5. Tierversuche und 6. Querbewertung: Was die Experimente tragen und was nicht

5. Tierversuche

Tierversuche beantworten, ob ein Stoff im Prinzip die Entwicklung der Keimzellen und der Hodenfunktion stören kann, und sie erlauben es, Zeitfenster, Dosis und Mechanismus zu untersuchen. Sie beantworten nicht, ob dieselbe Wirkung bei Menschen mit üblichen Expositionen auftritt. Dosis, Applikationsweg (subkutan, intraperitoneal, Schlundsonde, Trinkwasser), Entwicklungsdauer und Hodenbiologie unterscheiden sich zwischen Art und Mensch, und die in Abschnitt 4 besprochene Artvergleichsstudie [s149] fand eine übereinstimmende Antwort in nur einem Drittel der Analysen. Die Studien sind nach Exposition gegliedert. Jede Studie wird mit Tiermodell, Dosierung, Fallzahl, allen im Abstract oder Volltext genannten Zahlen und mit Stärken und Schwächen dargestellt.

5.1 Nikotin und Tabakrauch

Sobinoff und Mitarbeiter 2014: mütterlicher Zigarettenrauch bei der Maus [s154]. Damaging legacy: maternal cigarette smoking has long-term consequences for male offspring fertility (Human Reproduction). Die Autoren bezeichnen die Arbeit als erstes umfassendes Tiermodell des mütterlichen Rauchens und seiner Folgen für die männliche Fortpflanzungsfunktion der Nachkommen. Design: 27 fünf Wochen alte weibliche C57BL/6-Mäuse wurden sechs Wochen lang in einer Nasenkammer ("nose-only") Zigarettenrauch ausgesetzt (Behandlung) und 27 Raumluft (Kontrolle), anschließend mit Zuchtböcken verpaart; die Rauchexposition der Behandlungsgruppe lief über Paarung, Schwangerschaft und Stillzeit bis zum Absetzen der Jungen am 21. Lebenstag. Die männlichen Nachkommen wurden an den Lebenstagen 3, 6, 12, 21 und 98 (adult) untersucht; insgesamt wurden etwa 108 Nachkommen rauchexponierter Mütter und Kontrollen ausgewertet. Methoden: Hodenhistologie, Apoptose- und DNA-Schadensnachweis (Caspase-Immunhistochemie, TUNEL), Sertoli-Zell-Morphologie und Spermatogonien-Stammzellpopulation, Microarray und qPCR, Spermienzahl und -beweglichkeit, Zona-/Oolemma-Bindungstests, Comet-Analyse, Sequenzierung des mitochondrialen Genoms und Fertilitätsversuche mit den erwachsenen exponierten Söhnen.

Ergebnisse: Der mütterliche Rauch erhöhte die Apoptose von Gonozyten und meiotischen Spermatozyten (P < 0,01) und führte zu einer Keimzellverarmung in den Samenkanälchen neugeborener und juveniler Nachkommen. Eine gestörte Hodenentwicklung (abnorme Sertoli- und Keimzell-Organisation), eine verminderte Spermatogonien-Stammzellpopulation (P < 0,01), atrophische Samenkanälchen und vermehrte DNA-Schäden der Keimzellen (P < 0,01) blieben bei erwachsenen Nachkommen elf Wochen nach Ende der Exposition bestehen. Die Microarray-Analyse verknüpfte diese Defekte mit meiotischer Keimzellentwicklung, Sexualhormonstoffwechsel, oxidativem Stress und Sertoli-Zell-Signalen. Die Sequenzierung zeigte eine hohe Mutationslast der mitochondrialen DNA im Hoden der adulten Nachkommen (P < 0,01). Die erwachsenen Nachkommen hatten verminderte Spermienzahlen mit morphologischen Auffälligkeiten (P < 0,01), die Beweglichkeit und Befruchtungspotenzial beeinträchtigten. Odf2, ein Bestandteil des Spermien-Flagellums, der für koordinierte Wimpern- beziehungsweise Flagellenbewegung benötigt wird, war signifikant herunterreguliert (P < 0,01) und lag am Flagellum fehlverteilt vor. Die exponierten erwachsenen Nachkommen brauchten signifikant länger, um Kontrollweibchen zu schwängern, und hatten eine geringe, aber signifikante Verkleinerung der Wurfgröße (P < 0,01) [s154].

Stärken: breite, mehrstufige Phänotypisierung von der Neugeborenen- bis zur Erwachsenenphase (Histologie, Molekularbiologie, Funktion und Fertilität); Gruppengröße von 27 Muttertieren je Arm. Schwächen: Die Autoren nennen selbst nur eine Art (Maus) und ein Rauchmodell, das den menschlichen Zigarettenrauch nur nachahmt. Die Exposition begann sechs Wochen vor der Paarung und lief durch Schwangerschaft und Stillzeit; der Effekt der Schwangerschaft allein ist damit nicht von dem der Stillzeit oder der präkonzeptionellen Mutterexposition zu trennen. Die Studie belegt Plausibilität, nicht die Größe eines Effekts beim Menschen.

Wang und Mitarbeiter 2022: perinatales Nikotin und Spermien-RNA bei der Ratte [s84]. Perinatal exposure to nicotine alters sperm RNA profiles in rats (Frontiers in Endocrinology). Hintergrund: Perinataler Rauchkontakt ist mit kindlichem Asthma assoziiert, das über Generationen persistieren kann; die Autoren untersuchen RNA in Spermien als möglichen epigenetischen Träger. Design: Zeitgleich verpaarte, erstmals trächtige, pair-gefütterte Sprague-Dawley-Weibchen (2 Monate alt, 200 bis 250 g) erhielten täglich vom Embryonaltag 6 bis zum 21. Lebenstag der Jungen (PND21) Placebo (Kochsalz; n = 3), Nikotin (1 mg/kg subkutan; n = 3) oder Nikotin plus den PPAR-gamma-Agonisten Rosiglitazon (RGZ; 3 mg/kg intraperitoneal; n = 3). Die Dosis liege laut Autoren im Bereich der Nikotinexposition mäßig starker Raucherinnen. Am Lebenstag 60 wurden von je drei Männchen aus drei verschiedenen Würfen pro Gruppe die Spermien aus der Cauda epididymidis isoliert und große und kleine RNA sequenziert.

Ergebnisse: Die Transkriptome der drei Gruppen bildeten getrennte Cluster in der Hauptkomponentenanalyse. Zwischen Nikotin- und Placebo-Spermien waren 29 mRNAs differenziell exprimiert (21 hoch-, 8 herunterreguliert; padj < 0,05). Bei den kleinen nichtkodierenden RNAs waren 139 signifikant verändert (47 miRNAs, 83 piRNAs, 1 tRNA, 8 weitere); in der Nikotin-plus-RGZ-Gruppe gab es dagegen keine signifikant veränderten kleinen RNAs gegenüber Placebo. Rosiglitazon schwächte den Nikotineffekt ab und brachte die Spermien-RNA-Profile nahe an das Placebo-Niveau [s84].

Einordnung: Die Hauptfragestellung der Arbeitsgruppe ist Asthma; Samenparameter (Konzentration, Beweglichkeit, Morphologie) wurden nicht berichtet. Mit n = 3 Tieren aus drei Würfen je Gruppe ist die Studie sehr klein, und Würfe sind die statistisch relevante Einheit. Sie belegt eine Veränderung der Keimbahn-RNA nach perinataler Nikotingabe im Tiermodell, keine Verminderung der Spermienzahl. Ob diese RNA-Veränderungen Folgen für Befruchtung oder Embryonalentwicklung haben, ist nach den Autoren offen.

Hammer und Mitarbeiter 2021: präkonzeptionelles Rauchen bei Mäusen [s87]. Preconceptional smoking alters spermatozoal miRNAs of murine fathers and affects offspring's body weight (International Journal of Obesity). Design: Männliche und weibliche C57BL/6J-Mäuse wurden ab dem Eintritt der Pubertät sechs Wochen lang steigenden Dosen von Hauptstromrauch (CS) ausgesetzt und mit raumluftexponierten Kontrolltieren (RA) verpaart. Ergebnisse: In den Spermien der rauchexponierten Väter waren 13 miRNAs hoch- und 32 herunterreguliert (Daten aus einem Experiment mit 4 RA- und 5 CS-Tieren), während Spermienzahl, morphologische Integrität und Proliferation der Spermatogonien sich nicht unterschieden. Nachkommen rauchexponierter Mütter hatten ein niedrigeres Körpergewicht (Koeffizient -0,18; 95-%-KI -0,30 bis -0,05; p = 0,007), bei Nachkommen rauchexponierter Väter deutete sich ein höheres Gewicht an (Koeffizient 0,11; -0,01 bis 0,23; p = 0,062). Die Auswertung umfasste 72 Jungtiere (30 von Eltern ohne Exposition, 22 von Tieren, bei denen nur die Mutter, und 30, bei denen nur der Vater rauchexponiert war), die über 21 Tage täglich gewogen wurden (lineares gemischtes Modell; drei unabhängige Experimente). Leberexpressionsprofile von Il6, Adipoq, Lepr, Insr und Pparg unterschieden sich am 21. Lebenstag nicht [s87].

Einordnung: Die Autoren nennen die Arbeit selbst vorläufig; die Rauchperiode lag nach der Pubertät, die Paarung in rauchfreier Phase. Mit 4 bis 5 Spermien-Spendern je Gruppe ist die miRNA-Analyse klein; der Väter-Effekt auf das Körpergewicht ist nicht signifikant (p = 0,062). Die Studie belegt, dass die Keimbahn-miRNA durch Rauch verändert werden kann, ohne Spermienzahl oder Morphologie zu stören. Dies steht für sich genommen im Einklang mit dem menschlichen Befund, dass väterliches Rauchen nach Adjustierung für das mütterliche Cotinin keinen unabhängigen Zusammenhang mit Samenparametern des Sohnes zeigt (siehe Kapitel zu väterlicher Präkonzeptionsexposition), kann aber weder bestätigen noch widerlegen, ob die Veränderungen weitergegeben werden.

Dai und Mitarbeiter 2017: väterliches Nikotin und Verhalten der F1-Mäuse [s125]. Paternal nicotine exposure defines different behavior in subsequent generation via hyper-methylation of mmu-miR-15b (Scientific Reports). Design: 40 sechs Wochen alte männliche C57BL/6J-Mäuse wurden zufällig auf Kontroll- und Nikotingruppe (je 20) verteilt; die Nikotingruppe erhielt fünf Wochen lang insgesamt 0,2 mg/100 g Nikotin-Freebase intraperitoneal (viermal täglich 0,05 mg/100 g), um Plasmaspiegel starker Raucher (20 Zigaretten oder mehr pro Tag) nachzubilden, und wurde mit unbehandelten Weibchen verpaart; die Väter wurden danach von den Muttertieren getrennt. Zusätzlich gab es eine Gruppe mit Tabakrauchexposition (zweimal täglich je eine Stunde). Je 40 F1-Tiere wurden in Verhaltenstests untersucht. Ergebnisse: Behandelte Väter (F0) zeigten eine längere Immobilitätszeit im Forced-Swim-Test (P = 0,003) und eine verminderte Zuckerwasserpräferenz (P = 0,030), also einen depressionsähnlichen Phänotyp. Bei ihren F1-Nachkommen fanden sich dagegen weniger depressionsartiges Verhalten und mehr Hyperaktivität. Nikotin senkte die Expression von mmu-miR-15b durch Hypermethylierung der CpG-Insel-Randregion sowohl in den Spermien der F0-Mäuse als auch im Gehirn der F1-Mäuse; Wnt4, Zielgen von miR-15b, war im Thalamus der F1-Tiere erhöht, mit stärkerer GSK-3-Phosphorylierung. Eine virale Beeinflussung von miR-15b im Thalamus konnte den F1-Phänotyp abschwächen. In der F2-Generation fand sich kein Unterschied in Verhalten, Wnt4/Dvl2-Proteinen, miR-15b-Expression oder Methylierung [s125].

Einordnung: Die Studie misst kein Samenmerkmal. Sie ist als Mechanismusbeleg für väterliche Weitergabe über Spermienmethylierung relevant (F0 zu F1), zeigt aber auch, dass der Effekt in der F2-Generation verschwand, also keine echte transgenerationale Vererbung im engeren Sinn belegt. Die Dosis (viermal täglich intraperitoneale Injektion) ist ein Bolusmodell und weicht vom Rauchen ab.

Liu und Mitarbeiter 2022: väterliche Mischexposition Nikotin, Ethanol und Koffein bei der Ratte, mit Metaanalyse [s78]. Paternal Nicotine/Ethanol/Caffeine Mixed Exposure Induces Offspring Rat Dysplasia and Its Potential "GC-IGF1" Programming Mechanism (International Journal of Molecular Sciences). Die Quelle ist als Tierversuch und Metaanalyse klassifiziert.

Metaanalyse: Aus 764 Treffern (MEDLINE und EMBASE) wurden 11 Studien eingeschlossen, die den Zusammenhang zwischen väterlichem Nikotin-, Ethanol- oder Koffeinkonsum und ungünstigen Schwangerschaftsausgängen (Totgeburt, Spontanabort, Frühgeburt, niedriges Geburtsgewicht, intrauterine Wachstumsretardierung) prüften. Das gepoolte Odds Ratio betrug 1,15 (95-%-KI 1,06 bis 1,24; p ≤ 0,01; Random-Effects-Modell). Im Methodenteil des Artikels wird als Datum der Literatursuche 11. Dezember 2020, im Ergebnisteil 11. Juli 2021 genannt; eine interne Unstimmigkeit.

Tierexperiment: Männliche Wistar-Ratten (sechs Wochen alt, 240 bis 270 g) erhielten acht Wochen lang täglich subkutan Nikotin (0,1 mg/kg), Ethanol (0,5 g/kg) und Koffein (7,5 mg/kg) in Kombination (PME-Gruppe) oder Kochsalz (Kontrollgruppe); laut Methodenteil n = 15 je Gruppe, laut Abstract wurden Feten von 12 Kontroll- und 10 PME-Würfen analysiert. Danach wurden sie mit normalen Weibchen verpaart (Verhältnis 1:2), und am Gestationstag 20 wurden Schwangerschaftsausgang und fetale Organe untersucht. Befunde bei den Vätern: Körpergewicht und Gewichtszunahme sanken; ACTH und Kortikosteron stiegen an; die Expression der Gene der Nebennieren-Steroidsynthese war erhöht. Hodenvolumen und -gewicht waren vermindert; histologisch fanden sich verbreiterte Interstitialräume, weniger Leydig-Zellen, ungeordnete Sertoli-Zellen und verkürzte Tubulusdurchmesser; Ki67 und PCNA waren vermindert; Serumtestosteron und die Testosteronsynthese-Gene StAR und 3β-HSD waren vermindert, der Glukokortikoidrezeptor (GR) erhöht. Spermien schwammen langsamer, kürzere Strecken und hatten eine geringere Beweglichkeit; mehr abnorme Spermien (kopflose und solche ohne Flagellum) traten auf; Spermienzahl und -beweglichkeit waren signifikant erniedrigt. In der Zellkultur hemmte Kortikosteron (300 bis 1200 nM) die Proliferation von Spermatogonien (GC-1). Befunde bei Schwangerschaft und Feten: Paarungserfolg, Schwangerschaftsrate, mittlere Gelbkörperzahl und Implantationsrate waren nicht verändert, die Lebendgeburtenrate war vermindert, Totgeburten und Resorptionen waren erhöht, Größe, Gewicht und Länge der Feten waren vermindert und die Rate intrauteriner Wachstumsretardierung war erhöht. Bei männlichen Feten waren ACTH, Kortikosteron, IGF1, Glukose, LDL-Cholesterin und Testosteron erniedrigt und Triglyzeride erhöht; weibliche Feten zeigten andere Muster. Mehrere fetale Organe (Nebenniere, Leber, Ossifikation, Gonaden) waren in ihrer Funktion beeinträchtigt, während Hippocampus-Morphologie und -Genexpression unverändert blieben. Die Autoren sehen eine verminderte Aktivität der Glukokortikoid-IGF1-Achse als Hauptmechanismus der Entwicklungsstörung der Nachkommen und halten die väterliche chronische Stressantwort (HPA-Achse) für den Vermittler [s78].

Stärken: Das Modell bildet gängige väterliche Lebensgewohnheiten (Mischkonsum) nach und verknüpft Vaterbefunde mit Befunden der Feten über eine Korrelationsanalyse. Schwächen: Die Dosen sind niedrig, wurden aber subkutan verabreicht; die Kombination aus drei Stoffen lässt keine Aussage zu einzelnen Substanzen zu; die Nachkommen wurden nur als Feten (Gestationstag 20) untersucht, nicht als Erwachsene; fetale Organbefunde stammen aus gepoolten Seren je Wurf; die Metaanalyse fasst heterogene Ausgänge (Totgeburt bis Wachstumsretardierung) mit einem OR zusammen und betrifft nicht Samenqualität der Söhne.

5.2 Alkohol

Roach und Mitarbeiter 2023: väterlicher Alkohol und IVF-Erfolg bei der Maus [s65]. Preconception paternal alcohol exposure decreases IVF embryo survival and pregnancy success rates in a mouse model (Molecular Human Reproduction). Mit einem freiwilligen, "binge-ähnlichen" Mausmodell wurden geschlechtsreife C57BL/6J-Männchen sechs Wochen lang drei Behandlungen vor der Paarung ausgesetzt (0 % Ethanol als Kontrolle, 6 % oder 10 % Ethanol). Aus der Cauda epididymidis wurden Spermien isoliert und kryokonserviert und für die In-vitro-Fertilisation von Eizellen eingesetzt, anschließend wurden Embryonalentwicklung und Schwangerschaftserfolg untersucht. Väterlicher Alkohol verminderte das Überleben der IVF-Embryonen und die Schwangerschaftsrate dosisabhängig; in der 10-%-Gruppe sank die Schwangerschaftsrate auf die Hälfte der Kontrollen. Mechanistisch war die embryonale Genexpression gestört, darunter Fgf4 und Egfr (Regulatoren des Wachstums von Trophektoderm-Stammzellen und der Plazentamusterung), mit bleibenden Folgen für die histologische Organisation der Plazenta im späten Trächtigkeitsabschnitt; die Plazentaveränderungen gingen mit veränderter Regulation von Signalwegen für mitochondriale Funktion, oxidative Phosphorylierung und einiger geprägter Gene einher [s65]. Einordnung: Die Studie untersucht die Wirkung väterlichen Alkohols auf die Qualität der Spermien im Sinn der Befruchtungs- und Entwicklungsfähigkeit, nicht auf Spermienzahl oder -beweglichkeit der Söhne; Gruppengrößen stehen nicht im Abstract. IVF-Embryonen mit kryokonservierten Spermien sind ein künstliches System. Die abschließende Mahnung der Autoren, Aufklärung vor der Schwangerschaft müsse die Risiken des Alkoholkonsums beider Elternteile betonen, ist eine Interpretation, keine Messgröße.

He und Mitarbeiter 2025: väterlicher Alkohol und Gefäßfunktion der Nachkommen [s28]. Paternal alcohol exposure affected offspring mesenteric artery via ROS-Cacna1c and DNA hypomethylation (Journal of Hypertension). Nachkommen von Rattenvätern, die vor der Paarung Alkohol oder Wasser erhielten, wurden bis zum Alter von drei Monaten aufgezogen. Die Mesenterialarterien der Alkohol-Nachkommen zeigten eine nach links verschobene Spannungs-Dehnungs-Kurve, geringere inkrementelle Dehnbarkeit und eine geringere endothelabhängige Dilatation; Agonisten-induzierte Kontraktionen waren stärker, assoziiert mit höherer Expression von AT1R, Cacna1c und reaktiven Sauerstoffspezies; Calciumkanalströme waren höher, und die Antioxidanzien Tempol und Apocynin stellten die Ang-II-vermehrte Kontraktion wieder her. Der Cacna1c-Promotor war in den Mesenterialarterien der Nachkommen und in den väterlichen Spermien geringer methyliert; der Methylierungshemmer 5-Aza-2'-Desoxycytidin steigerte die Kontraktion in Kontrollarterien und die Cacna1c-Expression in A7r5-Zellen [s28]. Einordnung: Die Studie betrifft die Gefäßfunktion der Nachkommen, nicht die Spermienqualität; sie ist hier wegen des Befunds veränderter Spermienmethylierung nach väterlicher Alkoholexposition aufgenommen. Zahlen zu Gruppengrößen nennt der Abstract nicht.

5.3 Koffein

Cavalcante und Mitarbeiter 2014: mütterliches Koffein bei der Maus [s148]. The testis of the mice C57/BL6 offspring in adulthood have alterations due to maternal caffeine consumption (Acta Cirúrgica Brasileira). Zwanzig trächtige Mäuse wurden in eine Kontrollgruppe (Kochsalz) und eine Koffeingruppe (20 mg/kg Koffein täglich subkutan) geteilt. Die männlichen Nachkommen wurden bis zur 13. Lebenswoche beobachtet, die Hoden per Western Blot auf Proliferation (PCNA), Apoptose (Bax), Leptinrezeptor (Ob-R), Aromatase, FSH-, LH- und Androgenrezeptor (FSHR, LHR, AR), StAR, VEGF und Östrogenrezeptoren untersucht und die Serumspiegel von Testosteron, Estradiol und Leptin gemessen. Bei den Koffein-Nachkommen waren Nahrungsaufnahme und Gewichtszunahme signifikant vermindert (p < 0,05). Vermindert waren PCNA (p = 0,01), FSHR (p = 0,02), StAR (p = 0,0007), VEGF (p = 0,009) und AR (p = 0,03); erhöht waren Bax (p = 0,01), Ob-R (p = 0,02), LHR (p = 0,04) und Aromatase (p = 0,03); die Östrogenrezeptoren Erα und Erβ blieben unverändert. Das Serumtestosteron war bei den Koffein-Nachkommen um 90 % niedriger als bei Kontrollen (p = 0,04) [s148]. Einordnung: Die Dosis wurde als subkutaner Bolus gegeben, was die Übertragung auf den Kaffeekonsum erschwert; Spermienparameter wurden laut Abstract nicht gemessen; die Gruppengröße der Nachkommen ist im Abstract nicht genannt. Der Abstract nennt als Ziel, die Wirkung mütterlichen Koffeinkonsums in der Schwangerschaft auf den Hoden erwachsener männlicher Mäuse-Nachkommen zu untersuchen.

5.4 Paracetamol und Ibuprofen

Die Xenotransplantat- und Kulturexperimente zu Paracetamol und Ibuprofen sind in Abschnitt 4 beschrieben [s146, s160, s123, s168]. Hier folgen die Studien zu Nachkommen, die als erwachsene Tiere untersucht wurden.

Rossitto und Mitarbeiter 2019: Paracetamol plus Ibuprofen bei der Maus [s107]. Intergenerational effects on mouse sperm quality after in utero exposure to acetaminophen and ibuprofen (FASEB Journal). Mit therapeutischen Dosen der Kombination aus Paracetamol (APAP) und Ibuprofen während der Geschlechtsdetermination führte die Exposition in utero zu früher Differenzierung und verminderter Proliferation der männlichen embryonalen Keimzellen und zu früher Ablagerung von 5-Methylcytosin und extrazellulären Matrixproteinen in den Hoden bei 13,5 Tagen post coitum. In den postnatalen Hoden war die Sertoli-Zell-Reifung verzögert, das Leydig-Zell-Kompartiment hyperplastisch und der Pool der Spermatogonien A vermindert. Daraus folgten verminderte Testosteronproduktion und Defekte der Nebenhodenspermien-Parameter. Die Spermienzahl war bei in utero exponierten erwachsenen (F0) Männchen um 19 % vermindert, und bei deren Nachkommen (F1) war die Spermienbeweglichkeit um 40 % vermindert, wenn beide Eltern exponiert waren; dies führte zu Subfertilität bei den sechs Monate alten F1-Tieren. Die Autoren folgern, dass die Anwendung dieser Medikamente in der kritischen Phase der Geschlechtsdetermination die Keimbahnentwicklung beeinträchtigt und nachteilige Effekte hervorruft, die weitergegeben werden könnten [s107]. Einordnung: Die Quelle ist eine der wenigen, die direkt Spermienzahl und -beweglichkeit nach pränataler Analgetika-Exposition erfasst. Schwächen: Die Kombination zweier Wirkstoffe erlaubt keine Zuordnung zu Paracetamol oder Ibuprofen allein; Gruppengrößen und Dosis in mg/kg nennt der Abstract nicht; die Exposition fiel in das Fenster der Geschlechtsdetermination der Maus, das sich nicht ohne Weiteres auf die menschliche Schwangerschaftswoche übertragen lässt; die Übertragung auf F1 wurde nur beim Zusammentreffen elterlicher Exposition beobachtet.

Can maternal exposure to paracetamol impair reproductive parameters of male rat offspring? 2020 [s99]. Reproductive Toxicology (Autorenliste im abgerufenen Abstract nicht lesbar). Weibliche Wistar-Ratten erhielten täglich per Schlundsonde Wasser oder Paracetamol (350 mg/kg/Tag) während der Trächtigkeit (CTRG und PARG) oder während Trächtigkeit und Laktation (CTRGL und PARGL). Am Lebenstag 120 fanden sich signifikante Unterschiede in der Histomorphometrie (vergrößertes Volumen und Gesamtlänge der Samenkanälchen) und im Hodengewicht (Gruppe PARG) sowie im Kopulationsverhalten und im Testosteronspiegel (Gruppen PARG und PARGL). Die Autoren folgern, dass mütterliche Paracetamolexposition das Fortpflanzungssystem und das Sexualverhalten der erwachsenen männlichen Nachkommen beeinflusst, und vermuten eine gestörte sexuelle hypothalamische Differenzierung zu Beginn der Gehirnentwicklung [s99]. Einordnung: Die Dosis von 350 mg/kg liegt weit über therapeutischen Dosen beim Menschen; Gruppengrößen und die Richtung der Testosteronveränderung nennt der Abstract nicht; Spermienparameter wurden laut Abstract nicht berichtet.

Hay-Schmidt und Mitarbeiter 2017: Paracetamol, Anilin und das männliche Gehirn [s127]. Prenatal exposure to paracetamol/acetaminophen and precursor aniline impairs masculinisation of male brain and behaviour (Reproduction). In C57BL/6-Mäusen verminderte die intrauterine Exposition gegenüber Paracetamol die Neuronenzahl im sexuell dimorphen Kern der präoptischen Region (SDN-POA) im vorderen Hypothalamus männlicher erwachsener Nachkommen; das Umweltgift und Vorläufer Anilin führte zu einer ähnlichen Verminderung. Männliche in utero exponierte Tiere zeigten als Erwachsene verändertes Urinmarkierungsverhalten, weniger aggressives Revierverhalten gegenüber Eindringlingen und weniger Intromissionen und Ejakulationen bei der Paarung mit östrischen Weibchen. Die Autoren schließen, dass pränatale Paracetamolexposition das männliche Sexualverhalten im Erwachsenenalter durch Störung der neurobehavioralen Programmierung beeinträchtigen kann, und halten es für nötig, die weit verbreitete Exposition und Anwendung durch Schwangere zu begrenzen [s127]. Einordnung: Der Endpunkt ist das Gehirn und das Verhalten, nicht die Spermien; die Aussage der Autoren zur Anwendung bei Schwangeren ist deren Interpretation und kein Studienergebnis; Dosierung und Gruppengrößen nennt der Abstract nicht.

Menschliche Gegenstücke: Die Kohortenstudien zu Analgetika (Kristensen 2011 mit zusätzlichem Rattenexperiment zum Anogenitalabstand [s174]; Fisher 2016 mit 0,27 SD kürzerem Anogenitalabstand bei Exposition in den Wochen 8 bis 14 [s134]; die Metaanalyse von Gurney 2017 zum Kryptorchismus mit gepooltem Odds Ratio 1,11 [s126]; Lind 2017 [s129]) werden in den Kapiteln zu Kohortenstudien und Metaanalysen behandelt. Hier sei nur festgehalten, dass der Tierversuch von Kristensen 2011 die Ratten-AGD-Verkürzung durch intrauterines Paracetamol und die Hemmung der Testosteronbildung im ex vivo kultivierten fetalen Rattenhoden berichtet [s174].

5.5 Bisphenole und Parabene

Yang und Mitarbeiter 2016: Bisphenol A und Isobutylparaben bei der Ratte [s140]. Reduction in semen quality after mixed exposure to bisphenol A and isobutylparaben in utero and during lactation periods (Human and Experimental Toxicology). Weibliche Ratten erhielten fünf Wochen lang einmal täglich per Schlundsonde Maisöl, Bisphenol A (BPA; 0,05 mg/kg/Tag), Isobutylparaben (IBP; 2,5 mg/kg/Tag) oder die Mischung (BPA 0,05 plus IBP 2,5 mg/kg/Tag), vom Gestationstag 6 bis zum Laktationstag 21. Die männlichen Jungen wurden am Lebenstag 70 getötet und auf Entwicklungsmerkmale, Körper-, Hoden- und Nebenhodengewicht, Steroidhormone, Spermienzahl und -beweglichkeit im Nebenhoden und Histologie untersucht. Die BPA/IBP-Mischung verminderte Spermienzahl und -beweglichkeit signifikant; BPA oder IBP allein verminderten beide Parameter ebenfalls gegenüber der Kontrolle. Die Autoren schließen, dass eine Exposition gegenüber einer niedrig dosierten Mischung, die im frühen Leben keine auffällige physiologische Reaktion zeigte, die Samenqualität im Erwachsenenalter mindern kann [s140]. Einordnung: Die Dosis von 0,05 mg/kg/Tag BPA liegt in der Größenordnung der Dosis, die in der Habert-Übersicht [s149] für In-vivo-Befunde an Ratten (reduzierter Anogenitalabstand bei 50 µg/kg/Tag) genannt wird; frühere Studien fanden dort aber widersprüchliche Ergebnisse. Der Abstract nennt keine Gruppengrößen und keine Effektstärken in Prozent; die Exposition umfasste Schwangerschaft und Laktation, sodass beide Zeiträume nicht trennbar sind. Die Studie ist einer der wenigen Tierversuche mit direktem Endpunkt Spermienzahl und Beweglichkeit nach niedrigdosierter pränataler Exposition; sie wird durch die menschlichen Kohorten (Hart 2018 [s111]: positive Korrelation mit Konzentration und Beweglichkeit, r = 0,18; p = 0,04) nicht bestätigt.

Bisphenol AF, Abstract ohne Autorenangabe 2023 [s64]. Prenatal exposure to bisphenol AF induced male offspring reproductive dysfunction by triggering testicular innate and adaptive immune responses (Ecotoxicology and Environmental Safety; die Autorenliste fehlt im abgerufenen Abstract; nach dem chinesischen Recherchedokument stammt die Arbeit aus dem Xuzhou Medical University). Pränatale BPAF-Exposition mit 300 µg/kg Körpergewicht führte bei zehn Wochen alten männlichen Nachkommen zu 32 % geringerem Samenbläschengewicht, 12 % geringerem Anogenitalindex, geringerem Durchmesser der Samenkanälchen und geringerer Dicke des Keimepithels, mehr als zweifach erniedrigtem Testosteron sowie zu 41 % geringerer Spermienzahl und 19 % geringerer Vitalität der Spermien. Die RNA-Sequenzierung der Hoden ergab 334 differenziell exprimierte Gene, überwiegend immunologischer Prozesse (Abwehrreaktion, angeborene und adaptive Immunantwort, Antwort auf Interferon-beta und -gamma, Antigenpräsentation, T-Zell-Aktivierung). Der Mustererkennungsrezeptor Aim2 war im Hoden exponierter Männchen deutlich erhöht und löste eine angeborene antivirale Immunantwort mit mehr F4/80-positiven und CD11b-positiven Makrophagen aus; Aim2 aktivierte den NF-kappaB-Signalweg und die Transkription von IFN-beta und IFN-gamma, es folgten Zytokinproduktion und erhöhte MHC-II-Moleküle zur Aktivierung von CD4- und CD8-T-Zellen, also auch eine adaptive Immunantwort [s64]. Einordnung: Der Abstract nennt die Dosis, aber weder Applikationsweg noch Zeitraum noch Gruppengrößen; die Tierart (Maus) ergibt sich aus dem chinesischen Recherchedokument. Die Autoren sprechen von einem möglichen therapeutischen Ziel; das ist Interpretation. Unter den Studien mit im Abstract quantifizierter Spermienzahl zeigt diese die größte Abnahme (41 %).

5.6 Diethylstilbestrol und Östrogene

Rogers und Mitarbeiter 2023: transgenerationale DES-Wirkung bei der Maus [s66]. Prenatal exposure to diethylstilbestrol has long-lasting, transgenerational impacts on fertility and reproductive development (Toxicological Sciences). Die Studie untersucht ausschließlich weibliche Nachkommen; sie ist hier aufgeführt, weil sie das einzige Mehrgenerationen-Experiment zu DES im Material ist und die Wirkung bis in die ungeprägte dritte Generation verfolgt. Design: Weibliche C57BL/6-Mäuse (8 Wochen alt; 10 bis 15 Muttertiere je Behandlungsgruppe; F0) wurden nach Nachweis des Vaginalpfropfs (Tag 0) an jedem zweiten Tag der Trächtigkeit von Tag 9 bis 17 behandelt. Vier Gruppen: Vehikel, 1 µg/kg (als 2000 ng/l im Trinkwasser, umgerechnet 1 µg/kg alle zwei Tage), 50 µg/kg oder 100 µg/kg DES subkutan (Letztere als Dosen, die die Bandbreite menschlicher DES-Expositionen 1940 bis 1970 abdecken sollen). Die F1- bis F3-Generation (für den Pubertätsbeginn bis F4) wurde auf Fruchtbarkeit, Eizellzahl nach Superovulation, Wurfgröße, Pubertätsbeginn (Vaginalöffnung), Körpergewicht und Anogenitalabstand untersucht.

Ergebnisse: Mating-, Schwangerschafts-, Fertilitäts- und Gestationsindex betrugen in der Kontrollgruppe 100 %. Die Verminderungen der Fertilitätsmaße über Generationen und Dosen hinweg waren nicht statistisch signifikant: Schwangerschaftsrate und Fertilitätsindex sanken bei 100 µg/kg in F1 und F2 (Schwangerschaftsrate 75 % und 91 %; Fertilitätsindex 80 % und 91 %), bei 50 µg/kg bis in die F3 (Schwangerschaftsrate 92 %, 85 % und 83 %; Fertilitätsindex 92 %, 85 % und 91 %). Signifikant war: weniger Eizellen bei F1-Weibchen mit 100 µg/kg (p = 0,0054); kleinere Wurfgröße in F1 bei 50 und 100 µg/kg (p = 0,0014 und 0,0004), in F2 wieder normal; früherer Beginn der Pubertät (Vaginalöffnung) in allen F1-Gruppen (p = 0,015; 0,001; 0,029 für 1, 50 und 100 µg/kg), in F2 bei 50 µg/kg (p = 0,0002), in F3 nicht, in F4 wieder bei 50 µg/kg (p = 0,015); verkürzter standardisierter Anogenitalabstand in F1 bei 100 µg/kg (p = 0,005), in F2 bei 1 und 100 µg/kg (p = 0,046 und 0,0005) und in F3 bei allen drei Dosen (p = 0,0001; < 0,0001; < 0,0001). Das Körpergewicht blieb unverändert. Die Dosis-Wirkungs-Beziehung war nicht linear; die niedrigste Dosis (1 µg/kg) hatte keinen Einfluss auf die Fruchtbarkeit, wohl aber auf Pubertät und Anogenitalabstand in späteren Generationen [s66].

Stärken: vier Generationen, drei Dosen, standardisierte Fertilitätsmaße. Schwächen: nur weibliche Nachkommen; die Fertilitätstests wurden nur zu einem Zeitpunkt (zwei Wochen Paarung) durchgeführt; die Fertilitätsunterschiede sind nicht signifikant (die Autoren sprechen selbst von "subtilen" Veränderungen); keine Samenanalyse oder männliche Endpunkte, daher kann die Studie für die männliche Linie nichts belegen. Die höhere Dosis erholte sich in F3, die mittlere nicht.

Kaushik und Mitarbeiter 2020: neonatale Östrogene und Hodenstammzellen bei der Maus [s97]. Altered biology of testicular VSELs and SSCs by neonatal endocrine disruption results in defective spermatogenesis, reduced fertility and tumor initiation in adult mice (Stem Cell Reviews and Reports). Neugeborene Mäuse erhielten Estradiol (20 µg an den Tagen 5 bis 7) oder DES (2 µg an den Tagen 1 bis 5); untersucht wurden sehr kleine embryonalähnliche Stammzellen (VSELs), Spermatogonien-Stammzellen (SSCs) und Spermatogonien im Erwachsenenalter (Tag 100). Die Behandlung beeinträchtigte die Spermatogenese: Tubuli im Stadium VIII und die Spermienzahl waren vermindert, ebenso meiotische (4n-)Zellen und Marker (Prohibitin, Scp3, Protamin). Durchflusszytometrie und qRT-PCR zeigten ein Mehrfaches an VSEL-, SSC- und frühen Keimzell-Transkripten, aber der Übergang von c-Kit-negativen zu c-Kit-positiven Spermatogonien war blockiert. Apoptose-Transkripte (Bcl2, Bax) blieben unverändert, der Tumorsuppressor p53 und der epigenetische Regulator NP95 waren deutlich gestört. Bei 9 von 10 DES-exponierten Mäusen fanden sich tumorartige Veränderungen. Die Autoren deuten dies als Verschiebung zu übermäßiger Selbsterneuerung der VSELs (mit Hodenkrebs nach DES) und blockierte Differenzierung (weniger c-Kit-positive Zellen, Meiose, Spermienzahl, Fertilität) [s97]. Einordnung: Die Gabe erfolgte in der Neugeborenenperiode der Maus, nicht in der Trächtigkeit. Die Dosierung in Mikrogramm je Tier (nicht je kg) und die kleine Gruppe (10 DES-Tiere für die Tumorbeobachtung) begrenzen die Übertragbarkeit. Der Befund einer Spermienzahlminderung nach neonataler DES-Gabe ist der einzige direkte Tiernachweis im Material zu DES und Spermienzahl.

5.7 Mütterliche Ernährung und Übergewicht

Meneghini und Mitarbeiter 2022: Cafeteria-Diät bei der Ratte [s79]. Diet-induced maternal obesity and overnutrition cause a decrease in the sperm quality of the offspring (Journal of Nutritional Biochemistry; in der Gesamtstudie als Beobachtungsstudie geführt, tatsächlich ein Tierexperiment). Weibliche Ratten erhielten vom 22. Lebenstag bis zum Absetzen ihrer Jungen entweder Standardfutter oder eine Cafeteria-Diät; die männlichen Nachkommen (OSD und OCD) wurden mit 60 Tagen untersucht. Die OCD-Gruppe war schwerer als die OSD-Gruppe und hatte niedrigere Hoden- und Nebenhodenindizes. Die Fähigkeit des Spermien-Flagellums, in hypoosmotischer Lösung zu reagieren, war vermindert, die mitochondriale Spermienfunktion mangelhaft, der Anteil von Spermien ohne Akrosom unter Kapazitationsmedium niedriger, und es gab mehr abnorme Metaphasen. In Hodenschnitten fanden sich mehr TUNEL-positive Zellen, in den Spermien mehr reaktive Sauerstoffspezies; dagegen waren die Proteinspiegel von Cytochrom c und Caspase-3 im Hodengewebe der OCD-Gruppe niedriger. Die Autoren schließen, dass mütterliche Adipositas und Überernährung die Nachkommen auf schlechte Spermienqualität und -funktion programmieren, was Subfertilität bedeuten könnte [s79]. Einordnung: Gruppengrößen nennt der Abstract nicht. Die Exposition (Cafeteria-Diät) ist eine Überernährung, die nicht von Adipositas der Mutter allein zu trennen ist; die Jungen wurden selbst schwerer, sodass eigene Adipositas der Nachkommen als Mediator möglich ist, wie auch die humane FEPOS-Studie ein Teil der Wirkung über Gewicht der Söhne vermittelt sah. Widersprüchlich sind die niedrigeren Cytochrom-c- und Caspase-3-Spiegel bei vermehrter TUNEL-Positivität.

Youngson und Mitarbeiter 2019: mütterliche Adipositas, Adipositas der Nachkommen und NMN bei der Maus [s108]. Impacts of obesity, maternal obesity and nicotinamide mononucleotide supplementation on sperm quality in mice (Reproduction). Design (Kohorte Mütterliche Adipositas): Weibliche C57BL/6-Mäuse erhielten ab der vierten Lebenswoche Kontrollfutter oder fettreiche Diät (HFD; 23,5 % Fett), bis sie 18 % schwerer waren (17 Kontrollmütter 17,4 ± 1,0 g; 14 HFD-Mütter 20,7 ± 1,3 g; P = 7 x 10^-9) und mit normalgefütterten Männchen verpaart wurden (begonnen wurde mit 48 chow- und 80 HFD-Weibchen, wegen erwartet niedriger Schwangerschaftsraten und Kannibalismus). Die männlichen Nachkommen wurden am Lebenstag 28 abgesetzt und auf Kontroll- oder fettreiche Diät verteilt (10 bis 12 Tiere je Gruppe aus mindestens sechs Müttern); eine Teilgruppe erhielt von der 31. bis 34. Lebenswoche täglich intraperitoneal 500 mg/kg Nicotinamid-Mononukleotid (NMN, ein NAD+-Booster) oder Vehikel; Tötung mit 34 Wochen. In einer zweiten Kohorte erhielten erwachsene Männchen 24 Wochen lang 400 mg/kg NMN über das Trinkwasser.

Ergebnisse: Mütterliche Diät und fettreiche Diät nach dem Absetzen erhöhten das Körpergewicht der Nachkommen und das Hodengewicht. Die HFD nach dem Absetzen verminderte Spermienzahl, Beweglichkeit und mitochondriale Kopienzahl. Die mütterliche Adipositas erhöhte die Spermien-DNA-Fragmentierung und den Anteil von Spermien mit aberrantem Chromatin (CMA3-Färbung; der Anteil gefärbter Spermien war in allen Gruppen niedrig). Eine Verstärkung durch Kombination beider Faktoren zeigte sich nicht, was getrennte Mechanismen nahelegt. NMN senkte unerwartet Spermienzahl und Vitalität und erhöhte den oxidativen DNA-Schaden (8-OHdG) in allen Gruppen, verbunden mit erhöhtem NAD+ im Hoden; bei der oralen Gabe von 400 mg/kg zeigte sich dagegen kein Effekt auf Zahl, Beweglichkeit, Vitalität, oxidativen Stress oder NAD+ im Hoden, was auf Dosis- oder Applikationsabhängigkeit hindeutet [s108].

Stärken: faktorielles Design (mütterliche Diät, Diät nach dem Absetzen, NMN), mehrere Spermienparameter, Litter-Kontrolle durch Verteilung der Geschwister. Schwächen: Gruppengrößen von 10 bis 12; viele Effekte sind nur durch die Dreiweg-Varianzanalyse benannt; die Effekte der mütterlichen Diät betreffen vor allem DNA-Integrität, nicht Zahl oder Beweglichkeit. Im menschlichen FEPOS-Material (siehe Kohortenkapitel) fand sich bei mütterlichem BMI ebenfalls kein konsistenter Zusammenhang mit Samenmerkmalen [s43]; die Maus passt in der Zahl-Beobachtung dazu, in der DNA-Fragmentierung gibt es beim Menschen einen nicht signifikanten Trend (+22 %; KI -3 bis 52; Aarhus-Kohorte) [s167].

Kalem und Mitarbeiter 2018: mütterliche Ernährung bei der Ratte [s112]. Maternal nutrition and reproductive functions of female and male offspring (Reproduction; Türkei). 24 jungfräuliche weibliche Wistar-Ratten (Muttertiere) erhielten zehn Wochen lang Standarddiät (SD) oder Cafeteria-Diät (CD) und wurden dann mit einem Wistar-Zuchtbock verpaart; jede Gruppe wurde in Schwangerschaft und Stillzeit erneut in CD und SD geteilt. Pro Gruppe wurden sechs weibliche und sechs männliche Jungtiere untersucht (nach drei Wochen Laktation acht Wochen Standarddiät; Tötung in der 11. Woche). Bei den weiblichen Nachkommen waren der primordiale Follikelpool, PTEN und die Rezeptivität des Endometriums vermindert; bei den männlichen waren die Hoden kleiner, die Testosteronproduktion verringert, AMH erhöht; Spermienzahl und -funktion waren nach den Autoren unverändert. Alle negativen Effekte waren in den Gruppen mit CD schon vor der Schwangerschaft deutlicher [s112]. Einordnung: sehr kleine Gruppen (je sechs Männchen), im Abstract ist die Aussage zur Spermienanalyse doppelt, aber konsistent ("nicht verändert"). Sie steht neben Meneghini [s79] (verminderte Spermienqualität bei Cafeteria-Diät) und zeigt, dass gleiche Diätmodelle nicht einheitlich zu Spermienbefunden führen.

5.8 Weitere Expositionen: Uran und Hochfrequenzstrahlung

Grison und Mitarbeiter 2022: mehrgenerationale Uranexposition bei der Ratte [s73]. Multigenerational Exposure to Uranium Changes Sperm Metabolome in Rats (International Journal of Molecular Sciences). Sprague-Dawley-Ratten über drei Generationen (F0, F1, F2; n = 20 je Gruppe): F0 war ab der Geburt bis zum Alter von neun Monaten gegenüber natürlichem Uran exponiert (überwiegend über die Laktation und kontaminiertes Trinkwasser, 40 mg/l, entsprechend etwa 1 mg Uran pro Ratte und Tag; mehr als das Dreifache der höchsten in finnischen Brunnen gefundenen Konzentration von 12,4 mg/l), F1 in utero und über die Laktation bis zum Absetzen, F2 nur über die elterlichen Keimzellen. Die Schwangerschaftsrate war in F1 in der Uran-Gruppe auf 30 % gegenüber 70 % in der Kontrollgruppe vermindert (p < 0,05); Wurfgröße und Geschlechterverhältnis unterschieden sich in keiner Generation. Der Nebenhoden war nur in F0 signifikant mit Uran belastet; in F1 und F2 war kein relevanter Urangehalt nachweisbar. Die Metabolomik an Nebenhodenspermien (8 bis 10 Tiere je Gruppe und Generation) zeigte signifikant verschiedene Profile je Generation (CV-ANOVA p = 2,19 x 10^-27) und diskriminante Profile zwischen exponiert und nicht exponiert in jeder Generation; in F0 trennten erst 10 ausgewählte Metaboliten die Gruppen (p = 0,048), in F1 13 Metaboliten (p = 0,0047), in F2 sieben (p = 0,0043). Keine Variable war allen drei Generationen gemeinsam; drei Metaboliten (Spermidin, trans-4-Hydroxy-L-Prolin, O-Acetylcarnitin) waren F0 und F1 gemeinsam, jeweils einer F0 und F2 (Taurocholsäure) sowie F1 und F2 (Arginin). Die Autoren folgern, dass die elterliche Exposition (präkonzeptionell und pränatal) Stoffwechselfolgen für die Spermatozoen der nächsten zwei Generationen haben kann [s73]. Einordnung: Das Experiment liefert keine Spermienzahl, -beweglichkeit oder -morphologie, sondern nur Metabolomik; die Variablenauswahl ist stark datengetrieben (Modelle gelten erst nach Auswahl weniger Variablen als validiert, mit Q2 von 37 bis 55 %), die Unterschiede sind nur durch statistische Mustererkennung belegt. Der einzige funktionelle Befund (Schwangerschaftsrate 30 gegenüber 70 %) betrifft F1 und nicht F2. Der Abstract empfiehlt die Methode zusätzlich zur Suche nach Biomarkern bei exponierten infertilen Männern. Uran ist keine Hauptexposition der Fragestellung dieser Gesamtstudie.

Odacı und Mitarbeiter 2016: 900-MHz-Feld bei der Ratte [s137]. Effects of prenatal exposure to a 900 MHz electromagnetic field on 60-day-old rat testis and epididymal sperm quality (Biotechnic and Histochemistry; Türkei). Trächtige Ratten wurden vom 13. bis 21. Trächtigkeitstag täglich eine Stunde einem elektromagnetischen Feld von 900 MHz ausgesetzt (Kontrollen ohne Behandlung). Am 60. Lebenstag wurden Hoden und Nebenhoden entnommen. In der exponierten Gruppe fanden sich ein höherer Apoptoseindex, mehr DNA-Oxidation, geringere Beweglichkeit und Vitalität der Spermien, histologisch unreife Keimzellen im Lumen der Samenkanälchen und veränderte Epithelstruktur sowie viele apoptotische Zellen im Epithel [s137]. Einordnung: Gruppengrößen und Effektstärken nennt der Abstract nicht; das Thema liegt außerhalb der Hauptexpositionen dieser Gesamtstudie und ist nur als Beispiel für die Breite pränataler Einflüsse im Tierversuch aufgeführt.

6. Querbewertung: Was die Experimente tragen und was nicht

Zur Plausibilität. Die Tierversuche zeigen für fast jede der betrachteten Expositionen, dass eine Gabe während Schwangerschaft, Stillzeit oder Neugeborenenphase die Hodenentwicklung und die Spermienqualität erwachsener Nachkommen beeinflussen kann: Zigarettenrauch bei der Maus mit Keimzellverlust und verminderter Spermienzahl [s154], BPA und Parabene bei der Ratte mit verminderter Zahl und Beweglichkeit [s140], BPAF mit minus 41 % Spermienzahl [s64], Paracetamol plus Ibuprofen mit minus 19 % Spermienzahl in F0 und minus 40 % Beweglichkeit in F1 [s107], Koffein mit 90 % weniger Serumtestosteron [s148], Cafeteria-Diät mit schlechterer Spermienqualität [s79] sowie neonatales DES mit weniger Spermien und tumorartigen Veränderungen [s97]. Gegenbeispiele existieren: Die Cafeteria-Diät bei Kalem änderte die Spermienzahl nicht [s112], und die mütterliche Adipositas bei Youngson wirkte auf DNA-Integrität, nicht auf Zahl oder Beweglichkeit [s108].

Zur Übertragbarkeit. Drei Gründe begrenzen den Schluss auf den Menschen. Erstens Artunterschiede: In der Vergleichsstudie von Habert und Mitarbeitern [s149] war die Antwort fetaler Hoden bei Mensch und Nagern nur in einem Drittel der Analysen gleich; DES und MEHP wirken bei Nagern auf die Steroidogenese, im menschlichen fetalen Hodenexplantat nicht; die Schwelle für BPA liegt beim Menschen mindestens 100-fach niedriger. Umgekehrt war Paracetamol im menschlichen Xenotransplantat bei humanrelevanter Dosis wirksam [s146], im Rattenhoden aber erst bei einer deutlich höheren Dosis [s146]; beim menschlichen Hodenexplantat senkte Paracetamol INSL3 [s160], bei der Ratte nicht [s168]. Zweitens Dosis und Applikation: 350 mg/kg Paracetamol bei der Ratte [s99, s146], subkutane Koffein-Boli [s148], Nikotin als intraperitoneale Mehrfachinjektion [s125] oder im Trinkwasser [s26] entsprechen nicht der Zufuhr von Schwangeren. In mehreren Studien fehlen im Abstract die Dosen oder Gruppengrößen [s64, s99, s107, s127, s137]. Drittens Expositionsfenster: Viele Modelle umfassen Schwangerschaft und Stillzeit gemeinsam [s154, s140, s176], sodass der Anteil der pränatalen Phase nicht zu trennen ist; die Seveso-Studie [s176] fand den Effekt nur bei gestillten Söhnen. Der Befund, dass das Ibuprofen-Empfindlichkeitsfenster im menschlichen fetalen Hoden eng ist (Wochen 8 bis 9, nicht vor Woche 8 und nicht ab Woche 10 bis 12) [s123], lässt sich in Tierversuchen mit Dauerexposition nicht abbilden.

Zu Zeitdauer und Fallzahl. Kulturen halten den fetalen Hoden nur wenige Tage am Leben, sodass Spermienzahl als Endpunkt nicht erreichbar ist [s149]. Die Tierstudien zu Spermienzahl haben Gruppengrößen von sechs bis 27 Tieren (Muttertiere oder Nachkommen) oder geben keine Gruppengröße an [s154, s108, s112, s140]; RNA-Sequenzierungen verwenden nur drei Tiere je Gruppe [s84].

Zur Mehrgenerationen-Frage. Transgenerationale Effekte im strengen Sinn (nachweisbar in einer Generation ohne eigene Exposition) zeigt im Material allein DES bei weiblichen Mäusen bis F3 beziehungsweise F4 [s66] und, nur metabolisch, Uran bei der Ratte [s73]; die väterliche Nikotinwirkung war in F2 verschwunden [s125]. Beim Menschen ergeben die DES-Daten zur dritten Generation Hinweise auf Genitalfehlbildungen, die auf Meldungen beruhen [s122, s181, s132], und keine Daten zu Samenqualität.

Zur Studienlage bei Mensch und Intervention. Die Interventionsdaten sind dünn. Eine randomisierte Studie am Menschen (Ibuprofen [s114]) zeigt Hormonverschiebungen bei erwachsenen Männern; die randomisierte DES-Nachbeobachtung zeigt Genitalfehlbildungen ohne belegte Fertilitätsminderung [s210] bei gleichzeitig auffälligen Samenbefunden in einer älteren Auswertung [s214]; der Rauchstopp-Versuch zeigt Erholung der Samenparameter binnen sechs Monaten ohne Kontrollgruppe [s33]. Keine einzige Studie testet, ob eine Änderung der mütterlichen Exposition in der Schwangerschaft die Samenqualität des erwachsenen Sohnes verändert; das ist aus ethischen und praktischen Gründen auch nicht zu erwarten.