Die Morphologie der Spermien bezieht sich auf die Größe und Form der einzelnen Spermien. Sie ist einer der, aber keineswegs der einzige Faktor, der zur männlichen Fruchtbarkeit beiträgt.

Was ist die Spermienmorphologie?

Nicht alle Spermien eines Individuums sehen exakt gleich aus. Abnormalitäten in Größe und Form der Spermien können im Kopf, im Mittelstück oder im Schwanz auftreten.

In einigen Fällen haben diese Mutationen oder Veränderungen keinen Einfluss auf die Gesamtfunktionalität der Spermien. In anderen Fällen können sich die Spermien möglicherweise nicht richtig oder schnell genug bewegen, um die Eimembran zu erreichen, zu durchbohren oder in sie einzudringen.

Ärzte beurteilen die Spermienmorphologie in der Regel im Rahmen einer allgemeinen Spermaanalyse oder eines Fruchtbarkeitstests. Ein abnormaler oder niedriger Wert der Spermienmorphologie allein ist normalerweise kein Hinweis auf Unfruchtbarkeit.

Spermienmorphologie-Tests

Bei Spermienmorphologietests werden Spermaproben unter dem Mikroskop untersucht und der Prozentsatz der Spermien mit einer normalen Form (NF) in der Gesamtprobe berechnet.

Voraussetzungen für ein normal geformtes Spermium sind

  • ein glatt gerandeter, oval geformter Kopf
  • ein Kopf, der zwischen 2,5 bis 3,5 Mikrometer (μm) breit und 5 bis 6 μm lang ist
  • eine Akrosomspitze (eine Membran mit Enzymen, die in der Lage sind, die Eimembran zu durchdringen), die zwischen 40 und 70 Prozent des Spermienkopfes bedeckt
  • einen Kopf, der frei von großen Vakuolen (flüssigkeitsgefüllte Organellen) ist und nicht mehr als zwei kleine Vakuolen aufweist, die weniger als 20 Prozent des gesamten Kopfes einnehmen
  • das Mittelstück des Spermas (das Segment zwischen Kopf und Schwanz) sollte etwa die gleiche Länge wie der Kopf haben, aber viel schlanker sein
  • ein unaufgerollter, 45 μm langer Schwanz, der dünner sein sollte als der Kopf und das Mittelstück des Spermas
  • frei von Kopf- oder Schwanzdefekten

Labortechniker führen in der Regel Spermienmorphologietests durch, indem sie eine kleine Portion des Spermas auf einen Glasobjektträger geben, ihn an der Luft trocknen lassen und dann mit einem Farbstoff färben, der die einzelnen Spermien unter dem Mikroskop besser sichtbar macht.

Die Techniker berechnen typischerweise den Prozentsatz der NF-Spermien aus 200 oder mehr Spermien in einem Segment der Probe.

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Spermienmorphologietests können auch mit Hilfe von Bildanalysetechnologien bewertet werden, z. B. mit einer computergestützten morphometrischen Spermienbewertung (CASA).

Laut der Weltgesundheitsorganisation sind computergestützte Tests präziser und zuverlässiger als manuelle Tests, da das Risiko menschlicher Fehler entfällt.

Eine Testrunde reicht nicht aus, um die Samen- oder Spermienqualität vollständig zu beurteilen.

Es gibt ein hohes Maß an Schwankungen zwischen verschiedenen Personen und auch zwischen Proben derselben Person. Faktoren wie menschliches Versagen, Verunreinigung, falsche Beschriftung und die Zeit vor der Verarbeitung machen ebenfalls mehrere Tests erforderlich.

In der Regel sind drei oder mehr Tests erforderlich, die die gleichen oder ähnliche Ergebnisse liefern, um Eigenschaften wie Morphologie, Vitalität und Mobilität zu bestätigen.

Was bedeuten die Testergebnisse?

Eine große Anzahl an abnormal geformten Spermien in einer Probe und ein niedriger NF-Wert sind Anzeichen für einen Zustand, der Teratozoospermie genannt wird.

Der genaue Bereich kann variieren, aber typischerweise liegt ein normaler oder gesunder Spermienmorphologiebereich zwischen 4 und 14 Prozent NF. Ein Ergebnis unter 4 Prozent kann bedeuten, dass es länger als normal dauert, bis eine Schwangerschaft erreicht wird.

Ein Ergebnis von 0 Prozent NF bedeutet in der Regel, dass eine In-vitro-Fertilisation (IVF) zur Empfängnis notwendig sein kann. Bei der IVF werden eine Ei- und eine Spermaprobe entnommen und in einer Petrischale in der Hoffnung auf eine Befruchtung kombiniert.

Die Kriterien für die Spermienmorphologie wurden erst vor weniger als einem Jahrzehnt entwickelt, daher gibt es noch viele Diskrepanzen bei der Durchführung des Tests und der Interpretation der Ergebnisse.

Es ist auch wichtig, daran zu denken, dass Spermien, die in Größe oder Form abnormal sind, normalerweise immer noch gesundes genetisches Material tragen. Viele fruchtbare Männer haben einen hohen Prozentsatz an abnormalen Spermien.

Die meisten Studien, die einen Zusammenhang zwischen niedrigen Spermienmorphologie-Scores und reduzierten Fruchtbarkeitsraten gefunden haben, verwendeten IVF-Themen und -Einstellungen.

Ein Mann, dessen NF-Wert unter 4 Prozent liegt, sollte mit seinem Arzt sprechen, um das Potenzial für Komplikationen und zusätzliche Gesundheitszustände auszuschließen.

Ärzte, die auf männliche Unfruchtbarkeit spezialisiert sind, können dabei helfen, eine Ursache für abnorme Morphologiewerte zu identifizieren und in einigen Fällen eine Behandlung zur Verbesserung der Spermienqualität empfehlen.

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Andere Fruchtbarkeitsfaktoren

Spermienmorphologietests sind nur ein Bestandteil einer allgemeinen Spermienanalyse.

Verschiedene Labore, Praxen und Ärzte können unterschiedliche Verfahren als Teil ihrer Spermienanalyse-Tests einbeziehen.

Andere Faktoren und Hormonspiegel, die typischerweise bei einer Spermaanalyse untersucht werden, sind:

  • Vitalität, oder der Prozentsatz der lebenden Spermien
  • die Motilität, d.h. das allgemeine Bewegungsmuster und die Bewegungsfähigkeit der Spermien
  • die Konzentration des Spermas
  • das gesamte Flüssigkeitsvolumen des Spermas
  • die Verflüssigung, d. h. wie schnell sich das Sperma verflüssigt, um den Transport der Spermien zu erleichtern
  • die Gesamtzahl oder Anzahl der Spermien
  • die Spermadicke (Viskosität)
  • das Aussehen des Spermas
  • pH-Wert des Spermas
  • andere Fremdzellen im Sperma, meist Bakterien
  • Testosteron
  • Sexualhormon-bindendes Globulin (SHBG)
  • Follikel stimulierendes Hormon (FSH)
  • Prolaktin
  • Östradiol
  • DNA-Form und -Funktion

Das Vorhandensein weiterer Körperzellen im Sperma, wie Epithelzellen (Zellen aus den männlichen Ausführungsgängen), Immunzellen wie Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und Makrophagen (Fresszellen des Immunsystems) kann ebenfalls untersucht werden.

Ausblick

Die genaue Rolle und der Einfluss der Spermienmorphologie auf die Fruchtbarkeit ist umstritten. Auch die spezifischen Anforderungen an das, was Ärzte als normale Spermienform ansehen, variieren.

Traditionell würden Ärzte bei einem Mann mit niedrigen Werten für die Spermienmorphologie wahrscheinlich assistierte Reproduktionstechnologien einsetzen.

Ärzte dachten auch, dass niedrige Spermienmorphologie-Werte auch eine Abnahme der allgemeinen Spermienqualität und eine Zunahme der Spermienschäden verursachen.

Zunehmend stellen Forscher fest, dass die Morphologie möglicherweise keine so große Rolle bei der Unfruchtbarkeit spielt, wie einst angenommen.

Eine Studie aus dem Jahr 2017 fand heraus, dass Männer mit einem NF-Score von 0 Prozent eine nahezu normale Fruchtbarkeit aufweisen können. Die Forschung hat auch herausgefunden, dass IVF-Therapien bei Männern mit weniger als 4 Prozent NF oft unwirksam sind.

Kürzlich entwickelte DNA-Tests werden von vielen Forschern und Ärzten als ein besserer Indikator für Unfruchtbarkeit und Samenqualität angesehen als ein allgemeiner Samenanalyse-Test.

Einige der neueren DNA-Tests, die zur Beurteilung der Samenqualität zur Verfügung stehen, sind:

  • Spermien-Chromatin-Struktur-Assay (SCSA)
  • Comet-Assay
  • Tunnel-Assay
  • DNA-Fragmentierungstest (Reprosource®)

Wenn assistierte Technologien verwendet werden, kann die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI), bei der ein normales Spermium aus einer Samenprobe isoliert und in eine Eizelle injiziert wird, eine gute Option für Männer mit niedrigen Morphologiewerten sein.