Los testículos de los animales tienen dos funciones fundamentales: producir las gametas masculinas por un lado, y las hormonas necesarias para regular estas funciones por el otro.

La primera de ellas se conoce como espermatogénesis y tiene lugar dentro de los túbulos seminíferos. La segunda es la producción de andrógenos por las células de Leydig, ubicadas en el espacio intersticial, y la de estrógenos y otras hormonas y proteínas reguladoras por las células de Sertoli, dentro de los túbulos. La significación fisiológica de los estrógenos en el testículo no se conoce totalmente; probablemente intervienen en el mecanismo de retroalimentación que regula la secreción de gonadotropinas; a nivel local actuarían en los túbulos seminíferos para regular la espermiogénesis, además de ejercer un efecto regulador local sobre el metabolismo de las células intersticiales.

En las células de Sertoli se forma la proteína portadora de andrógenos (PPA o en inglés ABP) que es la encargada de tomar los andrógenos producidos en el tejido intersticial y transportarlos hacia el epitelio germinal de los túbulos seminíferos. Esta proteína llega al epidídimo, donde se concentra en la cabeza y luego aparentemente se degrada. Las células de Sertoli también secretan inhibinas en respuesta a una señal enviada por las células germinales. Las inhibinas son en realidad un complejo proteico que regula la secreción de FSH por feed-back negativo y permiten modular separadamente la secreción de LH y FSH.

El proceso de espermatogénesis hasta la producción de espermatozoides comprende dos divisiones celulares. La primera es reduccional y da origen a dos células hijas haploides. Se conoce como Meiosis I y se caracteriza por tomar más tiempo que la Meiosis II, debido fundamentalmente a la profase, la cual tiene una duración de 19 días en el toro. La Meiosis II, por el contrario, sólo dura algunas horas y es una división mitótica de dos células haploides.

Por lo tanto, partiendo de una célula diploide, como resultado de la división meiótica completa se obtienen cuatro células haploides.

Un segundo proceso, conocido como espermiogénesis, comprende los cambios que sufren las espermátidas redondas, productos de la segunda división meiótica, hasta llegar a formar espermátidas maduras, elongadas, con cabeza y cola, y que luego serán liberadas hacia la luz del túbulo.

Con el nombre de espermiación se define a este proceso de liberación hacia la luz del túbulo y que ocurre cuando la cabeza y cola del espermatozoide, aún inmaduro, se encuentran totalmente desarrollados. La finalización de la maduración de éstas células ocurre en el epidídimo.

El ciclo del epitelio seminífero es un ordenado proceso que determina que continuamente se estén formando y liberando espremátides maduras a la luz de los túbulos. Es el resultado de la duración constante del proceso de espermatogénesis, constancia en el tiempo y coordinación en el espacio. La duración de la espermatogénesis completa varía según las distintas especies animales, y se estima en el toro en 60 días.

La producción de EZ por el parénquima testicular es enorme; se ha comprobado que 1 g de tejido testicular en el toro produce más de 6000 EZ por minuto. Esto significa que un los animales cuyos testículos tuvieran 300 a 350 g de peso promedio cada uno, produciría diariamente 5 a 6 x 109 espermatozoides.

En los animales, varias causas se citan como factores que afectan la espermatogénesis. La mayoría de ellas pueden ser clasificadas como relacionadas con altas temperaturas o con el estrés. Otras causas menos comunes son las genéticas, tóxicas o tal vez deficiencias en la nutrición. El aumento de 0,5 a 1 ºC de temperatura en los testículos de los animales, por algunos días, es suficientes para originar un marcado desorden en la espermatogénesis. Aparentemente el mecanismo del daño por temperatura ocurre a través de la hipoxia testicular. Al elevarse la temperatura del testículo aumenta la actividad metabólica, para activar los mecanismos de pérdida de calor hay vasodilatación y no hay un aumento correspondiente en el abastecimiento de oxígeno, por lo que el tejido se encuentra en hipoxia. Por otra parte hay evidencia de que las altas temperaturas provocan una disminución de la liberación de LH, lo que resulta en niveles más bajos de testosterona disponibles para las células germinales, lo cual es agravado por la hipoxia.

El estrés en general, tanto en los animales como en el hombre, induce a la producción excesiva de cortisol, que a su vez reduce la secreción de LH por la pituitaria y esto produce una menor producción de testosterona por parte de las células de Leydig; además del efecto directo de la adrenalina sobre el flujo sanguíneo.

El resultado de severas alteraciones en la espermatogénesis es la degeneración y descamación de estratos celulares al lumen del túbulo. Los túbulos vacíos pierden turgencia y por esta razón macroscópicamente los testículos se vuelven más blandos y más chicos. Generalmente, no son afectados todos los túbulos en la misma proporción, por lo que las muestras de semen presentan variaciones en cuanto a células normales y anormales.

Control endócrino de las funciones sexuales del macho:

La unidad hipotálamo – hipófisis del macho es responsable de la secreción de gonadotropinas, las cuales a su vez regulan las actividades endócrina y espermatogénica del testículo, determinando mecanismos de retroalimentación o feedback. Estas funciones ocurren continuamente en el macho, a diferencia de la ciclicidad existente en la hembra.

Como ya se ha señalado, la secreción de testosterona por parte de los testículos es el resultado de la estimulación de las células de Leydig por la LH y a su vez, la principal hormona reguladora de ésta última es la testosterona. Esta última ejerce su acción a nivel de hipotálamo, a partir de la GnRH y no directamente en la hipófisis.

El control endócrino de la espermatogénesis depende de las acciones conjuntas de FSH, LH y testosterona. El sitio de acción de la LH es la célula de Leydig, el de la FSH la célula de Sertoli y el de la testosterona las de Sertoli y posiblemente las células germinales también. El desarrollo testicular y el establecimiento de la espermatogénesis dependen de estas tres hormonas. Sin embargo, no se conoce con exactitud cómo y cuándo son coordinados esos estímulos. La importancia de la FSH aparece en el desarrollo prepuberal de los testículos. En el adulto, parece cumplir una función de optimización del proceso de la espermatogénesis. Por otro lado, la importancia de la LH, vía andrógenos, en el comienzo del desarrollo puberal, se mantiene durante la vida adulta, tanto en los animales como en el ser humano.