CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Quá trình sinh tinh Quá trình sinh tinh xảy ra ở các ống sinh tinh trong suốt cuộc đời hoạt động sinh dục của người đàn ông do sự kích thích của hormon hướng sinh dục của thùy trước tuyến yên. Quá trình này bắt đầu từ lúc dậy thì và kéo dài liên tục trong quãng đời còn lại nhưng giảm đáng kể ở tuổi già [6]. Mặt cắt ngang ống dẫn tinh * Nguồn: theo Guyton A.C và Cs (2011) [6] * Các bước của quá trình sinh tinh: Trong suốt quá trình hình thành phôi, từ các tế bào mầm ban đầu phải trải qua rất nhiều giai đoạn trong quá trình biệt hóa để trở thành tinh trùng.
Các tế bào mầm nguyên thủy di cư vào tinh hoàn và trở thành các tế bào chưa trưởng thành, còn được gọi là tinh nguyên bào nằm thành 2-3 lớp của mặt trong ống sinh tinh. Đến tuổi dậy thì, các tinh nguyên bào bắt đầu gián phân, tăng sinh và biệt hóa liên tục để hình thành tinh trùng [6]. Hiện tượng này gọi là quá trình sinh tinh, quá trình sinh tinh trải qua 3 giai đoạn: - Sinh tinh bào: Giai đoạn đầu của quá trình sinh tinh, là quá trình tinh nguyên bào phân chia, sản xuất liên tiếp các thế hệ tế bào và đến cuối cùng tạo thành tinh bào. Quá trình sinh tinh xảy ra trong ống sinh tinh theo hướng 4 hướng tâm, khởi đầu từ các tế bào mầm sinh dục trong ống sinh tinh sẽ biệt hoá thành các tinh nguyên bào, tinh nguyên bào di chuyển từ màng đáy của ống sinh tinh đi vào trung tâm ống sinh tinh.
Tinh nguyên bào là những tế bào nhỏ, nằm ở vùng ngoại vi biểu mô tinh, xen giữa màng đáy với tế bào Sertoli. Tinh nguyên bào phân chia gián phân để tăng nhanh về số lượng. Một số tinh nguyên bào biệt hoá thành tinh bào I [6], [7], [8]. Quá trình sinh tinh * Nguồn: theo Guyton A.C và Cs (2011) [6] - Giảm phân: là quá trình tinh bào chia đôi qua 2 lần liên tục, quá trình này giảm một nửa nhiễm sắc thể (NST) và DNA trong mỗi tế bào.
Ở giai đoạn này, tinh bào I tiến hành giảm phân lần 1 tạo nên 2 tinh bào II, mỗi tinh bào II có bộ NST đơn bội n = 23. Các NST giới tính X và Y cũng phân ly cho hai tinh bào. Tinh bào II vừa được sinh ra sẽ tiến hành giảm phân lần 2 ngay, cuối cùng sản xuất ra tinh tử (tiền tinh trùng) [6], [7], [8]. 5 - Tạo tinh trùng: Tiền tinh trùng hay tinh tử được sinh ra sau giảm phân có bộ NST đơn bội n = 23.
Có hai loại tinh tử: loại mang NST X và loại mang NST Y. Tinh tử không phân chia mà trải qua quá trình biệt hoá để trở thành tinh trùng. Tinh tử trưởng thành (tinh trùng chưa trưởng thành) không còn dính với nhau mà tách ra và đi vào lòng ống sinh tinh. Các thành phần không cần thiết sẽ bị loại bỏ trong quá trình biệt hoá và bị các tế bào Sertoli thực bào.
Dấu hiệu để nhận biết tinh trùng chưa trưởng thành hoàn toàn là còn giọt bào tương bám quanh cổ tinh trùng [6], [7], [8]. Quá trình sinh tinh xảy ra không đồng thời cũng không đồng bộ ở các ống sinh tinh. Quá trình này xảy ra theo cách liên tiếp, giải thích sự xuất hiện không giống nhau của các pha trong quá trình sinh tinh ở những vị trí khác nhau trong ống sinh tinh. Điều này giải thích tại sao lại có thể gặp tinh trùng ở một số nơi của ống sinh tinh mà chỉ gặp tiền tinh trùng ở các nơi khác [9].
* Tình trùng trưởng thành Khoảng thời gian để hoàn tất một chu kỳ tạo tinh trùng khoảng 64 - 72 ngày. Bên cạnh việc diễn ra chậm, thì quá trình sinh tinh xảy ra không đồng thời cũng không đồng bộ ở các ống sinh tinh [9]. Các tinh trùng ở tinh hoàn hầu như không di động hoặc di động yếu. Tinh trùng chưa trưởng thành không có khả năng tự thụ tinh.
Do đó, tinh trùng lấy ra từ ống sinh tinh và phần đầu của mào tinh không có khả năng di động và không thể tự thụ tinh được với noãn. Tinh trùng sẽ trưởng thành trong khi di chuyển ở mào tinh (khoảng 20 ngày). Từ đây các tinh trùng được đưa qua lưới tinh hoàn vào mào tinh. Chúng tiếp tục quá trình trưởng thành tinh trùng trong mào tinh bằng cách thay đổi tính thấm màng bào tương dưới ảnh hưởng của dịch trong mào tinh để cuối cùng tạo ra các tinh trùng có khả năng di động và có thể thụ tinh khi gặp trứng.
Tuy vậy, sự trưởng thành này chỉ về mặt hình thái. Để có thể thụ tinh tự nhiên với noãn, tinh trùng trưởng 6 thành còn phải tiếp tục hoàn thiện về mặt chức năng. Các bước hoàn thiện bao gồm sự trưởng thành về sinh lý, sinh hoá cũng như chuyển hoá. Tinh trùng bình thường có khả năng chuyển động trong môi trường dịch với tốc độ 1 - 4 mm/phút.
Hoạt động của tinh trùng tăng lên ở môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ. Môi trường có tính acid mạnh sẽ làm cho tinh trùng chết một cách nhanh chóng. Hoạt động của tinh trùng tăng đáng kể ở nhiệt độ cao nhưng tỷ lệ chuyển hóa cũng tăng ở nhiệt độ cao và điều này làm cho thời gian sống của tinh trùng bị ngắn lại đáng kể. Mặc dù tinh trùng có thể sống nhiều tuần trong tình trạng bị ức chế ở các ống của tinh hoàn nhưng tinh trùng chỉ sống được 1 - 2 ngày trong đường sinh dục nữ [6].
Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sinh tinh trùng Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh có ý nghĩa rất quan trọng trong điều trị và đặc biệt là dự phòng vô sinh nam. Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu và đã xác định được nhiều nguyên nhân trong môi trường sống, chế độ làm việc, sinh hoạt, nghề nghiệp, hóa chất…có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến quá trình hình thành tinh trùng. Tuy vậy đa số các trường hợp có rối loạn quá trình sinh tinh đều khó xác định các nguyên nhân. Điều này dẫn đến rất nhiều khó khăn trong quá trình điều trị [8].
Điều hòa nội tiết trong quá trình sinh tinh Cũng giống nữ giới, quá trình hình thành tinh trùng ở nam được điều hòa bằng các nội tiết sinh sản trong cơ thể. Quá trình sinh tinh và sản xuất androgen của tinh hoàn được điều hòa bởi trục dưới đồi - tuyến yên - tinh hoàn. Các nội tiết liên quan đến quá trình sinh tinh bao gồm GnRH, FSH, LH, testosteron, prolactin và inhibin [7]. Sự sinh tinh và tổng hợp nội tiết của tinh hoàn chịu sự điều phối của vùng dưới đồi và tuyến yên.
Các nội tiết tố của tuyến yên đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa hoạt động của tinh hoàn bao gồm LH, FSH và 7 prolactin. Vùng dưới đồi bài tiết GnRH theo dạng xung có tác dụng kích thích tuyến yên tổng hợp và bài tiết ra FSH và LH. Cũng giống như vùng dưới đồi, tuyến yên bài tiết hai hormon này dưới dạng xung. Tại tinh hoàn FSH gắn vào các thụ thể trên bề mặt tế bào Sertoli, kích thích sản xuất tinh trùng, ngoài ra trên tế bào Sertoli còn có các thụ thể tiếp nhận testosteron, cả FSH và testosteron đều cần thiết cho quá trình sản sinh tinh trùng [10].
Các tế bào Leydig có tác dụng tổng hợp và bài tiết ra hormon testosteron. Ở nam giới bình thường, mỗi ngày bài tiết khoảng 6mg testosteron, trong đó khoảng 98% tồn tại dưới dạng gắn kết với SHBG và albumin, chỉ có một phần nhỏ testosterone ở dạng tự do mới có hoạt tính sinh học. LH của vùng dưới đồi kích thích các tế bào Leydig tổng hợp và bài tiết testosteron. Hai nội tiết này tác động trực tiếp và chủ yếu lên tế bào Sertoli và tế bào Sertoli đóng vai trò điều phối hoạt động sinh tinh [10].
Testosteron có vai trò trong quá trình tạo tinh trùng. Ngoài ra, testosteron vào máu gây ra một số ảnh hưởng đến các vị trí khác trong cơ thể. Nồng độ testosteron trong lòng ống sinh tinh cao gấp 100 lần so với nồng độ của nó trong máu [10]. Nồng độ testosteron và số lượng tinh trùng được sản xuất ra bởi tinh hoàn phản ánh sự cân bằng giữa ba bộ hormon gồm: hormon hướng sinh dục kích thích trực tiếp lên tinh hoàn tiết testosteron, GnRH kích thích gián tiếp tinh hoàn thông qua tác động lên tuyến yên tiết FHS và LH, các hormon tinh hoàn như testosteron và inhibin tác động hồi âm lên vùng dưới đồi và tuyến yên [7].
Nhiệt độ Trên người tinh hoàn được hạ xuống bìu để giữ nhiệt độ thấp hơn 3 - 4ºC so với nhiệt độ cơ thể, và duy trì ở nhiệt độ ổn định cho quá trình sinh tinh. Hai yếu tố quan trọng đảm bảo cho việc làm mát tinh hoàn ở bìu đó là do có sự hiện diện của nếp gấp da bìu giàu mạch máu và đám rối động - tĩnh 8 mạch (đám rối dạng tua cuốn) trong thừng tinh và có chức năng trao đổi nhiệt để làm mát dòng máu đến tinh hoàn bằng cách trao đổi nhiệt với máu tĩnh mạch mát hơn khi ra khỏi tinh hoàn. Hoạt động của đám rối mạch tại bìu dễ bị phá vỡ bởi hóa chất, thuốc tác dụng trên mạch hoặc do rối loạn trong giãn tĩnh mạch thừng tinh. Cơ chế ảnh hưởng của nhiệt tới quá trình sinh tinh là do gây ra tình trạng thiếu oxy và phản ứng oxy hóa trong tế bào mầm, gây tăng biểu hiện thiếu oxy cảm ứng yếu tố 1a, haem oxygenase 1, glutathione peoxidase 1 và glutathione-S-transferase-a, dẫn đến thúc đẩy tế bào mầm tiến tới quá trình chết tế bào [11].
Giãn tĩnh mạch thừng tinh: là hiện tượng giãn nở bất thường của tĩnh mạch bên trong tinh trùng do van tĩnh mạch hoạt động kém hiệu quả, dẫn đến trào ngược và ứ máu tĩnh mạch. Giãn tĩnh mạch thừng tinh gặp ở 15% nam giới trưởng thành, 35% nam giới vô sinh và 70 - 80% nam giới vô sinh thứ phát. Một số giải thích được đưa ra về ảnh hưởng của giãn tĩnh mạch thừng tinh tới quá trình sinh tinh. Tăng thân nhiệt bìu do tĩnh mạch ứ máu được cho là cơ chế chính.
Khi nhiệt độ trong bìu tăng làm tăng quá trình chết tế bào mầm, giảm mức độ liên kết của RNA và protein, cũng như tăng mức độ sốc nhiệt của protein. Nhiệt độ cao cũng làm giảm sản xuất androgen của tinh hoàn do tăng stress oxy hóa gây hủy hoại tế bào Leydig [12]. Yếu tố di truyền Rối loạn di truyền chiếm 15 - 30% các trường hợp vô sinh nam.