Mechanismen und biologische Plausibilität

Die Einstufung folgt drei Stufen. „Belegt" bedeutet: in dem jeweils genannten Modell oder bei der genannten Personengruppe in der abgerufenen Literatur übereinstimmend gezeigt, nicht aber, dass der Mechanismus bei gesunden Männern unter üblichem Produktgebrauch wirksam wäre. „Plausibel" bedeutet: ein biologischer Weg ist beschrieben und mit einzelnen Daten unterlegt, aber nicht für die Fragestellung (Produkt, Dosis, Population) geprüft. „Spekulativ" bedeutet: Der Weg wird vermutet oder ist nur über Sekundärangaben, Laborkonzentrationen weit über dem Alltag oder Schutzmodelle an vorgeschädigten Tieren gestützt. Keine Einstufung ist eine Aussage über die Wirkung eines Produkts auf die Fruchtbarkeit eines Einzelnen.

Übersicht

Belegte Mechanismen

Kreatin und Blut-Hoden-Schranke. Kuribayashi et al. zeigen in Mäusen, dass der Verlust des Kreatin-Syntheseenzyms Gamt das Hodenkreatin deutlich senkt, die Tight Junctions stört und mit geringerer Spermienzahl, verminderter Beweglichkeit und niedrigerer Befruchtungsrate einhergeht; Kreatinzufuhr behebt dies. Der Befund ist ein kausaler Mangelversuch im selben Modell, damit methodisch stärker als die meisten übrigen Kreatinarbeiten. Gleichzeitig ist er auf den Mangel begrenzt: Mäuse ohne den Transporter Slc6a8 zeigten keine Auffälligkeiten der Spermienbildung [s53]; eine ausreichende Versorgung über andere Wege liegt nahe (Einschätzung dieser Studie). Flankierend zeigen Grundlagenarbeiten, dass Kreatin in Hoden und Nebenhoden der Ratte selbst gebildet wird [s172] und dass Kreatin im Kulturmedium die Kapazitation von Mausspermien über höhere ATP-Spiegel steigert [s132]. Beim Menschen liegen Kreatin und Kreatinkinase im Samenplasma vor; die CK ist bei Asthenozoospermie höher (1.360 ± 1.050 gegenüber 830 ± 580 U/L; p = 0,013) und korreliert negativ mit Konzentration und Beweglichkeit, während das Kreatin selbst mit der progressiven Motilität positiv korreliert (r = 0,284) [s111]. Für die Frage, ob eine zusätzliche Zufuhr beim gesunden Mann etwas verändert, tragen diese Befunde nicht.

Unterdrückung der Hypophysen-Gonaden-Achse durch anabole Steroide. Das ist der am besten belegte Mechanismus im Umfeld der Sportnahrung. Die Metaanalyse mit 32 Studien findet bei Anwendern niedrigere FSH- und LH-Werte, ein kleineres Hodenvolumen und eine niedrigere Motilität [s71]; die HAARLEM-Kohorte zeigt bei 77 % der Teilnehmer während der Einnahme eine Gesamtspermienzahl unter 40 Millionen [s98]; ältere Vergleichsstudien finden bei Bodybuildern deutlich häufiger Spermienzahlen unter der Normgrenze (24 von 41 gegenüber 5 von 41 Kontrollen) [s174]. Die AUA/ASRM-Leitlinie fasst zusammen, die aktuelle Einnahme unterdrücke die Spermatogenese deutlich, ohne nach Evidenz niedriger Qualität dauerhaft zu schaden [s47]. Dieser Mechanismus betrifft anabole Steroide; er berührt Kreatin, Protein und Energy-Drinks nur dann, wenn Steroide in Produkten enthalten sind oder parallel eingenommen werden. In der Studie zu Proteinpulvern in Dänemark war der Anabolikagebrauch ein Anpassungsfaktor [s113], in der Beobachtung bei subfertilen Männern wurde nicht dafür kontrolliert [s119].

Training als eigener Einfluss. Mehrere Übersichten berichten für intensives Ausdauertraining, vor allem Radfahren, schlechtere Samenparameter mit teilweiser Rückkehr nach Ruhe, bei sehr niedriger Evidenzsicherheit [s117, s45, s35]; für mäßige Bewegung berichten andere Arbeiten günstige Zusammenhänge [s18, s26]. Im Rattenversuch senkte exzessives Schwimmtraining Konzentration, Motilität und Testosteron und erhöhte den oxidativen Stress, mäßiges Training nicht [s06]. Dass die Trainingsbelastung Samenparameter verändern kann, gilt damit als beschrieben; Studien zu Sportnahrung trennen es nur teilweise von der Exposition.

Plausible Mechanismen

DHT-Anstieg unter Kreatin. In der Crossover-Studie an 20 Rugbyspielern stieg DHT nach sieben Tagen Ladephase um 56 % und blieb nach 14 Tagen Erhaltung 40 % über dem Ausgangswert; das DHT-Testosteron-Verhältnis stieg um 36 % und blieb um 22 % erhöht, bei unverändertem Testosteron [s163]. Biologisch ist eine Veränderung der Androgenwirkung denkbar. Eine Verbindung zu Samenparametern ist in keiner Studie geprüft; die Übersicht der Expertengruppe um Antonio beschreibt die DHT-Befunde in den abgerufenen Abschnitten nicht und hält fest, die Mehrzahl der Studien zeige keinen Einfluss auf Testosteron [s32].

Zuckergesüßte Getränke, Inhibin B und Spermienkonzentration. In der größten Querschnittsstudie sind höhere Aufnahme von zuckergesüßten Getränken und niedrigeres Inhibin B (−12 pg/mL im höchsten Bereich) sowie niedrigere Spermienkonzentration gemeinsam beobachtet [s95]. Inhibin B wird in einer russischen Studie als möglicher Marker für das Keimepithel genannt [s110]; ein Weg über Stoffwechsel oder Körpergewicht ist denkbar (Einschätzung dieser Studie), in den Abstracts aber nicht geprüft. Die Kohorte PRESTO findet die Assoziation vor allem bei BMI von mindestens 25 [s51], was auf eine Vermischung mit Körpergewicht oder allgemeiner Ernährungsqualität hindeuten kann (Einschätzung, keine Aussage der Autoren). Eine weitere Studie zu Testosteron fand bei hoher Aufnahme zuckergesüßter Getränke ein adjustiertes OR von 2,29 für niedriges Testosteron [s128]. Gegen eine einfache Lesart spricht, dass die FEPOS-Kohorte bei moderatem Konsum keinen klaren Zusammenhang fand [s84].

Molkenprotein als Schutzfaktor im geschädigten Hoden. In Ratten mit Alterungsmodell, bei Mäusen mit Hitzestress (Kamelmolke), im D-Galaktose-Modell und im Aflatoxinmodell werden antioxidative, antiapoptotische und entzündungsdämpfende Wirkungen beschrieben [s02, s127, s17, s158]. Im Aflatoxinmodell werden die Hodenverbesserungen allerdings dem Ginsengextrakt oder der Kombination zugeschrieben, nicht dem Molkenprotein allein [s158]. Der Mäuseversuch an gesunden Tieren mit hoher Dosis Whey zeigte keinen Effekt auf Spermienzahl, Motilität, DNA-Fragmentierung, Testosteron, Trächtigkeit oder Wurfgröße [s109]. Die Schutzwirkung im geschädigten Gewebe lässt sich daher nicht in einen Nutzen oder Schaden bei Gesunden übersetzen.

Proteinzusammensetzung. Im Rattenversuch mit Maisgluten sanken Spermiendichte und Motilität und stiegen Anomalien (einschließlich Flagellum-Anomalien), während Weizengluten die Spermien nicht verschlechterte [s107]; bei Grünen Meerkatzen führte eine milchhaltige Tierproteindiät in der Phase nachhaltiger Zufuhr zu niedrigeren Spermienzahlen als eine pflanzenbasierte Diät [s169]. Proteinmangel senkte bei Ratten Testosteron und Hodengewicht [s60]. Das beschreibt, dass Menge und Quelle des Proteins im Tiermodell eine Rolle spielen, nicht, dass Whey bei Menschen so wirkt.

Spekulative Mechanismen

Koffein in vitro. Im Laborversuch erhöhte Koffein bei 10 mM die progressive Motilität menschlicher Spermien und die seminale CK-Aktivität [s92]; ein Vergleich mit Theophyllin und Koffein (7 mmol/l) an Spermien von 12 Männern mit Asthenozoospermie liegt ebenfalls im Millimolarbereich [s164]. Diese Konzentrationen liegen weit über denen, die durch Getränke im Blut erreicht werden (Einschätzung der Recherche). Davon getrennt zu betrachten sind die Befunde zum Getränkekonsum: Ricci et al. fassen sie als inkonsistent zusammen und berichten Assoziationen von Koffein mit Aneuploidie und DNA-Brüchen der Spermien [s137]; in der AUA-Leitlinie steht Koffein mit mittlerer Evidenzqualität für keinen Zusammenhang, möglicherweise außer der Aneuploidie [s47]. In Mäusen sank die Blastozystenrate nach Befruchtung mit Spermien koffeininjizierter Tiere dosisabhängig [s149]; bei Kaninchen mit 30 oder 60 mg/kg wird eine Hemmung der Spermatogenese beschrieben [s173].

Taurin. Taurin ist in den männlichen Fortpflanzungsorganen reichlich vorhanden; die Taurindepletion durch β-Alanin erhöhte in Mäusen die Zahl abnormaler Spermien, und Taurin besserte den Defekt [s88]; in Schutzmodellen gegen Nandrolon, Cyclophosphamid und Bisphenol A wirkte Taurin antioxidativ und antiapoptotisch [s141, s61, s118]. Ob Taurin aus Energy-Drinks bei Gesunden die Spermien beeinflusst, ist in keiner Humanstudie geprüft, und die Übersichtsarbeit spricht von einer „potenziell schützenden", nicht von einer schädigenden Wirkung [s66].

Energy-Drinks im Tierversuch. Bei sehr hohen Getränkeanteilen (75 % im Trinkwasser beziehungsweise 75 bis 100 %) stiegen Anomalien der Spermien, und Vitalität und Beweglichkeit sanken [s54, s147]; bei pubertärem Binge-Protokoll per Schlundsonde ergab sich kein Effekt [s78]. Welcher Bestandteil (Zucker, Koffein, Taurin, Futterverdrängung mit Gewichtsverlust) wirkt, ist nicht getrennt geprüft; in der Studie mit dem höchsten Detailgrad verloren zwei Gruppen Körpergewicht [s54].

Verunreinigung mit Steroiden. Dass einzelne Produkte nicht deklarierte anabole Steroide enthalten, wird in Übersichten und Sekundärzitaten berichtet (14,8 % von 634 nichthormonellen Präparaten; 23 von 24 Präparaten aus Fitnessgeräte- und Online-Shops) [s119, s43, s143]; die Originalarbeiten wurden von der Recherche nicht abgerufen. In der Pilotbeobachtung zum Proteinpulver wurde nicht geprüft, ob die Veränderung damit zusammenhängt [s119]. Ebenso wenig wurde bei der Hodenkrebsstudie der Inhalt der Produkte analysiert [s143]. Als Erklärung für Befunde bei Proteinpulver bleibt die Verunreinigung deshalb eine Hypothese. In Schwermetall-Modellrechnungen für Proteinpulver lag der Hazard Index unter 1, mit den niedrigsten Werten bei Whey und Werten nahe 1 bei Mass-Gainer-Pulvern, ohne reproduktive Endpunkte [s101].

Kreatin, Protein und Hodenkrebs. Das OR 2,55 (1,05 bis 6,15) für kreatin- und proteinhaltige Präparate stammt aus einer explorativen Schichtung einer Fall-Kontroll-Studie; die Autoren nennen die Befunde vorläufig, ein Leserbrief weist auf Steroidgebrauch oder Verunreinigung als Alternativerklärung hin [s143, s142]. Die Patientenserie ohne Kontrollgruppe berichtet für Kreatin 9,3 % und für Protein und Aminosäuren 12,4 % Gebrauch bei 129 Hodenkrebspatienten und nennt den Zusammenhang offen [s166]. Weder Kausalität noch ein Weg zur Spermienqualität sind belegt.

Antioxidative Nährstoffe und Fertilitätspräparate. Für Carnitin, Coenzym Q10 und andere Antioxidantien liegen bei Männern aus Kinderwunschkliniken Metaanalysen mit überwiegend niedriger Evidenzsicherheit vor [s80, s129, s41]; die Cochrane-Autoren halten die Evidenz für nicht schlüssig, und nach Ausschluss von Studien mit hohem Verzerrungsrisiko war das OR für die Lebendgeburt nicht mehr signifikant (1,22; 0,85 bis 1,75) [s80]. Die MOXI-Studie fand bei 383 Teilnehmern laut der Diskussion von [s12] keinen Nutzen von Antioxidantien; der EAU-Text nennt die Studie ohne Zahl [s175]. Die Wirksamkeit solcher Wege bei gesunden Sportlern ist unbekannt.

Zur Unabhängigkeit der Kreatinliteratur

Die Autorengruppe um Ostojic, Nedeljkovic und Stea ist an der randomisierten Pilotstudie, der Kongressauswertung, der NHANES-Auswertung und der Mini-Übersicht zu Kreatin und väterlicher Ernährung beteiligt [s23, s40, s39, s86]. Im Interessenkonflikt der NHANES-Arbeit erklärt der letzte Autor eine Mitgliedschaft in einem wissenschaftlichen Beirat zu Kreatin (AlzChem), Patente und Forschungsgelder von Kreatinherstellern und die Gründung von Firmen für kreatinhaltige Produkte [s39]; die Pilotstudie nennt denselben Autor als letzten Autor [s23]. Das ist keine Aussage über die Qualität der Daten, aber für die Einordnung relevant: Ein erheblicher Teil der wenigen Humanbefunde zu Kreatin stammt aus einer Gruppe mit Industriekontakten, die übrige Literatur ist überwiegend mechanistisch.