Effets des facteurs environnementaux sur la spermatogenèse : déclin des paramètres du sperme chez l'homme et impact des métaux lourds sur la spermatogenèse du rat ex-vivo

par Cendrine Geoffroy-Siraudin

Thèse de doctorat en Santé

Sous la direction de Marie-Roberte Guichaoua et de Philippe Durand.

Soutenue le 13-12-2010

à Aix Marseille 2 , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de l'Environnement (Marseille) .

Le président du jury était Alain Botta.

Le jury était composé de Marie-Roberte Guichaoua, Philippe Durand, Alain Botta, Louis Bujan, Georges Pointis.

Les rapporteurs étaient Louis Bujan, Georges Pointis.


  • Résumé

    Au cours des dernières décennies, un contexte alarmant de déclin des paramètres du sperme etd’accroissement constant des pathologies génitales masculines a été décrit dans de nombreuxpays industrialisés.Notre travail évalue dans un premier temps l’évolution des paramètres spermatiques chez11 330 hommes ayant consulté pour infertilité conjugale au Centre de ProcréationMédicalement Assistée du CHU de Marseille entre 1988 et 2007. Les données ont étérecueillies de manière rétrospective et analysées par régression linéaire multi-variée afin detenir compte de l’effet lié à l’âge. Nous montrons une diminution significative des principauxparamètres du sperme: concentration en spermatozoïdes (-1.4% par an), numération totale enspermatozoïdes (-1.5% par an), mobilité progressive rapide (-5.6% par an) et morphologienormale (-1.9% par an). Les possibles biais de selection ont été discutés. L’effet del’environnement sur notre fonction de reproduction est l’une des hypothèses principalesévoquées pour expliquer ce phénomène.Nous montrons ensuite comment un modèle de culture de tubes séminifères de rat en chambrebicamérale, couplé à des techniques d’étude de la méiose en immunocytochimie peut êtreutilisé comme nouvel outil de reprotoxicologie. Nous décrivons tout d’abord avec l’anticorpsanti-SCP3 la prophase de première division méiotique chez le rat in-vivo et nous validons lemodèle de culture par comparaison entre les résultats des cellules obtenues in vivo et ceux descellules obtenues ex-vivo. Nous montrons ensuite grâce à ce système l’impact du ChromeHexavalent et du Cadmium sur la méiose du rat. Ces 2 métaux lourds, largement présent dansnotre environnement, peuvent être responsables d’atteintes importantes des cellulesméiotiques, y compris à de faibles doses pouvant correspondre à celles retrouvées chez desindividus exposés dans leur vie quotidienne et/ou professionnelle.

  • Titre traduit

    Environnmental effects on spermatogenesis : declin of sperm parameters in men and impact of heavy metals on rat spermatogenesis ex-vivo


  • Résumé

    In recent decades, an alarming decline of sperm parameters and a constant increase in malegenital diseases has been described in many industrialized countries.In a first time, our study evaluates the evolution of sperm parameters in 11 330 menconsulting for infertility of their couple in the Reproduction Biology Laboratory of anUniversity Hospital in Marseilles between 1988 and 2007. Data were collected retrospectivelyand analyzed by multivariate linear regression to take into account the effect related to age.We show a significant decrease of the main sperm parameters: sperm concentration (-1.4%per year), total sperm count (-1.5% per year), rapid progressive motility (-5.6% per year) andnormal morphology (-1.9 % per year). Possible selection bias were discussed. The effect ofenvironment on our reproductive function is one of the main hypothesis to explain thisphenomenon.Secondly, we show how a rat seminiferous tubule culture in a bicameral chamber system,coupled with study of meiosis by immunocytochemistry can be used as a new tool ofreprotoxicology. We first describe with an anti-SCP3 antibody the first prophase of ratmeiosis and we validate the model of culture by comparing the results obtained on cellsobtained after in vivo spermatogenesis and those of cells obtained ex-vivo. Then, we showusing this system, the impact of hexavalent chromium and cadmium on rat meiosis. These twoheavy metals, widely present in our environment, may cause substantial impairment ofmeiotic cells, including low doses which can fit with those found in individuals exposed intheir personnal life and / or occupational training.


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