Schnelle Spermien genetisch bedingt

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)

Sperma: Elektromagnetische Felder in Haushaltgeräten schädigen - Ratgeber - Bild.de

 

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

Spermien beeinflussen Genetik mehr als gedacht

 

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

Heterologe Insemination wird nicht von der Kasse bezahlt

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.

Hilft Operation bei Varikozele?

 

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?

Hodenkrampfader: Operation verbessert Fruchtbarkeit nicht

 

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.

AFP: Studie: Profiradfahrer haben nur noch ein Zehntel normale Spermien

 

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."

Mittel gegen Fruchtbarkeitsprobleme ist simpe

 

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.»

Antioxidans schützt Spermien-DNA

 

Spermien sind auf ein Enzym im Nebenhoden angewiesen, um ihre DNA vor Schäden durch reaktive Sauerstoffverbindungen zu bewahren

Während ihrer Reifung sind Spermien besonders anfällig für Schäden durch reaktive Sauerstoffverbindungen. Deshalb benötigen sie Antioxidantien in ihrer Umgebung, um ihre DNA zu schützen. Von besonderer Bedeutung dabei ist ein Enzym im Nebenhoden, berichten französische und deutsche Forscher. Fehlt dieses als Antioxidans wirkende Enzym bei Mäusen, kommt es häufiger zu Fehlgeburten und Missbildungen des Embryos. Die Wahrscheinlichkeit, mit der Spermien durch oxidativen Stress geschädigt werden, nahm bei den Tieren mit dem Alter zu. Auch beim Menschen könnte ein ungenügender Schutz der Spermien durch Antioxidantien die Fruchtbarkeit verringern, schreiben die Wissenschaftler im "Journal of Clinical Investigation".

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass im Nebenhoden gespeicherte Spermien von Mäusen, denen das Gen für die Glutathionperoxidase-5 (Gpx5) fehlt, einem oxidativen Stress ausgesetzt sind", erklären Joel Drevet von der Clermont Université in Aubière und Kollegen. Wahrscheinlich seien die Keimzellen selbst verantwortlich für die Produktion der schädlichen Substanzen. Aufgrund ihres geringen Zellvolumens enthalten sie aber nicht genügend Antioxidantien, um die aggressiven Moleküle unschädlich zu machen. Für diesen Schutz müssen die Zellen des Nebenhodens sorgen. Die Spermien von Mäusen ohne Gpx5-Gen sahen äußerlich normal aus und waren auch in der Lage, Eizellen zu befruchten. Es entwickelten sich daraus jedoch häufiger fehlgebildete Embryonen und es kam öfter zum Abbruch der Schwangerschaft.

Diese Ergebnisse seien auch von klinischer Bedeutung für die Ursache männlicher Unfruchtbarkeit, betont John Aitken von der University of Newcastle in einem begleitenden Kommentar. Zum einen lassen sich mit zunehmendem Alter des Mannes vermehrt DNA-Schäden der Spermien nachweisen, die auf oxidativem Stress beruhen. Zum anderen bestünde eine erhöhte Gefahr für die Gesundheit des Embryos dann, wenn bei einer künstlichen Befruchtung die Methode der intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) eingesetzt wird. Injiziert man nach diesem Verfahren ein Spermium, geschädigt durch reaktive Sauerstoffverbindungen, direkt in die Eizelle, könnte nach der Implantation das Risiko von Fehlentwicklungen ansteigen.

Spermienanalyse: Hyperaktivität hilft Samenzellen bei der Befruchtung

Um in eine Eizelle dringen zu können, bewegen sich Spermien schnell und stark. Ist das Gen für diese Bewegung mutiert, wird eine Befruchtung schwierig. Von diesen Erkenntnissen erhoffen sich Forscher nun ein Medikament zur Schwangerschaftsverhütung - für den Mann.

Die Wissenschaftler waren eigentlich aus einem ganz anderen Grund da: Sie wollten iranische Familien, bei denen eine erblich bedingte Form der Taubheit häufiger vorkommt, genetisch untersuchen. Unter ihren Proben von DNA-Material befand sich auch Ejakulat der Männer, das die Forscher genetisch untersuchten. Dabei entdeckten sie bei zwei Familien eine offenbar erblich bedingte Unfruchtbarkeit, die nach Angaben der Wissenschaftler möglicherweise sogar einen neuen Ansatzpunkt für die Empfängnisverhütung sein könnte.

 

Bei der routinemäßigen Spermienanalyse bemerkten die Wissenschaftler um Richard Smith von der Abteilung für Humangenetik an der University of Iowa City, dass sich die Samenzellen der Männer zu langsam bewegten. Daraufhin analysierten sie die Zellen genetisch - und fanden zwei Mutationen im sogenannten Catsper1-Gen, wie sie in der Fachzeitschrift "American Journal of Human Genetics" berichten. Wie Tierversuche von Forschern der Harvard University zuvor ergeben hatten, ist das Gen unter normalen Umständen dafür verantwortlich, dass sich Spermien vor dem Eintritt in die Eizelle besonders stark und schnell bewegen. Fehlt das Gen, wird eine Befruchtung schwierig.

"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Mutation beim Menschen ähnliche Auswirkungen hat wie das Fehlen des Catsper1-Gens bei Mäusen, das die Hyperaktivität von Spermien verhindert", sagte Co-Autor Michael Hildebrand. "Die Identifizierung von Zielen wie das Catsper1-Gen, die eine wichtige Rolle im Fruchtbarkeitsprozess spielen, könnten neue Ansatzpunkte für eine pharmakologische männliche Kontrazeption sein."

Umfragen zufolge wären viele Männer durchaus bereit, ein Mittel zu schlucken, um eine Schwangerschaft bei der Partnerin zu verhindern. Bislang können nur Frauen medikamentös verhüten, indem sie eine Spirale tragen oder die Pille schlucken. Der Mann hat derzeit neben einem Kondom die Möglichkeit einer Sterilisierung, bei der die Samenleiter jedoch durchtrennt werden müssen.

Mutiertes Gen macht Männer unfruchtbar

 

Noch immer gibt es keine Pille als Verhütungsmittel für den Mann. Doch der Nachweis eines mutierten Gens als eine Ursache männlicher Unfruchtbarkeit könnte jetzt helfen, diesem Ziel näher zu kommen. Das von amerikanischen und iranischen Forschern identifizierte Gen bewirkt die Produktion eines Proteins, welches die Spermien zum Eindringen in Eizellen benötigen. Wenn es durch eine Art Impfung oder andere Maßnahmen gelingt, dieses Protein zu blockieren, könnten keine befruchtungsfähigen Spermien mehr entstehen, schreiben die Mediziner im "American Journal of Human Genetics".

"Wir haben das Gen CATSPER1 identifiziert, das als Ursache für männliche Unfruchtbarkeit eine Rolle spielt. Das könnte helfen, die Unfruchtbarkeit zu behandeln oder neue Methoden für männliche Verhütung zu entwickeln", sagt Michael Hildebrand von der University of Iowa. Zusammen mit amerikanischen Kollegen und iranischen Medizinern der University of Social Welfare and Rehabilitation Sciences in Teheran ist es ihm durch Genanalysen gelungen nachzuweisen, dass Mutationen im CATSPER1-Gen für männliche Unfruchtbarkeit in zwei untersuchten iranischen Familien verantwortlich ist.

Genetisch veränderte Mäuse, denen dieses Gen ganz fehlte, bildeten Spermien, deren Beweglichkeit eingeschränkt war. Insbesondere waren sie nicht mehr in der Lage, durch "hyperaktive" Beweglichkeit die Hülle der Eizelle zu durchdringen. Nur ein intaktes CATSPER1-Gen sorgt offenbar dafür, dass die Spermien ein für die Hyperaktivität nötiges Protein bilden. Dessen Blockade durch einen pharmakologischen Wirkstoff oder eine Impfung, so die Autoren, könnte eine Verhütung bewirken, ohne Nebenwirkungen auszulösen. Für eine hohe Akzeptanz müsste allerdings sichergestellt sein, dass die Behandlung auf Wunsch vollständig rückgängig gemacht werden kann.

Vatikan-Zeitung: "Pille ist Verschmutzung und macht unfruchtbar"

Die Anti-Baby-Pille hat nach Ansicht der Vatikan-Zeitung „Osservatore Romano" verheerende Auswirkungen auf die Umwelt und die Fruchtbarkeit von Männern. Seit Jahren würden über die Ausscheidungen von Frauen, welche die Pille nehmen, „Tonnen von Hormonen" in die Umwelt gebracht.

So hieß es in einem am Samstag im Organ des Vatikans veröffentlichten Artikel. Verfasser ist der Präsident des Internationalen Verbands der katholischen Medizinervereinigungen, Pedro José Mario Simon Castellvi.

Es gebe ausreichend Daten, die belegten, dass eine Ursache für die schwindende Fruchtbarkeit der Männer in Industriestaaten die Umweltverschmutzung durch die Pille sei, schrieb Castellvi. Die schwindende Fruchtbarkeit wird demnach durch die sinkende Anzahl von Spermien bei Männern deutlich. Castellvi forderte die Hersteller von Anti-Baby-Pillen auf, zu den Auswirkungen auf die Umwelt Stellung zu nehmen. Der Artikel ist der von Ppast Paul VI. inmitten der sogenannten sexuellen Revolution 1968 veröffentlichten Enzyklika „Humana Vitae“ gewidmet.

Darin untersagte die katholische Kirche den Gläubigen die Verwendung von Verhütungsmitteln mit der Begründung, der sexuelle Akt sei nur dann sittlich gut, wenn er der Fortpflanzung diene. Auch Papst Benedikt XVI. hatte anlässlich des 40. Jahrestages der Veröffentlichung der Enzyklika die Ablehnung der Verhütung durch die katholische Kirche bekräftigt.

Damit fährt der Vatikan weiterhin eine strikte Strategie gegen jedwede Form der Familienplanung. In der Enzyklika "Dignitas personae" wurde sich kürzlich noch einmal sehr deutlich gegen die künstliche Befruchtung ausgesprochen.

Die Daten, welche die Unfruchtbarkeit der Männer durch die Pille hervorgerufen beweisen soll, fehlen jedoch und gehören zu gegenwärtigen Stand in das Reich der Mythen und Spekulationen.