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Stimulation kryokonservierter Spermatozoen mit Pentoxifyllin

Stimulation of cryopreserved spermatozoa with Pentoxifylline

Biber, Franz Stefan


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Zentrum für Dermatologie und Andrologie
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 24.05.2004
Erstellungsjahr: 2003
Publikationsdatum: 17.06.2004
Kurzfassung auf Deutsch: Als Folge des Gefrier- und Auftauprozesses bei der Kryokonservierung resultiert eine Schädigung menschlicher Spermatozoen. Es können morphologische, funktionelle und biochemische Veränderungen beobachtet werden. Der schädigende Effekt ist bei Proben mit reduzierter Spermaqualität stärker ausgeprägt. Zur Verbesserung der Qualität kann Pentoxifyllin (Ptx), ein Methylxanthinderivat, mit Einfluss auf verschiedene Motilitätsparameter eingesetzt werden. Durch Hemmung der intrazellulären Phosphodiesterase wird der Abbau des zyklischen Adenosin 3,5-monophosphats (cAMP) vermindert. cAMP wirkt als second-messenger und führt zu einer Steigerung der Motilität, einem erhöhten Energieumsatz sowie einer Induktion der akrosomalen Reaktion.

In dieser Arbeit wurde bei 62 Patienten mit Normo- und 21 Patienten mit Oligozoospermie der Effekt von 3,6 mmol/ml Pentoxifyllin auf die Motilitätsparameter kryokonservierter Spermatozoen untersucht. Ptx wurde entweder vor dem Einfrieren oder nach dem Auftauen zugegeben. Die Auswertung erfolgte durch computer-assistierte Samenanalyse (CASA) direkt, 30 und 60 Minuten nach dem Auftauvorgang.

Bei Patienten mit Normo- und Oligozoospermie führte die Stimulation mit Ptx zu einer Steigerung der Globalmotilität, des Anteils der linear motilen Spermatozoen, der Geschwindigkeiten 'straight line velocity' (VSL), 'curvilinear velocity' (VCL) und 'average path velocity' (VAP) sowie des lateral head displacements (LHD). Für die Linearität war ein steigernder Effekt nur bei Oligozoospermie nachzuweisen. Die Stimulation mit Ptx schien insgesamt bei Zugabe nach dem Auftauen und bei den Ejakulaten mit Oligozoospermie ausgeprägter.

Durch die Stimulation mit Ptx konnte nach Kryokonservierung eine Optimierung der meisten Motilitätsparameter erreicht werden. Dabei wurden die für eine erfolgreiche Fertilisierung oder Schwangerschaft in der Literatur beschriebenen Grenzwerte im Vergleich zu den nicht stimulierten Proben durch Stimulation eher erreicht oder überschritten. Dieses konnte bei Normozoospermie für die Globalmotilität, die VSL und VCL und bei Oligozoospermie für die VSL und das LHD gezeigt werden. Anhand der nach Stimulation mit Ptx gesteigerten Motilitätsparameter scheinen höhere Fertilisierungs- und Schwangerschaftsraten nach IUI und IVF durch Ptx wahrscheinlich. Die schnell einsetzende Wirkung von Ptx könnte weiterhin zur Identifikation vitaler Spermatozoen nach Kryokonservierung für ICSI genutzt werden.
Kurzfassung auf Englisch: Cryopreservation of human spermatozoa causes morphological, functional und biochemical damage. Alteration is more detrimental in patients with poor semen quaility. Pentoxifylline (Ptx), a methylxanthinderivative, increases sperm motility characteristics by inhibiting phosphodiesterase which leads to an increased intracellular cyclic adenosin 3´5´monophosphat level (cAMP). cAMP enhances sperm motility and consumption of energy reserves. Acrosome reaction is also induced by cAMP.

In this study sperm motility charcteristics of spermatozoa from 62 normozoospermic und 21 oligozoospermic patients were analyzed immediately, 30 and 60 minutes postthaw by a computer- assisted sperm analyzer (CASA). Samples were stimulated by 3,6 mmol/ml Ptx prefreeze or postthaw.

Pentoxifylline treated samples with normo- and oligozoospermia showed a significant increase in sperm motility, progressive motile spermatozoa, straight line velocity (VSL), curvilinear velocity (VCL), average path velocity (VAP) and lateral head displacement (LHD). There was no positive effect on linearity in cases with normozoospermia, but a positive effect was observed in oligozoospermic samples. Stimulation with Ptx was shown to be more effective postthaw and in patients with oligozoospermia.

A literature search demonstrated cut-offs of sperm movement characteristics assessed by CASA which were correlated with fertilization rates after artificial insemination (AI) and IVF. In our study, motility, VSL and VCL in normozoospermic samples and VSL and LHD in oligozoospermic ejaculates were found to exceed these thresholds by stimulation with Ptx. This improved sperm motility may lead to higher fertilization and pregnancy rates after AI und IVF.

The immediate effect of Ptx on sperm motility could be used as a simple and reliable method to obtain living spermatozoas following the freeze- thaw process for intracytoplasmic sperm injections (ICSI).