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Le sperme est constitué du liquide séminal et d'éléments cellulaires (spermatozoïdes cellules de la lignée germinale, macrophages polynucléaires, hormones de croissance, cellules souche, cellules épithéliales…).

Le sperme contient de nombreux éléments nourriciers pour le spermatozoïde : vitamines C et B12, sels minéraux comme le calcium, le magnésium, le phosphore, le potassium et le zinc, des sucres (fructose et sorbitol). Il contient aussi des traces d'hormones, dont la testostérone.

Le sperme est essentiellement composé d'eau, mais on a montré qu'il contient en petite quantité pratiquement tous les nutriments dont a besoin le corps humain, y compris de l'acide docosahexaénoïque (un acide gras important de la famille de l’oméga-3). Il contient en quantités assez élevées des minéraux dont on manque souvent, comme le potassium, le magnésium et le sélénium. Une cuillère à soupe de semence apporte environ 20 calories. Une éjaculation contient en moyenne 150 mg de protéine, 11 mg d'hydrates de carbone, 6 mg de matières grasses, 3 mg de cholestérol, 7 % de la dose quotidienne de potassium recommandée (norme US) et 3 % en cuivre et zinc de la dose quotidienne recommandée (norme US). Le contenu en protéines du sperme équivaut en gros à celui qu'on trouve dans l'albumine d'un œuf de bonne taille.
Ainsi, le sperme contient :
Fructose
Acide ascorbique
Zinc
Cholestérol
Protéine
Calcium
Chlore
Antigènes de groupe sanguin
Acide citrique
ADN
Magnésium
Vitamine B12
Phosphore
Sodium
Potassium
Acide urique
Acide lactique
Azote