l’homme :

Chez l’homme, une hypertestostéronémie est retrouvée en cas :

– de syndrome des testicules féminisants (insensibilité périphérique aux androgènes avec augmentation de la LH),

– d’administration de testostérone exogène synthétique (souvent par des sportifs, afin de bénéficier de son rôle anabolisant et d’augmenter leur masse musculaire) ou de gonadotrophines,

– d’hyperthyroïdie.

c) Chez la femme :

La testostérone peut s’élever dans :

– l’hirsutisme idiopathique avec augmentation de DHT et de testostérone,

– le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK),

– les hyperplasies congénitales de la surrénale,

– les tumeurs ovariennes et surrénaliennes virilisantes. 

2) Taux de testostérone bas (hypostestostéronémie) :

a) Chez l’enfant :

Chez le garçon, la testostérone est basse en cas de retard pubertaire simple ou alors l’origine de l’hypogonadisme testiculaire est congénitale :

syndrome de Klinefelter,

syndrome de Morris (ou testicule féminisant),

– anorchidie congénitale,

– troubles de la biogénèse de la testostérone par déficit enzymatique (17α-hydroxylase, 17-20 desmolase, 3β-hydroxystéroïde déshydrogénase et 17β-hydroxystéroïde déshydrogénase).

b) Chez l’homme :

Chez l’homme, une diminution de la testostérone au-dessous de 3 ng/ml (10 nmol/l) témoigne d’une insuffisance testiculaire qui peut être primaire (testiculaire) ou haute (hypothalamo-hypophysaire) :

insuffisance testiculaire primaire : hypogonadisme hypergonadotrope

insuffisance testiculaire de cause haute : hypogonadisme hypogonadotrope.

Quels résultats peut-on attendre d’une analyse de la testostérone ?

Les valeurs usuelles de testostéronémie sont variables en fonction du sexe et de l’âge.

• Chez l’homme : une testostérone trop faible est généralement le signe d’un hypogonadisme, lié soit à un problème au niveau du testicule, soit d’origine centrale (hypothalamus ou hypophyse).

• Chez la femme : le principal problème lié à la testostérone est l’hyperandrogénie ; elle se manifeste par plusieurs symptômes, surtout : l’hirsutisme, l’acné ou la séborrhée, des troubles du cycle menstruel…

Points clés

L’hormone sexuelle mâle, la testostérone, est sécrétée chez l’homme par le testicule.

Sa sécrétion est réglée par les hormones gonadotropes hypophysaires sur lesquelles elle exerce un rétrocontrôle négatif.

Chez la femme, de petites quantités de testostérone (1/10 à 1/20 de celles de l’homme) sont synthétisées moitié directement par les ovaires, moitié par la conversion périphérique des androgènes surrénaliens.

Seule 2 % de la testostérone circule librement dans le plasma. Le reste est fixé à des protéines porteuses dont la TEBG (testosterone-estradiol binding protein), protéine de forte spécificité et de forte affinité dont la concentration plasmatique augmente avec l’âge.

C’est la testostérone totale qui est dosée ; la mesure de la testostérone libre est délicate.

Quand les taux de testostérone baissent, avec l’âge, une maladie, un traitement médicamenteux ou suite à une exposition à un perturbateur endocrinien, les hommes peuvent éprouver :

– une diminution de la libido,

– des troubles de l’érection,

– une oligo-asthénospermie,

– une gynécomastie,

– une perte de masse musculaire (perte de force),

– une obésité.

Moyens simples pour augmenter la testostérone :

– bonne alimentation (bio, sans pesticides, sans métaux lourds),

– activité physique régulière,

– bon environnement, non pollué,

– gestion du stress (méditation),

– bon sommeil (mélatonine).

Ajout (cerba) :

Testostérone totale :

Dans la grande majorité des cas, lorsqu’on parle de dosages de testostérone, il s’agit en fait du dosage de la testostérone totale, qui comprend l’addition des fractions de la testostérone libre, de celle liée à l’albumine et de celle liée à la protéine porteuse TeBG.

• Chez l’homme : les taux de testostérone reflètent l’activité endocrine du testicule. Après 60 ans, les taux s’abaissent physiologiquement, progressivement mais selon une intensité très variable selon les individus : c’est le déficit androgénique lié à l’âge (DALA).

Le DALA est un syndrome biochimique associé à l’avancée en âge et caractérisé par une diminution des androgènes dans le sérum, avec ou sans diminution de la sensibilité aux androgènes, pouvant induire une altération significative de la qualité de la vie et affecter de manière néfaste la fonction de plusieurs organes.

Les dosages de la testostérone permettent d’explorer les patients atteints de signes cliniques en faveur d’hypogonadisme : des taux abaissés de testostérone indiquent soit une insuffisance leydigienne d’origine testiculaire (séquelles d’orchites, résections testiculaires…) associée à des taux élevés de LH (et le plus souvent de FSH), soit une insuffisance gonadotrope avec des taux bas ou normaux de FSH et de LH.

L’administration d’androgènes de synthèse, d’estrogènes ou d’anti-androgènes (acétate de cyprotérone) abaisse les taux de testostérone ; de même pour les analogues de la LHRH dans le traitement des cancers de la prostate.

Des taux élevés de testostérone sont notés en cas d’administration exogène de testostérone ou de gonadotrophines et lors d’hyperthyroïdie (associée à une augmentation de la TeBG).

Chez la femme, les valeurs s’élèvent progressivement à la puberté. Au cours du cycle, des valeurs plus élevées sont notées au cours de la période péri-ovulatoire ; la contribution surrénalienne est par ailleurs plus élevée le matin.

Les taux augmentent dès le 4ème mois de la grossesse.

Après 60 ans, les taux s’abaissent d’environ 20 %.

• Chez la femme : le dosage de la testostérone est indispensable dans l’exploration d’une hyperandrogénie pour savoir si elle est liée à une “hyperproduction” ou à une “hyperutilisation” par les cellules, et lors du suivi thérapeutique :

• un tableau d’hyperandrogénie s’installant rapidement, associé à des taux de testostérone très élevés (> 1,5 ng/ml), doit faire rechercher une tumeur ovarienne : arrhénoblastome, tumeur à cellules de la granulosa, lutéome, tumeur du hile ou tumeur surrénalienne… ;

• un taux plasmatique de testostérone compris entre 0,8 et 1,4 ng/ml, associé à une spanioménorrhée, une anovulation, de gros ovaires, une réponse normale au test au Synacthène Immédiat ®, suggère une dystrophie ovarienne. Les taux d’androstènedione et de glucuronide d’androstanediol sont élevés parallèlement au taux de testostérone. Les taux sont modérément élevés au cours du syndrome de Cushing ;

• l’hirsutisme dit idiopathique, sans anomalie du cycle menstruel, s’accompagne d’une testostéronémie normale ou un peu supérieure à la normale. Cet hirsutisme est lié à une hypersensibilité du follicule sébacé avec élévation de la transformation de la testostérone en dihydrotestostérone in situ. L’exploration complémentaire peut comporter des dosages de TeBG, de la testostérone libre ou biodisponible et du glucuronide d’androstanediol ;

• on notera l’existence de taux élevés de testostérone en relation avec une hépatopathie. Le taux de TeBG est alors accru, liant la testostérone et la rendant inactive.

Ces taux élevés de testostérone, découverts parfois fortuitement lors d’un bilan systématique pour hypofertilité, par exemple, contrastent avec l’absence de signes cliniques d’hyperandrogénie.

Testostérone biodisponible :

La testostérone biodisponible représente la somme de la testostérone libre et de la testostérone liée à l’albumine.

Elle correspond à la testostérone totale, diminuée de la testostérone liée à la TeBG et à la cortisol binding globulin (CBG).

La faible affinité de la testostérone pour l’albumine rend l’hormone facilement accessible aux récepteurs cellulaires. A l’inverse, la dissociation des complexes testostérone-TeBG et testostérone-CBG est trop lente (compte tenu des affinités élevées de ces protéines porteuses pour l’hormone) pour permettre une libération vers les récepteurs cellulaires pendant le passage capillaire de la testostérone.

Testostérone libre :

Environ 2 % chez l’homme et 1 % chez la femme de la testostérone circulante ne sont pas liés aux protéines porteuses et représentent la fraction libre stricto sensu de l’hormone.

Le dosage direct de la testostérone libre présente l’avantage d’être indépendant des modifications concomitantes des taux des protéines transporteuses (syndromes inflammatoires, affections hépatiques).

On observe des valeurs de testostéronémie libre abaissées en cas d’hypogonadisme chez l’homme (orchidectomie, anorchidie, insuffisance hypothalamique ou hypophysaire, syndrome de Klinefelter…), de traitement par les estrogènes, par les analogues de la LHRH, ainsi que dans les hyperthyroïdies.

On observe des valeurs élevées chez la femme en cas d’hyperandrogénie (hirsutisme, ovaires polykystiques…).

La testostérone libre, dite biologiquement active, est souvent opposée à la testostérone totale. Cette distinction trouve toute sa justification dans les cas d’hyperandrogénie associés à une testostérone totale normale et à une augmentation de la testostérone libre. Cependant, testostérone totale, testostérone libre et testostérone biodisponible ne permettent pas toujours d’expliquer les hyperandrogénies pour lesquelles doivent être évoquées soit des hypersécrétions d’autres androgènes d’origine surrénalienne (SDHA, androstènedione), soit des anomalies liées aux récepteurs cellulaires ou au métabolisme intracellulaire de la testostérone.

*****

Les différents pourcentages de testostérone totale se répartissent de la façon suivante :

• chez l’homme :

– testostérone libre : 2 % ;

– testostérone liée à l’albumine : 38 % ;

– testostérone liée à la TeBG et à la CBG : 60 %.

• chez la femme :

– testostérone libre : 1 % ;

– testostérone liée à l’albumine : 19 % ;

– testostérone liée à la TeBG et à la CBG : 80 %.

Les concentrations de testostérone biodisponible reflètent mieux l’imprégnation androgénique que la testostérone libre.

Chez les femmes hyperandrogéniques, la testostérone biodisponible est plus souvent élevée que la testostérone libre.

 

Nb : Le dosage de testostérone libre est le plus sensible (que la testostérone totale) mais son dosage direct n’est pas utilisable en pratique…

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