INFLUENCE DE LA FRÉQUENCE DES COLLECTES
SUR LA DURÉE DU TRANSIT DES SPERMATOZOÏDES
DANS LE CANAL ÉPIDIDYMAIRE DU BÉLIER
D. AMIR R. ORTAVANT A. BURE
Laboratoire de
Physiologie
de laReproduetion,
Centre de Recherches vétérinaires et
zootechniques,
37 -Nouzilly
Institut national de la Recherche
agronomique
SOMMAIRE
La durée du transit
épididymaire
a été mesurée chez des Béliers Ile-de-France au repos sexuelet soumis à différentes
fréquences
decollecte, après
marquage desspermatozoïdes
par de lathymi-
dine tritiée.
Les
premiers spermatozoïdes
marqués font leurapparition
dans la tête del’épididyme
le 2gejour
et sont trouvés dans le canal déférent le 42e
jour après l’injection
duprécurseur
radioactif chez les béliers en repos sexuel.La durée du transit
épididymaire
n’est que faiblement influencée par lafréquence
de collectes de sperme ;lorsque
les béliers sont récoltés 3fois parjour
cette durée diminue dans laplupart
des casde ia-z3
jours
à Ijours.
Cinq
vagues au moins despermatozoïdes
marqués, d’intensitédécroissante,
se succédant tousles
2 -3 jours
ont été détectées dans lapartie proximale
de la tête del’épididyme
et dans leséjaculats
de béliers collectés tous les
jours.
Chez les béliers collectés une fois par semaine, deux vagues seule-ment ont été détectées. Ce fait, ainsi que le résultat selon
lequel
les courbes d’intensité de marquage deséjaculats
sous toutes lesfréquences
de collecte sont du mêmemodèle, suggèrent
quel’élimination
par d’autres voies des
spermatozoïdes
non collectés semble aussi efficace que par leur collecte sous unefréquence
de 3fois parjour,
INTRODUCTION
I,ors de
leur passagedans
le canalépididymaire, les spermatozoïdes subissent
une maturation
qui
leurpermet d’acquérir
d’unepart
lacapacité d’être
mobiles etd’autre
part
lepouvoir
fécondant(Y OUN G,
rg3o ; Bi.ANDAU etRun!ERY, ig6i ;
B!DFORD, xg66; ORG!BU·r-CmST, 10 6 7 ). Cependant ils
neconservent,
dans la queue del’épididyme
et le canaldéférent,
cespropriétés
quependant
untemps
limité( 1
) Adresse actuelle The Volcani Institute of Agriculfural Research, P. 0. B. 15, Rehovot (Israël). ,
(H
AMMOND
etAsD!I,t&dquo; I g 2 6 ; Y OUN G, 193 0). Aussi
uncertain nombre
de travauxont-ils
été
effectués pourdéterminer
la durée du transit desspermatozoïdes
dansl’épididyme.
On a utilisésoit
descolorants
ou de l’encre deChine (T OOTHILL et Y OUNG , 1931 ; C L U BB ,
1951 ;G R ANT, 105 8 ; G UNN , 1 93 6)
soit destechniques
de marquage desspermatozoïdes
parformation d’anomalies morphologiques (P H1LLIPS
etMcKE
NZ
iE, I g34 ; G LOV E R , 19 6 0 )
ouincorporation de radio-éléments (O RTAVANT , I
g56 ; D AWSON , 195 8
a etb ; KO!FO!D-JOHNS!N, 19 6 0 : O RGEB1N -C R1ST , 19 6 1 - 1965 ; S
IN G H
, ig62 ;
AMANNetal., I g65).
Ces déterminations ontparfois
conduit à des résul- tats différents. Ainsi chez le Béliercollecté,
il a été trouvé que letemps
de passage desspermatozoïdes
était de 4 à 13ou de 12à I5jours.
Ces différencesproviennent
en
partie
del’imprécision
des méthodes utilisées.Devant ces
résultats,
nous avonsrepris
chez le Bélier l’étude du transitépidi- dymaire
desspermatozoïdes
et de l’influence de lafréquence
des collectes sur celui-ci par le marquage desspermatozoïdes
à l’aide de lathymidine
tritiée. Ceprécurseur permet
de différencier et de suivre avecprécision
les diversespopulations
desper- matozoïdes marqués (A MANN , KOEFOED!JOHNSEN
etL E V I , I g65 ; O RGEBIN -CR IST , z965).
MATÉRIEL
ETMÉTHODES
r. Animaux
Vingt -
huit
béliers Ile-de-Fyance ont été utilisésaprès
vérification de laqualité
de leur sperma-togenèse
à l’aide de collectes de sperme. Leur ration alimentaire étaitcomposée
defourrage
vert etde 400-500 g de concentré par animal et par
jour.
2
.
Technique
de marquageVingt-et-un
béliers ont reçu unilatéralement et 7autres bilatéralement dans l’artèretesticulaire,
une
injection
dethymidine tritiée,
2>Ci
environ par gramme depoids
testiculaire estimé, selon latechnique
de HOCHEREAU, COURûT et ORTAVANT( 19 6 4 ).
Les béliersinjectés
unilatéralement ont été castrés 28, 29Y30, 32534,3 6,
38540P 42 et 77jours après l’injection. L’épididyme
a été subdivisé en7
parties :
têteproximale,
médiane et distale, corps et queueproximale
et distale. Lapartie proxi-
male du canal déférent a été
également
utilisée. Ces différentessections, après
élimination de la ma-jeure partie
du tissuconjonctif,
ont étébroyées
avec 2à 20ml de sérumphysiologique; quelques
gouttes des
homogénats
obtenus ont été étalées sur des lamesgélatinées
et fixées aux vapeurs deformaldéhyde pendant
20minutes.Des échantillons du testicule et de différentes
parties
de la tête del’épididyme
ont été fixés àl’alcool-formol-acide
acétique ( 75/ zo% 5 ),
inclus à laparaffine
etcoupés
à 7 Il.Les béliers injectés
bilatéralement ont été soumis, 12-14jours après l’injection,
à des collectes de sperme à l’aide d’unvagin
artificiel selon lesfréquences
suivantes : 3béliers une fois parsemaine,
2 béliers une fois par
jour,
et 2 autres 3 fois parjour.
Les 3 collectesquotidiennes
de ces der-niers béliers ont été effectuées en r5-3o minutes et les 3
éjaculats mélangés.
Le volume de sperme a été mesuré avec une
pipette graduée
et la concentration en spermato- zoïdes déterminée à l’aide d’unphotocolorimètre.
Les frottis despermatozoïdes
effectués avec dusperme dilué à une concentration d’environ 100 x 106
spz/ml
dans du sérumphysiologique
ontaussi été fixés aux vapeurs de
formaldéhyde.
Ces béliers ont été castrés 77jours après l’injection
etles différentes
parties
del’épididyme
traitées commeprécédemment.
3
.
Technique autoradiog y aphique
Les coupes
histologiques
et les frottis ont été revêtus à l’aide d’émulsion Ilford K 5 selon la tech-nique
décrite par KOPRIWAet LEBLOND( 19 62)
etexposées pendant
3 semaines à unetempérature
de -!- 4à -!-5 0 C.
Elles ont été révélées àl’amidol,
fixées àl’hyposulfite (F ARRAGI , 1952 )
et coloréesà l’hémalum de
Mayer ( 15 mn).
Les coupes provenant des testicules ont été colorées avant le traite- ment pourl’autoradiographie
selon latechnique
deFeulgen.
Sur
chaque
frottis 500 à 1300spermatozoïdes pris
au hasard ont été examinés à l’aide d’unobjectif
à immersion( 100 x)
et lesgrains d’argent
au-dessus de chacun d’euxcomptés.
L’étude du bruit de fond a été effectuée sur des frottis de
spermatozoïdes
nonmarqués
et a donnéles résultats suivants : 1
On
s’aperçoit
que moins de i p. 100despermatozoïdes
montrentplus
de 2grains d’argent
dansl’émulsion située au-dessus d’eux. Il a donc été décidé de considérer comme
marqués,
tous les sper- matozoïdes ayantplus
de 2grains d’argent.
Il a étépossible
de compterjusqu’à
30grains d’argent
par
spermatozoïde
sur les frottispréparés
àpartir
del’épididyme
et du canal déférent etjusqu’à
35
grains d’argent
sur ceuxpréparés
àpartir
du spermeéjaculé.
Au-delà, il a étéimpossible
de compter lesgrains d’argent
avec uneprécision
suffisante. Lesspermatozoïdes marqués
ont été distribués par classes dont les intervalles sontégaux
à 3grains d’argent.
4
.
Analyse
des résultatsLa
comparaison
des courbes defréquence
du nombre degrains d’argent
au-dessus des sperma- tozoïdesmarqués
a été effectuée en utilisant lareprésentation
de LAZARet GÉRARD- MARCHANT(
19 6 5
)
basée sur lelogarithme
du nombre maximum degrains d’argent
dechaque
classe et lesprobits
des
fréquences
cumulées. La transformationlogarithmique
permet de rendre normale la distribution degrains d’argent
et l’utilisation desprobits
desfréquences
cumulées d’en obtenir unereprésentation
linéaire,après
calcul des coefficients derégression.
RÉSULTATS
I
. Passage
desspermatozoïdes ma!qués
à traversl’épididyme (tableaux
i et2 )
Des
spermatozoïdes marqués
sont observés dans la tête del’épididyme
29jours après l’injection
duprécurseur
radioactif. Dès le3 o e jour,
de telsspermatozoïdes
sont rencontrés dans la
partie
distale de la tête del’épididyme
etparfois
dans lapartie
distale du corps où ils sont constamment trouvés le32 e jour après l’injection.
La
partie proximale
de la queue del’épididyme
en contient les34 e
et3 6 e jours
et lapartie distale
les3 8 e
et40 e jours.
Ilsapparaissent
dans le canal déférent le42 e jour après l’injection.
A cemoment-là
1-2 p. 100 desspermatozoïdes comptés
dans latête de
l’épididyme
sontfaiblement marqués (moins
de 8grains d’argent
parsper- matozoïde).
Laprésence
despermatozoïdes marqués
dans la tête del’épididyme
àces différents
moments après l’injection
deprécurseur radioactif,
a étéconfirmée
surcoupes
histologiques (fig. 1 -4).
Ainsi,
la durée totale du transitépididymaire
est de 12-13jours
pour cesbéliers
au repos sexuel. Il faut
signaler cependant
l’existence d’unrésultat aberrant ;
laprésence
despermatozoïdes marqués dans
toutes lesparties
del’épididyme
et ducanal déférent chez un bélier
castré,
34jours après l’injection. La
raison de cette anomalie n’a pas encore été trouvée.Il a
été possible de
mettre en évidence l’arrivée dans la tête del’épididyme
d’aumoins
5 vaguesdifférentes
despermatozoïdes
différenciées par une intensité de mar-quage
décroissante(fig. !).
La moitié desspermatozoïdes marqués
ontplus
de 14, il, 9, 7, et 5grains d’argent respectivement
pour chacune de ces 5vagues.L’arrivée
de ces vagues estespacée
de 2 à 3jours environ,
lacinquième
faisant sonapparition
dans la tête de
l’épididyme
le40 e jour après l’injection.
On a pu retrouver la pro-gression
de cesdifférentes
vagues lelong
du canalépididymaire : ainsi, 3 6 jours après l’injection
parexemple,
on a constaté l’existence de 4populations différentes
despermatozoïdes marqués respectivement
dans latête,
le corpsproximal,
le corps distal et la queueproximale
del’épididyme (fig. 6).
Il a été observé que
les spermatozoïdes trouvés
dans le front dela première
vague sont moins
marqués
que leurs suivants immédiats dela
même vague. Ainsi le42 e jour
lesspermatozoïdes
du canal déférent sont moinsmarqués
que ceux de lapartie
distale de la queuede l’épididyme (fig. 7 ).
Cecipeut
êtredû
au fait que lesspermatozoïdes
arrivant lespremiers
sont ceuxqui
se trouvaient en fin desynthèse
de l’A,DN au moment
de l’injection
etqui
ont moinsincorporé
deprécurseur.
2
.
A!!arition
desspermatozoïdes marqués
dans leséjaculats
de
béliers,
collectés àdifférentes fréquences
Des
spermatozoïdes marqués
ont été détectés pour lapremière fois,
le40 e j jour après l’injection
dans leséjaculats
des béliers collectés trois fois parjour,
les4 i e
et 42e
jours
dans ceux des béliers collectés une fois parjour,
le 41e et le4 g e jour
dansceux des béliers collectés une fois par semaine.
De même
qu’il
a étépossible
de mettre enévidence l’apparition
d’au moins5vagues successives de
spermatozoïdes marqués
dans la tête del’épididyme,
de mêmeon constate l’arrivée de 5 vagues
successives
despermatozoïdes marqués
dansl’éjaculat.
Ces 5 vagues se succèdent tous les 2-3jours
commedans
la tête del’épi- didyme.
Leur intensité de marquage va endécroissant :
la moitié desspermato-
zoïdesmarqués
de chacune de ces vagues arespectivement plus
de 17, 12, 10,7 -8
et6
grains d’argent
chez les bélierscollectés
unefois
parjour (fig. 8)
et m, 9,8,
6 et 4-5 chez les bélierscollectés
3 fois parjour.
On constate queles spermatozoïdes
des2béliers collectés 3 fois par
jour
sont moinsmarqués
que ceux des 2 béliers collectésune fois par
jour
bien que cesanimaux
aient reçuapproximativement
la même dose de Th-3H.La
raison de cettedifférence
n’est pas connue.Par contre,
chez
les béliers collectés une fois par semaine deux vagues seulement despermatozoïdes marqués
ont été mises en évidence : la moitié desspermatozoïdes marqués
ontplus
de 9-iograins
dans lapremière
vague etplus
de 4-5grains
dans ladeuxième.
Il est vraisemblable que celles-cicorrespondent
à la Ire ou à la 2eetà la
5 e vague détectées
dans leséjaculats
des béliersfréquemment
collectés.En
outre l’étude des variations de l’intensité totale de marquage(nombre total
degrains
d’argent
calculéd’après
lesautoradiographies
pourl’ensemble
desspermatozoïdes
collectés)
montre que celle-ci décroit avec lamême
vitessequelle
que soit lafré-
quence de collectes. Il semble donc que, chez lesbéliers collectés
une fois parsemai-
ne, les
spermatozoïdes
caractérisant les vagues intermédiairesn’apparaissent
pas dans leséjaculats.
Cesspermatozoïdes
sont doncprobablement
éliminés par d’autres voies.1
La
proportion
despermatozoïdes marqués
décroîtrapidement après
le ioejour
suivant leur
apparition
dansl’éjaculat ;
il en est de même de leur intensité de mar-quage. Finalement i p. 100seulement des
spermatozoïdes
examinés étaientmarqués
par 3 à 5
grains d’argent
les57 e -6 2 e jours
chez les béliers collectés 3fois parjour,
le 68e chez ceux collectés une fois par
jour
et les6 I e - 7 6 e jours
chez les béliers collectésune fois par semaine.
L’observation
des frottis despermatozoïdes
obtenus des différentesparties
del’épididyme
et du canal déférent 77jours après l’injection
a montré que le nombre despermatozoïdes marqués
étaitparfois légèrement supérieur
à i p. ioo.Cependant
il n’est pas
possible
d’affirmer que ce marquage estsignificativement supérieur
àcelui dû au bruit de fond.
DISCUSSION
Le marquage des
spermatozoïdes
à l’aide dethymidine
tritiéepermet
d’obtenir des résultatsbeaucoup plus précis qu’avec le 32p ,
comme l’avaientdéjà
constaté Hupp et al.( 19 6 1 )
chez le Taureau.Ainsi,
alorsqu’avec
le 32P il reste encore 10p. 100dela radioactivité maximum 40
jours après l’apparition
despremiers spermatozoïdes
à ADN
marqué
dansl’éjaculat (KO!FO!D-JOFiNS!N,
ig5g ;ORG!BIN-CmST, ig6i),
cette valeur est atteinte en moins de 3 semaines chez le Taureau
(Hu pp
etal., ig6i)
et de II-14
jours
chez le Bélier avec lathymidine
tritiée. Ce faitprovient
de ce que lathymidine
est métabolisée trèsrapidement ;
en moins d’une heure lamajeure partie
estdégradée
en métabolitesqui
ne sont pasincorporés
dans l’ADN(R UB IN I
et
al., 10 6 0 ; M O NESI, zg62).
La
thymidine
tritiées’incorpore
simultanément dans les noyaux desspermato-
zoïdes
primaires
au stadepréleptotène
et dans ceux des différentescatégories
de sper-matogonies
au cours de lasynthèse
de l’ADN(M ONESI , I g6 2 ; H OCHEREAU , zg66).
Les
spermatozoïdes
issus de chacune de cescatégories
cellulaires sont doncmarqués
et doivent normalement
apparaître
dans la tête del’épididyme
en vagues successivesséparées
par un intervalle detemps égal
à la durée de vie de chacune desgénérations spermatogoniales.
Les radioactivités moyennes desspermatozoïdes
de deux vaguessuccessives devraient être dans un
rapport
de 2puisque
les cellulesgerminales
de ladeuxième vague ont subi une division
spermatogoniale
deplus
que celles de la pre- mière avant de donner naissance à desspermatozoïdes.
On a pu effectivement dis-tinguer
l’existence d’au moins 5 vaguesespacées
de 2-3jours
dans la tête del’épidi- dyme
entre le2 g e
et le4 o e jour après l’injection.
La dated’apparition
de lapremière
vague
( 2 g e jour)
estcomparable
à celle observée à l’aide du 32P(O RTAVANT , 195 8),
bien que
légèrement plus précoce. Cinq
vagues ont étéégalement
retrouvées dans leséjaculats
des béliers collectés I ou 3 fois parjour
avecapproximativement
lesmêmes intervalles de
temps.
Onpeut
donc supposerqu’il s’agit
des mêmes vagues que celles trouvées dans la tête del’épididyme. Cependant
nous n’avons pas pu mettre en évidence l’existence d’unrapport
de marquageégal
à 2,o entre les sperma- tozoïdes de deux vagues successives. Celaprovient
de ce que, comme nous l’avons ditprécédemment,
il est difficile decompter
lesgrains d’argent
au-dessus d’un sperma- tozoïdelorsque
le marquage est trèsintense ;
celapeut
aussi résulter de l’existence de différences entre lesdurées,
donc lesintensités,
desynthèse
de l’ADiV des diffé-rentes
catégories
despermatogonies
comme l’a montré HOCHEREAU( 19 66)
chez leTaureau. Il est donc
difficile,
dans cesconditions,
de déterminer si certains sperma- tozoïdes issus de ces différentes vagues ont pu semélanger
au cours du transitépidi- dymaire
comme dans le cas du Taureau ou duLapin (O RG E BIN -C RI ST, 19 6 1
etz 9 65).
Cependant
la durée d’élimination dans leséjaculats
desspermatozoïdes
fortementmarqués
étantsupérieure
à celle de leurapparition
dans la tête del’épididyme,
onpeut
penserqu’un
telphénomène existe,
mais à un faibledegré.
Le fait que ces différentes vagues n’ont pu être que
partiellement
détectéeschez les béliers collectés une fois par semaine de même que la constance des courbes de variations de l’intensité totale de marquage des
spermatozoïdes éjaculés quelle
que soit la
fréquence
descollectes,
montrent que chez ces béliersl’élimination,
par d’autresvoies,
desspermatozoïdes
noncollectés,
seproduit
avec une intensitévoisine de celle observée chez les béliers collectés
plus fréquemment.
Cecipourrait
être en
rapport
avec les résultats deI!INO,
BRADEN et TURNBULI,( 19 67) qui
onttrouvé dans l’urine des béliers au repos sexuel un nombre très élevé de
spermato-
zoïdes.En outre la durée totale du transit des
spermatozoïdes
dansl’épididyme
aété
influencée par la
fréquence
descollectes,
mais cette influence a été moinsimportante qu’on
nepouvait
le supposer. La durée maximum de ce transit a été de izjours
chez les béliers
collectés
trois fois parjour
et de ¡Z-13jours
chez ceux collectés une foispar jour,
Il estplus
difficile de calculer avecprécision
cette durée chez les béliers collectés une fois par semainecompte
tenu de l’intervalle entre deuxcollectes : cependant
lespremiers spermatozoïdes marqués
ont étéobservés
dansl’éjaculat
i2
jours après
leurapparition
dans la tête del’épididyme chez
deux béliers et 2ojours
chez le troisième. Ainsi
l’augmentation
desfréquences de collectes
n’a pasentraîné,
sauf dans un cas, de modifications de durée du transit
épididymaire supérieures
à1 -
2
jours.
Ces résultats sont àrapprocher
de ceux obtenus chez le Taureau par ORG!BIN-CRIST( 19 6 1 )
etKo!!o!n-JoxrTSErr ( 19 6 0 ). Enfin chez
lesbéliers
au repossexuel,
uneproportion importante
despermatozoïdes marqués
a été observée dans lapartie
distale dé la queue del’épididyme
et dans le canal déférent 13jours après l’apparition
de ceux-ci dans la tête del’épididyme.
Ce délai estplus
faible quecelui obtenu
précédemment
avec du 32P(O RTAVANT , 195 8).
Il est d’ailleurs diffici- lementexplicable puisque
les réservesspermatiques épididymaires
sontplus
élevéeschez
les animaux au repos sexuel que chez ceux soumis à des collectes(O RTAVA rr T , 1952
etz958 ; AMANN
etA I , MQUI ST, 19 6 2 ).
Nous essaierons d’éclaircir cepoint
dansun
prochain travail.
Reçu pour
publication
en décembre 1967.REMERCIEMENTS
Ce travail a pu être effectué
grâce
à une bourse accordée par les gouvernements de France et d’Israël à l’un d’entre nous.SUMMARY
THE EFFECT OF EJACULATION FREQUENCY ON THE EPIDIDYMAL TRANSIT OF RAM SPERMATOZOA
In view of the varied results obtained
by
different workers on the durationof the epidi- dymal
transit of ram spermatozoa,depending
on the conditions of the work and the methods whichwere used, we have made a new
approach
on thisproblem using
tritiatedthymidine
as a precursor.This DNA precursor enables differentiation the different sperm
populations
and obtention of moreaccurate results than does 3!P..
Twenty
one rams Ile-de-France wereinjected unilaterally
into the testicular artery with a dose of about2 ¡ L Ci
Th-3H per gram of testicularweight
and castrated 28, 29, 30, 32, 34P3 6, 38! 4o and
qz
days
afterinjection. Autoradiographs
of sperm smearsprepared
from the different segments of the ductusepididymidis
and the vas deferens show that labelled spermatozoa detected first in the caputepididymidis
in the29 th day
are present in the vas deferens on the42 nd day after injection.
The duration of
spermatozoa
transitthrough
the duclusepididymidis
in rams at sexual rest is there-fore 13
days.
7
other rams
injected bilaterally
as above were submitted to differentfrequencies
ofejacula-
tion : 3rams once per week, 2 once per
day
and the 2other animals 3times perday.
With aneja-
culation
frequency
of once per week and once perday
the firstlabelledspermatozoawere
detectedin the semen on the
4’ st- 4 2nd day
afterinjection
with theexception
of one ramejaculated
once per week in which this detection was made on the49 th day.
In the two ramsejaculated
three times perday
the first labelled spermatozoa were detected in the semen on the 4othday.
Thus the duration of theepididymal
transit in the rams at sexual rest is acceleratedby
1-2days only
with afrequency
of collection of 3 times per
day.
At least 3waves of labelled spermatozoa were detected in the caput
epididymidis
and the semencollected once or three times per
day during
aperiod
of 10-12days.
The appearance of the samewaves into the two extremities of the ductus
epididymidis
suggests that ifmixing of spermatozoa of
different ages takes
place
in this organ it is not veryimportant
at thesefrequencies
of collection. In the rams collected once per weekonly
two werepossible
to detect the intermediate waves between thembeing probably
eliminatedby
other means. It seems therefore that the elimination of the noncollected spermatozoa in rams
ejaculated
once per week is as efficient as the collection of threeeja-
culates per
day,
thisassumption being
further confirmedby
the identical pattern of the curves ofintensity
oflabelling
in the threefrequencies
of sperm collection.RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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