Effets de la consommation d'Allium Sativum sur les fonctions testiculaires chez le rat adulte : mise en évidence d'une altération des fonctions Leydigiennes et Sertoliennes et d'une apoptose des cellules germinales

Effects of chronic consumption of Allium sativum on testis functions in adult rats : evidence of alterations in Leydig and Sertoli cells functions and of a germ cells apoptosis

• Auteur / Autrice : Imen El May
• Direction : Claire Mauduit, Michèle Véronique El May
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Université Tunis El Manar (Tunisie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules de Sertoli

Cellules de Leydig

Spermatogenèse

Hormones sexuelles

Résumé

Ces dernières décennies, nous avons assisté à un regain d’intérêt pour les vertus thérapeutiques des plantes tant dans le grand public que dans les firmes pharmaceutiques qui sont à la recherche de nouvelles molécules actives. Il est souvent prêté aux plantes des propriétés de panacée d’où la nécessité d’études expérimentales solides et notamment dans le domaine de la fertilité masculine, rarement investiguée, qui pourrait pâtir d’effets secondaires néfastes. Dans ce cadre, nous nous sommes intéressés aux effets de l’ail, Allium sativum (As), qui est abondamment utilisée dans la cuisine méditerranéenne et dont l’intérêt en thérapeutique a grandi ces dernières années grâce à ses effets hypolipémiants. Nous avons testé l’influence de l’ail cru à différentes doses (5, 10, 15 et 30%) sur les principaux paramètres biochimiques et moléculaires de la fertilité masculine. Dans la première partie de cette étude, nous avons montré que As modifie les paramètres biochimiques de la prostate et des vésicules séminales alors qu’il n’y a pas d’effet sur l’épididyme. Les effets sur les glandes annexes pourraient être liés à la diminution de la production de testostérone que nous observons chez les animaux traités. L’effet de l’ail est très probablement périphérique car les taux de LH (As à 10-30%) sont augmentés et l’expression des enzymes de la stéroïdogenèse est inhibée (As 5-30%) dans les cellules de Leydig. Dans une seconde partie de notre travail, nous avons montré que l’As provoque une apoptose accrue des spermatocytes I (stade pachytène) et des spermatides. L’étude du profil apoptotique moléculaire, réalisée par la technique de western blotting, montre une augmentation de l’expression des molécules proapoptotiques : caspase-3 activée et Smac/DIABLO et des molécules antiapoptotiques : cIAP1 et cIAP2. Toutefois, l’action des c-IAPs est inhibée par Smac, permettant l’action apoptotique de la caspase-3. Enfin, concernant les cellules de Sertoli, As provoque une diminution des taux circulants de FSH et de testostérone, deux hormones qui régulent les fonctions sertoliennes. L’absence de modification de l’expression de la protéine de structure tubuline β-3 suggère que le nombre de cellules de Sertoli ne serait pas affecté par le traitement par As. De plus, aucune apoptose n’est détectée dans les cellules de Sertoli que se soit par la technique du TUNEL ou par l’immunohistochimie de la caspase-3 activée. Toutefois, les fonctions sertoliennes seraient affectées par le traitement par As. Ainsi, les taux d’AMH, dont la production est sous le double contrôle de la testostérone et de de la FSH et les taux de P27kip (sous le contrôle de la testostérone) diminuent dès la dose 10% suggérant une altération des fonctions sertoliennes. En revanche l’expression de GATA4 augmente dès la dose 10% d’As. Etant donné le rôle de GATA4 dans le contrôle de l’expression de la protéine StAR, il est possible que ce facteur de transcription soit augmenté pour tenter de rétablir une production de testostérone normale à travers une communication paracrine, cellules de Sertoli-cellules de Leydig. En somme, au cours de ce travail nous avons identifié les effets de l’ail cru sur les fonctions testiculaires et identifiés quelques uns de ses mécanismes d’action cellulaires et moléculaires

During these last decades, therapeutic effects of plants have taken attention of general public and of pharmaceutical firms looking for new active molecules. Numerous health benefits have been attributed to different plants such as garlic and serious experimentations are necessary to confirm them and also to investigate possible harmful secondary effects particularly to male fertility which was rarely studied. In this context we were interested by the effects of Allium sativum (As), or garlic, which is a frequently used plant in Mediterranean cooking with a growing therapeutic reputation due to its hypolipidaemic virtues. We tested the effects of different doses of crude garlic (5,10,15 and 30%) on various biochemical and molecular parameters of male fertility in adult rats. In the first part of the study, we showed that As modifies biochemical parameters of prostate and seminal vesicles without any effect on epididymis. Such consequences on accessory sexual glands could be linked to the decrease of testosterone production we observed after garlic treatment. Garlic effect was probably peripheral since LH serum levels (at 10-30% As) were increased and expression of enzymes implicated in steroid genesis was inhibited in Leydig cells. In the second part of this work, we showed that As induces an increased apoptosis of spermatocytes I (in pachytene stage) and of spermatids. Western blottings evidenced an increase in the expression of pro-apoptotic molecules – active caspase-3 and Smac/DIABLO- and of anti-apoptotic molecules –cIAP1 and cIAP2. Nevertheless, action of cIAPs was inhibited by Smac, so allowing caspase-3 apoptotic action on germ cells. Finally, As lead to a decrease in testosterone and FSH serum levels, these two hormones being known as regulators of Sertoli cell functions. As expression of Sertoli cell specific cytoskeleton tubulin-3 was not modified, it was argued that Sertoli cells number remained the same after garlic treatment as in control rats. Moreover, apoptosis was not detected in Sertoli cells using TUNEL technique and active caspase-3 immunodetection. But Sertoli cells functions may be affected by As treatment since some protein expressions were modified. AMH (whose production is controlled by testosterone and FSH) and p27kip (also controlled by testosterone) ARN levels were decreased at 10-30%As. On the other side, GATA4 expression was increased at 10-30%As. As GATA4 controls Star expression, it is possible that this transcription factor was increased in order to restore normal testosterone production by a paracrine interaction between Sertoli and Leydig cells. In conclusion, we identified adverse effects of crude garlic consumption on testis functions and evidenced some of its cellular and molecular mechanisms of action