Andrologie

Spezielle Gene bestimmen die Beweglichkeit von Spermien. Wie eine bestimmte Genvariante dadurch seine eigene Vererbung fördern kann, haben nun Wissenschaftler in einer neuen Studie herausgefunden, über die das Fachmagazin „Genes and Development“ berichtet.

Höhere Tiere und Menschen, deren Erbgut einen doppelten Chromosomensatz aufweist, verteilen ihre Merkmale meist gleichmäßig auf ihre Nachkommen. Jedoch existieren in der Natur einige Ausnahmen dieses Vererbungsmusters: Im Laufe der Evolution entwickelte sich zum Beispiel eine „egoistische“ Version von Chromosom 17, der t-Haplotyp, der in vielen wild lebenden Mauspopulationen vorkommt.

Spermazellen von Männchen mit der egoistischen Form des Chromosoms 17 sind schneller als die mit dem „normalen“ Chromosom. Daher setzt es sich bei bis zu 99 Prozent aller Nachkommen durch. Dies wird durch eine Variante (Tcr) des so genannten Smok1-Gens ermöglicht, das die Beweglichkeit der Spermien reguliert. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Genetik haben nun herausgefunden, dass Tcr nur in den schnelleren Spermazellen wirksam wird.

 

Warum sind Spermien unterschiedlich schnell?
Männliche Keimzellen entwickeln sich in einem Zellverband, in dem sie Genprodukte, vor allem Proteine und Boten-RNA, untereinander austauschen. Dadurch gleichen sie Unterschiede in ihren Eigenschaften aus, die sich nach der Reduktionsteilung – Meiose - durch die Ausprägung unterschiedlicher Genausführungen ergeben würden, die im halben Erbgutsatz vorhanden sind. Wie sich dennoch unterschiedlich schnelle Spermien bei Mäusen bilden können, war bislang unklar.
Die Wissenschaftler um Bernhard Herrmann vom Berliner Max-Planck-Institut für molekulare Genetik konnten nun zeigen, dass der Austausch der Genprodukte verhindert werden kann, indem ein spezielles Gen – Tcr - erst nach der Reduktionsteilung abgelesen, die Boten-RNA in der Ursprungszelle festgehalten und dann mit einer zeitlichen Verzögerung in Proteine übersetzt wird.

Dadurch entstehen zwei verschiedene Spermienpopulationen: Zellen, die das Tcr-Gen besitzen, haben nach Angaben der Forscher einen Schnelligkeits-Vorteil im Wettlauf um die Befruchtung der Eizelle. Diejenigen, die das Gen nicht besitzen, sind deutlich langsamer und deshalb im Nachteil. „Unsere Versuche haben erstmalig gezeigt, wie durch den Einfluss eines einzelnen Gens zwei Spermienpopulationen mit unterschiedlichen physiologischen Eigenschaften entstehen und wie solche Gene ihre eigene Vererbungsrate beeinflussen können“, sagt Herrmann.

Protein zeigt sich spät
Die Forscher hatten das Tcr-Gen um eine kurze Sequenz verlängert und dadurch markiert. So konnten sie sowohl die abgelesene Boten-RNA als auch das Protein sichtbar machen und ihr Verhalten beobachten. Auffällig war, dass die RNA über lange Zeit innerhalb oder nahe des Zellkerns bleibt und daher nicht zu den benachbarten Zellen transportiert werden kann. Erst sehr spät im Entwicklungsprozess, nach der Isolierung individueller Spermien aus dem Zellverband, zeigt sich dann das Protein.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das normale Gen - Smok1 - die gleichen Eigenschaften aufweist wie die egoistische Variante des Gens (Tcr). Daher vermuten sie, dass auch andere Gene ihre eigene Vererbungsrate beeinflussen können.
Das Smok1-Gen und seine Variante Tcr spielen eine zentrale Rolle bei der Geschwindigkeitsregulierung und Steuerung von Spermien. Wie diese Prozesse kontrolliert werden, ist bislang jedoch noch nicht vollständig verstanden und wird von den Wissenschaftlern künftig weiter untersucht.

(idw - Max-Planck-Gesellschaft, 02.12.2009 - DLO)

 

Eine Studie der US-Universität Stanford (Kalifornien) hat jetzt herausgefunden, dass elektrische Haushaltsgeräte die Spermienanzahl deutlich verringern. Kühlschränke, Staubsauger und Mikrowellen erzeugen elektromagnetische Felder, die das Risiko für eine schlechte Sperma-Qualität erhöhen.

Die Forscher untersuchten das Sperma von 148 Spendern einer Samenbank. Die Probanden trugen über einen Zeitraum von 24 Stunden Messuhren, die das magnetische Feld maßen, das die Männer im Alltag umgibt.

Das Resultat: Bei 76 Männern, die einem erhöhten Strahlenwert ausgesetzt waren, waren Beweglichkeit, Anzahl oder Form der Spermien schlechter.

Elektromagnetische Felder in Haushaltgeräten schaden Spermien

 

Das in der Samenflüssigkeit enthaltene Spermium hat neben der Weitergabe von Erbmaterial weitaus mehr Funktionen, zeigen Forscher an der Klinik und Poliklinik für Urologie, Kinderurologie und Andrologie der Universität Gießen. Gemeinsam mit britischen Kollegen konnten sie nachweisen, dass Spermien auch bestimmte epigenetische Faktoren auf die befruchtete Eizelle übertragen. Diese beeinflussen die Expression von Genen, ohne dabei das Erbgut selbst zu verändern.

"Die Rolle des Spermiums in der Befruchtung wird durchaus kontrovers diskutiert", erklärt Studienleiter Klaus Steger. Lange Zeit habe man angenommen, dass es der Eizelle lediglich das väterliche Erbgut zur Verfügung stelle aber ansonsten aufgrund seiner im Vergleich zur Eizelle geringen Größe keine Funktion für die Entwicklung des Embryos besitze. "Die geringe Größe des Spermiums beruht auf einem Austausch DNA-bindender Proteine, sogenannter Histone, gegen Protamine. Dadurch benötigen sie für die Speicherung des Erbmaterials nur ein Zehntel des Raumes, den dieselbe Information in einer normalen Körperzelle oder auch einer Eizelle erfordert."

Mögliche Funktion

Die jüngsten Forschungen weisen darauf hin, dass das Spermium mit der Befruchtung der Eizelle seine Schuldigkeit noch nicht getan hat. Denn der Austausch von Histonen gegen Protamine, der während der Spermiumentwicklung erfolgt und für die Verpackung des väterlichen Erbguts verantwortlich ist, geschieht nicht vollständig, sondern nur zu 80 bis 90 Prozent. "Wir stellten uns die Frage, welche Funktion der verbleibende Rest besitzt", so Steger. Vieles deutet darauf hin, dass epigenetische Faktoren die an die Resthistone gebundenen Gene in deren Ausprägung in der Eizelle beeinflussen. "Das könnte der Grund dafür sein, dass sich ein Embryo, der nach einer erfolgreichen künstlichen Befruchtung in eine Gebärmutter eingesetzt wird, häufig nicht weiterentwickelt und abstirbt", vermutet der Gießener Urologe.

Epigenetische Faktoren beeinflussen die Expression von Genen direkt über das Erbgut und indirekt über die Histone. Sie werden wie Erbschädigungen vererbt, sind jedoch umkehrbar. "Diese Reversibilität stellt einen großen Unterschied zur Genetik dar und macht das Untersuchungsfeld viel weiter." Dass man Mechanismen der Epigenetik bereits in naher Zukunft von außen beeinflussen könne, bezweifelt Steger jedoch. "Selbst vom Verständnis ihrer Auswirkung in der frühen Embryonalentwicklung sind wir noch mehr als ein Jahrzehnt entfernt. Der Wissenschaftszweig ist eben noch sehr jung." Durch ihre Erkenntnis hoffen die Forscher, langfristig zur Verbesserung der Diagnose von männlicher Unfruchtbarkeit und zur Prognose von assistierten Reproduktionstechniken beizutragen.

Quelle: Der Standard

Wer als unfruchtbarer Mann eine künstliche Befruchtung seiner Frau mit einem Fremdsamen wünscht, kann die Kosten dafür nicht vom privaten Krankenversicherer ersetzt bekommen. Das hat das Landgericht Mannheim (AZ: 1 S 78/09) entschieden. Da der Körper des Mannes in diesem Fall nicht in der Lage war, eigene Samenzellen zu produzieren, wird eine biologisch nicht vorhandene oder eingeschränkte Körperfunktion eben gerade nicht ersetzt. Auch wird durch eine Fremdsamenspende die Krankheit des Klägers weder gelindert noch geheilt, sodass keine Heilbehandlung anzunehmen ist, die der Versicherer bezahlen muss.

 

Die Kinderwunsch-News nehmen sich eines Themas an, welches seit Jahren umstritten und offenbar immer noch nicht geklärt ist: Die Operation der Varicozele.

Es ist jedoch immer noch umstritten, ob diese Operation tatsächlich zu einer verbesserten Fruchtbarkeit führt und auch die Ergebnisse der dazu publizierten Studien sind uneinheitlich oder werden unterschiedlich interpretiert, wie es auch im Theorie-Teil zum Thema Varikozele ausführlich beschrieben wird. Interessant ist in der dort zitierten Literaturübersicht, dass der Empfehlungen des Arbeitskreis Andrologie der Deutschen Gesellschaft für Urologie die Indikation für diese Operation großzügig stellt, obwohl die Cochrane Database Analyse der kontrollierten Studien zu diesem Thema zeigt, dass Schwangerschaften nach einer solchen Operation nicht häufiger auftreten als ohne.

Schlechte Spermien durch Hodenkrampfader?

 

Die Behandlung einer Varikozele erhöht einer Studie zufolge nicht die Chance auf eine Schwangerschaft. So zeugten Männer, die einen Krampfaderbruch im Hodensack operativ behandeln ließen, im Durchschnitt nicht mehr Kinder als diejenigen ohne Behandlung.

Das ergab eine Untersuchung von niederländischen Forschern der Cochrane Collaboration, die mehrere Studien mit insgesamt rund 600 Teilnehmern auswerteten. Bereitet die Varikozele keine größeren Beschwerden, sei von einer Operation daher eher abzusehen, rät das Institut für Qualität und Wirtschaftlichkeit im Gesundheitswesen (IQWIG) in Köln. Denn jeder chirurgische Eingriff berge Risiken.
Eine Varikozele ist ein unnatürlich vergrößertes Venengeflecht im Hodensack. Sie tritt in den Venen auf, die das Blut aus dem Hoden leiten, erklärt das IQWIG. Ist der Blutabfluss gestört, könne das Blut in den Hodensack zurückfließen, wodurch die Vene anschwellen und dauerhaft vergrößert bleiben könne. Varikozelen seien sehr verbreitet und träten besonders häufig bei Männern mit einer eingeschränkten Fruchtbarkeit auf. Die Experten betonen, dass künftige Studien in Bezug auf die Chance einer Schwangerschaft zu anderen Ergebnissen kommen könnten.

Es sei wissenschaftlich nicht abschließend geklärt, auf welche Weise eine Varikozele die Fruchtbarkeit stören kann, fügt das Institut hinzu. Manche Theorien besagten, dass der Hoden deswegen schlechter durchblutet wird und infolge dessen die Qualität der Spermien nachlässt. Andere gingen davon aus, dass durch das erhöhte Blutvolumen die Temperatur im Hoden steigt und dadurch die Spermienproduktion beeinträchtigt werden könnte.

 

Vermutet wird es schon seit Jahren, jetzt haben spanische Wissenschaftler den Nachweis erbracht: Radrennfahrer machen sich durch das viele Training ihre Spermien kaputt. Die Forscher von der Universität Cordoba untersuchten den Samen von 15 spanischen Triathleten - Sportlern, die einen Dreikampf im Laufen, Schwimmen und Radfahren austragen, wie es in der am Montag vorgestellten Studie hieß. Dabei hätten sie festgestellt, dass das Sperma umso schlechter war, je mehr Zeit die Männer auf dem Sattel verbrachten.

Bei sämtlichen Triathleten habe nicht einmal mehr ein Zehntel der Spermien ein normales Erscheinungsbild gehabt, erklärte die Wissenschaftlerin Diana Vaamonde. Die Männer, bei denen nicht einmal mehr ein Zwanzigstel der Spermien in Ordnung gewesen sei, hätten allesamt mehr als dreihundert Kilometer in der Woche auf dem Rad trainiert. In diesem Prozentbereich werde gemeinhein von deutlichen Fortpflanzungsproblemen gesprochen.

Vermutet wird, dass die Samen bei den Rennfahrern durch den Satteldruck auf die Hoden sowie die Hitze geschädigt werden, die unter der engen Kleidung und durch die Reibung entsteht. Zudem kämen schlechte Sauerstoffmoleküle als Auslöser in Betracht, die durch örtlich begrenzten Stress entstehen, erklärte Vaamonde.

Die Wissenschaftlerin schlug vor, "Schutzmaßnahmen für die Sportler" zu entwickeln. Neben der Gabe von Oxidationshemmern könnte über ein verändertes Training nachgedacht werden, damit die Rennfahrer sich zwischendurch erholen können. "Oder wir sollten das Sperma von Sportlern vorsichtshalber einfrieren, bevor sie mit dem Intensivtraining anfangen."

 

Bei der Untersuchung von 118 Australiern mit schadhaften Spermien fanden Ärzte heraus, dass täglicher Sex über den Zeitraum von einer Woche den DNA-Schaden im Sperma zurückgehen liess. Frühere Untersuchungen legen nahe, dass eine höhere Spermaqualität zu höheren Schwangerschaftsraten führt.

Das Forschungsergebnis wurde am Dienstag bei einem Treffen der Europäischen Gesellschaft für menschliche Fortpflanzung und Embryologie (eshre) in Amsterdam vorgestellt. Ärzte an der privaten Fruchtbarkeitsklinik Sydney IVF unter Leitung von David Greening stellten demnach fest, dass bei 81 Prozent der Studienteilnehmer die Zahl der beschädigten Spermien nach sieben Tagen um zwölf Prozent zurückgegangen war. Sie waren von den Ärzten zu täglichem Geschlechtsverkehr aufgefordert worden.

Seit Abschluss der Studie gebe er allen Paaren, die ihn wegen Fruchtbarkeitsproblemen aufsuchten, den Rat, es zunächst mit mehr Sex zu versuchen, sagte Greening. «Einige der älteren Männer schauen ein bisschen besorgt», sagte der Arzt. «Aber die jüngeren scheinen ganz glücklich darüber zu sein.»