Sonne, UV-Strahlung, Vitamin D und Klima

Die Hoden liegen nicht zufällig außerhalb der Bauchhöhle: Spermienreifung läuft am effizientesten bei einer Temperatur ab, die 2 bis 4 °C unter der Körperkerntemperatur liegt, also bei etwa 34–35 °C. Alles, was diese fein austarierte Kühlung stört – Hitze von außen, aber auch systemische Belastungen durch Klima, Jahreszeit oder Höhenlage – kann die Spermienproduktion messbar beeinträchtigen. Gleichzeitig ist Sonnenlicht die wichtigste natürliche Quelle für Vitamin D, das über Rezeptoren in Hoden und Nebenhoden direkt an der Regulation der Spermienreifung beteiligt ist. Damit ergibt sich für dieses Themenfeld ein zwiespältiges Bild: Moderate Sonnenexposition kann über die Vitamin-D-Bildung förderlich wirken, während intensive UV-Bestrahlung, sommerliche Hitzewellen, tropische Dauerhitze oder Aufenthalte in großer Höhe die Spermienqualität über unterschiedliche Mechanismen verschlechtern können. Im Folgenden werden die einzelnen Faktoren – direkte Sonnen- und UV-Exposition, Solarium, Vitamin-D-Status, saisonale Schwankungen, Hitzewellen im Zuge des Klimawandels sowie Klimazone und Höhenlage – getrennt betrachtet und mit der verfügbaren Studienlage unterlegt.

Direkte Sonnen- und UV-Exposition des Körpers (inklusive Skrotum)

? unklar Evidenz: niedrig
Moderate Ganzkörper-Sonnenexposition fördert über die Vitamin-D-Bildung tendenziell die Spermienqualität, während intensive direkte UV-Bestrahlung und Erwärmung der Genitalregion oxidativen Stress und DNA-Schäden begünstigen kann.

Sonnenlicht wirkt auf zwei gegenläufigen Wegen auf die männliche Fruchtbarkeit: Über die UV-B-vermittelte Vitamin-D-Synthese in der Haut kann moderate Sonnenexposition den Vitamin-D-Spiegel anheben, der wiederum – wie im folgenden Abschnitt gezeigt – mit besserer Spermienmotilität und -morphologie assoziiert ist. Gleichzeitig erwärmt direkte Sonneneinstrahlung die Hautoberfläche und bei entsprechender Exposition auch das Skrotum, was der notwendigen Kühlung der Hoden entgegenwirkt. Und schließlich hat UV-Strahlung auch unabhängig von Wärmeeffekten eine direkte biologische Wirkung auf Keimzellen, die in In-vitro-Studien belegt ist.

Eine In-vitro-Studie an isolierten menschlichen Spermien untersuchte die Auswirkungen kurzzeitiger UV-A-Exposition (UV-A macht den weitaus größten Teil des UV-Spektrums im Sonnenlicht aus und dringt tiefer in Gewebe ein als UV-B) und fand eine signifikante Abnahme der Spermienviabilität sowie eine Zunahme gestörter Chromatin-Verpackung (disruptierte Toroide) und DNA-Fragmentierung nach Bestrahlung, wobei Spermien aus subfertilen Männern deutlich empfindlicher reagierten als jene fertiler Kontrollpersonen (Rajput et al., 2022). Mechanistisch wurde dies auf eine UV-A-induzierte Zunahme der Lipidperoxidation bei gleichzeitiger Abnahme antioxidativer Enzymaktivität zurückgeführt – oxidativer Stress ist einer der zentralen Schädigungswege, über die verschiedenste Umweltfaktoren die Spermien-DNA angreifen. Da es sich um eine In-vitro-Bestrahlung isolierter Zellen handelt, lässt sich daraus nicht direkt ableiten, in welchem Ausmaß natürliches Sonnenlicht auf ein bekleidetes oder kurzzeitig unbekleidetes Skrotum in vivo eine vergleichbare Wirkung entfaltet; dennoch liefert die Studie einen plausiblen zellbiologischen Mechanismus für schädliche UV-Effekte, der auch durch tierexperimentelle Daten gestützt wird, etwa eine Untersuchung zu UV-B-Bestrahlung von Widder-Spermien, die eine Zunahme von Membran- und DNA-Schäden nach Bestrahlung zeigte.　　

Für die vielfach im Internet kursierende Praxis des gezielten „Testicle Tanning" (bewusste Sonnenbestrahlung des Hodensacks zur vermeintlichen Testosteronsteigerung) gibt es hingegen keine belastbare wissenschaftliche Grundlage. Nach Durchsicht der verfügbaren Literatur liegen keine kontrollierten klinischen Studien vor, die einen direkten Anstieg des Testosteronspiegels durch gezielte Sonnenbestrahlung des Skrotums belegen; die These stützt sich im Wesentlichen auf die allgemeine, unspezifische Assoziation zwischen Sonnenexposition (via Vitamin D) und Testosteron, nicht auf einen speziellen Effekt der Genitalregion. Fachleute weisen zudem auf ein reales Risiko hin: Die Skrotalhaut ist dünner und empfindlicher als die Haut an anderen Körperstellen, wodurch Sonnenbrand und im Zeitverlauf eine erhöhte Hautkrebsgefahr in dieser Region begünstigt werden. Saisonale Bevölkerungsdaten zeigen zwar einen Testosteron-Gipfel in den sommerlichen Monaten bei gleichzeitig hoher Sonnenlichtexposition des Gesamtkörpers, was für einen allgemeinen (nicht skrotum-spezifischen) Zusammenhang zwischen Tageslicht, Vitamin D und Androgenspiegel spricht.

In der Gesamtschau ergibt sich damit ein differenziertes Bild: Kurze, moderate Sonnenexposition des Gesamtkörpers (Gesicht, Arme, Rücken – ausreichend für die Vitamin-D-Bildung, ohne Sonnenbrand) ist über den Vitamin-D-Weg tendenziell günstig einzuordnen. Intensive, direkte und wiederholte UV-Exposition speziell der Genitalregion, insbesondere bis zum Sonnenbrand, ist dagegen aus zwei Gründen ungünstig: Sie erhöht die lokale Temperatur im hodennahen Gewebe und sie kann – analog zu den In-vitro- und Tierdaten – oxidativen Stress und DNA-Schäden begünstigen, ohne dass ein zusätzlicher fertilitätsfördernder Nutzen gegenüber „normaler" Sonnenexposition des übrigen Körpers belegt wäre.

Solarium/Sonnenbank (UV-Aspekt, unabhängig von der Wärmewirkung)

− negativ Evidenz: niedrig
Solarien liefern eine hohe, gezielt dosierte UV-A-Belastung, die von der WHO/IARC als krebserregend (Gruppe 1) eingestuft wird; direkte Studien zu Spermienparametern fehlen, die Zellbiologie spricht aber für ein Risiko.

Solarien unterscheiden sich von natürlichem Sonnenlicht vor allem durch eine deutlich höhere und gezielt steuerbare UV-A-Dosis bei vergleichsweise geringerer UV-B-Komponente. Direkte Humanstudien, die speziell den Zusammenhang zwischen Solariumnutzung und Spermienparametern untersucht haben, konnten in der aktuellen Literaturrecherche nicht identifiziert werden; die Bewertung stützt sich daher auf eine Kombination aus (a) den oben beschriebenen In-vitro-Befunden zur UV-A-Schädigung menschlicher Spermien, (b) der gut belegten Erwärmungswirkung von Solarien auf die Haut- und damit potenziell auch Skrotaltemperatur, sowie (c) der allgemeinen Risikobewertung von UV-Bestrahlungsgeräten durch internationale Gesundheitsbehörden.

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) der WHO hat UV-emittierende Solarien im Jahr 2009 in die höchste Risikokategorie eingestuft: Gruppe 1, „karzinogen für den Menschen" – dieselbe Kategorie wie Tabakrauch oder Asbest. Eine Metaanalyse, auf die sich diese Neueinstufung stützte, ergab ein um 75 % erhöhtes Melanomrisiko bei Personen, die erstmals vor dem 30. Lebensjahr ein Solarium nutzten. Zwar bezieht sich diese Risikoeinstufung primär auf Hautkrebs und nicht direkt auf die Spermienqualität, doch sie unterstreicht, dass die UV-A-Dosis in Solarien biologisch hochwirksam und potenziell zellschädigend ist – ein Mechanismus, der sich mit den In-vitro-Befunden zu UV-A-induzierter Spermien-DNA-Fragmentierung deckt. Hinzu kommt, dass viele Solariennutzer den gesamten Körper einschließlich der Genitalregion bestrahlen, wodurch – anders als bei zufälliger Alltagssonne mit meist bedecktem Unterkörper – eine gezielte, wiederholte und dosisintensive UV-Exposition des skrotalen Gewebes entstehen kann, kombiniert mit einer spürbaren lokalen Erwärmung während der üblichen 10- bis 20-minütigen Sitzungen.

Bemerkenswert ist, dass Branchenverbände der Solarienindustrie in populären Quellen mitunter mit einer vermeintlich fertilitätsfördernden Wirkung von Solarienbesuchen über die Vitamin-D-Bildung werben. Diese Argumentation vermischt jedoch zwei unterschiedliche Dinge: den (grundsätzlich real existierenden) positiven Effekt eines ausreichenden Vitamin-D-Spiegels auf die Spermienqualität, siehe nächster Abschnitt, mit der Frage, ob ein Solarium der sinnvollste oder unbedenklichste Weg ist, diesen Spiegel zu erreichen. Da orale Vitamin-D-Supplementierung denselben biochemischen Effekt ohne UV-Belastung des Gewebes und ohne Hautkrebsrisiko erzielt, und da die direkten zellbiologischen Effekte intensiver UV-A-Bestrahlung auf Spermien in Laborstudien negativ ausfielen, lässt sich eine Empfehlung zur Solariumnutzung als Fertilitätsmaßnahme aus der aktuellen Evidenz nicht ableiten. In der Gesamtabwägung überwiegen die dokumentierten Risiken (Hautkrebs, mögliche direkte UV-A-Zellschädigung, zusätzliche lokale Erwärmung) den nicht belegten Nutzen, weshalb Solariumnutzung unter Fertilitätsgesichtspunkten tendenziell ungünstig einzustufen ist – die direkte Evidenzlage zu Spermienparametern bleibt jedoch dünn und beruht überwiegend auf Analogieschlüssen.

Vitamin-D-Serumspiegel

+ positiv Evidenz: hoch
Ein Vitamin-D-Mangel (<20 ng/ml) ist mit schlechterer Spermienmotilität, -morphologie und -konzentration assoziiert; Supplementierung bei Mangel kann Motilität und Morphologie moderat verbessern.

Vitamin D wird zwar überwiegend mit Knochenstoffwechsel assoziiert, doch Vitamin-D-Rezeptoren und die für die Vitamin-D-Aktivierung nötigen Enzyme finden sich auch in Hoden, Nebenhoden und reifen Spermien selbst – ein deutlicher Hinweis auf eine direkte reproduktionsbiologische Funktion. Die Studienlage zum Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Serumspiegel (gemessen als 25-Hydroxyvitamin-D, 25(OH)D) und Spermienqualität ist mittlerweile umfangreich, wenn auch nicht vollständig konsistent.

Eine systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse, die 18 von 1843 gescreenten Studien einschloss, fand signifikant höhere 25(OH)D-Serumspiegel bei fertilen im Vergleich zu infertilen Männern sowie eine signifikante Assoziation zwischen dem Vitamin-D-Spiegel und der Gesamtmotilität (gewichtete mittlere Differenz von −5,84 bei niedrigem Vitamin-D-Spiegel) sowie der progressiven Motilität (WMD −5,24) (Arab et al., 2019). Eine neuere Metaanalyse aus dem Jahr 2023, die 24 Studien mit insgesamt 7345 Teilnehmern auswertete, bestätigte, dass ein Vitamin-D-Mangel (definiert als <20 ng/ml bzw. <50 nmol/l) signifikant mit reduzierter Spermienkonzentration, geringerer Gesamtspermienzahl, schlechterer Motilität (sowohl gesamt als auch progressiv) und veränderter Morphologie assoziiert war; der Vitamin-D-Spiegel war bei fertilen Männern im Mittel um 7,06 nmol/l höher als bei infertilen (Yan et al., 2023). Eine Querschnittsstudie an normozoospermen und oligoasthenoteratozoospermen Männern fand ebenfalls eine positive Korrelation zwischen 25(OH)D-Serumspiegel und Gesamtmotilität sowie, bei normozoospermen Männern, mit normaler Morphologie.

Wichtig für die Einordnung ist die Unterscheidung zwischen Beobachtungsstudien (Korrelation von Serumspiegel und Spermienqualität) und Interventionsstudien (Wirkung einer gezielten Vitamin-D-Supplementierung). Eine Metaanalyse randomisiert-kontrollierter Studien mit fünf eingeschlossenen RCTs und 648 infertilen bzw. subfertilen Männern fand durch Vitamin-D-Gabe (Dosierungen zwischen 1400 IE täglich und 50 000 IE wöchentlich über 72–150 Tage) eine signifikante Verbesserung der Gesamtmotilität (mittlere Differenz +4,96 Prozentpunkte, p=0,03), der progressiven Motilität (+4,14 Prozentpunkte, p=0,04) und der normalen Morphologie (+0,44 Prozentpunkte, p<0,00001), jedoch keinen signifikanten Effekt auf Spermienkonzentration, Gesamtspermienzahl oder Ejakulatvolumen (Tania et al., 2023). Die bislang größte und methodisch strengste Studie zu diesem Thema, eine randomisiert-kontrollierte Studie an 330 infertilen Männern in Dänemark mit initialer Hochdosis-Gabe (300 000 IE) gefolgt von täglich 1400 IE Cholecalciferol plus Kalzium über 150 Tage, fand keinen signifikanten Effekt der Supplementierung auf klassische Spermienparameter, jedoch einen Anstieg des Hormons Inhibin B (ein Marker der Sertoli-Zell-Funktion) sowie – als sekundären Endpunkt – eine Tendenz zu höheren Lebendgeburtenraten in der Vitamin-D-Gruppe (7,3 % vs. 2,4 % unter Placebo); in der Subgruppe der Männer mit Oligozoospermie (niedriger Spermienzahl) war dieser Unterschied statistisch signifikant (35,6 % vs. 18,3 %) (Blomberg Jensen et al., 2018).

Zusammengefasst deutet die Evidenz darauf hin, dass ein Vitamin-D-Mangel (unter 20 ng/ml) mit schlechteren Spermienparametern, insbesondere Motilität, assoziiert ist, während eine Korrektur dieses Mangels durch Supplementierung moderate Verbesserungen bei Motilität und Morphologie bewirken kann – ein Effekt auf klinisch relevantere Endpunkte wie Lebendgeburten ist zumindest bei Männern mit niedriger Spermienzahl plausibel, aber noch nicht durch mehrere unabhängige RCTs abgesichert. Da Sonnenlicht (UV-B) die Hauptquelle der körpereigenen Vitamin-D-Synthese darstellt, besteht hier eine direkte inhaltliche Verbindung zum ersten Faktor dieses Clusters – mit dem Unterschied, dass ein ausreichender Vitamin-D-Spiegel auch ohne UV-Exposition, etwa über Nahrungsergänzung, erreicht werden kann.

Saisonale Schwankungen der Spermienqualität

? unklar Evidenz: hoch
Spermienqualität ist bei demselben Mann im Winter und Frühling im Mittel besser als im Sommer und Herbst; die Jahreszeit der Probenentnahme ist ein nicht beeinflussbarer Kontextfaktor bei der Interpretation von Spermiogrammen.

Unabhängig von individuellem Verhalten unterliegt die Spermienqualität bei ein und demselben Mann einer nachweisbaren jahreszeitlichen Schwankung, was sowohl für die Interpretation eines einzelnen Spermiogramms als auch für die Planung einer Kinderwunschbehandlung relevant ist. Eine aktuelle systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse von 21 Studien fand, dass Winter und Frühling im Vergleich zu Sommer und Herbst durchweg bessere Spermienparameter aufweisen: eine höhere Spermienkonzentration (+3,24 bis +6,07 Mio./ml), eine höhere Gesamtspermienzahl (+14,63 bis +19,74 Mio.) und einen geringeren Anteil langsam beweglicher Spermien (−5,17 bis −11,75 Prozentpunkte). Der Winter zeigte zudem eine um 1,30 Prozentpunkte höhere normale Morphologie als Herbst und Sommer, während im Frühling eine höhere Gesamtzahl progressiv beweglicher Spermien (+4,34 bis +4,38 Mio.) sowie eine um 0,88 Prozentpunkte höhere normale Morphologie als im Sommer beobachtet wurden (Dehghanbanadaki et al., 2026).

Als Erklärungsmodelle werden vor allem die höhere Umgebungstemperatur im Sommer, die die testikuläre Thermoregulation, die Spermien-DNA-Synthese und -Reparatur beeinträchtigt, sowie unterschiedliche Tageslichtlängen diskutiert; Letztere könnten – analog zu saisonal brütenden Tierarten, bei denen der photoperiodische Reiz über die Melatoninsekretion der Zirbeldrüse die Gonadotropin-Ausschüttung und damit die Spermatogenese steuert – auch beim Menschen einen untergeordneten, aber real messbaren Einfluss haben, wenngleich der Mensch kein strikt saisonaler Brüter ist und diese Mechanismen beim Menschen deutlich schwächer ausgeprägt sind als etwa bei Nagetieren oder Huftieren. Eine ergänzende retrospektive Kohortenstudie mit über 100 000 Spermiogrammen bestätigte eine mit Umgebungstemperatur und Luftverschmutzung korrelierte jahreszeitliche Schwankung der Spermienqualität über sechs Jahre.

Interessanterweise zeigt sich das saisonale Muster nicht in allen Klimazonen identisch: Eine vergleichende Studie zu saisonalen Trends in Dänemark (gemäßigtes Klima) und Florida (subtropisches Klima) fand in beiden Populationen eine klare, aber nicht deckungsgleiche saisonale Variation, was darauf hindeutet, dass sowohl absolute Temperaturschwellen als auch photoperiodische Faktoren eine Rolle spielen. Eine zehnjährige retrospektive Analyse eines iranischen Fertilitätszentrums fand teils abweichende Muster – hier war das Ejakulatvolumen im Sommer am höchsten, während die Motilität im Frühling am besten und im Winter am schlechtesten ausfiel (Pakmanesh et al., 2024) –, was die Heterogenität der Befunde zwischen unterschiedlichen Klimazonen und Studienpopulationen unterstreicht. Ein wichtiger Einschränkungshinweis kommt aus einer großen Kohortenstudie der Utah Population Database: Obwohl saisonale Unterschiede in den Laborparametern nachweisbar waren, ließ sich kein Zusammenhang zwischen der Jahreszeit der Probenentnahme und der tatsächlichen Fruchtbarkeit (Fekundität) der Männer nachweisen – die klinische Bedeutung der saisonalen Schwankung für die reale Zeugungsfähigkeit ist also möglicherweise geringer, als die Laborwerte allein vermuten lassen.

Für die praktische Einordnung bedeutet dies: Ein im Sommer oder Frühherbst erstelltes Spermiogramm kann tendenziell etwas schlechtere Werte zeigen als eines im Winter, ohne dass dies zwangsläufig eine tatsächliche Verschlechterung der Fruchtbarkeit widerspiegelt. Da dieser Faktor nicht willentlich beeinflussbar ist, hat er für einen Fruchtbarkeitsrechner in erster Linie Bedeutung als Kontextfaktor bei der Einordnung eines gemessenen oder geschätzten Wertes, nicht als veränderbare Stellschraube.

Klimawandel und Hitzewellen (Umgebungstemperatur-Trends)

− negativ Evidenz: hoch
Zunehmend häufige und lange Hitzewellen sind in mehreren großen Kohortenstudien mit reduzierter Spermienkonzentration, -zahl, -motilität und -morphologie assoziiert, mit stärkeren Effekten bei längerer Hitzewellendauer.

Über die „normale" saisonale Schwankung hinaus rückt zunehmend die Frage in den Fokus, ob die durch den Klimawandel zunehmende Häufigkeit und Dauer von Hitzewellen einen eigenständigen, messbaren Effekt auf die männliche Fruchtbarkeit hat. Mehrere große retrospektive Kohortenstudien der letzten Jahre liefern hierzu erstmals belastbare quantitative Daten.

Eine Studie an Samenspendern in Südchina untersuchte den Zusammenhang zwischen Hitzewellen-Exposition (definiert als mindestens vier aufeinanderfolgende Tage mit einer Tagesmitteltemperatur oberhalb der 95. Perzentile) und Spermienqualität. Hitzewellen-Exposition während der Spermatogenese war signifikant assoziiert mit einer Reduktion des Ejakulatvolumens um 0,11 ml, der Spermienkonzentration um 3,36 Mio./ml, der Gesamtspermienzahl um 16,93 Mio. und des Anteils normal geformter Spermien um 2,11 Prozentpunkte; bei einer weniger strengen Hitzewellen-Definition (90. Perzentile) zeigten sich zusätzlich signifikante Reduktionen der Gesamtmotilität (−1,98 Prozentpunkte) und der progressiven Motilität (−2,08 Prozentpunkte). Dabei erwiesen sich Spermienzahl und Morphologie als besonders empfindlich gegenüber Hitzeexposition in der frühen Phase der Spermatogenese, während die Motilität eher in der späten Reifungsphase beeinträchtigt wurde (Deng et al., 2023).

Eine noch größere Studie aus Argentinien wertete Daten von 54 926 Männern aus, die zwischen 2005 und 2023 an einer andrologischen Einrichtung in Buenos Aires untersucht wurden, unter Einbeziehung stündlicher Temperaturmessungen des nationalen Wetterdienstes. Männer, die während der Spermatogenese Hitzewellen ausgesetzt waren, zeigten signifikant niedrigere Spermienkonzentrationen und -gesamtzahlen sowie einen geringeren Anteil normal geformter und normal beweglicher Spermien; die Beeinträchtigung nahm mit der Dauer der Hitzewelle zu, und Jahre mit zahlreichen Hitzewellen (z. B. 2013, 2023) zeigten 4- bis 5-fach stärkere negative Veränderungen als Jahre ohne Hitzewellen (z. B. 2005, 2007, 2016) (Verón et al., 2024).

Eine Metaanalyse von neun Studien mit insgesamt 356 Männern aus Iran, Italien, Thailand, China und Ägypten quantifizierte den generellen Effekt hoher Umgebungstemperatur auf Spermienparameter mittels standardisierter Mittelwertdifferenzen (SMD): Ejakulatvolumen (SMD −0,74), Spermienkonzentration (SMD −1,07), Gesamtspermienzahl (SMD −1,52), Gesamtmotilität (SMD −1,93), progressive Motilität (SMD −1,65) und normale Morphologie (SMD −2,41) waren allesamt bei Hitzeexposition signifikant reduziert – nach gängigen Konventionen entsprechen SMD-Werte in dieser Größenordnung bereits sehr starken Effekten (Hoang-Thi et al., 2022). Mechanistisch wird dies auf eine gestörte testikuläre Thermoregulation, Störungen der Hormonachsen, mitochondriale Dysfunktion, vermehrte reaktive Sauerstoffspezies (oxidativer Stress) und eine beeinträchtigte Chromatinverdichtung der Spermien zurückgeführt.

Auf globaler, ökologischer Ebene fand eine länderübergreifende Analyse von Temperaturanomalien und Fertilitätsraten in 195 Ländern (1960–2023) eine sehr starke negative Korrelation (r ≈ −0,90); nach Kontrolle für das Pro-Kopf-Einkommen blieb der Temperatureffekt vor allem in einkommensschwächeren Regionen Afrikas und des Nahen Ostens statistisch signifikant bestehen, während er in Regionen mit robusterer Gesundheitsinfrastruktur (Europa, Ostasien) nicht mehr nachweisbar war (Amini & Behnam, 2026). Diese Studie misst allerdings Gesamtfertilitätsraten auf Länderebene und nicht direkt Spermienparameter, weshalb Verzerrungen durch zahlreiche nicht-biologische Faktoren (Familienplanung, Wirtschaft, Bildung) nicht ausgeschlossen werden können; sie liefert dennoch ein plausibles Gesamtbild, das zu den direkteren andrologischen Studien passt. In der Zusammenschau ist der negative Effekt von Hitzewellen auf klassische Spermienparameter durch mehrere unabhängige, große Kohortenstudien auf unterschiedlichen Kontinenten inzwischen gut belegt.

Klimazone und Wohnregion (heißes vs. gemäßigtes Klima)

− negativ Evidenz: niedrig
Männer in dauerhaft heißen Klimazonen zeigen in geografischen Vergleichsstudien teils niedrigere Spermienkonzentrationen als in gemäßigten Regionen, wobei Störfaktoren wie Luftverschmutzung und Bevölkerungsdichte die Interpretation erschweren.

Neben kurzfristigen Hitzewellen stellt sich die Frage, ob Männer, die dauerhaft in heißen Klimazonen leben, im Vergleich zu Männern in gemäßigten Breiten systematisch schlechtere Spermienparameter aufweisen. Die Evidenz hierzu ist heterogener als bei den akuten Hitzewellen-Studien, da geografische Vergleiche zwangsläufig mit zahlreichen weiteren Unterschieden (Ernährung, Luftverschmutzung, sozioökonomischer Status, genetischer Hintergrund, Bevölkerungsdichte) konfundiert sind.

Eine chinesische Studie an über 1000 Samenspendern verglich Männer aus dem Norden und Süden Chinas und fand bei einer verfeinerten Analyse von 667 Teilnehmern aus klar abgrenzbaren Regionen signifikant niedrigere Spermienkonzentrationen im wärmeren Süden im Vergleich zum kälteren Norden; über verschiedene Breitengrad-Bänder hinweg nahm die mediane Spermienkonzentration von 146 Mio./ml in nördlichen Regionen (45°–54° nördlicher Breite) über 134 Mio./ml (36°–45°) bis auf 131 Mio./ml in der südlichsten Zone (18°–27°) ab (Zhao et al., 2023). Allerdings interpretierten die Studienautoren diesen Unterschied nicht primär als reinen Temperatureffekt, sondern führten ihn vor allem auf Unterschiede in Umweltverschmutzung und psychischer Belastung zurück, die mit der höheren Bevölkerungsdichte in Südchina einhergehen – ein wichtiger Hinweis darauf, dass geografische Nord-Süd-Vergleiche nicht unkritisch als reiner „Klimaeffekt" gewertet werden dürfen.

Physiologisch ist der Mechanismus für einen echten Klimaeffekt gut nachvollziehbar: Solange die Umgebungstemperatur spürbar unter der für die Spermatogenese kritischen Schwelle liegt, kann der Körper die notwendige Skrotaltemperatur von 34–35 °C über Thermoregulationsmechanismen (Schwitzen, Veränderung der Hodensackoberfläche) aufrechterhalten; überschreiten Umgebungstemperaturen jedoch Werte von etwa 33–34 °C über längere Zeiträume, wie es in tropischen und subtropischen Regionen sowie in städtischen Hitzeinseln zunehmend der Fall ist, gerät dieser Kompensationsmechanismus an seine Grenzen. Seit den 1950er-Jahren hat die Zahl der Tage oberhalb dieser kritischen Schwellenwerte in Südasien, dem Nahen Osten, im äquatorialen Afrika und in Teilen Südamerikas deutlich zugenommen, was diese Regionen zu Schwerpunkten eines möglichen klimabedingten Fertilitätsrisikos macht. Gleichzeitig zeigen Studien aus warmen Klimazonen wie Florida, dass auch dort eine nachweisbare saisonale Schwankung besteht – ein Hinweis darauf, dass es nicht allein auf die absolute Klimazone, sondern auch auf relative Temperaturspitzen innerhalb eines Jahres ankommt.

In der Gesamtschau ist ein biologisch plausibler, aber im direkten Vergleich zwischen Klimazonen methodisch schwer sauber zu isolierender negativer Effekt dauerhaft heißer Klimazonen auf die Spermienqualität anzunehmen, der sich am ehesten über kumulative Hitzebelastung und die oben beschriebenen Hitzewellen-Mechanismen erklären lässt. Für den direkten Vergleich „Wohnort in den Tropen vs. gemäßigte Zone" reicht die aktuell vorliegende Evidenz jedoch nicht aus, um einen sauber quantifizierten, von Störfaktoren bereinigten Effekt anzugeben.

Höhenlage (Aufenthalt in großer Höhe, Hypoxie)

− negativ Evidenz: niedrig
Längerer Aufenthalt in großer Höhe (>3500-5400 m) beeinträchtigt Spermienzahl, -dichte, -motilität und Hormonspiegel durch Sauerstoffmangel, wobei sich die Effekte nach Rückkehr in niedrigere Lagen weitgehend zurückbilden.

Ein eigenständiger, von der Umgebungstemperatur unabhängiger Klimafaktor ist der Aufenthalt in großer Höhe, bei dem vor allem der reduzierte Sauerstoffpartialdruck (Hypoxie) statt Hitze im Vordergrund der biologischen Wirkung steht. Die Studienlage stammt überwiegend aus militärischen und bergsteigerischen Kohorten, die über längere Zeiträume in Höhen oberhalb von 3500–5400 Metern stationiert waren oder dort trainierten.

Eine prospektive Kohortenstudie an 52 männlichen Soldaten, die für zwölf Monate in einer Höhe von 5380 Metern stationiert waren, fand bereits nach sechs Monaten eine signifikante Abnahme von Gesamtspermienzahl, Spermiendichte, Motilität und Überlebensrate der Spermien sowie eine verlängerte Verflüssigungszeit des Ejakulats; auch die Serumspiegel von LH, Prolaktin und Testosteron waren nach sechs Monaten reduziert. Bemerkenswerterweise zeigte sich nach zwölf Monaten eine teilweise Anpassung (Gesamtspermienzahl und Spermiendichte normalisierten sich wieder), während Motilität und Überlebensrate zu diesem Zeitpunkt weiter abnahmen. Nach Rückkehr auf Meereshöhe hatten sich nach sechs weiteren Monaten (insgesamt 18 Monate nach Studienbeginn) alle erfassten Parameter mit Ausnahme des Testosteronspiegels wieder normalisiert (He et al., 2015). Eine ergänzende Studie bestätigte, dass eine Rückkehr in niedrigere Lagen die durch Höhenexposition beeinträchtigten Spermienparameter verbessert, was die grundsätzliche Reversibilität dieses Effekts weiter untermauert.

Auch kurzfristigere Höhenexpositionen zeigen Effekte: Eine Studie zu Trekking in großer Höhe dokumentierte bereits nach vergleichsweise kurzer Exposition Veränderungen im oxidativen und metabolischen Profil des Ejakulats, die auf eine beginnende Fruchtbarkeitsbeeinträchtigung hindeuten – ein Hinweis darauf, dass nicht nur monatelange Stationierungen, sondern bereits mehrtägige bis wenige Wochen andauernde Aufenthalte in großer Höhe (etwa bei Trekkingreisen oder Expeditionen) biologisch relevante Effekte auf die Spermienqualität haben können. Auch körperliche Anstrengung in großer Höhe wurde mit einer testikulären Funktionsstörung und reduzierter Spermienkonzentration bei ansonsten erhaltener Spermienqualität in Verbindung gebracht.

Für die praktische Einordnung ist die Reversibilität der entscheidende Punkt: Anders als viele andere in diesem Bericht behandelte Risikofaktoren scheint die Beeinträchtigung durch Höhenexposition bei gesunden Männern nach Rückkehr in niedrigere Lagen weitgehend rückbildungsfähig zu sein, wobei die Erholung mehrere Monate in Anspruch nehmen kann. Für Männer mit Kinderwunsch, die längere Zeit in großer Höhe leben oder arbeiten (z. B. Militär, Bergbau, Hochgebirgs-Tourismus), ist dieser Faktor dennoch relevant für die Zeitplanung einer Kinderwunschbehandlung oder Spermienkonservierung vor einem Höhenaufenthalt.

Quellen

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