Chemikalien und Unfruchtbarkeit

Die Qualität der Spermien nimmt beim Menschen kontinuierlich ab, und auch bei Tieren treten Störungen der Fruchtbarkeit auf. Mehrere Faktoren können Unfruchtbarkeit erklären, darunter auch die Belastung durch Chemikalien.

Verringerte Fruchtbarkeit beim Menschen

Immer mehr Paare bleiben ungewollt kinderlos.  Für die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gilt ein Paar dann als unfruchtbar, wenn trotz ungeschütztem Geschlechtsverkehr innerhalb von 12 Monaten keine Empfängnis stattgefunden hat. Unfruchtbarkeit kann auf den Mann, die Frau oder auf ungeklärte Faktoren zurückzuführen sein. Heute sind etwa 17,5 Prozent der Bevölkerung von solchen Beeinträchtigungen betroffen, das heisst etwa jeder sechste Mensch auf der Welt (WHO, 2023).

Bei Männern in Industrieländern ist die Spermienkonzentration innerhalb der letzten 50 Jahre auf die Hälfte zurückgegangen. Missbildungen der männlichen Sexualorgane wie Hodenhochstand (Abwesenheit eines oder beider Hoden im Hodensack) oder Harnröhrenspaltung (Missbildung der Harnröhre) treten häufiger auf. Auch Hoden- und Prostatakrebs nehmen stetig zu. Bei Frauen hat ein Anstieg gesundheitlicher Probleme vermehrt einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit. Seit einigen Jahren leiden Frauen zunehmend an Eierstockzysten oder an Endometriose. Zudem ist die Brustkrebsrate stark angestiegen und eine verfrühte Pubertät bei Mädchen kann häufiger beobachtet werden. Die Ursachen dieser Funktionsstörungen und Erkrankungen sind noch nicht ausreichend geklärt.

Auswirkungen in der Umwelt

In den letzten Jahrzehnten nahm die Fruchtbarkeit auch bei bestimmten Wildtieren ab. So sind zum Beispiel Krokodile im amerikanischen Apopka-See, Seehunde im Wattenmeer oder der Fischotter in der Schweiz vom Aussterben bedroht oder bereits ausgestorben. Bei vielen Wildtierarten wurden zudem Missbildungen der männlichen Sexualorgane festgestellt. Für diese Phänomene werden mit Chemikalien belastete Gewässer und Fische verantwortlich gemacht.

Schuld daran sind höchstwahrscheinlich Chemikalien, die ihren Lebensraum belasten. Diese sogenannten endokrinen Disruptoren (ED) können nämlich das Hormonsystem der Tiere stören und somit die Fortpflanzung beeinträchtigen. Ein solcher Zusammenhang wurde zumindest im Labor eindeutig nachgewiesen. Damit stellt sich die Frage, ob diese Umweltchemikalien auch für den Rückgang der Fruchtbarkeit beim Menschen verantwortlich sind.

Das Fortpflanzungssystem beim Menschen

Um zu verstehen, wie Umweltchemikalien die Fruchtbarkeit beeinträchtigen können, ist ein kleiner Exkurs in die Entwicklung und Funktion der Sexualorgane nötig.

In der frühen Entwicklungsphase im Mutterleib besitzt ein Embryo bereits die genetische Information, die sein Geschlecht bestimmt. Die Grundstrukturen für die zukünftigen Geschlechtsorgane, die sogenannten Organanlagen, sind zu diesem Zeitpunkt jedoch noch geschlechtsneutral. Bei genetisch männlich determinierten Embryonen bilden sich unter dem Einfluss von männlichen Geschlechtshormonen im Laufe der Schwangerschaft die männlichen Geschlechtsorgane aus. Hemmen nun beispielsweise Umweltchemikalien die Wirkung der männlichen Geschlechtshormone, dann wird die Entwicklung der männlichen Geschlechtsorgane gestört.

Bei genetisch weiblich determinierten Embryonen braucht es die männlichen Hormone nicht, daher entwickeln sich spontan aus den embryonalen Organanlagen weibliche Geschlechtsorgane. Bei weiblichen Föten werden die Vorstufen der Eizellen bereits im Mutterleib gebildet. Diese werden bis zu ihrer Reifung als Oozyten bezeichnet. Ein Mädchen verfügt somit bei der Geburt über einen begrenzten Vorrat unreifer Oozyten, der für den Rest des Lebens ausreichen muss.

Nach der Geburt folgt eine Ruhephase bis zur Pubertät. Die Pubertät wird durch den Anstieg von Geschlechtshormonen ausgelöst. Nun werden die sekundären Geschlechtsmerkmale ausgebildet, und die Geschlechtsorgane nehmen ihre Funktion auf. Die Produktion und Reifung der Samen beziehungsweise der Oozyten wird ebenfalls durch Geschlechtshormone gesteuert.

Im Unterschied zur Frau beginnt beim Mann die Produktion der Spermien erst ab der Pubertät. Die Spermien werden aus dem Keimzellgewebe der Hoden unablässig neu gebildet. Diese Fähigkeit bleibt während der ganzen Lebensspanne des Mannes erhalten, weshalb der Mann zeitlebens fortpflanzungsfähig ist. Damit die Spermien eine Eizelle erfolgreich befruchten können, dürfen sie keine Missbildungen aufweisen, sie müssen in ausreichender Konzentration vorhanden sein und gut beweglich sein.

Ab der Pubertät reift bei Frauen jeden Monat aus einigen Tausend Oozyten eine einzige befruchtungsfähige Eizelle heran. Die Fruchtbarkeit einer Frau ist im Alter von 20-25 Jahren am höchsten und nimmt danach kontinuierlich ab. Mit 35 liegt die Wahrscheinlichkeit schwanger zu werden nur noch bei 50 Prozent. Dies weil der Vorrat an Oozyten abnimmt und weil diese altern. Wenn schliesslich der Vorrat nach einigen hundert Zyklen ganz aufgebraucht ist, tritt die Menopause ein und die Frau ist nicht mehr fortpflanzungsfähig.

Weil all diese Prozesse durch das komplexe Zusammenwirken von Hormonen gesteuert werden, führt ein Eingriff ins Hormonsystem auch zu einer Störung des Fortpflanzungssystems.

Mögliche Ursachen

Man vermutet, dass die Unfruchtbarkeit zu einem Drittel die Frauen, zu einem Drittel die Männer und zu einem Drittel beide Partner betrifft. Verschiedene Faktoren können dazu beitragen, dass die ungewollte Kinderlosigkeit bei Paaren zunimmt. So haben sich im Vergleich zu früher viele Lebensgewohnheiten geändert. Paare werden immer später Eltern, und die Fruchtbarkeit nimmt bekanntlich mit zunehmendem Alter ab. Auch psychische Belastungen, Stress, falsche Ernährungsgewohnheiten, der Konsum von Genussmitteln oder Drogenmissbrauch nehmen zu und können sich negativ auf die Fruchtbarkeit auswirken.

Es gibt also viele verschiedene Faktoren, die zur Unfruchtbarkeit von Männern und Frauen beitragen können:

  • Psychosoziale Faktoren: seelische und psychische Belastungen, Stress, später Kinderwunsch bei Frauen
  • Konsumverhalten: falsche Ernährung, übermässiger Kaffee- und Alkoholkonsum, Rauchen, Drogenmissbrauch
  • Krankheiten: starkes Über- oder Untergewicht, Stoffwechselerkrankungen, Infektionskrankheiten, Störungen des Hormon- oder des Immunsystems
  • Angeborene Missbildungen der Fortpflanzungsorgane
  • Umweltbelastungen: Chemikalien, Strahlung, Luftverschmutzung…

Umweltbelastungen und ED

Zu den Umweltbelastungen gehören Umweltchemikalien, insbesondere endokrinen Disruptoren. Diese Chemikalien können die Wirkung natürlicher Hormone imitieren oder verändern und so das für die Fortpflanzung wichtige hormonelle Gleichgewicht stören. Endokrine Disruptoren könne zum Beispiel die Entwicklung der Sexualorgane und das Sexualverhalten beeinträchtigen, zu einer Verweiblichung von männlichen Tieren führen, die Fortpflanzungsfähigkeit reduzieren oder bei jungen Mädchen die Pupertät frühzeitig einleiten. Föten und Kleinkinder sind besonders anfällig für diese Veränderungen des Hormonhaushalts.

Auch weitere Störfaktoren aus der Umgebung oder Umwelt spielen eine Rolle. So steht die Belastung durch Schwermetalle, Luftverschmutzung und elektromagnetische Strahlung ebenfalls im Verdacht, die Spermienqualität zu beeinträchtigen, auch wenn die Bedeutung dieser Faktoren für die menschliche Fruchtbarkeit noch nicht formell bestätigt ist. Aufgrund der Allgegenwärtigkeit von endokrinen Disruptoren in unserer Umwelt ist es sehr schwierig, einen direkten Zusammenhang zwischen dem Rückgang der Fruchtbarkeit und diesen Substanzen oder anderen Umwelteinflüssen zu finden.

Ob bestimmte Umweltchemikalien für diese Entwicklungen und für den Rückgang der menschlichen Fruchtbarkeit verantwortlich sind, wird gegenwärtig intensiv erforscht. Gerade die Tatsache, dass unzählige Faktoren involviert sind, erschwert die Arbeit der Forscher. Es wird eine grossen Herausforderung sein, einen ursächlichen Zusammenhang zwischen einem einzelnen Schadstoff und dem Rückgang der menschlichen Fruchtbarkeit nachweisen zu können. Es sind noch viele Forschungsprojekte erforderlich, um diesen kausalen Zusammenhang zu belegen.

Und in der Schweiz?

Studien, die im Rahmen des Nationalen Forschungsprogramms über hormonaktive Substanzen (NFP 50) initiiert wurden, untersuchen die Spermienqualität junger Schweizer Männer. Die Ergebnisse sind besorgniserregend, denn von den 2523 untersuchten Freiwilligen wiesen weniger als 40 Prozent der Proben eine gute Spermaqualität auf. So lagen in mehr als 60 Prozent der Fälle die Konzentration, die Motilität und/oder die Morphologie der Spermien unter den von der WHO festgelegten Referenzstandards (Rahban et al., 2019). Dies hat wahrscheinlich verschiedene Ursachen (z. B. Lebensstil, chemische Belastung, Krankheiten oder medizinische Behandlung). In der Studie von Istvan et al. (2021) wird ein möglicher Zusammenhang zwischen der Spermienqualität junger Männer und der Exposition ihrer Mütter gegenüber bestimmten Chemikalien (darunter endokrine Disruptoren) während der Schwangerschaft im beruflichen Umfeld vermutet. Vor kurzem haben Forscher geografische Unterschiede analysiert. Obwohl einige Unterschiede festgestellt wurden, reichen diese nicht aus, um einen direkten Zusammenhang zu zeigen (Rahban et al., 2025). Diese Forschungsprojekte werden forgesetzt, um die Zusammenhänge zwischen einer verschlechterten Spermienqualität und einer Belastung durch endokrine Disruptoren oder andere Faktoren besser erklären zu können.

Regulation

Das Chemikaliengesetz regelt bereits gesundheitsgefährdende Stoffe, insbesondere solche, die sich nachweislich auf die Fruchtbarkeit auswirken. Das Chemikalienrecht wird regelmässig aktualisiert, um die neuesten wissenschaftlichen Entwicklungen zu berücksichtigen. Zusätzlich werden derzeit neue Vorschriften eingeführt, um die Belastung durch endokrine Disruptoren zu begrenzen und somit die Risiken für die Bevölkerung und die Umwelt zu minimieren.

Weitere Informationen

Weiterführende Themen

Bundesamt für Gesundheit BAG

Abteilung Chemikalien
Schwarzenburgstrasse 157
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