Spermatozoïdes, environnement et prévention

�9 A R T I C L E S D E REVUE Andrologie (1994), 1, 13-21

Spermatozoides, environnement et prevention M. AUROUX, E. DULIOUST, D. FENEUX

Biologie de la Reproduction et du Dgveloppement, CHU Bic~tre, Le Kremlin-Bic~tre

RESUME

Au cours des 50 derni~res ann~es, les facteurs de risque conduisant fi Hnfer- tilit~ ont net tement augmentS, surtout ceux l i~s ~ l ' env ironnement . La spermatog~n~se et les spermatozoides sont s u s c e p t i b l e s d 'e tre a f f e c t ~ s par des a g e n t s p h y s i q u e s et c h i m i q u e s , t o x i q u e s ou m ~ d i c a m e n t e u x , m a i s aussi par des facteurs naturels comme le stress ou l'~ge paternel . Ce dernier facteur et les precedents peuvent ~vi- d e m m e n t ~ t r e i n t r i q u ~ s . L e u r ensemble aboutit ~ une baisse de la fertilit~ mascul ine et il est ainsi possible de d4finir des populat ions ~ risque.

Ces a l terat ions de la spermatog~n~se peuvent en outre entrainer des anomalies chez la prog~niture tels qu'avorte- m e n t s p r ~ c o c e s , c h u t e du p o i d s de n a i s s a n c e , s y n d r o m e s a u t o s o m i q u e s dominants aboutissant ~ des malforma- t ions ou/~ des troubles fonct ionnels , en particul ier comportementaux, troubles de la spermatog~n~se analogues fi ceux pr~sent~s par le p~re, leuc~mies etc.

De tel les donn~es devraient conduire fi un renforcement de la prevent ion et au d ~ p i s t a g e de l 'hypofer t i l i t ~ avant la trentaine.

M o t s c l ~ s : spermatozoide, environnement, fertilitY, prog~niture, prevention.

INTRODUCTION

Darts un article r~cent, les danois [16] tirent ]a sonnet te d 'a larme : de 1940 fi 1990, la

numerat ion des spermatozoades serait pas- s~e de 113 millions ~ 66 millions/ml. A moins que la qualit~ des gametes ne soit ~galement touch,e, cette chute du nombre n'a rien de dramatique et 66 millions de bons spermatozo~des suffisent largement fi assurer une descendance. En revanche, la question qui se pose de mani~re aigu~, compte t enu de la toxicit~ progressivement croissante de notre environnement, est celle de l'origine de la chute et des ~ventuelles alterations gam~- tiques qui pourraient raccompagner. On sait que, chez l'homme, diff~rents facteurs peuvent modifier la spermatog~n~se et entrainer une hypofertilit~ plus ou moins accentu~e, voire une sterilitY. Certains, iatrog~nes ou toxiques, sont effectivement li6s fi l'environnement du sujet, d 'autres correspondent des a l t e r a t i o n s n a t u r e l l e s t e n a n t p a r exemple au vieillissement, et les effets de ces deux types de fac teurs sont 6v idemment intriqu~s. Ainsi, re la t ivement ~ ces situa- tions, il existe des populations ~ risques chez lesquelles une ~valuation pr~coce des fonctions reproductr ices p e r m e t t r a i t d'~viter, plus tard, que les individus concern~s soient confront~s ~ une dysfertilit~ sans ressource th~rapeutique. Dans cette perspective, nous allons donner quelques exemples de facteurs capables de perturber la spermatog~n~se et d'aboutir ~ des alterations morphologiques ou fonctionneUes des spermatozo~des.

Enfin, tout ce qui concerne les spermatozoa'des int~ressant non seulement l'individu mais aussi sa descendance, nous envisage- rons les r i sques d '~ventuel les mu ta t i ons dues fi ces facteurs.

13

ALTERATION DES SPERMATOZOIDES

1. I n f l u e n c e de l ' e n v i r o n n e m e n t

a] Les facteurs iatrogSnes

Un certain hombre d'agents chimiques et physiques utilis~s en th~rapeutique sont capables de perturber la spermatog~n~se [62]. On a par exemple montr~ qu'un sulfa- mide, la salicylazo-sulfapyridine, utilis~e dans le traitement de la recto-colite h~mor- ragique, pouvait entralner des anomalies de la t~te des spermatozoades r~versibles, semble-t-il, apr~s arr~t du traitement [54] et que les nitrofuranes (antibiotiques de syn- th~se) entraL~aient t~rato-et asth~nozoospermie chez l~omme et l'animal [3]. Par aifieurs certains antifongiques, comme le k~toconazo- le sont, ~ doses ~lev~es et prolong~es, respon- sables d'un blocage de la s~cr~tion de testo- sterone aboutissant, chez l'homme et l'animal, ~ une azoospermie r~versible [1]. Le cas du diethylstibloestrol est particulier puisque ses effets nocifs se sont manifestos via la m~re mais on connait aujourd'nui l'effet d~l~- t~re qu'a pu avoir cette hormone sur la spermatog~n~se de l'enfant [28, 29]. Les radiations [41] et les antimitotiques utilis~s en canc~rologie sont plus radicaux et entrainent, selon les agents employ~s, une alteration telle de la spermatog~n~se qu'ils condui- sent tr~s souvent ~ la sterilitY. La r~versibili- t~ des perturbations d~pend des modalit~s du traitement et des individus. C'est ainsi que, 5 ans apr~s l'administration de chimio- therapies tels que le MOPP (m~chlor~thamine, vincristine, procarbazine et prednizone) ou le MVPP (m~chlor~thamine, vinblastine, p roca rbaz ine et prednisone) , 80% des hommes demeurent azoospermiques [19].

La cryopr~servation du sperme avant la th~rapie, quand elle est possible, est actuellement le seul recours vis-a-vis de ces effets secondaires . Toutefois, et bien que ses consequences soient infiniment plus dis- crates, la cryoconservation peut aussi ~tre nocive : elle est par exemple capable d'alt~- rer la mobilit~ [48] et l 'ultrastructure [24] des spermatozoa'des. En outre I'ADN n'est

pas ~pargn~, t an t en ce qui concerne sa structure [47] que sa m~thylation [7] et l'on suppose que l 'augmentation de la produc- tion de radicaux libres dus au froid est sus- ceptible de l'alt~rer [25, 40].

Pour certains auteurs [36, 63] les ultrasons seraient ~galement toxiques, alt~rant la numeration, la morphologie et la mobilit~ des spermatozoa'des. Les U.S. ont ainsi ~t~ proposes comme moyen anticonceptionnel. Ces troubles, qu'on a d 'a i l leurs d~crits comme inconstants [53], sont en g~n~ral r~versibles ~ l'arr~t du traitement bien que la persistance d'une t~ratozoospermie ait ~t~ signal~e [63].

Chez l'animal, les travaux exp~rimentaux r~alis~s avec les substances antimitotiques [57, 58, 60, 61], les rayonnements [18] et les U.S. [31, 36] confirment cette susceptibilit~ de la spermatog~n~se. Ils mon t ren t par ailleurs que les tranquillisants du type des benzodiaz~pines peuvent aussi entra iner des malformations des spermatozoades [59], ce qui devient inqui~tant si l'on se r~f~re, en France, au niveau de consommation de ce genre de substances.

b) Les toxiques

Chez l~omme, certains pesticides comme le dibromochloropropane [62] ou le dibromure d'~thyl~ne [46] entrainent des alterations de la numeration, de la morphologie et de la mobilit~ des spermatozoades. On sait par ailleurs que le plomb, ~ fortes doses, peut ~tre ~ l'origine de troubles importants de la spermatog~n~se [60]. Le probl~me reste ouvert pour les doses faibles, telles que celles qui concernent chaque citadin du fait des gaz d'~chappement des voitures [52]. D'autres m~taux lourds tels que le cadmium, le mercure, le manganese et le cuivre sont ~galement toxiques. Le cadmium, utilis~ dans l'industrie et dans la fabrication des engrais phosphor~s, inhibe l'activit~ de la choline ac~tyltransf~rase et diminue, in vitro, la mobilit~ des spermatozoades chez l~omme et le rat [23]. Le m~thyl-mercure entra~ne une r~duction de la fertilit~ des souris m~le [39]

14

mais, jusqu'~ pr4sent, aucune consequence n'a ~t~ not4e chez l'homme [38]. En revanche l 'exposition aux poussi~res de manganese entrainerait une r4duction de la fertilit4 [38]. Enfin le cuivre diminue, in vitro, la mobilit~ des spermatozoides humains [14, 32].

Le su l fu re de carbone , employ~ dans la fabrication des fibres artificielles, entrainerait chez l 'homme une oligo-asth~not~ratozoospermie qui pou r r a i t 6tre r~versible , quoique certains sujets puissent pr4senter une aggravation des troubles avec le temps. Cette substance agirait sur Ies cellules de Leydig et sur l'axe hypothalamo-hypophy- saire [35, 37].

Chez l ' an imal , des so lvan t s i n d u s t r i e l s comme l'~thyl~ne glycol, le mono ou le dim~- thyl ~ther provoquent, lorsqu'ils sont inha- les par le male chez la souris , le rat , le chien et le lapin, une atrophie de l'4pith~- lium germinal, des anomalies de la t~te des spermatozoi'des et une chute de la fertilit4 [301.

Dans le cadre des toxiques alimentaires, le rSle d~l~t~re de l'alcool est dSmontr5 chez l 'homme lorsque l'alcoolisme s'accompagne de cirrhose : certaines recherches font alors 5tat d'atrophie testiculaire et d'une chute de la numeration et de la mobilit~ des spermatozo~des [51]. D'autres ~tudes, cependant, qui ne considSrent pas le cas des grands alcooliques, ne no ten t pas de differences entre les buveurs et les non buveurs [51]. Chez le rat, l'alcool entra~ne une atrophie tes t iculai re et une diminution du nombre des cellules germinales [56] ; chez la souris, on note une alteration de la numSration, de la mobilit4 et de la morphologie des spermatozo~des, ainsi qu 'une diminut ion de leur apt i tude h f~conder l 'ovocyte [6]. On a pu cnfin, toujours chez la souris, mettre en 5vi- dence une hypoplo~die dans les spermatogo- n i t s de sour is alcoolis~es, l ' in tens i t5 de l'effet 4tant proportionnel h la dose d'alcool totale administr~e [4].

En ce qui concerne le tabac, les r4sul tats sont assez flous et parfois contradictoires, les facteurs en cause (age, constitution du

fumeur etc.) ~tant nombreux et intriqu~s. Toutefois, pour un age ~gal ou inf4rieur 35 ans, la p ropor t ion de f u m e u r s se ra i t s i g n i f i c a t i v e m e n t p l u s 41ev4e chez les h o m m e s i n f~conds que chez les s u j e t s f~conds (57% vs 43%) [51].

Enfin, certains au teurs se sont int~ress~s aux drogues psycho-actives, comme le cannabis. Cette substance, administr~e ~ des souris males, entraine une chute du poids des testicules, une alteration de la spermatog~n~se compol~ant des anomalies chromo- somiques au stade des spermatocytes I et une diminution de la fertilit4 J20].

c) Les r a d i a t i o n s

En ce qui concerne les radiations, l'effet sur la spermatog~n~se des faibles doses revues

proximit~ des sources industriel les n'est pas encore p r ~ c i s ~ m e n t connu , ma i s il semble qu'il existe et soit responsable de mutations, comme nous le verrons plus loin [27]. Les expositions chroniques ont un effet subtil mais net. Ainsi les radiologistes pr6- s en t en t une d iminu t ion s igni f ica t ive du taux standardis~ de f~condit~ et, ~ l'int~- r ieur de cette anomalie, il existe un effet dose [34]. Les employ~s des us ines d'ura- n ium p r 4 s e n t e r a i e n t pour l eur p a r t des o l igo-as th~not~ra tozoospermies de degr~ variable [44].

el) La cha l eur

On a prouv6, chez l 'homme et l'animal, que la chaleur perturbait la spermatog~n~se et pouvait diminuer la fertilit~ masculine [42]. Une fi~vre ~lev~e et prolong~e, un varicoc~- le i m p o r t a n t p e u v e n t a insi ~tre respon- sables de difficult6s plus ou moins graves. Les hommes exposSs ~ des t empSra tu re s 41ev4es du fait de leur profess ion consti- tuent ~videmment une population ~ risques et l'on a observ5 que les ouvriers servant les fours ~ c~ramiques prSsentaient une asth~- nozoospermie expliquant peut-~tre une augmen ta t ion s ignif icat ive des couples sans enfants dans cette population [26]. Notons cependant que l 'effet de la chaleur para i t r~versible.

15

2. I n f l u e n c e des fac teurs na ture l s

a) L'~ge

La plus grande 4tude r~alis~e jusqu'ici [50] mont re que, chez l 'homme, la num4rat ion ne pr6sente pas de variation notable entre 21 et 50 ans. En revanche la morphologie et la mobilit~ var ien t selon une parabole dont le sommet correspond h la trentaine. Parall~lement, la fertilit~ masculine baisse rdgul i~rement ~ par t i r de la quaran ta ine [5] et il n'est pas exclu que cette d~grada- t ion due au viei l l issement soit plus mar- qu4e chez certains sujets ~ fertilit~ limite. Actuellement, le recul progressif de l'age de la paternit4 peut donc amplifier les difficul- t4s chez des hommes dont la fertil i t4 est nature l lement ou accidentellement compro- mise. Une s i tua t ion est h cet 4gard tr~s d~monstrative : celle de I'IVG regrett6e. Un couple vient consulter parce qu'il n 'arr ive pas h obtenir l 'enfant qu'il d~sire. Dans les ann~es an td r i eu res une IVG a 4t~ prati- qu4e. Les r 4 s u l t a t s du s p e r m o g r a m m e expliquent les difficult~s actuelles. Infor- mS, le couple regre t te I'IVG. La question que l 'on peu t alors se poser, lorsque les couples sont stables, est de savoir si l'exa- men de sperme ne devrait pas 8tre syst4- ma t iquement propos4 avant l ' interruption volontaire de grossesse : en effet, la d~cou- ve r t e d ' une hypofe r t i l i t~ p o u r r a i t fa i re reconsid~rer l ' intervention. De plus, cette d~ficience ~tant plus facile h corriger chez un sujet jeune, la pr~cocit4 du diagnostic serait b~n~fique. On peut d'ailleurs tenir le mSme ra i sonnement avant le d~but d'une contraception f4minine afin de v4rifier si, compte t e n u des r4sul tats du par tenaire , elle est justifi~e.

b) Le stress

Le stress pourrait, selon certains [53], avoir une influence nocive sur la fertilitY. C'est en augmentan t le taux des enk~phalines, lesquelles inhibent la dopamine dont la chute en t ra ine ~ son tour une baisse de produc- tion du LH-RH, que le stress diminuerai t t ransi toirement la fertilit~ [22].

RETENTISSEMENT DE L'ALTERATION DES GAMETES MALES SUIt

LA PROGENITURE

La diminution de la fertilit4 masculine due aux facteurs que nous venons d 'envisager est une chose mais, en cas de f6condation, le re tent issement de l 'alt4ration des gametes sur le d4veloppement de la prog~niture est un second probl~me qui amplifie consid~ra- blement l 'importance du premier.

1. In f luence de l ' e n v i r o n n e m e n t

a) Les facteurs iatrog~nes

Dans ce domaine, les r6sul tats , jusqu'ici, sont sur tout exp4rimentaux. Des t ravaux d4j~ anciens ont montr4 que la thalidomide, la m6thadone ou la morphine pouvaient , administr4es au male, entralner des perturbations chez la prog6niture : augmentat ion des taux de mortalit4 foetale et n~onatale, poids de naissance abaiss~ et t roubles de l'~motivit4 [Rev. G4n. 8].

D'autres recherches, fond~es sur l 'effet de certains antimitotiques ont montr~ que ces subs tances , admin i s t r6es au male , pouvaient entrainer des troubles chez sa prog~- n i t u r e . C 'es t a ins i que la p r o c a r b a z i n e entraine un taux significativement augmen- t4 de pertes embryonnaires post-implanta- t ion [57] ; que le c y c l o p h o s p h a m i d e (Endoxan*) e n t r a i n e des m a l f o r m a t i o n s quand les croisements sont effectu4s pen- dant ou a la fin du t r a i t emen t [55], mais aussi des troubles essentiellement fonctionnels ]orsque les croisements ont 6t5 effectu~s ~ distance de ce t ra i tement . I1 s'agit soit de troubles du comportement chez des rats pr4pub~res [2] soit, comme nous l'avons nous-m~mes mis en ~vidence, d'une diminution des capacit~s d'apprentissage chez les adultes [12] accompagn6e d'une al terat ion de certains des supports biochimiqucs de la m~moire [11]. Ces troubles, qui peuvent se t r a n s m e t t r e d ' une g~n4ra t i on ~ l ' a u t r e (nous les avons observ4s jusqu'~ la 3~ g~n4- ration), pr~sentent les caract~res de syndromes dominants, ce qui pose ~videmment des probl~mes s4rieux.

15

I1 semble par ailleurs que la cryoconservation puisse 6tre ~ l'origine de mutations puisque nous venons nous-m6mes de mon- trer que les embryons de souris d6rivant, cette fois, d'ovocytes congel~s, pr6sentaient un taux d'6change des chromatides soeurs anormalement 61ev6 [15]. La question reste de savoir si les spermatozoides peuvent 6tre concern6s par ce ph6nom~ne.

b) Les facteurs toxiques

Chez l'nomme, une enqu~te anglaise relati- vement r~cente [21] traite de l'emploi des solvants industriels dont nous avons d6jh parl6. Elle montre que le poids de naissance des enfants n6s de p~res travaillant en pr6- sence de ces substances est significativement plus faible que celui des enfants d'une population t6moin.

E x p 6 r i m e n t a l e m e n t , le cannabis peut, administr6 chez la souris male, entrainer une augmentat ion des morts pr6 et post natales chez sa prog6niture [20]. La situa- tion se complique, en outre, du fait de l'h6ri- tabilit6 possible de certaines des anomalies constat6es : en effet, les alt6rations de la spermatog6n~se paternel le peuvent 6tre retrouv6es chez la prog6niture, ce qui fair redouter la survenue de mutations [20]. Le probl~me est identique avec le plomb ct les benzodiaz6pines qui p rovoquent des troubles de la spermatog6n~se communs au pbre et ~ la prog6niture [60, 61, 59]. Dans la m6me perspective, mais avec une sympto- matologie diff6rente, l'alcool parait pouvoir ~tre mutag~ne car, chez le rat et la souris, l'administration de ce toxique h des males entra~ne des troubles du comportement chez leurs petits [1].

c) Les rad ia t ions

D'apr~s une enqu~te anglaise [27], la pro- babilit6 d'apparition de leuc6mies ou de lymphomes serait significativement plus 61ev6e chez les enfants n6s de pbres pro- fessionnellement expos6s aux radiations des c e n t r a l e s nuc l6a i r e s que chez les en fan t s n6s de p~res non exposes. Les exp6riences faites chez l 'animal ont par

ailleurs montr6 qu'aux alt6rations consta- t6es de la spermatog6nbse pouvait corres- pondre une augmentation significative des r6sorptions embryonna i re s [33, 49], de diverses malformations et de tumeurs surtout pulmonaires [43].

el) La chaleur

Chez le b61ier, les donn6es exp6rimentales montrent que si les spermatozoades 6pidi- dymaires, soumis /~ une 16g~re augmenta- t ion de t e m p 6 r a t u r e , sont capables de f6conder, le taux de survie des embryons form6s est significativement diminu6 [42]. La question des avortements pr6coces chez les femmes de sujets expos6s ~ une temp6- rature ext6rieure 61ev6e devrait donc ~tre envisag6e.

2. In f luence des f a c t e ur s n a t u r e l s

a) L'~tge

On sait que, chez l'homme, le vieillissement paternel peut accroitre, chez les enfants, le risque d'apparition de syndromes autoso- miques dominants (achondroplasie, syndromes d'Apert, de Marfan, maladie de Recklinghausen etc...) ou m~me r6cessifs pour certains auteurs (h6mophilie A, myo- pathie de Duchenne) [Rev. G6n. : 10].

Exp6rimentalement, nous avons mis en 6vi- dence que le vieillissement paternel peut en outre d6terminer, chez la prog6niture du rat, des troubles essentiellement fonctionnels tels qu'une baisse des capacit~s d'apprentissage des petits devenus adultes [9]. Nous avons en outre d6cel6 un ph6nom~ne analogue dans l'esp~ce huma ine o~, pour un age maternel donn6, la r6ussite d'hommes de 18 ans ~ des tests psychom6triques d6croit mesure que s'61~ve l'age du pbre /~ la naissance [13]. De fa~on remarquable, la r6ussite /~ ces tests est 6galement p6nalis6e par un tr~s jeune age paternel. La courbe des r6sul- tats pr6sente ainsi, globalement, la forme d'une parabole dont le sommet correspond un age paternel d'environ 30 ans, rappelant en cela r6volution des caractbres qualitatifs des spermatozoades [50].

17

C O N C L U S I O N

C e s q u e l q u e s e x e m p l e s m o n t r e n t q u e ce r - t a i n s f a c t e u r s , n a t u r e l s o u a r t i f i c i e l s e t a p p a r t e n a n t ~ l ' e n v i r o n n e m e n t , p e u v e n t

a l t ~ r e r l a s p e r m a t o g ~ n ~ s e h u m a i n e . L e s ~ t u d e s e x p ~ r i m e n t a l e s c o n f i r m e n t l a r~a l i t~

d ' u n e t e l l e toxicitY.

L a p r e m i e r e c o n s e q u e n c e d e c e t t e a l t e r a -

t i o n e s t u n e c h u t e de l a fe r t i l i tY. O n p e u t

a i n s i d ~ f i n i r d e s p o p u l a t i o n s ~ r i s q u e s , s e l o n l e s f a c t e u r s e n c a u s e . D e ce p o i n t de v u e , e t c o m p t e t e n u d e l ' ~ v o l u t i o n d e l a

s p e r m a t o g ~ n ~ s e avec l '~ge , le d ~ p i s t a g e de

l ' h y p o f e r t i l i t ~ a u r a i t a v a n t a g e , t a n t d u p o i n t d e v u e d e l ' i n d i v i d u q u e de c e l u i de l ' ~ c o n o m i e d e l a s a n t ~ , ~ ~ t r e e f fec tu~ a v a n t 30 a n s . L o r s q u e l e s c o u p l e s s o n t s t a b l e s , i l

p o u r r a i t ~ t r e s y s t ~ m a t i q u e m e n t r e c o m m a n -

d~ a v a n t l e s I V G e t le d 6 b u t d ' u n e c o n t r a -

c e p t i o n f 6 m i n i n e .

L a s e c o n d e c o n s 6 q u e n c e c o r r e s p o n d , a u - d e l ~

d e l ' h y p o f e r t i l i t 6 , a u r e t e n t i s s e m e n t de ces d i f f 6 r e n t s f a c t e u r s s u r l e d 6 v e l o p p e m e n t

d ' u n 6 v e n t u e l c o n c e p t u s .

Le p r o b l ~ m e q u e n o u s a v o n s a b o r d 6 p r 6 s e n - t e a i n s i d e u x a s p e c t s , le s e c o n d n ' 6 t a n t p a s

le m o i n s i m p o r t a n t . L a g r a v i t 6 d e s d o n n 6 e s a c q u i s e s e t d e s q u e s t i o n s p o s 6 e s n o u s p a r a i s s e n t r e n d r e n 6 c e s s a i r e l e u r p r i s e e n c o m p t e m 6 d i c o - s o c i a l e .

B I B L I O G R A P H I E

1. ABEL E.L. : Paternal Behavioral Mutagenesis. Neuro Toxicology, 1989, 10 : 335-346.

2. ADAMS P.M., FABRICANT J.D., LEGATOR M.S. : Cyclophosphamide induced spermatogenetic effects detected in the F1 generation by behavioral testing. Science 1981, 211 : 80-83.

3. ALI BH. Pharmacology and toxicity of furarolidone in man and animals : some recent research. G6n. Pharmacol. 1989, 20 : 557-563.

4. ALVAREZ M.R. : Numerical chromosome variation in mouse spermatogonia resulting from alcohol consumption. J. Heredity, 1983, 74 : 58-61.

5. ANDERSON B.A. : Male age and infertility. Result from Ireland prior to 1911. Pop. Index 1975, 41 : 561-567.

6. ANDERSON R.A., WILLIS B.R., OSWALD C., ZANEVELD LJ. : Ethanol-induced male infertility : impairment of spermatozoa. J. Pharmacol. Exp. Therapeut., 1983, 225 : 479-486.

7. ASCHWOOD-SMITH M.J. : The cryopreservation of human embryos. Hum. Reprod. 1986, 1 : 319-322.

8. AUROUX M. : La physiot~ratog6n~se du comportement. Un nouvel aspect de la pathologie du d~veloppement prenatal. J. Gyn. Obst. Biol. Repr. 1981, 10 : 633-640.

9. AUROUX M. : Decrease of learning capacity in offspring with increasing paternal age in the rat. Teratology, 1983, 27 : 141-148.

10. AUROUX M. : Age du p~re et d6veloppement. Contracept. Fertil. Sex. 1993, 21 : 382-385.

11. AUROUX M., DULIOUST E., NAWAR N.N.Y., YACOUB S.G., KEMPF E.H., EBEL A.B. : Cyclo- phosphamide in the male Rat : cerebral biochemi- cal changes in progeny. Biomed. Pharmacother. 1990, 44 : 519-523.

12. AUROUX M., DULIOUST E., SELVA J., RINCE P. : Cyclophosphamide in the F0 male Rat : physi- cal and behavioral changes in three successive adult generations. In : "Male mediated F1 abnormalities". Murat. Res. 1990, 229 : 189-200.

13. AUROUX M., MAYAUX M.J., GUIHARD-MOSCA- TO M.L., FROMANTIN M., BARTHE J. , SCHWARTZ D. : Paternal age and mental func- tions of progeny in man. Hum. Reprod. 1989, 4 : 794-797.

14. BATTERSBY S., CHANDLER J.A., MORTON M.S. : Toxicity and uptake of heavy metals by human spermatozoa. Fertil. Steril. 1982, 37 : 230- 235.

15. BOUQUET M., SELVA J., AUROUX M. : Cryopre- servation of Mouse Ovocytes : Mutagenic Effects in the Embryo ? Biol. Reprod., 1993, 49 : 764-769.

16. CARLSEN E., GIWERCMAN A., KEIDING N., SKAKKEBAEK NE. : Evidence for decreasing quality of semen during past 50 years. Brit. Med. J. 1992, Sept. 12, 305 : 609-613.

17. DE COSTER R. : Endocrinological effect of single daily ketoconazole administration in male beagle dogs. Acta Endocrinol. 1989, 53 : 203-205.

18. COX B.D., LYON M.F. : The induction by X-Rays of chromosome aberrations in germ cells of male gui- nea-pigs, golden hamsters and rabbits. I. Dose res- ponse in post-meiotic stages. Mutat. Res., 1975, 29 : 93-109.

19. CZYGLIK F. : Autoconservation de sperme avant th6rapeutique st6rilisante : indications et r6sul- tats. In : L'ins6mination artificielle, CECOS ed. Masson, PARIS, 1991, 53-61.

18

20. DALTERIO S., DAI)R F., BARTKE A. and MAY- FIELD D. : Cannabinoids in male mice : Effects on fertility and spermatogenesis. Science 1982, 216 : 315-316.

21. D A N I E L L W.E. , V A U G H A N T.L. : P a t e r n a l employment in solvent related occupations and adverse pregnancy outcomes. Brit ish J. Indust. Med. 1988, 45 : 193-197.

22. DUNBAR R. : Stress as a good contraceptive. New Scientist. 1985, 17 : 16-18.

23. DWIVEDI C. : Cadmium induced sterility possible involvement of the cholinergic system. Arch. Envi- ron. Contam. Toxicol. 1983, 12 : 151-156.

24. E S C A L I E R D., B I S S O N J .P . : Q u a n t i t a t i v e ul t ras t ructural modifications in human spermatozoa after freezing. In : David G., Price W. eds. H u m a n artif icial inseminat ion and semen preservation. New York : Plenum Press, 1980, 107- 122.

25. FERRADINI C., P U C H E A U L T J. : Biologie de l'action des rayonnements ionisants. Paris, Masson 1983.

26. FIGA-TALAMANCA I., DELL'ORCO V., PUPI A., DONDERO F., GANDINI L., LENZ[ A., LOMBAR- DO F., SCAVALLI P., MANCIN[ G. : Fertility and semen quality of workers exposed to high tempera- tures in the ceramics industry. Reprod. Toxicol. 1992, 6 : 517-523.

27. G A R D N E R M.J. , S N E E P.M., HALL A.J . , P O W E L L A.C., D O W N E S S., T E R R E L L J .D. Results of case-control study of leukemia and lym- phona among young people near Sellafied nuclear plant in West Cumbria. Brit. Med. J. 1990, 300 : 423-429.

28. GILL W.B., SCHUMACHER G.F.B., BIBBO M. : Pathological semen and anatomical abnormalities of the genital tract in human male subjects exposed to diethylst i lbestrol in utero. J. Urol. 1977, 117, 477-480.

29. GILL W.B., SCHUMACHER G.F.B., BIBBO M., STRAUS F.H., SHOENBERG H.W. : Association of diethylstilbestrol exposure in utero with cryptor- chidism, testicular hypoplasia and semen abnormalities. J. Urol. 1979, 122 : 36-39.

30. HARDIN B.D. : Reproductive Toxicity of the glycol ethers. Toxicology 1983, 27 : 91-102.

31. HILL C.R., CLARK P.R., GROWE M.R., HAM- MICK J.E. : Biophysical effects of cavitation in a 1 MHz ul t rasonic beam. Ultrasonics for indust ry 1969. Conference papers : 26-30.

32. HOLLAND M., WHITE I.G. : Heavy metals and spermatozoa. 1. Inhibi t ion of the mobil i ty and metabolism of spermatozoa by metals related to copper. Fertil. Steril. 1980, 34 : 483-489.

33. JEGOU B., VELEZ de la CALLE J.F., BAUCHE F. : Protective effect of medroxyprogesterone aceta- te plus tes tos te rone aga ins t rad ia t ion- induced damage to the reproductive function of male rats and their offspring. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, 88 : 8710-8714.

34. KITABATAKE T., WATWABE T., SATO T. : Steri- lity in japanese radiologicol technicians. Tahoku J. Exp. med., 1974, 42 : 209-212.

35. LANCRANJAN I. : Alterations of spermatic liquid in patients chronically poisoned by carbon disulphide. Med. Lay. 1972, 63 : 29-33.

36. LANCRANJAN I., MAIGANESCU M., RAFAILA E. : Gonadic function in workmen with long term exposure to microwaves. Health Phys. 1975, 29 : 381-383.

37. LANCRANJAN I., POSPESCU H.I., KLEPSCH J. : Changes of the gonadic function in chronic carbon disulphide poisoning. Med. Lav. 1969, 60 : 566-571.

38. LAUWERYS R., ROELS H., GENET P., TOUS- SAIN G., BOUCKAERT A., DE COOMAN S. : Fer- tility of male workers exposed to mercury vapor or to manganese dust - a questionnaire study. Am. J. Ind. Med. 1985, 7 : 171-176.

39. LEE I.P., DIXON R.L. : Effects of mercury on mouse spermatogenesis studied by cell separation and serial mating. Toxicol. Appl. Pharmacel. 1973, 25 : 464.

40. LEIBOVITZ B., SIEGEL B.V. : Aspect of free radi- cal reactions in biological systems. Aging J. Geron- tel 1980, 35 : 45-56.

41. MEISTRICH M.L., SAMUELS R.C. : Reduction in sperm levels af ter t es t icu la r i r rad ia t ion of the mouse : a comparison wi th man. Radia t . Res., 1985, 102 : 138-147.

42. MIEUSSET R. : Effets de la temp4rature sur les fonctions testiculaires et 4pididymaires. Th~se 3~ cycle Biologie de la Reproduction, Universi t4 de Paris XI, CHU Bic~tre, 1992.

43. NOMURA T. : Parenta l exposure to X-rays and chemicals induces heritable tumours and anomalies in mice. Nature, 1982, 296 : 575-577.

44. POPESCU H.I., LANCRANJAN I. : Spermatogene- sis alteration during protected irradiation in man. Health Phys., 1975, 28 : 567-573.

45. RAO B., DAVID G. : Improved recovery of post- thaw motility and vitality of human spermatozoa cryopreserved in the presence of di thiothrei tol . Cryobiology 1984, 21,536-541.

46. RATCLIFFE J.M., SCHRADER S.M., STEEN- LAND K., CLAPP D.E., TURNER T., HORNUNG R.W. : Semen quality in papaya workers with long te rm exposure to e thy lene dibromide. Bri t . J . Indnst. Med., 1987, 44 : 317-326.

19

47. ROYERE D., HAMAMAH S., NICOLLE J.C., BAR- T H E L E M Y C., P O I N D R O N J. , R O U S S I E M., LANSAC J. : Effets de la cong~lation sur la stabili- t~ de la chromatine des spermatozo~des humains : ~tude cytophotom~trique. Fertil. Contracep. Sexual 1987, 15 : 718-721.

48. SERRES C., JOUANNET P., CZYGLIK F., DAVID G. : Effects of freezing on spermatozoa motility. In : David G., Price W. eds. Human artificial insemina- tion and semen preservation. New York : Plenum Press, 1980, 147-160.

49. SCHRODER J.H., HUG O. : Dominante letal muta- t i onen in der n a c h k o m m e n s c h a f t b e s t r a h l t e r m~mulicher m~iuse. Mutat. Res. 1971, 11 : 215-245.

50. SCHWARTZ D., MAYAUX M.J., SPIRA A., MOS- CATO ML., JOUANNET P., CZYGLIK F., DAVID G. : Semen characteristics as a function of age in 833 fertile men. Fertil. Steril. 1983, 39 : 530-535.

51. SPIRA A., DUCOT B., JOUANNET P., SOUMAH A., FENEUX D., ALBERT M. : Consommation de tabac, d'alcool et fertilit~ masculine. In : Facteurs de la st~rilit~ humaine, A. SPIRA et P. JOUAN- NET Eds. INSERM 1981, Vol. 103 : 363-372.

52. S T A N W E L L - S M I T H R., T H O M P S O N S.G., HAINES A.P., WARD RJ., CASHMORE G., STE- DRONSKA J., HENDRY WF. : A comparative study of zinc, copper, cadnium and lead levels in fertile and infertile men. Fertil. Steril. 1983, 40 : 670-677.

53. STEENO O.P. PANGKAHILA A. : Occupational influences on male fertility and sexuality. Androl., 1983, 16 : 5-22.

54. TOTH A. : Reversible toxic effect of salicylazosulfa- pyridine on semen quality. Fertil. Steril. 1979, 31 : 538-540.

55. TRASLER J.M., HALES B.F., ROBAIRE B. : Pater- nal cyclophosphamide treatment of rats causes foe- tal loss and malformations without affecting male fertility. Nature 1985, 316 : 144-146.

56. VAN THIEL D.H., GAVALER J.S., COBB C.F., SHERINS ILL, LESTER R. : Alcohol induced testicular atrophy in the adult male rat. Endocrinology, 1979, 105 : 888-895.

57. VELEZ de la CALLE JF., JEGOU B. : Protection by steroid contracept ives against procarbazine- induced s ter i l i ty and genotoxicity in male rats. Cancer Res., 1990, 50 : 1308-15.

58. VELEZ de la CALLE JF., SOUFIR JC., CHODOR- GE F., BOISSEAU C., KERCRET H., JEGOU B. : Reproductive effects of anti-cancer drug procarbazine in male rats at differents ages. J. Reprod. Fer- til., 1988, 84 : 51-61.

59. WAR R.N. and DAS R.K. : Induction of sperm head abnormalities in mice by three tranquillizers. Cyto- bios 1983, 36 : 45-51.

60. WYBOREK A.J. and BRUCE W.R. : The induction of sperm-shape abnormalities in mice and humans. In CHEMICAL MUTAGENS, Vol. 5, A. Hollaender and F.J. de Serres eds. Plenum Pub. Corp. NEW- YORK 1978, 257-285.

61. WYBOREK A.J., GORDON L.A., BURKHART J.G., FRANCIS MW., KAPP RW., LETZ G., MAL- LING HV., TOPHAM JC., WHORTON MD. : An evaluat ion of the mouse sperm morphology tes t and other sperm tests in non human mammals . Murat. Res. 1983, 115 : 1-72.

62. WYBOREK A.J., GORDON L.A., BURKHART J.G., FRANCIS MW., KAPP RW. J r , LETZ G., MALLING HV., TOPHAM JC., WHORTON MD. : An evaluation of human sperm as indicators of che- mically induced alteration of spermatogeaic function. Mutat. Res. 1983, 115 : 73-148.

63. YU-HU L., ZHI-QIANG L., YAO-QUN W., HUAN BING L., BING-REN F. : Long te rm effect on human spermatogenesis after microwaves treatment of testes. J. Bioelectricity, 1988, 7 : 97-102.

ABSTRACT

Spermatozoon, env ironment and prevent ion

M . AUROUX, E . DULIOUST, D . FENEUX

Biologie de la Reproduction et du d~veloppement, CHU Bic~tre,

Le Kremlin.BicStre

Over the last f ivty years, the r i sk factors for infert i l i ty have increased sub- stantial ly , part icularly those due to the e n v i r o n m e n t . S p e r m a t o g e n e s i s a n d spermatozoa can be affected by physi - ca l ( i o n i z i n g r a d i a t i o n m i c r o w a v e s , h e a t , c r y o p r e s e r v a t i o n ) or c h e m i c a l agents (ant imitot ics drugs, ant ibiot ics , tranqui l l izers , insec t i c ides , pes t i c ides , industr ia l solvants , some heavy metals , a lcohol , c a n n a b i s etc.) . S o m e n a t u r a l f a c t o r s , as s t r e s s or p a t e r n a l a g e (ageing or very youth fu l age re lat ive ly to a b o u t th ir ty ) a l so s e e m s to a f f ec t spermatogenes i s and, part icularly , the age c a n be j o i n e d w i t h the p r e v i o u s ones . On the w h o l e , t h e s e fac tors are a b l e to d e c r e a s e t h e m a l e f e r t i l i t y t h r o u g h s o m e c h a n g e s a b o u t t h e concentrat ion , the mot i l i ty or the mor- p h o l o g y of s p e r m a t o z o a a n d so it is

20

p o s s i b l e to d e s c r i b e p o p u l a t i o n s sub- j e c t to t h e r i sk .

M o r e o v e r , t h e s e s p e r m a t o g e n e t i c c h a n g e s can lead abnormal i t i e s in pro- g e n y . F o r i n s t a n c e , s o m e a n t i m i t o t i c d r u g s a s c y c l o p h o s p h a m i d e , w h e n a d m i n i s t r a t e d to t he male rat , l ead mal- f o r m a t i o n s o r f u n c t i o n a l a n o m a l i e s as b e h a v i o r a l t roubles . The indus t r i a l sol- v e n t s l e a d a d e c r e a s e o f t h e b i r t h w e i g h t a n d t h e c a n n a b i s l e a d s a n inc rease of the an te -or pos t -na ta l dea th . M o r e o v e r , t h e c h a n g e of t h e p a t e r n a l s p e r m a t o g e n e s i s c a u s e d by c a n n a b i s can be f ound aga in in t he ma le progeny. T he p r o b l e m is s i m i l a r w i t h t h e lead , t h e benzod iazep ines a n d the alcohol.

C o n c e r n i n g t h e phys i ca l factors , some a u t h o r s have s h o w n t h a t t h e c h i l d r e n

b o r n f r o m r a d i a t i o n e x p o s e d f a t h e r s p r e s e n t e d a n i n c r e a s e of t h e probabi l i - ty o f l e u k e m i a . I n a n i m a l , t h e p o s t - i m p l a n t a t i o n los s is i n c r e a s e d w h e n t he f a t h e r is i r r a d i a t e d o r sub j ec t ed to h e a t before ma t ing .

Final ly, t he p a t e r n a l a g e i n g is r e spon- s i b l e f o r n e w d o m i n a n t a u t o s o m i c m u t a t i o n s . M o r e o v e r , i n a n i m a l a n d m a n , p a t e r n a l age ing and , in m a n , v e r y y o u t h f u l age , a l so s e e m s r e s p o n s i b l e for a g r a d u a l l o w e r i n g in t h e level of p r o g e n y ce reb ra l func t ions .

On t he whole , t he se d a t a s h o u l d l ead to an p r e v e n t i v e a t t i t u d e w h i c h w o u l d be m o r e e f f e c t i v e b e f o r e a b o u t t h i r t y yea r s of age t h a n a f t e r th i s pe r iod .

Key-words : spermatozoon, environment, fertility, progeny, prevention.

21

Documents

Spermatozoïdes, environnement et prévention