4.1 Gepoolte Nagerdaten: die präklinische Metaanalyse von Asghar et al. 2024 [s39] bis 4.5 Carbamazepin im Tiermodell

Tierversuche beantworten nicht, ob Valproat die Spermienqualität von Männern verschlechtert; sie zeigen, welche Wirkungen im Hoden und Nebenhoden unter kontrollierten Bedingungen möglich sind, und sie liefern Hypothesen zu Mechanismen. Ihre wichtigste Grenze ist die Dosis. Die Autoren der großen TriNetX-Studie halten fest, einige Tierstudien hätten Valproat in Dosen verwendet, die das Sieben- bis 33-Fache der maximalen humanäquivalenten Dosis betrugen, um Effekte wie Hodenatrophie und reversible Veränderungen von Spermienzahl oder Beweglichkeit zu zeigen; das ist ihre Charakterisierung der Literatur, kein Ergebnis ihrer Kohortenanalyse [s26]. Die Pressemitteilung der Universität Liverpool formuliert dasselbe als Bedenken, die sich vor allem auf Tierstudien mit viel höheren Dosen als bei Patienten stützten [s32]. In der Praxis liegt bei den im Folgenden besprochenen Studien die Tagesdosis meist zwischen 200 und 500 mg/kg Körpergewicht; Ausnahmen mit niedrigeren Dosen werden genannt.

4.1 Gepoolte Nagerdaten: die präklinische Metaanalyse von Asghar et al. 2024 [s39]

Die Metaanalyse Understanding the impact of valproate on male fertility: insights from preclinical and clinical meta-analysis (BMC Pharmacology and Toxicology 2024) schloss sieben präklinische Studien aus den Jahren 2000 bis 2021 mit 112 männlichen Nagern ein (je 56 in Behandlungs- und Kontrollgruppe). Sechs Studien verwendeten Ratten, eine Mäuse; die Versuchsdauer betrug 7 bis 70 Tage; alle sieben Studien erfassten die Spermienzahl, fünf die Beweglichkeit, sechs den Anteil abnormer Spermien und das Hodengewicht [s39].

Alle Angaben in der Tabelle sind Mittelwerte ± Standardabweichung, wie sie die Autoren der Metaanalyse aus den Originalen entnommen haben [s39]. Die Zeile Nishimura führt die Tiere als Wistar-Ratten; die Originalarbeit nennt Crj:CD(SD)IGS-Ratten [s127]. Die Tabelle der Metaanalyse gibt für die Spermienzahl nur die Einheit „10⁶“ an; die Absolutwerte unterscheiden sich zwischen den Studien erheblich (Gruppenwerte von 2,29 bis 39,50), sodass nur Vergleiche innerhalb einer Studie sinnvoll sind. Die Ganjkhani-Zeile (Spermienzahl 3,30 ± 6,9) enthält eine Streuung, die größer als der Mittelwert ist.

Gepoolte Ergebnisse. Die Zusammenfassung mit Random-Effects-Modell ergab standardisierte Mittelwertdifferenzen (SMD, Hedges' g, mit 95-%-Konfidenzintervall) von −2,28 (−3,39 bis −1,18) für die Spermienzahl, −2,32 (−3,34 bis −1,30) für die Beweglichkeit, +3,27 (1,98 bis 4,56) für den Anteil abnormer Spermien und −2,73 (−4,23 bis −1,23) für das Hodengewicht [s39]. Die in der Publikation neben den SMD genannten p-Werte (zum Beispiel 0,335 für die Spermienzahl und 0,368 für die Beweglichkeit, 0,019 für abnorme Spermien, 0,673 für das Hodengewicht) sind mit den Konfidenzintervallen nicht vereinbar, die die Null klar ausschließen; die Autoren stellen im Text für die meisten Endpunkte „nicht signifikante“ Unterschiede fest, außer für den Anteil abnormer Spermien. Dieser Bericht stützt sich deshalb auf die Konfidenzintervalle und liest die genannten p-Werte nicht als p-Werte des Gesamteffekts [s39].

Qualität der Tierstudien. Nach der CAMARADES-Checkliste erreichten die sieben Studien im Median 7 von 11 Punkten (Spanne 5 bis 8). Weniger als die Hälfte machte klare Angaben zu zufälliger Zuteilung, Verdeckung der Zuteilung, Interventionsdetails und Verblindung der Ergebnisbeurteilung; keine Studie berichtete eine Fallzahlberechnung. Der Egger-Test auf Publikationsverzerrung war bei den Endpunkten Spermienzahl (p = 0,054), Beweglichkeit (p = 0,173) und abnorme Spermien (p = 0,061) nicht signifikant, beim Hodengewicht dagegen schon (p = 0,004) [s39]. Die Autoren der Metaanalyse folgern, Valproat vermindere die männlichen Fertilitätsfaktoren bei Nagern deutlich; für die Zusammenfassung wählten sie wegen mäßiger Heterogenität ein Random-Effects-Modell [s39].

4.2 Valproat bei gesunden Nagern: Dosis, Dauer und Reversibilität

Nishimura et al. 2000 (Japan) [s127]. Effects of valproic acid on fertility and reproductive organs in male rats (Journal of Toxicological Sciences) gab Crj:CD(SD)IGS-Ratten Valproinsäure oral in Dosen von 250, 500 oder 1000 mg/kg/Tag für 4, 7 oder 10 Wochen. In jeder Dosisgruppe wurde eine Gruppe nach vierwöchiger Gabe getötet; die beiden anderen wurden nach 4 (7-Wochen-Gruppe) beziehungsweise 7 Wochen (10-Wochen-Gruppe) Behandlung mit unbehandelten Weibchen gepaart und ihre Fertilität beurteilt (Corpora lutea, Implantationen, lebende und tote Feten an Tag 14 bis 17 der Trächtigkeit). Danach wurden bei den Männchen Genitalorgane gewogen, die Spermienzahl in der Cauda epididymidis gezählt, die Spermienbewegung analysiert und die Hoden histopathologisch untersucht. Die Männchen der 1000-mg/kg-Gruppe starben oder waren 3 bis 4 Tage nach Beginn moribund. Bis zur 500-mg/kg-Gruppe nach 10 Wochen waren keine Auswirkungen auf die Fertilität zu beobachten. Vier Wochen 500 mg/kg verringerten das Nebenhodengewicht. Nach 7 Wochen 500 mg/kg waren Gewichte von Nebenhoden, Bläschendrüsen und Prostata vermindert, die Zahl der Spermienköpfe in der Cauda epididymidis und der Anteil beweglicher Spermien reduziert. In der 10-Wochen-Gruppe mit 500 mg/kg war das Hodengewicht vermindert. Histopathologisch fanden sich Degeneration der Samenkanälchen und Verlust oder Abschilferung von Spermatiden, und der Anteil verbliebener Step-19-Spermatiden in den Stadien IX bis XI war in den 4-, 7- und 10-Wochen-Gruppen mit 500 mg/kg erhöht. Die Autoren schließen, Spermienbewegungsanalyse und Hodenhistologie seien empfindliche Methoden, um die Toxizität von Valproinsäure auf männliche Fortpflanzungsorgane zu bewerten [s127]. Als Deutung: Veränderte Spermienbeweglichkeit und Hodenhistologie bei erhaltener Paarungsfertilität bis 500 mg/kg zeigen, dass messbare Spermienveränderungen im Rattenmodell nicht zwangsläufig mit verminderter Fertilität einhergehen.

Tallon et al. geben in ihrer Tabelle 2 Zahlen eines Rattenversuchs wieder, deren Dosen (250 und 500 mg/kg) und Zeitpunkte (4, 7 und 10 Wochen) denen der Studie von Nishimura entsprechen (die Tabelle ordnet sie einer anderen Referenznummer zu): Der Anteil beweglicher Spermien betrug in der Kontrollgruppe 80 %, 87 % und 86 %, bei 250 mg/kg 80 %, 88 % und 87 % und bei 500 mg/kg 81 %, 72 % und 72 % nach 4, 7 und 10 Wochen; die Zahl der Spermienköpfe je Nebenhoden (×10⁸) betrug in der Kontrolle 1,27, 1,31 und 1,40, bei 250 mg/kg 1,27, 1,23 und 1,29 und bei 500 mg/kg 1,088, 1,023 und 0,975. Damit zeigt sich bei 500 mg/kg eine Abnahme, die mit der Behandlungsdauer wächst, bei 250 mg/kg keine nennenswerte [s56, s127].

Soliman und Abd el-Meguid 1999 (Kairo) [s129]. Effects of antiepileptic drugs carbamazepine and sodium valproate on fertility of male rats (Deutsche Tierärztliche Wochenschrift) gab männlichen Ratten Carbamazepin oder Natriumvalproat oral über 30 und 60 aufeinanderfolgende Tage und erfasste Paarungsverhalten, Geschlechtsorgangewichte, Samenqualität, Sexualhormone im Plasma und Histologie. Beide Substanzen senkten das Hodengewicht, die Spermienkonzentration, den Anteil lebender Spermien und den Anteil progressiv beweglicher Spermien signifikant und erhöhten den Anteil morphologisch abnormer Spermien; Testosteron, FSH und LH im Plasma fielen, Prolaktin stieg. Die Histologie zeigte leichte bis mäßige degenerative Veränderungen im Hoden, während Prostata und Bläschendrüsen normal erschienen. Nach einer Erholungszeit von 30 Tagen verschoben sich die Parameter deutlich in Richtung der Ausgangswerte [s129]. Dosen sind im Abstract nicht angegeben. Bairy et al. zitieren die Studie in ihrer Einleitung mit denselben Befunden nach 60 Tagen oraler Gabe und in der Diskussion mit abgesenktem Plasmatestosteron, FSH und LH sowie erhöhtem Prolaktin [s97, s129].

Bairy et al. 2010 (Indien) [s97]. Reproductive toxicity of sodium valproate in male rats (Indian Journal of Pharmacology) ist die am detailliertesten dokumentierte Studie zur Reversibilität. Insgesamt 144 männliche Wistar-Ratten (12 Wochen alt, 150 bis 200 g) wurden auf 24 Gruppen zu je 6 Tieren verteilt: Kontrolle (Wasser), Gummi-arabicum-Kontrolle, Natriumvalproat 200 mg und 400 mg (oral, je 60 Tage); je 6 Tiere je Dosis und Probenzeitpunkt wurden 2, 4, 5, 7, 10 und 15 Wochen nach der letzten Exposition getötet. Erfasst wurden Spermienzahl und -beweglichkeit im Nebenhoden, Spermienmorphologie (1000 Spermien je Tier), Hodenhistologie sowie Durchmesser und Epithelhöhe der Samenkanälchen [s97].

• Spermienzahl. Beide Dosen senkten die Zahl signifikant von der 2. Woche an und über die 4., 5. und 7. Woche; der niedrigste Wert lag in der 7. Woche, und bis zur 15. Woche war die Zahl wieder auf Kontrollniveau, bei beiden Dosen etwa gleich.
• Beweglichkeit. Signifikant vermindert in der 2., 4., 5. und 7. Woche bei beiden Dosen; vollständige Erholung bis zur 10. Woche; bei 200 mg/kg war sie in der 7., bei 400 mg/kg in der 5. Woche am niedrigsten.
• Morphologie. Der Anteil abnormer Spermien nahm in der 4., 5. und 7. Woche signifikant zu (zeitabhängig), mit dem Maximum in der 5. Woche bei der höheren und in der 7. Woche bei der niedrigeren Dosis; laut Abstract stieg er dosisabhängig an.
• Histologie. Abschilferung von Epithelzellen im Lumen der Samenkanälchen bei beiden Dosen; Vakuolen mit dem Maximum in der 5. und 7. Woche bei der höheren Dosis; Atrophie der Kanälchen selten, mehrkernige Zellen fehlten.
• Gewicht und Struktur. Das Hodengewicht änderte sich nicht signifikant. Der Durchmesser der Samenkanälchen sank bei der höheren Dosis in der 4., 5. und 7. Woche signifikant (in der 2. Woche war er erhöht); die Epithelhöhe war in allen Wochen außer der 15. vermindert, und die Rückkehr zum Normalwert trat erst in der 15. Woche ein.

Die Autoren schließen, Natriumvalproat verursache reversible Veränderungen von Beweglichkeit, Spermienzahl, Morphologie und Zytoarchitektur der Hoden. Sie deuten die zeitliche Abfolge als Hinweis darauf, dass vor allem die Spermatogonien empfindlich sind, und erklären, die Spermienzahl sei noch am Ende der 10. Woche vermindert gewesen (möglicher Effekt auf Stammzellen). Sie nennen als Erklärung für den Rückgang der Spermienzahl eine verminderte intratestikuläre Testosteronkonzentration, schließen eine Wirkung auf Sertoli-Zellen oder Nebenhodenfunktion aber nicht aus; Hormonmessungen sind im Methodenteil nicht aufgeführt [s97].

Khan et al. 2011 [s95]. Investigation on sodium valproate induced germ cell damage, oxidative stress and genotoxicity in male Swiss mice (Reproductive Toxicology) behandelte Mäuse intraperitoneal über 10 Tage mit 500 mg/kg/Tag und über 28 Tage mit 100, 200 und 400 mg/kg/Tag und tötete sie 24 Stunden nach der letzten Gabe. Beurteilt wurden Parameter des oxidativen Stresses, Spermienzahl, Kopfmorphologie, Komet-Assay der Spermien, 8-oxo-dG-Expression und Histologie. Valproat verringerte Spermienzahl sowie Hoden- und Nebenhodengewicht signifikant und erhöhte Kopfanomalien, DNA-Schäden der Spermien, oxidativen Stress und die 8-oxo-dG-Expression im Hoden; die Autoren schließen auf eine Keimzelltoxizität [s95]. In der Tabelle der Metaanalyse sind für die 10-Tage-Gruppe (je 10 Mäuse) Spermienzahl 9,82 ± 2,7 gegenüber 2,40 ± 0,8, Anteil abnormer Spermien 7,60 gegenüber 13,64 % und Hodengewicht 0,24 gegenüber 0,11 g angegeben [s39].

Cansu et al. 2011 (Trabzon, Türkei) [s94]. Effects of chronic treatment with valproate and oxcarbazepine on testicular development in rats (Seizure) teilte 42 Wistar-Ratten auf drei Gruppen zu je 14 Tieren: Kontrolle (Leitungswasser), Valproat (300 mg/kg/Tag) und Oxcarbazepin (100 mg/kg/Tag), jeweils per Schlundsonde über 90 Tage (also von der Vorpubertät bis ins Erwachsenenalter). Untersucht wurden Körper-, Hoden- und Nebenhodengewicht, quantitative Morphometrie von Sertoli-Zellen, Spermatozyten und Spermatiden in den Stadien II, V und XII, TGF-β1 und p53 immunhistochemisch sowie der Apoptoseindex (TUNEL). Hoden- und relatives Hodengewicht waren unter Valproat signifikant niedriger als in der Kontrolle (p < 0,05). Die Zahlen von Spermatogonien, pachytänen und runden Spermatozyten waren in allen Stadien in der Valproat- und der Oxcarbazepin-Gruppe niedriger als in der Kontrolle, jedoch nicht signifikant (p > 0,05). Apoptotische Zellzahlen und p53-Reaktion waren unter Valproat signifikant erhöht und die TGF-β1-Expression signifikant erniedrigt (p < 0,05); unter Oxcarbazepin sanken p53 und TGF-β1, aber nicht signifikant. Die Autoren schließen, dass Valproat von der Vorpubertät bis ins Erwachsenenalter die Spermatogenese negativ beeinflusst (Hodengewicht, Apoptose, p53, TGF-β1), während Oxcarbazepin einen minimalen Nebeneffekt auf die Hodenentwicklung habe [s94].

Iamsaard et al. 2017 und Sukhorum und Iamsaard 2017 [s74, s77]. Valproic acid induces histologic changes and decreases androgen receptor levels of testis and epididymis in rats (International Journal of Reproductive Biomedicine) untersuchte 64 erwachsene männliche Wistar-Ratten (je 8 je Gruppe), die 10 Tage lang täglich 500 mg/kg Valproat intraperitoneal erhielten; an jedem Versuchstag wurde eine Gruppe untersucht. Das Körpergewicht der Valproat-Tiere am Tag 10 lag bei 272,11 ± 8,86 g gegenüber 303,76 ± 9,01 g in der Kontrolle, das absolute Hodengewicht bei 1,14 ± 0,09 g gegenüber 1,64 ± 0,08 g (p = 0,03), das relative bei 0,42 ± 0,01 gegenüber 0,54 ± 0,04 g/100 g; die Hodengröße war am Tag 10 kleiner (Höhe 1,36 ± 0,01 cm gegenüber 1,75 ± 0,02 cm, Breite 0,90 ± 0,02 cm gegenüber 1,13 ± 0,01 cm). Histologisch begann die Schrumpfung der Samenkanälchen am Tag 2, vergrößerte Interstitialräume fanden sich von Tag 2 bis 10, mehrkernige Riesenzellen und Abschilferung von Keimzellen ab Tag 6, Zerfall und erweiterte Interzellularräume an den Tagen 7 bis 10, vollständige Exfoliation von Tag 8 bis 10; abgeschilferte Keimzellen waren im Nebenhoden-Lumen zu sehen, im Nebenhodenkopf (Caput) zahlreicher als in der Cauda epididymidis. Die Proteinmenge des Androgenrezeptors in Hoden und Nebenhoden war bei den Valproat-Ratten geringer als bei den Kontrollen. Zur Spermienkonzentration formuliert die Arbeit, die „Zunahmerate“ der Konzentration in der Valproat-Gruppe habe am Tag 10 etwa 32,31 % der Kontrollgruppe betragen (p = 0,03); die Formulierung ist in der Richtung nicht eindeutig und wird hier nicht interpretiert [s74]. Die Folgearbeit derselben Gruppe (Changes in testicular function proteins and sperm acrosome status in rats treated with valproic acid, Reproduction, Fertility and Development 2017; ebenfalls 500 mg/kg intraperitoneal über 10 Tage, je 8 Tiere) fand eine Zunahme vorzeitiger Akrosomreaktionen, Fibrose der Tunica albuginea und der Basalmembran der Kanälchen sowie eine signifikant verminderte Expression von Ki-67, des Cholesterin-Seitenketten-Spaltenzyms P450scc und mehrerer phosphorylierter Proteine (41, 51 und 83 kDa), während das steroidogene akute regulatorische Protein (StAR) signifikant höher exprimiert war; die Autoren schließen, Valproat verändere die Expression testikulärer Proteine der Spermatogenese und Testosteronbildung [s77]. Da alle Tiere in diesen Arbeiten intraperitoneal 500 mg/kg erhielten, sind sie vor allem für die Histopathologie, weniger für die Dosisübertragung aussagekräftig.

Ban et al. 2001 (Japan) [s124]. Collaborative study on rat sperm motion analysis using CellSoft Series 4000 semen analyzer (Journal of Toxicological Sciences) prüfte, welche Parameter der computergestützten Spermienbewegungsanalyse sensitiv für Substanzwirkungen sind. Neun Substanzen, die als reproduktions- oder hodentoxisch bekannt sind (alpha-Chlorhydrin, Borsäure, Ethinylestradiol, Ethylmethansulfonat, Nitrazepam, Nitrobenzol, Ornidazol, Sulfasalazin und Valproinsäure), senkten sämtlich den Anteil beweglicher Spermien. Die Kurvilineargeschwindigkeit (VCL) und die Amplitude der lateralen Kopfauslenkung (ALH) nahmen bei allen Substanzen ab, nur nicht bei Valproinsäure. Die Autoren halten den Anteil beweglicher Spermien, VCL, ALH max und ALH mean für nützliche, sensitive Parameter [s124]. Der Befund zeigt, dass Valproinsäure in dieser Methodenstudie vor allem den Anteil der beweglichen Spermien, aber nicht deren Bewegungsmuster veränderte.

4.3 Valproat plus Schutzsubstanzen: Antioxidans-, Entzündungs- und Apoptosemodelle

In diesem Block wird Valproat als bekanntes Hodentoxin eingesetzt, um die Wirkung von Schutzsubstanzen zu testen. Sie belegen die Rolle von oxidativem Stress im Tiermodell; sie belegen nicht, dass diese Substanzen beim Menschen schützen oder dass Valproat in therapeutischer Dosis beim Mann oxidativen Hodenschaden verursacht.

Ourique et al. 2016: Resveratrol und Vitamin E [s80, s81]. In zwei Arbeiten (Resveratrol prevents oxidative damage and loss of sperm motility induced by long-term treatment with valproic acid in Wistar rats, Experimental and Toxicologic Pathology; Protective effect of vitamin E on sperm motility and oxidative stress in valproic acid treated rats, Food and Chemical Toxicology) erhielten Wistar-Ratten 28 Tage lang Valproat (400 mg/kg per Schlundsonde). Es kam zu verminderter Spermienbeweglichkeit mit vermehrter oxidativer Schädigung von Lipiden und Proteinen, Verarmung an reduziertem Glutathion und verminderter antioxidativer Gesamtkapazität in Hoden und Nebenhoden. Gleichzeitig verabreichtes Resveratrol (10 mg/kg per Schlundsonde) beziehungsweise Vitamin E (50 mg/kg intraperitoneal) verhinderte diese Effekte, bei Vitamin E mit Wiederherstellung der Beweglichkeit [s80, s81]. In der Metaanalyse sind für die Ourique-Arbeit mit dem 28-Tage-Modell (je 8 Tiere) Beweglichkeit 84,21 ± 6,4 gegenüber 57,43 ± 10,5 %, abnorme Spermien 7,41 ± 1,4 gegenüber 12,62 ± 2,5 % und Spermienzahl 12,41 ± 2,2 gegenüber 10,63 ± 1,4 angegeben [s39].

Abu-Risha et al. 2024: Donepezil und Quercetin (Ägypten) [s36]. Männliche Albinoratten erhielten Valproat 500 mg/kg intraperitoneal über 14 Tage; Donepezil (3 und 5 mg/kg) und Quercetin (50 mg/kg) wurden oral sieben Tage vorher und dann gemeinsam mit Valproat gegeben. Valproat störte Architektur und Ultrastruktur des Hodens, verminderte Spermienzahl, Vitalität und Serumtestosteron und löste oxidative, entzündliche und apoptotische Prozesse aus, einschließlich Unterdrückung der AMPK/SIRT1/PGC-1α-Kaskade. Die Vorbehandlung (Donepezil, Quercetin und Kombination) milderte die histologischen und ultrastrukturellen Schäden und erhöhte Testosteron, Spermienzahl und Vitalität; Malondialdehyd sank, die Superoxiddismutase-Aktivität stieg, IL-1β, NF-κB und p38-MAPK sanken, Caspase-3 sank und Bcl-2 stieg [s36].

Shaneh et al. 2025: Curcumin (Iran) [s29]. Männliche Mäuse (8 Wochen, etwa 20 g; je 6 je Gruppe) erhielten acht Wochen lang Valproat (500 mg/kg intraperitoneal) allein, mit Curcumin (25, 50 oder 100 mg/kg) oder Curcumin (100 mg/kg) allein. Valproat erhöhte Stickstoffmonoxid, Entzündungsfaktoren (IL-6, TNF-α), mitochondriale Toxizität und Marker des oxidativen Stresses (p < 0,05), und Histologie und Spermienanalyse zeigten einen signifikanten Schaden des Hodengewebes mit signifikant verminderter Spermienzahl, Beweglichkeit und normaler Morphologie. Curcumin verringerte die Entzündungs- und Stressparameter, stellte die Hodenschäden teilweise wieder her und erhöhte Spermienzahl und Beweglichkeit (p < 0,05) [s29].

Amer et al. 2025: Melatonin (Ägypten, Libyen) [s15]. Je fünf männliche Wistar-Ratten bildeten die Kontrolle, eine Melatoningruppe (20 mg/kg), eine Gruppe mit Depakine (Valproat) 45 mg/kg und eine Gruppe mit Melatonin plus Depakine; die Gabe erfolgte 14 Tage lang täglich per Schlundsonde. Die gemeinsame Gabe verbesserte Testosteron und die Androgenrezeptor-Expression im Hoden (p < 0,001) und damit Spermienzahl, Beweglichkeit und Anomalien, verhinderte Verlust von Spermatogenesezellen und Schrumpfung der Samenkanälchen, normalisierte hämatologische Parameter (Erythrozyten, Thrombozyten, Leukozyten, Hämatokrit und weitere) und steigerte Nrf2 und Glutathion; reaktive Sauerstoffspezies und Malondialdehyd sanken, apoptoseregulierende Proteine (Bax, Bcl-2, Caspase-3) und entzündliche Zytokine (NF-κB, TNF-α, IL-6, ICAM-1, MCP-1) wurden zurückgeregelt [s15]. Bemerkenswert ist die vergleichsweise niedrige Valproat-Dosis (45 mg/kg) bei kurzer Dauer; Absolutwerte der Spermienparameter stehen im Abstract nicht.

Asghar et al. 2025: Mikronährstoff-Antioxidanzien in der Maus (Chongqing) [s19]. Sechs Wochen alte männliche Kunming-Mäuse (je 6 je Gruppe; 25 bis 30 g) erhielten 34 Tage lang Valproat 400 mg/kg (jeden zweiten Tag) allein oder mit l-Arginin (120 mg/kg), Taurin (200 mg/kg), l-Tryptophan (0,5 mg/kg), N-Acetylcystein (NAC, 2 mg/kg), Zinkchlorid (1,5 mg/kg) oder Selen (0,5 mg/kg) täglich; die Kontrolle erhielt Maisöl. Es gab keine Todesfälle oder schweren gesundheitlichen Auffälligkeiten, aber in der Valproat-Gruppe waren Körpergewicht und relatives Hodengewicht signifikant niedriger. Das normalisierte Samenvolumen betrug in der Valproat-Gruppe 0,08 ± 0,01 ml/g Hodengewebe gegenüber 0,175 ± 0,01 in der Kontrolle (p < 0,005) und stieg mit l-Arginin auf 0,166 ± 0,01, mit Taurin auf 0,154 ± 0,02 und mit NAC auf 0,136 ± 0,04. Die Spermienzahl betrug in der Valproat-Gruppe 3,00 ± 1,30 × 10⁶/ml und mit l-Arginin 11,89 ± 0,92, NAC 11,13 ± 1,32, Taurin 10,68 ± 1,44, Selen 9,52 ± 1,48 und l-Tryptophan 9,51 ± 1,34, entsprechend Zunahmen um 296,1 %, 270,7 %, 255,9 %, 217,3 % und 216,6 % gegenüber der Valproat-Gruppe (p < 0,05). Die Gesamtbeweglichkeit betrug in der Valproat-Gruppe 18,34 ± 4,83 % und mit NAC 61,49 ± 5,71 %, Taurin 53,91 ± 4,89 %, l-Arginin 53,48 ± 7,23 %, l-Tryptophan 47,14 ± 5,04 % und Selen 44,33 ± 5,33 %. Der Anteil abnormer Spermien lag in der Valproat-Gruppe bei 46,87 ± 7,07 % (Kontrolle 18,66 ± 2,80 %) und sank mit NAC auf 21,88 ± 3,64 % und mit l-Arginin auf 22,51 ± 4,36 %; die Vitalität betrug 36,53 ± 5,94 % in der Valproat-Gruppe und stieg mit NAC auf 67,86 ± 3,85 % und mit l-Arginin auf 64,21 ± 4,77 %. Genexpressionsanalysen zeigten eine Hochregulation von SOD1, HO-1, NRF2 und NQO1; Westernblot und Histologie eine Umkehr der oxidativen Veränderungen und Erhalt der Kanälchenintegrität; der TUNEL-Test weniger Apoptose. In Zellkulturen (GC-2spd(ts)-Zellen und HepG2-Zellen) milderten die Antioxidanzien den valproatinduzierten oxidativen Stress, und eine Netzwerkpharmakologie nannte GPX4, SOD1, HO-1 und NRF2 als Schlüsselziele [s19]. Die Autoren schließen, Mikronährstoff-Antioxidanzien verringerten den valproatinduzierten oxidativen Stress und verbesserten die männliche Fertilität; dies ist ein Befund an der Maus und kein Beleg für Wirksamkeit beim Menschen.

Shojaei et al. 2025: PTZ-Kindling und 5-HT1A-Rezeptoren (Iran) [s30]. Fünfzig männliche Ratten wurden in Placebo, PTZ plus Kochsalz, PTZ plus Valproat, PTZ plus NAD und PTZ plus Valproat plus NAD aufgeteilt (PTZ: Pentylentetrazol zur Erzeugung eines Kindling-Epilepsiemodells; NAD bezeichnet im Abstract den 5-HT1A-Rezeptorantagonisten). Hormonmessungen und Histologie erfolgten am Ende des Kindlings beziehungsweise nach der 15. Injektion. Epilepsie und Valproat senkten bei den Männchen das Testosteron und erhöhten das Estradiol; Progesteron stieg in der Kindling-Gruppe und fiel bei Valproat. Histologisch fanden sich durch das Kindling Abnahmen der Zahl von Spermatogonien, primären Spermatozyten, Sertoli- und Leydig-Zellen und der Samenkanälchen sowie ein kleinerer Durchmesser der Kanälchen. Die Veränderungen verstärkten sich bei zusätzlicher Gabe des Rezeptorantagonisten, was die Autoren als möglichen Schutzeffekt der 5-HT1A-Rezeptoraktivierung deuten [s30]. Die Studie ist als einzige im Block ein Epilepsiemodell: Sie trennt in gewissem Umfang Krankheitsmodell (Kindling) und Valproat, der Abstract nennt aber keine Zahlen.

4.4 Valproat: pränatale Exposition, Intergenerationen- und epigenetische Befunde

Britto et al. 2025: pränatale Exposition (Pernambuco, Brasilien) [s20]. Subacute treatment of copaiba and white rosin essential oils using integrated biomarker responses on the reproductive system of Wistar rats exposed to valproic acid (Acta Biologica Brasiliensia 2025, zweisprachig) betrifft Valproat in der Schwangerschaft, nicht die Behandlung erwachsener Männer. Dreißig Wistar-Ratten (120 Tage alt; 20 Weibchen, 10 Männchen) wurden verpaart. Ab dem 13. Trächtigkeitstag erhielten die Weibchen einmalig 600 mg/kg Valproinsäure intraperitoneal, die Kontrollweibchen Wasser. Die männlichen Nachkommen wurden mit 21 Tagen abgesetzt und auf sechs Gruppen zu je 10 Männchen verteilt (negative und positive Kontrolle, Vehikel, Copaiba-Öl 50 mg/kg, Weißharz-Öl 100 mg/kg, Kombination), die Öle wurden 30 Tage lang ab dem 30. Lebenstag per Schlundsonde verabreicht. Es zeigten sich oxidativer und nitrosativer Stress im Hoden und Nebenhoden (mehr Stickstoffmonoxid und Malondialdehyd) und eine veränderte Aktivität antioxidativer Enzyme, leichte Hodenveränderungen und kribriforme Areale im Nebenhoden; die Gewichte von Hoden, Nebenhoden und Bläschendrüsen waren nicht verändert. Die ätherischen Öle konnten die Schäden bei dieser Dosis und Dauer nicht umkehren, obwohl sie die Aktivität antioxidativer Enzyme veränderten [s20]. Die Befunde zeigen, dass pränatale Valproat-Exposition bei der Ratte den Hoden und Nebenhoden des erwachsenen Nachkommen belasten kann; sie sind für die Frage der Behandlung erwachsener Männer nicht übertragbar.

Mishra et al. 2026: intergenerationale Effekte [s10]. Evaluation of the intergenerational effects of valproic acid and sodium butyrate on male reproductive parameters in the rat (Reproductive Toxicology) behandelte männliche Ratten mit 10 oder 20 mg/kg Valproinsäure oder Natriumbutyrat. Die Männchen beider Substanzen zeigten ein vermindertes Vermögen, Schwangerschaften herbeizuführen, eine kleinere Wurfgröße und ein geringeres Wurfgewicht, und diese Veränderungen traten auch in den nächsten beiden Generationen auf. Spermienzahl, Beweglichkeit und Testosteron waren nur bei den Valproat-Tieren vermindert, ebenfalls intergenerational; eine Oligospermie war in Caput und Cauda des Nebenhodens der Valproat-Tiere und in den Folgegenerationen sichtbar. Die Autoren sprechen von vorläufigen Hinweisen darauf, dass die Anwendung dieser Wirkstoffe beim Mann Fortpflanzungsergebnisse in der Nachkommenschaft beeinflussen könnte [s10]. Bemerkenswert sind die niedrigen Dosen (10 und 20 mg/kg) gegenüber den meisten anderen Rattenstudien; Details zur Behandlungsdauer, Applikationsart und Gruppengröße stehen im Abstract nicht.

Ibi et al. 2019: väterliche Exposition und Verhalten der Nachkommen [s64]. Paternal valproic acid exposure in mice triggers behavioral alterations in offspring (Neurotoxicology and Teratology) untersuchte, ob eine väterliche Valproat-Exposition bei Nagern Verhaltens- und epigenetische Veränderungen bei den Nachkommen auslöst. Die väterliche Exposition beeinträchtigte das Objektgedächtnis, unterdrückte die durch einen NMDA-Rezeptor-Antagonisten ausgelöste Hyperaktivität bei männlichen und weiblichen Nachkommen und störte die sensomotorische Filterung (Prepulse-Hemmung) nur bei Weibchen. Die Menge des acetylierten Histons H3 im Frontalkortex und Hippocampus der Nachkommen war vermindert, obwohl die Valproat-Exposition die Acetylierung von H3 im Hoden der Väter erhöht hatte. Die Autoren folgern, die väterliche Exposition könne das Gleichgewicht der Histonacetylierung im Gehirn der Nachkommen über Veränderungen des Keimbahn-Epigenoms stören und zu Verhaltensänderungen führen [s64].

Sakai et al. 2023: Histonhyperacetylierung und Spermien-DNA-Methylierung (Japan) [s52]. Testicular histone hyperacetylation in mice by valproic acid administration affects the next generation by changes in sperm DNA methylation (PLOS ONE) gab Mäusen vier Wochen lang 200 mg/kg/Tag Valproat und analysierte Hoden, Spermien, Morulae und die nächste Generation. Alle Tiere blieben gesund und ohne klinische Auffälligkeiten einschließlich Hodentoxizität. Direkt nach der Gabe waren die Acetylierungen von H3K9 und H3K27 im Hoden signifikant erhöht; 3 und 7 Tage nach Ende der Behandlung lagen sie wieder auf Kontrollniveau (n = 3), die Hyperacetylierung war also vorübergehend. Die Ganzgenom-Bisulfit-Sequenzierung der Spermien (n = 3) fand signifikante Methylierungsänderungen an 1.863 CpG-Positionen im Promotorbereich, davon 846 hyper- und 1.017 hypomethyliert; viele der nachgelagerten Gene gehörten Signalwegen der Hirnfunktion an (zum Beispiel „axonal guidance“, „amyloid processing“). Es wurden 187 differenziell methylierte Regionen über alle Chromosomen identifiziert. In Morulae aus mit Spermien behandelter Männchen befruchteten Eizellen war die mittlere Methylierung ähnlich (Kontrolle 19 %, Valproat 20 %), die Valproat-Gruppe streute stärker. Von den F1-Männchen (45 aus der Kontrollgruppe, 52 aus der Valproat-Gruppe; je 15 für Verhaltenstests) zeigten die Valproat-Nachkommen im Hell-Dunkel-Test eine signifikant längere Zeit im hellen Kasten, im Open-Field- und im Furchtkonditionierungstest dagegen keine Unterschiede. Die Gehirn-RNA-Sequenzierung ergab veränderte Genexpression neuronaler Funktionen. Im Spermienvergleich der nächsten Generation waren die in der Elterngeneration beobachteten Methylierungsänderungen nicht mehr nachweisbar [s52]. Die Autoren deuten die Befunde als Hinweis darauf, dass eine Valproat-bedingte Histonhyperacetylierung über Spermien-DNA-Methylierung Effekte auf die Gehirnfunktion der nächsten Generation haben könnte; dass die Methylierungsänderungen in der F2-Spermiengeneration verschwunden waren, schränkt die Aussagekraft für eine dauerhafte Vererbung ein. Diese Studie betrifft die Qualität der Epigenom-Information der Spermien, nicht klassische Spermiogramm-Parameter.

4.5 Carbamazepin im Tiermodell

de Oliva und Miraglia 2009 (São Paulo) [s100]. Carbamazepine damage to rat spermatogenesis in different sexual developmental phases (International Journal of Andrology) behandelte Ratten ab dem Absetzen, also ab der Vorpubertät. Es fanden sich Schäden des Samenepithels, ein interstitielles Ödem, ein Absinken des Testosterons und ein Anstieg des Estradiols; der Schaden war in der Erwachsenenphase stärker als früher. Die Autoren schließen, Carbamazepin verursache bei Gabe ab der Vorpubertät spezifische Nebenwirkungen im Rattenhoden, die in der Erwachsenenphase am schwersten sind [s100].

Shetty und Narayana 2007 [s111]. The effects of carbamazepine on sperm morphology in Wistar rats (Indian Journal of Physiology and Pharmacology) gab zwölf Gruppen männlicher Wistar-Ratten fünf Tage lang im 24-Stunden-Abstand Wasser, Cyclophosphamid (20 mg/kg), Carbamazepin (9, 18 und 36 mg/kg intraperitoneal) oder 2 % Gummi arabicum (0,25 ml/100 g). Die Spermienmorphologie wurde an den Tagen 14 und 35 nach der letzten Gabe beurteilt. Weder Carbamazepin noch Cyclophosphamid erzeugten nach 14 Tagen vermehrt abnorme Spermien. Am Tag 35 stieg bei 18 mg/kg Carbamazepin die Zahl der Spermien mit Kopfdefekten (p < 0,01), während bei den anderen beiden Dosen die Zahl abnorm geformter Spermien sank. Das Lösungsmittel 2 % Gummi arabicum erhöhte am Tag 35 die Zahl der Spermien mit Flagellum-Defekten. Die Autoren sehen Carbamazepin als mögliche Keimzellmutagen mit der Gefahr von Unfruchtbarkeit bei langdauernder Anwendung und fordern weitere Studien mit Serumspiegelbestimmungen [s111]. Die fehlende lineare Dosis-Wirkungs-Beziehung und die Wirkung des Lösungsmittels begrenzen die Aussagekraft.

Liu et al. 2014 (China) [s88]. 卡马西平对健康及癫痫雄性大鼠生殖系统相关指标的影响 (deutsch: „Wirkung von Carbamazepin auf Parameter des Fortpflanzungssystems bei gesunden und epileptischen männlichen Ratten“; englischer Zusatz im Titel: Effects of reproductive system in experimental male rats with carbamazepine; Zeitschrift 武警医学, Wujing Yixue, 2014) behandelte männliche Wistar-Ratten mit Lithium-Pilocarpin-Epilepsiemodell und ohne Epilepsie 60 Tage lang mit Carbamazepin per Schlundsonde. Laut Abstract stiegen in der Epilepsiegruppe nach der Gabe LH, FSH und Estradiol gegenüber der Kontrolle, Progesteron und Gesamttestosteron sanken; in der Gruppe ohne Epilepsie stiegen LH und FSH, Gesamttestosteron sank, und Nebenhodengewicht und Organkoeffizient waren vermindert. Die Autoren folgern, Carbamazepin habe deutliche Nebenwirkungen auf das männliche Fortpflanzungssystem der Ratte, die mit der Dosis zusammenhingen [s88]. Der Abstract enthält keine Zahlen.

Akorede 2020: Vitamin C und Carbamazepin [s59]. Protective effect of vitamin C on chronic carbamazepine-induced reproductive toxicity in male Wistar rats (Toxicology Reports) bildete vier Gruppen zu je 10 Ratten (destilliertes Wasser, Vitamin C 100 mg/kg, Carbamazepin 20 mg/kg, Vitamin C gefolgt von Carbamazepin nach 30 Minuten), die 15 Wochen lang einmal täglich per Schlundsonde behandelt wurden. Die Nebenhodenspermienzahl betrug in der Wasser-Kontrolle 137,00 ± 2,33 × 10⁶/ml, unter Carbamazepin 93,33 ± 3,71 (p < 0,05 gegenüber Wasser, Vitamin C und Vitamin C plus Carbamazepin) und in der Gruppe Vitamin C plus Carbamazepin 108,00 ± 5,13; die Beweglichkeit 93,33 ± 1,67 %, 66,67 ± 3,33 % und 74,37 ± 3,33 %. Der Anteil von Mittelstück-Anomalien war unter Carbamazepin höher (6,02 ± 0,41 % gegenüber 4,07 ± 0,18 % in der Kontrolle), der Anteil von Flagellum-Anomalien in der Wasser-Kontrolle (4,52 ± 0,42 %) niedriger als unter Carbamazepin (6,68 ± 0,43 %); Kopfanomalien unterschieden sich nicht signifikant. Das Malondialdehyd im Hoden war unter Carbamazepin erhöht (0,700 ± 0,03 gegenüber 0,528 ± 0,03 µmol/mg Protein), die Katalaseaktivität im Hoden erniedrigt (38,48 ± 1,71 gegenüber 52,91 ± 1,78). Vitamin C schützte gegen die Veränderungen von oxidativen Parametern, Sexualhormonen, Spermienmerkmalen, relativem Hypophysen- und Hodengewicht und Histologie; die Autoren führen dies teilweise auf die antioxidative Wirkung zurück [s59].

Osuntokun et al. 2020: Carbamazepin, Levetiracetam und Kombination [s61]. Carbamazepine adversely altered the pituitary-testicular axis with resultant reproductive dysfunctions than levetiracetam or carbamazepine-levetiracetam adjuvant treatment in male Wistar rat (Andrologia) teilte 24 männliche Wistar-Ratten in vier Gruppen zu je 6 (Kochsalz; Carbamazepin 25 mg/kg; Levetiracetam 50 mg/kg; Kombination aus 12,5 mg/kg Carbamazepin und 25 mg/kg Levetiracetam), täglich intraperitoneal über vier Wochen. Prozentuale Beweglichkeit, Vitalität und FSH-Konzentration nahmen in allen Behandlungsgruppen signifikant ab, und der Hoden zeigte verschiedene histomorphologische Aberrationen. Die Autoren schließen, Carbamazepin und die Kombination veränderten die Hypophysen-Hoden-Achse mit Hinweisen auf hormonelle Fehlregulation, und Levetiracetam bleibe „am sichersten“ [s61]. Die Aussage steht in Spannung zu den Levetiracetam-Studien in Abschnitt 4.6 und zu den klinischen Befunden in Abschnitt 1.3; die Abstract-Angabe, Beweglichkeit, Vitalität und FSH nähmen auch unter Levetiracetam allein ab, stützt die Schlussfolgerung „am sichersten“ nur im relativen Sinn. Mit sechs Tieren je Gruppe ist die Studie sehr klein.

Tektemur et al. 2021 (Elazığ, Türkei): Ionenkanäle und microRNA [s58]. Carbamazepine-induced sperm disorders can be associated with the altered expressions of testicular KCNJ11/miR-let-7a and spermatozoal CFTR/miR-27a (Andrologia) zeigte, dass Carbamazepin bei Ratten die Spermienbeweglichkeit verminderte, den Anteil abnormer Spermien erhöhte, das hormonelle Gleichgewicht störte, das relative Hodengewicht erhöhte und das relative Gewicht der Bläschendrüse verminderte. Im Hoden waren KCNJ11 herunter- und miR-let-7a hochreguliert (p < 0,05), in den Spermien KCNJ11 herunter- und CFTR sowie miR-27a hochreguliert (p < 0,05). Die veränderten Hodenwerte von KCNJ11 und miR-let-7a korrelierten mit verminderter Beweglichkeit und erhöhten Flagellum-Defekten („sperm tail defects“ im Original); CFTR und miR-27a der Spermien korrelierten positiv mit Flagellum-Defekten [s58]. Dosis und Dauer nennt der Abstract nicht.

Nunes et al. 2025: Carbamazepin über zwei Generationen (Brasilien) [s27]. Effects of carbamazepine-exposure on rat epididymal sperm in parental (F0) and F1 generations (Reproductive Toxicology) gab männlichen Ratten von der Vorpubertät (Tag 23 nach der Geburt) bis ins Erwachsenenalter (Tag 95) täglich 20 mg/kg Carbamazepin per Schlundsonde, die Kontrolle erhielt Olivenöl. An Tag 95 wurden qualitative und quantitative Spermienparameter in der F0- und F1-Generation untersucht, außerdem Malondialdehyd im Hoden und Nebenhoden sowie Plasmatestosteron. Die väterliche Carbamazepin-Exposition (F0) verringerte Beweglichkeit und Vitalität der Spermien, erhöhte die DNA-Fragmentierung und veränderte die Mitochondrienaktivität und die Akrosomintegrität; Testosteron, Step-19-Spermatiden und die tägliche Spermienproduktion nahmen ab, der oxidative Stress in Hoden und Nebenhoden stieg deutlich an. Diese Veränderungen traten auch in der F1-Generation auf. Die Autoren schließen, eine verlängerte väterliche Carbamazepin-Exposition könne qualitative und quantitative Spermienveränderungen verursachen, Testosteron senken und die männliche Reproduktionsgesundheit der Nachkommen intergenerational beeinträchtigen; sie betonen, dass Veränderungen der Spermienqualität nicht zwingend mit verminderter Fertilität einhergehen müssen [s27].

Li et al. 2026: Carbamazepin und die Hypothalamus-Hypophysen-Hoden-Achse (Hefei, China) [s08]. Carbamazepin disrupts the hypothalamic-pituitary-testicular axis and induces hormonal imbalances and sperm damage through activating GABBR2 to inhibit AC/cAMP/PKA pathway (Biochemical Pharmacology) kombinierte Tier- und Zellversuche. Ratten erhielten zwölf Wochen lang Carbamazepin in Dosen von 100, 200 und 400 mg/kg; Hypothalamus, Hypophyse und Hoden zeigten Strukturschäden, und die Serumspiegel von GnRH, FSH, LH und Testosteron sanken. Mechanistisch unterdrückte Carbamazepin den Adenylatzyklase-/cAMP-/Proteinkinase-A-Signalweg, indem es die Expression der Untereinheit 2 des GABA-B-Rezeptors (GABBR2) hochregulierte, und löste damit Apoptose hypothalamischer GnRH-Neurone aus. Wurde GABBR2 in GT1-7-Zellen (immortalisierte hypothalamische GnRH-Neuronenlinie der Maus) herunterreguliert, war die durch Carbamazepin ausgelöste Hemmung des Signalwegs deutlich abgeschwächt, die Apoptose verringert und die GnRH-Sekretion teilweise wiederhergestellt [s08]. Es handelt sich um einen Befund bei hohen Dosen (bis 400 mg/kg) und über zwölf Wochen; die Übertragbarkeit auf Männer unter therapeutischer Dosis ist offen.