Contrôle social de la fonction de reproduction chez les équidés, le

Année 2016-2017 - Demande d’allocation doctorale
ED Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (SSBCV) n°549
1. Informations administratives :
Nom de l’encadrant responsable de la thèse : Daniel GUILLAUME
Unité : UMR PRC 7247 – INRA Centre Val de Loire
Equipe (si unité multi-équipes):
Neuroendocrinologie des interactions et comportements sexuels (ER11)
Email de l’encadrant : [email protected]
Co-encadrant éventuel : xxx
2. Titre de la thèse :
Contrôle social de la fonction de reproduction chez les équidés, le cas de l’effet mâle.
3. Résumé :
La jument présente une reproduction saisonnière synchronisée par la photopériode. Ainsi, il
existe une phase d’inactivité ovarienne saisonnière pendant les jours courts, centrée sur le mois de
février et une phase de cyclicité ovarienne pendant les jours longs, centrée en juillet. La phase
d’inactivité ovarienne est caractérisée par une absence de sécrétion de LH.
De manière remarquable, chez de nombreuses espèces animales, les relations sociales sont un
puissant modulateur de la fonction de reproduction. Dans ce cadre, l’effet-mâle décrit chez les petits
ruminants, c’est-à-dire l’induction de l’ovulation à contre saison observée chez la femelle suite à un
contact avec le mâle, a été récemment mis en évidence chez les équins (Wespi et al, 2014). Cependant,
cette mise en évidence n’a en rien disséqué les mécanismes impliqués et ainsi, les stimulations
sensorielles provenant du mâle tout comme les processus neuroendocriniens à l’œuvre chez la femelle
restent complètement inconnus. Dans ce cadre, la thèse aura donc pour objectifs de tester si (1) le
contact du mâle induit bien une augmentation de la sécrétion de GnRH et de LH sanguin, et de (2)
d’explorer le rôle de diverses stimulations provenant du mâle, en particulier le niveau d’activité
sexuelle mâle ainsi que les odeurs émises par celui-ci. La connaissance de ces mécanismes permettra
d’améliorer la gestion de la reproduction au sein de la filière équine en permettant l’utilisation de
méthodes plus respectueuses du bien-être équin.
En effet, chez les juments, l’insémination artificielle (IA) nécessite un suivi échographique de
la croissance des follicules ovariens et une induction de l’ovulation qui est faite avec une hormone
exogène purifiée à partir de l’urine de femme enceinte : human-Chorionic-Gonadotropine (hCG). Ce
traitement est souvent précédé de l’administration d’un progestatif de synthèse. Ce protocole présente
des risques sanitaires pour l’hCG et de contamination environnementale du type « perturbateurs
endocriniens » puisque les hormones utilisées se retrouvent au final dans le milieu naturel. Notre
objectif à terme est donc de remplacer ces actes par une action simple à la portée de l’éleveur, basée
sur la stimulation de l’axe hypothalamo-gonadique de la jument via les interactions avec l’étalon ou
par la présentation d’odeurs venant de l’étalon.
1
En raison d’une particularité anatomique de la jument, la sécrétion de GnRH peut être
accessible d’une façon peu invasive, dans le sinus sous hypophysaire qui chez les chevaux est assez
facile à canuler. Cette canule permet de collecter le sang avec une fréquence élevée et ainsi d’estimer
la pulsatilité du GnRH et de la LH (Irvine & Alexander 1993 et 1994). Dans ce cadre, nous proposons
d’explorer plus en profondeur le rôle des interactions sociales entre étalon et jument sur la dynamique
endocrinienne de l’axe hypothalamo-gonadique de la jument.
Chez les petits ruminants, l’introduction d’un mâle sexuellement actif dans un lot de femelles
pendant leur saison d’inactivité sexuelle, avance la première ovulation voir supprime cette période
d’inactivité (Delgadillo et al 2015). Notre équipe de recherche en partenariat, au sein d’un laboratoire
international associé avec l’équipe de Torréon au Mexique (LIA CABRAA INRA/Conacyt) est une
des équipes leaders sur cette thématique chez les caprins. Dans ce cadre, il a été démontré qu’il est
indispensable que les mâles soient au préalable, stimulés pour être agir efficacement sur les femelles.
D’autre part, les indices olfactifs sont les plus efficaces pour induire la réactivation de l’activité
pulsatile de GnRH/LH (Murata et al 2014). Chez les équins, l’étalon présente une baisse de la libido
en hiver (Pickett et al 1976 ; Magistrini et al 1987) ; nous utiliserons donc des étalons préalablement
stimulé par une photopériode longue.
Ainsi, sur le plan expérimental, nous chercherons à comparer la réactivité induite par la
présentation d’étalons actifs (i.e. recevant un traitement photopériodique) ou non (exposés à la
photopériode naturelle) sur la sécrétion de GnRH/LH chez la jument, ainsi que sur les paramètres
ovulatoires. Sachant que cet effet est potentiellement olfactif, nous chercherons à voir si différents
substrats odorants (voir différentes odeurs simples actuellement en cours d’identification) pourraient à
elles seules induire cet effet. Enfin, le rôle d’autres indices sensoriels (acoustiques par exemple)
pourront être testés.
4. Résumé en anglais :
Social control of reproductive function in equine species: male effect
The mare presents a seasonal reproduction synchronized by the photoperiod. Thus, there is a
phase of seasonal ovarian inactivity during short days, centred on the month of February and a phase
of ovarian cyclicity during long days, centred in July. The phase of ovarian inactivity is characterized
by an absence of LH secretion.
Remarkably, in many animal species, social relations are a powerful modulator of the
reproductive function. In this context, the male effect described in small ruminants, ie the induction of
off-season ovulation observed in the female following contact with the male, has recently been
highlighted in equine species (Wespi et al., 2014). However, this demonstration did not dissect the
mechanisms involved, and thus the sensory stimulations from the male as well as the neuroendocrine
processes in the female remain completely unknown. In this context, the thesis will aim to test whether
(1) male contact induces an increase in GnRH and LH blood secretion, and (2) to explore the role of
various stimulations from the male, In particular the level of male sexual activity as well as the odours
emitted by it. Knowledge of these mechanisms will make it possible to improve the management of
reproduction within the equine chain by allowing the use of methods more respectful of equine wellbeing.
Indeed, in mares, artificial insemination (AI) requires an ultrasound monitoring of the growth
of ovarian follicles and an induction of ovulation which is made with an exogenous hormone purified
from the urine of a pregnant woman: human -Chorionic-Gonadotropin (hCG). This treatment is often
preceded by the administration of a synthetic progestin. This protocol presents health risks for hCG
and environmental contamination of "endocrine disruptors" type since the used hormones are
ultimately found in the natural environment. Our goal is to replace these acts with a simple action
2
which can be done by the breeder, based on the stimulation of the hypothalamic-gonadal axis of the
mare via interactions with the stallion or by the presentation of odours coming from the stallion.
Due to an anatomical feature of the mare, GnRH secretion can be accessed in a minimally
invasive manner in the pituitary sinus which, in horses, is fairly easy to cannulate. This cannula allows
blood to be collected with a high frequency and thus to estimate the pulsatility of GnRH and LH
(Irvine & Alexander 1993 and 1994). In this framework, we propose to explore more in depth the role
of social interactions between stallion and mare on the endocrine dynamics of the hypothalamicgonadal axis of the mare.
In small ruminants, the introduction a sexually active male into a batch of females during their
seasonal sexual inactivity, advances the first ovulation or suppress this period of inactivity (Delgadillo
et al., 2015). Our research team in association with the team of Torreon in Mexico (LIA CABRAA
INRA / Conacyt), in an international laboratory, is one of the leading teams on this theme in goats. In
this context, it has been demonstrated that it is essential that the males were previously stimulated to
constitute an effective stimulation of femal reproduction. On another hand, the male olfactory indices
are most effective in inducing the reactivation of the pulsatile activity of GnRH / LH (Murata et al.
2014 ). In equines, stallion show a decrease in libido in winter (Pickett et al 1976, Magistrini et al
1987); so we will previously stimulate by a long photoperiod the stallions.
Thus, experimentally, we will try to compare the reactivity induced by the presentation of
active (ie photostimulated) or non-exposed (under natural photoperiod) stallions on GnRH / LH
secretion in the mare, as well as on ovulatory parameters. Knowing that this effect is potentially
olfactory, we will try to see if different odorous substrates (see different simple odours currently being
identified) alone could induce this effect. Finally, the role of other sensory indicators (acoustic for
example) can be tested.
3