Methyl parathion induces the formation of symplasts by round spermatid fusion and alters the biochemical parameters in the testis

Le méthyl parathion (MP : O,O-diméthyl-O-4-nitrophényl phosphorothioate) est un pesticide organophosphoré très largement employé dans l’agriculture. Des aliments (comme des fruits ou des légumes) peuvent être contaminés et de ce fait constituer une source d’intoxication. Il a déjà été démontré que le MP était un toxique pour l’appareil génital sur des modèles animaux. Nous cherchons à élucider le mécanisme préludant à la formation de symplastes et aux modifications biochimiques qui affectent le testicule après une exposition de rats au MP. Des rats Wistar adultes (n = 5/dose/durée d’exposition) ont été soumis à ce toxique. Expérience 1 : 0, 0,75 ou 1,5 mg/kg par jour en injection péritonéale (durée 25 jours). Expérience 2 : 0 ou 3,5 mg/kg par jour per os (durée 25 jours). Tous les animaux ont été sacrifiés 17 jours après la dernière exposition. Une étude du testicule a été réalisée par microscopie optique pour évaluer les modifications structurales et afin d’établir le mode de formation et de destruction des symplastes. Des analyses biochimiques quantitatives ont été réalisées : dosage de la phosphatase acide (ACP), du cholestérol, des protéines totales et de la lactate-déshydrogénase (LDH). Le MP induit des modifications structurales dans le testicule comme cela a déjà été rapporté. Des symplastes ont été observés dans le testicule au cours de l’expérience 1. Ces cellules se forment du fait de la fusion de spermatides rondes. La dégénérescence des symplastes s’accompagne d’une fragmentation nucléaire. Ces fragments sont exclus de la cellule qui présente alors un cytoplasme éosinophile. La fusion cellulaire et la formation de cellules géantes multinucléées entraînent une atrophie tubulaire. Il existe une courbe dose-effet entre le nombre de symplastes observés et la dose administrée dans l’expérience 1. De même, le score de Johnsen diminue avec la dose. Les taux d’ACP, de cholestérol, de protéines totales et de LDH sont diminués alors que le taux d’acide urique diminue dans l’expérience 1 mais qu’il augmente au cours de l’expérience 2 (p < 0,01 − 0,001). Les effets observés dépendent de la dose pour l’expérience 1. En conclusion, le MP induit la formation de symplastes par fusion cellulaire de spermatides rondes (un processus impliqué dans l’atrophie tubulaire) ainsi que des modifications biochimiques dans le testicule.

Methyl parathion (MP: O,O-dimethyl-O-4-nitrophenyl phosphorothioate) is an organophosphate pesticide used in agriculture to protect a variety of crops. Food stuffs such as fruits and vegetables could be contaminated with MP, which may be a potential route of exposure. Previous studies have shown that MP is a reproductive toxicant in animal models. The present study was designed to investigate the mechanism of symplast formation and biochemical changes that occur in the testis, following MP exposure. MP was treated to adult male Wistar rats (N = 5/dose/sample time) as follows. Experiment 1 – 0, 0.75 or 1.5 mg/kg/d i.p. for 25 days and experiment 2 – 0 or 3.5 mg/kg/d p.o. for 25 days and sacrificed on Day 17, after the last exposure. Light microscopic examination of testis was made to evaluate the structural changes and also to establish a process of symplast formation and destruction. Quantitative biochemical estimations were made in the testis for acid phosphatase (ACP), cholesterol, total protein, uric acid, and lactate dehydrogenase (LDH). MP induced structural changes in the testis in consensus with the previous studies. The symplasts were found in the testes in experiment 1. Those cells were formed due to the cell fusion of round spermatids. The symplasts were degenerated by nuclear fragmentation. The nuclear fragments were extruded from the symplasts leaving behind only the eosinophilic cytoplasm. The cell fusion and multinucleated giant cell formation was the reason for MP induced tubular atrophy. Number of tubules with symplasts increased in experiment 1 in a dose-dependent pattern. Johnsen's scores also decreased in a dose-dependent manner in experiment 1 indicating a dose-dependent tubular destruction. The ACP, cholesterol, total protein, and LDH levels decreased in both experiments against their respective controls, whereas the uric acid level decreased in experiment 1 and increased in experiment 2 (P < 0.01 − 0.001). The effects in experiment 1 were dose-dependent. In conclusion, MP induces the formation of symplasts by cell fusion of round spermatids, which is a process involved in tubular atrophy and also induces biochemical changes in the testis.