Es geht um die männliche Fortpflanzungsgesundheit! Um die Kriterien für die Spermienbewertung zu optimieren, haben chinesische Wissenschaftler 1.856 Spermien gemessen

Was ist „normales“ Sperma?
Am 1. Dezember 2023 veröffentlichte das Team für reproduktive Andrologie des West China Second Hospital der Sichuan-Universität (im Folgenden „West China Second Hospital“ genannt) in der Fachzeitschrift Asian Journal of Andrology erstmals die Referenzwerte der Spermienkopfgröße für normal gebärfähige Männer in Asien . Dies ist zudem die weltweit erste Messung der Morphologie männlicher Spermien anhand einer großen Stichprobe.

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Li Fuping, der korrespondierende Autor der Studie und Leiter der Abteilung für Reproduktionsmedizin am West China Second Hospital, führte aus, dass bei 50 % der unfruchtbaren Paare die Ursache auf männliche Faktoren zurückzuführen sei, wobei die Spermienmorphologie ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der männlichen Fruchtbarkeit sei. Allerdings bewegten sich die Maßstäbe für normale Spermien lange Zeit in einer Grauzone.

„Unsere Forschung zielt darauf ab, die Morphologie normaler Spermien zu standardisieren und zu objektivieren und ihren Wert in der klinischen Diagnose neu zu definieren“, sagte Li Fuping. Seit 2020 haben er und sein Team 1.856 normal geformte Spermien von normal fruchtbaren Männern gesammelt und erstmals 14 spezifische Parameter für die Morphologie des Spermienkopfes entwickelt, um eine vollständige Karte für die Diagnose von Erkrankungen der Fortpflanzungsorgane im ganzen Land und sogar in Asien bereitzustellen.

Zu strenge Spermienuntersuchung

Im Jahr 2023 starteten die Abteilung für reproduktive Andrologie des West China Second Hospital/Sichuan Human Sperm Bank und die Chongqing Human Sperm Bank ein landesweites laborübergreifendes Qualitätsbewertungsprojekt für Spermientests, an dem sich insgesamt 117 medizinische Einrichtungen aus 24 Provinzen beteiligten. Li Fuping führte ein: „Die von uns gesammelten Daten zeigten, dass in einigen Einheiten bei 80 bis 90 % der Männer eine Teratozoospermie diagnostiziert wurde.“

Abnormes Sperma bezieht sich auf die morphologischen Variationen des Kopfes, Körpers und Schwanzes des Spermiums. Zu den Kopfdeformationen zählen Riesenkopf, amorpher Kopf, Doppelkopf usw. Gemäß dem „Handbuch zur Laboruntersuchung und -verarbeitung von menschlichem Sperma (6. Ausgabe)“, aktualisiert von der Weltgesundheitsorganisation im Jahr 2021 (nachfolgend als „Handbuch“ bezeichnet), sollte der Kopf eines normalen Spermiums glatt sein, regelmäßige Konturen aufweisen und im Allgemeinen oval sein. Außerdem werden die empfohlenen Bereiche für Länge, Breite und Seitenverhältnis des Spermienkopfes angegeben.

In der Wissenschaft besteht seit langem Konsens darüber, dass Spermienanomalien die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen können . Schon 1986 entdeckten Wissenschaftler, dass es einen starken Zusammenhang zwischen dem Prozentsatz „normaler“ Spermienmorphologie und der Befruchtungs- und Schwangerschaftsrate gibt. „ Eine Teratospermierate von fast 90 Prozent bedeutet jedoch, dass Unfruchtbarkeit fast ausschließlich auf männliche Faktoren zurückzuführen ist, was offensichtlich nicht mit dem gesunden Menschenverstand vereinbar ist “, sagte Li Fuping.

Dies ist nicht nur ein Dilemma, mit dem nationale Teams konfrontiert sind. Die entsprechenden Auseinandersetzungen dauern weltweit seit mehr als zehn Jahren an. In den letzten Jahren haben einige Wissenschaftler sogar darauf hingewiesen, dass zwischen der Normalität der Spermienmorphologie und der Erfolgsrate der intrauterinen Befruchtung sowie der Lebendgeburtenrate kein Zusammenhang besteht. Eine Studie aus dem Jahr 2017 ergab beispielsweise, dass 30 % der Männer, deren Spermien überhaupt keine „normale Morphologie“ aufwiesen, dennoch auf natürliche Weise fruchtbar wurden.

Als Grund nannte Li Fuping, dass die Definition der WHO für normale und abnormale Spermienmorphologie einerseits nur beschreibend sei, was zu unterschiedlichen Auffassungen führe. Beispielsweise führen vage Beschreibungen wie „ungefähr elliptisch“ zu Subjektivität und Inkonsistenz bei der morphologischen Beurteilung.

Andererseits basieren die von der WHO bereitgestellten Daten lediglich auf 77 Messungen der normalen Spermiengröße und geben keinen Aufschluss über den Gesundheitszustand und die Fruchtbarkeit der entsprechenden Personen, was ebenfalls die Allgemeingültigkeit des Standards beeinträchtigt.

Eine Reihe unsicherer Standards führt dazu, dass Techniker bei der Spermienbewertung übermäßig streng sind. „Derzeit beruht die Analyse der Spermienmorphologie auf der visuellen Beurteilung durch die Techniker. Laut WHO-Handbuch neigen Menschen dazu, Spermien in mehrdeutigen und kritischen Bereichen als abnormal zu definieren, wenn die Grenzen verschwimmen. Das schließlich ausgewählte ‚normale Sperma‘ ist dann in Wirklichkeit ‚perfektes Sperma‘.“

Aber Unvollkommenheit bedeutet nicht „abnormal“. Das Handbuch legt die untere Referenzgrenze für den Prozentsatz normaler Spermienmorphologie bei Männern auf 4 % fest. Solange der Anteil der Spermien mit normaler Morphologie bei einem Mann unter 4 % liegt, spricht man von Teratospermie.

„Bis zu 96 % der Spermien sind abnormal, darunter auch eine große Anzahl kritischer Spermien. Dies ist jedoch nicht unbedingt pathologisch bedeutsam. Welche Bedeutung hat dieser Indikator also?“ Laut Li Fuping hat ein solch „strenger“ Standard dazu geführt, dass die Beurteilung der Spermienmorphologie ihren klinischen Diagnosewert eingebüßt hat und es für die Ärzte schwieriger geworden ist, zu entscheiden, ob sie eine künstliche Befruchtung durchführen sollen.

Festlegung von Spermiengrößenstandards für Asiaten

Was genau ist die normale Form von Spermien? „Früher dachten wir, das WHO-Handbuch sei der Goldstandard und unhinterfragbar. Doch als in der klinischen Praxis immer mehr Probleme auftraten und die WHO es zudem regelmäßig aktualisierte, wurde uns klar, dass wir etwas Forschung betreiben könnten und unsere Daten vielleicht in die nächste Version aufgenommen würden“, sagte Li Fuping.

Im Jahr 2020 arbeitete die Abteilung für reproduktive Andrologie des West China Second Hospital mit relevanten Unternehmen zusammen, um das erste vollautomatische Spermienmorphologie-Analysesystem des Landes auf Basis künstlicher Intelligenz zu entwickeln. Ab Mai 2020 untersuchte das Team 54 Teilnehmer der Sichuan Human Sperm Bank. Sie waren bei guter Gesundheit und hatten im vergangenen Jahr auf natürlichem Wege ein Kind zur Welt gebracht. Aus der Samenprobe jeder Person wurden nach dem Zufallsprinzip mindestens 200 Spermien entnommen. Das System und die Techniker filterten außerdem insgesamt 1.856 Spermien mit normaler Morphologie zur Messung heraus.

Laut WHO-Handbuch betragen die Länge und Breite eines normalen Spermienkopfes 3,7–4,7 μm bzw. 2,5–3,2 μm. Das Team um Li Fuping lokalisierte die Medianwerte weiterhin bei 4,02 μm und 2,52 μm, mit einem Längen-Breiten-Verhältnis von 1,59.

Darüber hinaus erweiterte das Team die ursprünglichen drei Parameter (Länge, Breite und Seitenverhältnis) auf vier Kategorien (Größe, Form, Fläche und Gleichmäßigkeit), sodass insgesamt 14 spezifische Parameter verfügbar sind, darunter Kopfumfang, Ellipsenpassung, Umfangspassung, Hauptachsensymmetrie, Nebenachsensymmetrie usw.

Am Beispiel der Haupt- und Nebenachsenanpassung ergab die Studie, dass die Medianwerte gesunder Spermien 94,3 % bzw. 92,1 % betragen. „Die Anpassung der langen und kurzen Achse besteht darin, den Spermienkopf nach oben und unten sowie nach links und rechts zu falten. Wenn sie sich vollständig überlappen, beträgt das 100 %.“

Laut Li Fuping sollte der Kopf eines Spermiums oval sein, doch gab es bisher keinen objektiven Standard für die Definition eines Ovals und jeder hatte eine andere Meinung. „Wir haben auch die Größe des Spermienakrosoms und der Vakuolen gemessen, was detailliertere Indikatoren als Referenz für ‚normale Spermien‘ liefert.“

Auch in der Reproduktionsgenetik können gewisse Rassenunterschiede bestehen. Im vorherigen „Handbuch“ wurden die spezifische Hautfarbe, die regionale Verteilung usw. der Spermienquellenpopulation nicht angegeben. Neueste Forschungsergebnisse haben den numerischen Referenzbereich weiter auf asiatische Gelbe verfeinert.

Es wird davon ausgegangen, dass Li Fupings Team seit Beginn des Forschungsprojekts zig Millionen Spermien gesammelt hat. „Das Hardwaresystem und die Forschungsmethodik wurden etabliert und es werden weiterhin zahlreiche Arbeiten durchgeführt.“ Li Fuping sagte: „Wir messen außerdem viele verschiedene Arten abnormaler Spermien, werten die entsprechenden Größenparameter aus und korrelieren diese Daten mit den klinischen Manifestationen und Fortpflanzungsergebnissen der Patienten. Auf diese Weise kann der klinisch-diagnostische Wert der Spermienmorphologie schrittweise widergespiegelt werden.“

Verhindern Sie weitere Schäden an der männlichen Fortpflanzungsgesundheit

Als Leiter der Sichuan Human Sperm Bank beschäftigt sich Li Fuping seit mehr als 20 Jahren mit klinischer und Grundlagenforschung zur männlichen Fortpflanzung und untersucht die Auswirkungen von Umwelt, Lebensstil, Krankheiten usw. auf die männliche Fortpflanzung.

Li Fuping erwähnte , dass die Ursachen für eine abnormale Spermienmorphologie komplex seien und sich aus genetischen Faktoren, Umweltfaktoren, Lebensgewohnheiten usw. zusammensetzten. „Hohe Temperaturen, Tabak und Alkohol, Fettleibigkeit und zunehmend schwere Umweltverschmutzung gelten allesamt als Hochrisikofaktoren für Veränderungen der Spermienmorphologie.“

Andererseits kann der Einfluss des Alters auf die männlichen Spermien nicht ignoriert werden. „Wir gehen im Allgemeinen davon aus, dass die Fruchtbarkeit der Frau nach dem 35. Lebensjahr deutlich abnimmt, ignorieren jedoch häufig den Zusammenhang zwischen Spermien und Alter“, sagte Li Fuping. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Qualität des männlichen Spermas vor dem 40. Lebensjahr nicht wesentlich schwankt, nach dem 40. Lebensjahr jedoch die Spermienkonzentration, die Beweglichkeit und die normale Morphologierate deutlich abzunehmen beginnen.

Beeinflussen Veränderungen der Spermienmorphologie die Gesundheit der Nachkommen? Laut Li Fuping „ist die Morphologie nur ein Aspekt. In der klinischen Praxis werden weitere funktionelle Indikatoren wie die DNA-Fragmentierungsrate der Spermien sowie der Zustand der Eizellen der Frau und ob es in der Familie des Paares Erkrankungen gibt, kombiniert, um dem Paar eine umfassende Fruchtbarkeitsberatung zu bieten.“

Aber es ist auf jeden Fall eine unbestreitbare Tatsache, dass die Qualität des männlichen Spermas von Jahr zu Jahr abnimmt. Wissenschaftler des Zentrums für Reproduktionsmedizin der Jiaotong-Universität Xi'an und anderer Institutionen wiesen in einer Studie darauf hin, dass die Spermienkonzentration und die Gesamtzahl gesunder chinesischer Männer zwischen 1981 und 2018 um 36,95 % bzw. 28,13 % zurückgegangen seien.

Auf dem 13. Internationalen Spermologie-Symposium im Jahr 2018 forderten Experten die Regierungen zudem auf, die sinkende männliche Fruchtbarkeit als ein großes Problem der öffentlichen Gesundheit zu betrachten, die Ursachen für den anhaltenden Rückgang zu untersuchen und sofortige und gezielte Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Tatsächlich ist es technisch absolut kein Problem, verschiedene Parameter der Spermienmorphologie genau und detailliert zu messen. Der Grund für den langfristigen Mangel an detaillierten Daten liegt darin, „dass die wissenschaftliche Gemeinschaft der männlichen Unfruchtbarkeit weniger Aufmerksamkeit schenkt und die männliche Fortpflanzung lediglich eine Unterdisziplin der Reproduktionsmedizin darstellt und es kein Ausbildungssystem für eine entsprechende Fachdisziplin gibt.“

„In der Vergangenheit konzentrierten sich die meisten Reproduktionsstudien auf die weibliche Fruchtbarkeit und assistierte Reproduktionstechnologien. Dabei ging man davon aus, dass alles in Ordnung sei, solange der Mann Sperma habe.“ Li Fuping sagte, die akademische Gemeinschaft habe jedoch festgestellt, dass trotz der zunehmenden Entwicklung assistierter Reproduktionstechnologien die klinischen Schwangerschafts- und Geburtenraten einen Engpass erreicht hätten und die Rolle von Spermien in assistierten Reproduktionstechnologien zunehmend geschätzt werde. „Eier, Spermien und Embryonen sind unverzichtbar. Ohne gutes Sperma wird die Fruchtbarkeit natürlich beeinträchtigt.“

„Derzeit haben wir die Führung übernommen und das Konzept der Reproduktionsandrologie als Unterdisziplin im Land vorgeschlagen, eine unabhängige Abteilung für Reproduktionsandrologie eingerichtet und ein umfassendes System für wissenschaftliche Forschung, Klinik, Ausbildung und Qualitätskontrolle entwickelt.“ Li Fuping sagte: „Wir hoffen auch, dass mehr medizinische Einrichtungen der männlichen Fortpflanzung Aufmerksamkeit schenken, sich am Aufbau verwandter Disziplinen beteiligen und Anstrengungen zum Schutz der männlichen Fortpflanzungsgesundheit unternehmen.“

Planung und Produktion

Quelle: Medical World (ID: yixuejiezazhi)

Autor: Ling Jun

Herausgeber: Wang Mengru