Abstract

Les effets du zinc, du magnésium et du calcium dans le plasma séminal sur le délai de grossesse (TTP) chez les couples sains, sur les paramètres conventionnels du sperme et sur les paramètres de l’analyse du sperme assistée par ordinateur (CASA) ont été évalués. La localisation des ions zinc chélatables dans le plasma séminal et les spermatozoïdes a été évaluée par autométallographie (AMG). Les différences de localisation du zinc chélatable dans les échantillons à forte et faible teneur en zinc total ont été évaluées. Des échantillons de sperme provenant de 25 couples présentant un PTT court et de 25 couples présentant un PTT long ont été soumis à une analyse conventionnelle du sperme, à l’AMG, à des mesures du zinc et du magnésium par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif, et du calcium par spectrométrie d’absorption atomique à flamme. Les cations étaient fortement intercorrélés, mais aucune corrélation avec le TTP ou les paramètres conventionnels du sperme n’a été trouvée. Les échantillons de sperme présentant des concentrations élevées en zinc ont présenté une motilité plus faible, évaluée par les paramètres CASA de vitesse linéaire et de linéarité, que les échantillons présentant une faible teneur en zinc. La concentration en calcium a également montré des différences statistiquement significatives pour les mêmes paramètres, mais l’effet a été éliminé en introduisant la concentration en zinc dans un modèle de régression multiple. Les échantillons de sperme à forte teneur en zinc total ont présenté une coloration plus forte du plasma séminal à l’AMG. Il est suggéré que les concentrations élevées de zinc séminal ont un effet suppresseur sur la motilité progressive des spermatozoïdes (`qualité du mouvement’), mais pas sur le pourcentage de spermatozoïdes mobiles (`quantité du mouvement’).

Introduction

La teneur totale en zinc dans le sperme des mammifères est élevée, et il a été constaté que le zinc est essentiel à la spermatogenèse. Une carence en zinc est associée à l’hypogonadisme et à un développement insuffisant des caractères sexuels secondaires chez l’homme (Prasad, 1991), et peut provoquer une atrophie des tubules séminifères chez le rat et donc un échec de la spermatogenèse (Millar et al., 1958 ; Underwood, 1977 ; Endre et al., 1990). On a signalé que des concentrations élevées de zinc déprimaient l’absorption d’oxygène dans les spermatozoïdes (Huacuja et al., 1973 ; Foresta et al., 1990) et la réaction acrosomique induite par l’albumine (Foresta et al., 1990). L’attachement/détachement de la tête/queue et la condensation/décondensation de la chromatine nucléaire sont également influencés par le zinc séminal (Kvist, 1980 ; Bjorndahl et Kvist, 1982). Des rapports contradictoires ont été publiés concernant l’effet du zinc séminal sur la motilité des spermatozoïdes (Stankovic et Mikac-Devic, 1976 ; Danscher et al., 1978 ; Caldamone et al., 1979 ; Lewis-Jones et al., 1996). Il a été démontré que la chélation des ions zinc affecte la motilité des spermatozoïdes (Saito et al., 1967 ; Danscher et Rebbe, 1974), et il a été suggéré que le zinc biodisponible lié aux protéines vésiculaires de haut poids moléculaire plutôt que le zinc séminal total devrait être une mesure de l’effet du zinc sur la fonction des spermatozoïdes (Bjorndahl et al., 1991 ; Carpino et al., 1998).

Cette étude se concentre principalement sur le zinc. L’association du zinc séminal, et dans une certaine mesure du magnésium et du calcium, avec le temps avant la grossesse (TTP) chez des couples sains a été évaluée. En outre, la corrélation entre ces cations divalents et les paramètres conventionnels du sperme et les paramètres de l’analyse du sperme assistée par ordinateur (CASA) a été évaluée.

L’autométallographie (AMGZn) est une méthode histochimique de détection des ions zinc et des ions zinc faiblement liés (zinc chélatable) dans les tissus. Les différences de localisation des ions zinc au niveau du microscope optique et du microscope électronique dans les spermatozoïdes et le plasma séminal d’hommes ayant un taux de zinc total élevé et un taux de zinc total faible ont été étudiées.

Matériel et méthodes

Population étudiée

Un total de 430 couples a été recruté parmi 52 255 membres de quatre syndicats. Des échantillons de sperme ont été obtenus auprès des 430 couples, la motilité a été évaluée manuellement et par CASA (voir plus loin), et les échantillons ont été conservés congelés (-20°C) jusqu’aux analyses ultérieures. Les couples n’ayant pas d’expérience antérieure en matière de procréation ont été recrutés lorsqu’ils ont arrêté la contraception et ont été suivis pendant au moins six cycles menstruels complets ou jusqu’à ce que la grossesse soit reconnue. Parmi les 430 couples, 50 couples qui sont tombés enceintes ont été sélectionnés pour la présente étude : les 25 couples avec le TTP le plus court (S-TTP, médiane 1 mois, fourchette 1-2 mois), et les 25 couples avec le TTP le plus long (L-TTP, médiane 10 mois, fourchette 7-28 mois). Les échantillons de sperme de ces 50 couples ont été soumis aux analyses mentionnées ci-dessous.

Caractéristiques conventionnelles du sperme

Les échantillons de sperme ont été obtenus par masturbation dans des bocaux stériles en polystyrène de 50 ml après 3 jours d’abstinence recommandés. Après liquéfaction, les échantillons ont été analysés à température ambiante selon les critères de l’Organisation mondiale de la santé (1992).

Le volume a été mesuré dans un tube de verre Falcon gradué de 10 ml (précision de 0,1 ml). Les évaluations manuelles de la motilité des spermatozoïdes ont été effectuées dans une chambre de comptage Makler (Sefi Medical Instruments, Haifa, Israël). Chaque spermatozoïde rencontré a été noté comme suit : a : motilité progressive rapide, b : motilité progressive lente ou léthargique, c : motilité non progressive, d : immotilité. Au moins 2×100 points ont été réalisés. Si la différence entre deux comptages consécutifs dépassait 10 %, deux nouveaux comptages étaient effectués. Le pourcentage de spermatozoïdes motiles a été défini comme les groupes ‘a + b + c’. La concentration a été mesurée dans une chambre de comptage Makler, et la morphologie a été classée selon les critères ‘stricts’ de Tygerberg décrits par Kruger et al. (1986) sur des frottis séchés à l’air, fixés dans de l’éthanol et de l’éther, colorés selon la technique de Papanicolaou (Organisation mondiale de la santé, 1992). La notation de la morphologie a été effectuée par un seul technicien de laboratoire qualifié. La viabilité des spermatozoïdes a été déterminée sur des frottis colorés à l’éosine-négrosine.

Analyse du sperme assistée par ordinateur

Le matériel pour CASA a été obtenu comme suit : 4,5 μl de spermatozoïdes frais et bien mélangés ont été transférés avec une pipette dans une chambre de comptage Makler d’une profondeur de 10 μm. L’échantillon a été placé dans un microscope à contraste de phase Olympus BH-2 (Olympus Denmark A/S, Glostrup, Danemark) avec une plaque chauffante (37°C) à un grossissement ×200. Une caméra vidéo Sony DXC-107 (Sony Corp., Tokyo, Japon) a transféré les images sur un moniteur vidéo couleur Sony PVM-1440QM (Sony Corp., Tokyo, Japon). Les enregistrements des images ont été effectués sur un magnétoscope à cassette JVC HR-D560EG/E (JVC Victor Company of Japan, Tokyo, Japon). Les enregistrements ont ensuite été analysés sur un Hobson Sperm Tracker (Hobson Tracking Systems Ltd, Sheffield, UK) à une fréquence d’acquisition de 25 Hz, un temps de suivi de 2 s (total de 50 images), un champ de vision de 300×300 μm (permettant de détecter toutes les valeurs de vitesse en ligne droite jusqu’à 150 μm/s). 100 spermatozoïdes ont été analysés par échantillon.

Les paramètres suivants ont été dérivés des analyses : vitesse curviligne (VCL), vitesse en ligne droite (VSL), linéarité (LIN), vitesse de trajectoire moyenne (VAP) et amplitude du déplacement latéral de la tête (ALH).

Détermination du zinc, du magnésium et du calcium dans le sperme

Le zinc, le magnésium et le calcium séminaux ont été mesurés dans les 50 échantillons. Les concentrations de zinc et de magnésium dans le sperme ont été déterminées par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS). L’instrument était un PQ2+ de Fisons Elemental (Winsford, Cheshire, UK). Une aliquote de 20 μl a été diluée au centuple avec une solution contenant 5 g/l d’ammoniac à 25 % (ARISTAR ; Merck, Poole, UK), 0,5 g/l d’EDTA (Janssen Chimica, Geel, Belgique) et 0,5 g/l de Triton X-100 (Sigma, St Louis, MO, USA) dans de l’eau Millipore à 18 MW. Comme standard interne, du scandium (AccuStandard, New Haven, CT, USA) a été ajouté à une concentration finale de 100 μg/l. Tous les échantillons ont été préparés en double exemplaire. L’étalonnage a été réalisé à l’aide d’échantillons vierges, auxquels du zinc et du magnésium (AccuStandard) avaient été ajoutés à des concentrations finales de 1, 2 et 3 mg/l, correspondant à des concentrations de 100, 200 et 300 mg/l dans les échantillons de sperme originaux. Cette analyse a été effectuée en mode saut de pic avec des mesures à 24Mg, 66Zn et 45Sc.

La détermination du calcium a été effectuée dans les mêmes préparations en utilisant la spectrométrie d’absorption atomique à flamme (FAAS). L’instrument était un Perkin-Elmer 306 (Norwalk, CT, USA). L’étalonnage a été effectué pour des concentrations correspondant à 100, 200 et 400 mg/l dans les échantillons de sperme originaux. Les échantillons présentant des concentrations élevées en calcium ont été dilués trois fois de plus pour entrer dans la courbe d’étalonnage.

Les limites de détection, calculées comme trois fois l’écart-type pour 10 échantillons à blanc préparés à la même occasion que les échantillons, étaient de 1 mg/l pour le zinc, 3 mg/l pour le magnésium et 2 mg/l pour le calcium (exprimées en concentrations dans les échantillons de sperme non dilués). Les coefficients de variation globaux des déterminations, calculés à partir des résultats des analyses en double, étaient de 18 % pour le zinc, 32 % pour le magnésium et 17 % pour le calcium.

Des préparations ont également été réalisées pour la détermination du zinc par spectrométrie d’absorption atomique de flamme (FAAS) dans dix des échantillons. L’analyse de régression linéaire des résultats ICP-MS par rapport aux résultats FAAS a donné une pente de 0,79 (intervalle de confiance à 95 % : 0,58-1,00), une interception de 13 μg/l et un r2 de 0,90. Les résultats un peu plus élevés des analyses ICP-MS n’étaient donc pas statistiquement significatifs.

Développement autométallographique (AMG) de frottis de sperme pour une analyse au microscope optique

Cinq échantillons à forte (242-308 mg/l) et cinq à faible (38-57 mg/l) teneur en zinc déterminée par ICP-MS ont été incubés dans du sulfure de sodium à 0,5% (Bie & Berntsen) pendant 30 min pour créer des réseaux de sulfure de zinc. Des frottis de la solution d’éjaculat/sulfure ont été réalisés sur des lames de verre rincées par Farmer . Les frottis ont été séchés à l’air, fixés dans du glutaraldéhyde à 3% (Bie & Berntsen) pendant 30 min, et placés dans un tampon phosphate 0,1 M pendant 3×2 min et une fois dans de l’eau distillée pendant 2 min.

Les frottis ont ensuite été développés par AMG pour amplifier à l’argent les réseaux de sulfure de zinc. Le révélateur était composé de 60 ml de solution de gomme arabique filtrée (1 kg dissous dans 2 l d’eau distillée ; Bidinger A/S, Aarhus, Danemark), 10 ml de tampon de citrate de sodium et 0,85 g d’hydroquinone (Merck, Darmstadt, Allemagne) dissous dans 15 ml d’eau distillée chaude. Immédiatement avant utilisation, 0,11 g de lactate d’argent (Fluka, Buchs, Suisse) dans 15 ml d’eau distillée a été ajouté et la solution a été mélangée soigneusement.

Les bocaux rincés par le fermier contenant les frottis de sperme ont été placés dans un bain-marie à 26°C et transférés dans une boîte étanche à la lumière. Le révélateur AMG nouvellement préparé a été versé dans les pots, et les frottis ont été développés pendant 30 min dans la boîte sombre.

Après développement, les frottis ont été rincés dans de l’eau courante désionisée pendant 10 min, placés dans du thiosulfate de sodium à 5% pendant 5 min, lavés avec de l’eau courante désionisée pendant 2 min, post-fixés avec de l’éthanol à 70% pendant 30 min, et enfin lavés avec de l’eau courante désionisée pendant 2 min. La contre-coloration a été réalisée avec une solution aqueuse de bleu de toluidine à 0,1%, pH 4,0 (1 g de bleu de toluidine dans 1000 ml de tampon : 614,5 ml d’acide citrique monohydraté 0,1 M et 385,5 ml d’hydrogénophosphate di-sodique dihydraté 0,2 M ; Merck, Darmstadt, Allemagne). Les frottis ont été placés pendant 2 × 2 min dans de l’eau distillée, 3 × 3 min dans de l’éthanol à 99 %, 3×3 min dans du xylol, et enfin montés avec DEPEX (Merck, Darmstadt, Allemagne).

Préparations de frottis de sperme pour l’analyse par microscopie électronique

Les frottis d’échantillons de sperme ont été préparés comme décrit ci-dessus, sauf qu’ils n’ont pas été montés avec DEPEX. Après la procédure, du tétroxyde d’osmium à 0,5% a été ajouté pendant 30 min, et les frottis ont été placés pendant 3×2 min dans un tampon et 1×2 min dans de l’eau distillée. Les frottis contrastés à l’osmium ont été étudiés au microscope optique, et les zones d’intérêt pour des analyses ultérieures en microscopie électronique ont été marquées à l’aide d’un couteau diamanté.

Les frottis sélectionnés ont été déshydratés dans des solutions d’éthanol graduées et inclus dans de l’Epon (Bie & Berntsen). Les blocs d’Epon placés sur les zones d’intérêt préalablement marquées ont été maintenus à 60°C pendant 24 h puis cassés des frottis de verre. Des sections semi-fines (3 μm) ont été coupées et placées sur des lames de verre. Après des analyses au microscope léger, les sections sélectionnées ont été ré-emboîtées dans de l’Epon, et des sections ultra-minces ont été réalisées et contre-colorées au citrate de plomb avant d’être examinées dans un microscope électronique JEOL 100S.

Méthodes statistiques

Des analyses de régression multiple ont été appliquées aux données pour détecter l’impact des paramètres individuels sur le résultat. Les coefficients de corrélation de rang de Spearman ont été calculés pour plusieurs corrélations. Pour la comparaison des groupes, le test de Wilcoxon pour la différence des médianes a été effectué.

Résultats

Dans le tableau I, les teneurs en zinc, magnésium et calcium sont présentées ainsi que la proportion relative des cations dans le plasma séminal. La comparaison des médianes de ces paramètres dans les deux groupes S-TTP versus L-TTP par des tests t à deux échantillons n’a révélé aucune différence statistiquement significative pour aucun de ces paramètres. Une forte intercorrélation positive a été trouvée entre le zinc, le magnésium et le calcium (les coefficients de corrélation de rang de Spearman étaient de 0,79-0,86, P < 0,01) (Figure 1).

Aucun des deux cations n’était étroitement corrélé à l’un des paramètres conventionnels du sperme. En effectuant une analyse de régression multiple sur toutes les données, seule la teneur en zinc est ressortie avec une valeur P inférieure à 0,05 pour les paramètres CASA suivants : VSL 0,04, et LIN 0,008. L’entrée du magnésium ou du calcium dans le modèle n’a pas amélioré les valeurs.

Les échantillons de sperme ont été divisés en deux groupes de taille égale en fonction du statut de chaque cation. Les points de division suivants (médianes pour les 50 échantillons) ont été identifiés : zinc 112 mg/l, magnésium 98 mg/l et calcium 476 mg/l. Un certain nombre de différences statistiquement significatives entre les deux groupes ont été détectées (Tableau II). Les valeurs P pour les groupes de zinc ont indiqué les plus grandes différences, les groupes de calcium ayant des différences intermédiaires, et les groupes de magnésium ne présentant qu’une faible différence (sauf pour LIN).

Pour la proportion relative entre les cations (tableau III), les points de division étaient : zinc:magnésium 1,26, et zinc:calcium 0,22. Les échantillons dont le rapport zinc:calcium est supérieur à 0,22 présentent des valeurs inférieures statistiquement significatives pour les paramètres CASA VSL, LIN et STR par rapport aux échantillons dont le rapport est inférieur à 0,22. La corrélation zinc:magnésium est de 0,86 (coefficient de corrélation de rang de Spearman), et pour le zinc:calcium de 0,79. La teneur en zinc semble être plus étroitement associée à la teneur en magnésium qu’à celle en calcium, ce qui pourrait expliquer la différence entre les groupes.

Lors de l’évaluation de la teneur en ions zinc dans les préparations AMG, une différence a été détectée au niveau du microscope optique dans les échantillons à faible teneur en zinc total par rapport aux échantillons à forte teneur en zinc total. La figure 2 montre les différences de coloration de l’AMG dans un échantillon avec 299 mg/l et un échantillon avec 53 mg/l de zinc séminal. La coloration autour de l’acrosome, de la queue et dans le plasma séminal s’est avérée peu abondante dans les échantillons à faible teneur en zinc total. Il n’a pas été possible de confirmer ces résultats au niveau du microscope électronique (Figure 3A), et en particulier aucune différence dans la coloration intracellulaire des spermatozoïdes n’a été observée. Les figures 3B et 4 montrent la localisation des ions zinc dans la queue des spermatozoïdes. On le trouve dans toute la queue, concentré dans les fibres accessoires flagellaires et dans la membrane. Dans le plasma séminal, des corps de taille micrométrique ont été trouvés riches en contenu d’ions zinc (figure 5).

Discussion

C’est à notre connaissance la première étude à évaluer l’impact du zinc, du magnésium et du calcium séminal sur les paramètres TTP et CASA chez l’homme sain. Une association a été trouvée entre des concentrations élevées de zinc et une faible linéarité des mouvements des spermatozoïdes, exprimée par une diminution de VAP, VSL, STR et LIN. Les concentrations en magnésium et en calcium étaient étroitement corrélées à la concentration en zinc, mais n’étaient pas aussi fortement associées aux paramètres CASA. La concentration de motilité n’a pas été affectée par la concentration totale de zinc, de magnésium et de calcium. Cependant, des différences ont été constatées entre une teneur en zinc élevée et une faible teneur en zinc et certains paramètres CASA (tableau II). En comparant les 25 échantillons de sperme présentant la plus faible teneur totale en zinc (médiane 72 mg/l) aux 25 échantillons présentant la plus forte teneur totale en zinc séminal (médiane 187 mg/l), le test de Wilcoxon rank-sum a révélé une différence statistiquement significative des médianes pour le VSL (P = 0,004) ainsi que pour le LIN (P = 0,001). Pour le VAP, la différence était également significative (P = 0,02). Aucune différence n’a été constatée pour le VCL. Comme il n’y avait pas de différences dans le pourcentage de motilité ou la concentration de motilité dans les échantillons à faible et à forte teneur en zinc, il semble donc qu’un environnement riche en zinc fasse que les spermatozoïdes se déplacent de manière plus aléatoire et moins en avant. Il ne semble pas réduire le nombre de spermatozoïdes mobiles.

La VSL exprime la distance parcourue en ligne droite par le spermatozoïde en un certain temps, et il est très probable, d’un point de vue clinique, qu’elle soit le paramètre le plus important de CASA. Une étude de Moore et Akhondi (1996) sur la capacité de fertilisation des spermatozoïdes épididymaires de rat a montré qu’une baisse de la VSL était fortement corrélée négativement au résultat de la fertilisation in vitro.

Au fil des années, le rôle du zinc du plasma séminal sur les fonctions des spermatozoïdes a fait l’objet de nombreux débats. La tête des spermatozoïdes en accumule une concentration plusieurs fois supérieure à celle du plasma séminal, et le zinc est essentiel à la stabilité de la chromatine et à la capacité de la chromatine à se décondenser au moment approprié (Kvist, 1982 ; Kvist et Bjorndahl, 1985 ; Kvist et al., 1987, 1988), et un rôle physiologique du zinc en tant que conservateur d’un mécanisme inhérent de détachement de la tête et de la queue a été suggéré (Bjorndahl et Kvist, 1982). Les rapports concernant l’effet du zinc séminal sur la motilité des spermatozoïdes sont toutefois contradictoires, et la plupart des études ont porté sur des évaluations quantitatives. Dans une étude de Lewis-Jones et al. (1996), les concentrations de zinc et de fructose dans le plasma séminal de 1178 patients orientés vers un traitement de fertilité ont été mesurées, mais aucune corrélation statistiquement significative n’a été trouvée entre le zinc et la motilité. Abou-Shakra et al. (1989) ont mesuré plusieurs éléments traces dans le plasma séminal en utilisant l’ICP-MS, mais n’ont pas détecté de corrélation entre la concentration de zinc dans le plasma séminal et la densité ou la motilité des spermatozoïdes chez des mâles normospermiques, oligospermiques ou azoospermiques. Les concentrations de zinc dans leur étude étaient similaires aux niveaux présentés dans cette étude. Danscher et al. (1978) ont signalé que des concentrations élevées de zinc étaient associées à une motilité déprimée des spermatozoïdes, tandis que d’autres ont signalé qu’une teneur élevée en zinc dans le plasma séminal était associée à un degré élevé de motilité des spermatozoïdes (Stankovic et Mikac-Devic, 1976 ; Caldamone et al., 1979).

Dans cette étude, nous avons traité à la fois des évaluations quantitatives du zinc total et de la détermination qualitative de la localisation des ions zinc dans les spermatozoïdes et le liquide séminal. Bien qu’aucune différence dans la teneur en ions zinc des spermatozoïdes n’ait été détectée au niveau ultrastructurel (Figure 2A) parmi les échantillons présentant un taux de zinc total élevé ou faible, les caractéristiques observées au niveau du microscope optique (Figure 1) pourraient refléter une relation entre la quantité totale de zinc et les ions zinc libres dans le plasma séminal. Dans des études récentes, Lewis-Jones et al. (1996) et Carpino et al. (1998) ont conclu que le zinc total séminal est un marqueur peu fiable de l’activité spermatogène, et suggèrent que les ions zinc biodisponibles liés à des protéines vésiculaires de haut poids moléculaire constituent un meilleur indice. La méthode AMG présentée ici met en évidence le zinc chélatable, c’est-à-dire les ions zinc dans le plasma ou le zinc faiblement lié aux macromolécules. Le zinc fermement lié aux protéines ne sera pas détecté par l’AMG et ne peut être chélaté. Nous sommes d’accord avec les études mentionnées que c’est le zinc biodisponible (donc chélatable) qui exerce des fonctions sur les spermatozoïdes, y compris la motilité. Cette étude indique que les concentrations de zinc total et de zinc chélatable sont liées. D’autres études sont nécessaires, et l’analyse d’images informatisées, par exemple des préparations AMG, pourrait être un outil important.

Contrairement aux effets du zinc, une concentration élevée de magnésium en elle-même ne semble pas avoir d’effet inhibiteur sur la motilité des spermatozoïdes. Un effet négatif sur la LIN a été constaté, mais il n’était pas suffisamment important pour avoir un impact sur les autres paramètres de CASA. Il a été signalé que le plasma séminal humain contient des granules et des vésicules sécrétoires d’origine prostatique qui pourraient avoir un effet régulateur sur la motilité des spermatozoïdes en modulant la concentration des cations essentiels dans leur environnement (Stegmayr et al., 1982). Les membranes de ces organites contiennent une ATPase dépendante du Mg2+ et du Ca2+, inhibée de manière compétitive par le Zn2+ (Ronquist et al., 1978a,b). Une corrélation positive élevée entre le zinc et le magnésium dans le plasma séminal a été précédemment rapportée (Papadimas et al., 1983 ; Umeyama et al., 1986), et dans cette étude, de fortes intercorrélations similaires entre les trois cations ont été trouvées (r = 0,79-0,86, P < 0,01).

Le calcium est important pour la physiologie des spermatozoïdes, y compris la motilité (Morton et al, 1974 ; Lindemann et al., 1987), le métabolisme (Peterson et Freund, 1976), la réaction acrosomique et la fécondation (Yanagimachi et Usui, 1974 ; Yanagimachi, 1981). Le rôle du calcium séminal dans la motilité des spermatozoïdes n’est cependant pas entièrement compris. Thomas et Meizel (1988) ont constaté que la chélation des ions calcium extracellulaires par l’EGTA inhibait la réaction acrosomique, mais n’avait en même temps aucun effet sur la motilité. L’ajout de l’ionophore ionophore de cation divalent induisant la réaction acrosomique n’a pas non plus eu d’effet sur la motilité, mais a augmenté de façon significative le nombre de spermatozoïdes réagissant à l’acrosome. Magnus et al. (1990) n’ont trouvé aucune association entre les concentrations de calcium ionisé et la proportion de spermatozoïdes présentant un mouvement progressif. Arver et Sjöberg (1982) ont rapporté qu’un faible taux de calcium ionisé était associé à un plus grand nombre de spermatozoïdes présentant une meilleure mobilité progressive. Prien et al. (1990) ont comparé la motilité, la vitesse et le mouvement progressif des spermatozoïdes avec le calcium total et ionisé chez des patients présentant une motilité normale (>60%) et réduite (<60%). Aucune différence dans le calcium total n’a été trouvée, mais une diminution statistiquement significative du calcium ionisé séminal a été trouvée chez les hommes ayant une motilité réduite. Dans cette étude, le calcium total a été mesuré mais la capacité de fixation du calcium du plasma séminal n’est pas connue. Comme pour le calcium, aucun impact sur la concentration motile n’a été détecté, et les corrélations avec les paramètres CASA étaient plus faibles que pour le zinc (tableau II). Le VSL et le LIN ont tous deux montré des corrélations inversement significatives avec la concentration totale de calcium (P = 0,02 pour les deux), tandis que le VCL n’a pas été affecté. Mais l’ajout de la concentration en zinc dans une analyse de régression multiple a supprimé les effets de la concentration en calcium total sur la motilité. Ceci est en accord avec l’étude précédemment mentionnée de Prien et al. (1990). Dans cette étude, les échantillons présentant un faible rapport zinc/calcium ont présenté des valeurs CASA (VSL, LIN et STR) statistiquement supérieures à celles des échantillons présentant un rapport élevé. Ceci est principalement dû aux différences de concentration en zinc.

La précision des déterminations du zinc, du magnésium et du calcium dans cette étude était relativement faible, avec des coefficients de variation de 18, 32 et 17%, respectivement. La raison en est probablement l’inhomogénéité des échantillons, qui, combinée aux petits volumes d’échantillons (20 μl), a pu altérer la précision. Malgré la grande imprécision, la variation générée dans les déterminations du zinc et du magnésium était mineure par rapport à la grande plage de concentration dans les échantillons.

Il a été démontré précédemment que la chélation des ions zinc affecte la motilité des spermatozoïdes chez l’homme (Danscher et Rebbe, 1974), le rat et le chien (Saito et al., 1967 ; Stoltenberg et al., 1997). Des études avec chélation intra et extracellulaire des ions zinc sont actuellement menées, et cela pourrait révéler l’importance de la localisation des ions zinc dans le liquide séminal et dans le spermatozoïde.

Les auteurs souhaitent remercier Mme H.Brandstrup, Mme D.Jensen, Mme K.Lunding, Mme K.Wiedemann, Mme Anna Akantis et M. A.Meier pour leur habile assistance technique. Le groupe d’étude danois sur la fécondité a soutenu cette étude qui fait partie d’une étude de suivi collaborative sur les déterminants environnementaux et biologiques de la fécondité. Le projet est coordonné par l’Institut Steno de santé publique de l’Université d’Aarhus et est entrepris en collaboration avec le département de la croissance et de la reproduction de l’hôpital universitaire national de Copenhague. L’étude a été principalement soutenue par une subvention de la Fondation de recherche de l’Université d’Aarhus (J 1994-7430-1). Un soutien supplémentaire a également été apporté par le Conseil danois de la recherche médicale (J 12-2042-1), la Fondation danoise d’assurance maladie (J 11/243-91, J 11/236-93), Fonden til Lægevidenskabens Fremme (A.P.Møller) et la Fondation Ciconia.