background image

Fifth Stage 

Gynecology 

Dr. Sumeya – Lecture 2 

 

Subfertility / Male Infertility

 

Background, Definition: 

Infertility = “failure to conceive following 1 year of unprotected intercourse if under 35 
years of age or six months if over 35”. 

 

10-15% couples affected 

Etiology: 

— 

Couples: 

 

○ 

16% Tubal and pelvic pathology 

○ 

21 % Male problems 

○ 

29% Ovulatory dysfunction 

○ 

18% Unexplaine 

○ 

7% Endometriosis,2%Cervical,3%Uterine,4%Multiple 

For a woman with a normal menstrual cycle of 28 days, ovulation occurs around day 14. 
The average survival time of the oocyte is around 24 hours, while after ejaculation 
sperm may survive for up to 7 days in the female reproductive tract. 

* Normal couple: 25-30% chance of pregnancy per ovulatory cycle  

 

Primary -Couple has never conceived  

 

Secondary  -

  couple has had at least one prior conception  

 

Time of Exposure 

 

   % Pregnant 

3 months   

 

 

 

60% 

6 months   

 

 

 

70% 

1 year 

 

 

 

 

85% 

18 months    

 

 

          90% 

 

Causes 

ž  

Male 

ž  

Female 

ž  

Combined 

ž  

Unexplained 


background image

 

Male Infertility 

Anatomy of the testis 

 

 

Hypothalamic-Pituitary-Gonadal Axis 

 


background image

 

— 

Hypothalamus 

○ 

Congenital abnormalities of hypothalamus 

— 

e.g. Kallman’s syndrome 

○ 

Starvation, stress or severe illness 

○ 

Tumors (craniopharyngioma, metastatic tumor) 

○ 

Head injury 

○ 

Inflammation (sarcoidosis) 

○ 

Infection (tuberculosis) 

○ 

XRT 

○ 

Drugs: marijuana, 

 

— 

Pituitary 

○ 

Endocrine: thyroid, prolactin 

○ 

Tumors 

○ 

Inflammation: sarcoidosis, meningitis 

○ 

Infiltration 

○ 

Infarction 

○ 

Trauma/XRT 

○ 

Drugs: anabolic steroids 

 

— 

Testis: 

○ 

Congenital: Klinefelters (XXY), developmental disorders 

○ 

Disorders of gonadal steroidgenesis 

○ 

Infection: chlamydia, prostatitis, mumps orchitis 

○ 

Autoimmune 

○ 

Cryptorchidism 

○ 

Tumors; chemo/XRT 

○ 

Drugs / alcohol 

○ 

Vascular: testicular torsion 

 


background image

 

— 

Temperature 

○ 

Rise in scrotal temperature 

○ 

Occupation 

○ 

Varicocoele 

 

 

Post testicular causes:  

Impotence/Ejaculation

 

A-Neurogenic: medications (α-blockers, methyldopa) 

B-Endocrine: diabetes 

○ 

Congenital: absence vas deferens (CF) 

○ 

Genetic: cystic fibrosis 

○ 

Primary ciliary dyskinesia: 
Kartagener syndrome 

○ 

Hypospadia 

○ 

Vasectomy 

Investigations: 

— 

semen analysis 

○ 

Abstain 2-7 days prior 

○ 

At least 2 samples over different period of time  

— 

If abnormal: 

○ 

Blood work: FSH, LH, TSH, testosterone, PRL 

○ 

Testicular U/S  

○ 

Chromosomal analysis 

Semen 

also known as seminal fluid, is an organic 

fluid that may contain spermatozoa. It is secreted 
by the gonads ( testis and accessory sex glans). 
Seminal fluid contains several components besides 
spermatozoa: proteolytic and other enzymes as well 
as fructose are elements of seminal fluid which 
promote the survival of spermatozoa, and provide a 
medium through which they can move or "swim". 


background image

 

Macroscopical characteristics: 

Liquefaction time: 

      Liquefaction time is a natural change in the consistency of semen from a semi liquid 
to a liquid.  Immediate coagulation is due to a clot formation from seminal vesicles 
material, followed by gradual liquefaction over the next 5-20 minutes due to enzymatic 
process involving the prostatic secretion.

 

In evaluation of liquefaction, ejaculate is 

placed in an incubator at 37°C and allowed to be liquefied. Liquefaction time more than 
60 minutes or no liquefaction longer is pathologic showing lack of prostatic enzyme or 
inadequate prostate function . 

Semen viscosity: 

Normal semen has a viscous texture. Increase in viscosity may occur due to 
hypofunction of seminal vesicles. High viscosity may affect sperm motility and 
concentration. Increase in viscosity may reduce the success of intrauterine insemination 
(IUI) and in vitro fertilization (IVF) . 

Appearance of the ejaculate: 

A normal ejaculate has a homogenous grey-opalescent appearance.A whitish colour may 
indicate high sperm numbers or presence of leukocytes a yellowish appearance and 
purulent smell indicate infections. A reddish-brown colour indicates the presence of red 
blood cells (hemospermia) . 

Semen volume: 

The lower reference limit for semen volume is 1.5 ml (WHO 2010). A small volume may 
also be due to loss of part of the specimen, retrograde ejaculation, abnormality or 
infection of accessory sex glands, or ejaculatory duct obstruction. An extremely high 
volume may indicate inflammation or urine contamination and is associated with lower 
conception rates . 

Semen pH: 

The pH of semen reflects the balance between the pH values of the different accessory 
gland secretions, mainly the alkaline seminal vesicular secretion and the acidic prostatic 
secretion. A lower threshold value is 7.2 

 

Microscopic characteristics 

 

Agglutination 

 

Agglutination of spermatozoa means that motile spermatozoa stick to each other, 
head to head, midpiece to midpiece, tail to tail, or mixed, e.g. midpiece to tail. The 
adherence of either immotile or motile spermatozoa to mucus threads, to cells 
other than spermatozoa, or to debris is not considered agglutination and should 
not be recorded as such.  The presence of agglutination is suggestive of, but not 
sufficient evidence to prove the existence of an immunological factor of fertility. 


background image

 

When agglutination is observed, semen cultures and antibody assessment should 
be performed . 

 

The major types of agglutination (WHO 2010):  

 

grade 1: isolated <10 spermatozoa per agglutinate, many free spermatozoa. 

 

grade 2: moderate 10–50 spermatozoa per agglutinate, free spermatozoa. 

 

grade 3: large agglutinates of >50 spermatozoa, some spermatozoa still free. 

 

grade 4: gross all spermatozoa agglutinated and agglutinates interconnected. 

 

Sperm count and concentration 

According to WHO2010, the lower reference limit for sperm concentration is 15 × 10

6

 

spermatozoa per ml and the lower reference limit for total sperm number is 39 × 10

6

 

spermatozoa per ejaculate. A sperm concentration of less than this value is regarded as 
abnormal . 

 Sperm motility 

The percentage of motile spermatozoa and their progressiveness usually give a good 
indication on sperm quality and are important in predicting men fertility . Several 
studies have demonstrated the correlation of motility with the fertilization rate in vivo 
and in vitro . 

▪ 

Categories of sperm movement (WHO 2010): 

A simple system for grading motility is recommended that distinguishes spermatozoa 
with progressive or non-progressive motility from those that are immotile. The motility 
of each spermatozoon is graded as follows: 

 

Progressive motility (PR): spermatozoa moving actively, either linearly or in a 
large circle, regardless of speed.  

 

Non-progressive motility (NP): all other patterns of motility with an absence of 
progression, e.g. swimming in small circles, the flagellar force hardly displacing 
the head, or when only a flagellar beat can be observed. 

 

Immotility (IM): no movement (). 

Lower reference limit (WHO 2010): 

 

The lower reference limit for total motility (PR + NP) is 40%. 

 

The lower reference limit for progressive motility (PR) is 32%.  

 

 


background image

 

Sperm morphology 

Many authors have gone as far as to argue that sperm morphology is a reflection of 
sperm functional competence  and Sperm morphology assessment has been considered 
a valuable and stable method for predicting the in vivo and in vitro sperm fertilizing 
ability . 

Abnormalities of spermatozoa can be classified into head abnormality, neck/midpiece 
abnormality, tail abnormality, or the presence of cytoplasmic residue. These 
abnormalities can occur as a single defect or in a combination of two, three or all four 
abnormalities simultaneously. The reference value for normal sperm morphology 
determined by Kruger is >14% WHO1999 vs. 2010 the WHO reference values for normal 
sperm morphology is >4% .  

 

Sperm vitality  

It is especially important for samples with less than about 40% progressively motile 
spermatozoa. The lower reference limit for vitality (membrane-intact spermatozoa) is 58 
%( WHO 2010).  

Nowadays, there are several standard tests 
available for the assessment of the vitality 
of spermatozoa . One of these tests is based 
on the principle that dead spermatozoa take 
up the supravital red stain of eosin-Y, 
whereas living cells, regardless of their 
motility stage, will be unstained  This assay 
reflects sperm membrane integrity, 
particularly the head region which takes up 
the red stain immediately  

 


background image

 

Round cell count (cells other than spermatozoa)   

The existence of round cells in human ejaculates is common. These can be immature 
germ cells or somatic cells including epithelial cells of the post-testicular tract and 
leucocytes . Epithelial cells are indicative of poor collection when present in high 
numbers . Leukocytes are the most significant non sperm cellular elements in the semen 
and are a frequent finding in patients who have unexplained infertility. A threshold for 
classification of leukocytospermia as high as 1×10

6

/ml .The semen sample with <

round cells/ HPF was considered normal .  

 

Endocrine Tests 

The endocrine assessment of an infertile man includes measurements of serum 
testosterone, luteinizing hormone (LH), and follicle-stimulating hormone (FSH), and 
perhaps other tests: 

 

Serum Testosterone  

 

Measurement of a morning serum total testosterone is usually sufficient. In men 
with borderline values, the measurement should be repeated and measurement of 
serum-free testosterone may be helpful.  

 

Serum Luteinizing Hormone and Follicle-Stimulating Hormone  

 

When the serum testosterone concentration is low, high serum FSH and LH 
concentrations indicate primary hypogonadism and values that are low or normal 
indicate secondary hypogonadism.  

Other Hormones 

 

Serum prolactin should be measured in any man with a low serum testosterone 
concentration and normal to low serum LH concentration. Although inhibin assays 
are not widely available outside of research laboratories, low serum inhibin 
concentrations may be an even more sensitive test of primary testicular 
dysfunction than high serum FSH concentrations, provided the assay is specific for 
inhibin B. 

 

TERMINOLOGY 

 

Oligozoospermia; sperm conc. less than 15 × 10

6

 spermatozoa per ml 

 

Teratozoospermia; normal sperm morphology is <4% kruger strict criteria 

 

Asthenozoospermia; total motility (PR + NP) < 40% or progressive motility (PR) < 
32%.  

 

Azoospermia; no sperm in ejaculate 

 

Aspermia; no semen 


background image

 

Tx / Interventions: 

— 

Treat underlying causes 

— 

Intrauterine Insemination (IUI) 

— 

Intracytoplasmic Sperm Injection (ICSI) 

 

Treatment of male infertility involves the couple.  

 

Specific endocrine treatment is available for men whose infertility results from 
hypogonadotropic hypogonadism. Hypogonadotropic hypogonadism due to 
hyperprolactinemia can often be corrected and fertility restored by lowering the 
serum prolactin concentration. If the hyperprolactinemia results from a 
medication, as is often the case, that medication should be discontinued, if 
possible. The hyperprolactinemia is caused by a lactotroph adenoma. It should be 
treated with a dopamine agonist, such as cabergoline or bromocriptine. The 
process of spermatogenesis normally takes 3 months. As a result, restoration of a 
normal sperm count usually does not occur for at least 3 and sometimes 6 months 
or more after the serum prolactin and testosterone concentrations have returned 
to normal.  

 

In some patients, who have a lactotroph macroadenoma, the hypogonadotropic 
hypogonadism appears to be the result of permanent damage to the gonadotroph 
cells by the mass effect of the adenoma. Gonadotropin treatment should be 
instituted for these patients.  

 

Gonadotropin therapy: Treatment is initiated with human chorionic gonadotropin 
(hCG), 1,500–2,000 IU three times per week subcutaneously or intramuscularly for 
at least 6 months. hCG has the biologic activity of LH. The hCG dose should be 
adjusted upward according to symptoms of hypogonadism, serum testosterone 
concentrations, and semen parameters.  

 

Some patients with acquired hypogonadotropic states can be stimulated with hCG 
alone to produce sufficient sperm. If after 6–9 months the patient remains 
azoospermic or severely oligospermic, then human menopausal gonadotropin 
(hMG) or recombinant FSH should be added.  

 

• Pulsatile GnRH treatment: Pulsatile subcutaneous or intravenous treatment with 
GnRH has also been successfully used to treat gonadotropin deficient patients. 
GnRH has to be delivered in pulses using a portable pump with an attached 
catheter and needle for many months or years; most patients find it inconvenient 
to use GnRH therapy for so long. 

 

 

 


background image

 

10 

Genital infection 

 

Infertile men rarely present with symptoms or signs of acute genital infections or 
prostatitis, but they are sometimes diagnosed as having infections of the 
urogenital tract by the presence of increased leukocytes in the semen. Despite the 
absence of symptoms, we typically treat patients who have leukospermia, even if 
the culture is negative, with at least a 10-day course of antibiotics such as 
erythromycin or trimethoprim-sulfamethoxazole. A second course of therapy is 
usually given if leukocytes persist in the semen after antibiotics.  

Sperm Autoimmunity 

 

Continuous or intermittent high doses of prednisone (from 40 mg/ day to 80 
mg/day) for up to 6 months have been shown in placebo-controlled trials to 
improve cumulative pregnancy significantly in partners of men with sperm 
autoantibodies. 

 

However, many patients cannot tolerate this regimen because of the adverse 
effects of high-dose corticosteroid therapy. As a result, most couples prefer to try 
an assisted reproductive technique, such as ICSI, as primary treatment for sperm 
autoimmunity.  

 

Empirical Therapy 

 

Many treatments have been used empirically for male infertility, including 
clomiphene citrate and other hormones and vitamins.  

 

Aromatase inhibitors may improve sperm concentrations in men with severe 
oligozoospermia or azoospermia prior to sperm retrieval for ICSI.  

 

 

 

 

To be continued,,, 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 3 أعضاء و 157 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل