Hintergrund

Biologie: Hoden, Spermienbildung und Zeitskala

Spermien entstehen im Hoden in einem geordneten Reifungsprozess, der Spermatogenese. Nach Ruthig und Lamb (2022, Frontiers in Endocrinology, PubMed-Kennung 35600584) dauert sie beim Mann etwa 74 Tage, in der klassischen Bestimmung wurden 64 Tage angenommen; ein einzelner Zyklus des Keimepithels beträgt 16 Tage. Die Autoren beschreiben auch das Stützgerüst: Sertoli-Zellen bilden mit Zellverbindungen (Tight Junctions) eine Barriere, die das Keimepithel in einen basalen und einen adluminalen Raum teilt und die Keimzellen schützt. Daraus folgt, als Schlussfolgerung dieser Studie und nicht als Aussage der Quelle: Eine Substanz, die auf die Spermienbildung wirkt, dürfte sich frühestens nach Wochen im Spermiogramm zeigen, und eine Erholung nach dem Ende einer Belastung dürfte Monate brauchen. Die Befunde zu Steroiden passen dazu: Ein Vergleich an Bodybuildern fand bei Männern, die seit mehr als vier Monaten abgesetzt hatten, wieder normale Spermienzahlen [s174]; das EAU-Kapitel nennt für die Erholung üblicherweise sechs bis zwölf Monate [s175]; in der HAARLEM-Kohorte war die Gesamtspermienzahl ein Jahr nach Beginn bei einem Teil der Männer noch niedriger [s98]. Studien, die Proteinpulver oder Getränke mit einer einzigen Samenprobe verbinden, erfassen deshalb eher den Zustand nach Monaten der Gewohnheit als die kurzfristige Wirkung einer einzelnen Gabe.

Die Hodenfunktion wird hormonell gesteuert, und die Studien nutzen mehrere Hormone als Marker: Testosteron, das luteinisierende Hormon (LH), das follikelstimulierende Hormon (FSH), Inhibin B und das Anti-Müller-Hormon [s39, s95]. Bei Steroidanwendern lagen FSH und LH in einer Metaanalyse niedriger als bei Nichtanwendern, blieben nach dem Absetzen drei bis sechs Monate niedrig und unterschieden sich nach einem Jahr nicht mehr [s71]. Für die hier betrachteten Produkte sind solche Hormonbefunde indirekt: Sie zeigen, ob die Hodenfunktion beeinträchtigt sein könnte, ersetzen aber keine Samenanalyse.

Kreatin hat im Hoden eine eigene Biologie. Bei Ratten werden die Enzyme der Kreatinsynthese in Hoden und Nebenhoden stark gebildet, der Kreatintransporter in Samenblase und Samenleiter [s172]. Mäuse ohne das Syntheseenzym Gamt bilden weniger Spermien, mit geringerer Beweglichkeit und niedrigerer Befruchtungsrate; ihr Hodenkreatin ist erniedrigt, die Zellverbindungen der Blut-Hoden-Schranke sind gestört, und Kreatinzufuhr behob die Störung [s53]. Bei Mäusen steigt Kreatin im Eileiter nach dem Eisprung; Kreatin im Kulturmedium verlängerte die Kapazitation der Spermien und erhöhte die Zahl befruchteter Eizellen [s132]. Beim Mann ist Kreatin im Samenplasma nachweisbar. In einer tunesischen Studie lag es bei normozoospermen und asthenozoospermen Männern ähnlich hoch (791 gegenüber 744 µmol/L), während die Kreatinkinase bei Asthenozoospermie höher war (1.360 gegenüber 830 U/L) und negativ mit Konzentration und Beweglichkeit korrelierte [s111]. Diese Befunde beschreiben die körpereigene Rolle von Kreatin, nicht die Wirkung eines Pulvers bei gesunden Männern. Die Idee, Kreatin könne Spermien nützen, stützt sich auf diese Mechanismen [s86]; die Befürchtung, es könne schaden, geht nach Einschätzung eines Expertengremiums oft auf Studien mit Mehrkomponentenpräparaten zurück, die auch Steroide enthalten könnten [s32]; in diesem Zusammenhang wird auch der Anstieg des Dihydrotestosterons unter Kreatin genannt [s163], den das Gremium in den abgerufenen Abschnitten nicht behandelt.

Als mögliche Wege für schädliche Wirkungen von Getränken und Präparaten nennen die Tierstudien vor allem oxidativen Stress, Entzündung, DNA-Schäden der Spermien und Apoptose von Keimzellen, außerdem Hormonverschiebungen [s02, s141, s127]. Diese Mechanismen sind in Tiermodellen mit hohen Dosen und Toxinen belegt; ihre Bedeutung für den Alltagskonsum beim Menschen ist offen.

Definitionen und Begriffe

Infertilität wird als die Unfähigkeit definiert, innerhalb eines Jahres regelmäßigen ungeschützten Geschlechtsverkehrs eine Schwangerschaft zu erreichen. Nach der Übersicht von Boitrelle und Kollegen (2021, Life, PubMed-Kennung 34947899) sind weltweit zwischen 48 Millionen Paaren und 186 Millionen Einzelpersonen betroffen; etwa jedes achte Paar im reproduktiven Alter sei betroffen, ein männlicher Faktor sei in 20 Prozent der Fälle allein verantwortlich und in weiteren 30 Prozent beteiligt. Subfertilität meint eine verminderte, aber nicht aufgehobene Fruchtbarkeit; die Studien unterscheiden häufig nicht scharf zwischen beiden Begriffen.

Die Fachsprache der Samenanalyse kennt Normozoospermie (Parameter im Referenzbereich), Oligozoospermie (zu wenige Spermien), Asthenozoospermie (zu geringe Beweglichkeit), Teratozoospermie (zu wenige normal geformte Spermien) und Azoospermie (keine Spermien im Ejakulat); Kombinationen wie Oligoasthenoteratozoospermie sind üblich. Die Studien dieser Literatur verwenden diese Begriffe durchgängig [s23, s79, s12]. Die sechste Auflage des WHO-Handbuchs von 2021 benutzt sie dagegen nicht mehr (Boitrelle und Kollegen 2021). Hinzu kommt, dass ältere Arbeiten mit älteren Grenzen rechnen: Der Vergleich an Bodybuildern von 1989 legt eine untere Normgrenze von 20 Millionen pro Milliliter zugrunde [s174], eine türkische Arbeit von 2001 dieselbe Grenze für die Oligozoospermie [s171]. Zahlen aus verschiedenen Jahrzehnten sind deshalb nicht ohne Weiteres vergleichbar.

Zwei Begriffe werden in der öffentlichen Diskussion oft vermengt. Spermienqualität meint messbare Eigenschaften des Ejakulats und der Spermien. Fruchtbarkeit meint die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft und Geburt. Beides hängt zusammen, ist aber nicht dasselbe. Die Autoren der Nassan-Studie halten ausdrücklich fest, ein Rückgang der Samenparameter bedeute nicht zwingend einen Verlust an Fruchtbarkeit [s95]; die Autoren der dänischen Proteinpulverstudie weisen darauf hin, dass selbst ein kleiner schädlicher Effekt bei der Verbreitung der Produkte auf Bevölkerungsebene ins Gewicht fiele [s113]. Klinische Endpunkte wie die Lebendgeburt sind selten erhoben [s136, s80]; die meisten Studien dieser Literatur messen Surrogate: Samenparameter, Hormone, DNA-Fragmentierung oder Kreatinkinase im Samenplasma [s37, s111].

Der Begriff Sportnahrung ist in der Literatur nicht scharf. Gemeint sind hier Produkte mit einem erklärten Leistungs- oder Trainingszweck. Aus den Quellen lassen sich einige Beispiele für Zusammensetzung und Dosis entnehmen. Kreatin wird als Kreatinmonohydrat genommen; in der Pilotstudie waren es 5 g täglich über acht Wochen [s40], in einer Rugbystudie 25 g täglich als Ladephase über sieben Tage und danach 5 g [s163]. Proteinpulver bestanden nach den Angaben der Männer in der dänischen Beobachtung überwiegend aus Whey [s119]; in einer Studie an Sprintern waren es 19,8 g Whey täglich [s05]. Energy-Drinks sind Mischgetränke: Ein in Irak populäres Produkt enthält laut Zutatenliste Wasser, Zucker, Zitronensäure, Koffein, Taurin, Glucuronat und Vitamine, ohne dass die Menge für Koffein und Taurin genannt ist [s54]; ein zuckerfreies Produkt wird mit 150 mg Koffein und 800 mg Taurin je Liter angegeben [s03]; ein in einer Sportstudie verwendetes Getränk enthielt 220 mg Koffein, 288 mg Anserin, 400 mg Holunder und 660 mg Vitamin-Mineral-Gemisch [s19]. Bei Studien zu zuckergesüßten Getränken fallen Limonaden, Energy-Drinks, Sportgetränke und Fruchtsäfte in eine gemeinsame Kategorie [s51]; eine Portion entspricht dort rund 200 bis 220 Millilitern [s95]. Diese Heterogenität ist ein Grund, warum Studien zu „Energy-Drinks" selten dasselbe untersuchen.

Messgrößen und die WHO-Referenzwerte 2021

Die Samenanalyse erfasst Volumen, Spermienkonzentration, Gesamtzahl je Ejakulat, Beweglichkeit (gesamt und progressiv), Vitalität und Morphologie. Die WHO gibt dafür seit 1980 ein Laborhandbuch heraus; die sechste Auflage erschien im Juli 2021 (Boitrelle und Kollegen 2021). Die in der Literatur verwendeten Referenzwerte sind die unteren fünften Perzentile von Männern, deren Partnerinnen innerhalb eines Jahres schwanger wurden. Die Konzentrationsgrenze von 16 Millionen pro Milliliter, die Beweglichkeitsgrenzen von 30 Prozent progressiv und 42 Prozent gesamt und die Normalform-Grenze von 4 Prozent stammen aus der Auswertung von Campbell und Kollegen (2021, PubMed-Kennung 33528873) mit Daten von mehr als 3.500 Männern aus zwölf Ländern und fünf Kontinenten. Die Autoren betonen, dass diese Werte keine scharfen Grenzen zwischen fertilen und subfertilen Männern darstellen und dass Daten aus vielen Ländern und Regionen fehlen. In der PRESTO-Studie zu gesüßten Getränken werden die Grenzen 16 Millionen pro Milliliter, 39 Millionen Gesamtzahl und 42 Prozent Gesamtbeweglichkeit verwendet [s51].

Quellen: Boitrelle und Kollegen 2021 (Tabelle 2) für alle Werte außer der Konzentration; Campbell und Kollegen 2021 für die Konzentration. Die Werte beschreiben Männer mit Schwangerschaft innerhalb eines Jahres.

Die sechste Auflage gibt die Idee fester Referenzgrenzen nach Boitrelle und Kollegen (2021) im Kern auf: Das Handbuch hält fest, dass die fünften Perzentile nur eine Möglichkeit der Interpretation sind und allein nicht ausreichen, um eine männliche Infertilität zu diagnostizieren. Es spricht stattdessen von Entscheidungsgrenzen, nennt aber für die Basisparameter keine. Für die Literatur dieser Studie heißt das: Wenn ein Abstract „Werte unter den WHO-Grenzen" berichtet, ist das ein Maß für die Lage in der unteren Verteilung, kein Befund „unfruchtbar". Ältere Studien beziehen sich auf die fünfte Auflage [s73, s148], neuere teils auf die sechste [s26]; die Unterschiede der Grenzwerte sind klein, aber nicht null.

Weitere Messgrößen kommen hinzu. Die DNA-Fragmentierung der Spermien wird häufig als Index (DFI) angegeben [s37]; in einer japanischen Studie diente eine hohe Fragmentierung als Einschlusskriterium [s49]. Hodenvolumen und Hormone ergänzen die Samenanalyse in einzelnen Studien [s95]. Kreatin und Kreatinkinase werden im Samenplasma gemessen [s111, s171]. Tierstudien nutzen zusätzlich Hodenhistologie, Gewichte der Organe, Spermienzahl im Nebenhoden, Befruchtungs- und Trächtigkeitsraten [s109, s54, s53].

Für die Lesart der Zahlen in dieser Studie genügen vier Maße. Die prozentuale Differenz gibt an, um wie viel Prozent ein Parameter in einer Gruppe höher oder niedriger lag als in der Vergleichsgruppe. Das Odds Ratio (OR) und das Risikoverhältnis (RR) vergleichen die Häufigkeit eines Ereignisses; ein Wert von 1 bedeutet keinen Unterschied. Das 95-%-Konfidenzintervall (KI) gibt den Bereich an, in dem der wahre Wert bei der gewählten Unsicherheit plausibel liegt; schließt das Intervall die 0 (bei Differenzen) oder die 1 (bei Verhältnissen) ein, ist der Unterschied nicht statistisch gesichert. Ein P-Wert unter 0,05 gilt üblicherweise als signifikant; bei vielen Vergleichen derselben Studie steigt die Wahrscheinlichkeit zufälliger Treffer, was viele der hier ausgewerteten Studien nicht berücksichtigen.

Störfaktoren und Messunsicherheit

Samenparameter schwanken von Probe zu Probe. Die Autoren der kleinen Beobachtung zum Absetzen von Proteinpulver nennen die natürliche und saisonale Schwankung selbst als Einschränkung [s119]; dort kommen ein sehr unterschiedlicher Abstand zwischen Absetzen und Folgeprobe (2 bis 16 Monate), die Zählung in einer Makler-Kammer statt im Standardverfahren und die Auswahl von Männern mit niedrigem Ausgangswert hinzu, was zur Regression zur Mitte führen kann. Das Alter hatte in einer Studie aus Hongkong mehr Einfluss auf die Parameter als die Lebensstilmerkmale [s131]; die Karenzzeit war dort mit Gesamtzahl und Konzentration verbunden. In einer Studie zu verarbeitetem Fleisch weisen die Autoren auf Restkonfundierung durch die Karenzzeit hin [s152]. Heimtest-Kits, wie sie in der PRESTO-Kohorte eingesetzt wurden, sind weniger genau als Laboranalysen [s51]. Bei Fragebogenerhebungen zu Supplementen fehlen oft Produktart, Dosis und Dauer; im Abstract der dänischen Studie steht dazu nichts [s113]. Und bei Anwendern von Sportnahrung sind Training, Körpergewicht und der Gebrauch von Anabolika Störfaktoren, die nur teils berücksichtigt wurden: In der dänischen Proteinpulverstudie wurde für Training, Body-Mass-Index und Anabolikagebrauch adjustiert [s113], in der Absetzbeobachtung nicht [s119]. Der Body-Mass-Index selbst spielt eine Rolle; in der PRESTO-Kohorte waren die Assoziationen bei einem Index von mindestens 25 stärker [s51].

Geschichte der Forschungsfrage

Die Frage, ob Sportnahrung die Spermienqualität beeinflusst, hat sich nicht aus einer einzelnen Beobachtung entwickelt, sondern aus Nachbarfeldern. Ihr Weg lässt sich an den Quellen dieser Studie ablesen.

Bis 2005: Steroide, Biochemie, erste Tierversuche. Die älteste Studie der Quellenliste ist ein Vergleich von 41 Bodybuildern mit 41 Freiwilligen von 1989, der unter hohen Steroiddosen häufig Spermienzahlen unter der Normgrenze fand [s174]; es folgten weitere Steroidstudien am Menschen [s170, s167]. Ein Kaninchenversuch von 1994 prüfte hohe Koffeindosen [s173], eine Arbeit von 1998 beschrieb die Kreatinsynthese im männlichen Genitaltrakt der Ratte [s172], eine Primatenstudie von 2001 verglich pflanzliche und tierische Proteinquellen [s169]. Eine Fragebogenstudie an 129 Patienten mit Hodenkeimzelltumor von 2005 fragte erstmals nach Leistungssupplementen und fand bei 20,1 Prozent Gebrauch, vor allem von Protein, Aminosäuren und Kreatin [s166].

2008 bis 2015: Kohorten zu Ernährung und die ersten Hinweise aus dem Supplementbereich. Eine dänische Kohorte untersuchte Koffein der Mutter und der Söhne [s165]. Eine Crossover-Studie an Rugbyspielern zeigte 2009 den Anstieg des Dihydrotestosterons unter Kreatin [s163], eine randomisierte Studie von 2010 fand für Soja- gegenüber Milchprotein keine Unterschiede der Samenparameter [s161]. Die Rochester Young Men's Study lieferte Querschnittsdaten zu Milchprodukten, Fleisch und gesüßten Getränken [s156, s152, s154]. 2015 erschien die Fall-Kontroll-Studie, die Muskelaufbaupräparate mit Hodenkeimzelltumoren verband [s143]; ein Leserbrief wies auf nicht erfasste Steroide als Störfaktor hin [s142]. Im selben Jahr beschrieb ein Mäuseversuch zu Red Bull mehr abnormale Spermienköpfe bei steigendem Anteil im Wasser [s147].

2017 bis 2021: Die Proteinpulverstudien und die großen Getränkestudien. 2017 erschienen die systematische Übersicht zu Koffein und Kaffee mit 28 Studien [s137] und eine Kohorte aus einem Kinderwunschzentrum [s136]. 2018 zeigte eine Arbeit an Mäusen, dass Kreatin die Kapazitation verlängert [s132]. 2019 erschien nach Angabe der Autoren die erste Beobachtung, wie sich Spermienwerte bei subfertilen Männern nach dem Absetzen von Proteinpulver verändern [s119]; 2020 folgten ein Mäuseversuch mit Whey [s109] und eine große Querschnittsstudie zu Proteinpulver [s113]. 2021 erschien die Studie an 2.935 jungen Männern zu zuckergesüßten Getränken [s95].

2022 bis 2026: Kreatin rückt in den Mittelpunkt, Leitlinien werden aktualisiert. 2022 forderte eine Übersicht zu Kreatin in der väterlichen Ernährung zunächst Auswertungen von Kohortendaten und dann randomisierte Studien [s86]; im selben Jahr zeigte eine dänische Studie bei moderatem Konsum gesüßter Getränke keinen klaren Zusammenhang [s84], und ein Rattenversuch fand bei Energy-Drink-Binge-Protokoll keine Effekte [s78]. 2024 kamen die PRESTO-Studie [s51], die Mausstudie zu Kreatin und Zellverbindungen im Hoden [s53] und ein Rattenversuch mit Energy-Drink-Anteilen bis zu 75 Prozent [s54] hinzu. 2025 hielt ein Expertengremium fest, dass zum Zeitpunkt der Abfassung keine Humanstudien zu Kreatinmonohydrat und Fruchtbarkeitsparametern vorlägen [s32], und eine Auswertung der NHANES-Daten untersuchte Kreatin aus der Nahrung mit Hormonmarkern [s39]. 2026 erschien die nach Angabe der Autoren erste randomisierte Studie zu Kreatin mit Samenanalyse beim Menschen, eine Pilotstudie [s23].

Das Muster ist deutlich: Zu Steroiden, Koffein und zuckergesüßten Getränken liegen Studien seit Jahren und Jahrzehnten vor, zu Proteinpulver seit 2019, zu Kreatin als Supplement mit Samenanalyse beim Menschen erst seit 2026. Die dichteste Evidenz gilt Nachbarsubstanzen, die schwächste den eigentlichen Kernprodukten.

Leitlinien und Fachgesellschaften

Die Leitlinien der Fachgesellschaften behandeln Sportnahrung nicht. Der abgerufene Volltext der AUA/ASRM-Leitlinie in der Aktualisierung von 2024 (22 Studien in der Evidenzbasis) enthält die Begriffe Kreatin, Whey, Proteinpulver, Energy-Drink und Taurin nicht [s47]. Im Abschnitt zum Lebensstil hält sie fest, Lebensstilfaktoren seien schwer zu untersuchen; zu Koffein bestehe Evidenz mittlerer Qualität für keinen Zusammenhang mit männlicher Infertilität (außer möglicherweise Spermienaneuploidie), zu anabolen Steroiden gelte, dass die aktuelle Einnahme die Spermatogenese stark unterdrücke [s47]. Zu Supplementen hält sie fest, dass der Nutzen von Antioxidantien und Vitaminen bei der Behandlung fraglich sei und die Datenlage keine Aussage zu bestimmten Wirkstoffen erlaube [s47]. Das EAU-Kapitel zur männlichen Infertilität in der abgerufenen Fassung enthält die Begriffe Kreatin, Whey, Proteinpulver, Energy-Drink, Taurin und Koffein nicht; es behandelt Rauchen, Alkohol, Steroide und Antioxidantien [s175]. Die ESHRE-Leitlinie zur ungeklärten Infertilität [s63] und die deutschsprachige AWMF-Leitlinie 015-085 [s124] enthalten nach ihren Abstracts keine Aussage zu Sportnahrung. Die WHO-Leitlinie von 2025 wurde nur über zwei Übersichtsarbeiten erfasst, die eine neutrale Haltung zu Antioxidantien und Aussagen guter Praxis zu Lebensstilrisiken berichten [s01, s08]. Eine deutsche Primärstudie oder Leitlinie speziell zu Kreatin, Proteinpulver oder Energy-Drinks wurde nicht gefunden.