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Forschungsartikel

Zeitabhängige Verschlechterung der Spermienbeweglichkeit und DNA-Integrität während längerer Samenexposition

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DOI:

10.3791/71515

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7. August 2026

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1University Hospitals Fertility Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Fragmentierung der Spermien-DNA nahm zu und die Beweglichkeit nahm bei längerer Samenexposition nach der Ejakulation deutlich ab. In 14 normalen Proben nahm die DNA-Fragmentierung um 5,5 %, 11,5 % und 16,1 % nach 1 Uhr, 2 Stunde und 4 Stunden zu, während die Beweglichkeit abnahm. Diese Ergebnisse unterstützen die Minimierung von Verzögerungen bei der Samenentnahme und -bearbeitung außerhalb des Standorts.

Zusammenfassung

Die Fragmentierung der Spermien-DNA ist dafür bekannt, die Spermienqualität zu beeinträchtigen, was sich negativ auf die Zyklen der assistierten Fortpflanzungstechnologie (ART) auswirken kann. Die Untersuchung der Spermien-DNA-Fragmentierung (SDF) in Samenflüssigkeit über die Zeit kann Einblicke in die Auswirkungen einer verlängerten Samenexposition auf die Integrität der Spermien-DNA geben. In dieser vorläufigen Studie wurde zu verschiedenen Zeitpunkten ein SDF-Test durchgeführt, um außerortige Samenaufnahmebedingungen mit dem Spermienchromatin-Dispersionstest an 14 normalen Samenproben zu simulieren. Die statistische Analyse der DNA-Fragmentierungsprozente während des gesamten Tests zeigte, dass die anhaltende Stagnation der Samenflüssigkeit von der Ejakulation bis zur Samenanalyse die DNA-Fragmentierung signifikant erhöhte. Die durchschnittliche Spermienbeweglichkeit war signifikant um 7,4 % nach 1 Uhr, 14,5 % um 2 Uhr und um 18,7 % nach 4 Stunden reduziert, und die durchschnittliche SDF stieg signifikant um 5,5 % nach 1 Uhr, 11,5 % nach 2 Stunden und 16,1 % nach 4 Stunden nach der Samenentnahme. Dieser Rückgang der Spermienqualität im Laufe der Zeit kann die Protokolle der Fruchtbarkeitskliniken bei der Vorbereitung auf ART-Zyklen beeinflussen, insbesondere wenn die Samenentnahme außerhalb des Andrologielabors erfolgt. Labore könnten erwägen, eine akzeptable Zeitgrenze für den Empfang von Sperma aus einer externen Entnahme festzulegen.

Einleitung

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) identifiziert, dass jeder sechste Mensch oder 17,5 % der Weltbevölkerung irgendwann im Laufe seines Lebens Unfruchtbarkeit erlebthat 1. Ungefähr 20 % der Unfruchtbarkeitsfälle haben ausschließlich die Diagnose männlicher Faktor Unfruchtbarkeit, zusätzlich 30–40 % der Fälle mit männlichem Faktor als Sekundärdiagnose2. Selbst bei gesunden Männern können die Samenparameter von Person zu Person stark variieren, einschließlich Schwankungen in Konzentration, Motilität, Morphologie und Vitalität3. Daher ist es wichtig, die spezifischen Faktoren zu verstehen, die die männliche Fruchtbarkeit beeinträchtigen, um eine angemessene Behandlung in einer klinischen Umgebung gewährleisten zu können.

Ein sich entwickelndes Forschungsgebiet ist die Wirkung der Integrität der Spermien-DNA auf Zyklen der assistierten Fortpflanzungstechnologie (ART) 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. Das WHO-Laborhandbuch zur Untersuchung und Verarbeitung menschlichen Samens, 5. Auflage, besagt, dass die Fragmentierung der Spermien-DNA (SDF) (entweder durch Einzel- oder Doppelsträngbrüche) die Embryonalentwicklung, Implantation und Schwangerschaftsergebnisse beeinflussenkann 14. Muriel et al. führten eine Analyse von SDF durch und stellten fest, dass eine erhöhte SDF in den ART-Zyklen10 zu beeinträchtigten Befruchtungsraten, Embryoqualität und Einnistungsraten führte. Es ist jedoch ein besseres Verständnis der Ursachen der DNA-Fragmentierung erforderlich.

Frühere Studien berichten, dass oxidativer Stress zu einer verminderten Spermienbeweglichkeit, einer beeinträchtigten enzymatischen Produktion und Funktion und vor allem zuDNA-Schäden führen kann. Solche DNA-Schäden können unter anderem Gendeletionen, Fehltranslationen und SDF umfassen. SDF-Assays werden derzeit verwendet, um die Integrität der Spermien-DNA zu bewerten. Obwohl Studien Kryokonservierung, Umgang mit Medien und oxidativem Stress mit SDF in Verbindung gebracht haben, ist über SDF im Zeitraum von der Ejakulation bis zur Analyse 4,5 wenig bekannt. Dies ist eine kritische Zeit für die Lebensspanne von Spermien, da die Häufigkeit von Heim-Spermiensammlungen zur Spermienpräparation in ART-Zyklen15 erhöht ist. Hausabholungen sind während der COVID-19-Pandemie immer beliebter geworden, da sie den direkten Kontakt mit dem Patienten einschränken und den Komfort und Komfort erhöhen. Es gibt jedoch keine spezifischen Richtlinien, die einen optimalen Zeitpunkt von der Ejakulation bis zur Analyse für Häussammlungen vorschlagen. Das Hauptziel unserer Studie war daher zu verstehen, ob sich SDF im Laufe der Zeit in stehender Samenflüssigkeit verändert und ob solche Veränderungen für die Handhabung von ART-Proben relevant sein könnten.

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Protokoll

Die Studie wurde gemäß der Erklärung von Helsinki durchgeführt und vom Institutional Review Board of University Hospitals (STUDY20201371) genehmigt. Von allen an der Studie beteiligten Probanden wurde eine informierte Zustimmung eingeholt. Vierzehn Samenproben wurden von Patienten in einem einzigen akademischen Fruchtbarkeitszentrum in Nordost-Ohio ausgewählt. Alle in diesem Experiment analysierten Proben wurden vor Ort in unserer Einrichtung entnommen. Die Spermienchromatin-Dispersionstests wurden an Samenproben von einem vollständig ausgebildeten Andrologen gemäß den Anweisungen des Herstellers durchgeführt, um zwischenmenschliche Unterschiede zu minimieren. Mit diesem Set wurden intakte, nicht fixierte, frische Spermien in ein inertes Agarose-Mikrogel auf einem vorbehandelten Objektträger eingetaucht und dann bei 4 °C für 5 Minuten abgekühlt, um das Mikrogel zu verfestigen. Eine erste Säurebehandlung wurde verwendet, um DNA in Spermienzellen mit fragmentierter DNA zu denaturieren, und eine Lysepufferlösung wurde zur Entfernung von Kernproteinen angewendet. Nach dem Waschen mit destilliertem Wasser wurden die Folien in gradierten Ethanollösungen dehydriert und an der Luft getrocknet. Bei der Visualisierung unter Lichtmikroskopie nach der Färbung mit den vom Set bereitgestellten Färbelösungen zeigten Spermien ohne Fragmentierung Nukleoide mit einem großen Dispersionshalo (größer als ein Drittel des Kerndurchmessers), während Spermien mit Fragmentierung einen kleinen Halo (weniger als ein Drittel des Kerndurchmessers) oder das Fehlen eines Halos zeigten. Der Prozentsatz der Spermien mit DNA-Fragmentierung wurde als Anzahl fragmentierter und degradierter Spermien berechnet und als Prozentsatz ausgedrückt. Insgesamt wurden 300 Spermien auf einem Objektträger gezählt und entweder als mit einem großen oder mittleren Dispersionshalo oder als das Fehlen eines Dispersionshalos kategorisiert. Diese Zählung wurde zweimal repliziert, um die technische Variabilität zu bewerten, und die beiden Zählungen wurden gemittelt. Die diagnostische Sensitivität und Spezifität des Kits beträgt 93 %, und sowohl positive als auch negative Kontrollen wurden in jedes Experiment einbezogen. Die Samenproben wurden bei 0, 1, 2 und 4 Stunden bewertet (0 h war definiert als 15 Minuten nach der Verflüssigungsphase bei 37 °C) und bei Raumtemperatur (22–25 °C) gehalten.

Eine zusätzliche Motilitätsanalyse wurde an jeder Probe bei 0, 1, 2 und 4 Stunden durchgeführt. Die Motilitätsbewertung wurde von einem erfahrenen Andrologen mittels eines Zählprotokolls mit einer Einweg-Zählkammer durchgeführt. Dreihundert bewegliche Spermien wurden pro Gitter gezählt, und die Zählung wurde zweimal wiederholt. Eine durchschnittliche Konzentration beweglicher Spermien wurde auf Basis der beiden replizierten Zählungen berechnet.

Statistische Analysen wurden mit wiederholten ANOVA durchgeführt, um jede Zeitgruppe zu vergleichen. Wenn ein signifikanter Gesamteffekt nachgewiesen wurde, wurde der Tukey-Honestly Significant Difference (HSD)-Test für post-hoc-paarweise Vergleiche angewendet. Ein p-Wert < 0,05 galt als statistisch signifikant. Detaillierte Informationen zu Materialien sind in der Materialtabelle zusammengefasst.

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Ergebnisse

Um die Auswirkungen einer längeren Samenexposition auf die Spermienbeweglichkeit und DNA-Fragmentierung zu bewerten, wurden insgesamt 14 normozoospermische Patientenproben an vier Zeitpunkten der Entnahme analysiert. Die analysierten Proben wurden laut WHO 5. Ausgabe14 in den Samenanalyseparametern als "normal" eingestuft. Alle Proben wurden vor Ort in unserem Fertility Center entnommen, um die Genauigkeit der Analyseparameter zu jedem Zeitpunkt zu opti...

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Diskussion

In den in diesem Experiment enthaltenen Proben nahm SDF im Laufe der Zeit zu, während die Beweglichkeit im gleichen Zeitraum abnahm. Dies deutet darauf hin, dass die Integrität der Spermien-DNA abnehmen kann, wenn die Samenflüssigkeit zwischen Ejakulation und Analyse oder Verarbeitung länger stillsteht. Die Verlängerung der Zeit, in der die Proben vor der Analyse stagnierten, könnte die Exposition gegenüber Bedingungen im Zusammenhang mit oxidativem Stress erhöht haben. Wie bereits erwäh...

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
ANOVA-RechnerStatistik KönigreichStatistische Analyse
https://www.statskingdom.com/anova_manova.html
Halosperm G2HalotechHT-HSG2In-vitro-Diagnostik-Kit zur Messung der Sperma-DNA-Fragmentierung
https://halotechdna.com/de/producto/halosperm-g2/
MicrocellVitrolife15423Einweg-Zählkammer für die Spermaanalyse
https://www.vitrolife.com/products/sperm-processing/microcell--accessories/
Qualitätskontrolle für WBC/pH-TeststreifenMedizinische elektronische SystemeA-CA-01752-00Positive und negative Kontrolle für QwikCheck WBC-Teststreifen
https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/qwikcheck-wbc-ph-teststreifen-qualitaetskontrolle/
QwikCheck WBC/pH-Test ReagenzstreifenMedizinische elektronische Systeme0700Bestimmung von Leukozyten (WBCs) im Sperma
https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/

Referenzen

  1. World Health Organization. Infertility prevalence estimates, 1990-2021. 1st ed. World Health Organization; Geneva; 2023. xiv, 79 p.
  2. Leslie SW, Soon-Sutton TL, Khan MA. Male infertility. In: StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL); 2025 [cited 2025 Feb 7]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
  3. Alvarez C et al. Biological variation of seminal parameters in healthy subjects. Hum Reprod. 2003;18(10):2082-8.
  4. Schulte RT, Ohl DA, Sigman M, Smith GD. Sperm DNA damage in male infertility: etiologies, assays, and outcomes. J Assist Reprod Genet. 2010;27(1):3-12.
  5. Le MT et al. Does conventional freezing affect sperm DNA fragmentation? Clin Exp Reprod Med. 2019;46(2):67-75.
  6. Zini A, Bielecki R, Phang D, Zenzes MT. Correlations between two markers of sperm DNA integrity, DNA denaturation and DNA fragmentation, in fertile and infertile men. Fertil Steril. 2001;75(4):674-7.
  7. Zini A et al. Potential adverse effect of sperm DNA damage on embryo quality after ICSI. Hum Reprod. 2005;20(12):3476-80.
  8. Aitken RJ, Krausz C. Oxidative stress, DNA damage and the Y chromosome. Reproduction. 2001;122(4):497-506.
  9. Benchaib M et al. Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum Reprod. 2003;18(5):1023-8.
  10. Muriel L et al. Value of the sperm deoxyribonucleic acid fragmentation level, as measured by the sperm chromatin dispersion test, in the outcome of in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection. Fertil Steril. 2006;85(2):371-83.
  11. Tandara M et al. Sperm DNA integrity testing: big halo is a good predictor of embryo quality and pregnancy after conventional IVF. Andrology. 2014;2(5):678-86.
  12. Agarwal A et al. Clinical utility of sperm DNA fragmentation testing: practice recommendations based on clinical scenarios. Transl Androl Urol. 2016;5(6):935-50.
  13. Panner Selvam MK, Agarwal A. A systematic review on sperm DNA fragmentation in male factor infertility: laboratory assessment. Arab J Urol. 2018;16(1):65-76.
  14. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. World Health Organization; Geneva; 2010. 271 p.
  15. Sacha CR et al. The effect of semen collection location and time to processing on sperm parameters and early IVF/ICSI outcomes. J Assist Reprod Genet. 2021;38(6):1449-57.
  16. Kerdtawee P, Salang L, Sothornwit J. Effect of semen collection location on semen parameters and fertility outcomes and implications for practice in the COVID-19 era: a systematic review and meta-analysis of randomized and observational studies. Am J Obstet Gynecol. 2023;228(2):150-60.
  17. Stimpfel M, Jancar N, Vrtacnik-Bokal E. Collecting semen samples at home for IVF/ICSI does not negatively affect the outcome of the fresh cycle. Reprod Biomed Online. 2021;42(2):391-9.
  18. Aznavour Y et al. Semen parameter variability among users of at-home sperm testing kits. BMC Urol. 2022;22(1):184.
  19. Gosálvez J et al. Sperm deoxyribonucleic acid fragmentation dynamics in fertile donors. Fertil Steril. 2009;92(1):170-3.
  20. Nabi A, Khalili MA, Halvaei I, Roodbari F. Prolonged incubation of processed human spermatozoa will increase DNA fragmentation. Andrologia. 2014;46(4):374-9.
  21. Christoforaki V et al. The role of seminal oxidation-reduction potential in male infertility: systematic review and meta-analysis. Reprod Biomed Online. 2026;52(2):104858.

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