Spermatozoen produzieren bei Anwesenheit des Nukleotids NADPH vermehrt
reaktive Sauerstoffverbindungen (reactive oxygen species = ROS)
wie das Superoxidanion O2· –
und Wasserstoffperoxid H2O2. Hierin wird eine Ursache
vermutet, durch die Spermien geschädigt werden können. Daher sollte untersucht
werden, ob die Spermien von infertilen Männern auf Zugabe einer bestimmten
Menge an NADPH mehr ROS als die von fertilen Kontrollprobanden erzeugen und
ein Zusammenhang zwischen der erzeugten ROS-Menge und der Spermienqualität
besteht (Said TM, et al. 2004):
Von Spermatozoen werden physiologischerweise verschiedene ROS gebildet, die bei der
Kapazitation, der Akrosomenreaktion und dem Verschmelzen mit der Eizelle
eine Rolle spielen. Da solche aggressive Oxidationsmittel auch Zellen
schädigen können, verfügen diese über Schutzmechanismen, durch die ROS
unschädlich gemacht werden. Übersteigt aber die Bildungsrate der ROS das
Abwehrpotential gegenüber Oxidantien, kommt es zu oxidativem Streß mit
möglicherweise deletären Folgen für die Zelle.
Die untersuchten Samenproben stammten von elf Patienten, bei denen der
Verdacht auf Infertilität bestand, und sechs gesunden nachgewiesenermaßen
fertilen Spendern. Alle Teilnehmer waren vor der Bereitstellung des Samens
48 bis 72 Stunden sexuell abstinent.
Spermatozoen erzeugen spontan ROS.
Diese Reaktion wurde durch Zugabe von 5 mM bzw. 10 mM NADPH verstärkt.
Die Menge der erzeugten ROS wurde mittels Chemilumineszenz quantitativ
nachgewiesen. Fabstoffe wie Lucigenin werden von ROS dazu angeregt,
Photonen auszusenden, die mittels eines Luminometers gezählt werden.
Spermatozoen von infertilen Patienten bilden vermehrt
Superoxid-Anionen
Mit Lucigenin wurde im Sperma infertiler Männer eine signifikant größere
Menge an ROS nachgewiesen als bei den Männern der Kontrollgruppe. Die
Chemilumineszenz von Lucigenin ist kennzeichnend für die Bildung von
O2· –.
Auf Zugabe von NADPH erhöhte sich die ROS-Produktion in den Spermien der
infertilen Patienten deutlich stärker als in denen der Kontrollprobanden
(Abb.).
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Abb.: Chemilumineszenz, die durch Einwirkung reaktiver Sauerstoffverbindungen
(ROS) auf Lucinogen in Anwesenheit von 5 mM und 10 mM
Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADPH) in den Spermien von gesunden
Spendern und infertilen Patienten erzeugt wird (nach Daten von Said TM, et al. 2004).
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Die Menge des produzierten O2· –
stand im umgekehrten Verhältnis zur Spermienkonzentration, zur Spermienmotilität
und zum Anteil morphologisch normaler Spermien.
Sind defekte Spermatozoen eine Ursache oder das Ergebnis
erhöhter ROS-Spiegel?
Wenn Spermatozoen auf Zugabe von NADPH vermehrt ROS produzieren, kann
das auf defekte Zellmembranen zurückzuführen sein, die für das Nukleotid
eine erhöhte Durchlässigkeit aufweisen. Möglicherweise ist dieser Defekt
primär vorhanden und es kommt sekundär zu einer weiteren Schädigung der
Spermien, die sich dann in morphologischen Veränderungen und geringer
Motilität bemerkbar macht.
Möglich ist auch, daß das intrazytoplasmatische Redoxpotential durch
entgleiste metabolische Aktivität verschoben ist. Hierdurch könnten
vermehrt ROS gebildet werden, die als Ursache für geschädigte Membranen
in Frage kommen.
Bei infertilen Männern mit verminderter Samenqualität bilden die Spermatozoen
vermehrt reaktive Sauerstoffverbindungen wie insbesondere Superoxid-Anionen.
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