Introduction
Le varicocèle (VC) est une cause majeure d’infertilité masculine, mais ses mécanismes pathophysiologiques restent mal définis. Cette étude vise à caractériser les altérations métaboliques dans le sang de la veine spermatique des patients atteints de varicocèle, avec ou sans infertilité (groupes VI/VF), par rapport à des donneurs sains.
Méthodologie
Des échantillons de sang de la veine spermatique ont été prélevés chez des patients atteints de VC, et des échantillons de sang périphérique ont été prélevés chez des donneurs sains. Les patients atteints de VC programmés pour une chirurgie ont été classés dans le groupe VF (sans infertilité) ou VI (avec infertilité) selon leur statut de fertilité, les donneurs sains servant de groupe témoin négatif (NC). Le profil métabolique du sang de la veine spermatique des patients VC et du sang périphérique des donneurs sains a été réalisé par chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC-MS). Les paramètres du sperme et les résultats échographiques ont été enregistrés. Une analyse en composantes principales (PCA) et une analyse discriminante par moindres carrés partiels orthogonaux (OPLS-DA) ont été utilisées pour identifier les différences métaboliques, suivies d’une analyse d’enrichissement des voies métaboliques.
Résultats
Un total de 40 patients atteints de VC et 35 donneurs sains ont été inclus dans cette étude. La qualité du sperme dans le groupe VI était significativement compromise par rapport aux groupes VF et NC (P < 0,001). Le profil métabolique a révélé des altérations profondes dans les veines spermatiques variqueuses des groupes VC, y compris une biosynthèse accrue des hormones stéroïdes, un métabolisme des acides aminés et de l'énergie perturbé, et une production élevée d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) par rapport aux donneurs sains. Les différences entre les groupes VI et VF étaient principalement localisées dans la voie de l'alanine, de l'aspartate et du glutamate, avec une augmentation significative de l'acide γ-aminobutyrique, de l'acide succinique et de l'aspartate dans les groupes VI (P < 0,05). Parmi les métabolites rénaux et surrénaliens, seul l'acide calcitroïque a montré une expression différentielle (P < 0,01), tandis que les marqueurs de stress oxydatif, y compris la N-acétylcystéine et les acylcarnitines (P < 0,05), ont montré une variation significative.
Conclusion
La métabolomique non ciblée a mis en évidence la surexpression de l’acide D-aspartique comme un contributeur potentiel à l’infertilité chez les patients atteints de VC. Cette étude n’a apporté qu’un soutien limité à la théorie du reflux rétrograde des métabolites rénaux et surrénaliens, tout en offrant des preuves supplémentaires cohérentes avec l’hypothèse du stress oxydatif. Les métabolites liés au stress oxydatif pourraient représenter des cibles diagnostiques et thérapeutiques potentielles pour l’infertilité induite par le VC.
Discussion
Le varicocèle (VC) se réfère à la dilatation anormale, à la torsion et à l’épaississement du plexus veineux pampiniforme dans le scrotum, ce qui peut entraîner des dommages testiculaires et une diminution de la qualité du sperme, étroitement associés à l’infertilité masculine. Le VC survient chez environ 15 % des hommes et est associé à 35-44 % des cas d’infertilité masculine primaire, étant trouvé dans 45-81 % des cas d’infertilité masculine secondaire. Le VC, considéré comme la cause la plus fréquente et remédiable de l’infertilité masculine, peut entraîner une infertilité primaire ou secondaire chez les hommes. Cependant, malgré la présence de varicocèle, certains individus présentent une fertilité même sans intervention. Chez les hommes infertiles avec des varicocèles cliniquement palpables et des analyses de sperme anormales, la réparation du varicocèle peut apporter un bénéfice clinique significatif. Cependant, la réponse au traitement varie, avec un sous-ensemble de patients montrant une amélioration minimale des paramètres reproductifs.
Mécanismes Pathophysiologiques
Les mécanismes pathophysiologiques sous-jacents à l’infertilité masculine causée par le varicocèle restent à élucider complètement. Le varicocèle peut induire une série d’anomalies telles qu’une diminution des niveaux de testostérone sérique, un inconfort scrotal, une dysfonction testiculaire et une qualité de sperme diminuée. Le point de vue dominant actuel suggère que l’élévation de la température scrotale pourrait être le principal mécanisme par lequel le varicocèle affecte la fonction endocrine et la production de sperme, car les deux sont sensibles aux changements de température. Un autre mécanisme potentiel implique le reflux des métabolites surrénaliens et rénaux, soutenu par des études radiologiques anatomiques. De plus, l’augmentation du reflux veineux entraînant une pression intraveineuse élevée dans le cordon spermatique pourrait également contribuer à la pathologie du varicocèle. Ces effets pathologiques incluent l’hypoxie, l’augmentation de la température testiculaire, l’altération du flux sanguin testiculaire et de la pression veineuse, la stase, l’inflammation, la réduction des niveaux de gonadotrophines et d’androgènes, le stress oxydatif (OS) et l’apoptose cellulaire.
Applications de la Métabolomique
La métabolomique étudie principalement les réponses métaboliques globales des organismes vivants aux stimuli exogènes, aux changements environnementaux ou aux modifications génétiques, et décrit la dynamique holistique des profils métaboliques. Cette approche a été appliquée à la recherche sur la fertilité masculine pour identifier les voies métaboliques et les biomarqueurs potentiellement associés à l’infertilité masculine, guidant ainsi le développement de stratégies thérapeutiques précises pour l’infertilité masculine. Cependant, il existe peu de recherches sur la métabolomique du varicocèle, la plupart des études se concentrant sur le plasma séminal ou les échantillons de sperme comme sujets de recherche. L’objectif principal de ces investigations réside dans la caractérisation de la maladie et l’établissement de cadres diagnostiques, mais l’élucidation pathologique précise de la condition reste insaisissable.
Conclusion et Perspectives
Les recherches actuelles sur la pathophysiologie du varicocèle ont identifié des altérations biochimiques significatives dans le sang veineux spermatique. Les analyses postopératoires suggèrent systématiquement des niveaux élevés de dérivés de la testostérone (testostérone totale, testostérone libre et dihydrotestostérone) et d’estradiol dans la veine spermatique interne par rapport à la circulation périphérique, suggérant à la fois une stéroïdogenèse altérée et des anomalies de distribution hormonale. Le phénomène bien caractérisé de libération excessive d’oxyde nitrique (NO) dans les veines spermatiques dilatées semble avoir un impact négatif sur la fonction testiculaire par le biais des voies de stress oxydatif. Cependant, le domaine reste limité par l’absence d’investigations métabolomiques complètes qui pourraient fournir de nouvelles perspectives sur les conséquences métaboliques systémiques du varicocèle.
🔗 **Fuente:** https://www.frontiersin.org/journals/endocrinology/articles/10.3389/fendo.2025.1682362/full