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Un dysfonctionnement du mécanisme d'interaction entre l'hypothalamus, l'hypophyse et les testicules peut entraîner une production insuffisante des
hormones contrôlant la sécrétion de testostérone (hormone folliculostimulante) et la production de spermatozoïdes (hormone lutéinisante).
La qualité du sperme (nombre, capacité à bouger, progression vers l'avant, grosseur et forme des spermatozoïdes) peut être endommagée par des infections (chlamydia, oreillons...), un traitement de cancer (radiothérapie, chimiothérapie) ou encore un désordre immunologique. Dans ce dernier cas, l'homme produit des anticorps dirigés contre ses propres spermatozoïdes, ce qui provoque une motilité insuffisante de ces derniers ou des agglutinations. Cela se produit chez seulement 1 % à 2 % des hommes, mais dans cette petite population, la fertilité est réduite de 40 %.

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La
varicocèle une veine variqueuse autour d'un testicule qui est susceptible d'entraver la production de spermatozoïdes. Environ 15 % des hommes normaux et approximativement 40 % des hommes infertiles en sont atteints, le plus souvent sur le côté gauche ou sur les deux côtés à la fois. Les
infections sexuellement transmissibles peuvent créer une obturation des canaux déférents, ceux-là même qui amènent le sperme de la prostate aux testicules. Quant à la cryptorchidie (
testicule non descendu), elle se produit lorsqu'un testicule n'est pas passé de l'intérieur de l'abdomen à l'extérieur, dans les bourses. Il ne génère donc pas de spermatozoïdes. Cette affection touche environ 3 % des nouveau-nés mais moins de 1 % d'entre eux nécessitent un traitement.