Was passiert bei der Spermienaufbereitung?

durch BSc, MSc (embryologin), BSc, MSc (embryologin), BSc, MSc, PhD (embryologe), (gynäkologe) Und (invitra staff).
Aktualisiert am 18/03/2020

Die Spermienaufbereitung- oder kapazitation bezieht sich auf den Prozess, den das Sperma nach der Ejakulation durchläuft den es den freigesetzten Spermien ermöglicht, das Ei zu befruchten. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Veränderungen in ihrer Struktur und Beweglichkeit, die es den Spermien ermöglichen, die dicke Membran, die die Eizelle bedeckt, zu durchdringen, um mit ihr zu verschmelzen und den Embryo zu erzeugen.

Dieses Phänomen tritt auf natürliche Weise im gesamten weiblichen Fortpflanzungstrakt auf und wird in vitro imitiert, um eine Basis für erfolgreiche Kinderwunschbehandlungen zu schaffen. In diesem Artikel unterscheiden wir zwischen natürlicher und künstlicher Aufbereitung bei den Prozessen der künstlichen Befruchtung und der In-vitro-Fertilisation (IVF).

Spermienkapazitation in vivo

Wenn Spermien mit den Flüssigkeiten des weiblichen Fortpflanzungssystems in Kontakt kommen, durchlaufen sie die letzte Phase ihrer Entwicklung, in der sie die Fähigkeit zur Befruchtung erwerben.

Während sich die Spermien vorwärts bewegen, bis sie die Eileiter erreichen, wo sich die Eizelle befindet, findet eine Reihe von Veränderungen statt. Dieser Prozess ist als Kapazitation bekannt. Es treten hauptsächlich zwei Veränderungen auf:

  • Einerseits erwerben die Spermien die Fähigkeit, die Akrosomreaktion durchzuführen, die ihnen das Eindringen in die Zona pellucida erleichtert. Die Akrosomreaktion ermöglicht einerseits die Freisetzung von Enzymen aus dem Akrosom (Spermienstruktur), die zum Durchtritt durch die Zona pellucida notwendig sind.
  • Andererseits machen sie eine Veränderung ihrer Bewegung von einer geraden zu einer vibrierenden Bewegung durch, die durch starke Impulse des Kopfes gekennzeichnet ist. Dies wird als Hyperaktivierung der Spermien bezeichnet.

Sobald die Spermien bei der Ejakulation ausgestoßen werden, findet das Training nicht bei allen zur selben Zeit statt. Auf diese Weise haben einige den Prozess bereits abgeschlossen sobald sie die Eizelle erreichen, und andere wiederum nicht. Daher steigt bei den bereits kapazitierten Spermien die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um dasjenige handelt, welches schließlich die Befruchtung ermöglicht, d.h. das Spermium das ausgewählt wurde, um das neue Wesen zu schaffen.

Spermienkapazitation in-vitro

Bei der künstlichen Befruchtung durchlaufen die Spermien nicht den gesamten weiblichen Fortpflanzungstrakt, da sie am Boden der Gebärmutter abgelagert werden. Daher ist es notwendig, die Molekularumwandlungen der Kapazitation in vivo nachzuahmen, damit sie die Befruchtungsfähigkeit erwerben.

Ebenso müssen bei der In-vitro-Fertilisation, sei es bei der klassischen oder bei Mikroinjektion von Spermien (ICSI), die Spermien den Trainingsprozess außerhalb des weiblichen Körpers durchlaufen, da die Verschmelzung von Ei- und Samenzelle im Labor stattfindet.

Beide Verfahren erfordern eine Vorbehandlung der ejakulierten Spermien, die als in vitro-Spermien-Kapazitation bezeichnet wird.

Das Aufbereitungsverfahren im Labor kann auf zwei Arten durchgeführt werden:

  • Dichtegradienten (Spermawaschen)
  • Swim-up

Dank dieser Techniken werden die Spermien von der Samenflüssigkeit getrennt und gleichzeitig nach ihrer Beweglichkeit und Morphologie gruppiert. Auf diese Weise erhalten wir schließlich eine Konzentration von Spermien, die sich am besten zur Befruchtung der Eizelle eignen.

Dichtegradienten

Mit zwei oder drei Medien unterschiedlicher Dichte wird versucht, die verschiedenen Phasen des Weges nachzuahmen, den die Spermien auf natürliche Weise durch den weiblichen Fortpflanzungstrakt nehmen würden.

Das Medium wird von der höchsten bis zur niedrigsten Dichte in ein Laborröhrchen gegeben und im Anschluss wird die Samenprobe platziert. Nach dem Zentrifugieren des Röhrchens werden die Spermien mit den besten Eigenschaften alle Gradienten überwinden und den Boden erreichen können. Diese Fraktion wird zur Verwendung der Kinderwunschbehandlung getrennt, da es sich um Spermien mit progessiver (fortschreitender) Beweglichkeit handelt.

Swim-up

Dies ist das älteste Verfahren. Sie besteht in der Auswahl der besten Spermien auf der Grundlage ihrer Fähigkeit, in einem bestimmten Nährmedium aufzusteigen.

Die Samenprobe wird zentrifugiert, um alle Zellen des Ejakulats am Boden des Röhrchens zu konzentrieren und das Samenplasma zu entfernen. Dann wird spezifisches Nährmedium hinzugefügt und das Röhrchen in einer geneigten Position belassen, während man darauf wartet, dass Spermien guter Qualität bis zum Rand des Mediums schwimmen können.

Nach etwa 45 Minuten wird die obere Fraktion des Nährbodens entnommen, wo die progressiv beweglichen Spermien bei der künstlichen Befruchtung oder IVF verwendet werden.

Zahl beweglicher Spermien

Nach der Aufbereitung wird ein Tropfen der erhaltenen Probe analysiert, um eine Bewertung des Spermas zu erhalten, das in der Reproduktionstechnik verwendet wird.

Das Ergebnis dieser Analyse drückt sich in der Anzahl beweglicher Spermien mit geradlinigen Bahnen pro Milliliter Ejakulat aus. Dabei handelt es sich um die Gesamtzahl beweglicher Spermien. Die Aufbereitung wird nicht nur durchgeführt, um eine befruchtungsfähige Samenprobe zu erhalten, bevor mit der künstlichen Befruchtung oder IVF fortgefahren wird, sondern dient auch als diagnostischer Test für die männliche Unfruchtbarkeit.

Dazu gehört ein Basis-Seminogramm, gefolgt von einer Spermienkapazitation, um anhand der Qualität des Spermas die beste Kinderwunschbehandlung zu bestimmen.

Obwohl es sich hierbei um eine Richtlinie handelt, werden die Ergebnisse der Aufbereitung häufig auf folgende Weise mit Kinderwunschbehandlungen in Verbindung gebracht:

  • Anzahl über 3 Millionen bewegliche Spermien pro ml Sperma: künstliche Befruchtung ist angezeigt.
  • Anzahl zwischen 1 und 3 Millionen beweglicher Spermien pro ml Samen: Es wird eine klassische In-vitro-Fertilisation (IVF) empfohlen.
  • Anzahl weniger als 1 Million bewegliche Spermien pro ml Sperma: eine intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) ist angezeigt.

Interview mit Dr. Luis Gijón

Hier ein Auszug des Gesprächs mit Embryologe Luis Gijón, in welchem den Sinn und Zweck der Spermienaufbereitung erklärt.

Bei der Spermienaufbereitung wird schlicht und ergreifend der Samen so vorbereitet, dass dieser Befruchtungsfähig wird. Sobald der Samen auf natürliche Weise in die Vagina eingebracht wird, muss dieser eine lange Strecke zurücklegen, bis er auf die Eizelle zur Befruchtung trifft. Dabei muss der Samen den Gebärmutterhals und die Gebärmutter durchqueren.

Bei der assistierten Reproduktion wird dieser Schritt übersprungen, weshalb dieser im Labor nachgeahmt werden muss. Man hilft dem Sperma damit auf künstliche Weise, seine Befruchtungsfähigkeit zu erlangen, damit dieser, sobald er auf das Ei "in vitro" (im Reagenzglas) trifft, dieses befruchten kann.

Fragen die Nutzer stellten

Wie wird die jeweils anzuwendende Technik bei der Spermienaufbereitung ausgewählt?

durch Dr. Mark P. Trolice (gynäkologe).

Abhängig von den Eigenschaften der Samenprobe nach der Follikelpunktion können entweder eine Samenwäsche oder Dichtegradienten verwendet werden (wir verwenden das iSolate®-System).

Normalerweise werden, wenn die Samenparamenter normal sind, Dichtegradienten verwendet. Sind die Parameter hingegen anormal, wird die Probe gewaschen. Wenn bei dem Mann in einer Fruchtbarkeitsstudie ein Fruchtbarkeitsproblem festgestellt wird, wird in der Regel eine Wäsche durchgeführt, während die andere Technik bei normozoospermischen Proben angewendet wird. In beiden Fällen besteht das Ziel darin, die Probe aufzubereiten.

Wie lange dauert die Spermienaufbereitung?

durch Leonor Ortega López BSc, MSc (embryologin).

Die Spermien-Kapazitation ist der Prozess, durch den die Spermien die Fähigkeit zur Befruchtung der Eizelle erlangen. In einer natürlichen Beziehung tritt sie nach der Ejakulation auf, wenn die Spermien in das weibliche Fortpflanzungssystem eingeführt werden. Im Labor erzwingen wir diese Ausbildung durch Spermienwaschverfahren, bei denen wir auch die besten auswählen, wobei die unbeweglichen und die für die Spermien giftigen Substanzen eliminiert werden.

Im Labor beträgt die Dauer dieses Prozesses zwischen 30 und 60 Minuten, je nach der Art der Kapazitation, die wir wählen. Wir können wählen zwischen:

  • Dichtegradienten: wo wir durch Zentrifugieren trennen und konzentrieren. In diesem Training wählen wir diejenigen Spermien aus, die es schaffen, die Gradienten zu durchqueren.Dies dauert etwa 30 Minuten.
  • Swim-up: wo wir auch die Probe zentrifugieren, um sie zu konzentrieren und den Überrest (Samenplasma) zu eliminieren. Wir fügen ein neues Medium hinzu, und in diesem neuen Medium werden wir die Spermien auswählen, die es geschafft haben, nach 40 Minuten im Inkubator aufzusteigen oder zu "schwimmen".

Gibt es eine Möglichkeit, zu Hause eine Spermienaufbereitung durchzuführen?

durch Andrea Rodrigo BSc, MSc (embryologin).

Für die Spermienaufbereitung benötigen Sie eine Laborzentrifuge, spezielle Mittel, Kenntnisse über die Prozessschritte usw. Deshalb kann man das nicht von zu Hause aus tun.

Was ist die beste Methode zur Aufbereitung von Sperma?

durch Andrea Rodrigo BSc, MSc (embryologin).

Es gibt keine bessere Technik als eine andere, obwohl vielleicht der Dichtegradientenprozess sauberere Proben ermöglicht, d.h. mit einer größeren Eliminierung von Zellen und Spermien mit schlechter Beweglichkeit.

In jedem Fall hängt die Anwendung der einen oder anderen Methode von den Präferenzen der jeweiligen Kinderwunschklinik, der Qualität der Samenprobe, der Technik der assistierten Reproduktion, die wir durchführen werden, usw. ab.

Es besteht die Möglichkeit, eine Verschmelzung von beiden durchzuführen. Dies würde die Anwendung von Dichtegradienten und, mit der erhaltenen Probe, die Durchführung eines "Swim-up" beinhalten, d.h. die erhaltenen Spermatozoen in Kulturmedium schwimmen zu lassen, um unter den guten die besten auszuwählen.

Was kostet eine Spermienaufbereitung?

durch Andrea Rodrigo BSc, MSc (embryologin).

Die Spermienaufbereitung ist ein weiterer Schritt in den Techniken der assistierten Reproduktion und ist daher im Preis dieser Techniken enthalten, sei es die künstliche Befruchtung oder die IVF.

Wenn die Spermien-Kapazitation als diagnostischer Test durchgeführt wird, d.h. wenn wir ein Seminogramm mit diesem Verfahren durchführen, können wir den Preis der Aufbereitung berechnen. Die Kosten eines Seminogramms liegen bei etwa 70-100 Euro, während ein Seminogramm mit Spermienaufbereitung etwa 150 Euro kostet.

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Die Spermienkapazitation In-vitroist ein Verfahren, das sowohl bei der künstlichen Befruchtung als auch bei der klassischen IVF und ICSI eingesetzt wird. Möchten Sie alle Schritte dieser Kinderwunschbehandlungen kennenlernen? Klicken Sie auf diese Links:

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Literaturverzeichnis

Austin, C.R. (1952) The 'capacitation' of the mammalian sperm. Nature, 170, 326

Bedford, J.M. and Chang, M.C. (1962) Removal of decapacitation factor from seminal plasma by high speed centrifugation. Am. J. Physiol, 202, 179-181.

Bensdorp AJ, Cohlen BJ, Heineman MJ, Vandekerckhove P (2007). Intra Uterine Insemination for male subfertility. Cochrane Database Syst Rev;Art No.: CD000360, doi:10.1002/14651858.CD00360.pub4

Carrell, D; Kuneck, P; Peterson, M; Hatasaka, H et al. (1998). A randomized, prospective analysis of five sperm preparation techniques before intrauterine insemination of husband sperm, Fertil Steril, 69(1):122-6

Morales P, Overstreet JW, Katz DF. Changes in human sperm motion during capacitation in vitro. J Reprod Fertil 1988;83:119–28.

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Autoren und Mitwirkende

 Andrea Rodrigo
Andrea Rodrigo
BSc, MSc
Embryologin
Abschluss in Biotechnologie an der Polytechnischen Universität Valencia (UPV) mit Master-Abschluss in Biotechnologie der assistierten Humanreproduktion, unterrichtet von der Universität Valencia in Zusammenarbeit mit dem Valencianischen Institut für Unfruchtbarkeit (IVI). Postgraduierte Expertin für medizinische Genetik. Mehr über Andrea Rodrigo
 Leonor Ortega López
Leonor Ortega López
BSc, MSc
Embryologin
Abschluss in Biologie an der Universität Valencia. Sie hat an der Spanischen Gesellschaft für Fruchtbarkeit und an der Universität Complutense in Madrid einen Master-Abschluss in menschlicher Reproduktion erworben. Derzeit ist sie die Direktorin des Embryologie-Labors bei IVF Spain.

Mehr über Leonor Ortega López
Zulassungsnummer: 03123-CV
Dr. Luis Gijón Tévar
Dr. Luis Gijón Tévar
BSc, MSc, PhD
Embryologe
Abschluss in Biowissenschaften mit Schwerpunkt Genetik an der Universität Valencia. Master-Abschluss in Humaner Reproduktion der Abteilung für Pädiatrie, Geburtshilfe und Gynäkologie der Universität Valencia und Teilnahme im Doktorandenprogramm "Geburtshilfe und Gynäkologie II". Leiter des Kryokonservierungslabors am FIV Valencia und Koordinator der CrioFIVV. Mehr über Dr. Luis Gijón Tévar
Dr. Mark P. Trolice
Dr. Mark P. Trolice
Gynäkologe
Doktor der Medizin, spezialisiert auf Gynäkologie und Geburtshilfe, von der Rutgers Robert Wood Johnson Medical School of New Jersey (USA). Außerordentlicher Professor an der Abteilung für Gynäkologie und Geburtshilfe der University of Central Florida College of Medicine. Direktor der Fertilitätsklinik: The IVF-Center. Titel Bester Arzt in Amerika. Mehr über Dr. Mark P. Trolice
Zulassungsnummer Florida: ME 78893
Auf deutsch angepasst von:
 Romina Packan
Romina Packan
inviTRA Staff
Chefredakteurin und Übersetzerin für die deutsche Ausgabe von inviTRA. Mehr über Romina Packan

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