Une équipe scientifique de l'Institut Leibniz pour la recherche sur les zoos et la faune (Leibniz-IZW) et l'Université de Leipzig a mené une analyse comparative des profils lipidiques des spermatozoïdes pour obtenir des informations sur leur sensibilité à l'oxydation dommageable ainsi que sur le potentiel antioxydant du sperme de différentes espèces. . L'équipe a constaté qu'il y avait des différences majeures dans la composition des lipides dans le sperme et le liquide séminal, avec des espèces plus étroitement apparentées telles que les bovins domestiques, les porcs domestiques et les chevaux domestiques présentant des similitudes dans le profil lipidique. Cela contraste avec la composition lipidique des érythrocytes et du plasma sanguin de différentes espèces, qui est relativement uniforme. Les résultats aident à améliorer notre compréhension de l'effet du stress oxydatif sur les processus de reproduction et à améliorer les mesures de procréation assistée à l'avenir. Ils ont été publiés dans la revue scientifique PLOS ONE .

En chemin vers les ovocytes, les spermatozoïdes sont exposés à un stress oxydatif qui, entre autres, peut déclencher l'oxydation des lipides membranaires et ainsi endommager les cellules dans leur structure ou leur fonctionnement. A partir de sperme et de sang d'espèces animales différant par leur système reproducteur et leur type d'alimentation (bovin domestique, porc domestique, cheval domestique, lion d'Afrique, humain), une équipe de spécialistes en biologie de la reproduction et biochimie des lipides a analysé la sensibilité des spermatozoïdes et des érythrocytes à l'oxydation et à l'accumulation de produits nocifs de l'oxydation des lipides. En outre, l'équipe a également étudié la capacité protectrice du liquide séminal.

"Si les propriétés lipidiques dépendent de la fonction cellulaire, on s'attendrait à des différences dans le profil lipidique entre les spermatozoïdes et les érythrocytes. Si c'est la nutrition qui détermine principalement les lipides prédominants dans les membranes, le profil lipidique serait plutôt similaire dans les deux types de cellules d'une espèce. ", explique Karin Müller, scientifique à Leibniz-IZW. "Les résultats sont importants pour estimer les propriétés du sperme chez les espèces qui n'ont pas encore été étudiées et pour ajuster les mesures prophylactiques lorsque la conservation du sperme et l'insémination artificielle sont utilisées pour la préservation des espèces, où le stress oxydatif pour les gamètes est augmenté par le processus de congélation."

L'équipe de recherche a découvert que la composition lipidique des érythrocytes de différentes espèces est relativement uniforme. Cependant, il existe de grandes différences dans la composition des lipides dans le sperme et le liquide séminal, avec des espèces plus étroitement apparentées telles que les bovins domestiques, les porcs domestiques et les chevaux domestiques présentant des similitudes dans le profil lipidique. "Ces résultats suggèrent que la composition lipidique n'est pas déterminée par le type de régime, mais par la parenté des espèces et par les exigences fonctionnelles des membranes cellulaires", explique Ulrike Jakop, ancienne scientifique de Leibniz-IZW. D'une part, la membrane cellulaire du sperme doit avoir un haut degré de flexibilité pour permettre le mouvement des gamètes et plus tard leur fusion avec l'ovocyte. C'est pourquoi les lipides du sperme, par exemple, contiennent une forte proportion d'acides gras polyinsaturés, particulièrement sensibles au stress oxydatif. D'autre part, la stabilité du sperme doit être maintenue jusqu'à ce qu'il fusionne avec l'ovocyte. Le sperme de lion d'Afrique, par exemple, qui est déposé par le mâle loin en aval dans le tractus génital féminin, a un long chemin à parcourir à travers différentes sections du tractus génital pour atteindre l'ovocyte. Leurs membranes sont constituées de lipides esters moins sensibles à l'oxydation et de sphingomyélines avec principalement des acides gras saturés. Pour les spermatozoïdes de taureau, dont les membranes contiennent des lipides éthers insaturés extrêmement sensibles à l'oxydation (plasmalogènes), des mécanismes de protection très efficaces auraient évolué dans la semence. Lorsque les lipides de la membrane du sperme sont oxydés, des lysolipides se forment. Leur accumulation détruirait l'intégrité de la membrane. "Dans le sperme de toutes les espèces étudiées, l'accumulation de lysolipides nocifs est largement évitée par la présence de lipides moins sensibles dès le départ, l'élimination rapide des radicaux et la dégradation rapide des lipides oxydés. Fait intéressant, les échantillons à fortes concentrations de lysolipides dans le sperme ont été particulièrement trouvés chez l'homme, bien que le profil lipidique montre des lipides moins sensibles à l'oxydation et que les mécanismes de protection soient très efficacement développés », explique Kathrin M. Engel, scientifique à l'Université de Leipzig. "Vraisemblablement, les facteurs liés au mode de vie provoquent un stress oxydatif élevé, qui surcharge le portefeuille naturel de mécanismes de protection."

D'autres études aideront à comprendre les déséquilibres individuels entre le stress oxydatif et les facteurs de protection chez l'homme et l'animal, ainsi qu'à ajuster les mesures de procréation assistée.