Forschung: Wie Stress die Spermien des Mannes verändert

Folgen von Stress für Männer: Studie identifiziert den biologischen Mechanismus, durch den Stress die Spermien verändert und dadurch die Gehirnentwicklung der künftigen Nachkommen beeinflusst.

Was ist schlecht für Spermien?

Besorgnis und anhaltende Angstzustände, die durch starke Stressfaktoren wie zum Beispiel Arbeitslosigkeit oder die Coronavirus-Pandemie ausgelöst werden, können nicht nur die psychische Gesundheit eines Menschen deutlich beeinträchtigen, sondern auch die Zusammensetzung des Spermas eines Mannes nachhaltig beeinflussen.

Auf diese Weise können auch die künftigen Nachkommen des Mannes negativ beeinflusst werden. Das ist das Ergebnis einer Studie der University of Maryland School of Medicine, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde.

Auswirkungen von Stress

Die Forschungsarbeit beschreibt einen biologischen Mechanismus, wie die Erfahrungen eines Vaters mit einer Stresssituation die Entwicklung des fetalen Gehirns im Mutterleib beeinflussen können.

Die Auswirkungen von Stress bei einem Mann können durch Veränderungen in den extrazellulären Vesikeln, die dann mit reifenden Spermien interagieren, auf die Nachkommen übertragen werden. Extrazelluläre Vesikel sind kleine, membrangebundene Partikel, die Proteine, Lipide und Nukleinsäuren zwischen den Zellen transportieren. Sie werden in großen Mengen im Fortpflanzungstrakt produziert und spielen eine wichtige Rolle bei der Reifung der Spermien.

Der richtige Umgang mit Stress kann den Forschern zu Folge nicht nur die psychische Gesundheit und andere stressbedingte Beschwerden verbessern, sondern auch dazu beitragen, die potenziell dauerhaften Folgen für das Fortpflanzungssystem zu reduzieren, die sich auf künftige Nachkommen negativ auswirken könnten.

Zur Erforschung einer neuartigen biologischen Rolle der extrazellulären Vesikel bei der Übertragung von Stress des Vaters auf die Spermien untersuchten die Wissenschaftler extrazelluläre Vesikel von Mäusen nach einer Behandlung mit dem Stresshormon Kortikosteron.

• Nach der Behandlung zeigten die extrazellulären Vesikel drastische Veränderungen in ihrer Gesamtgröße sowie in ihrem Gehalt an Proteinen und kleiner RNA.

Wenn die Spermien vor der Befruchtung einer Eizelle mit diesen zuvor „gestressten“ extrazellulären Vesikeln inkubiert wurden, zeigten die daraus resultierenden Mäusewelpen signifikante Veränderungen in den Mustern der frühen Gehirnentwicklung.

• Auch als Erwachsene unterschieden sich diese Mäuse signifikant von den Kontrollgruppen in Bezug auf ihre Reaktion auf Stress.

Einfluss von Stress auf die Spermien- und Samenqualität

Um zu sehen, ob ähnliche Unterschiede bei menschlichem Sperma auftraten, rekrutierten die Forscher Studenten der Universität von Pennsylvania, die sechs Monate lang jeden Monat Sperma spendeten und Fragebögen über ihren wahrgenommenen Stresszustand im Vormonat ausfüllten.

Das Forscherteam fand heraus, dass Studienteilnehmer, die in den Monaten zuvor erhöhten Stress empfanden, signifikante Veränderungen im kleinen RNA-Gehalt ihrer Spermien zeigten, während diejenigen, die keine Veränderung ihres Stressniveaus angaben, nur geringe oder gar keine Veränderungen aufwiesen. Diese Daten bestätigen ein sehr ähnliches Muster, das in der Untersuchung an Mäusen beobachtet wurde.

Das Forschungsteam fand auch heraus, dass stressbedingte Veränderungen im männlichen Fortpflanzungssystem mindestens einen Monat, nachdem der Stress vermindert wurde und das Leben wieder seinen normalen Verlauf genommen hat, stattfinden.

Quellen

• University of Maryland School of Medicine
• Nature Communications, Chan, J.C., Morgan, C.P., Adrian Leu, N. et al. Reproductive tract extracellular vesicles are sufficient to transmit intergenerational stress and program neurodevelopment. Nat Commun 11, 1499 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15305-w

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