Birimler >Reprodüktif Endokrinoloji Ve İnfertilite Ünitesi >Erkeğin değerlendirmesi > Semen değ.


GÜNCEL KAVRAMLAR İLE SEMEN DEĞERLENDİRİLMESİ



     Bir erkeğin fertil olup olmadığının anlaşılması için günümüze kadar sayısız özel yöntemler ve testler tanımlanmıştır. Özellikle son yıllarda tüm dünyada yardımcı üreme teknikleri ve androloji konularının yaygınlaşması ve ilerlemesi ile bu konu daha da güncel hale gelmiş ve infertilitenin ilgi alanında şimdiye dek olmadığı kadar odak haline gelmiştir. Bütün bu yoğun araştırmalara karşın günümüze kadar henüz erkek fertilitesinin indikatörü olabilecek kusursuz bir test geliştirilememiştir. Ancak sperm morfolojisinin önemini vurgulayan strict kriterlerin tanımlanması ile bu mükemmelliğe çok yaklaşan bir test bulunmuş sayılabilir. Bu yazıda bu konuya ağırlıkla değinilerek, erkek fertilitesinin değerlendirilmesindeki son kavramlar üzerinde durulacaktır.


Semen değerlendirilmesinin kardinal parametreleri

  • Konsantrasyon
  • Motilite
  • Morfoloji’dir.
  •      Konuya geçmeden önce hemen belirtmeliyim ki, natürel fertilizasyon ile yardımcı üreme teknikleri (assisted reproductive technologies - ART) kullanılan olgularda fertil / infertil cut-off değerleri farklıdır. Örnek vermek gerekirse, natürel fertilizasyon için gerekli sperm konsantrasyonu minimum 20 milyon/mL olmalı iken, testiküler sperm ekstraksiyonu (TESE) ve microsurgical epididimal sperm aspirasyonu (MESA) yöntemleri kullanılacak olan olgularda bu sayı, oligo-azoopermi sınırında olabilir. Natürel fertilizasyon için progresif motil sperm yüzdesi % 25’in üzerinde olması gerekirken, ART olgularında, özellikle intrasitoplazmik sperm injeksiyonu yönteminde motlite varlığı dahi gerekmemektedir. Aşağıda natürel fertilizasyon ve ART için gerekli olan sperm parametreleri sıralanmıştır:

    Fertil
    Subfertil
    Konsantrasyon
    > 114 milyon/mL
    < 5
    Toplam Sayı
    > 440 milyon
    < 26
    Anormal Morfoloji
    <.32 %
    > 70
    Canlı Sperm
    > 77 %
    < 60
    Toplam Motil
    > 77 %
    < 20
    Progresif Motil
    > 36 %
    < 8
    Ortalama Hız
    > 42 µm/sn
    < 25
    Progresif Hız
    > 69 µm/sn
    < 50

         Yukarıda sol tarafta Fertil başlığı altında görülen değerler natürel fertilizasyon için gerekli değerler olup, sağ tarafta Subfertil başlığı altında görülenler, ART uygulanacak olgular için gerekli olan değerlerdir. Unutulmamalıdır ki, hergün yeni teknikler bulundukça doğal olarak bu tablonun da güncelleşmesi gerekmektedir.

         Sperm konsantrasyonu birçok yöntemlerle değerlendirilebilir. Ben burada bizim IVF ünitemizde kullandığımız Makler sperm sayma kamarası’ndan söz edeceğim. Bu kamaranın sağladığı en önemli kolaylık, spermleri üç boyutlu bir ortamdan iki boyutlu bir düzleme indirerek sayma kolaylığı ve motilite değerlendirme kolaylığı getirmiş olmasıdır. Üstelik bu saydığım parametreler bir dakikadan daha az bir sürede değerlendirilebilir. Makler kamarası, üzerinde kareler çizili bir düzlem ile onun üzerine oturacak bir kapaktan oluşmaktadır. Bu kapağın özelliği, alttaki düzlem üzerine oturtulduğunda, arada sadece 10 mikronluk bir aralık kalmasıdır. Bu sayede spermler tek kat olarak bir düzlem üzerinde yerleşmiş olurlar. Bu aralık sayesinde iki sperm birbirinin üzerinden geçemez. Bu sayede, iki boyutlu olarak spermler sayıldığında milyon cinsinden sperm sayısı ortaya çıkar. Yatay veya düşey bir doğrultuda, 10 kare sayıldığında, aşağıda anlatılacağı gibi sırasıyla “A, B, C ve D” motil spermlerin toplamı total sperm sayısını verecektir.

         Yeterli sperm konsantrasyonunun bugünkü kriterlere göre 20 milyon/ml olması yeterlidir. Ancak aşağıda da belirtileceği gibi sperm parametreleri içinde gebelik oluşumu yorumlanmasında en az değeri olan parametre konsantrasyon’dur. Daha iyi kriterler öncelikle morfoloji sonra da motilite’dir.

         Motilite değerlendirilmesi artık konvansiyonellikten uzaklaşarak spermlerin lineer progresyonuna göre kategorize edilmesi aşamasına gelmiştir. Her hareket yeteneği olan sperm için motil denmemelidir. Hatta her ilerleyebilen sperm için dahi motil denmemelidir. Yanlızca sağa sola kafa hareketi yapmaksızın düz bir çizgi üzerinde ilerleyen vibrasyonsuz spermler gerçek kalitede hareketli spermlerdir. Bunlara “A” kategorisi spermler diyoruz. İlerleme yeteneği olduğu halde vibrasyon yapıp sağa sola baş sallama hareketi ile ilerleyen spermler çok zaman içinde az yol alabilen spermlerdir, bunlara “B” kategorisi spermler diyoruz. Kendi bulunduğu yerde sadece titreşim yapıp ilerleyemeyen spermlere “C” kategorisi, hiç hareket etmeyen spermlere “D” kategorisi spermler diyoruz. Motlilitenin bu sınıflama sistemine göre normal kabul edilebilmesi için A + B spermlerin, toplamda en az % 25 olması gerekmektedir. Özetle motilite değerlendirilmesi aşağıdaki gibi değerlendirilir

    A - Lineer progresyon gösteren motil spermler
    B - Non-lineer progresyon gösteren motil spermler
    C - Non-progresif motil spermler
    D - Non-motil spermler
    • A + B = Progresif Motil Spermler
    • A + B + C = Tüm Motil Spermler

         Sperm motilitesinin daha da modern yöntemler ile değerlendirilmesi mümkündür. Computer assisted sperm analysis (CASA) ile spermlerin progresiviteleri daha detaylı incelenebilir, ancak bu yöntem mutlaka gerekli değildir. Bilgisayar yardımı ile motil bir spermin trasesi izlenerek progresif velosite (ilerleme hızı), curvilinear velosity (spermin izlediği eğrinin doğrusal hızı), mean path velocity (ortalama rota hızı) ve lateral head displacement (sağa sola baş sallama hareketi) değerlendirilebilir. bu değerlendirme yapıldığı takdirde spermlerin motilitesi hakkında daha sağlıklı yorum yapılabilir ve buna göre ART ve sperm seleksiyon yöntemleri (swim-up, percoll gibi) seçilebilir.

         Yukarıda da değinildiği gibi, erkek fertilitesi değerlendirilmesinde birçok parametreler göz önüne alınmakla beraber bugüne kadar fertilite endikatörü olabilecek tek bir test bulunamamış idi. Strict kriterler ile evalue edilen sperm morfolojisi bu yeterliliğe çok yaklaşmıştır. Klasik fertilite araştırmaları arasında yer alan postkoital test, sperm morfolojisi değerlendirilmesinin fikir babası olmuştur. Postkoital test bilindiği gibi, koitus sonrası vaginal duş almaksızın kimi literatüre göre 12 saat içinde, kimi literatüre göre 2 saat içinde, yine kimi literatüre göre vajen arka forniksinden, kimisine göre ise servikal kanaldan alınan akıntı örneğinin mikroskop altında değerlendirilmesi ile yapılır. Bu akıntı örneğinde, sperm varlığı ve mevcut spermlerin motilitesi değerlendirilir. İlk kez Menkveld isimli araştırıcı, servikal kanalın proksimalinden ve distalinden ayrı ayrı akıntı örnekleri alarak incelemiş ve bu iki fraksiyonda farklı sperm popülasyonları olduğunu görmüştür. Distalde yani vajen arka forniksine yakın olan bölümde, şekil itibariyle daha bozuk spermlerin varlığı söz konusu iken, proksimal yani endometrial kaviteye yakın bölümde morfoloji olarak daha düzgün spermlerin zenginliği bu araştırıcının dikkatini çekmiştir. Buradan hareket ederek, servikal mukusun spermler üzerinde adeta bir süzgeç gibi filtre edici etkisi olduğunu düşünmüş ve proksimalde şeklen daha normale yakın spermlerin varlığının da, bu filtrasyonda rolü olabileceğini öne sürmüştür. Gerçekten de servikal mukus normal morfoljili spermlerin geçmesine izin verici özellikler taşımaktadır. Ayrıca ancak normal morfolojiye sahip spermler yukarıda tanımlanan “A” motiliteye sahip olabilmektedirler. Şekil bozukluğu olan spermler ya immotil kalacaklar, ya da “C” hareket yaparak, ilerleme yeteneğinden yoksun kalacaklardır. Morfoljisi bozuk olan bir sperm, en iyi olasılıkla “B” hareket yapabilir. “A” kategorisinde yanlızca morfolojik olarak normal veya normale yakın spermler bulunabilir.

         Bu noktada spermlerin sahip olmaları gereken normal morfolojinin ne olabileceği sorusu gündeme gelmiştir. Menkveld ilk kez normal olarak kabul edilebilecek sperm yapısını ve boyutlarını, mikron cinsinden kesin kriterlerle tanımlamıştır. Buna göre normal olarak kabul edilebilecek bir sperm, gros olarak baş ve kuyruk bölümlerinden oluşmaktadır. Detaya inecek olursak, baş kısmında akrozom, postakrozom ve nükleus bulunmaktadır. Daha sonra çok ince bir tabakadan oluşan boyun kısmı vardır ki bu ancak elektron mikroskobunda görülebilir. Boyun kısmından sonra mid-piece (orta kısım) gelir. Bu kısım en önemli bölümlerden biridir, çünkü burada, spermlere motilite için gerekli enerjiyi verecek olan mitokondriler bulunur. O halde mid-piece anomalisi olan bir spermin “A” hareketli olması beklenemez. Kuyruk kısmı da sırasıyla nispeten daha kalın olan ana kuyruk ve daha sonra nispeten daha ince olan uç kuyruk bölümlerinden oluşur. Kuyruk anomalilerinin spermleri immotil bırakacağı şüphesizdir. Burada değinilen örneklerden de anlaşılacağı gibi, önce morfoloji düzgün olmalıdır ki, hareketlilik iyi olabilsin.

         Strict (katı, kat’i, kesin) kriterle normal spermde, baş ovoid, düzgün konturlu, iyi sınırlanmış olmalıdır. Boyutları, 2-3 mikron X 5-6 mikron olmalı ve akrozom baş alanının % 40-70 ‘ini kaplamalı, boyun, mid-piece ve kuyruk anomalisi olmamalı, mid-piece baş ile aksiyel olmalı, mid-piece uzunluğu baş uzunluğunun 1.5 misli olmalı ve sitoplazmik droplet içermemeli, kuyruk uniform, mid-piece’den daha ince, 1 mikron çapında, kıvrımsız ve 45-55 mikron uzunluğunda olmalıdır.

         Menkveld’in konuya dikkatleri ilk kez çeken çalışmasından sonra Kruger isimli araştırıcı, daha da katı kriterler ile spermin her bölümünü ayrı ayrı tanımlamıştır:

    1. Şekil Anomalileri
    2. Tapered, Elonge, Piriform, Yuvarlak
    3. Makrosefali, Mikrosefali
    4. Diadem defekti
    5. Nükleus içine doğru invaginasyon (genellikle ekvatoryal bölgede)
    6. Nükleus vaküolleri
    7. Nükleus Büyüklüğü Anomalileri
    8. Sitoplazmik Droplet
    9. İnkomplet spermatid seperasyonu
    10. Genelikle çift nükleuslu, diploid, triploid
    11. Duplikasyon

         Akrozom bölümünde olabilecek anomaliler aşağıda sıralanmıştır :

    1. Primer (Gelişme ve diferensiyasyon aşamasında ortaya çıkan)
    2. İrregüler akrozomal dağılım
    3. Akrozomal kist
    4. Nipple, Santral
    5. Aberan akrozomal yapı
    6. Sekonder (Eksternal faktörler, yaşlılık)
    7. Akrozomal içerik azalması (açık renk boyanma)
    8. Akrozomal içerik total kaybı
    9. Akrozomal membran anomalileri
    10. Akrozom ayrılması
    11. Komplet, İnkomplet

         Mid-piece’de olabilecek anomaliler aşağıda sıralamıştır :

    1. Sitoplazmik droplet
    2. Bend Mid-piece
    3. Kinked Mid-piece
    4. Amorf Mid-piece
    5. Non-aksiyel Mid-piece
    6. Mitokondrial aplazi
    7. Komplet, Segmental
    8. Pseudodroplet
    9. Kopuk baş

         Kuyruk kısmında olabilecek anomaliler aşağıda sıralanmıştır:

    1. Dag defekti
    2. Coiled tail
    3. Duplikasyon

         Yukarıda tanımlanan anomaliler dışında olabilecek diğer anomaliler ise aşağıda sıralanmıştır:

    1. Multipl anomaliler
    2. Sınıflandırılamayan formlar
    3. İnkomplet seperasyon (adezyon)

         Olgun spermatozoa aşamasına gelmeden ejaküle olan immatür sperm formları aşağıda sıralanmıştır:

    1. İmmatür Germ Hücreleri
    2. Prekürsör Hücreler (spermatid)

         Yukarıda sözü edilen konsantrasyon azlığı, motilite yetersizliği ve morfoloji bozukluklarının tümü bazı durumlarda aynı hastada bulunabilir. Buna üçlü sperm bozukluğu adı verilir. Buraki terminoloji oligo-asteno-terato-zoospermi’dir. Oligo; konsantrasyon azlığını, asteno; motilite yetersizliğini, terato; morfoloji bozukluğunu ifade eder. Üçlü sperm anomalisi olanlar erkeklerde fertilite prognozu oldukça kötüdür.

         Yukarıda sözü edilen semen parametreleri klinik uygulamaya yönelik sonuçlar verebilir. Yardımcı üreme teknikleri uygulamalarında, sperm seleksiyonu şarttır. “A” motil ve normal morfoljili spermlerin diğerlerinden ayrılarak küçük bir volüm içine toplanmaları fertilite şansını arttırır. Bu yöntemler spermlerin yıkanarak seminal plazmadan, non-sperm hücrelerden ve anti-sperm antikorlardan ayrılmasını ve normal spermlerin seleksiyonunu sağlar. Bu yöntemlerin detayına burada değinilmeyecek sadece isim olarak söz edilecektir. Aşağıda, hangi durumlarda hangi seleksiyon yönteminin uygulanması gerektiği gösterilmektedir.

    MorfolojiMotiliteYöntem
    İyiİyiSwim-Up
    İyiKötüPercoll / Glass-Wool
    KötüKötüPercoll / Glass-Wool

         Kruger’in tanımladığı strict morfoloji kriterleri ile semen değerlendirilmesi yapıldığında, infertil erkeğin tedavi seçenekleri ortaya konabilir. Swim-up, percoll gradient veya glass-wool yöntemleri ile seleksiyon endikasyonları yukarıda verilmiş idi. Strict kriterler ile morfoloji değerlendirilmesinde immatür formların yüksek bulunduğu durumlarda, pure FSH tedavisi endikasyonu vardır. Bunun dışındaki durumlarda pure FSH ile fazlaca bir yarar sağlanamaz. Motilite ve morfolojinin iyi olmadığı durumlarda eğer kadın fertil ise, intrauterin inseminasyon (IUI) önerilmelidir. IUI için gerekli sperm seleksiyonu yukarıda söz edildiği gibi uygun yöntem seçilerek yapılmalıdır. Eğer kadın ve erkek birlikte infertil ise, klasik IVF, kadın ve erkek birlikte infertil ve sperm motilitesi yetersiz ise IVF ile birlikte mikromaniplasyon, bunlara ilave olarak oligo/azoospermi var ise MESA veya TESE, IVF ve mikromaniplasyon endikasyonu vardır. Aşağıda bu sözü edilen kondisyonlar ve tedavi modaliteleri verilmiştir:

    Kondisyon
    Tedavi Modalitesi
    Fertil erkekTedavi gerekmez
    Sebebi açıklanamayan infertiliteswim-up seleksiyonlu ART
    Subfertil sperm parametreleripercoll veya glass-wool seleksiyonlu ART
    Subfertil sperm parametreleriintrauterin inseminasyon
    İmmatür sperm formları fazlalığıpure FSH tedavisi
    İnfertil erkekklasik IVF
    İnfertil erkek (motilite ve akrozom bozukluğu)IVF ve mikromaniplasyon
    İnfertil erkek (oligo-azoospermi) MESA veya TESE, IVF ve mikromaniplasyon

         Yukarıdaki tüm tedavi modalitelerinde elbette kadının da ovülasyon indüksiyonu ile hazırlanması gerekli olup, burada bu konuya değinilmeyecektir.

         Sperm fonksiyon testleri elbette bunlarla sınırlı değildir. Ancak bundan sonraki testlerin yapılabilmesi için deneyimli ve teknik olanakları bulunan akademik ortamlar gereklidir. Burada yanlızca ismen değinilecek olan sperm fornksiyon testleri aşağıda sıralanmıştır:

    • HOS Hipoosmotik Swelling Test
    • SPA Sperm Penetrasyon Assay
    • HZA Hemi Zona Assay
    • PCT Post Coital Test

         İmmün infertilite olgularında uygulanabilecek testler aşağıda sıralanmıştır:

    1. TAT Tray Agglutinasyon
    2. TSAT Tube Slide Agglutinasyon
    3. GAT Gelatin Agglutinasyon
    4. SIT Sperm İmmobilizasyon Test
    5. MAR Mixed Agglutinasyon Reaksiyonu
    6. ELISA Enzyme Linked Immuno Sorbant Assay
    7. SCMC Sperm Cervical Mucus Contact Test
    8. Sperm Sitotoksisitesi
    9. İmmünfloresans
    10. Mixed Antiglobülin
    11. Pasif Hemaglutinasyon

         Yukarıda sözü edilen semen parametreleri içinde en önemli ve prediktif olan parametrenin sperm morfolojisi olduğuna değinilmiş idi. Bu konunun tarihsel gelişimi aşağıda verilmiştir:

  • Leeuwenhoek, 1677, Royal Society of London
         > Sperm morfolojisi üzerine mektup

  • MacLeod J, Gold RZ: The male factor in fertility and infertility. IV. Sperm morphology in fertile and infertile marriage. Fertil Steril 1952;2:394
         > İlk kez normal sperm morfolojisini tanımladılar

  • Freund M. Standards for the rating of human sperm morphology : A cooperative study . Int. J Fertil 1966;11:97
         > Normal ve anormal sperm morfolojisi farklılıklarını tanımladılar

  • Eliasson R. Standards for investigation of human sperm. Andrologia, 1971;3:49
         > Sperm boyutlarının spesifik ölçümlerini verdi

  • WHO Guidelines - Belsey MA, Eliasson R, Gallegos AJ, Moghissi KS, Paulsen CA, Prasad MNR: Laboratory manual for the examination of human semen and semen-cervical mucus interaction. Singapore: Press Concern, 1980;13

  • Düsseldorf Guidelines - Hofmann N, Haider SG: Neue Ergebenisse Morphologischer Diagnostic der Spermato-genesestorungen. Gynakologie 1985;18:70
  • Kruger TF, Menkveld R, Stander FSH, Lombard CJ, Merwe JP, Zyl JA, Smith K. Sperm morphologic features as a prognostic factor in IVF. Fertil Steril 1986;46:1118
         > Sperm morfolojisinin fertilitedeki prognostik değeri üzerine ilk yorumları yaptılar <

  • Kruger TF, Acosta AA, Simmons KF, Swanson RJ, Matta JF, Veeck LL, Morshedi M, Brugo S. New method of evaluating sperm morphology with predictive value for human IVF. Urology. 1987;30:248
         > Bilinen sperm morfoloji kriterleri üzerine yeni kriterler getirdiler

  • Kruger TF, Acosta AA, Simmons KF, Swanson RJ, Matta JF, Oehninger S. Predictive value of abnormal sperm morphology in IVF. Fertil Steril 1988;49:112
         > Sperm morfolojisinin IVF başarısı üzerindeki etkilerini yayınladılar

  • Menkveld R, Stander FSH, Kotze TJV, Kruger TF, Zyl JA. The evaluation of morphological characteristics of human spermatozoa according to stricter criiteria. Human Reproduction 1990;5(5)586
         > Strict morfoloji kriterlerini yayınladılar

         Sperm morfolojisi değerlendirilmesinde spermler özel boyalar ile boyanmalıdırlar. Sperm boyama yöntemleri çeşitli olup, pratik olan yöntemler aşağıda sıralanmıştır:

      Papanicolaou
      Diff-Quik
      Toluidine blue-pyronine
      Spermac

         Spermler bu boyalardan biri ile boyandıktan sonra, 1000 büyütmede, immersiyon optiği ile ışık mikroskobunda, tercihan faz kontrast bir mikroskopta, en az 100 sperm sayılarak değerlendirilmelidir. Kruger strict morfoloji kriterleri ile sperm değerlendirilmesi sanıldığı kadar kolay olmayıp, oldukça iyi eğitimli ve deneyimli eleman gerektirir. Buna rağmen değerlendiriciler arasında değerlendirme farklılıkları olabileceği gibi, aynı değerlendiricinin aynı preparatı değişik zamanlarda değerlendirmesinde dahi farklılıklar olabilir. Aşağıda bu konudaki istatistik önemi olan farklılıklar verilmiştir:

      İnter - teknisyen 0.86
      İntra - teknisyen 0.96
      (Spearman rank korelasyon coefficient)

         İn vitro fertilizasyon başarısı ile semen parametreleri arasındaki ilişki aşağıda verilmiştir:
    Semen Analizi
  • Morfoloji
  • Yüksek
  • Motilite
  • Düşük
  • Konsantrasyon
  • Düşük
    Membran Bütünlüğü
  • Vitalite
  • Düşük
  • HOS Test
  • Yok
    Nükleer Matürite
  • Anilin Mavisi Boyası
  • Yok
  • Nükleer Kromatin Dekondansasyonu
  • Yok
    Akrozom Değerlendirilmesi
  • İntakt Akrozom
  • Orta
  • Akrozin Aktivitesi
  • Yok
    Motilite
  • Lineer Progresyon
  • Orta
    Sperm - Oosit Etkileşmesi
  • Sperm - Zona bağlanması
  • Çok Yüksek
  • Sperm - Oolemma Bağlanması
  • Düşük

         Semen parametreleri ile IVF başarısı arasındaki ilişki aşağıda daha pratik olarak özetlenmiştir:
    Semen parametreleriBaşarı
    Normal Morfoloji+ + +
    İntakt Akrozom+ +
    Lineer Progresyon+ +
    Lineer Hız+ +
    Sperm - Zona Bağlanması+ + +

         Strict morfoloji kriterlerine göre ART olgularında fertilite şansının yüksek olması için semende normal morfolji en az % 5 olmalıdır. Ayrıca strict kriterler ile değerlendirme yapıldığında, fertil erkeklerde dahi, normal morfolji oranı en fazla % 30 olabilmektedir. Kruger morfoloji değerlendirilmesi yapıldığında, % 30’dan daha fazla normal sperm varlığı rapor edilmiş ise, bu değelendirmenin Kruger’in tanımladığı strict kriterler ile yapıldığına ve sağlıklı değerlendirildiğine şüpheli gözle bakılmalıdır.