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Interactions d’une restriction calorique avec les effets du Nickel sur la reproduction chez le rat

Interactions of caloric restriction with the effects of nickel on reproduction in rats

Resume

Des études épidémiologiques chez l’homme ont montré qu’il existait, depuis 1960, des signes de diminution de plusieurs paramètres du spermogramme avec augmentation de certaines pathologies génitales masculines. La contamination croissante de l’environnement par des composés chimiques semble être un facteur de causalité. Par ailleurs, divers auteurs avancent l’hypothèse que la restriction calorique a un effet bénéfique sur la santé ou la longévité.

Ce travail a pour objectif de comparer les effects du nickel sur les processus de reproduction de rats nourris soit tous les jours, soit une jour sur deux, afin d’évaluer les possibles effets bénéfiques, ou non, d’une restriction calorique sur la fécondité des rats.

Dans ce but, nous avons utilisé des rats mâles et femelles de soucheWistar, nourris soit tous les jours (N) soit un jour sur deux: jeûne intermittent (J). Après un mois de ce traitement, les rats (N) et (J) ont été répartis en 2 groupes: l’un abreuvé avec de l’eau du robinet (groupes NO et JO), l’autre abreuvé avec la même eau enrichie en chlorure de nickel (100 mg/L, groupes NNi et JNi). Le jeûne intermittent se poursuit parallèlement au traitement par le nickel, et ceci durant 2, 4, 10, 16, 30 et 60 jours. Pour l’exploration du dialdéhyde malonique (MDA), le nickel est administré par injection intra-péritonéale à raison de 4 mg NiCl2/kg de poids corporel durant 1, 3, 5, et 10 jours.

Nos résultats montrent que le nickel entraîne une atrophie des tubes séminifères avec une diminution du nombre des spermatozoïdes, et une diminution du taux de la testostérone sérique. Chez les femelles une diminution du nombre de follicules cavitaires a été observée.

Le jeûne intermittent a induit les mêmes types de perturbations avec des diminutions du nombre des spermatozoïdes mobiles et du taux de testostérone plus importantes qu’après exposition au nickel. Avec les deux facteurs associés, jeûne et nickel, les effets déjà observés ne sont pas amplifiés.

L’analyse des croisements intergroups a montré que le taux de gestation et surtout le nombre moyen d’implantations étaient diminués chez les rats exposés au nickel et/ou soumis au jeûne intermittent. Le taux de gestation le plus faible (55%) a été observé chez des femelles (NNi) croisées avec des mâles témoins (NO). Le nombre d’implantations le plus bas a été observé chez les femelles témoins (NO) croisées avec des mâles (NNi). Le nickel n’a pas entraîné de baisse complémentaire de la fertilité chez les rats soumis au jeûne intermittent.

Le dosage du MDA a montré que le nickel induit une péroxydation lipidique au niveau des tissus utérin et ovarien. Cependant l’augmentation relative du taux de MDA est plus faible chez les rats JNi que NNi, c’est-à-dire dans le cas où le nickel est associé au jeûne intermittent.

Nos résultats suggèrent que le nickel et le jeûne intermittent diminuent la fertilité des rats par deux mécanismes différents dont les effects ne s’additionnent pas. Associé au jeûne intermittent, le nickel devient non toxique, ceci est confirmé par le suivi des taux du MDA. L’effet hypocalorique du jeûne intermittent pourrait être à l’origine de l’inhibition des effets cytotoxiques du nickel métal classé parmi les stress oxydants.

Abstract

Human epidemiological studies have demonstrated signs of a reduction, since 1960, of several parameters of the sperm count with an increase of certain male genital tract diseases. The increasing contamination of the environment by chemical compounds appears to be an aetiological factor. Various authors have also proposed the hypothesis that caloric restriction has a beneficial effect on health or longevity.

This study was deisgned to compare the effects of nickel on the reproductive functions of rats fed either daily or every second day, in order to evaluate the possible beneficial effects of caloric restriction on rat fertility.

This study was conducted with male and female Wistar rats, fed either daily (N), or every second day: intermittent fasting (F). After one month of this treatment, (N) and (F) rats were divided into 2 groups: one group received tap water (NO and FO groups), and the other received the same water enriched with nickel chloride (100 mg/L, NNi and FNi groups). Intermittent fasting was continued in parallel with nickel treatment with for 2, 4, 10, 16, 30 and 60 days. To study malonic dialdehyde (MDA) levels, nickel was administered by intraperitoneal injection at the dosage of 4 mg NiCl2/kg of body weight for 1, 3, 5 and 10 days.

Our results show that nickel induces atrophy of the seminiferous tubules with a reduction of the sperm count and a reduction of serum testosterone levels. A reduction of the number of ovarian follicles was observed in females.

Intermittent fasting induced the same types of disturbances with more marked reductions of the number of mobile spermatozoa and serum festosterone levels than those observed after exposure to nickel. The combination of the two factors, fasting and nickel, did not amplify these effects.

Analysis of intergroup crosses showed that the pregnancy rate and especially the mean number of implantations were decreased in rats exposed to nickel and/or submitted to intermittent fasting. The lowest pregnancy rate (55%) was observed in (NNi) females crossed with (NO) control males. The smallest number of implantations was observed in (NO) control females crossed with (NNi) males. Nickel did not induce any additional reduction of fertility in rats submitted to intermittent fasting.

MDA assays showed that nickel induces lipid peroxidation in ovarian and uterine tissues. However, the relative increase of the MDA level was lower in FNi than NNi rats, i.e. when nickel was associated with intermittent fasting.

Our results suggest that nickel and intermittent fasting decrease fertility in rats via two different mechanisms whose effects are not additive. When associated with intermittent fasting, nickel becomes non-toxic, as confirmed by montoring of MDA levels. The low-calorie effect of intermittent fasting could be responsible for inhibition of the cytotoxic effects of metallic nickel classified as an oxidative stress.

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Hfaiedh, N., Allagui, M.S., Croute, F. et al. Interactions d’une restriction calorique avec les effets du Nickel sur la reproduction chez le rat. Androl. 14, 443–451 (2004). https://doi.org/10.1007/BF03035178

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Mots clés

  • jeûne
  • nickel
  • reproduction et restriction calorique

Keys words

  • fast
  • nickel
  • reproduction and caloric restriction