De kwaliteit van het mannelijk zaad

Regelmatig worden we opgeschrikt door alarmerende berichten over de verslechtering van het mannelijk zaad. Sommige onderzoeken bevestigen dit, maar uit andere onderzoeken blijkt juist dat het sperma is verbeterd. Bovendien is het mysterie van de Finse zaadcellen nog steeds niet opgelost. Finse kerels zouden twee keer zoveel zaadcellen produceren als andere mannen.

“Kijk, hier heb je er een zonder bruingekleurd kopje. Die redt het niet.” Professor dr F. Comhaire van de Universiteit Gent wijst met zijn aanwijsstok naar een overigens gewoon uitziende spermacel. Het bruine kopje waar hij op doelt, bevat stoffen waarmee de zaadcel zich een weg moet banen door de zona pellucida: een schil die de eicel omgeeft. Zelfs al slaagt de spermacel erin de lange reis van acht centimeter naar de eierstok te voltooien, dan nog zal hij er niet in slagen om de eicel te bevruchten.
Op een glaasje onder de microscoop blijkt pas goed hoe de kwaliteit van spermacellen varieert. Sommige hebben een te korte of misvormde staart, andere hebben een sigaarvormige kop. Ook zitten er een paar tussen met twee koppen. Op het oog normale spermacellen maken merkwaardige hoekige bewegingen. Die halen de eicel niet eens, omdat ze niet in staat zijn om tegen de stroom in te zwemmen. Gelukkig zitten er ook enkele tussen die zich met ferme slag voortbewegen; de ‘spes patriae’, waarvan er één de eicel zal bevruchten.

Theelepel

Een reageerbuisje met het resultaat van één mannelijke zaadlozing noopt tot bescheidenheid. Het bevat drie milliliter zaadvocht, minder dan een theelepel, dat tussen de twintig miljoen en driehonderd miljoen spermacellen kan bevatten. De concentratie spermacellen per milliliter varieert niet alleen tussen mannen onderling, maar ook bij eenzelfde man, vertelt dr R. Weber van het Academisch Ziekenhuis Rotterdam/Dijkzigt. Een kleine verkoudheid kan al een dramatische daling in het aantal spermacellen te zien geven, evenals stress op het werk, drank, medicijnen en roken.
Vergeleken met die enkele eicel die de vrouw maandelijks produceert, lijken een paar honderd miljoen spermacellen een forse verspilling van Moeder Natuur. Zelfs bij gezond sperma is de kans op bevruchting echter vrij klein. Van de honderd miljoen spermacellen slagen er ongeveer honderdduizend in om de eileider te bereiken. Slechts enkele tientallen zijn in staat om bij aankomst bij de eicel de beschermende zona pellucida te doorboren.

Cheetah

Het zaad van de man is van nature niet erg gezond. Van de honderd miljoen spermacellen is twintig procent niet vooruit te branden. Nog eens veertig procent heeft een abnormale vorm. Met andere woorden: van de honderd spermacellen zijn er slechts veertig in staat om de reis naar de eicel te maken. De enige andere zoogdieren met een zo hoog gehalte aan misvormde spermacellen zijn enkele bedreigde kattensoorten, zoals de cheetah.
Sinds enkele jaren bestaat echter het vermoeden dat ook andere factoren een rol spelen, zoals stoffen in het milieu en de voeding. Prof dr N. Skakkebaek, endocrinoloog van het Nationaal Universiteitsziekenhuis van Kopenhagen richtte in 1990 een afdeling op voor onderzoek naar vruchtbaarheidsproblemen bij de man. Hij deed dit om een aantal redenen. In de laatste decennia is het aantal gevallen van zaadbalkanker gestegen, een vorm van kanker die vooral voorkomt bij jonge mannen na de puberteit. In Denemarken zijn deze aandoeningen verdrievoudigd. Verder bleken relatief veel jongens, ruim 5%, last te hebben van cryptorchidie, het niet indalen van een of beide zaadballen. Dat indalen gebeurt gewoonlijk net voor de geboorte. Ook vroeg Skakkebaek zich af, waarom het zoveel moeite kost om geschikte spermadonors te vinden. Bij sommige centra blijkt slechts een op de tien mannen geschikt te zijn als donor.
Hij onderzocht eerst het sperma van enkele honderden Deense mannen, werkzaam in kantoorbanen en andere beroepen waarin ze niet werden blootgesteld aan chemicaliën. De resultaten waren, zacht gezegd, onthullend. De gemiddelde spermaconcentratie wordt gesteld op honderd miljoen spermacellen per milliliter, maar bij de Deense mannen waren dat er slechts veertig miljoen. Ook was het aandeel onbeweeglijke of misvormde cellen niet de verwachte 60%, maar 84%.

Spermakwaliteit

Daarop startte Skakkebaek met zijn collega Carlsen een onderzoek naar de spermakwaliteit door de jaren heen. Ze verzamelden 61 onderzoeken naar spermahoeveelheden, uitgevoerd tussen 1938 en 1990 bij in totaal ongeveer 15.000 mannen. Ze concludeerden dat de concentratie van spermacellen in die periode drastisch was verminderd, van 113 miljoen per milliliter in 1940 tot 66 miljoen per milliliter nu. Omdat ook het aantal milliliters was teruggelopen, van 3,4 tot 2,7 per zaadlozing, betekende dat meer dan een halvering van het aantal cellen per ejaculatie.

Deze advertentie van Greenpeace ging vergezeld van een tekst die door de Advertising Standards Authority (ASA) werd verboden. De tekst suggereerde dat chemische afvalstoffen in zee de penissen van mannen doen krimpen. Volgens de ASA is dit niet voldoende bewezen.Greenpeace

Greenpeace

De resultaten van dit onderzoek bracht milieuorganisatie Greenpeace ertoe, in Engeland te adverteren met de tekst: You’re not half the man your father was. Dat is wat voorbarig, want op de conclusies van Skakkebaek en Carlsen valt het nodige af te dingen.
Zo is het tellen van spermacellen niet zo eenvoudig als het lijkt. De al genoemde dr R. Weber van het Dijkzigt-ziekenhuis in Rotterdam deed een ringonderzoek onder diverse ziekenhuislaboratoria. In zo’n onderzoek krijgen de laboratoria allemaal hetzelfde monster. Toch telde het ene laboratorium tien miljoen spermacellen per milliliter en het andere honderd miljoen, tien keer zoveel. Het is daarom riskant om onderzoeken over een periode van vijftig jaar met elkaar te vergelijken.
Een ander kritiekpunt is, dat Skakkebaek en Carlsen een zogenoemde lineaire regressieanalyse hebben uitgevoerd op de gegevens. Dat levert een rechte lijn op. Eigenlijk mag dat alleen als er sprake is van een lineair verband, dat wil zeggen dat de afname van spermacellen in de tijd constant is. Dat weten we echter niet. Met hetzelfde gemak kunnen we een curve trekken waarbij de spermaconcentratie sterk daalt tot halverwege de jaren zestig en daarna weer licht stijgt. Als dat zo is, dan is de spermakwaliteit alweer aan de beterende hand.
Skakkebaek is niet erg onder de indruk van alle kritiek. Wat je er ook voor analyse op los laat, zegt hij, het valt niet te ontkennen dat het aantal spermacellen links in de grafiek een stuk hoger ligt dan rechts.

Normaal uitziende spermatozoa (gezond sperma). De kop vertoont een blauw kapje (acrosoom), dat de enzymen bevat waardoor de zaadcellen zich in de eicel kunnen boren. Spermatozoa met een abnormale bouw (slecht sperma). 1 heeft een onregelmatige kop, 2 heeft geen acrosoom, 3 heeft geen kop en bij 4 zit het middenstuk niet goed aan de kop vast.Dr F. Comhaire

jpgCarlsen en Skakkebaek vergeleken 61 onderzoeken tussen 1938 en 1990 naar de hoeveelheid sperma van in totaal 15.000 Deense mannen. Met een regressie-analyse kwamen ze tot de conclusie dat het aantal spermacellen sinds 1938 is teruggelopen van 113 miljoen naar 66 miljoen per milliliter, bijna een halvering dus.N&T

Mysterie

Nieuw onderzoek naar de concentratie en de kwaliteit van sperma levert tegenstrijdige resultaten op. Begin vorig jaar bleek uit een Franse studie, dat de concentratie van zaadcellen tussen 1973 en 1992 is afgenomen met gemiddeld 2,7% per jaar. De beweeglijkheid van de cellen was verminderd met 0,6% per jaar en het aantal normale cellen was met 0,5% per jaar gedaald. Ook recent Schots onderzoek laat zien, dat de concentratie spermacellen in de afgelopen twintig jaar met een kwart is verminderd, terwijl onderzoek van Comhaire onder Belgische jonge mannen een sterke verslechtering van de kwaliteit van de zaadcellen laat zien.

Spermadonoren

Mannelijke zaadballen zijn nagenoeg geheel gevuld met sterk gekronkelde en vertakte zaadbuisjes, waarin de spermacellen worden gevormd.N&T

Comhaire onderzoekt sinds 1977 de spermakwaliteit van mannen tussen de 20 en 35 jaar die zich bij het academisch ziekenhuis in Gent melden als donor. In totaal gaat het om 416 mannen. Comhaire heeft gekeken naar concentratie, beweeglijkheid en vorm van de spermacellen.
De spermadonoren in de periode ’77-‘80 zijn vergeleken met die van ’90 tot ’94. We zien een lichte daling van de concentratie spermacellen van 71 miljoen per milliliter in de groep ’77-‘80 tot 59 miljoen in de groep ’90-‘94. De hoeveelheid zaadvocht per zaadlozing is echter iets toegenomen, van 2,9 milliliter tot 3,3 milliliter. De totale hoeveelheid spermacellen per zaadlozing is dus ongeveer gelijk gebleven, 187 miljoen in de groep ’77-‘80 en 181 miljoen in de groep ’90-‘94.
Met de beweeglijkheid en de vorm van de zaadcellen is er wel iets aan de hand. Zaadcellen moeten met een snelheid van minimaal 0,022 millimeter per seconde (acht centimeter per uur) stroomopwaarts zwemmen om tijdig bij de eicel te komen. Het aandeel cellen dat daartoe in staat is, is gemiddeld genomen sterk gedaald: van 52,7% in ’77-‘80 tot 31,7% in ’90-‘94.
Om binnen twaalf maanden een zwangerschap tot stand te brengen (dat is het criterium voor vruchtbaarheid bij mannen), moet ongeveer een kwart van de zaadcellen beweeglijk genoeg zijn. In de groep ’77-‘80 zat iets meer dan 5% van de onderzochte mannen onder die grens, in de groep ’90-‘94 was dat 41%. Met andere woorden, als we beweeglijkheid als maatstaf nemen, dan is er een behoorlijke groep jonge, gezonde mannen onder de grens voor vruchtbaarheid terecht gekomen. Dat wil niet zeggen dat ze geen kinderen kunnen krijgen; het duurt alleen gemiddeld langer voor er een zwangerschap tot stand is gekomen.

De wand van de buisjes bestaat uit kiemcellen die de spermacellen vormen en Sertolicellen die de kiemcellen voeden. Uit een deel van de kiemcellen aan de buitenrand (spermatogoniën) ontstaan door deling spermatocyten, die via het spermatide-stadium tot spermacel rijpen.N&T

Inmiddels is de neergaande lijn van de beweeglijkheid weer licht aan het stijgen. Dat blijkt ook uit de praktijk. Comhaire vertelt dat in 1992 geen enkele kandidaat-donor aan de voorwaarden voldeed. In 1993 kon hij een van de zeven donoren aannemen. Vroeger, in de periode ’77-‘80, werd een op de drie kandidaten donor.
De lichte verbetering die we bij beweeglijkheid zien, doet zich niet voor bij het derde aspect van zaadkwaliteit dat Comhaire heeft onderzocht, de vorm. Die is belangrijk, doordat abnormaal gevormde zaadcellen door de eicel worden ‘afgewezen’. Het percentage abnormaal gevormde zaadcellen blijft stijgen in de periode 1977 tot 1994, van gemiddeld 63% in ’77-‘80 tot ruim 75% in ’90-‘94.
Volgens Comhaire heeft de verminderde spermakwaliteit merkbare gevolgen voor de vruchtbaarheid. Het aantal onvruchtbare paren is de laatste twintig jaar toegenomen van 9% in 1975 tot 15% nu. Die toename kan ook andere oorzaken hebben. Paren beginnen gemiddeld later aan kinderen. Bekend is dat de vruchtbaarheid van vrouwen afneemt na het 28e levensjaar.
Een factor is ook, dat er tegenwoordig technologie beschikbaar is om iets aan onvruchtbaarheid te doen. Waar paren zich er vroeger in stilte bij neerlegden dat ze geen kinderen konden krijgen, stapt men nu naar de kliniek. Een factor die we niet moeten uitsluiten, is dat onvruchtbaarheid nu beter wordt geregistreerd dan vroeger.

Daar tegenover staat het ‘mysterie van de Finse zaadcellen’. Waar de Denen blijven steken op veertig miljoen zaadcellen per milliliter, produceren Finse donoren gemiddeld nog tachtig tot honderd miljoen cellen per milliliter. De concentratie is zelfs nog iets toegenomen in de periode tussen 1958 en 1992. Over de oorzaak van de betere spermakwaliteit van Finse mannen ten opzichte van hun Europese collega’s tast men in het duister.
Uit een ander onderzoek, uitgevoerd door Harry Fisch, directeur van het Male Reproduction Center van het Columbia Presbyterian Medical Center, blijkt dat ook in het zaad van mannen in de Verenigde Staten de concentratie van spermacellen de laatste vijfentwintig jaar is gestegen.
De vraag is wat de oorzaken kunnen zijn van een dalende spermakwaliteit. Comhaire wijst op bepaalde stoffen in het milieu, in het bijzonder nonylfenolen en restanten van bestrijdingsmiddelen. Deze stoffen zouden de werking van het vrouwelijk hormoon oestrogeen nabootsen en op die manier de ontwikkeling van de mannelijkheid in het ongeboren kind beïnvloeden.
Het geslacht van de boreling is genetisch bepaald en ontwikkelt zich al vroeg in de foetale fase. Het Y-chromosoom, dat alleen bij mannen voorkomt, draagt een gen dat de ontwikkeling van de testes en de productie van testosteron aanstuurt. Als dat signaal niet wordt gegeven, ontwikkelt de foetus vrouwelijke geslachtskenmerken, zelfs als het erfelijk gezien een jongetje is.

De structuurformules van testosteron en oestradiol.N&T

De ontwikkeling van de ‘mannelijkheid’ is in feite het resultaat van een strijd tussen oestrogenen en androgenen (mannelijke geslachtshormonen). Als de mannelijke foetus wordt blootgesteld aan te veel (pseudo)-oestrogenen kan de ontwikkeling van spermatocyten, voorlopers van sperma, worden belemmerd. Daardoor zou op latere leeftijd zaadbalkanker ontstaan. Een tweede mogelijk effect van teveel oestrogenen heeft betrekking op de productie van sperma. De testes bestaan uit een groot aantal buisjes die zijn bekleed met Sertoli-cellen en kiemcellen. De Sertoli-cellen voeden de kiemcellen die uiteindelijk zaadcellen voortbrengen. Blootstelling aan teveel (pseudo)-oestrogenen tijdens de foetale ontwikkeling kan de vorming van Sertoli-cellen afremmen, waardoor het aantal spermacellen lager wordt.

Een oestrogene stof kan binden aan de oestrogeenreceptor en zo de cel aanzetten tot de productie van eiwitten. Pseudo-oestrogenen kunnen de plaats van het oestrogeen innemen.N&T

Vervrouwelijking onder invloed van pseudo-oestrogenen beperkt zich niet tot mensen. Dr P. Matthiesen van het Britse ministerie van Landbouw en Visserij toont een tamelijk bloederige dia van een opengesneden regenboogforel. Duidelijk is te zien dat het dier zowel een eileider heeft als testes. Een typisch voorbeeld van intersex, aldus Matthiesen, waarschijnlijk veroorzaakt door stoffen in het afvalwater van een wolwasserij.

Sekseverandering

Vissen zijn erg gevoelig voor hormonen, een kleine hoeveelheid is genoeg voor een sekseverandering. In de visteelt wordt daar ook gebruik van gemaakt door jonge vissen hormonen toe te dienen, zodat ze mannetje worden en sneller groeien. Bij de regenboogforel is sprake van het omgekeerde. Bij blootstelling aan pseudo-oestrogenen gaan ook mannetjes het vrouwelijke eiwit vitellogenine produceren.
Inmiddels gebruikt de groep van Matthiesen de regenboogforel als laboratoriumrat. Viskooien worden gedurende enkele weken in de rivier gehangen om te kijken of er stoffen in het water zitten die de productie van vitellogenine versterken. Het blijkt vooral te gaan om de stof nonylfenol, een restprodukt van APE. APE (alkylfenolpolyethoxylaat) is een oppervlakte-actieve stof die wordt gebruikt voor het maken van industriële reinigingsstoffen en metaalontvettingsmiddelen en als emulgator in verf en papier.
Er zijn nog andere stoffen waarvan men denkt dat ze de werking van oestrogenen nabootsen. Dat zijn veelal stoffen van natuurlijke oorsprong: de fyto-oestrogenen, geproduceerd door planten, en de myco-oestrogenen, afkomstig van schimmels.

Pseudo-oestrogenen in de natuur

In de jaren veertig werden schapen in Australië getroffen door een epidemie van onvruchtbaarheid. Na lang speuren bleek dit te komen doordat ze een bepaald soort klaver aten, afkomstig uit de regio van de Middellandse Zee. De variëteit was naar Australië geïmporteerd, omdat die het erg goed deed. De plant produceerde echter ook formononetine, een fyto-oestrogeen.
Veel planten maken overigens stoffen die op hormonen lijken, vaak als een soort verdediging tegen vraat door insecten, vogels en zoogdieren. Volgens de Amerikaan C. Hughes, endocrinoloog aan de Wake Forest University, correspondeert de productie van hormonen van sommige planten zelfs met de vruchtbaarheidscyclus van hun voornaamste vijanden.
Mensen maken overigens al eeuwen gebruik van plantaardige hormonen om hun eigen vruchtbaarheid te regelen. Sommige soorten venkel en wilde penen werden in diverse culturen gebruikt om zwangerschap te voorkomen of om abortus op te wekken.

Ook wordt een scala van chemicaliën verdacht. Eén daarvan is een variant van het bestrijdingsmiddel DDT. Er zijn vage vermoedens dat deze stof verantwoordelijk is voor de lesbische zeemeeuwen op eilanden voor de kust van Californië.
In 1968 ontdekte de bioloog Ralph Schreiber daar nesten die een meer dan normaal aantal eieren bevatten. Later werd hetzelfde waargenomen door het echtpaar George en Molly Hunt. Het bleek te gaan om eieren van meer vrouwen in hetzelfde nest. De verklaring luidt dat mannelijke zeemeeuwen vervrouwelijken doordat ze zijn blootgesteld aan o,p-DDT Daarom hebben ze geen zin meer in de reis naar de broedplaats. Gedwongen door het mannentekort zouden de daar aanwezige vrouwelijke zeemeeuwen dan maar samen een nest beginnen.

Tieners

Theo Colborn, een Amerikaanse zoöloge beschrijft legio van dit soort voorbeelden in haar recent verschenen boek Our stolen future, met een voorwoord van vice-president Al Gore. De titel is een cynische verwijzing naar het VN-rapport over de duurzame samenleving Our common future. Volgens Colborns boek wordt de voortplanting van mens en dier bedreigd door hormonale vervuiling. Maar ook seksueel gedrag zou daardoor veranderen. Een antropologe meent dat ook veranderde seksuele gewoonten onder Amerikaanse tieners te wijten zijn aan endocrine disruption.
Vooral chemicaliën als bestrijdingsmiddelen en PCB’s zijn daarvoor verantwoordelijk, meent Colborn. Jarenlang gebruik heeft ertoe geleid dat deze, moeilijk afbreekbare, chemicaliën zich over de hele wereld hebben verspreid, van de speklaag van ijsberen tot en met de veren van de keizerspinguïn. Via de voeding zou de mens resten van bestrijdingsmiddelen op groente binnen krijgen, maar ook een stof als bisfenol A, die in zeer geringe hoeveelheden ‘lekt’ uit polycarbonaat, een plastic waar flessen voor melk en bronwater van worden gemaakt.
Niet iedereen gelooft deze verklaring. Dr C.A. van der Heijden, directeur van het Centrum voor Gezondheid en Milieu in Bilthoven, een afdeling van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), vindt de beweringen van Colborn en andere onheilsprofeten rijkelijk voorbarig: “Het lijkt wel alsof we regelmatig worden getroffen door een aanval van chemofobie: een dwangmatige behoefte om gezondheid te koppelen aan het gebruik van chemicaliën. Ik vind dat wetenschappers objectief moeten blijven en hun beweringen moeten staven met bewijzen. En die heb ik nog niet gezien.”
Als er al sprake is van het verminderen van mannelijke vruchtbaarheid, dan kan dat volgens Van der Heijden nog vele andere oorzaken hebben. “Strakke (onder)broeken bijvoorbeeld, langdurig televisie kijken of autorijden. Wat deze zaken gemeen hebben is dat ze de lagere temperatuur van het scrotum, de balzak, doen stijgen tot lichaamstemperatuur. Dit pakt negatief uit voor de spermaproductie. Daarnaast zijn er voedingsmiddelen zoals noten en soja die oestrogeen-achtige stoffen bevatten.” Volgens andere onderzoeken brengt ook het roken van tabak en marihuana de spermaproductie omlaag.
Omdat er nog zoveel onduidelijk is, organiseert het Europese Centrum voor Milieu en Gezondheid van de WHO aan het einde van dit jaar een conferentie in Engeland. Van der Heijden: “Die conferentie moet nu maar eens duidelijkheid scheppen over wat we zeker weten over de relatie tussen vruchtbaarheid en stoffen in het milieu, wat we vermoeden en welke veronderstellingen uit de lucht zijn gegrepen.” Geen overbodige luxe, gezien de toenemende hysterie over het onderwerp.