Protection post-testiculaire des gamètes mâles contre les dommages radicalaires

Abstract

> Lorsqu'ils quittent le testicule, les spermatozoïdes sont fonctionnellement immatures et disposent de moyens de défense intrinsèques limités. Ils deviendront mobiles et fécondants après leur descente et leur maturation progressive dans le tubule épididymaire. L'épididyme assure aussi la survie et la protection des gamètes mâles pendant cette phase de maturation posttesticulaire et pendant la période de stockage entre deux éjaculations. Parmi les agressions communes auxquelles les spermatozoïdes sont soumis, le stress oxydant occupe une place particulière et ambiguë. Les événements de la maturation épididymaire requièrent un certain niveau d'oxydation alors que le gamète mâle y est, par ailleurs, particulièrement sensible. Un équi-libre très fin entre oxydation ménagée bénéfique et stress oxydant délétère est ainsi maintenu dans l'environnement épididymaire. Les enzymes antioxydantes de la famille des peroxydases à glutathion à activité thiol peroxydase jouent un rôle clé dans le contrôle de cet équilibre. < Fonctions de l'épididyme dans la maturation et la protection des spermatozoïdes L'épididyme est un organe accolé au testicule, formé d'un très long tubule, fortement contourné, qui met en communication le testicule en amont via le rete testis et les canaux efférents avec le canal déférent en aval. C'est un dérivé du mésonéphros embryonnaire apparu chez les amniotes (reptiles, oiseaux, mammifères) qui atteint son plein déve-loppement chez les mammifères. Chez ces derniers, l'épididyme est impliqué dans le transport et la maturation des spermatozoïdes ainsi que, dans sa partie terminale (queue ou cauda), dans le stockage des spermatozoïdes entre deux éjaculations [1][2][3] (Figure 1). La maturation post-testiculaire des spermatozoïdes recouvre un ensemble de processus complexes qui vont progressivement modifier structurellement et fonctionnellement les gamètes en transit et ainsi leur conférer leurs aptitudes fécondantes, c'est-à-dire l'expression de leur motilité et la capacité à reconnaître la zone pellucide de l'ovule et à fusionner avec ce dernier. L'épithélium composite pseudostratifié du tubule épididymaire assure ces rôles essentiellement grâce à ses multiples activités de sécrétion et de réabsorption qui changent localement et séquentiellement la composition du fluide épididymaire dans lequel baignent les gamètes (pour une revue récente voir [4]). Une expérience simple qui illustre l'importance de ce tissu dans la fertilité mâle chez les mammifères consiste à tester les capacités fécondantes de gamètes prélevés dans différentes régions du tubule Un couple sur six dans le monde consulte en raison de difficultés à concevoir. Quand on retrace les origines de ces infertilités, un tiers mettent en cause les deux partenaires, un tiers sont uniquement d'origine féminine et un tiers uniquement d'origine masculine. Dans ce dernier groupe, il apparaît que, dans 50 % des cas, l'infertilité mâle est associée à un défaut de la spermatogenèse testiculaire. Pour l'autre moitié de ces infertilités mâles idiopathiques...

Mammalian sperm nuclear organization: resiliencies and vulnerabilities

“…We have shown earlier that in mouse an epididymal luminal scavenger, the glutathione peroxidase 5 protein (Gpx5) is critical in this post-testicular disulfide bridging process since it contributes to fixing the optimal H 2 O 2 concentration in the epididymal fluid [145]. Consequently it also determines the optimal level of disulfide bridging on the sperm nucleus [146]. When Gpx5 is absent (in gpx5 −/− animals) it results in DNA oxidative damage, mainly to the sperm nucleus, a cell compartment that is difficult to protect even though the epididymis of gpx5 -deficient animals does it best to limit the increase of luminal oxidative attacks on the sperm plasma membrane [145].…”

“…When both sngpx4 and gpx5 were knocked out we recorded cumulative effects on sperm cells that show both nuclear susceptibility to decondensation and nuclear oxidation [144]. Therefore, when the testis is not at the origin of the defect, the sperm nuclear condensation can also be challenged in its post-testicular life especially during epididymal transit where oxidative processes are at work to complete it [146, 147]. Any disruption of the oxidative balance in or around sperm cells in their post-testicular life may thus affect the level of nuclear condensation.…”

Orchestrating the antioxidant defenses in the epididymis

“…The epididymis is a vital organ essential for male reproduction and provides different ways to protect the maturing spermatozoa (Hinton et al ., , ; Vernet et al ., ; Noblanc et al ., ). The blood‐epididymal barrier plays a fundamental role in the protection of the maturing spermatozoa (Cyr et al ., ).…”

“…For instance, varicocoele, vasectomy, or estradiol treatment does not interfere with the function of the barrier (Hinton et al ., ). Moreover, the epididymal epithelium contains different antioxidant enzymes that are involved in the protection of the epididymal spermatozoa against oxidative damage (Vernet et al ., ; Noblanc et al ., ).…”

“…The glutathione peroxidase (GPX) family is composed of 8 different isoforms and are distributed widely in different organs in mammals (Sies et al ., ; Chabory et al ., ,b) and participate in the protection of the maturing spermatozoa in the epididymis (Vernet et al ., ; Noblanc et al ., ). Specifically, in the reproductive tract, GPX4 is highly abundant in the testis (Ursini et al ., ; Foresta et al ., ).…”