Skip to main content

No country for old sperm: male aging, sperm aging, and external stressors as determinants of sperm quality and fertility

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ursachen für männliche Unfruchtbarkeit und schlechte menschliche Spermienqualität am Tiermodell Fruchtfliege enthüllt

Dass männliche Unfruchtbarkeit in westlichen Industrieländern zunimmt, bestätigt nun eine neue Studie der Hebräischen Universität Israel, derzufolge die Spermienzahl bei Männern in den letzten 40 Jahren um mehr als die Hälfte zurückgegangen ist. Die Projekte im Rahmen von SPERMAGE suchten daher nach möglichen Ursachen.

Gesundheit

Einer der Hauptfaktoren für männliche Unfruchtbarkeit ist die mit zunehmendem Alter abnehmende Spermienqualität, was in vielen Teilen der Welt und auch in Europa immer mehr zum Problem wird, weil Männer immer später Väter werden. Dennoch sind ursächliche Faktoren für die Verschlechterung der Spermienqualität noch kaum erforscht, und auch eine hinreichende Folgenabschätzung dieser Entwicklung steht bislang aus. Beispielsweise ist noch ungeklärt, inwieweit höheres männliches Alter oder eine lange Verweildauer der Spermien im männlichen Fortpflanzungsorgan die Verminderung der Spermienqualität begünstigen. In der Tierhaltung hingegen wurde ein derartiger Rückgang nicht beobachtet. Das EU-finanzierte Marie-Skłodowska-Curie-Stipendienprojekt SPERMAGE untersuchte am Tiermodell der Fruchtfliege (Drosophila), wie sich fortgeschrittenes männliches Alter und Spermienalterung auf Fruchtbarkeit, Fortpflanzung und Spermienqualität auswirken. Dabei stellte das Projekt eine starke genetische Komponente für die Lebensfähigkeit von Spermien fest sowie Hinweise, dass männliches Ejakulat mit hohem lebensfähigen Spermienanteil mitunter die weibliche Fruchtbarkeit negativ beeinflusst.

Neue Ergebnisse zur Variation bei der Lebensfähigkeit von Spermien

Mit ihren mehr als 50 Jahren Erfahrungen in der Reproduktionsforschung befasste sich die Forschergruppe um SPERMAGE mit einigen der möglichen Ursachen für die Variation der Lebensfähigkeit bei Spermien bzw. die einfache Frage, warum die männliche Spermienproduktion nicht gleichbleibend hoch ist. So untersuchte das Team an der häufig verwendeten Fliegengattung Drosophila eine Reihe biologischer Phänomene. Dieses Fliegenmodell eignet sich für derartige Studien vor allem wegen der einfachen und zahlreichen Vermehrung, des kurzen Lebenszyklus und den genetischen Signalwegen, die bei den meisten Tierarten ähnlich sind. Das Team etablierte standardisierte Genotypen durch selektive Züchtung von Generationen im Labor. Anschließend wurde untersucht, wie der Genotyp die Lebensfähigkeit der Spermien beeinflusst. Zunächst wurden dabei in den Hoden der Fliegen die Anteile an lebensfähigen und nicht lebensfähigen Spermien bestimmt, was mit einer spezifischen Färbetechnik unterschiedlich markiert wurde (grün für erstere, rot für letztere). Dann testeten die Forscher, ob Unterschiede bei diesen Anteilen genotypabhängig sind. „Unsere Arbeit enthüllte einige unmittelbare Ursachen für die Verschlechterung der Spermienqualität und auch mögliche grundlegende Faktoren. Zwar sind lebensfähige Spermien für die männliche Konkurrenz wichtig, langlebige Ejakulate jedoch führen zum Verlust von Eizellen, da sie den weiblichen Fortpflanzungstrakt überstimulieren. Damit könnte Fruchtbarkeit durchaus der evolutionären Kompensation unterliegen“, sagt Projektkoordinator David Hosken.

Weitere Forschungspläne

Derzeit erweitert SPERMAGE mit seinen Ergebnissen vor allem die europäische Grundlagenforschung. „Da diese Forschungsbereiche sehr neu sind, waren die ziemlich schwierigen experimentellen Hürden nur durch intelligentes experimentelles Design zu bewältigen. Problematisch war vor allem, ausreichende Spermienmengen zu generieren, die dann isoliert und experimentell untersucht werden konnten“, blickt Hosken zurück. Da die untersuchten Prozesse bei allen Tierarten vergleichbar sind, werden die Ergebnisse für die Grundlagen- und angewandte Forschung im Bereich menschliches Altern, Reproduktionsgesundheit und Tierzucht künftig von großer Bedeutung sein. Im nächsten Schritt will die Forschergruppe weitere Ursachen für die schlechte Spermienqualität und auch das Zusammenwirken dieser Faktoren ergründen, u. a. mutmaßliche Ursachen für den altersbedingten Verlust der Fruchtbarkeit.

Schlüsselbegriffe

SPERMAGE, Fruchtbarkeit, Altern, Eizellen, evolutionär, Drosophila, Ejakulate, Lebensfähigkeit, nicht lebensfähig, Genotyp, Zucht

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich