Spermien: Grundwissen zu den männlichen Keimzellen

Erfahre hier, was gute Spermien ausmacht und wie sich die Spermienqualität von Schweizern in den letzten Jahren verändert hat.

Wie entstehen Spermien? Was macht gute Spermien aus? Und wie haben sie sich in den letzten Jahrzehnten verändert?

Millionen von Spermien, auch Samenfäden, Samenzellen oder Spermatozoen genannt, werden jeden Tag in den männlichen Geschlechtsorganen gebildet. Die männlichen Keimzellen tragen das Erbgut des Mannes in sich und dienen der Befruchtung der weiblichen Eizelle.

Die Spermienbildung

Ab Beginn der Pubertät schüttet die Hirnanhangdrüse (Hypophyse) das follikelstimulierende Hormon (FSH), das luteinisierende Hormon (LH) sowie Testosteron aus, wodurch sich in den Hoden respektive in deren Röhrensystem (Hodenkanälchen) Spermien bilden. Diesen Prozess nennt man auch Spermatogenese.

Die Spermatogenese teilt sich in drei Teile auf:

• Die Vermehrung (Mitose). Aus den Urgeschlechtszellen in den Hoden bilden sich Spermatogonien vom Typ A. Diese teilen sich miotisch, woraus weitere Spermatogonien vom Typ A oder vom Typ B entstehen (Typ B resultiert am Ende der Spermatogenese in primären Spermien, welche sich wiederum in vier weitere Spermien entwickeln können). Die genetischen Informationen bleiben gleich. Mit der Fähigkeit zur Eigenvermehrung unterscheiden sich die männlichen von den weiblichen Keimzellen. So kann sich der Bestand an Keimzellen während des ganzen Lebens des Mannes immer wieder regenerieren. Ziel der Vermehrungsphase ist es, möglichst viele Spermienvorläuferzellen zu produzieren.
• Die Reifung (Meiose). In dieser Phase wird die Chromosomenzahl halbiert, damit während der Befruchtung der Eizelle die richtige Anzahl Chromosomen vorliegt (eine befruchtete Eizelle besteht aus 46 Chromosomen). Die Zellen unterscheiden sich nun genetisch voneinander. Aus den Spermatozyten werden sogenannte Spermatiden. Aus jeder primären Samenzelle entstehen in dieser Phase 4 Spermatiden, die den Spermien bereits sehr ähnlich sehen.
• Differenzierung (Spermiogenese). In dieser Schlussphase entwickeln sich die Spermatiden zu Spermien. Ein Spermium besteht aus einem Kopf, Mittelstück und langen Schwanz (Geissel) und ist ca. 0.05 mm gross. Sie werden nun in den Nebenhoden transportiert, wo sie ihre Beweglichkeit und Fähigkeit, sich an eine Eizelle zu binden, erhalten.

Im Durchschnitt benötigt es ca. 74 Tage, damit sich aus den Vorläuferzellen befruchtungsfähige Spermien bilden.

Die männlichen Geschlechtsorgane produzieren täglich Millionen von Samenzellen. Pro Gramm Hodengewebe sind es ungefähr 3 bis 4 Millionen. Mehr als drei Viertel nehmen jedoch Schaden in einem Prozess namens Apoptose oder Degeneration und 12.5 Prozent sind abnormal, d.h. nicht “regelhaft”. Somit verbleiben ungefähr 12 Prozent der gebildeten Spermien, die sich für die Fortpflanzung eignen.

Der menschliche Körper ist ca. 37 Grad Celsius warm. Damit sich Spermien entwickeln können, benötigen sie eine 2 bis 4 Grad Celsius kühlere Umgebung. Aus diesem Grund ziehen sich die Hoden bei niedrigen Temperaturen näher an den Körper heran respektive weitet sich die Hodensack-Haut bei hohen Temperaturen, wodurch die Hoden tiefer hängen und so abkühlen können.

Ejakulation und Sperma

Ist ein Mann sexuell erregt, vermischen sich Spermien mit Sekreten aus der Prostata, den Samenbläschen, und den Nebenhoden und bilden das Sperma. Währned eines Orgasmus ziehen sich Prostata und Samenleiter stark zusammen. Dadurch wird das Sperma in die Harnsamenröhre  und im nächsten Schritt durch einen Samenerguss (Ejakulation) nach draussen befördert.

Pro Ejakulation werden etwa 2 bis 6 ml Flüssigkeit abgegeben. Darin enthalten sind ca. 20 bis 150 Millionen Spermien. Sie machen nur etwa 1 Prozent des Spermas aus. Dessen pH-Wert liegt bei 7.2 bis 7.8 und damit im alkalischen Bereich. Findet längere Zeit kein Samenerguss statt, bauen Immunzellen die Spermien wieder ab, oder aber die Spermien werden durch eine Ejakulation im Schlaf freigesetzt.

Die Flüssigkeit des Spermas bietet den Samenzellen die nötigen Nährstoffe und Beweglichkeit, damit eine Befruchtung der Eizelle möglich wird. Die zähe Samenflüssigkeit ummantelt die Spermien zunächst direkt nach der Ejakulation, jedoch werden die Spermien nach etwa 15 bis 30 Minuten durch das Prostata-Sekret wieder verflüssigt. Hat ungeschützter Geschlechtsverkehr stattgefunden, so bewegen sich die Spermien in Richtung der Eileiter fort und legen 12 bis 15 Zentimeter zurück, bis sie von der Gebärmutter in den Eileiter gelangen.

Obwohl das Sperma Prostaglandine enthält, welche der Unterdrückung der weiblichen Immunabwehr dienen, werden viele Zellen angegriffen und zerstört, sodass von den Millionen Spermien nur noch ein paar Hundert in die Eileiter gelangen. Hat der Eisprung der Frau stattgefunden, so befindet sich in einem der Eileiter mindestens eine Eizelle (siehe Zyklus Frau). In diesem Fall werden Eizelle und Spermium durch die Bewegung feiner Flimmerhärchen des Eileiters zueinander bewegt.

Zwar können mehrere Spermien die Aussenhülle einer Eizelle aufbrechen, doch gelingt es in der Regel nur einem Spermium in die Eizelle einzudringen und diese zu befruchten. Sobald die eine Samenzelle die Eizelle befruchtet hat, wird die Eizelle wieder dicht und die restlichen Spermien können nicht mehr eindringen. Sie werden im Anschluss durch den Körper der Frau abgebaut. Die befruchtete Eizelle wandert daraufhin zur Einnistung in die Gebärmutterschleimhaut, wo die weitere Schwangerschaft verläuft.

Spermienqualität

Um die Befruchtungsfähigkeit der Spermien zu bewerten, können sich Männer einer Samenanalyse (Spermiogramm) unterziehen. Dabei betrachtet man die Anzahl, Motilität (Beweglichkeit) und Morphologie (Aussehen) der Spermien.

• Anzahl. Eine Befruchtung gilt als wahrscheinlich, wenn in einem Milliliter Ejakulat mindestens 10 Millionen mobile (bewegliche) Spermien identifiziert werden.
• Motilität. Die Spermien müssen von der Scheide bis in die Eileiter viele Hürden überwinden. Umso wichtiger ist ihre Beweglichkeit. Je mehr mobile Spermien im Ejakulat, desto wahrscheinlicher wird eine Empfängnis.
• Morphologie. Ein gesundes Spermium benötigt einen Kopf, ein Mittelstück und eine Geissel. Die Struktur der Spermien ist zwar wichtig, jedoch nicht so bedeutend für die Zeugungsfähigkeit, wie die Anzahl oder Beweglichkeit.

Eine geringe Zeugungsfähigkeit kann durch verschiedene Faktoren ausgelöst werden, unter anderem durch Krampfadern im Hodensack, Entzündungen, genetische Störungen, angeborene Anomalien sowie Umweltfaktoren, wie Strahlung und Hyperthermie.

Spermienqualität früher und heute

Eine Untersuchung der Universität in Jerusalem hat ergeben, dass die Spermienkonzentration und Gesamtspermienzahl zwischen 1973 und 2011 über 50 Prozent abgenommen hat. Dafür verglichen die Forscher:innen insgesamt 185 Studien, die in diesem Zeitraum publiziert wurden. Was genau diesen Rückgang verursacht, muss noch genauer untersucht werden. Vermutlich spielen mehrere Faktoren eine Rolle. Im Verdacht stehen zum Beispiel Pestizide sowie ernährungsbedingte Auslöser.

Auch in der Schweiz untersuchten Forscher:innen der Universität Genf (UNIGE) in einer grossangelegten Studie die Spermienqualität. Das Resultat: Nur 38 Prozent der in der Schweiz untersuchten Männer weisen Spermien auf, die über den von der Weltgesundheitsorganisation definierten Standards liegen.

Unumstritten sind bestimmte Entscheide der Lebensstile (z.B. Tabakkonsum), die einen Einfluss auf die Zeugungsfähigkeit haben. Ein Paar gilt als unfruchtbar, wenn es seit 12 Monaten noch kein Kind zeugen konnte - trotz regelmässigem, ungeschütztem Geschlechtsverkehr an den fruchtbaren Tagen der Frau. Paare, bei denen die Frau über 35 Jahre alt ist, sollten bereits nach 6 Monaten des Versuchens ärztlichen Rat einholen. Dank Fortschritten in der reproduktiven Medizin gibt es mittlerweile einige Behandlungsmethoden für Paare, die von Unfruchtbarkeit betroffen sind. Dazu gehört die künstliche Befruchtung durch In-Vitro-Fertilisation (IVF), intrauterine Insemination (IUI) sowie die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI).

Fazit

Spermien werden täglich gebildet. Bis sie mit dem Ejakulat ausgeschieden werden können, benötigt die Entwicklung allerdings etwa 74 Tage, also rund neun Wochen.

Bei einer Ejakulation werden etwa 2 bis 6 ml Sperma abgegeben. Die Spermien bilden lediglich 1 Prozent des Gesamtvolumens. Diverse Flüssigkeiten aus den männlichen Geschlechtsorganen machen den grösseren Teil des Spermas aus. Diese versorgen die Samenzellen mit Nährstoffen und verleihen ihnen eine ideale Beweglichkeit.

Eine gute Zeugungsfähigkeit zeichnet sich durch ein Ejakulat aus, das mindestens 10 Millionen bewegliche Spermien aufweist. Ein gesundes Spermium besitzt ausserdem einen Kopf, ein Mittelstück sowie einen Schwanz.

Männer mit Zeugungsschwierigkeiten sind in der Schweiz keine Seltenheit. Bei einem unerfüllten Kinderwunsch stehen jedoch mittlerweile zahlreiche Optionen zur Verfügung, sodass vielen unfruchtbaren Paaren mit Kinderwunsch geholfen werden kann.