Spermienzahl in den letzten 50 Jahren um 62,3 % gesunken – Exposition gegenüber zwei Pestizidklassen, die häufig für Lebensmittel verwendet werden, könnte mitverantwortlich sein

Zwei gängige Pestizidklassen könnten für den seit 50 Jahren anhaltenden Rückgang der weltweiten Spermienzahl verantwortlich sein.

Laut einer in der Zeitschrift Environmental Health Perspectives veröffentlichten Studie hatten Männer mit der höchsten Exposition gegenüber Organophosphat- und N-Methylcarbamat-Pestiziden eine um fast ein Drittel niedrigere Spermienzahl als Männer in der Gruppe mit der geringsten Exposition.

In den letzten 50 Jahren ist die Spermienkonzentration im menschlichen Sperma um 51,6 % und die Gesamtzahl der Spermien um 62,3 % gesunken. Eine niedrige Spermienzahl verringert die Fähigkeit eines Mannes, Kinder zu zeugen.

“Die Stärke der Beweise rechtfertigt eine Verringerung der Exposition”

Unter der Leitung von Melissa Perry, Sc.D.,einer Epidemiologin der George Mason University, untersuchten die Forscher relevante epidemiologische Studien, die vor dem 11. August 2022 in PubMed-, Scopus- und in Web of Science-Artikelarchiven sowie in der NIOSHTIC-2-Publikationssuche der Centers for Disease Control and Prevention und in dem Science.gov-Gateway zu wissenschaftlichen Aktivitäten des Bundes veröffentlicht wurden.

Aus 20 Studien mit 21 Populationen von 1.774 erwachsenen Männern und 42 Expositionsniveaus ergab sich ein Unterschied in der Spermienkonzentration zwischen stärker und weniger stark exponierten Männern von 30 %.

Die Forscher stellten fest, dass ihre Daten von “mäßiger Qualität” sind, aber genügend Beweise liefern, um die höchsten Expositionsniveaus mit einem Rückgang der Spermienzahl in Verbindung zu bringen.

“Die Stärke der Beweise rechtfertigt es, die Exposition gegenüber OP [organophosphate pesticides] und NMC [N-methyl carbamate] Insektiziden jetzt zu reduzieren, um anhaltende Schäden an der männlichen Fortpflanzung zu verhindern”, so die Schlussfolgerung.

Als Vorsichtsmaßnahme gegen Selektionsverzerrungen, die bei literaturbasierten Übersichten oder Meta-Analysen häufig vorkommen, ließen die Wissenschaftler ihre Auswahl durch die systematische Überprüfungsmethode Navigation Guide laufen, eine Methode zur Verringerung von Verzerrungen und zur Schaffung von Transparenz bei umweltbezogenen Gesundheitsstudien.

Bei diesem Verfahren wird die Datenanalyse mit “Was-wäre-wenn”-Szenarien angereichert, um die beobachtete Wirkung zu verringern. Jeder Versuch führte jedoch zu demselben starken Zusammenhang zwischen Pestizidbelastung und verringerter Spermienzahl.

“Wir waren überrascht, dass die Ergebnisse so eindeutig waren”, sagte Perry in einem Videointerview auf der Website der George Mason University. “Wir waren uns nicht sicher, ob wir, wenn wir alle Studien zusammen betrachten würden, einen Gesamteffekt finden würden, und ob wir, wenn wir solche fortgeschrittenen Berechnungen anwenden würden, immer noch diesen Zusammenhang sehen würden.”

Organophosphate stören die Übertragung von Nervenimpulsen

Zu den Organophosphat-Pestiziden, die in großem Umfang bei Nahrungsmittelpflanzen eingesetzt werden, gehören Produkte, die Diazinon, Ethoprop, Tribufos und Phosmet enthalten und sowohl in der Landwirtschaft als auch in nicht-landwirtschaftlichen Bereichen eingesetzt werden.

Diazinon und Phosmet bekämpfen Insekten, Ethoprop tötet Würmer und andere Bodenschädlinge, während Tribufos die Baumwolle kurz vor der Ernte entblättert.

Organophosphate stören die Übertragung von Nervenimpulsen, indem sie die Acetylcholinesterase blockieren, ein Enzym, das den Neurotransmitter Acetylcholin abbaut, der eine Rolle bei Gedächtnis, Lernen, Aufmerksamkeit, Erregung und unwillkürlichen Muskelbewegungen spielt.

Sobald das Enzym Acetylcholinesterase seine Arbeit einstellt, verbleibt Acetylcholin in der Nervenzelle und sorgt dafür, dass diese wiederholt feuert.

Bei Tieren und Menschen, die Organophosphaten ausgesetzt sind, treten Symptome wie Hyperaktivität, unkoordinierte Bewegungen, Zittern, Krämpfe und Lähmungen auf.

Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) plante ursprünglich, die alle fünf Jahre stattfindende Sicherheitsüberprüfung für Organophosphat-Pestizide zwischen 2024 und 2025 abzuschließen. Nachdem die Behörde jedoch die Gesundheitsrisiken dieser Pestizidklasse erkannt hatte, kündigte sie am 15. März 2023 an, dass sie die Neubewertung um zwei Jahre vorziehen würde.

“Die Wissenschaft ist eindeutig”, sagte Michal Freedhoff, stellvertretender Verwalter des EPA-Büros für Chemikaliensicherheit und Umweltverschmutzungsprävention, in einer EPA-Pressemitteilung. Freedhoff ergänzte:

“Einige Anwendungen dieser vier Pestizide stellen ein ernstes Gesundheitsrisiko für die Menschen dar, die ihnen ausgesetzt sind. … Deshalb ergreifen wir jetzt frühzeitig Maßnahmen. Wir wissen zwar, dass wir noch viel Arbeit vor uns haben, um unsere Überprüfung dieser Pestizide abzuschließen, aber die heutige Ankündigung trägt dazu bei, unser Versprechen einzulösen, Landarbeiter zu schützen und unser Engagement für Umweltgerechtigkeit aufrechtzuerhalten.”

N-Methylcarbamate können in hohen Dosen die Atmungsorgane lähmen

N-Methylcarbamate, die in Haushalten, Gärten und in der Landwirtschaft verwendet werden, sind eine vielfältige Familie von chemischen Inhaltsstoffen. Zwei Carbamate, Aldicarb und Fenoxycarb, werden hauptsächlich in Wohngebieten eingesetzt, während Aldicarb und Methomyl hauptsächlich in der Landwirtschaft verwendet werden.

Da sie Acetylcholinesterase-Blocker sind, wirken sie ähnlich wie die Organophosphate.

Die Exposition des Menschen gegenüber N-Methylcarbamaten führt beim Menschen zu Schwäche, verschwommenem Sehen, Kopfschmerzen, Übelkeit, Tränenfluss, Schweißausbrüchen und Zittern. Sehr hohe Dosen sind tödlich, da sie die Atemwege lähmen.

Pestizide bestehen hauptsächlich aus Lösungsmitteln, die die chemischen Wirkstoffe lösen, stabilisieren und dispergieren. Die Risiken der Exposition gegenüber dem Lösungsmittel sind eine offene Frage, da die Pestizidformulierungen oft geschützt sind.

Obwohl Lösungsmittel im Allgemeinen nicht so giftig sind wie Carbamate oder Organophosphate, stellen die in ihnen enthaltenen Alkohole, Glykole, Erdöldestillate und Chlorkohlenwasserstoffe eine zusätzliche toxische Belastung dar.

Die Produktion von Pestiziden geht unvermindert weiter, und diese Produkte werden trotz der immer deutlicher werdenden Gefahren und der Tatsache, dass sie selbst bei bestimmungsgemäßem Gebrauch gefährlich sind, weiterhin in großem Umfang eingesetzt.

“Pestizide werden speziell entwickelt, um biologisch aktiv zu sein, um Dinge zu töten”, so Perry.

Pestizide sind nicht die einzige Ursache für sinkende Spermienzahlen

Viele Risikofaktoren werden mit einer niedrigen Spermienzahl in Verbindung gebracht, darunter:

• Varikozelen, reversible Schwellungen der Venen um die Hoden, die ebenfalls die Spermienqualität beeinträchtigen.
• Infektionen der Geschlechtsorgane oder des Gewebes, einschließlich sexuell übertragbarer Krankheiten.
• Ejakulationsprobleme infolge von Diabetes, Wirbelsäulenverletzungen oder Operationen.
• Medikamente, insbesondere Alphablocker für den Blutdruck. Einige dieser Probleme können rückgängig gemacht werden, andere sind jedoch dauerhaft.
• Gutartige oder bösartige Tumore und ihre Behandlung.
• Konsum von Drogen, Alkohol und Tabak.
• Emotionaler Stress und Depression.
• Hormonelle Ungleichgewichte.
• Spermablockaden.
• Chromosomendefekte.
• Zöliakie.
• Alter, Ernährung und Lebensstil.

Diese lange Liste von Risikofaktoren verringert die Wahrscheinlichkeit, dass eine niedrige Spermienzahl allein auf eine Pestizidexposition zurückzuführen ist. Ein tieferes Verständnis des Zusammenhangs zwischen Pestiziden und Spermien und des relativen Beitrags dieser Risikofaktoren wird sich nur durch neue Versuchspläne, größere Stichproben und mehr Studien ergeben.

“Gleichzeitig gibt es, wie unsere Meta-Analyse zeigt, angesichts des Gewichts der vorliegenden Beweise genügend Anhaltspunkte, um für eine Verringerung der Exposition gegenüber Insektiziden einzutreten, insbesondere bei Männern, die eine Familienplanung anstreben und Kinder zeugen wollen”, so Perry.

“Zusammengenommen sollte dies ein ausreichender Beweis für politische Entscheidungsträger sein, um einige wichtige Entscheidungen darüber zu treffen, wie die individuelle Insektizidexposition reduziert werden kann, und um dies als ein Problem der öffentlichen Gesundheit anzuerkennen.