Die Anzahl der Spermien, die im Ejakulat enthalten sind, ist ein Indiz für das Fertilitätspotenzial des Mannes. Die Spermienkonzentration wird am Mikroskop mit Blick in die Zählkammern durchgeführt.

Beispiel eines Einzeltests: die Basis-Untersuchung zur Spermienkonzentration. Das linke Bild zeigt eine Spermienkonzentration dem “Normwert” entsprechend (Normozoospermie), rechts eine Spermienkonzentration unter Norm (Oligozoospermie). Hier sind bei der Mikroskopie im Labor nur sehr wenige Spermatozoen (Samenzellen) sichtbar. │ © 2024 Next Fertility IVF Prof. Zech

Eine reduzierte progressive Spermienmotilität schränkt die natürliche Fruchtbarkeit ein und kann eine Indikation zur Anwendung von ICSI/IMSI sein.

Die Vitalitätsprüfung empfiehlt sich dann, wenn viele unbewegliche Spermien vorhanden sind, um eine Unterscheidung in lebende (vitale) und tote (nicht-vitale) Spermien treffen zu können.

Im Allgemeinen ist der pH-Wert ein Maß für den sauren oder alkalischen Charakter einer Lösung. Auf das Ejakulat bezogen, ergibt sich der pH-Wert hauptsächlich aus dem alkalischen Sekret der Seminalvesikel (paarförmig angelegte Geschlechtsdrüse des Mannes) und dem sauren Anteil der Prostata. Geringere oder höhere Werte können ein Anzeichen für eine Infektion oder Verschluss des Samenleiters sein

Mit einer Standard-Auflösung bei der Mikroskopie im Labor bleiben Details hinsichtlich Morphologie oft unentdeckt (vgl. "Morphologie-Detailanalyse").

Oxidativer Stress bezeichnet eine Stoffwechsellage, die durch eine hohe Konzentration an Sauerstoffradikalen gekennzeichnet ist. Diese schädlichen freie Radikale können durch Antioxidantien des Körpers nicht mehr abgefangen werden.

Freie Radikale sind reaktive Moleküle, denen ein Elektron fehlt. Sie versuchen, von anderen Molekülen ein Elektron zu entreißen, um wieder “stabil” zu werden. Werden zu viele freie Radikale gebildet, entsteht im Körper eine physiologische Dysbalance, die “Oxidativer Stress” genannt wird. Bei erhöhtem Wert kann die Membran des Spermienkopfes durch freie Radikale geschädigt und die darunter liegende DNA angegriffen werden. Oxidativer Stress steht also in direktem Zusammenhang mit DNA-Fragmentierung im Spermienkopf.

Ursache dafür können belastende Einflüsse, z.B. Umweltgifte, jede Art von Strahlung (z.B. UV), ungesunde Lebensweise wie Rauchen, übermäßiger Alkoholkonsum usw. sein. Insbesondere bei zuvor diagnostizierter idiopathischer Infertilität kann es sinnvoll sein, eine weiterführende Abklärung diesbezüglich vorzunehmen.

Wir haben die Möglichkeit, die oxidativ-reduktive Gesamtsituation (Redoxpotential) im Ejakulat zu messen – d.h. zu erkennen, ob im Ejakulat oxidativer Stress vorherrscht oder nicht. Im Gegensatz zu anderen Methoden stellt dies eine robuste und aussagekräftige Diagnostik dar.

Werden im Ejakulat vermehrt Peroxidase-positive Leukozyten (weiße Blutkörperchen) nachgewiesen, kann dies auf eine Infektion (v.a. durch Bakterien) oder eine Entzündung im Bereich der Samenwege hinweisen. Dies können akute, aber auch chronische Infektionen, beispielsweise Entzündungen der Hoden oder der Nebenhoden (Orchitis/Epididymitis) sein.

Ein Ejakulat sollte nicht mehr als 1 Mio. Leukozyten pro Milliliter enthalten.

Ausschließen lässt sich eine Infektion allerdings auch bei geringerer Leukozytenzahl nicht hundertprozentig. In Verbindung mit den Befunden aus andere Einzeltests in den hier genannten Spermiogrammen können Aussagen über eine mögliche Infektion spezifiziert werden.

Die Analyse unter hochauflösender Mikroskopie (IMSI-/MSOME- Technologie) erlaubt eine tiefgehende Befundung hinsichtlich Kopf-, Mittelstück- und Schwanzdefekten einzelner Samenzellen. Ein großer Vorteil gegenüber der Morphologie-Bestimmung mit Standard- Auflösung liegt darin, die Spermien sowohl dreidimensional als auch in Echtzeit , also „live“, zu analysieren.

Beispiele für Spermien in verschiedenen Qualitätsstufen (Klassifizierung nach Vanderzwalmen 2008), die nur mit entsprechend hochauflösender Mikroskopie sichtbar werden.

Bei der morphologischen Detailanalyse kommt der DIC (Differential Interference Contrast nach Nomarski) zum Einsatz. Bei 6000-facher Vergrößerung werden Defekte im Spermienkopf (z.B. Vakuolen) sichtbar. Zum Vergleich: in der “normalen” Mikroskopie bei den Basis-Tests (oder auch bei einer ICSI) wird üblicherweise 50- bis 200-fach vergrößert.¹

Auch bei einer Kinderwunschbehandlung, die mit dieser hochauflösenden “IMSI-Technologie” (als Weiterentwicklung der “ICSI-Technologie”) durchgeführt wird, können einzelne Samenzellen zur Befruchtung ausgewählt werden. Durch die spezifische Auswahl der “erfolgversprechendsten” Samenzelle kann die Chance auf eine Schwangerschaft verbessert werden.

¹Laut WHO wird die Morphologie-Bestimmung bei 1000-facher Vergößerung mit zusätzlicher Aufbereitung durchgeführt.

Die Spermien tragen zur Hälfte dem neu entstehenden, individuellen Genoms des Nachwuchses bei. Die genetische Information des Mannes, die DNA, befindet sich in der Samenzelle (Spermium) in einer sehr dicht gepackten und inaktiven Form. Die Qualität dieser DNA und ihrer Verpackung ist für die Befruchtung bzw. Entwicklung des Embryos eine wesentliche Grundvoraussetzung.

DNA-Brüche und Beeinträchtigung der Chromatinstruktur (unkondensiertes Chromatin) korrelieren mit reduzierten Befruchtungsraten, langsamer Entwicklung der Embryonen (Blastozysten), verminderter Implantationsrate oder erhöhter Fehlgeburtenrate.

Während der Spermatogenese (Bildung von Spermien im Hoden) wird der Histonanteil (Anteil der Kernproteine) des Chromatins zum größten Teil durch Protamine (kleine, basische und spermien-spezifische Proteine) ersetzt. Dies ermöglicht eine besonders dichte Packung der Erbinformation.

Ist der Protaminanteil zu gering, ist die DNA nicht gut verpackt und unzureichend vor äußeren Einflüssen geschützt. Dies kann zu Brüchen in der DNA-Struktur (DNA-Fragmentierung) führen.

Die Aufgabe eines Spermiums besteht darin, die Erbinformationen (DNA) in die Eizelle zu transportieren. Brüche im DNA-Strang (DNA-Fragmentierung) stellen bedeutende Schäden in der Erbinformation dar. Je höher der Fragmentationswert, desto geringer ist die Chance einer Zeugung auf natürlichem Weg.

Bei einem Anteil von 15 bis 20 Prozent von leicht bis mäßig fragmentierten Spermien kann bereits von einer reduzierten Fruchtbarkeit ausgegangen werden. Bei Werten über 30 Prozent und ausgeprägter Schädigung ist die Fertilität meist stark reduziert.

DNA-Fragmentierung entsteht beispielsweise durch Strahlung oder chemotherapeutische Behandlungen, akute und chronische Entzündungskrankheiten, Erkrankungen mit hohem Fieber oder oxidativem Stress während des Transports der Spermien durch den Nebenhoden. Aber auch eine fehlerhafte Chromatinkondensation macht die Spermien-DNA anfällig für Strangbrüche.

Wenn die Eizelle durch Spermien mit DNA-Fragmentierung befruchtet wird (etwa bei der Injektion während einer Kinderwunsch- behandlung), kann es zu einer Hemmung der Entwicklung der Embryonen, einer reduzierten Implantationskapazität oder zu vermehrten Fehlgeburten kommen.