Auteurs
Swan S.H., R.L. Kruse, F. Liu, D.B. Barr, E.Z. Drobnis, J.B. Redmon, C. Wang, C. Brazil, J.W. Overstreet et The Study for Future Families Research Group

Titre
" Semen quality in relation to biomarkers of pesticide exposure "

Journal
Environmental Health Perspectives, version en ligne, le 18 juin 2003

Sommaire
Selon certains, la spermatogenèse qui donne lieu à la production des spermatozoïdes pourrait être une des cibles des perturbeurs endocriniens, car elle est sous contrôle hormonal étroit. Des études épidémiologiques semblent en outre indiquer des différences régionales dans la qualité du sperme, mais le rôle de l'environnement - s'il en est - demeure imprécis. Il a ainsi été démontré que l'exposition professionnelle à certains pesticides modifie la numération et la qualité des spermatozoïdes, mais le mécanisme d'action en cause demeure incertain. C'est le cas notamment d'études menées à Columbia (Missouri), qui ont révélé que la concentration en spermatozoïdes de même que la motilité des spermatozoïde étaient moindres chez des hommes provenant de régions agricoles que chez des sujets vivant en régions urbaines [Los Angeles (CA), Minneapolis (MN) et New York (NY)]. La présente étude avait pour but de vérifier l'hypothèse voulant que des pesticides fréquemment utilisés dans le centre du Missouri, mais peu utilisés dans des comtés urbains, contribuaient aux différences observées dans la qualité du sperme.

Les sujets ont été choisis entre 1999 et 2001 parmi les participants à l'étude The Study for Future Families, les hommes étant les partenaires de femmes enceintes inscrites à un centre de soins prénatals. Les hommes et les femmes ont eu à remplir un questionnaire et à fournir des échantillons de sang. Les hommes ont ensuite subi un examen physique et on leur a demandé de fournir deux échantillons de sperme (à 24 heures d'intervalle) et des échantillons d'urine. La presque totalité des échantillons de sperme ont été analysés dans les 45 minutes suivant leur prélèvement, puis on a procédé aux analyses d'urine, en vue de déceler la présence de métabolites de huit pesticides non rémanents fréquemment utilisés au Missouri. Après correction en fonction de la période d'abstinence, les sujets ont été répartis entre les cas - définis comme les hommes dont la concentration moyenne en spermatozoïdes était inférieure à la moyenne de la population - et les témoins, c'est à dire ceux dont la concentration moyenne en spermatozoïdes était supérieure à la moyenne de la population. Au total, des métabolites ont été décelés chez 86 hommes, dont 50 provenaient de régions rurales du Missouri (25 cas et 25 témoins) et 36 des régions urbaines du Minnesota (9 cas et 27 témoins). Dans ces deux États (Missouri et Minnesota), le taux de recrutement a été de 27 %.

Des métabolites des pesticides alachlore, diazinone, atrazine et métolachlore ont été décelés plus souvent chez les hommes du Missouri que ceux du Minnesota. À l'inverse, les métabolites 3,5,6-trichloropyridinol (dérivé des composés d'origine chlorpyrifos et chlorpyrifos méthyle) et 4-nitrophénol (dérivé du méthylparathion) ont été détectés plus souvent chez les hommes du Minnesota.

Au Missouri, les concentrations dans l'urine des métabolites de l'alachlore (p = 0,0007), de l'atrazine (p = 0,01) et de l'acétochlore (p = 0,04), ainsi du métabolite IMPLY (dérivé de la diazinone) (p = 0,0004), ont été sensiblement plus élevées chez les hommes dont le sperme était de faible qualité que chez les témoins. Ce fut par contre l'inverse dans le cas de l'acétochlore, présent en plus faibles concentrations chez les cas que chez les témoins (p = 0,04). L'analyse a par la suite été répétée en excluant 16 hommes qui présentaient au moins un facteur de risque d'une diminution de la qualité du sperme - incluant la cryptorchidie, le tabagisme, des antécédents de MTS ou de stérilité, des épisodes récents de fièvre, l'âge (sujets âgés de plus de 40 ans) et la race (sujets non de race blanche) - aucune variation substantielle n'a été observée dans les résultats. Enfin, au Minnesota, aucune différence significative n'a été observée entre les cas et les témoins, quant aux taux de métabolites mesurés.

Les auteurs ont poussé l'analyse plus à fond et réparti les taux mesurés de métabolites en deux (faible et élevé) ou trois (faible, moyen et élevé) groupes. Au Missouri, les hommes chez qui les taux de métabolites de l'alachlore étaient modérés (OR = 6,3; IC à 95 % = 1,3-29,4) et élevés (OR = 30; IC à 95 % = 4,3-210) ont été plus susceptibles d'avoir un sperme de faible qualité que les hommes présentant de faibles taux. De même, un odds ratio plus élevé a été observé chez les hommes affichant des taux moyens (OR = 10; IC à 95 % = 2,0-49,2) et élevés (OR = 16,7; IC à 95 % = 2,8-98,0) du métabolite IMPLY et ceux dont l'urine avait une forte teneur en atrazine (OR = 11,3; IC à 95 % = 1,3-98,9) que chez les hommes présentant de faibles taux des mêmes métabolites.

Alors qu'au Minnesota aucun lien significatif n'a été établi entre les pesticides étudiés et quelconque paramètre lié à la qualité du sperme (concentration, morphologie et motilité des spermatozoïdes), une relation négative a été observée dans le groupe du Missouri entre les herbicides alachlore et métolachlore et la morphologie des spermatozoïdes, ainsi qu'entre le métabolite IMPLY et la concentration en spermatozoïdes. Il convient toutefois de noter que les lacunes statistiques (absence de distribution normale des paramètres liés à la qualité du sperme, même après transformation logarithmique) limitent la pertinence de ces résultats.

Par ailleurs, en raison de la très forte corrélation entre les métabolites, les associations ne sont pas indépendantes et il est possible que les résultats obtenus soient dus à des expositions multiples. Les auteurs ont donc évalué les expositions concomitantes à plusieurs pesticides, selon une échelle de 0 à 5, et ils ont constaté que le risque d'une diminution de la qualité du sperme était nettement plus élevé chez les sujets exposés à un nombre de métabolites variant de deux à cinq que chez ceux qui n'avaient été exposés à aucun métabolite ou qu'à un seul (OR = 3,4; IC à 95 % = 2,0-25,5), au Missouri. Cette association n'a pas été observée au Minnesota.

Cette étude est une des premières à démontrer des liens entre des biomarqueurs précis de l'exposition aux pesticides et la qualité du sperme. Ces résultats doivent toutefois être interprétés avec prudence, entre autres à cause du faible taux de participation (27 %) qui pourrait avoir introduit un biais et aussi de la nature imprécise des effets estimés. Il est en outre difficile de tirer des conclusions d'études épidémiologiques au cours desquelles il y a eu exposition à de multiples composés potentiellement toxiques, dont le mécanisme d'action est similaire ou différent. Il est néanmoins important de poursuivre ces études afin de mieux examiner le lien entre l'exposition aux pesticides et la qualité du sperme, étant donné l'usage répandu de ces pesticides en agriculture.