Schwerpunkt der im andrologischen Labor durchgeführten Labordiagnostik ist die Untersuchung der Fertilität von Männern in Partnerschaften mit unerfülltem Kinderwunsch. Zur Beurteilung der Fähigkeit des Patienten zur Fortpflanzung werden dabei zunächst anhand der Untersuchung des Ejakulates die Parameter des Basis-Spermiogramms erhoben. Ergeben sich hierbei Hinweise auf das Vorliegen von Störungen der Spermatogenese kann die Diagnostik durch weitere Spermiogrammparameter und ggf. die Durchführung von Spermatozoen-Funktionstests erweitert werden. Bei bestimmten Konstellationen im Spermiogramm, vor allem bei einer deutlich verminderten Anzahl an Samenzellen im Ejakulat, ist ggf. darüber hinaus eine endokrinologische Diagnostik erforderlich. 

Die vom Labor angebotenen Leistungen lassen sich daher in 3 Kategorien zusammenfassen:

Basis-Spermiogramm

Bei einer ersten Beurteilung einer Samenprobe werden zunächst nachfolgend aufgelistet physikalische, biochemische, immunologische und zelluläre Ejakulatparameter untersucht:

Physikalische Ejakulat-Parameter

Ejakulatvolumen  

pH-Wert des Ejakulates  

Verflüssigungszeit und Konsistenz des Ejakulates

Biochemische und immunologische Ejakulat-Parameter

Fruktosegehalt des Seminalplasmas 
Die im Seminalplasma, dem flüssigen Bestandteil des Ejakulates nachweisbare Fruktose entstammt den Bläschendrüsen und ist daher als Marker der Sekretionsleistung der Bläschendrüsen anzusehen. Da die Sekretionsleistung der Bläschendrüsen ihrerseits jedoch unter einem direkten regulatorischen Einfluss des Testosteronspiegels steht, gilt die Fruktose indirekt auch als Marker des Testosteronspiegels.
Der Gehalt an Fruktose im Seminalplasma ist mit durchschnittlich 20-25 μmol/l wesentlich höher als in jeder anderen Körperflüssigkeit. Ihre Konzentration nimmt aber nach Ejakulation im Laufe der Zeit infolge einer Fruktolyse durch die Samenzellen rasch ab. Eine Bestimmung des Fruktosegehalts muss daher standardisiert stets zum selben Zeitpunkt nach Gewinnung des zu untersuchenden Ejakulates durchgeführt werden.

Zinkgehalt des Seminalplasmas 
Der Zinkgehalt dagegen ist ein verlässlicher Indikator der Sekretionsleistung der Prostata.

Spermatozoenantikörper  
Die Anwesenheit von Spermatozoenantikörpern im Ejakulat wird vielfach als typisches und spezifisches Zeichen einer immunologisch bedingten Subfertilität angesehen. Vor allem sind hier die agglutinierend wirkenden Antikörper des IgA-Isotyps für die männliche Subfertilität von Bedeutung, da sie den Samenzellen die Durchdringung des Zervikalsekretes unmöglich machen.
Der Nachweis von Spermatozoenantikörpern mit Hilfe einfacher Testverfahren, wie z.B. dem Immunobead- oder dem MAR-Test, ist sehr störanfällig und liefert nicht selten falsch positive Resultate. Testergebnisse, welche einen Verdacht auf eine immunologische Ursache einer Fertilitätsstörung nahelegen, sollten daher zunächst zur Bestätigung des Befundes wiederholt werden, bevor ihre Relevanz in einem Postkoital-Test überprüft werden sollte.
Bei einem positiven Antikörpernachweis entscheidet ihre Menge, gemessen am Anteil der von einer Agglutination betroffenen Samenzellen, über die Schwere der Einschränkung der Fortpflanzungschance. 

Zelluläre Ejakulat-Parameter

Spermatozoenkonzentration und -zahl
Die Zahl an Spermatozoen im Ejakulat, welche sich aus ihrer Konzentration und dem Ejakulatvolumen ergibt, gibt Hinweise auf die exkretorische Funktionsfähigkeit der Hoden. 
Aufgrund der ausgeprägten intraindividuellen Variation der Spermatozoenzahl von Untersuchung zu Untersuchung sollten vor der Diagnosestellung einer beeinträchtigten Spermatogenese stets mehrere (mindestens 3) Ejakulate des Patienten untersucht werden. Ferner müssen Verschlüsse der ableitenden Samenwege, Gewinnungsfehler, retrograde Ejakulation und ähnliches ausgeschlossen werden.

Spermatozoenvitalität
Für die Beurteilung der Fertilität des Patienten ist allein der Anteil lebender Samenzellen im Ejakulat von Interesse, da nur diese eine Eizelle befruchten können. Der Anteil toter Zellen kann bei fertilen Probanden bis zu 20% betragen.

Spermatozoenmotilität
Bei der Beurteilung der Beweglichkeit der Samenzellen wird die prozentuale Verteilung der Samenzellen mit schnell progressiver, langsam progressiver, nicht-progressiver und fehlender Bewegung erfasst (WHO-Klassen a-d). Bei fertilen Probanden sind mindestens 50% der Samenzellen progressiv beweglich.

Spermatozoenmorphologie
Die Spermatozoenmorphologie ist ein wichtiger Prognoseparameter hinsichtlich der Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen sowohl bei assistierten Reproduktionsverfahren (IVF, ICSI) als auch in vivo. Pathologisch geformte Samenzellen sind dabei mit verminderten Befruchtungsraten assoziiert, führen aber nicht zu Missbildungen beim Kind.
Die Beurteilung der Samenzellmorphologie gestaltet sich aufgrund der Vielfalt möglicher morphologischer Varianten schwierig. Dies führte in der Vergangenheit dazu, dass andrologische Labore vielfach "eigene" Beurteilungskriterien und Kategorien der Samenzellmorphologie entwickelt haben, was eine Vergleichbarkeit der Befunde aus verschiedenen Laboren nahezu unmöglich machte. Durch externe Qualitätssicherungsprogramme andrologischer Gesellschaften wurde inzwischen deutschlandweit eine weitgehende Angleichung erzielt.

Spermatozoen-Agglutinationen
Spermatozoen-Agglutinationen, d.h. das feste Aneinanderhaften von Samenzellen, deuten auf die Anwesenheit von Spermatozoenantikörpern hin. Jedoch sind Samenzell-Agglutinationen selbst bei stark gehäuftem Auftreten kein Beweis für eine immunologisch bedingte Beeinträchtigung der Fertilität des Patienten. Samenzellagglutinationen können z.B. auch bei Viskosipathien als nicht-immunologisch bedingtes Phänomen auftreten. Der Nachweis einer immunologischen Ursache setzt eine erweitere Diagnostik und den Nachweis von Spermatozoenantikörpern voraus.

Beurteilung der Flagellenmembran bei Motilitätsstörungen
Eine pathologische Anfärbbarkeit der Samenzellflagellen in der Shorr-Färbung ist Ausdruck einer meist epididymal bedingten Störung der Struktur der Flagellenmembran. Die betroffenen Samenzellen sind immotil. Das Ergebnis der Shorr-Färbung ist dabei stets vor dem Hintergrund der Globalmotilität der untersuchten Ejakulatprobe zu sehen. Sie gibt bei vorliegender Asthenozoospermie einen Hinweis, ob eine Nebenhodenfunktionsstörung Ursache der Motilitätsstörung sein kann.

Rundzellzahl
Neben den Spermatozoen befinden sich im menschlichen Ejakulat noch eine Vielzahl anderer Zellen, darunter vor allem Zellen der Spermiogenesereihe. So finden sich häufig Spermatiden in unterschiedlichen Differenzierungsstadien, seltener prämeiotische Spermatozyten. Spermatogonien und Sertolizellen sind im Ejakulat i.d.R. nicht zu finden. Dagegen können aber u.U. abgeschilferte Epithelzellen, phagozytierende Makrophagen oder auch weiße Blutzellen (Leukozyten) vorkommen. All diese Zellen werden, sofern sie mindestens die Größe eines Spermatozoenkopfes haben, kollektiv als Rundzellen bezeichnet. Ferner finden sich gelegentlich auch Erythrozyten im Ejakulat, welche aber aufgrund ihrer geringen Zellgröße nicht zu den Rundzellen gezählt werden.
Die Zahl an Rundzellen im Ejakulat kann in weiten Grenzen schwanken. Handelt es sich dabei überwiegend um Leukozyten, so liegt der Verdacht auf eine Entzündung nahe. Finden sich dagegen in erster Linie Spermiogenesezellen, so weist dies auf eine Störung der Samenzellreifung (Spermatogenese) hin. 
  
Granulozytenzahl
Leukozyten, darunter in erster Linie die neutrophilen Granulozyten, sind in nahezu jedem menschlichen Ejakulat in mehr oder minder großer Zahl nachweisbar. Bei exzessivem Vorhandensein solcher Zellen, d.h. bei so genannter Leukozyto- oder Pyospermie, muss eine Entzündung im Bereich der akzessorischen Geschlechtsdrüsen in Betracht gezogen werden. Unabhängig von der Zahl der Rundzellen wird daher stets auch die Zahl der peroxidase-positiven Granulozyten im Ejakulat bestimmt. 
Man bedenke aber: ein negativer Leukozytennachweis schließt das Vorliegen einer Entzündung in Hoden oder Nebenhoden nicht aus! Ebenso ist eine Nachweis von Granulozyten nicht gleichbedeutend mit einer Infektion, da diese Zellen auch natürlicherweise vorrübergehend im Ejakulat vorkommen können. Der Nachweis einer Leukozytospermie sollte daher stets eine intensive mikrobiologische Untersuchung des Ejakulates sowie ggf. des separat gewonnenen Prostatasekretes nach sich ziehen.
 
Pathologische Keime
Zur Differenzierung, ob ein Nachweis pathogener Keime im Ejakulat eher auf eine Kontamination des Samens während der Passage der mit Mikroorganismen besiedelten Harnröhre oder aber auf eine Infektion im Bereich des Genitale oder der akzessorischen Geschlechtsdrüsen hinweist, muss auch der vor der Masturbation gewonnene Mittelstrahlurin auf die Anwesenheit pathogener Keime untersucht werden. Die Aufklärung des Patienten über die vorher durchzuführende gründliche Reinigung des äußeren Genitale und der Hände ist hier von besonderer Bedeutung!

Die Untersuchungsergebnisse des Basisspermiogramms entscheiden über die Notwendigkeit einer erweiterten Spermiogrammdiagnostik bzw. der Notwendigkeit endokrinologischer Untersuchungen.

Erweiterte Spermiogramm-Analytik

Bei Bedarf wird die Untersuchung der Samenprobe um folgende Parameter erweitert:

Biochemische Funktionsparameter

Bestimmung der α-Glukosidase-Aktivität im Seminalplasma
Die neutrale Form der α-Glukosidase im menschlichen Seminalplasma ist ausschließlich epididymaler Herkunft (Nebenhoden). Die Bestimmung ihrer Aktivität kann daher zur Differenzierung möglicher Ursachen einer Azoospermie herangezogen werden. Eine deutlich verminderte Aktivität dieses Enzyms im Seminalplasma bei gleichzeitig vorliegender Azoospermie deutet auf eine bilaterale Obstruktion der ableitenden Samenwege im Bereich des Nebenhodenschwanzes oder des Ductus deferens hin. 

Bestimmung der zellulären Akrosin-Aktivität 
Trifft eine Samenzelle auf eine zu befruchtende Eizelle, so reagiert sie mit einer so genannten Akrosomreaktion. Dabei wird während der im Rahmen der Akrosomreaktion auftretenden Vesikulation und der anschließenden Lyse der Samenzellmembran das im Akrosom der Samenzelle enthaltene proteolytische Enzym, das Akrosin, freigesetzt. Im Fertilisationsprozess wird diesem Enzym eine wichtige Rolle bei der zur Penetration der die Eizelle umgebenden Zona pellucida notwendigen Proteolyse der Zonamatrix zugeschrieben. 
Verringerte Akrosinaktivitäten der Samenzellen sind mit Einschränkungen der Fertilität verbunden.

Spezielle Färbeverfahren

Beurteilung der Chromatinkondensation der Samenzellen
Im Verlauf von Spermtogenese und Samenzellreifung werden im Zellkern der heranreifenden Spermatozoen die Lysin-reichen, sauren "somatic type"-Histone durch spermatozoenspezifische Nukleoproteine, die so genannten Protamine, ersetzt. Letztere sind gekennzeichnet durch einen hohen Anteil basischer Aminosäuren. Ob dieser Prozess der Umstrukturierung des Kernchromatins im Verlauf der Spermtozoenreifung erfolgreich abgeschlossen wurde, kann anhand einer speziellen Färbung mit saurem Anilinblau beurteilt werden.

Spermatozoen-Funktionstests

Beurteilung der Fähigkeit der Samenzellen zur Akrosomreaktion 
An den physiologischen Differenzierungsprozess der Kapazitation, der im einzelnen einer Untersuchung nicht zugänglich ist, schließt sich die mit morphologischen Veränderungen einhergehende Akrosomreaktion an. Während dieses Prozesses wird die akrosomale Membran der Samenzelle lysiert und die im Akrosom gespeicherte Protesase, das Akrosin, freigesetzt.
Im Ejakulat fertiler Männer finden nur bei einem geringen Prozentsatz der Samenzellen (< 10%) spontan Akrosomreaktionen statt. Zur Beurteilung der Fähigkeit zur Akrosomreaktion wird diese in vitro daher artifiziell induziert und anschließend beurteilt wieviele Zellen auf die stimulierende Behandlung reagiert haben.

Die Untersuchungsergebnisse des erweiterten Spermiogramms sind in Zusammenhang mit den Befunden des Basisspermiogramms zu interpretieren und können ggf. durch endokrinologische Untersuchungen ergänzt werden. 

Endokrinologische Untersuchungen

Bildung und Ausreifung der männlichen Samenzellen sind Prozesse, die eng durch Hormone gesteuert werden. Eine endrokrinologisch-andrologische Basisdiagnostik sowie endokrinologische Funktionstests können genutzt werden, um Ursachen und damit mögliche Therapieansätze einer gestörten Samenzellreifung herauszufinden.

Andrologisch-endokrinologische Basisdiagnostik

Testosteron-, LH- (luteinisierendes Hormon) und FSH- (Follikel-stimulierendes Hormon) Serumspiegel
Die Bestimmungen der Serumspiegel des männlichen Sexualhormons Testosteron und der Gonadotropine FSH (Follikel-stimulierendes Hormon) und LH (luteinisierendes Hormon) geben Auskunft über die Stimulierung der an der Samenzellproduktion beteiligten Strukturen. Dabei entscheidet die Gesamtkonstellation der endokrinologischen Parameter über die Bedeutung etwaiger Abweichungen von der Norm.

Andrologisch-endokrinologische Funktionstests

Der hCG-Test
Der hCG-Test überprüft die Funktionsreserven der Leydigzellen, welche im männlichen Körper eine wichtige Rolle als Testosteronproduzenten wahrnehmen. Liegt keine Funktionsstörung der Leydigzellen vor, kann man eine biphasische Reaktion des Testosteron-Serumspiegels auf eine einmalige Gabe von hCG beobachten.
 
Der LH-RH-Test
Änderungen der Gonadotropin-Serumspiegel (LH, FSH) nach intravenöser LH-RH-Injektion ermöglichen eine Beurteilung der Ansprechbarkeit und Funktionslage der Hypophyse des Patienten. Indirekt kann dabei auch die Hodenfunktion beurteilt werden.
Bei normaler Funktion des Hypothalamus-Hypophysen-Testosteron-Regelkreises stellen sich in den endokrin aktiven Zellen der Adenohypophyse physiologisch "normale" Konzentrationen an Gonadotropinen und deren Vorstufen ein (= Speicherkapazit