Sperm Viability: A Comparison of Analytical Methods

Abstract

Summary: Two methods of measuring human sperm viability, the stain exclusion assay and the hypoosmotic swelling (HOS) test, were evaluated. Human sperm were pretreated with 2.0% glutaraldehyde or 0.1% Triton X-100 and compared to untreated controls. Approximately one half of the sperm were found to be viable in the control samples and nearly all sperm were non-viable in the Triton X-100 treated samples by both the stain exclusion and HOS assays. After glutaraldehyde pretreatment, presumably inactivating the spermatozoa, the HOS test revealed that most sperm were not viable, while the stain exclusion test found no difference between glutaraldehyde pretreated sperm and control sperm. Investigations with scanning and transmission electron microscopy demonstrated that the HOS test caused the membrane of the sperm tail to swell and the tail fibers to coil several times within the swollen membrane. It is concluded that the stain exclusion assay merely measures the structural integrity of the sperm membrane, whereas the HOS test also provides an indication of the physiological integrity of the sperm membrane. Spermatozoen-Lebensfähigkeit: Vergleich von analytischen Methoden Zusammenfassung: Es werden zwei Meßmethoden für die Lebensfähigkeit menschli-cher Spermatozoen ausgewertet: Die Färbe-Ausschluß-Methode und der hypoosmotische Schwellungs-Test (HOS). Menschliche Spermatozoen wurden mit 2,0% Glutaraldehyd oder mit 0, 1% Triton X-100 vorbehandelt und gegen Kontrollen verglichen. Annähernd die Hälfte der Spermatozoen wurden in den Kontrollen lebensfähig gefunden; nahezu alle Spermatozoen aus der Triton X-100-Gruppe waren sowohl in der Färbe-Ausschluß-als auch in der HOS-Methode nicht lebensfähig. Nach Glutaraldehyd-Vorbehandlung, wodurch die Spermatozoen offensichtlich inaktiviert wurden, offenbarte der HOS-Test, daß die meisten Spermatozoen nicht lebensfähig waren, während der Färbe-Ausschluß-Test weder bei Glutaraldehyd- noch bei der Kontrolle eine Differenz zeigte. Untersuchungen mit dem Raster- und Elektronenmikroskop demonstrierten, daß der HOS-Test eine Schwellung der Membran der Spermatozoengeißel verursacht und die Geißelfibern sich einige Zeit in der geschwollenen Membran schlängeln. Es wird die Schlußfolgerung gezo-gen, daß der Färbe-Ausschluß-Test lediglich die strukturelle Integrität der Spermatozoen-membran mißt, während der HOS-Test außerdem eine Indication der physiologischen Integrität der Spermatozoenmembran liefert.