Bulletin SZF 133/4

Bull. Soc. zool. Fr., 2008, 133(4) : 317-328.
Biologie du développement
RÉPERCUSSIONS DU PROPYLTHIOURACILE ADMINISTRÉ
EN PÉRIODE NÉONATALE SUR L’ACTIVITÉ TESTICULAIRE
CHEZ LE RAT WISTAR
par
Z. HAMOULI-SAID, F. HAMOUDI
et F. HADJ-BEKKOUCHE
Plusieurs travaux démontrent le rôle essentiel des hormones thyroïdiennes dans la
croissance et le développement. Le but de cette étude est d’évaluer l’effet d’une hypo-
thyroïdie transitoire, induite par un anti-thyroïdien de synthèse : le propylthiouracile admi-
nistré de la naissance à 21 jours post-partum, sur la structure et l’activité sécrétoire de la
gonade mâle chez le rat à différents âges. L’hypothyroïdie néonatale provoque une dimi-
nution significative du poids corporel, une réduction du poids des testicules et des varia-
tions significatives des teneurs glandulaires et plasmatiques en testostérone. La structure
des testicules met en évidence une diminution de la lumière centrale à 20 jours et une
absence de cellules germinales mûres à 60 jours.
Mots-clés : Hypothyroïdie, hormones thyroïdiennes, croissance, testicule, stéroïdogénèse.
Effect of neonatal treatment by propylthiouracil
on the testicular activity in Wistar rat
Previous studies indicate that thyroid hormones play critical roles in the growth and
development of several organs. Their biological effects arise from the triiodothyronine (T3)
interaction with different cellular sites detected in mitochondria and the nucleus (RT3αand
β). The adult male gonad was originally considered unresponsive to thyroid hormone, but
several studies on the effects of alterations in thyroid hormone levels on the reproductive
system are in disagreement with this assumption. The aim of the present study is to eva-
luate the effect of transient hypothyroidism, induced by a goitrogen drug, propylthiouracile,
from birth to 21 jours post-partum, on the structure and secretory function of the male
gonad in rats at different ages. Neonatal hypothyroidism resulted in a significant impair-
ment of body weight and a decrease of testis weight. Testicular and plasma testosterone

values underwent significant variations. The histological study shows a reduction of the
central area in 20 day-old treated rats and an absence of mature germinal cells in 60 day-
old treated rats. These results indicate that alterations in thyroid hormone levels during neo-
natal life delay the maturation of the testis and affect the steroidogenesis by affecting
Leydig cell proliferation and differentiation, and/or via a paracrine action exerted by Sertoli
cell factors.
Key words: Hypothyroidism, thyroid hormones, growth, testis, steroidogenesis.
Introduction
Les hormones thyroïdiennes (HT) agissent sur de nombreux tissus via des récep-
teurs mitochondriaux, notamment RT3α1de la membrane interne et de la matrice et des
récepteurs nucléaires (RT3α1et RT3β1et β2) et induisent par deux voies, la transcription
coordonnée de gènes impliqués dans la régulation du métabolisme énergétique et du
processus de différenciation (NIKODEM et al., 1990 ; WRUTNIAK-CABELLO et al.,
2001). Ainsi, de nombreux travaux ont mis en évidence une action des HT sur l’expres-
sion génique d’enzymes clés du métabolisme tels que l’enzyme malique et la glycéro-
phosphate déshydrogénase et sur le fonctionnement de divers organes (pour revue,
YEN, 2001). Leurs actions sur la gonade ont été également déduites, à un âge précis,
après thyroïdectomie (ANDO et al., 1990 ; BISWAS et al., 1994 ; CHOWDHURY &
ARORA, 1984 ; CHOWDHURY et al., 1984) ou traitement par des anti-thyroïdiens de
synthèse (ATS) de l’animal immature (PALMERO et al., 1989 ; ANDO et al., 1990 ;
FRANCAVILLA et al., 1991 ; PANNO et al., 1994 ; SIMORANGKIR et al., 1997a et
b) ou adulte (COOKE & MEISAMI, 1991 ; COOKE et al., 1992 ; 1993 ; HARDY et
al., 1993 ; HESS et al., 1993 ; SIMORANGKIR et al., 1997a). L’hypothyroïdie transi-
toire induite par un ATS entraîne une diminution de la fonction exocrine et endocrine du
testicule suivie d’une reprise de l’activité testiculaire conduisant à une fertilité plus
importante chez l’adulte. L’objectif fixé à ce travail est l’étude des répercussions d’un
déficit en hormones thyroïdiennes induit par administration d’un antithyroïdien de syn-
thèse : le propyl-thiouracile à 0.025 %, de la naissance à 21 jours post-partum (jpp), sur
la structure et l’activité du testicule à 20, 40 et 60 jpp.
Matériel et méthodes
Animaux et traitement
Des rats de sexe femelle âgés de 60 jours avec un poids moyen de 152,31 ± 4,49 g,
maintenus dans des cages individuelles sous des conditions contrôlées de température
(20-25°C) et sous photopériode naturelle et recevant un aliment standard pour rats et
l’eau ad libitum, sont mis en gestation. À la mise bas, les femelles allaitantes avec leurs
progénitures sont réparties en trois lots (Tableau 1) : un premier lot reçoit, une eau de
boisson additionnée de 6-propyl-2-thiouracile à 0.025 % (w:v) (PTU ; Sigma Chemical
Co., St. Louis, MO) et de saccharine- aspartam à 0.075 % (Cologan, Lidl UK GmBH)
afin de masquer la saveur amère de l’antithyroïdien (lot PTU), un deuxième lot reçoit
la solution précédente additionnée de LT4(Roche, France) à raison de 10 µg/100 g de
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poids corporel/25 ml d’eau de boisson (lot PTU + LT4) et un lot contrôle recevant de
l’eau édulcorée à la saccharine- aspartam à 0.075 % (lot C). Le PTU, administré aux
mères, est retrouvé intact dans le lait et induit une hypothyroïdie chez les nouveau-nés
(COOPER, 1990). Le traitement dure 21 jours, l’eau courante est ensuite fournie ad libi-
tum. Le sevrage est réalisé à l’âge de 30 jours, les animaux sont pesés chaque semaine
et sacrifiés par décapitation à 20, 40 et 60 jpp. Le sang recueilli sur EDTA à 2 % est
immédiatement centrifugé à 2200 g et les plasmas stockés à -20°C jusqu’au moment du
dosage. Les testicules sont disséqués, pesés puis congelés ou fixés au bouin-Hollande
(Solution d’acétate de cuivre à 3 % dans laquelle est dissout de l’acide picrique à satu-
ration et additionnée de 10 ml de formol et 1.5 ml d’acide acétique glacial).
Dosages hormonaux
Les hormones thyroïdiennes libres (FT3et FT4) et la testostérone plasmatique et
glandulaire (T) ont été évaluées par une méthode radio immunologique à l’aide de kits
Immunotech (France ; FT3: réf. IM1579, FT4: réf. IM1363, T : réf. IM1119). Le dosage
de la testostérone glandulaire a été réalisé après broyage des testicules dans 200 à 500 µl
de tampon phosphate pH 7.4 et centrifugation à 2 200 g. Le principe du dosage radio-
immunologique est basé sur la compétition, entre l’hormone contenue dans l’échantillon
et son analogue (analogues structuraux pour T3et T4et hormone proprement dite pour
T) vis-à-vis d’un anticorps limitant. La fraction liée mesurée en raison du marquage par
l’iode radioactif (125I) de l’anticorps (FT3et FT4) ou de l’hormone (T), diminue d’une
façon exponentielle avec la concentration de l’hormone à doser.
Histologie
Les testicules fixés sont déshydratés, éclaircis par passage dans un bain de butanol
de 24 h puis coulés dans des blocs de paraffine (Orchidis, Bonneuil-sur-Marne, France)
après 3 bains successifs de 2 heures chacun. Des coupes de 5 µm sont réhydratées puis
colorées au trichrome de Masson (Hématoxyline de Groat, orange G, fushine ponceau
et bleu d’aniline) pour observation.
Propylthiouracile en période néonatale
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Tableau 1
Traitement néonatal au PTU (0.025 %) et PTU + LT4(0.025 %, 10 µg /PC) chez le rat Wistar.
Neonatal PTU (0.025 %) or PTU and LT4(0.025 %, 10 µg /BW) treatment in Wistar rats.
Âges des nouveau-nés mâles (jours)
20 40 60
Substances n Poids nPoids nPoids
administrées moyens (g) moyens (g) moyens (g)
saccharine/aspartam 11 27.53 ± 1.83 898.47 ± 6.45 6196.82 ± 6.39
PTU +
saccharine/aspartam 10 20.23 ± 1.09 940.28 ± 1.74 997.73 ± 6.04
PTU + LT4+
saccharine/aspartam 10 25.37 ± 2.21 981.50 ± 8.30 9148.27 ± 3.56

Analyse statistique
L’exploitation des résultats, présentés sous forme de moyenne (Moy) ± erreur
standard à la moyenne (SEM), est effectuée à l’aide du test de Student-Fisher avec un
risque d’erreur de 5 %.
Résultats
Poids corporel (PC) et testiculaire (PT)
Les PC moyens des rats traités (PTU) sont significativement inférieurs à ceux des rats
des lots témoins (C) à J20 (p<0.01) et J40 (p<0.001). Le traitement au PTU et LT4améliore
le poids corporel (p>0.05) avec une croissance significative dés l’arrêt du traitement, la
valeur moyenne du poids corporel des rats de 40 jours étant égale à 98.47 ± 6.45 g,
40.28 ± 1.74 g et 81.5 ± 8.30 g respectivement pour les contrôles, les traités au PTU et
les traités au PTU et LT4. À 60 jours, les PC moyens des rats traités (PTU et PTU + LT4)
restent significativement plus faibles (respectivement 50 % et 25 % ; p<0.001) que celui
des rats témoins (Fig. 1). Le PT moyen des rats traités au PTU, similaire à celui des ani-
maux du lot contrôle à J20 (p>0.05), diminue de 73 % et 62 % respectivement à J40 et J60
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Figure 1
Effet du traitement néonatal au PTU (0.025 %) et PTU + LT4(0.025 %, 10 µg /PC), pendant 21 jours, sur
le poids corporel chez le rat Wistar. Traités vs. Contrôles : ***p<0.001 et **p<0.01.
Effect of 21 days neonatal PTU (0.025 %) or PTU and LT4(0.025 %, 10 µg/BW) treatment on body
weight in Wistar rats. Treated versus. Controls: ***p<0.001 and **p<0.01.

(p<0.01 et p<0.001 ; PT moyen : 97.60 ± 5.72 mg vs. 365.31 ± 75.52 mg et 459.10
± 70.75 mg vs. 1214.73 ± 46.85 mg). Une diminution est observée chez les rats traités
au PTU et LT4uniquement à J60 (p<0.02), le PT moyen est évalué à 1071.60 ± 24.46 mg
(Tableau 2).
Propylthiouracile en période néonatale
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Tableau 2
Effet du traitement néonatal au PTU (0.025 %) et PTU + LT4(0.025 %, 10 µg/PC), pendant 21 jours sur
le poids testiculaire chez le rat Wistar. Traités vs. Contrôles : ***p<0.001, **p<0.01 et *p<0.05.
Effect of 21 days neonatal PTU (0.025 %) or PTU and LT4(0.025 %, 10 µg/BW) treatment on testicular
weight in Wistar rats. Treated versus. Controls: ***p<0.001, **p<0.01 and *p<0.05.
Age (jours)
Lots 20 40 60
Poids testiculaires (mg)
Contrôle 58.52 ± 5.18 365.31 ± 75.52 1214.73 ± 46.85
** ***
PTU 43.87 ± 3.07 97.60 ± 5.72 459.10 ± 70.75
*
PTU + LT445.76 ± 2.78 313.67 ± 56.95 1071.60 ± 24.46
Figure 2
Effet du traitement néonatal au PTU (0.025 %) et PTU + LT4(0.025 %, 10 µg /PC), pendant 21 jours, sur
les teneurs plasmatiques en thyroxine libre (FT4) chez le rat Wistar. Traités vs. Contrôles : ***p<0.001,
**p<0.01 et *p<0.05.
Effect of 21 days neonatal PTU (0.025 %) or PTU and LT4(0.025 %, 10 µg /BW) treatment on plasma levels
of free thyroxin (FT4) in Wistar rats. Treated versus. Controls: ***p<0.001, **p<0.01 and *p<0.05.