Les effets de l'exercice sur la fertilité chez l'étalon de sport

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(1)les effets de l’exercice sur la fertilité chez l’étalon de sport Les résultats sportifs d’un étalon conditionnent les demandes pour des saillies ou des doses d’insémination. L’entraînement et la compétition limitent cependant la disponibilité de l’étalon de sport, ce qui diminue sa prolificité au démarrage de sa carrière reproductrice. Cette revue propose de revoir les effets du sport et de la température sur la physiologie et l’endocrinologie du testicule.. C. ontrairement aux Purs-Sangs galopeurs qui ont une retraite sportive précoce, les carrières de reproduction et d’entraînement sont simultanées chez les étalons de sport et chez les Trotteurs. Cette situation est souvent nécessaire d’un point de vue financier, mais elle est frustrante pour le propriétaire et pour le cavalier. ● L’entraînement est hypothéqué par les demandes de saillie ou par les séjours en centre de production de sperme, et la prolificité est parfois décevante pour le propriétaire de l’étalon. En effet, il faut parfois récolter le cheval les jours de concours ou d’entraînement et la qualité du sperme peut être affectée par les entraînements répétés. ● Le but de cette revue est de déterminer les possibles effets de l’entraînement sur la fertilité du cheval de sport. SPORT ET FERTILITÉ ●. Chez l’homme, la qualité du sperme peut diminuer à la suite de certains types d’entraînement. Par exemple, la concentration et la mobilité des spermatozoïdes sont diminuées et les anomalies morphologiques des spermatozoïdes sont augmentées chez les coureurs d’endurance [1]. De plus, leur profil endocrinien est modifié : la testostéronémie et l’activité de l’axe hypothalamo-hypohysaire sont diminuées [1]. En revanche, le spermogramme ne semble pas modifié chez des. athlètes qui produisent des efforts courts et intenses, comme les haltérophiles [1]. ● Chez la femme, l’entraînement aux courses de fond augmente aussi la prolactinémie, ce qui peut diminuer l’activité ovarienne [18]. Ces effets sont cependant modulés par la phase du cycle et l’intensité de l’entraînement [18]. De plus, chez l’homme, l’effet de l’entraînement sur la prolactinémie semble moins évident [1, 18]. ● Chez la jument, le pourcentage d’embryons et la qualité des embryons récoltés sont diminués chez les juments soumises à un entraînement régulier [15]. Cet effet a récemment été en partie expliqué par la production de heat schock proteins par les ovocytes après un stress thermique en fin de maturation in vitro [16]. ● En andrologie équine, les effets de l’entraînement sur la qualité du sperme, l’activité endocrinienne ou la fertilité sont variables selon le type d’exercice. ● Diverses études ont montré des résultats parfois contradictoires, selon les protocoles d’entraînement et de repos utilisés : la fertilité observée chez des Trotteurs ne varie pas selon que le même étalon est au repos ou à l’entraînement [19]. La fertilité est plus élevée chez des chevaux Islandais entraînés intensivement que lorsqu’ils sont laissés au repos [7]. - Chez les chevaux de sport, la fertilité ne semble pas non plus être diminuée par l’exercice. - Chez le jeune étalon de sport, un exercice régulier au pas et au trot à la longe diminue légèrement la libido [8], mais ne diminue pas la qualité du sperme [9]. - La mobilité du sperme est meilleure chez des étalons régulièrement engagés en concours (dressage ou obstacle) que chez ceux uniquement utilisés pour la reproduction [13]. Cependant, les chevaux réservés pour la reproduction sont généralement retirés du sport, donc plus âgés, ce qui limite l’interprétation des résultats observés par cette étude. Notre expérience personnelle et les données de la littérature ne montrent pas d’effet de l’entraînement sur la qualité du sperme. 23. Jérôme Ponthier Pôle Equin Cliniques Vétérinaires Universitaires Faculté de Médecine Vétérinaire ULg - Université de Liège B41, 5D AVenue de Cureghem, Quartier Vallée 2 400 Liège, Belgique. Objectifs pédagogiques. ❚ Connaître la physiologie et l’endocrinologie testiculaire. ❚ Comprendre les mécanismes par lesquels l’exercice intervient sur la qualité du sperme.. Essentiel. ❚ Pendant l’exercice, des mécanismes physiques et vasculaires régulent la température testiculaire. ❚ En conditions expérimentales ou pathologiques, une augmentation de la température testiculaire diminue la mobilité et augmente les anomalies des spermatozoïdes. ❚ L’exercice régulier en conditions normales ne semble pas interférer avec la qualité du sperme grâce aux systèmes de thermorégulation testiculaire.. A U T R E S FA C T E U R S. ❚ Crédit Formation Continue : 0,05 CFC par article LE NOUVEAU PRATICIEN VÉTÉRINAIRE équine vol 12 / Hors-série INFERTILITÉ ET SUBFERTILITÉ chez les équidés - 147.

(2) effets de l’exercice sur la fertilité chez l’étalon de sport Tableau 1 - Affections entraînant de l’hyperthermie testiculaire Affection ●. ●. ●. Traumatisme. Étiologie. Traitement. - Coup lors de saillie. - Limiter l’inflammation : - Douche, AINS, corticostéroïdes. - Traumatique - Bactérien - Viral. - Traiter cause primaire - Limiter l’inflammation : - Douche, AINS, corticostéroïdes - Castration unilatérale du testicule atteint (> 72 h). - Idiopathique - Péritonite - Hypoprotéinémie (œdème déclives). - Traiter cause primaire - Limiter l’accumulation de liquides et la température : - Douche, refroidissement continu, AINS, corticoïdes L’hydrocèle n’entraîne pas obligatoirement une baisse de qualité de semence ni une baisse de fertilité. Orchite /Epididymite. Hydrocèle = accumulation de liquide dans la cavité vaginale. - Limiter l’accumulation de liquides et la température : - Douche, refroidissement continu, AINS, corticoïdes. ●. Hématocèle. ●. Torsion testiculaire. - Ligament propre du testicule trop long. - Castration/chirurgie du testicule atteint. ●. Hernie inguinale. - Passage d’intestin dans la cavité vaginale. - Castration/chirurgie du testicule atteint. - Traumatique. Figure 1 - Gestion de l’hyperthermie testiculaire Hyperthermie testiculaire Traitement local Traiter la cause primaire Douches répétées du scrotum. Antibiothérapie ?. Application continue de froid sur les bourses. Anti-inflammatoires ? Autre traitement systémique?. Si non réponse au traitement local > 48 - 72 h Castration unilatérale du testicule atteint Préserver testicule sain (si pathologie unilatérale). A U T R E S FA C T E U R S. LE NOUVEAU PRATICIEN VÉTÉRINAIRE équine vol 12 / Hors-série INFERTILITÉ ET SUBFERTILITÉ chez les équidés - 148. d’étalon. Cette absence d’effet peut s’expliquer par la grande variabilité des paramètres de qualité de sperme et de fertilité observée chez des animaux du même âge et subissant le même type d’entraînement. De plus, dans ces exemples, les conditions de l’exercice ne sont pas standardisées. ● Dans un protocole standardisé, la mobilité du sperme frais diminuait pendant le mois d’entraînement intense sur tapis roulant. 24. 1. Hydrocèle idiopathique chez un poulain de 18 mois à l’échographie (photo J. Ponthier).. dans une ambiance non ventilée et restait basse durant les 8 semaines suivantes [12]. Les anomalies morphologiques primaires et la proportion de spermatozoïdes qui présentaient des vacuoles dans leur noyau étaient aussi augmentées durant cette période [12, 21]. Les vacuoles nucléaires sont associées à la décondensation de la chromatine [17], ce qui suggère des lésions du noyau et une atteinte de l’ADN. Ces anomalies sont associées à une diminution de fertilité chez l’humain [10], mais la relation n’est pas encore totalement établie chez le cheval [14]. ● Une augmentation transitoire des réactions acrosomiales spontanées, qui signe l’activation prématurée du spermatozoïde, a aussi été observée durant les 4 semaines qui suivent les sessions d’exercices sur tapis roulant [12]. La qualité du sperme congelé n’était que légèrement diminuée pendant le mois d’entraînement [12]. Cette étude [12] réalisée avec un protocole expérimental strict montre que des efforts courts, intenses et répétés sur un tapis roulant dans une atmosphère non ventilée peuvent influencer la qualité du sperme chez le cheval [1]. ● Pour expliquer l’effet de l’entraînement et de l’exercice sur la diminution de qualité du sperme, deux hypothèses peuvent être proposées : un effet direct de l’hyperthermie sur la production testiculaire ou un effet indirect de l’exercice sur la voie endocrinienne. RÉGULATION ET EFFETS DE LA TEMPÉRATURE TESTICULAIRE ● Les affections inflammatoires ou ischémiques (tableau 1, figure 1, photos 1, 2) affectent la thermorégulation testiculaire, mais elles induisent aussi des lésions de la barrière hémato-spermatique, et provoquent une réaction immunitaire contre les.

(3) effets de l’exercice sur la fertilité chez l’étalon de sport Figure 2 - Thermorégulation du sang arrivant dans le testicule par le plexus pampiniforme (d’après Senger [20]) Sang vers le cœur 39°C. Sang vers les testicules 39°C. 39°C 37°C. 39°C. 35°C 37°C 33°C. Sang vers le cœur 33°C. 35°C 33°C. Sang vers les testicules 33°C. protéines de surface des spermatozoïdes. La diminution de la production de spermatozoïdes et de leur mobilité observée lors de ces affections [4] peut donc être attribuée à l’effet de la température, mais aussi à la perméabilité vasculaire qui implique une réaction immunitaire dans le tube séminifère. ● Les conséquences de l’hyperthermie testiculaire ont donc été étudiées expérimentalement par réchauffement scrotal. Chez l’étalon ● Chez l’étalon, une élévation de la température scrotale de 2 - 3°C pendant 48 h réduit les mobilités progressives et totales pendant 50 jours [11]. L’augmentation expérimentale de la température des testicules pendant 36 h diminue aussi la mobilité progressive, la production de spermatozoïdes et la testostéronémie pendant 7 semaines [3]. ● Des anomalies de condensation de la chromatine sont observées à la suite de l’exposition des testicules à une température plus élevée de 3°C pendant 48 h [14]. Une augmentation expérimentale de la température, qui court-circuite les mécanismes physiologiques de thermorégulation a donc des répercussions sur la qualité du sperme et sur l’endocrinologie testiculaire. Cependant, la spermatogénèse ayant lieu entre 33°C et 35 °C chez les mammifères, la température testiculaire est régulée de manière très précise par l’organisme. ● Chez le cheval, la spermatogénèse se déroule normalement à une température testiculaire de 35°C en moyenne. Les mécanismes de thermorégulation sont donc essentiels.. Chez les mammifères ● Chez les mammifères, des mécanismes externes permettent de réguler la température des bourses. Le scrotum est tapissé de glandes sudoripares dont la sécrétion réduit la température à la surface des bourses [20]. Ces glandes sont activées par l’intermédiaire du système nerveux parasympathique, via des fibres thermosensibles situées à la surface du scrotum [20]. ● Le dartos est une couche de muscle lisse plus profonde qui se développe et se maintient sous l’influence des androgènes [20]. Si la température du scrotum est élevée, les fibres musculaires du dartos se relâchent pour améliorer le refroidissement du testicule, en l’éloignant de la paroi abdominale [20]. Le muscle crémaster, un muscle strié, intervient aussi dans la thermorégulation en rapprochant ou éloignant le testicule de l’abdomen et en jouant un rôle de pompe pour drainer le sang au travers du plexus pampiniforme [20]. ● Le plexus pampiniforme est un réseau vasculaire qui permet de diminuer la pression artérielle systolique et la température du sang qui irrigue le testicule [20]. L’artère qui amène le sang à une température d’environ 38°C vers le testicule est entourée par des veines dans lesquelles la température sanguine est basse (environ 33°C) (figure 2). Ce mécanisme permet de diminuer de 4 à 6°C la température du sang qui irrigue le testicule et de garder une température testiculaire basse [20].. 25. 2. Hydrocèle idiopathique chez un étalon (photo S. Deleuze).. En pratique. ❚ Chez l’étalon, une élévation de la température scrotale de 2 - 3°C pendant 48 h réduit les mobilités progressives et totales pendant 50 jours.. LE NOUVEAU PRATICIEN VÉTÉRINAIRE équine vol 12 / Hors-série INFERTILITÉ ET SUBFERTILITÉ chez les équidés - 149.

(4) effets de l’exercice sur la fertilité chez l’étalon de sport Figure 3 - Régulation hormonale de l’activité testiculaire Cortisol. Hypothalamus GnRH. FB-. FB-. Hypophyse FSH LH. Spermatogonies. Sertoli An dro gè ne s. - FB : feed back - GnRH : gonadotrophine releasing hormone - LH : luteinizing hormone - FSH : follicle-stimulating hormone. Œstrogènes (Œstradiol). Spermatocytes. Leydig. Spermatides. Chez le cheval ●. En pratique. ❚ Les interactions entre l’endocrinologie du mâle et les hormones du stress et de l’exercice semblent complexes et restent encore mal comprises. ❚ Les effets directs de l’effort et de la température sur la production testiculaire de testostérone restent mal compris.. Références 1. Arce JC, De Souza MJ, Pescatello LS, Luciano AA. Subclinical alterations in hormone and semen profile in athletes. Fertil Steril 1993;59: 398-404. 2. Art T, Votion D, Lekeux P. Physiological measurements in horses after strenuous exercise in hot, humid conditions. 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Un exercice contrôlé sur tapis roulant sans ventilation de l’atmosphère provoque une augmentation de la température scrotale de 31 à 33,5°C [23]. Cependant, l’augmentation de température est moins notable après un effort sous la selle à l’air libre ; le scrotum atteignant une température moyenne de 30,4°C [23]. Le déplacement de l’air semble donc permettre une bonne thermorégulation scrotale malgré l’hyperthermie centrale. L’augmentation de la température corporelle observée lors de l’entraînement en conditions ventilées ne semble donc pas intervenir directement sur les températures scrotales et testiculaires. L’effet de la température centrale sur la qualité du sperme apparaît donc comme mineur. ● L’utilisation de suspensoirs, comme chez les Trotteurs, augmente cependant la température testiculaire lors d’exercice sur tapis roulant sans ventilation ou lors d’exercice à l’air libre [23]. Cette pratique qui évite les frottements et la douleur pendant la course semble pouvoir diminuer la thermorégulation. La durée d’utilisation de tels dispositifs semble donc devoir être limitée aux conditions d’exercice le nécessitant réellement. LES EFFETS DE L’EXERCICE PHYSIQUE SUR LA RÉGULATION ENDOCRINE DE LA FONCTION DE REPRODUCTION ●. L’activité testiculaire est régulée par l’axe hypothalamo-hypophysaire. La sécrétion pulsatile de GnRH par l’hypothalamus contrôle la sécrétion des hormones hypo-. 26. physaires, la LH et FSH (figure 3). Celles-ci la provoquent respectivement la sécrétion de testostérone par les cellules de Leydig et la maturation de spermatozoïdes par les cellules de Sertoli [20]. ➜ Les conséquences de l’exercice sur l’endocrinologie de l’appareil reproducteur semblent s’exercer via la libération d’ACTH et des catécholamines [22]. Toutefois, si le cortisol et l’ACTH augmentent la production de testostérone après une injection unique, des injections répétées la diminuent [6]. Une action de la prolactine pourrait aussi être évoquée : un pic de prolactinémie est observé dans les minutes après l’effort, en parallèle avec l’augmentation du cortisol [5]. Cependant, l’étude de la variation de la prolactinémie sur de longues périodes est difficile à interpréter en raison de la variabilité saisonnière de la sécrétion de prolactine [5]. ➜ Les interactions entre l’endocrinologie du mâle et les hormones du stress et de l’exercice semblent donc complexes et restent encore mal comprises. ● La participation à des compétitions ne modifie pas les concentrations observées sur de longues périodes de la LH et de l’œstradiol, qui intervient dans la maturation du spermatozoïde par les cellules de Sertoli [13]. Cependant, les concentrations en testostérone et en cortisol sont plus élevées chez des étalons inscrits en compétition de manière intermittente que chez ceux engagés de manière régulière, ou ceux uniquement utilisés pour la reproduction, ce qui peut s’expliquer par un stress plus important que chez les étalons routiniers de la compétition [13]. Lors d’efforts standardisés sur tapis roulant, une augmentation des.

(5) effets de l’exercice sur la fertilité chez l’étalon de sport concentrations circulantes de cortisol et de testostérone a aussi été observée chez l’étalon [12]. ● Au regard des données déjà exposées, il est difficile de conclure quant à l’effet de l’exercice sur la production de testostérone. D’une part, l’entraînement diminue légèrement la libido chez le jeune cheval [8], mais la participation à des compétitions peut augmenter la testostéronémie [13]. D’autre part, l’hyperthermie testiculaire provoque une diminution de la sécrétion de testostérone [3], mais l’entraînement sur tapis roulant sans ventilation augmente la testostéronémie, malgré l’augmentation de température scrotale observée dans ces conditions [12, 23]. ➜ Les effets directs de l’effort et de la température sur la production testiculaire de testostérone restent donc mal compris. Un suivi endocrinien incluant le dosage de plusieurs formes d’androgènes et d’œstrogènes devrait être réalisé au cours des périodes d’entraînement et de repos pour déterminer les effets sur les hormones testiculaires et comprendre les implications sur la spermatogenèse. CONCLUSION ● Les effets de l’entraînement interviennent de manière limitée et par des voies complexes sur la température, l’activité endocrinienne et la spermatogenèse dans le testicule. Dans le futur, l’effet de séances d’entraînements standardisées en conditions réelles devrait être déterminé sur la qualité. Références (suite). 3. Récolte d’un étalon avec un vagin de type Colorado pour la production de sperme congelé (photo S. Deleuze).. du sperme, la température et l’activité endocrinienne testiculaire. ● D’un point de vue pratique et logistique, la production d’un stock de sperme congelé lors des périodes de repos permet une grande liberté : la période de repos est optimisée pour l’activité reproductrice et les périodes d’entraînement ne sont pas interrompues pour des saillies (photo 3). Cependant, si l’investissement financier pour la production de paillettes paraît trop important pour le propriétaire, une bonne organisation peut permettre d’allier activité sportive et reproductrice, pour autant que cela soit physiologiquement et géographiquement possible. De plus, si la demande pour le sperme de l’étalon est forte et si l’entraînement est intense, un choix doit être fait par le propriétaire : soit favoriser l’entraînement et limiter le nombre de récoltes, soit promouvoir la carrière d’étalon en limitant l’entraînement pendant la saison de reproduction. Les journées d’un étalon ne durent que 24 h … ❒. formation continue 1. Dans le testicule, les cellules de Leydig : a. produisent des spermatozoïdes sous l’effet de la LH b. produisent de la testostérone sous l’effet de la LH c. produisent des œstrogènes sous l’effet de la FSH d. produisent des spermatozoïdes sous l’effet de la FSH 2. Le plexus pampiniforme : a. est une anastomose artério-veineuse b. augmente la pression artérielle diastolique c. diminue la température du sang artériel de 4 à 6°C d. permet d’irriguer le testicule avec du sang à une température constante de 38°C 3. Pour un étalon, la participation à des compétitions augmente : a. la concentration en LH et FSH circulantes b. la concentration en LH et œstradiol circulants c. la concentration en cortisol et la testostérone circulants d. la libido observée Reproduction interdite Toute reproduction ou représentation, intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, de la présente publication sans autorisation est illicite et constitue une contrefaçon. L’autorisation de reproduire un article dans une autre publication doit être obtenue auprès de l’éditeur, NÉVA. L’autorisation d’effectuer des reproductions par reprographie doit être obtenue auprès du Centre français d’exploitation du droit de la copie (C.F.C.).. 6. Cox JE, Jawad NMA. Adrenal testis interaction in the stallion. Equine Vet J 1979;11: 195-198. 7. Davies-Morel MC, Gunarsson V. A survey of the fertility of Icelandic stallions. Anim Reprod Sci 2000;64: 49-64. 8. Dinger JE, Noiles EE. 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