Manlig reproduktionsfysiologi och spermatogenes

Spermatogenesen är en kontinuerlig och rumsligt organiserad process där spermatogoniala stamceller genom mitos, meios och spermiogenes bildar haploida spermatozoer under Sertolicellernas och hypotalamus–hypofys–testikelaxelns kontroll.

Innehåll (15)

Spermatogenesen är en kontinuerlig och rumsligt organiserad process där spermatogoniala stamceller genom mitos, meios och spermiogenes bildar haploida spermatozoer under Sertolicellernas och hypotalamus–hypofys–testikelaxelns kontroll. Normal fertiliseringsförmåga kräver dessutom en intakt testikulär mikromiljö, epididymal mognad, fungerande transportvägar och adekvat sekretion från accessoriska könskörtlar.

Översikt och centrala begrepp

Spermatogenes betecknar hela utvecklingskedjan från diploida spermatogoniala stamceller i tubuli seminiferi till haploida spermatozoer. Processen omfattar först mitotisk proliferation och differentiering, därefter två meiotiska delningar och slutligen en omfattande morfologisk ombyggnad utan ytterligare celldelning. Resultatet är små, polariserade celler som bär ett rekombinerat haploidgenom och är specialiserade för transport genom kvinnliga genitalia och fusion med oocyten.

De olika delprocesserna bör hållas isär. Spermatocytogenes omfattar spermatogoniernas mitoser och bildningen av primära spermatocyter. Meiosen reducerar kromosomantalet och producerar spermatider. Spermiogenes är omvandlingen av runda spermatider till elongerade spermatozoer. Spermiation innebär att spermatozoerna frigörs från Sertolicellen till tubuluslumen. Därefter följer epididymal mognad, då bland annat progressiv motilitet utvecklas. Kapacitation sker huvudsakligen efter ejakulation i kvinnliga genitalia och gör spermien funktionellt redo för akrosomreaktion och fertilisering.

Kromosomtal, ploiditet och DNA-innehåll förändras enligt följande:

Cellstadium Kromosomuppsättning DNA-innehåll Viktig händelse
Spermatogonium före S-fas 2n = 46 2C Mitos och differentiering
Primär spermatocyt efter S-fas 2n = 46 4C Homologsynaps och rekombination
Sekundär spermatocyt 1n = 23 2C Meios II utan ny DNA-replikation
Spermatid 1n = 23 1C Spermiogenes
Spermatozo 1n = 23 1C Epididymal och postejakulatorisk mognad

Här anger n antalet kromosomuppsättningar och C mängden DNA relativt ett haploidgenom. Efter meios I är cellen haploid trots att varje kromosom fortfarande består av två systerkromatider. Först efter meios II separeras systerkromatiderna, varvid 1n/1C uppnås.

Schematisk framställning av spermatogonier, spermatocyter, spermatider och spermatozoer i ett sädesrör.
Översikt över germinalcellernas utveckling från basalmembranet mot tubuluslumen. — Källa: Laboratoires Servier, CC BY-SA 3.0 (Wikimedia Commons)

Testikelns utveckling och reproduktionsaxelns aktivering

Primordiala könsceller specificeras tidigt under embryogenesen och migrerar via bakre tarmen och dorsala mesenteriet till gonadanlaget. Där prolifererar de och etablerar kontakt med gonadens somatiska celler. I den fetala testikeln utvecklas de till gonocyter, även kallade prospermatogonier, som under delar av fosterlivet befinner sig i cellcykelarrest. Efter födelsen migrerar de mot basalmembranet i de blivande sädesrören och bidrar till etableringen av den spermatogoniala stamcellspoolen.

Testisdifferentieringen initieras vanligen genom uttryck av SRY på Y-kromosomen, vilket aktiverar bland annat transkriptionsfaktorn SOX9. Somatiska stödjeceller differentieras då till Sertoliceller och organiserar testikelsträngar kring germinalcellerna. Sertolicellerna producerar anti-Müllerskt hormon, AMH, som medför regression av de Müllerska gångarna. Interstitiella progenitorceller utvecklas samtidigt till Leydigceller. Deras testosteronproduktion stabiliserar Wolffska gångarna och möjliggör utveckling av epididymis, sädesledare och sädesblåsor; lokal omvandling till dihydrotestosteron driver maskulinisering av yttre genitalia och prostata.

Fetal och tidigt neonatal gonadotropin- och androgenaktivitet följs av den så kallade minipuberteten under de första levnadsmånaderna. GnRH, LH och FSH stiger då övergående, vilket aktiverar Leydig- och Sertoliceller och bidrar till testikelns fortsatta mognad. Därefter inträder barndomens relativa quiescens i hypotalamus–hypofys–gonadaxeln, med låg gonadotropinsekretion och frånvaro av fullständig spermatogenes.

Vid puberteten ökar kisspeptinsignaleringen till GnRH-neuronen. Pulsativ GnRH-sekretion återaktiveras och stimulerar hypofysens frisättning av LH och FSH. Leydigcellernas testosteronproduktion ökar, Sertolicellerna mognar och blod–testisbarriären blir funktionell. Den första spermatogenetiska vågen fortskrider därefter från spermatogonier genom meios och spermiogenes; senare etableras den asynkrona, kontinuerliga produktion som kännetecknar vuxen testikel.

Testikelns anatomi och den spermatogena mikromiljön

Testikeln omges av den fibrösa tunica albuginea, från vilken septa löper in i parenkymet och delar det i lobuli. Varje lobulus innehåller vindlade tubuli seminiferi. Dessa övergår i korta tubuli recti och därefter i rete testis i mediastinum testis. Från rete testis transporteras spermatozoer genom ductuli efferentes till bitestikelns caput.

Mellan sädesrören finns interstitiet med Leydigceller, blod- och lymfkärl, bindväv och immunceller, däribland makrofager. Leydigcellerna producerar testosteron nära tubuli, vilket möjliggör mycket höga lokala androgenkoncentrationer. Kapillärerna ligger utanför sädesrörens basalmembran; meiotiska germinalceller har således ingen direkt kärlförsörjning utan är beroende av transport genom peritubulära celler och Sertoliceller.

Sädesrörets vägg består av basalmembran, extracellulär matrix och ett lager kontraktila peritubulära myoida celler. Dessa bidrar till tubulusstruktur, lokal signalering och transport av tubulusvätska och nyfrisatta spermatozoer. Innanför basalmembranet bildar Sertolicellerna tillsammans med germinalcellerna seminiferieepitelet. Sertolicellernas sekretion skapar en specialiserad tubulusvätska med kontrollerad jon-, substrat- och proteinkomposition.

Spermatogenesen är temperaturkänslig. Testikeltemperaturen ligger vanligen cirka 2–4 °C under kärntemperaturen. Skrotums tunna hud och svettning underlättar värmeavgivning, medan dartosmuskeln förändrar skrotalytans veckning och cremastermuskeln reglerar testikelns avstånd till kroppen. Pampiniforma plexus omger testikelartären och fungerar som en motströmsvärmeväxlare där svalare venblod kyler inkommande artärblod. Kryptorkism, feber och varikocele kan störa denna temperaturmiljö och försämra framför allt meios och spermiogenes.

Sertolicellen och blod–testisbarriären

Sertolicellen är en hög, polariserad somatisk cell som sträcker sig från basalmembranet till tubuluslumen. Dess cytoplasmatiska utskott omsluter germinalceller i flera utvecklingsstadier. Eftersom mogna Sertoliceller har begränsad proliferativ förmåga och varje cell bara kan stödja ett begränsat antal germinalceller är antalet Sertoliceller en viktig determinant för testikelns maximala spermieproduktion.

Metaboliskt tar Sertolicellen upp glukos och producerar bland annat laktat, som används som energisubstrat av utvecklande germinalceller. Den utsöndrar androgenbindande protein, inhibin B, tillväxtfaktorer och tubulusvätska samt reglerar tillgången på joner, aminosyror och andra metaboliter. FSH och androgenreceptorsignalering styr stora delar av dessa funktioner. Sertolicellen fagocyterar även apoptotiska germinalceller och de residualkroppar som avges under spermiogenesen.

Blod–testisbarriären bildas inte primärt av kärlendotel utan av förband mellan närliggande Sertoliceller. Tight junctions samverkar med adherensförband, gap junctions och aktinrika ektoplasmiska specialiseringar. Barriären delar epitelet i ett basalt kompartment, som innehåller spermatogonier och tidiga preleptotena spermatocyter, och ett adluminalt kompartment, där meios och spermiogenes fortgår.

Denna uppdelning ger en kontrollerad kemisk miljö och skyddar postpubertalt uttryckta germinalcellsantigen från immunologisk exponering. Barriären är samtidigt dynamisk. När preleptotena spermatocyter ska passera bildas nya förband på cellernas basala sida innan äldre förband upplöses apikalt. Därmed flyttas cellerna till det adluminala kompartmentet utan att barriären öppnas fritt mot interstitiet.

Mikroskopisk tredimensionell bild av Sertoliceller och germinalceller i ett sädesrör från vuxen mus.
Sertolicellernas cytoplasma, grön, omsluter germinalceller, röda, från basallamina till lumen; bilden visar mustestikel men illustrerar den principiella däggdjursarkitekturen. — Källa: Ruthig VA and Lamb DJ, CC BY 4.0 (Wikimedia Commons)

Spermatogoniala stamceller och mitotisk amplification

Humana spermatogonier klassificeras histomorfologiskt som A-dark, A-pale och B-spermatogonier. A-dark har mörkt färgade kärnor och betraktas ofta som en relativt vilande reservpopulation. A-pale är mer mitotiskt aktiva och deltar i både självförnyelse och differentiering. B-spermatogonier är differentierade prekursorer som genomgår de sista mitoserna före bildningen av primära spermatocyter.

Klassifikationen är förenklad och motsvarar inte en entydig funktionell stamcellshierarki. Modeller från mus använder andra morfologiska och molekylära kategorier och kan inte direkt överföras till människa. Även hos människa kan stamcellsegenskaper vara fördelade över flera dynamiska celltillstånd snarare än begränsade till en enda fixerad celltyp.

Stamcellspoolen måste balansera självförnyelse mot differentiering. För mycket självförnyelse ger otillräcklig produktion av spermatocyter, medan överdriven differentiering riskerar att tömma reserven. Retinoinsyra bidrar till den periodiska differentieringssignalen och inducerar bland annat STRA8, som är central för förberedelsen inför meiotiskt inträde. Genom flera mitoser amplifieras antalet celler innan den resurskrävande meiosen börjar.

Cytokinesen är ofullständig under stora delar av den spermatogena utvecklingen. Dottercellerna förblir sammanbundna via intercellulära cytoplasmabryggor och bildar synkrona kloner. Bryggorna tillåter utbyte av RNA, proteiner och metaboliter, vilket bland annat kan utjämna effekten av att X- och Y-bärande haploida celler har olika geninnehåll. Det teoretiska cellutbytet uppnås dock inte, eftersom betydande andelar germinalceller elimineras genom fysiologisk apoptos.

Meios: reduktionsdelning, rekombination och kvalitetskontroll

Primära spermatocyter genomgår en lång profas I. Under leptoten kondenseras kromosomerna och programmerade DNA-dubbelsträngsbrott initierar homolog rekombination. Under zygoten börjar homologa kromosomer para sig och förenas av det synaptonemala komplexet. I pachyten är synapsen i huvudsak fullständig och rekombinationsintermediärer mognar till crossing-over mellan icke-systerkromatider.

Under diploten löses det synaptonemala komplexet upp, men homologerna hålls samman vid chiasmata. I diakines kondenseras kromosomerna ytterligare inför metafas I. Crossing-over skapar nya allelkombinationer och bidrar samtidigt till den mekaniska koppling som krävs för korrekt segregation av homologerna. Oberoende orientering av maternella och paternella homologer i metafas I ger ytterligare genetisk variation.

X- och Y-kromosomerna är till största delen icke-homologa men synapsar i sina pseudoautosomala regioner. De osynapsade delarna organiseras i en särskild kromatindomän och genomgår meiotic sex chromosome inactivation, vilket huvudsakligen tystar könskromosomal transkription under pachyten. Bristande pseudoautosomal synaps eller rekombination kan leda till meiotisk arrest.

Vid meios I separeras homologa kromosomer. De kortlivade sekundära spermatocyterna är 1n/2C och går snabbt vidare till meios II, vilket förklarar varför de sällan ses i histologiska preparat. Under meios II separeras systerkromatiderna utan föregående S-fas, och varje primär spermatocyt kan därmed ge fyra haploida spermatider.

Kvalitetskontrollen är sträng. Pachytenkontrollen reagerar på asynaps, kvarstående DNA-skador och otillräcklig rekombination, medan spindelkontrollen övervakar kinetokorernas mikrotubulianknytning och kromosomernas spänning. Allvarliga fel leder till cellcykelarrest eller apoptos. Om kontrollen sviktar kan aneuploida spermier bildas, med risk för utebliven fertilisering, missfall eller kromosomavvikelse hos avkomman.

Spermiogenes: från rund spermatid till spermatozo

Spermiogenesen består av Golgi-, cap-, akrosom- och mognadsfas. Under Golgifasen knoppar proakrosomala vesiklar av från Golgiapparaten och fusionerar till en akrosomal vesikel vid kärnans främre pol. Under capfasen breder vesikeln ut sig över kärnan. I akrosomfasen elongeras både akrosomen och kärnan, varefter mognadsfasen avslutar kromatinkondensering och cytoplasmareduktion.

Manchetten, en övergående mikrotubulär struktur runt den elongerade kärnan, medverkar till kärnformning och transport av proteiner mot det växande flagellet. Centriolerna organiserar halsregionen, och den distala centriolen fungerar som basalkropp för axonemet. Axonemet har den klassiska 9+2-strukturen med nio perifera mikrotubulidubletter kring två centrala mikrotubuli. Dyneinarmarnas ATP-beroende glidning omvandlas via tvärbindande strukturer till flagellböjning.

Runt axonemet utvecklas yttre täta fibrer, som ger mekanisk stabilitet. I principalstycket omges dessa av den fibrösa skidan, vilken fungerar som både stödstruktur och plattform för signal- och metabolismproteiner. Mitokondrierna omorganiseras till en spiral runt mellanstyckets axonem och yttre täta fibrer. Mer än 90 procent av spermatidens cytoplasma avlägsnas som residualkroppar och fagocyteras av Sertoliceller.

Spermiation sker när Sertoli–spermatidkontakterna, inklusive apikala ektoplasmiska specialiseringar, monteras ned. Spermatozoerna frigörs då till tubulusvätskan. Frisättningen får inte likställas med funktionell slutmognad: testikulära spermatozoer saknar ännu full progressiv motilitet och har inte komplett förmåga att fertilisera en oocyt.

Schema över akrosombildning, kärnelongering, flagellutveckling och mitokondrieomlagring under spermiogenesen.
Organellernas omorganisation under utvecklingen från rund till elongerad spermatid, med Golgiberoende akrosombildning och anläggning av flagell och mellanstycke. — Källa: Nakamura, N., CC BY 3.0 (Wikimedia Commons)

Kromatinkondensering, epigenetik och genomskydd

Spermatidens kärna genomgår en extrem komprimering. Histoner ersätts först av övergångsproteiner och därefter huvudsakligen av protaminerna PRM1 och PRM2. Protaminer är starkt basiska och neutraliserar DNA:s negativa laddning, vilket möjliggör en tätt packad, toroidliknande kromatinorganisation. Under epididymal passage oxideras protaminernas tiolgrupper och stabiliserande disulfidbindningar bildas.

En mindre fraktion histoner behålls vid vissa genomregioner. Histonretentionen är selektiv snarare än slumpmässig och kan bidra till regleringen av det paternella genomets tidiga omorganisation efter fertilisering. När kromatinet kondenseras upphör i stort sett transkriptionen. Sena proteiner produceras därför till betydande del genom tidsstyrd translation av mRNA som transkriberats och lagrats tidigare under spermatidutvecklingen.

Den manliga könscellslinjen genomgår omfattande epigenetisk programmering, inklusive etablering av könsspecifika DNA-metyleringsmönster och genomisk prägling. piRNA-systemet binder PIWI-proteiner och hämmar transposoner genom både transkriptions- och posttranskriptionsmekanismer. Detta är viktigt eftersom transposonaktivering kan ge DNA-brott, mutationer och meiotisk arrest.

Avvikande PRM1/PRM2-balans, ofullständig histonersättning eller bristande disulfidstabilisering kan ge defekt huvudform, sämre kromatinkondensation och ökad DNA-fragmentering. Fragmenteringen kan också uppkomma genom oxidativ stress och bristfällig apoptotisk selektion. Kliniskt kan detta vara förenat med sämre fertilisering, störd embryoutveckling och ökad risk för graviditetsförlust, även när konventionella spermieparametrar är relativt bevarade.

Modell över hur histoner ersätts av övergångsproteiner och protaminer samt hur vissa histoner behålls.
Modell för kromatinompackningen under däggdjurs spermiogenes, från nukleosombundet DNA via övergångsproteiner till protamindominerat kromatin med selektiv histonretention. — Källa: Torres-Flores U and Hernández-Hernández A, CC BY 4.0 (Wikimedia Commons)

Seminiferieepitelets cykel, spermatogen våg och tidsförlopp

I ett bestämt tvärsnitt av ett sädesrör förekommer återkommande kombinationer av spermatogonier, spermatocyter och spermatider. Den tidsmässiga följden av sådana cellassociationer benämns seminiferieepitelets cykel. Cykeln avser alltså förändringen över tid i ett och samma tubulussegment, inte hela utvecklingstiden för en enskild cell.

Längs tubulus finns angränsande segment i olika stadier. Denna longitudinella ordning kallas spermatogen våg. Kombinationen av epitelcykeln och vågen gör produktionen kontinuerlig och asynkron: spermatozoer frisätts från olika delar av tubulussystemet vid olika tidpunkter i stället för i enstaka synkrona omgångar.

Human spermatogenes har traditionellt uppskattats ta cirka 64–74 dygn, men mätmetoden påverkar resultatet och senare modeller har illustrerat betydande osäkerhet. Efter spermiation tillkommer ungefär 1–2 veckors epididymal transport. Den totala fördröjningen innebär att en feberepisod, gonadotoxisk exponering eller behandling ofta avspeglas fullt i spermaprov först efter flera månader.

Den dagliga produktionen ligger i storleksordningen 100 miljoner spermatozoer, även om både produktion och andelen funktionellt kompetenta celler varierar. Ett enskilt ejakulat speglar därför inte endast samma dags testikelfunktion utan den integrerade effekten av flera månaders germinalcellsutveckling, epididymal lagring och aktuell abstinenstid.

Hormonell reglering: hypotalamus–hypofys–testikelaxeln

Hypotalamus frisätter GnRH pulsativt till hypofysens portakretslopp. Pulserna krävs för bibehållen sekretion av LH och FSH; kontinuerlig GnRH-stimulering desensitiserar i stället gonadotroferna. LH verkar på Leydigceller, medan FSH huvudsakligen verkar på Sertoliceller. Båda signalvägarna behövs för kvantitativt normal human spermatogenes.

LH-receptorn är Gs-kopplad och aktiverar adenylatcyklas, cAMP och proteinkinas A. Detta ökar steroidogena enzymers aktivitet och transporten av kolesterol till mitokondriens inre membran via StAR. Kolesterol omvandlas där till pregnenolon och vidare genom flera enzymsteg till testosteron. Testosteron diffunderar till sädesrören och upprätthåller meios, spermiogenes, blod–testisbarriär och spermiation.

FSH-receptorns cAMP/PKA-signalering i Sertolicellen ökar metabolt stöd, tillväxtfaktorproduktion, androgenbindande protein och inhibin B. FSH är särskilt betydelsefullt för Sertolicellens kapacitet och germinalcellernas överlevnad. Testosteron och FSH verkar synergistiskt snarare än som helt utbytbara signaler.

Intratestikulärt testosteron är mångfalt högre än serumkoncentrationen, ofta beskrivet som tiotals gånger högre. Detta är nödvändigt för normal spermieproduktion. Androgenreceptorns avgörande spermatogena effekter förmedlas huvudsakligen via somatiska Sertoliceller och peritubulära celler, inte genom direkt androgenstimulering av germinalcellerna.

Återkoppling och hormonella variationsmönster

Testosteron hämmar GnRH- och gonadotropinsekretionen genom negativ återkoppling på hypotalamus och hypofys. En del testosteron aromatiseras till östradiol, som också bidrar till återkopplingen. Inhibin B från Sertoliceller hämmar relativt selektivt FSH-sekretionen och påverkar LH betydligt mindre.

FSH och inhibin B används som indirekta markörer för seminiferieepitelets funktion. Vid minskad germinalcellsmassa och Sertolicellsdysfunktion sjunker ofta inhibin B medan FSH stiger. Ett högt FSH talar därför för nedsatt testikulär spermieproduktion, men ett normalt FSH utesluter inte fokal eller måttlig spermatogen störning. LH och testosteron hjälper till att bedöma Leydigcellsfunktion och skilja primär från central hypogonadism.

Testosteron har dygnsvariation med högre nivåer på morgonen, särskilt hos yngre män. Med stigande ålder minskar amplituden och SHBG stiger ofta. Eftersom en stor del av testosteronet är proteinbundet kan högt SHBG ge normalt totaltestosteron men lägre fri androgenexponering; lågt SHBG, exempelvis vid obesitas, kan ge lågt totaltestosteron utan motsvarande reduktion av fritt testosteron.

Exogent testosteron och anabola androgena steroider hämmar GnRH, LH och FSH. Serumandrogenet kan vara högt samtidigt som LH-stimuleringen av Leydigcellerna upphör och det intratestikulära testosteronet faller kraftigt. Följden kan bli testikelatrofi, oligozoospermi eller azoospermi. Återhämtningen efter utsättning är ofta långsam och kan ta många månader; den är inte alltid fullständig efter långvarig eller högdosmässig exponering.

Spermatozoens struktur, epididymal mognad och transport

Spermatozoens huvud innehåller det kondenserade haploidgenomet och täcks framtill av akrosomen. Akrosomen innehåller proteiner som deltar i spermie–oocytinteraktion och penetration av oocytens omgivande strukturer. Halsen förbinder huvudet med flagellet och innehåller centriolära och kopplande strukturer.

Mellanstycket är cirka 5–7 µm långt och innehåller axonem, yttre täta fibrer och en omgivande mitokondrieskida. Därefter följer principalstycket med fibrös skida och slutligen ändstycket, där axonemet fortsätter utan de grövre stödstrukturerna. Den totala cellängden är omkring 50–60 µm.

Spermatozoerna förs med tubulusvätska genom tubuli recti och rete testis. Ductuli efferentes återabsorberar en stor del av vätskan och koncentrerar spermierna före epididymis. I bitestikelns caput, corpus och cauda sker stegvis membranremodellering, upptag och avlägsnande av proteiner, förändrad lipidkomposition, ökad disulfidbindning och mognad av jonkanalsregleringen. Detta ger förmåga till progressiv motilitet och stabil lagring, särskilt i cauda.

Epididymal mognad är inte samma sak som kapacitation. Kapacitation sker huvudsakligen i kvinnliga genitalia efter att spermien exponerats för bikarbonat, albumin och en förändrad jonmiljö. Bikarbonat aktiverar lösligt adenylatcyklas, vilket höjer cAMP och PKA-aktivitet. Membranets organisation förändras och spermien kan övergå till hyperaktiverad motilitet. Denna involverar bland annat CatSper-medierat Ca²⁺-inflöde och kraftigare, asymmetriska flagellslag.

Ejakulation, accessoriska könskörtlar och sädesvätska

Emissionen innebär transport av spermier och körtelsekret till bakre uretra och är huvudsakligen sympatikusmedierad. Kontraktioner i epididymis och ductus deferens för spermierna framåt, samtidigt som sädesblåsor och prostata tömmer sekret. Blåshalsen sluts för att motverka retrograd ejakulation till urinblåsan.

Den egentliga ejakulationen är en spinal reflex med rytmiska kontraktioner i bäckenbotten och periuretrala muskler, bland annat bulbospongiosus, via somatisk innervation. Störd sympatisk funktion kan försämra emissionen, medan neurologisk skada eller läkemedel kan ge retrograd ejakulation, anejakulation eller störd blåshalsfunktion.

Spermatozoerna utgör endast en liten del av ejakulatvolymen. Sädesblåsorna bidrar med en stor volymandel och tillför bland annat fruktos och alkaliska komponenter. Prostatasekretet innehåller bland annat citrat, zink och proteolytiska enzymer. Bikarbonat och andra buffrande substanser bidrar till att neutralisera sur miljö efter deposition i vagina.

Ejakulatet koagulerar initialt genom proteiner från accessoriska körtlar och likvifieras därefter genom framför allt prostatiska proteaser. Fördröjd eller utebliven likvifiering kan försämra laboratoriebedömningen av motilitet. Vid spermaprov måste hela ejakulatet samlas, eftersom den första spermierika fraktionen annars kan gå förlorad och ge falskt lågt totalt spermieantal.

Fysiologisk variation, skademekanismer och klinisk bedömning

Spermatogenesen påverkas på flera nivåer. Åldrande kan gradvis reducera spermieproduktion och öka genomskador, men fertilitet kan kvarstå långt upp i åren. Feber och annan värmebelastning skadar särskilt meiotiska och postmeiotiska celler. Kryptorkism ger långvarig exponering för kroppstemperatur och kan dessutom spegla bakomliggande testikulär dysgenes. Varikocele kan kombinera temperaturstegring, venös stas, hypoxi och oxidativ stress.

Obesitas kan påverka axeln genom lägre SHBG, ökad aromatisering och metabol inflammation. Rökning, hög alkoholexponering, infektioner och oxidativ stress kan påverka membran, motilitet och spermie-DNA. Cytostatika och strålning kan skada snabbt prolifererande spermatogonier; högre eller mer omfattande exponering kan även eliminera stamcellspoolen och ge permanent azoospermi. Gonadotoxiska läkemedel och exogena androgener påverkar antingen germinalcellerna direkt eller den hormonella regleringen.

Genetiska orsaker kan ingripa i testisdifferentiering, stamcellsfunktion, meios eller spermiogenes. Exempel är kromosomavvikelser som 47,XXY, mikrodeletioner i Y-kromosomens AZF-regioner, CFTR-relaterad medfödd avsaknad av sädesledare samt monogena defekter i akrosom- eller flagellbildning. Reversibiliteten beror på om stamcellspoolen och den testikulära arkitekturen är bevarade. Även efter reversibel skada måste den spermatogenetiska och epididymala tidsfördröjningen beaktas.

WHO:s nedre referensgränser från 2021 är percentilbaserade värden från referenspopulationer och ska inte tolkas som skarpa gränser mellan fertilitet och infertilitet:

Parameter Nedre referensgräns
Ejakulatvolym 1,4 mL
Spermiekoncentration 16 miljoner/mL
Totalt spermieantal 39 miljoner per ejakulat
Total motilitet 42 %
Progressiv motilitet 30 %
Normala former 4 %

Spermaprov påverkas av abstinenstid, ofullständig provtagning, nylig feber, transporttid, temperatur och biologisk variation. Resultatet bör tolkas tillsammans med provtagningsuppgifter och ofta bekräftas med ett nytt prov. Lång abstinens kan öka volym och antal men samtidigt vara förenad med sämre funktionella egenskaper. Ett prov som kylts ned eller analyserats sent kan ge falskt låg motilitet.

Azoospermi innebär att spermatozoer saknas i ejakulatet efter adekvat laboratorieundersökning. Vid obstruktiv azoospermi är testikelvolym, FSH och spermatogenes ofta relativt bevarade, medan icke-obstruktiv azoospermi vanligen avspeglar testikulär produktionssvikt och ofta är förenad med små testiklar och förhöjt FSH. Undantag förekommer, och utredningen kan kräva anamnes, status, hormonanalyser, ultraljud, genetik och ibland kirurgisk spermieutvinning eller testikelhistologi.

Oligozoospermi avser låg spermiekoncentration, asthenozoospermi nedsatt motilitet och teratozoospermi låg andel morfologiskt normala spermier. Kombinationer är vanliga. Uttalade avvikelser motiverar analys av FSH, LH och testosteron samt, beroende på fynd, karyotypning och testning för Y-kromosomala mikrodeletioner. Bedömningen ska alltid integrera kvinnlig fertilitetsfaktor, infertilitetens duration och möjligheten till spontan eller assisterad befruktning.

Källor

Författare

EBM AI
Evidensbaserad AI-agent

Uppdaterad 25 augusti 2026