Die folgenden Studien messen viele Elemente gleichzeitig und setzen sie zu Samenparametern in Beziehung. Sie sind für Aluminium, Mangan und Kupfer besonders aufschlussreich, weil sie die Elemente im selben Kollektiv nebeneinander bewerten; Fluorid ist in keiner dieser Studien erfasst. Gemeinsame Stärken der neueren Arbeiten: Massenspektrometrie (ICP-MS), Mischungsmodelle (Bayessche Kernel-Maschinen-Regression BKMR, gewichtete Quantilsummen WQS, Quantile g-Computation) und Adjustierung. Gemeinsame Schwächen: Querschnitt, viele parallele Tests, Seminalplasma- und Urinwerte spiegeln nicht die Aufnahme über Trinkwasser, überwiegend selektierte Kinderwunschkliniken in China.
Urinmetalle
Zeng et al. 2015 [s204]: „Urinary metal concentrations in relation to semen quality: a cross-sectional study in China" (Urinmetallkonzentrationen in Beziehung zur Samenqualität: eine Querschnittsstudie in China), Environmental Science & Technology. 394 Männer einer Infertilitätsklinik; 13 kreatininadjustierte Urinmetalle (darunter Kupfer, Mangan); multivariable logistische und lineare Regression. Mit steigenden Selenquartilen sank das Risiko einer unterreferenziellen Spermienzahl (P für Trend = 0,04), mit steigenden Nickelquartilen stieg der Anteil abnormer Spermienköpfe (P für Trend = 0,03); die Zusammenhänge blieben bei Berücksichtigung mehrerer Metalle bestehen. Für Kupfer und Mangan wird im Abstract nichts berichtet. Die Autoren fordern größere Studien in der Allgemeinbevölkerung.
Wang et al. 2016 [s191]: „Association of urinary metal levels with human semen quality: A cross-sectional study in China" (Zusammenhang von Urinmetallspiegeln mit der menschlichen Samenqualität: eine Querschnittsstudie in China), Environment International. 1.052 Männer des Reproduktionszentrums des Tongji-Krankenhauses in Wuhan (März bis Juni 2013); eine Samenprobe und zwei Urinproben je Mann; 18 Metalle; adjustierte lineare und logistische Regression, Restricted-Cubic-Spline. Urincadmium war signifikant invers mit progressiver und Gesamtmotilität assoziiert (beide P < 0,02), Molybdän und Blei mit dem Anteil normaler Morphologie (beide P < 0,05); die Zusammenhänge blieben nach Mehrfachtestkorrektur und in Mehrmetallmodellen erhalten. Stärke: wiederholte Urinmessung zur besseren Expositionsschätzung. Kupfer, Mangan und Aluminium: kein Befund im Abstract.
Wang et al. 2016 [s192]: „Associations of urinary metal levels with serum hormones, spermatozoa apoptosis and sperm DNA damage in a Chinese population" (Zusammenhänge von Urinmetallspiegeln mit Serumhormonen, Spermienapoptose und Spermien-DNA-Schäden in einer chinesischen Bevölkerung), Environment International. 18 Metalle (darunter Aluminium, Kupfer, Mangan) in zwei Urinproben von männlichen Partnern in einer Kinderwunschklinik; Hormone (n = 511), Spermienapoptose (n = 460), DNA-Schäden (n = 516). Zinn korrelierte invers dosisabhängig mit Gesamttestosteron; Zinn, Nickel, Zink und Molybdän mit dem Quotienten Testosteron/LH. Mangan-Quartile zeigten einen dosisabhängig steigenden Trend mit dem Anteil Annexin-V-positiver, propidiumiodid-negativer Spermien (Marker früher Apoptose; P für Trend < 0,05); Eisen einen sinkenden Trend mit dem Anteil PI-positiver Spermien. Nach Mehrfachtestkorrektur bestanden keine signifikanten Zusammenhänge mit Spermien-DNA-Schäden. Die Autoren fordern prospektive Studien.
Zhou et al. 2016 [s195]: „Evaluation of urinary metal concentrations and sperm DNA damage in infertile men from an infertility clinic" (Bewertung urinärer Metallkonzentrationen und Spermien-DNA-Schäden bei infertilen Männern einer Kinderwunschklinik), Environmental Toxicology and Pharmacology. 207 infertile Männer; 13 Urinmetalle per ICP-MS; neutraler Kometentest der Spermien (Schweiflänge, Prozent DNA im Schweif, Tail Distributed Moment). Urinquecksilber und -nickel waren mit steigenden Trends der Schweiflänge assoziiert (beide P für Trend < 0,05), Urinmangan mit steigendem Trend des Tail Distributed Moment (P für Trend = 0,02); die Zusammenhänge bestanden auch bei Berücksichtigung mehrerer Metalle. Einordnung: Bei Mangan sind in [s192] Apoptosemarker, in [s195] DNA-Schadensmarker assoziiert; in [s192] fanden sich nach Mehrfachtestkorrektur keine Zusammenhänge mit DNA-Schäden. Es sind drei Maße (Apoptose, DNA-Schaden, Hormone), die in den beiden Studien jeweils andere Ergebnisse zeigen; ein einheitlicher Befund zu Mangan lässt sich daraus nicht ableiten.
He et al. 2020 [s145]: „Heavy metal exposure, oxidative stress and semen quality: Exploring associations and mediation effects in reproductive-aged men" (Schwermetallexposition, oxidativer Stress und Samenqualität: Zusammenhänge und Mediationseffekte bei Männern im reproduktiven Alter), Chemosphere. 1.020 Männer; Urinarsen, -cadmium und -blei, drei Oxidationsstressmarker im Urin (8-OHdG, 8-iso-Prostaglandin F2α, HNE-MA) und Samenqualität. Die Metalle zeigten dosisabhängige Zusammenhänge mit steigenden Oxidationsstressmarkern; 14,59 %, 18,06 %, 15,35 % beziehungsweise 16,49 % der Assoziation von Arsen/Cadmium mit verminderter Gesamt-/progressiver Motilität liefen über 8-isoPGF2α; rund 16,47 % der Assoziation von Blei mit der normalen Morphologie über 8-OHdG. Aluminium, Mangan und Kupfer waren nicht Gegenstand.
Wan et al. 2019 [s161]: „Metal/metalloid levels in urine and seminal plasma in relation to computer-aided sperm analysis motion parameters" (Metall-/Metalloidspiegel in Urin und Seminalplasma in Beziehung zu Bewegungsparametern der computergestützten Spermienanalyse), Chemosphere. 746 Männer eines Reproduktionszentrums; 18 Metalle im Seminalplasma und in wiederholten Urinproben; sechs CASA-Bewegungsparameter. Es bestanden inverse dosisabhängige Beziehungen zwischen Seminalplasma-Arsen und den Geschwindigkeiten VSL, VCL und VAP, zwischen Selen und VSL und VAP, zwischen Zink und STR und LIN sowie zwischen Mangan und LIN (alle FDR-adjustiertes P für Trend < 0,05); die Beziehungen blieben in Mehrmetallmodellen bestehen. Urinmetalle sagten die Seminalplasmakonzentration am selben Tag schlecht voraus (R² < 0,15) und zeigten keine signifikanten Zusammenhänge mit den Bewegungsparametern. Einordnung: wichtig methodisch, weil sie zeigt, dass Urinwerte nicht dasselbe messen wie Samenwerte.
Geng et al. 2024 [s52]: „Association of urinary metal element with semen quality: a cross-sectional study from Eastern China" (Zusammenhang urinärer Metalle mit der Samenqualität: eine Querschnittsstudie aus Ostchina), Environmental Geochemistry and Health. 338 Männer aus mehreren Zentren; 17 Urinmetalle; logistische und lineare Regression, BKMR, WQS. Blei war mit erhöhtem Risiko einer abnormen Spermienkonzentration verbunden (OR 1,86; P = 0,021), Arsen mit abnormer progressiver Motilität (OR 1,49; P = 0,027), Antimon mit abnormer Gesamtmotilität (OR 1,37; P = 0,018); Zinn war negativ mit abnormer progressiver (OR 0,76; P = 0,012) und Gesamtmotilität (OR 0,74; P = 0,003) verbunden; Barium war invers mit der Spermienzahl assoziiert (β = −0,32). Das Gemisch erhöhte das Risiko einer abnormen Gesamtmotilität (βWQS = 0,55; P = 0,046). Aluminium, Mangan und Kupfer werden im Abstract nicht genannt.
Branch et al. 2021 [s122]: „Metal(loid)s and human semen quality: The LIFE Study" (Metalle und Metalloide und menschliche Samenqualität: die LIFE-Studie), Reproductive Toxicology. 413 reproduktionsfähige Männer aus 16 US-Landkreisen (2005 bis 2009); 15 kreatininadjustierte Urinmetalle (darunter Kupfer) und sieben Samenmaße; LASSO-Regression zur Variablenauswahl und zum Umgang mit Kollinearität. Kupfer war negativ mit der Gesamtspermienzahl assoziiert (β = −1,30; P = 0,028), Chrom positiv (β = 1,87; P = 0,003); Zinn war positiv mit der Morphologie assoziiert (β = 4,92; P = 0,045); für die DNA-Fragmentation war Cadmium positiv (β = 12,73; P = 0,036), Chrom negativ (β = −5,08; P = 0,001). Die Autoren sehen sowohl positive als auch negative Zusammenhänge einzelner Metalle. Stärken: bevölkerungsbasiert, US-Kohorte. Schwächen: viele Tests mit nominalen P-Werten, geringe Effektstärken, Querschnitt; die Einheiten der β-Werte sind im Abstract nicht erläutert.
Chen et al. 2021 [s125]: „Identifying windows of susceptibility to essential elements for semen quality among 1428 healthy men screened as potential sperm donors" (Identifizierung von Empfänglichkeitsfenstern gegenüber essenziellen Elementen für die Samenqualität bei 1.428 gesunden Männern, die als Samenspender untersucht wurden), Environment International. 1.428 gesunde Männer lieferten 3.766 Urin- und 6.527 Samenproben; Urin-Eisen, -Kobalt, -Kupfer, -Zink, -Selen, -Rubidium, -Strontium und -Molybdän; lineare Mischmodelle, Splines, Multiple-Informant-Modelle. In Mehrelementmodellen hatten Männer im obersten gegenüber dem untersten Quartil von Urinzink eine um 17,5 % höhere Spermienkonzentration (95-%-KI 2,8 bis 34,2 %; P für Trend = 0,006) und im obersten Quartil von Urinmolybdän eine um 18,3 % höhere Spermiengesamtzahl (1,4 bis 38,0 %; P für Trend = 0,027). Die Zusammenhänge waren stärker, wenn Zink und Molybdän 0 bis 9 Tage vor der Samenuntersuchung (Nebenhodenlagerung) gemessen wurden. Kupfer wird nicht als signifikant genannt. Stärken: viele Wiederholungsmessungen, Fenster der Empfänglichkeit. Schwäche: Samenspender-Kollektiv (gesund, selektiert).
Chai et al. 2022 [s91]: „Low-level and combined exposure to environmental metal elements affects male reproductive outcomes: Prospective MARHCS study in population of college students in Chongqing, China" (Niedrige und kombinierte Exposition gegenüber Umweltmetallen beeinflusst männliche Fortpflanzungsergebnisse: prospektive MARHCS-Studie an Studierenden in Chongqing), Science of the Total Environment. Prospektive Kohorte; 796 Studierende rekrutiert (Juni 2013), 666 im Folgejahr nachverfolgt; 18 Urinmetalle (darunter Aluminium, Kupfer, Mangan) per ICP-MS, Samenqualität und sechs Sexualhormone. Die Urinkonzentrationen lagen auf typischerweise niedrigem Niveau, weit unter Expositionsgrenzen. Im höchsten Quantil von Vanadium und Nickel sank die Spermienmorphologie um 11,53 % (95-%-KI −18,61 bis −3,84 %) beziehungsweise 10,84 % (−17,93 bis −3,14 %); Urinsilber war dosisabhängig mit steigender Gesamtspermienzahl (6,91 %; 1,14 bis 13,00 %), Konzentration (16,38 %; 5,15 bis 28,81 %) und Samenvolumen (23,73 %; 10,46 bis 38,60 %) assoziiert; Testosteron war in der Untergruppe mit höherer Gesamtbelastung niedriger und stabil negativ mit Lithium assoziiert. Die Autoren sprechen von bidirektionalen Einflüssen bei niedriger Exposition. Aluminium, Kupfer und Mangan: kein Befund im Abstract.
Liu et al. 2024 [s55]: „Trajectory model to analyze the effect of multi-metal exposures on sperm parameters and sex hormones of the MARHCS cohort in China" (Trajektorienmodell zur Analyse der Wirkung von Mehrmetallexposition auf Spermienparameter und Sexualhormone der MARHCS-Kohorte in China), Environmental Research. Dreijährige Kohorte: 796 Freiwillige 2013, Nachverfolgung 2014 und 2015; Urin, Samen und Blut zu jedem Zeitpunkt; Latent-Class-Trajektorienmodell für 18 Urinmetalle, anschließend lineare gemischte Modelle. Sechs Metalle bildeten Trajektorien (Lithium, Aluminium, Eisen, Zink, Arsen, Rubidium). Lithium war negativ mit Samenvolumen und Motilität assoziiert (P < 0,05); die Gruppe mit maximal fallender Trajektorie hatte gegenüber der minimal stabilen ein höheres Risiko für schlechtere Samenqualität (OR 1,75; 95-%-KI 1,22 bis 2,53). Aluminium zeigte negative Zusammenhänge mit Spermienkonzentration, Gesamtzahl und normaler Morphologie (P < 0,05). Rubidium war positiv mit der progressiven Motilität assoziiert, die Gruppe mit hoher stabiler Trajektorie hatte ein geringeres Risiko (OR 0,66; 0,49 bis 0,90). Eisen war negativ mit FSH assoziiert. Stärken: wiederholte Messungen über drei Jahre, Trajektorienanalyse statt einzelner Messung. Schwächen: nur sechs der 18 Metalle bildeten Trajektorien; die Einheiten und Effektstärken der Aluminiumassoziationen stehen nicht im Abstract; Studierende sind nicht repräsentativ.
Blutmetalle
Meeker et al. 2008 [s244]: „Cadmium, lead, and other metals in relation to semen quality: human evidence for molybdenum as a male reproductive toxicant" (Cadmium, Blei und andere Metalle in Beziehung zur Samenqualität: Humanbelege für Molybdän als männlicher Reproduktionstoxikant), Environmental Health Perspectives. 219 Männer aus zwei Infertilitätskliniken; zehn Blutmetalle (Arsen, Cadmium, Chrom, Kupfer, Blei, Mangan, Quecksilber, Molybdän, Selen, Zink). Die Assoziationen mit Molybdän waren über die Verfahren hinweg am konsistentesten: dosisabhängige Trends zu verminderter Spermienkonzentration und normaler Morphologie. Adjustierte OR für unterreferenzielle Parameter in der niedrigen, mittleren und hohen Molybdängruppe: 1,0 (Referenz), 1,4 (95-%-KI 0,5 bis 3,7) und 3,5 (1,1 bis 11) für die Konzentration sowie 1,0, 0,8 (0,3 bis 1,9) und 2,6 (1,0 bis 7,0) für die Morphologie. Hinweis auf Interaktion von Molybdän mit niedrigem Kupfer oder Zink: In der Gruppe hohes Molybdän/niedriges Kupfer lagen die adjustierten OR bei 14,4 (1,6 bis 132) für die Konzentration und 13,7 (1,6 bis 114) für die Morphologie. Einordnung: Die extrem breiten Intervalle zeigen die geringe Zellbesetzung; die Autoren sprechen von vorläufigen Hinweisen. Kupfer spielt hier als Modifikator eines Molybdäneffekts eine Rolle, nicht als eigener Risikofaktor.
Shi et al. 2021 [s132]: „Associations between blood metal/metalloid concentration and human semen quality and sperm function: A cross-sectional study in Hong Kong" (Zusammenhänge zwischen Blutmetall-/Metalloidkonzentration und menschlicher Samenqualität und Spermienfunktion: eine Querschnittsstudie in Hongkong), Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 288 Männer; 13 Blutmetalle (darunter Kupfer) per ICP-MS; klassische und funktionelle Spermaparameter einschließlich DNA-Fragmentation und Akrosomreaktion. Mittlere bis hohe Blutbleikonzentration (über 27,19 µg/L) war negativ mit der Morphologie assoziiert; hohes Cadmium (über 1,44 µg/L) negativ mit der Akrosomreaktion; Molybdän positiv mit dem Samenvolumen, hohes Molybdän (über 13,52 µg/L) negativ mit der Vitalität; hohes Zink (über 6,20 mg/L) positiv mit der Vitalität; mäßiges Eisen (526,89 bis 566,63 mg/L) positiv mit der Akrosomreaktion; mäßiges Calcium positiv mit dem Samenvolumen, niedriges Calcium negativ mit der Morphologie (jeweils P < 0,05). Kupfer wird nicht als wirksam genannt. Stärke: funktionelle Spermienmaße. Schwäche: Mehrfachtests; die Schwellenwerte sind vermutlich datenabhängige Einteilungen.
Calogero et al. 2021 [s123]: „Exposure to multiple metals/metalloids and human semen quality: A cross-sectional study" (Exposition gegenüber mehreren Metallen/Metalloiden und menschliche Samenqualität: eine Querschnittsstudie), Ecotoxicology and Environmental Safety. Männer aus ländlichen oder industriellen Gebieten, per persönlichem Brief rekrutiert, ohne Ausschlusskriterien; Blut, Seminalplasma und Spermien auf Blei, Cadmium, Quecksilber, Arsen, Nickel, Vanadium und Selen. Cadmium im Seminalplasma war mit niedrigerer Gesamtzahl assoziiert (OR 4,48; 95-%-KI 0,25 bis 80), Blei (OR 4,51; 0,86 bis 23) und Cadmium (OR 3,45; 0,77 bis 16) mit der progressiven Motilität; alle Konfidenzintervalle schließen 1 ein, die Risiken sind statistisch instabil, wie die Autoren selbst schreiben. Selen könne günstig wirken; Messungen im Seminalplasma seien aussagekräftiger als im Blut. Aluminium, Mangan, Kupfer und Fluorid waren nicht Gegenstand.
Sukhn et al. 2018 [s173]: „Associations of semen quality with non-essential heavy metals in blood and seminal fluid: data from the Environment and Male Infertility (EMI) study in Lebanon" (Zusammenhänge der Samenqualität mit nicht essenziellen Schwermetallen in Blut und Samenflüssigkeit: Daten der EMI-Studie im Libanon), Journal of Assisted Reproduction and Genetics. Männliche Partner heterosexueller Paare in der Kinderwunschklinik des American University of Beirut Medical Center; Blei, Cadmium, Arsen, Barium, Quecksilber und Uran in Blut und Samenflüssigkeit. Männer mit niedriger Samenqualität hatten signifikant höhere Cadmium- und Bariumwerte in der Samenflüssigkeit; niedrige Vitalität war mit höherem Blutcadmium und -barium sowie höherem Seminalblei, -cadmium, -barium und -uran assoziiert; Uran war mit erhöhten OR für unterreferenzielle progressive Motilität und Normalmorphologie verbunden. Aluminium, Mangan und Kupfer wurden nicht untersucht.
Mendiola et al. 2011 [s230]: „Relationships between heavy metal concentrations in three different body fluids and male reproductive parameters: a pilot study" (Beziehungen zwischen Schwermetallkonzentrationen in drei Körperflüssigkeiten und männlichen Fortpflanzungsparametern: eine Pilotstudie), Environmental Health. 61 Männer aus Kinderwunschkliniken (Murcia, Spanien) einer Fall-Kontroll-Studie; Blei, Cadmium und Quecksilber in Blut, Seminalplasma und Vollblut. Keine signifikanten Unterschiede zwischen Fällen und Kontrollen; in der multivariaten Analyse keine Assoziation mit Hormonen, aber eine signifikante positive Assoziation zwischen dem Anteil immotiler Spermien und Blei sowie Cadmium im Seminalplasma. Nicht die Zielmetalle.
Seminalplasma und Samen
Li et al. 2012 [s223]: „Seminal plasma metals concentration with respect to semen quality" (Metallkonzentration im Seminalplasma in Bezug auf die Samenqualität), Biological Trace Element Research. 100 Männer; Blei, Mangan, Kupfer, Arsen und Selen per ICP-MS im Seminalplasma; saure Phosphatase und α-Glucosidase. 21 der 100 Männer hatten nach WHO-Kriterien Fertilitätsprobleme (abnorme Gruppe). Kupfer, Arsen und Blei korrelierten invers mit der Spermienkonzentration (r(Cu) = −0,312; P = 0,029; r(As) = −0,328; P = 0,021; r(Pb) = −0,377; P = 0,008). Kupfer (P = 0,024), Mangan (P = 0,002) und Selen (P = 0,002) waren in der abnormen Gruppe signifikant höher; die saure Phosphatase war bei Normalen höher (P = 0,021); α-Glucosidase korrelierte negativ mit Arsen (r = −0,367; P = 0,023). Schwächen: nur 21 Männer in der abnormen Gruppe; die Korrelationen wurden an Teilkollektiven berechnet (die Zahl der Gültigen schwankt); Selen war hier in der abnormen Gruppe höher, im Gegensatz zu anderen Studien, in denen Selen mit besserer Qualität einherging [s255, s189, s101].
Wang et al. 2017 [s183]: „Relationships between seminal plasma metals/metalloids and semen quality, sperm apoptosis and DNA integrity" (Beziehungen zwischen Metallen/Metalloiden im Seminalplasma und Samenqualität, Spermienapoptose und DNA-Integrität), Environmental Pollution. 746 Männer eines Reproduktionszentrums; 18 Metalle im Seminalplasma per ICP-MS; Apoptose (n = 331), DNA-Integrität (n = 404). Arsen-Quartile waren mit progressiver und Gesamtmotilität negativ assoziiert, Cadmium-Quartile ebenfalls; Zink positiv mit der Konzentration; Kupfer und Arsen positiv mit dem Prozentsatz DNA im Kometenschweif (Maß für Spermien-DNA-Schäden), Arsen und Selen mit weiteren Kometenparametern, Zinn mit nekrotischen Spermien (alle P für Trend < 0,05). Die Beziehungen blieben bei gleichzeitiger Berücksichtigung mehrerer Elemente bestehen. Die Autoren schließen, dass Arsen, Cadmium, Kupfer, Selen und Zinn die männliche Reproduktion beeinträchtigen könnten, Zink dagegen günstig sei. Stärke: Mehrfachtestkorrektur und Mehrelementmodelle. Die Studie hat wie [s161] 746 Männer aus einem Reproduktionszentrum; die Kollektive überlappen vermutlich, das lässt sich aus den Abstracts nicht prüfen.
Liu et al. 2020 [s148]: „The association between metal exposure and semen quality in Chinese males: The mediating effect of androgens" (Der Zusammenhang zwischen Metallexposition und Samenqualität bei chinesischen Männern: der vermittelnde Effekt von Androgenen), Environmental Pollution. 1.136 Männer aus einem Krankenhaus in Shenzhen; zehn Metalle im Samen; bei 464 zufällig ausgewählten vier Androgene im Samen. Selen und Eisen waren positiv mit Spermienkonzentration und Gesamtzahl assoziiert; negative Assoziationen bestanden für Mangan und Zink mit der Spermienkonzentration, für Molybdän mit der Gesamtzahl und für Kupfer mit der Motilität. Dosisabhängig waren Eisen und Selen mit Dihydrotestosteron (DHT), Arsen mit Testosteron sowie Zink mit Dehydroepiandrosteron assoziiert. Mediationsanalyse: 10,32 % und 12,89 % der Assoziationen von Eisen und Selen mit der Konzentration liefen über DHT, für die Gesamtzahl 13,39 % und 21,57 %. Stärken: große Stichprobe, Androgene im Samen. Schwächen: Mediationsanalyse im Querschnitt kann keine zeitliche Reihenfolge belegen; Effektgrößen für Mangan und Kupfer stehen nicht im Abstract. Es ist eine der wenigen Studien, in der Mangan und Kupfer jeweils einen ungünstigen Befund zeigen.
Jia et al. 2022 [s100]: „Identifying the dose response relationship between seminal metal at low levels and semen quality using restricted cubic spline function" (Identifizierung der Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen niedrigen Metallspiegeln im Samen und Samenqualität mit der Restricted-Cubic-Spline-Funktion), Chemosphere. 841 Freiwillige aus Henan; 18 Metalle im Samen (darunter Aluminium, Mangan, Kupfer), 21 Samenparameter, seminales Malondialdehyd. Nichtlineare Beziehungen zeigten Vanadium und Chrom: Chrom mit umgekehrt U-förmiger Beziehung zur Konzentration (beste Samenqualität bei 5,05 ppb), Vanadium mit verminderter Konzentration, Gesamtzahl, Morphologie und progressiver Motilität bei hoher Dosis (über 0,58 ppb). Malondialdehyd war mit Bewegungsparametern negativ assoziiert (VCL P < 0,001; VSL P = 0,004; VAP P < 0,001; ALH P = 0,001) und mit Seminalzink (β −0,28; 95-%-KI −0,41 bis −0,16; P < 0,001). Für Aluminium, Mangan und Kupfer werden keine Befunde genannt.
Ren et al. 2023 [s83]: „Mixed exposure effect of seminal metals on semen quality, mediation of total antioxidant capacity, and moderation of GSTM1/GSTT1 gene deletion in Chinese reproductive-aged men" (Mischexpositionswirkung von Samenmetallen auf die Samenqualität, Mediation durch die antioxidative Gesamtkapazität und Moderation durch GSTM1/GSTT1-Deletion bei chinesischen Männern), Environmental Research. 825 chinesische Männer; zwölf Metalle im Samen (Mangan, Kupfer, Zink, Selen, Nickel, Cadmium, Blei, Kobalt, Silber, Barium, Thallium, Eisen), TAC, reduziertes Glutathion, GSTM1/GSTT1-Genotyp; BKMR. Das Metallgemisch war negativ mit dem Samenvolumen assoziiert, mit Cadmium (bedingte Einschlusswahrscheinlichkeit cPIP = 0,60) und Mangan (cPIP = 0,10) als Hauptbeiträgern. Das Anheben aller Metalle vom Median auf das 75. Perzentil senkte die TAC um 2,17 Einheiten (95-%-KI −2,60 bis −1,75). Die Mediationsanalyse ergab, dass 27,82 % der Assoziation von Mangan mit dem Samenvolumen über die TAC liefen. Nickel war negativ mit Konzentration, Gesamtzahl und progressiver Motilität verbunden, modifiziert durch GSTM1/GSTT1; bei GSTT1- und GSTM1-Null-Trägern wird β (95-%-KI) mit 0,328 (−0,521 bis −0,136) angegeben, was als Wiedergabe im Abstract so übernommen wird (das Vorzeichen des Punktschätzers passt nicht zum Intervall). Eisen zeigte umgekehrt U-förmige Beziehungen. Einordnung: Mangan ist ein Nebenbeitrag (cPIP 0,10 gegenüber 0,60 für Cadmium); Samenvolumen ist ein anderer Endpunkt als Konzentration, Beweglichkeit und Morphologie.
Wen et al. 2024 [s65]: „Associations between seminal plasma metals/metalloids and semen quality: A cross-sectional study" (Zusammenhänge zwischen Metallen/Metalloiden im Seminalplasma und Samenqualität: eine Querschnittsstudie), Ecotoxicology and Environmental Safety. 330 Männer aus drei Reproduktionszentren Ostchinas; 25 Metalle im Seminalplasma; verallgemeinertes lineares Modell, Restricted-Cubic-Spline und WQS. Lithium, Zink und Magnesium waren mit erhöhtem Risiko unterreferenzieller progressiver und Gesamtmotilität verbunden (P < 0,05); Aluminium war signifikant invers mit Spermienkonzentration und -zahl assoziiert, Kobalt positiv mit der Konzentration. Das WQS-Modell zeigte eine positive Assoziation zwischen dem Metallgemisch und dem Risiko abnormer progressiver Motilität (OR 1,57; 95-%-KI 1,10 bis 2,24) und abnormer Gesamtmotilität (OR 1,53; 1,06 bis 2,19), überwiegend getragen von Lithium, Magnesium und Zink. Einordnung: Der Aluminiumbefund (inverse Beziehung) ist einer der wenigen im Seminalplasma; effektgrößen und Intervalle für Aluminium stehen nicht im Abstract.
Xu et al. 2022 [s120]: „Environmental metal exposure, seminal plasma metabolome and semen quality: Evidence from Chinese reproductive-aged men" (Umweltmetallexposition, Metabolom des Seminalplasmas und Samenqualität), Science of the Total Environment. 551 Männer in Wuhan; Seminalplasma- und wiederholte Urinmetalle per ICP-MS, Metabolom per Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie; gewichtete Gen-Koexpressionsnetzwerkanalyse. Mehr als die Hälfte der Seminalplasma-Metalle waren mit bestimmten Metabolitenmodulen assoziiert, nur wenige Urinmetalle schwach; Zink und Selen im Seminalplasma waren mit 22 Metaboliten (Acylcarnitine, Glycerophospholipide, Aminosäurederivate) assoziiert, wobei Acylcarnitine positiv mit Samenqualität und Spermienkonzentration zusammenhingen. Aluminium, Mangan und Kupfer werden nicht berichtet.
Zhao et al. 2025 [s37]: „Associations between seminal plasma metal mixture and semen quality: A metabolome-mediated case-control study" (Zusammenhänge zwischen einem Metallgemisch im Seminalplasma und der Samenqualität: eine metabolommediierte Fall-Kontroll-Studie), Ecotoxicology and Environmental Safety. Gematchte Fall-Kontroll-Studie mit 522 Männern; 265 Seminalplasma-Metabolite; Einzel- und Mehrmetallregression sowie Mischungsmodelle (Quantile Gaps-Cumulated, WQS, BKMR). Das Metallgemisch erhöhte insgesamt das Risiko abnormer Samenqualität; Kupfer im Seminalplasma zeigte in Einzel- und Gemischmodellen einen risikoerhöhenden Effekt, Eisen und Selen schützende Trends; die Zusammenhänge waren in Sensitivitätsanalysen stabil. 74 von 265 Metaboliten unterschieden sich signifikant; für Eisen, Selen und Kupfer vermittelten 22, 21 und 12 Metabolite die Zusammenhänge. Effektschätzer (OR, KI) stehen nicht im Abstract. Stärken: Gematchtes Design, mehrere Mischungsmodelle, konsistente Sensitivitätsanalysen. Schwäche: Die Metabolit-Mediation ist exploratorisch und im Querschnitt zeitlich nicht belegbar.
Yin et al. 2025 [s36]: „The association of exposure to multiple metals with the risk of idiopathic oligoasthenoteratozoospermia: The mediating role of sperm chromatin" (Der Zusammenhang der Exposition gegenüber mehreren Metallen mit dem Risiko idiopathischer Oligoasthenoteratozoospermie: die vermittelnde Rolle des Spermienchromatins), Ecotoxicology and Environmental Safety. Fall-Kontroll-Studie mit 590 Männern (317 Kontrollen, 273 Fälle); 13 Seminalplasma-Metalle (Eisen, Nickel, Kupfer, Kobalt, Selen, Strontium, Cadmium, Chrom, Blei, Vanadium, Mangan, Thallium, Barium) per ICP-MS; multivariate logistische Regression, Quantile g-Computation, BKMR, Mediationsanalyse. Das zweite und dritte Chromtertil waren mit hohem DNA-Fragmentationsindex (DFI) assoziiert; Strontium und Thallium im dritten Tertil mit hohem DFI; Chrom mit hoher Chromatin-Unreife (HDS); Nickel, Chrom und Thallium im dritten Tertil mit erhöhtem iOAT-Risiko; 63,29 % der Assoziation von Thallium mit iOAT liefen über den DFI. Kupfer und Mangan: keine Assoziation im Abstract.
Li et al. 2025 [s29]: „Relationship between seminal plasma trace elements and sperm quality" (Beziehung zwischen Spurenelementen im Seminalplasma und Spermienqualität), Ecotoxicology and Environmental Safety. 209 chinesische Männer im reproduktiven Alter; 25 Spurenelemente im Seminalplasma per ICP-MS; logistische Regression und Restricted-Cubic-Spline. Bei Asthenozoospermie waren Magnesium, Calcium, Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Strontium, Cadmium und Kobalt signifikant höher; bei Teratozoospermie war Molybdän niedriger; Männer mit Oligozoospermie hatten Werte wie Gesunde. Magnesium, Calcium, Eisen, Zink, Arsen und Cadmium korrelierten positiv mit dem DFI; niedrige Kupfer-, Mangan- und Kobaltwerte korrelierten positiv mit der Spermienkonzentration; Magnesium, Zink, Cadmium und niedrige Kobaltwerte negativ mit der Motilität. Die Autoren sehen die Metalle eher als Faktoren der Beweglichkeit denn der Konzentration oder Morphologie und bezeichnen das Profil als das größte der Spurenelemente im Seminalplasma bis dahin.
Wang et al. 2026 [s15]: „Associations of seminal plasma metal mixtures with sperm quality parameters and exploratory mediation analysis of urinary oxidative stress biomarkers: a cross-sectional study from the RHCC-AC preconception cohort" (Zusammenhänge von Metallgemischen im Seminalplasma mit Spermienqualitätsparametern und explorative Mediationsanalyse urinärer Oxidationsstressmarker: eine Querschnittsstudie der RHCC-AC-Präkonzeptionskohorte), Frontiers in Endocrinology. 425 Männer der Kohorte „Reproductive Health of Childbearing Couples – Anhui Cohort“; 17 Seminalplasma-Metalle per ICP-MS, acht Urin-Oxidationsstressmarker per UPLC-MS/MS; WQS. Aluminium war positiv mit der Rate abnormer Spermien assoziiert; Kobalt und Kupfer invers mit progressiver und Gesamtmotilität; Arsen, Eisen und Selen positiv mit der Konzentration. Im Gemischmodell war Aluminium der Hauptbeitrag zur erhöhten Abnormitätsrate (WQS β = 0,014; 95-%-KI 0,004 bis 0,024; Gewicht 0,357), Kobalt der Hauptbeitrag zur verminderten Gesamtmotilität (β = −0,188; −0,309 bis −0,067; Gewicht 0,419). Zwischen Metallen und Urinmarkern bestanden nur wenige Zusammenhänge; die Mediationsanalyse (D,L-ortho-Tyrosin vermittelte 11,8 % beziehungsweise 13,0 % der Zusammenhänge von Quecksilber und Vanadium mit der Konzentration) wird von den Autoren selbst als explorativ bezeichnet. Einordnung: Der Effekt für Aluminium ist klein (β = 0,014) und die Einheit im Abstract nicht erläutert; er passt zu [s65] und [s55], aber nicht zu [s131] und [s101].
Liu et al. 2026 [s08]: „The dose-response relationship between seminal plasma metal mixtures and oligo-astheno-teratozoospermia: a hospital-based case-control study" (Die Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen Metallgemischen im Seminalplasma und Oligo-Astheno-Teratozoospermie: eine krankenhausbasierte Fall-Kontroll-Studie), Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 743 OAT-Fälle und 179 Kontrollen; ICP-MS im Seminalplasma; Restricted-Cubic-Spline, BKMR und WQS. Calcium (P = 0,042), Lithium (P = 0,027), Mangan (P = 0,009), Kobalt (P = 0,015), Zink (P = 0,021) und Cadmium (P = 0,004) waren bei OAT erhöht. Die Dosis-Wirkungs-Beziehungen waren für Lithium nichtlinear (P für Nichtlinearität = 0,042) und für Calcium, Mangan, Kobalt, Zink und Cadmium monoton linear; BKMR und WQS zeigten einen positiven Gesamteffekt des Gemischs mit Cadmium, Lithium und Mangan als Haupttreibern. Schwächen: stark unausgewogenes Fallzahlverhältnis (743 zu 179), Kontrollen aus derselben Klinik; OAT ist ein breit gefasster Befund (etwa 30 % der Männer im reproduktiven Alter laut Abstract).
Massadeh et al. 2026 [s09]: „Associations of Semen Quality with Essential and Non-Essential Elements in Seminal Fluid" (Zusammenhänge der Samenqualität mit essenziellen und nicht essenziellen Elementen in der Samenflüssigkeit), Biological Trace Element Research (Jordanien). Querschnitt an 97 Seminalplasmaproben, 17 Elemente per ICP-MS (R² > 0,997, relative Standardabweichung unter 5 %). Am häufigsten waren Calcium und Chrom; essenzielle Elemente zeigten keine signifikante Assoziation mit Morphologie oder Zahl; Indium und Cadmium waren mit verminderter Beweglichkeit und abnormer Morphologie verbunden, Vanadium und Arsen mit verminderter Beweglichkeit; Proben mit verminderter Beweglichkeit hatten höhere Werte von Mangan, Chrom und Calcium, Proben mit normalen Parametern höhere Gallium-Werte. Zahlenwerte stehen nicht im Abstract; 17 Elemente erzeugen viele Mehrfachvergleiche; Aluminium, Kupfer und Fluorid werden nicht genannt.
Karabulut et al. 2022 [s101]: „Seminal trace elements and their relationship with sperm parameters" (Spurenelemente im Samen und ihre Beziehung zu Spermienparametern), Andrologia (Türkei). 23 Metalle im Seminalplasma per ICP-MS; Vergleich von Männern mit normalem Ejakulat und mit pathologischem Ejakulat (mindestens ein abweichender WHO-Parameter). Der einzige signifikante Unterschied betraf Selen (höher bei normalem Samen); alle übrigen Elemente (darunter Aluminium, Mangan, Kupfer) unterschieden sich nicht signifikant. Stichprobengröße und Zahlen stehen nicht im Abstract.
López-Botella et al. 2025 [s30]: „Multielemental Profile for Seminal Plasma Through Inductively Coupled Plasma-Tandem Mass Spectrometry and Its Relationship with Seminal Parameters, Spermatic Biomarkers, and Oxidative Stress" (Multielementprofil für Seminalplasma mittels ICP-Tandem-Massenspektrometrie und seine Beziehung zu Samenparametern, Spermienbiomarkern und oxidativem Stress), Antioxidants (Spanien). Seminalplasma von 29 Spendern; ICP-MS/MS. Quantifiziert wurden unter anderem Kupfer, Eisen, Mangan, Strontium, Titan, Vanadium und Chrom. Kupfer korrelierte negativ mit dem Samenvolumen, positiv mit Spermienkonzentration und spontan akrosomreagierten Spermien und negativ mit dem mittleren mitochondrialen Membranpotenzial; Mangan korrelierte negativ mit Spermienvitalität und mittlerem Membranpotenzial; Eisen negativ mit der Konzentration beweglicher Spermien. Die Autoren verweisen auf die Doppelrolle essenzieller Metalle (bei physiologischen Konzentrationen Cofaktoren antioxidativer Enzyme, im Überschuss ROS-fördernd). Schwächen: sehr kleine Stichprobe (29), viele Korrelationen ohne im Abstract erkennbare Mehrfachtestkorrektur.
Zhu et al. 2025 [s40]: „Geographical association of heavy metal exposure and semen quality: A national multi-center study" (Geografischer Zusammenhang der Schwermetallexposition und der Samenqualität: eine nationale Mehrzentrenstudie), Ecotoxicology and Environmental Safety. 32.072 Männer im reproduktiven Alter aus zehn Spermabanken in 31 Provinzen Chinas (2019 bis 2022) wurden rekrutiert, 30.916 gingen in die Analyse ein. Die geografische Exposition gegenüber sechs Bodenschwermetallen wurde mit einem Inverse-Distanz-Gewichtungsalgorithmus aus dem Wohnort abgeleitet; Geodetector (Power of Determinant, PD) und verallgemeinertes lineares gemischtes Modell. Quecksilber war der wichtigste Faktor für verminderte Spermienzahl (PD für Konzentration 0,095, für Gesamtzahl 0,112), gefolgt von Arsen, Cadmium und Kupfer; die gemeinsame Exposition (besonders Quecksilber plus Arsen) verstärkte die negativen Effekte. Die OR für die Spermienkonzentration lagen bei mittlerer und hoher Quecksilberexposition bei 1,43 (95-%-KI 1,24 bis 1,64) und 1,22 (1,05 bis 1,42); ähnliche Ergebnisse gab es für Arsen, Cadmium und Kupfer. Stärke: sehr große Stichprobe aus ganz China. Schwächen: Die Exposition ist geografisch zugeordnet (Wohnortbezug), nicht individuell gemessen, was zu ökologischer Fehlzuordnung führt; Spermaspender sind ein selektiertes Kollektiv; der kleinere OR bei hoher als bei mittlerer Exposition (1,22 gegenüber 1,43) spricht für einen nicht monotonen Verlauf.
Park et al. 1997 [s270]: „Effect of Metal Components in Seminal Plasma on Seminal Parameter and Male Fertile Ability" (Wirkung der Metallbestandteile im Seminalplasma auf Samenparameter und männliche Fertilitätsfähigkeit), Korean Journal of Fertility and Sterility (Korea). 110 Männer (70 Infertilitätspatienten, 20 Vasektomierte, 20 mit nachgewiesener Fertilität); 12 Metalle im Blut- und Seminalplasma. Bei Fertilen waren Calcium, Zink, Magnesium, Chrom und Cadmium im Seminalplasma höher als im Blutplasma, Blei zusätzlich in der Infertilitätsgruppe. Im Seminalplasma unterschieden sich Calcium, Magnesium, Kupfer, Mangan, Cadmium und Blei signifikant nach Spermiendichte, Beweglichkeit und Hormonspiegeln; Mangan, Cadmium und Blei waren bei Vasektomierten höher als in der Infertilitätsgruppe III (testikuläre oder epididymale Faktoren). Der einzige koreanischsprachige Humanbericht in den Quellen, der Kupfer und Mangan im Samen behandelt; keine Effektgrößen im Abstract, kleine Gruppen.
Tanaka et al. 2024 [s62]: „A new clustering model based on the seminal plasma/serum ratios of multiple trace element concentrations in male patients with subfertility" (Ein neues Clustermodell auf der Grundlage der Seminalplasma/Serum-Quotienten mehrerer Spurenelementkonzentrationen bei männlichen Patienten mit Subfertilität), Reproductive Medicine and Biology (Japan). Quotienten Seminalplasma/Serum von 20 Spurenelementen (darunter Mangan und Kupfer) bei 4 gesunden Freiwilligen (Split-Ejakulat in frühe und spätere Fraktion) und 245 Patienten mit Subfertilität; unüberwachte Clusteranalyse mit vier Clustern. Die frühe Fraktion war durch niedrigeren Phosphor und Arsen und 18 höhere andere Spurenelemente gekennzeichnet; ein Cluster mit Merkmalen der frühen Fraktion hatte ein signifikant niedrigeres Samenvolumen und höhere Schwangerschaftsraten (spontan oder nach intrauteriner Insemination). Folgerung der Autoren und methodische Bedeutung: Die Einteilung bildet vor allem die Dominanz von Ejakulatfraktionen ab; Elementmessungen werden also von der Ejakulatfraktion beeinflusst, was die Deutung aller Seminalplasma-Messungen erschwert.
Iwai et al. 2025 [s42]: „日本人男性における精液中の必須・有害元素と精子の質との関連" (Zusammenhang zwischen essenziellen und schädlichen Elementen im Samen und der Spermienqualität bei japanischen Männern), Tagung der Japanischen Gesellschaft für Toxikologie (japanisch). 372 gesunde Männer (20 bis 39 Jahre); 17 Elemente im Samen per ICP-MS; k-means-Clusteranalyse mit drei Clustern. Ein Cluster (14 % der Teilnehmer) hatte mehr bewegliche Spermien und höhere Beweglichkeit sowie höhere Konzentrationen essenzieller Elemente (Magnesium, Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Selen, Molybdän). Einordnung: Hier gehen Kupfer und Mangan mit besserer Beweglichkeit einher, in [s148], [s29] und [s15] mit schlechterer; die Richtung hängt offenbar von Population, Konzentrationsbereich und Methode ab. Tagungsbeitrag, keine Effektmaße.
Hibi et al. 2022 [s97]: „Evaluation of the serum zinc concentration in male infertility patients: an analysis of 2010 cases" (Bewertung der Serumzinkkonzentration bei männlichen Infertilitätspatienten: eine Analyse von 2010 Fällen), Nagoya Journal of Medical Science. Retrospektiver Querschnitt an 2.010 Patienten einer Männer-Infertilitätsambulanz (November 2018 bis Mai 2021): Serumzink normal bei 1.069 (53,2 %), subklinischer Mangel bei 845 (42,0 %), Mangel bei 79 (3,9 %), hoch bei 17 (0,9 %). Zink war nicht mit Alter, Konzentration, Beweglichkeit, LH, FSH, Testosteron oder BMI assoziiert; normozoosperme Männer hatten höhere Werte als Azoospermie- und Kryptozoospermiepatienten; bei nichtobstruktiver Azoospermie war es niedriger als bei Oligo- und/oder Asthenozoospermie. Zink ist kein Zielmetall dieser Studie, aber die größte japanische Humanserie zu einem Spurenelement.
Nenkova et al. 2017 [s180]: „Role of Trace Elements for Oxidative Status and Quality of Human Sperm" (Rolle von Spurenelementen für den oxidativen Status und die Qualität menschlicher Spermien), Balkan Medical Journal (Bulgarien). Deskriptive Studie: Eisen, Kupfer, Zink und Selen im Seminalplasma (Atomabsorption), Gruppen nach WHO-2010-Kriterien (Normozoo-, Terato-, Asthenoterato- und Oligoteratozoospermie). Eisen war in den Gruppen mit schlechter Qualität höher, Zink und Selen deutlich niedriger, Malondialdehyd höher, Glutathion niedriger; Eisen korrelierte mit Malondialdehyd (r = 0,666; P = 0,018) und negativ mit Glutathion (r = −0,689; P = 0,013), Glutathion mit der Beweglichkeit (r = 0,589; P = 0,044). Zu Kupfer nennt die Zusammenfassung kein Ergebnis; Gruppengrößen fehlen.
Zwischenbilanz Mehrelementstudien. (1) Konsistent in vielen Studien sind Befunde zu Blei, Cadmium und Arsen sowie zu Selen (günstig) und Zink; die untersuchten Zielmetalle zeigen dagegen ein wechselhaftes Bild. (2) Für Kupfer, Mangan und Aluminium sind die Richtungen überwiegend ungünstig, aber nicht einheitlich; die Effekte sind klein, die Intervalle breit, und viele Befunde stützen sich auf nominale P-Werte. (3) Die Messmatrix prägt das Ergebnis: Seminalplasmawerte hängen auch von der Ejakulatfraktion ab [s62], und Urinwerte sagen die Seminalplasmawerte desselben Tages schlecht voraus [s161]. (4) Mehrere Studien kommen aus denselben Zentren (Wuhan, Chongqing) und könnten überlappende Kollektive verwenden, nämlich [s183] und [s161] mit jeweils 746 Männern sowie [s91] und [s55] aus derselben MARHCS-Kohorte; die Unabhängigkeit der Befunde ist deshalb nicht in jedem Fall gesichert.