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Spermiogramm

Literatur Spermiogramm: (WHO, 2010).

Technik des Spermiogramms

Ein vollständiges Auffangen des Samens ist elementar für eine korrekte Analyse eines Spermiogramms. Zur Bestätigung pathologischer Befunde sind aufgrund hoher interindividueller Schwankungen zwei Spermiogramme im Abstand von mindestens 7 Tagen notwendig. Eine sexuelle Karenz von mindestens 2 Tagen wird empfohlen.

Nach der Samengewinnung sollte das frische Sperma für im Brutschrank bei 37 Grad Celsius gelagert werden. Nach 30–60 min wird die Konsistenz und das Aussehen des Spermas erfasst, nach kompletter Verflüssigung wird das Volumen und der pH-Wert gemessen. In einer ersten mikroskopischen Untersuchung wird die Morphologie und Mobilität der Spermatozoen beurteilt und die Verdünnung für die Spermienzählung festgelegt. Nach Verdünnung des Spermas und Zählung der Spermatozoenzahl können nun Ausstrichpräparate des Spermas für Färbungen hergestellt werden. Die WHO empfielt die Papanicolaou-, die Shorr- und die Diff-Quick-Färbung. In Abhängigkeit der erhobenen Befunde und klinischen Angaben werden Spezialuntersuchungen veranlasst (Vitalitätsprüfung, Entzündungsdiagnostik, immunologische Untersuchungen, Messung der Fruktose) oder ggf. eine Kryokonservierung durchgeführt.

Normalbefunde und Differentialdiagnose des Spermiogramms

Aussehen des Spermas:

Unmittelbar nach der Ejakulation hat der Samen i.d.R. eine halbfeste geronnene Konsistenz. Das Sperma verflüssigt sich innerhalb weniger Minuten bei Raumtemperatur oder im Brutschrank, einzelne Klumpen können länger bestehen und die Analyse erschweren. Normales flüssiges Sperma hat eine homogene, grau-undurchsichtige Farbe. Es ist weniger undurchsichtig, wenn die Spermien-Konzentration sehr gering ist. Manche Krankheiten führen zu einer Farbänderung: rot-braun (Hämatospermie) oder gelb (Ikterus, Einnahme von Vitaminen oder Medikamente).

Konsistenz des Spermas:

Normal ist eine Verflüssigung des Spermas in maximal 60 min, danach beträgt die Fadenlänge des herabfallenden Tropfen von der Pipettenspitze unter 2 cm. Unzureichend liquifiziertes Sperma kann das weitere Spermiogramm verfälschen, durch wiederholtes Pipettieren soll das Sperma homogenisiert und durchmischt werden.

Volumen des Spermas:

Normales Spermavolumen: > 1,5 ml. Die WHO empfielt die Volumenbestimmung durch Wiegen des Auffangbehälters vor und nach Samengewinnung, als Spermadichte soll 1 g/ml angenommen werden.

Vermindertes Volumen aufgrund Untersuchungsbedingungen, unvollständiges Auffangen, retrograde Ejakulation, zentrale Verschlüsse (Utriculuszysten, Fehlanlagen der Samenblasen), Hypogonadismus.

pH-Wert des Spermas:

Der normale pH-Wert des Spermas beträgt 7,2–8,0. Für die pH-Bestimmung soll das Sperma zuvor gemischt werden (Pipette), der Messbereich des pH-Papiers soll zwischen pH 6–10 liegen.

Ein pH-Wert <7,2 (bei Azoospermie und reduziertem Volumen) zeigt ausschließlich Prostatasekret und damit die Obstruktion oder Fehlbildung der Samenwege an. Ein pH-Wert >8,0 kann durch eine Infektion der Samenwege entstehen.

Mikroskopische Untersuchung des Nativpräparates:

Ein gut durchmischter Tropfen des Spermas (10 μl) wird auf einen Objektträger unter einem Deckglass (22×22 mm) mit 200–400facher Vergrößerung beurteilt.

Agglutinierung von motilen Spermatozoen:

Als Agglutination wird die Verklebung motiler Spermatozoen bezeichnet. Sie können Kopf-zu-Kopf, Kopf-zu-Schwanz oder Schwanz-zu-Schwanz aneinander kleben. Die Agglutination von Spermatozoen spricht für die Existenz von Anti-Spermatozoen-Antikörper. Die Agglutination ist von einer unspezifischen Adhärenz immobiler Spermatozoen aneinander oder motiler Spermatozoen an Epithelzellen oder Debris zu trennen. Das Ausmaß und die Art der Agglutinierung soll nach folgender Graduierung beurteilt werden:

Grad 1 (isoliert): <10 Spermatozoen per Agglutinat, viele freie Spermatozoen
Grad 2 (moderat): Agglutinate mit 10–50 Spermatozoen, viele freie Spermatozoen
Grad 3 (stark): Agglutinate mit >50 Spermatozoen, wenig freie Spermatozoen
Grad 4 (komplett): Spermatozoen komplett agglutiniert, keine freie Spermatozoen sichtbar

Weitere Zellen:

Die mikroskopische Untersuchung des Spermiogramms kann neben Spermatozoen und Epithelzellen auch runde Zellen enthalten (DD Leukozyten oder unreife Spermatozoen). Die weitere Differenzierung der runden Zellen gelingt mit der Anfärbung der Peroxidase-positiven Zellen (Leukozyten) und erneuten Mikroskopie, es sollten weniger als 1 Million Leukozyten nachweisbar sein.

Beurteilung der Motilität:

Die Motilität der Spermien sollte am besten direkt nach der Verflüssigung des Spermas beurteilt werden. Die Dicke der Flüssigkeitsschicht zwischen Objektträger und Deckglas sollte 20 μm betragen, dazu wird ein gut durchmischter Tropfen des Spermas (10 μl) wird auf einen Objektträger unter einem Deckglass (22×22 mm) mit 200–400facher Vergrößerung beurteilt. 200 Spermatozoen werden hinsichtlich der Motilität beurteilt und klassifiziert:

Progressive Motilität (PR): aktive lineare oder leicht gekrümmte Vorwärtsbewegung.
Nicht-progressive Motilität (NP): keine Vorwärtsbewegung oder Vorwärtsbewegung in engen Kreisen.
Immotilität (IM): keine sichtbare Bewegung im Spermiogramm.

Die WHO-Anleitung (WHO, 2010) für die Durchführung eines Spermiogramms fordert, dass mindestens zweimal 200 Spermatozoen auf zwei Objektträger nach o.g. Technik ausgezählt werden, die Ergebnisse sollten vergleichbar sein. Die Ergebnisse beider Untersuchungen werden gemittelt und in Prozent angegeben. Untere Grenzwerte für die Motilität: 40% motile Spermien (PR + NP), weiterhin mindestens 32% progressive Motilität.

Als Asthenozoospermie defininiert ist ein Anteil an progressiv motilen Spermatozoen unter 32%. Ursachen für eine Immobilität (Asthenozoospermie) sind Viskosipathien (fehlende Verflüssigung), Autoantikörper, Entzündungen, morphologisch veränderte Spermatozoenschwänze. Ursachen für eine falsch-negative Immobilität sind nicht frisches Sperma, Kälte, Seifenrückstände und andere Verunreinigungen.

Beurteilung der Vitalität:

Bei über 40% immobiler Spermien sollte eine Vitalitätsprüfung mit einer Eosin-Färbung durchgeführt werden, tote Spermien nehmen den Farbstoff innerhalb 1 Minute auf. Für die Untersuchung sollten 200 Spermien klassifiziert werden, der Normwert für vitale Spermien beträgt >58%.

Eine hohe Anzahl toter Spermien (Nekrozoospermie) sind ein Hinweis auf Nebenhodenerkrankungen oder Entzündungen. Eine hohe Anzahl vitaler aber immobiler Spermien sind ein Hinweis auf strukturelle Defekte der Spermiengeißel.

Spermatozoenzählung:

Die Spermatozoenanzahl (total sperm count) korrerliert mit der Zeit, eine Schwangerschaft zu erreichen (time to pregnancy) und mit der Schwangerschaftsrate. Nach Bestimmung der Spermatozoenkonzentration im Hämozytometer (es sollen zweimal 200 Spermatozoen ausgezählt werden), wird mit Hilfe des Samenvolumens die Spermatozoenanzahl ausgerechnet. Normwerte: >39×10⁶ Spermatozoen absolut.

Oligozoospermie:

<15×10⁶ pro ml oder <39×10⁶ Spermatozoen absolut.

Azoospermie:

Fehlender Nachweis von Spermien: Eine Azoospermie darf nur nach Zentrifugation des Ejakulates und Beurteilung des Sedimentes diagnostiziert werden.

Morphologie der Spermien:

Die Beurteilung der Spermatozoenmorphologie im Spermiogramm erfolgt bei 1000facher Vergrößerung nach Färbung von getrockneten Ausstrichpräparaten des Spermas. Kriterien für die Klassifikation von normaler und pathologischer Morphologie siehe Tab. Kriterien der Spermienmorphologie.

**Tab.: Kriterien normaler und pathologischer Spermienmorphologie im Spermiogramm (WHO, 2010)**.
	Normale Morphologie	Pathologische Morphologie
Kopf	Glatt begrenzt, regelmäßig ovale Form, gut abgrenzbare Akrosomenregion von 40–70% des Kopfvolumens ohne Vakuolen.	Kopf zu groß, zu klein, zu langgezogen, birnenförmig, rund, amorph, Akrosom mit Vakuolen (>2 oder mehr als 20%), Vakuolen post-akrosomal. Zu kleines oder zu großes Akrosom.
Hals (Mittelstück)	Schmal, regelmäßig und etwa so lang die der Kopf. Die Hauptachse von Kopf und Mittelstück sollten gleich sein. Restliches Zytoplasma am Mittelstück muss unter 30% der Kopfgröße betragen.	Asymmetrisches Ansatz am Kopf, Mittelstück unregelmäßig, zu dick, abgeknickt, zu dünn. Restliches Zytoplasma am Mittelstück >30%.
Schwanz (Hauptstück)	Das Hauptstück sollte dünner als das Mittelstück sein, das Kaliber über die Länge gleich bleiben und ungefähr die 10fache Kopflänge lang sein. Der Schwanz darf gebogen sein, aber ohne abrupte Knickbildung.	Zu kurz, mehrfache Schwänze, abgeknickt oder sehr stark gekrümmt, irreguläre Dicke, spiralförmig.

Morphologisch normale Spermatozoen in über 25% sind selten. Eine Teratozoospermie (verminderter Anteil normal konfigurierter Spermien) besteht bei weniger als 4% normale Spermien. Fakultativ kann die Lokalisation des Defektes mit angegeben werden: % Kopfdefekte, % Mittelstückdefekte, % Hauptstückdefekte und % Spermien mit exzessiven Zytoplasma.

Entzündungsdiagnostik:

Hinweise für eine Infektion der Samenwege liefern die Bestimmung der peroxidase-positiven Zellen (normal <1 × 10⁶ Zellen pro ml), Elastasekonzentration (normal <250 ng/ml), eine positive Spermienkultur und ein Keimnachweis in der 4 Gläser-Probe (Probe 3 oder 4).

Immunologische Untersuchungen:

Hinweis für Spermatozoenantikörper ist die Agglutination von Spermatozoen im Nativpräparat (s.o.) und ist eine Indikation für weitere immunologische Untersuchungen. Spermatozoenantikörper (Anti-sperm antibodies, ASA) können durch immunologische Nachweise wie MAR-Test (Mixed-antiglobulin-reaction Test) oder Immunobeads-Test nachgewiesen werden. Ausführliche Darstellung der Technik siehe aktuelles Manual der WHO, 2010. Der Test ist pathologisch, wenn mehr als 50\,\% der beweglichen Spermien MAR-positiv sind.

Fruktose im Sperma:

Die normale Fruktosekonzentration im Sperma beträgt >13 μmol/l im Seminalplasma (Überstand nach Zentrifugation des flüssigen Spermas). Erniedrigte Werte sind bei Verschluss der ableitenden Samenwege zu erwarten.

Karyogramm

Inhalt

Ultraschall

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Literatur

World Health Organisation Cooper, T. G. (ed.): WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen
WHO Press, Geneva, Switzerland, 2010

English Version: semen analysis

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Dr. med. Dirk Manski
manski@urologielehrbuch.de

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