L’obésité réduit la testostérone et le nombre de spermatozoïdes en perturbant les circuits cérébraux

Une étude récente publiée dans Journal des neurosciences L’étude met en lumière la façon dont l’obésité peut perturber la santé reproductive des hommes en altérant les circuits cérébraux. L’étude a utilisé des souris nourries avec un régime riche en graisses pour imiter l’obésité humaine et a découvert que cela provoquait des changements chroniques dans les connexions cérébrales. Ces changements ont entraîné une réduction de la testostérone, une diminution du nombre de spermatozoïdes et une diminution de la libido chez les souris. L’étude fournit des preuves que l’obésité affaiblit la communication entre les circuits cérébraux qui contrôlent à la fois l’alimentation et la reproduction, ce qui pourrait expliquer le lien entre l’obésité et les problèmes de reproduction chez les hommes.

Les chercheurs ont été motivés à mener cette étude car, même s’il est bien connu que l’obésité diminue la testostérone chez les hommes, ce qui affecte diverses fonctions comme la masse musculaire, la cognition et la santé reproductive, les mécanismes exacts par lesquels l’obésité provoque ces changements ne sont pas entièrement compris. Ce manque de connaissances est important car les problèmes de reproduction liés à l’obésité sont de plus en plus courants.

Les hommes obèses souffrent souvent de faibles niveaux de testostérone, d’une diminution du nombre de spermatozoïdes et d’une mauvaise qualité de ces derniers. Cette étude visait à comprendre comment l’obésité chronique altère les circuits cérébraux pour produire ces effets, dans l’espoir que la compréhension des mécanismes puisse éventuellement conduire à des traitements ou des interventions permettant de traiter les troubles de la reproduction chez les hommes obèses.

« L’un des objectifs à long terme de mes recherches est d’identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires qui régulent la fonction de reproduction, nécessaire à la survie de l’espèce », a déclaré l’auteur correspondant Djurdjica Coss, professeur de sciences biomédicales et vice-chancelier associé à la recherche à l’École de médecine Riverside de l’Université de Californie.

« Mes recherches sont importantes pour les personnes aux prises avec une infertilité inexpliquée. Actuellement, 1 couple sur 8 souffre d’infertilité et a besoin de techniques de procréation assistée pour avoir un enfant. Elles sont également importantes pour la survie des espèces en voie de disparition, dont la préservation dépend de l’assistance à la procréation, et pour notre approvisionnement alimentaire, car les animaux d’élevage souffrent de plus en plus d’infertilité en raison des pratiques agricoles modernes. Les études menées dans mon laboratoire pourraient aider à identifier de nouveaux traitements et stratégies pour atténuer les conditions qui contribuent à l’augmentation des taux d’infertilité chez les humains et les animaux. »

« L’augmentation de l’infertilité dans le monde occidental a coïncidé avec la prévalence croissante de l’obésité, qui touche désormais 35 % des individus aux États-Unis », a expliqué Coss. « Les personnes obèses ont une incidence plus élevée de diverses maladies, notamment de troubles de la reproduction. On sait que l’obésité diminue la testostérone chez les hommes, ce qui a un impact sur la masse musculaire et la cognition, ainsi que sur la fonction reproductrice en réduisant le nombre de spermatozoïdes et en diminuant la libido. L’augmentation mondiale de l’obésité peut expliquer en partie la baisse du nombre de spermatozoïdes qui a été rapporté dans les médias. Cependant, les liens mécanistiques entre l’obésité et l’infertilité restent flous.

Pour imiter les effets de l’obésité humaine, les chercheurs ont utilisé des souris mâles nourries avec un régime riche en graisses. Ces souris ont été comparées à un groupe témoin nourri avec un régime standard. Après 12 semaines, les chercheurs ont mesuré les niveaux d’hormone lutéinisante (LH), une hormone essentielle à la production de testostérone et au développement des spermatozoïdes, pour évaluer l’impact du régime riche en graisses sur la fonction reproductrice.

L’équipe s’est spécifiquement concentrée sur deux groupes de neurones de l’hypothalamus : les neurones à proopiomélanocortine (POMC), qui jouent un rôle dans la régulation de l’équilibre énergétique et de la prise alimentaire, et les neurones à kisspeptine, qui sont essentiels pour contrôler la libération de l’hormone de libération des gonadotrophines (GnRH) et, par conséquent, de LH.

Les chercheurs ont découvert que l’obésité provoquait des changements importants dans les circuits reproducteurs du cerveau. Chez les souris obèses, la fréquence des impulsions de LH était réduite, ce qui entraînait une baisse des niveaux de testostérone et une diminution du nombre de spermatozoïdes. Alors que le système reproducteur conservait sa capacité à fonctionner normalement sous stimulation directe, les effets chroniques de l’obésité supprimaient l’activité des neurones kisspeptine, essentiels au déclenchement de la libération de GnRH et de LH.

L’équipe a observé une réduction du nombre de récepteurs sur les neurones kisspeptine qui répondent à l’αMSH, une molécule produite par les neurones POMC qui aide normalement à coordonner les fonctions d’alimentation et de reproduction. Cette réduction de la disponibilité des récepteurs a affaibli la communication entre les neurones POMC et kisspeptine, entraînant une suppression de l’activité kisspeptine et une réduction de la sécrétion de LH.

Une autre découverte importante a été que la signalisation glutamatergique, censée aider à synchroniser l’activité des neurones à kisspeptine, était réduite chez les souris obèses. Cette diminution de l’apport glutamatergique a probablement contribué à la fonction reproductrice altérée observée dans le groupe soumis à un régime riche en graisses.

Malgré ces changements, les chercheurs ont découvert que lorsque les neurones kisspeptine étaient activés artificiellement par des techniques chimiogénétiques, la réponse LH était plus importante chez les souris obèses que dans le groupe témoin, suggérant que les neurones kisspeptine n’étaient pas endommagés de manière permanente mais étaient supprimés par les effets de l’obésité.

« L’ampleur des changements était surprenante », a déclaré Coss PsyPost« Nos études ont démontré que le cerveau est le principal site d’impact de l’obésité sur la fonction reproductrice, en particulier les populations de neurones qui régulent l’axe hormonal reproductif et l’apport alimentaire. Les neurones du cerveau sont connectés et communiquent entre eux via des synapses. Les neurones qui régulent l’apport alimentaire et la dépense énergétique interagissent avec les neurones qui régulent la reproduction pour coordonner leurs fonctions, puisque la reproduction est un processus exigeant en énergie. »

« En utilisant des souris soumises à un régime riche en graisses pour imiter l’obésité humaine, mon équipe a découvert que l’obésité provoque des changements chroniques dans le cerveau. Nous avons montré que le cerveau des souris chroniquement obèses a moins de connexions entre les neurones et une régulation négative (une réduction du nombre) des récepteurs qui informent normalement le cerveau que suffisamment d’énergie est disponible pour arrêter la prise alimentaire. Cela peut expliquer pourquoi nous ne cessons pas de consommer trop de calories et pourquoi il est difficile de perdre du poids. Nous avons compté le nombre de synapses (connexions) dans les neurones qui régulent la reproduction dans le cerveau et avons identifié moins de synapses chez les souris obèses. Nous ne savons pas encore exactement comment cela se produit, mais maintenant, après avoir identifié des populations neuronales spécifiques et des molécules synaptiques spécifiques qui sont affectées par l’obésité, nous pouvons concevoir de futures études pour définir des mécanismes ou identifier des traitements. »

Il est intéressant de noter que l’équipe de recherche signalé précédemment Les chercheurs ont montré que, si les souris mâles nourries avec un régime riche en graisses ont connu des réductions significatives des taux de LH, de testostérone et du nombre de spermatozoïdes, les souris femelles n’ont pas montré le même degré de déficience reproductive. Cela suggère que les femelles pourraient être plus résistantes aux effets négatifs de l’obésité sur la reproduction que les mâles.

« Nos études précédentes ont montré que les femmes prennent du poids plus lentement et que même après avoir pris du poids, elles sont quelque peu protégées des effets négatifs importants de l’obésité », a expliqué Coss. « Cela correspond également aux observations faites chez l’homme, où les hommes sont plus susceptibles de souffrir de maladies cardiovasculaires et du syndrome métabolique en cas d’obésité. »

« Nous nous attendions toutefois à des changements plus importants chez les femelles après une prise de poids. Nous pensons désormais que les femelles sont plus habituées aux fluctuations de poids dues à la grossesse ou au besoin de stocker plus d’énergie pendant l’allaitement. Pour l’instant, ce n’est qu’une hypothèse, et nous étudions les mécanismes possibles qui assurent la protection des femelles. »

L’étude présente une limite : elle a été menée sur des souris. Or, bien que les modèles murins soient couramment utilisés dans la recherche scientifique, ils ne reproduisent pas entièrement la complexité de la physiologie humaine. Les chercheurs soulignent également que le moment et la durée de l’obésité peuvent jouer un rôle dans la gravité des atteintes aux circuits reproducteurs du cerveau. L’obésité chronique à long terme peut entraîner des changements plus prononcés dans la fonction cérébrale que l’obésité à court terme.

Des études ultérieures pourraient examiner l’impact de différentes durées d’exposition à un régime alimentaire riche en graisses sur la santé reproductive et déterminer si des interventions telles que des changements de régime alimentaire ou l’exercice physique peuvent inverser les effets négatifs de l’obésité sur le cerveau. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour explorer ces différences et comprendre pourquoi les femmes peuvent être plus résistantes aux effets de l’obésité sur la reproduction.

« Notre objectif est de comprendre l’étiologie de la maladie afin de la prévenir ou d’identifier des traitements », a déclaré Coss. « Nos études analysant les différences entre les sexes peuvent nous aider à identifier les mécanismes de protection d’un sexe et à les utiliser pour protéger le sexe faible (dans le cas de l’obésité, l’homme). »

L’étude, «L’obésité altère la communication entre les neurones POMC et kisspeptine, ce qui entraîne une réduction de l’hormone lutéinisante chez les souris mâles», a été rédigé par Pedro A. Villa, Rebecca E. Ruggiero-Ruff, Bradley B. Jamieson, Rebecca E. Campbell et Djurdjica Coss.