Wie Umweltgifte die Spermienzahl beeinflussen

Studien zeigen, dass die Spermienzahlen in den letzten Jahren massiv abgenommen haben. Viele Faktoren spielen dabei eine Rolle. Auch Umweltgifte wirken sich negativ auf die männliche Fertilität aus. Es ist erwiesen, dass Luftverschmutzung das Risiko für Krankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes und Unruchtbarkeit erhöhen kann, aber der genaue Mechanismus, wie sie zu diesen Gesundheitsproblemen führen kann, war lange nicht bekannt. Forscher der University of Maryland School of Medicine (UMSOM) konnten zeigen, wie Luftverschmutzung die Spermienzahl bei Mäusen reduziert, indem sie eine Entzündung im Gehirn verursacht.

Die negativen Auswirkungen von Luftverschmutzung auf die Fruchtbarkeit

Wissenschaftler wissen bereits, dass das Gehirn eine direkte Verbindung zu den Fortpflanzungsorganen hat, die unter Stressbedingungen die Fruchtbarkeit und Spermienzahl beeinflussen. Beispielsweise kann emotionaler Stress bei Frauen zu ausbleibenden Monatsblutungen führen. Die Studie, die in Environmental Health Perspectives veröffentlicht wurde, verbindet jedoch Punkte, wie das Einatmen verschmutzter Luft, wodurch die Fruchtbarkeit beeinträchtigt werden kann.

Etwa 92 Prozent der Weltbevölkerung leben in Gebieten, in denen der Gehalt an feinen Partikeln in der Luft mit einem Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern die von der Weltgesundheitsorganisation festgelegten Mindestsicherheitsstandards überschreitet. Diese Partikel können aus Quellen wie Autoabgasen, Fabrikabgasen, Waldbränden und Holzöfen stammen. In früheren Studien haben einige Ergebnisse gezeigt, dass Mäuse, die Luftverschmutzung ausgesetzt waren, nicht immer eine Entzündung der Hoden – der männlichen Geschlechtsorgane, die Spermien produzieren – hatten, was bedeutet, dass möglicherweise ein anderer Mechanismus für die verringerte Spermienzahl verantwortlich war. Da die Forscher die direkte Verbindung zwischen dem Gehirn und den Geschlechtsorganen kannten, testeten sie, ob Luftverschmutzung die Entzündung im Gehirn verstärkte.

Entündungsmarker im Gehirn führt zu einer verringerten Spermienzahl

Für die Studie testeten die Forscher gesunde Mäuse und Mäuse, denen ein Entzündungsmarker im Gehirn fehlt, der als Inhibitor KappaB Kinase 2 oder kurz IKK2 bezeichnet wird und sich speziell in den Neuronen des Gehirns befindet. Sie setzten sowohl gesunde als auch IKK2-Mutantenmäuse gefilterter Luft oder Luftverschmutzung aus und testeten dann ihre Spermienzahl. Jene Mäuse, die ohne den Entzündungsmarker IKK2 in ihren Neuronen gezüchtet wurden, hatten im Gegensatz zu den gesunden Mäusen keine Verringerung ihrer Spermienzahl, wenn sie der verschmutzten Luft ausgesetzt waren.

Die Forscher entfernten dann IKK2 aus bestimmten Neuronen, um genauer zu bestimmen, wie die Luftverschmutzung zu einer niedrigeren Spermienzahl führte. Sie fanden heraus, dass eine bestimmte Art von Neuron, die typischerweise mit Schlafzyklus und Fettleibigkeit in Verbindung gebracht wird, für die verringerte Spermienzahl aufgrund der Luftverschmutzung verantwortlich war. Diese Neuronen befinden sich typischerweise im Hypothalamus, einem Teil des Gehirns, der Hunger, Durst und Sexualtrieb steuert. Der Hypothalamus arbeitet auch mit der Hypophyse des Gehirns zusammen, die Hormone produziert, die direkt mit den Fortpflanzungsorganen kommunizieren.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Schäden durch Luftverschmutzung – zumindest in Bezug auf die Spermienzahl – behoben werden könnten, indem ein einziger Entzündungsmarker im Gehirn von Mäusen entfernt wird, was darauf hindeutet, dass bald möglicherweise Therapien entwickelt werden könnten, die die schädlichen Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Fruchtbarkeit verhindern oder rückgängig machen.

Wie Nikotin die Spermienzahl reduziert

Studien haben wiederholt das mütterliche Rauchen während der Schwangerschaft mit einer verringerten Spermienzahl bei männlichen Nachkommen in Verbindung gebracht. Forscher der Universität Lund in Schweden haben jedoch festgestellt, dass auch Väter eine Rolle spielen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Männer, deren Väter zum Zeitpunkt der Schwangerschaft rauchten, unabhängig von der Nikotinbelastung der Mutter, nur halb so viele Spermien hatten, wie Männer mit nicht rauchenden Vätern.

Die Studie wurde an 104 schwedischen Männern im Alter zwischen 17 und 20 Jahren durchgeführt. Nachdem die Forscher die Nikotinbelastung der Mutter, sozioökonomische Faktoren und das Rauchen der Söhne berücksichtigt hatten, zeigte sich, dass Männer mit rauchenden Vätern eine um 41 Prozent niedrigere Spermienkonzentration und um 51 Prozent weniger Spermien hatten, als Männer mit nicht rauchenden Vätern.

Der Biomarker Cotinin ist ein Stoffwechselprodukt von Nikotin, das im Blut gemessen werden kann. Durch die Messung des Cotininspiegels können die Forscher sehen, ob die Eltern selbst rauchen oder ob sie Passivrauchen ausgesetzt waren. Viele frühere Studien haben gezeigt, dass es für den Fötus schädlich ist, wenn die Mutter raucht, aber in dieser Studie ist der Zusammenhang zwischen der Rauchgewohnheit des Vaters und der Spermienzahl des Sohnes noch deutlicher.

Mehr DNA-Schäden in den Samenzellen

Im Gegensatz zur mütterlichen Eizelle teilen sich die Gameten des Vaters lebenslang kontinuierlich und Mutationen treten oft genau im Moment der Zellteilung auf. Es ist bekannt, dass Tabakrauch viele Substanzen enthält, die Mutationen verursachen, sodass es naheliegend ist, dass die Gameten zum Zeitpunkt der Empfängnis vorhanden sind, Mutationen durchlaufen haben, und dabei Gene weitergeben, die zu einer verminderten Spermienqualität bei den männlichen Nachkommen führen.

Die meisten neu auftretenden Mutationen (bekannt als De-novo-Mutationen) gehen auf den Vater zurück, und es gibt auch Verbindungen zwischen dem Alter des Vaters und einer Reihe komplexer Krankheiten. Darüber hinaus haben Forscher beobachtet, dass Rauchen mit DNA-Schäden in den Spermien verbunden ist und dass Raucher mehr Brüche im DNA-Strang aufweisen. Es wurde berichtet, dass Kinder von rauchenden Vätern bis zu viermal so viele Mutationen in einem bestimmten repetitiven Teil der DNA aufweisen wie Kinder von nicht rauchenden Vätern.