Klinische Relevanz unterschiedlicher Spermatozoenparamter für die Fertilisation in vitro

Abstract

Der Befruchtungsvorgang stellt ein komplexes, multifaktoriell determiniertes Ereignis dar, in dem sowohl das Spermatozoon als auch die Oozyte 'optimale'Qualität aufweisen müsse. Für eine erfolgreiche Fertilisation sind eine Reihe komplexer Spermatozoenfunktionen und Interaktionen mit der Eizellevorauszusetzen, die individuell mit verschiedenen Spermatozoenfunktionstests überprüft werden können. Die Vitalität eines Spermatozoons, und damit die funktionelle Integrität seiner Plasmamembran, kann mittels hypoosmotischem Schwelltest (HOS-Test) anhandtypischer Schwellungsphänome der Flagellen beurteilt werden. Im Rahmen dieser Arbeit zeigte die Gesamtzahl (B-G-Typ) geschwollener Spermatozoen einendeutlich prädiktiven Wert für die Fertilisationsrate im IVF-Programm. Auch der Anteil an G-Typ Spermatozoen wies einen, jedoch nicht so deutlichen,Zusammenhang mit der Fertilisationsrate auf. Es wurde für die Gesamtzahl geschwollener Spermatozoen der Grenzwert zu 63% und für die G-TypSpermatozoen zu 19% errechnet. Neben den klassischen Spermatozoenparametern und der Membranintegrität spielt auch die Akrosomreaktion (AR) bei derInteraktion zwischen männlicher und weiblicher Keimzelle eine entscheidende Rolle. Es wurde daher in dieser Arbeit die AR im IVF-Programm derFrauenklinik Gießen evaluiert. Sowohl die Induzierte AR (= Anteil lebend akrosom-reagierter Spermatozoen) als auch die Induzierbarkeit der AR (= Differenzzwischen maximal Induzierter AR und spontaner AR) wurden mit der Fertilisationsrate in vitro korreliert. Es zeigte sich, daß der Anteil akrosom-reagierterSpermatozoen nach Induktion >13% sein sollte, da bei einem geringerem Anteil reagierter Spermatozoen die Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreicheFertilisation deutlich abnimmt. Der mittels ROC-Kurven Analyse ermittelte Grenzwert von 7,5% für die Induzierbarkeit der AR hat deutlichen prädiktivenWert. Beim Vergleich zwischen nicht-physiologischer Induktion der AR (Niedrigtemperatur) mit der physiologischen mittels menschlicher Follikularflüssigkeit,zeigte sich sowohl für die Induzierte AR als auch für die Induzierbarkeit eine stark positive Korrelation zwischen beiden . Somit kann die nicht-physiologischeInduktion im diagnostischen Assay zur Bestimmung der AR eingesetzt werden. Das vermutlich wichtigste Enzym, welches während der AR freigesetzt wird, ist das Penetrationsenzym Akrosin. Beim Gelatinolyse Assay zeigten sich zwischenHalodurchmesser, Haloformationsrate und Akrosinaktivitäts Index signifikante Zusammenhänge zur Fertilisationsrate. Die entsprechenden Grenzwerte wurdenzu 10 µm, 60% und 6 berechnet. Ähnlich der AR wies der Assay eine hohe Spezifität bei niedriger Sensitivität auf. Insgesamt wurden zwischen den Spermatozoenparametern und der Fertilisationsrate bzw. zwischen den einzelnen Parametern untereinander relativ niedrigeKorrelationskoeffizienten errechnet. Dies bestätigt die Annahme, daß der Fertilisationsvorgang einen komplexen, durch viele Faktoren bestimmten Vorgangdarstellt, wobei die einzelnen Parameter und Funktionen untereinander weitestgehend unabhängig sind. Eine erfolgreiche Fertilisation setzt die sukzessiveAbfolge dieser Einzelfaktoren voraus. Diese Arbeit zeigt, daß neben den 'klassischen Ejakulatparametern' die Anwendung gezielter Spermatozoenfunktionstests sinnvoll ist. Sie dienen dazuUrsachen, welche für die männliche Infertilität verantwortlich sein könnten, zu diagnostizieren, die Pathophysiologie zu verstehen und gegebenenfalls auch zutherapieren. Darüber hinaus können sie zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Fertilisation in vivo oder in vitro beitragen und die Fragenach geeigneten Techniken der assistierten Reproduktion klären helfen. Somit kann die Inzidenz der 'idiopathischen Sterilität' vermindert werden. Da keinSpermatozoen Assay den globalen Indikator für männliche Fertilität bzw. Infertilität darstellt, müssen die Testsysteme individuell ausgewählt werden, um dasFertilisationspotential der Gameten möglichst objektiv einschätzen zu können.