Nutrition et spermatozoïdes

réalités en gynécologie-obstétrique # 170_Novembre/Décembre 2013
Le dossier
Nutrition et fertilité
Nutrition et spermatozoïdes
Résumé : L’infertilité touche environ 15 % des couples qui cherchent à obtenir une grossesse. Dans 20 à 50 %
des cas, on retrouve une anomalie de la qualité du sperme ou un facteur masculin d’infertilité. Dans plus de
15 % des cas, la cause de l’infertilité demeure inconnue.
De nombreux facteurs concernant le mode de vie et l’environnement sont susceptibles d’agir sur la fertilité
masculine en provoquant des altérations spermatiques, aussi bien en termes de quantité que de qualité.
Parmi ces facteurs, le poids et l’état nutritionnel des partenaires masculins de couples infertiles suscitent un
intérêt récent et croissant. Dans cette revue, nous décrirons les relations entre poids et infertilité masculine,
puis nous évoquerons les principaux nutriments impliqués dans la fertilité masculine.
U
➞N. SERMONDADE
1, 2
,
C. FAURE1,2, C. DUPONT1,2,
P. LEVEILLE1,2, S. HERCBERG2,3,
S. CZERNICHOW4, R. LeVY1,2
1
Service d’Histologie – Embryologie –
Cytogénétique – Biologie
de la Reproduction – CECOS,
Hôpital Jean-Verdier, BONDY.
2
Unité de Recherche en
Épidémiologie Nutritionnelle,
UMR U557 Inserm, U1125 Inra, Cnam,
Université Paris 13,
CRNH IdF, BOBIGNY.
3
Département de Santé Publique,
Hôpital Avicenne, BOBIGNY.
4
Unité de Nutrition, Hôpital
Ambroise-Paré, BOULOGNEBILLANCOURT.
ne diminution de la qualité
du sperme a été observée,
dès 1980, confirmée par des
méta-analyses, puis pondérée par la
prise en compte de différents facteurs
méthodologiques et environnementaux.
Parallèlement, le pourcentage d’adultes,
mais aussi d’enfants, en surpoids ou
obèses, croît de façon importante. De
fait, plus d’un homme sur deux en âge de
procréer apparaît en surpoids (38,5 %)
ou obèse (13,9 %). Les données récentes
de la littérature soulignent l’impact du
poids de l’homme sur la fonction de
reproduction, la fertilité, et en particulier, sur la qualité du sperme. De plus,
le type de nutriments, seuls ou associés
dans le cadre d’une alimentation spécifique, semble également avoir un impact
sur la qualité du sperme. Ainsi, il apparaît important de prendre en compte le
comportement alimentaire du conjoint
lorsqu’il existe un désir d’enfant.
oids et indice de masse
[ Pcorporelle
(IMC)
La relation entre poids (et/ou IMC) et fertilité a fait l’objet de nombreuses études
chez la femme, mais a longtemps été
négligée chez l’homme.
Les conséquences d’un IMC élevé sur la
fertilité masculine et/ou la concentration
spermatique a fait l’objet en 2008 d’une
revue de la littérature [1]. Trois études
épidémiologiques de grande envergure
se sont intéressées au lien entre l’IMC et
la fertilité masculine. Malgré des biais,
elles retrouvent une relation dose-effet
entre l’IMC et l’hypofertilité masculine,
ainsi qu’un effet plateau au-delà d’un
IMC de 35 kg/m² [2-4].
Des études portant sur des couples
infertiles indiquent également une
relation entre poids et/ou IMC et paramètres spermatiques (tableau I). La
plupart observent une altération des
paramètres spermatiques associée à
l’IMC, avec souvent un plateau observé
pour des IMC élevés (> 30 kg/m2), voire
très élevés (35 kg/m2) : diminution de
la concentration ou de la numération
totale en spermatozoïdes, diminution
du nombre de spermatozoïdes mobiles,
augmentation des formes atypiques de
spermatozoïdes, voire augmentation de
la fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes. Ces résultats demeurent controversés. Par ailleurs, les effectifs souvent
réduits, le manque d’homogénéité des
populations, l’hétérogénéité des critères
étudiés rendent difficile toute compa-
11
réalités en gynécologie-obstétrique # 170_Novembre/Décembre 2013
Le dossier
Nutrition et fertilité
Population étudiée
N
Résultats
Jensen et al. 2004 [22]
Hommes sains
1558
Diminution des concentration et numération totale
si IMC >25 ou <20.
Sekhavat et al. 2010 [23]
Hommes sains
852
Corrélation négative entre l’IMC et la concentration et la mobilité
spermatique.
Kort et al. 2006 [24]
Hommes de couples infertiles
520
Diminution du nombre de spermatozoïdes mobiles et augmentation
de la fragmentation de l’ADN en cas de surpoids ou d’obésité.
Hammoud et al. 2008
[25]
Hommes de couples infertiles
526
Plus d’oligo-asthénotératospermie (OAT) en cas de surpoids ou d’obésité.
Risque relatif de présenter une OAT = 3,3 en cas d’obésité.
Chavarro et al. 2009 [26]
Hommes de couples infertiles
483
Diminution de la numération totale et augmentation de la fragmentation de l’ADN en cas d’IMC >35.
Martini et al. 2010 [27]
Hommes de couples infertiles
794
Corrélation négative entre l’IMC et la mobilité spermatique.
Tunc et al. 2011 [28]
Hommes de couples infertiles
81
Li et al. 2009 [29]
Hommes sains
1346
Pas de lien entre l’IMC et le sperme.
Aggerholm et al. 2008 [30]
Fertiles + infertiles
2139
Pas de lien entre l’IMC et le sperme.
Duits et al. 2009 [31]
Hommes de couples infertiles
1401
Pas de lien entre l’IMC et le sperme.
Rybar et al. 2011 [32]
Hommes de couples infertiles
153
Pas de lien entre l’IMC et le sperme.
Relwani et al. 2011 [33]
Hommes de couples infertiles
530
Pas de lien entre l’IMC et le sperme.
Diminution de la concentration spermatique en cas d’IMC élevé.
Augmentation des radicaux libres oxygénés dans le plasma séminal
en cas d’IMC élevé.
Tableau I : Principales publications évaluant les relations entre poids et/ou IMC et paramètres spermatiques.
IMC : Indice de Masse Corporelle, OAT : oligo-asthénotératospermie.
raison. Ainsi, une méta-analyse publiée
en 2010 sur ce sujet ne retient que cinq
publications et ne parvient pas à démontrer un effet du poids sur les paramètres
spermatiques [5].
Plusieurs hypothèses physiopathologiques ont été émises afin d’expliquer
le lien entre obésité et infertilité masculine. La première est une atteinte de
l’axe hypothalamo-hypophysaire, avec
diminution de l’amplitude des pulses
de Lutenizing Hormone (LH) et diminution de la production de Gonadotropin
Releasing Hormone (GnRH) par l’augmentation des endorphines. De plus,
un hypogonadisme hypogonadotrope
hyperœstrogénique est observé chez
l’homme obèse par aromatisation des
stéroïdes en œstrogènes dans les tissus périphériques. Certains auteurs
ont également suggéré que l’obésité
pourrait avoir un rôle direct dans l’altération de la spermatogenèse et de la
fonction sertolienne. La leptine, hormone peptidique produite et secrétée
12
par le tissu adipeux, et l’insuline, dont
les récepteurs sont présents à la surface
de la membrane spermatique, pourraient
également être impliquées. La troisième
hypothèse implique l’augmentation de
la température scrotale, par accumulation de graisse au niveau des hanches et
de l’abdomen, entraînant des perturbations de la spermatogenèse. De plus, l’accumulation préférentielle dans les tissus
graisseux de substances toxiques et de
perturbateurs endocriniens liposolubles
majorerait ces perturbations. Enfin, peu
de données sont disponibles concernant
l’effet de la perte du poids sur les paramètres spermatiques. Une étude récente
sur 43 hommes obèses indique que la
perte de poids par régime et exercice
physique augmenterait la numération
spermatique et améliorerait la morphologie [6]. En revanche, la perte de
poids par chirurgie bariatrique semble
s’accompagner d’une dégradation des
paramètres spermatiques, au moins
dans les mois qui suivent l’intervention
chirurgicale [7].
[ Alcool
Les effets de l’alcool sur la fertilité masculine restent controversés. La plupart des
études suggèrent que l’intoxication alcoolique chronique affecterait la fertilité masculine, avec une altération des différents
paramètres spermatiques. Quelques cas
d’azoospermie réversible après sevrage
alcoolique ont été rapportés [8]. Les facteurs impliqués dans la détérioration
des paramètres spermatiques au cours
de l’intoxication alcoolique chronique
massive sont mal connus. L’alcool interférerait avec la fonction des trois niveaux
de l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique, avec surtout un hypogonadisme
hypergonadotrope lié à une atteinte
toxique directe des cellules de Leydig et
de Sertoli par l’éthanol lui-même ou par
ses produits de dégradation. Des facteurs
de prédisposition génétique expliqueraient les grandes variations interindividuelles observées et l’hétérogénéité des
conséquences de l’intoxication sur les
paramètres spermatiques.
réalités en gynécologie-obstétrique # 170_Novembre/Décembre 2013
[ Métaux et minéraux
1. Zinc
Le zinc, oligo-élément essentiel pour la
spermatogenèse, exerce un rôle important dans le développement testiculaire
et conditionne certaines caractéristiques
des spermatozoïdes (concentration,
mobilité et vitalité) ainsi que leurs fonctions (réaction acrosomique, décondensation de la chromatine). La concentration séminale en zinc serait plus faible
chez les hommes infertiles. La supplémentation en zinc aurait un effet bénéfique pour la prise en charge d’hommes
infertiles [9].
2. Cuivre
Le cuivre protège les spermatozoïdes de
la peroxydation en intervenant comme
anti-oxydant dans l’activité de l’enzyme
superoxyde dismutase. La concentration
séminale en cuivre est corrélée positivement avec la numération, la mobilité
et la morphologie des spermatozoïdes.
À l’inverse, un niveau très élevé en
cuivre peut être délétère, induisant une
diminution de la mobilité des spermatozoïdes. Quelques études soulignent
une amélioration de la qualité du sperme
après supplémentation en cuivre dans
l’alimentation.
3. Sélénium
Le sélénium est présent dans les testicules en concentration élevée et joue
un rôle important dans la spermio­
genèse. Une carence en sélénium serait
à l’origine d’infertilité et de perturbations de la fonction testiculaire. Sont
ainsi observés un retard de croissance
des testicules avec un hypogonadisme
ainsi qu’une altération de la morphologie et de la mobilité des spermatozoïdes par cassure du flagelle. La supplémentation en sélénium améliorerait
la mobilité et la morphologie des spermatozoïdes et aurait un impact positif
sur la fertilité.
4. Calcium
Le calcium a un rôle majeur dans la
reproduction : il conditionne la mobilité
des spermatozoïdes, intervient dans la
capacitation et la réaction acrosomique.
La littérature fait état d’une association
entre une faible concentration de calcium et l’infertilité.
5. Magnésium
L’impact de la concentration séminale
en magnésium sur la fertilité masculine
demeure controversé. Bien qu’il s’agisse
d’un supplément alimentaire très populaire, l’unique étude de supplémentation
réalisée chez des hommes infertiles ne
met en évidence aucune différence au
niveau des paramètres spermatiques
entre les groupes contrôle et placebo.
cides gras
[ Apoly-insaturés
(AGPI)
Les oméga-3 et les oméga-6 essentiels
sont indispensables à de nombreux
processus biologiques et doivent être
apportés par l’alimentation. Les AGPI
occupent une place importante dans
la reproduction chez l’homme [10].
Les oméga-6, et principalement l’acide
arachidonique, sont impliqués dans la
stéroïdogenèse. La membrane plasmique
du spermatozoïde humain contient une
concentration élevée en AGPI (notamment oméga-3) qui lui confère la fluidité
nécessaire aux différentes phases de la
fécondation, notamment la réaction
acrosomique et la fusion gamétique.
Par ailleurs, une corrélation positive
a été établie entre la consommation
d’oméga-3 et certains paramètres spermatiques (concentration et mobilité).
Une carence en AGPI oméga-3 est souvent observée en cas d’infertilité masculine. Mais, à l’inverse, un excès de
consommation d’AGPI peut déclencher
des mécanismes d'oxydo-réduction
excessifs et néfastes pour la fertilité, en
particulier chez des hommes infertiles
disposant d’une faible capacité antioxydante. Le rapport oméga-3-oméga-6
recommandé est de 5 (contre 11 dans
l’alimentation occidentale). Une supplémentation en oméga-3 a un effet
bénéfique sur la qualité du sperme, en
particulier sur sa mobilité. En revanche,
il faut veiller à éviter un apport trop élevé
en oméga-6 chez l’homme infertile.
[ Vitamines
1. Vitamine A
La vitamine A intervient dans la différenciation du tractus génital mâle, le
maintien des jonctions serrées dans les
cellules de Sertoli, et régule les principales étapes de la spermatogenèse [11].
Plusieurs études ont noté une concentration plus faible en vitamine A dans
le plasma séminal d’hommes infertiles
avec oligozoospermie sévère. À l’inverse, une hypervitaminose A induit
des atteintes testiculaires et perturbe la
spermatogenèse, jusqu’à un arrêt complet de la spermatogenèse. La vitamine A
est donc indispensable à la fertilité masculine, mais peut s’avérer néfaste à fortes
doses. Il est donc nécessaire de respecter les apports nutritionnels conseillés
(ANC) (homme adulte : 800 µg ER/j).
2. Folates
Éléments clés de la synthèse nucléotique
et puissants anti-oxydants, les folates
sont aussi impliqués dans la méthylation
de l’ADN et le processus d’empreinte.
Une faible concentration séminale en
folates est ainsi associée à des altérations
de l’ADN des spermatozoïdes chez des
hommes infertiles. À l’inverse, une prise
alimentaire riche en folates semble protéger contre l’aneuploïdie spermatique et
améliorerait la qualité chromosomique
des spermatozoïdes produits. Des études
de supplémentation montrent un effet
bénéfique de l’acide folique sur la qualité
du sperme chez des hommes infertiles [9].
13
réalités en gynécologie-obstétrique # 170_Novembre/Décembre 2013
Le dossier
Nutrition et fertilité
3. Vitamines B12 et B6
Les vitamines B12 (cobalamine) et B6
(pyridoxine) sont des cofacteurs également impliqués dans le cycle de la
méthionine. Une carence en l’une des
vitamines du groupe B conduit à une
hyperhomocystéinémie, aboutissant à de
sévères dysfonctions cellulaires touchant
l’expression des gènes, les fonctions
protidiques et lipidiques, la croissance
cellulaire et la fragmentation de l’ADN,
menant à l’apoptose. Plus d’un tiers des
partenaires masculins de couples infertiles présentent une carence en B12 [12]
et il semble exister un effet positif d’une
supplémentation en cobalamine chez
des hommes subfertiles.
4. Vitamine C
La vitamine C est un anti-oxydant majeur
pour les spermatozoïdes. Sa concentration séminale élevée protège les spermatozoïdes des espèces réactives oxygénées
(ERO) en évitant les lésions de leur ADN.
De nombreuses études de supplémentation montrent un effet positif de l’acide
ascorbique sur la qualité du sperme :
augmentation du nombre de spermatozoïdes, amélioration de la mobilité et de
la morphologie des spermatozoïdes [13].
Cet effet bénéfique est essentiellement
lié à la réduction des radicaux libres et à
la diminution des altérations endogènes
de l’ADN des spermatozoïdes.
5. Vitamine D
La vitamine D a un rôle indirect sur la
fertilité masculine, en régulant le taux de
calcium dans les tissus reproducteurs,
en particulier le testicule. Elle semble
jouer un rôle important dans la survie
du spermatozoïde et l’acquisition de son
pouvoir fécondant [14].
6. Vitamine E
Anti-oxydant majeur, la vitamine E
inactive les espèces radicalaires de
l’oxygène (ERO) et interagit aussi
14
directement avec les composants des
membranes. Elle est traditionnellement appelée vitamine “anti-stérilité”.
Une faible concentration en vitamine
E dans le sperme se traduit par l’altération de l’ADN des spermatozoïdes.
De nombreuses études chez l’homme
infertile rapportent un effet bénéfique
de la supplémentation en vitamine E
sur la qualité du sperme : diminution
des marqueurs de la peroxydation des
lipides et amélioration de tous les paramètres spermatiques [15].
[ Régimes
Trois études récentes ont établi un lien
entre alimentation et qualité du sperme.
Chez 61 hommes de couples infertiles,
ceux ayant des paramètres spermatiques normaux consommaient plus de
coquillages, tomates, laitues alors que
ceux avec des paramètres spermatiques
très altérés consommaient plutôt des
produits carnés et des pommes de terre
[16]. Par ailleurs, l’alimentation semble
avoir un impact direct sur la qualité du
sperme chez des patients hollandais
suivis en ICSI puisque le régime réfléchi
(fruits, légumes, poissons) avait un
impact positif sur la qualité de l’ADN,
alors que le régime traditionnel (viandes
et pommes de terre) était positivement
corrélé à la concentration spermatique
[17]. Enfin, un régime de type “méditerranéen” (hauts apports en huiles
végétales, fruits, légumes et poissons)
suivi par les deux membres du couple
permettrait d’augmenter les chances de
grossesse en FIV [18].
[ Supplémentation
De nombreux nutriments (vitamines,
minéraux, métaux ou AGPI) sont donc
impliqués dans la fonction de reproduction masculine. Ces nutriments agissent
seuls, mais le plus souvent de manière
synergique. De nombreux essais d’intervention de type supplémentation, avec
une ou plusieurs substances associées,
ont été effectués, souvent de manière
empirique, avec des cibles variées. Un
effet positif sur la qualité du sperme a pu
être observé dans certains cas.
Ainsi, l’association “folates et zinc”
(5 mg d’acide folique et 66 mg de zinc
par jour durant 26 semaines) augmente
de façon significative la concentration
en spermatozoïdes, mais uniquement
chez les sujets subfertiles, suggérant
un rôle synergique du zinc et de l’acide
folique dans la spermatogenèse [9]. Par
ailleurs, les hommes dont l’alimentation
contient une grande quantité d’anti­
oxydants (en particulier vitamines C, E
et sélénium) ont une meilleure qualité
de sperme (en termes de concentration
et mobilité des spermatozoïdes). Une
récente méta-analyse indique qu’une
supplémentation en anti-oxydants chez
les hommes subfertiles améliorerait les
taux de grossesse et de naissance vivante
lors de la prise en charge en AMP de
leur couple [19]. Enfin, quand l’oligoasthénotératospermie s’associe à une
leucocytose, une supplémentation en
b-glucan­, papaye, lactoferrine, vitamines C et E, améliore la qualité du
sperme et diminue le nombre de leucocytes en traitant l’inflammation par
une action synergique de modulateurs
d’immunité et d’anti-oxydants [20].
[ Conclusion
L’impact du poids du conjoint sur la
fertilité du couple et sur la qualité du
sperme, longtemps négligé, fait l’objet
d’un nombre croissant de publications.
Les données sont cependant souvent
peu informatives, en raison d’effectifs restreints, ou controversées. Ces
controverses peuvent s’expliquer en
partie par l’hétérogénéité des populations (ethnie, niveau socio-économique…) et les très nombreux facteurs
de confusion possibles (rôle de l’activité physique, du stress, du sommeil,
du tabac…).
réalités en gynécologie-obstétrique # 170_Novembre/Décembre 2013
L’impact des nutriments, vitamines,
métaux ou minéraux, sur l’infertilité
masculine et la qualité du sperme a fait
l’objet de nombreuses publications,
parfois déjà anciennes. Toutes ces
études soulignent l’importance d’une
alimentation équilibrée et les effets
délétères d’une carence ou d’un excès
sur la spermatogenèse. Certains régimes
alimentaires semblent associés à une
meilleure fertilité. Quant aux compléments alimentaires, prescrits souvent de
façon empirique, ils n’ont, à ce jour, fait
la preuve ni de leur efficacité ni même
de leur innocuité.
En conclusion, l’observance d’un
régime alimentaire équilibré et de règles
hygiéno-diététiques simples, conformes
au Plan national nutrition et santé [21],
semble favorable à la fertilité masculine.
Il est désormais nécessaire de disposer
de données précises sur l’état nutritionnel des couples en âge de procréer, avant
de proposer des études d’intervention
prospectives bien ciblées, randomisées
en double aveugle contre placebo.
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Les auteurs ont déclaré ne pas avoir de
conflits d’intérêts concernant les données
publiées dans cet article.
15