CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vô sinh và vô sinh nam 1.1 Khái niệm về vô sinh và vô sinh nam giới Theo Tổ chức Y tế thế giới, vô sinh là tình trạng một cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ, mong muốn có con nhưng không thể có thai sau 12 tháng có quan hệ tình dục mà không dùng biện pháp tránh thai nào. Ở Việt Nam, theo báo cáo của Nguyễn Viết Tiến tại Hội thảo quốc tế “Cập nhật về hỗ trợ sinh sản” (2013) tại Hà Nội cho thấy kết quả điều tra ở Việt Nam thì tỷ lệ vô sinh là 7,7%. Trong đó, nguyên nhân do nam giới chiếm 25 - 40%, do nữ 40 - 55%, còn lại do cả hai vợ chồng và không rõ nguyên nhân [4]. Trong vô sinh do nam giới, nguyên nhân do bất thường số lượng tinh trùng là rất thường gặp, đó là những trường hợp vô sinh nam do vô tinh và thiểu tinh.2 Tình hình vô sinh và vô sinh nam trên thế giới Theo Hội Y học sinh sản Hoa Kỳ, khoảng 6,1 triệu người Mỹ bị vô sinh, một phần ba là do nữ, một phần ba là do nam giới, phần còn lại là do cả hai hoặc KRNN [42].
Một nghiên cứu khác tại Hoa Kỳ cho thấy, có khoảng 10% số cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh đẻ bị vô sinh. Ở Châu Âu, vô sinh nam chiếm 20%. Tại Pháp, tỷ lệ vô sinh chiếm 13,5% các cặp vợ chồng. Ali Hellani cũng cho rằng khoảng 10%-15% cặp vợ chồng vô sinh, nguyên nhân do nam chiếm 50% và khoảng 30%-40% vô sinh nam không rõ nguyên nhân [43].
Ở các nước Châu Á: Takahashi và cs (1990) nghiên cứu trên 173 mẫu tinh dịch của các bệnh nhân vô sinh nam giới tại Nhật Bản cho thấy có 35,8% VT, 19,6% có số lượng tinh trùng giảm nghiêm trọng, 9,8% giảm vừa và 34,7% có tinh dịch đồ bình thường [45]. 3 Nhìn chung, tỷ lệ vô sinh thay đổi từ 10% - 20%, trong đó nguyên nhân vô sinh do nam và nữ tương đương nhau, tỷ lệ này có xu hướng ngày càng tăng, tỷ lệ vô sinh không rõ nguyên nhân còn nhiều.3 Tình hình vô sinh và vô sinh nam ở Việt Nam Ở Việt Nam, một số công trình nghiên cứu về vô sinh cho thấy tỷ lệ vô sinh có xu hướng tăng. Theo kết quả điều tra dân số năm 1980, tỷ lệ này là 7% - 10%, đến năm 1982, tỷ lệ vô sinh chung ở Việt Nam lên đến 13%, trong đó vô sinh nữ 54%, vô sinh nam 36%, vô sinh không rõ nguyên nhân 10% [2]. Theo Trần Quán Anh và Nguyễn Bửu Triều, cứ 100 cặp vợ chồng thì có khoảng 15 cặp vợ chồng không thể có con, trong đó trên 50% nguyên nhân là do nam giới và tỷ lệ này đang có chiều hướng gia tăng mạnh [1].
Nguyên nhân chủ yếu của vô sinh nam là do rối loạn sinh tinh. Ngoài ra, vô sinh nam còn do một số nguyên nhân khác như: rối loạn về tình dục và xuất tinh, rối loạn nội tiết, tắc ống dẫn tinh… Theo Trần Đức Phấn (2010) trong số các cặp vợ chồng vô sinh có 44% có tinh trùng bất thường [3].2 Tổng quan về tinh trùng 1.1 Định nghĩa về tinh trùng Tinh trùng là một tế bào chuyên hóa cao, có cấu tạo và chức năng đặc biệt so với các tế bào khác trong cơ thể. Cấu trúc của tinh trùng được mô tả đầu tiên vào năm 1677 bởi Antonie và Leeuwenhoek. Cấu tạo tinh trùng được chia làm ba phần: phần đầu, cổ và đuôi.
Tinh trùng và noãn là hai thành phần duy nhất tạo nên tế bào hợp tử - tế bào đầu tiên của một cá thể mới. Đầu tinh trùng có hình bầu dục, chiều dài 4,0 – 5,5 µm, chiều rộng 2,5 – 3,5 µm. Tỉ lệ chiều rộng trên chiều dài vào khoẳng 1,5 đến 1,7. Chức năng chính của phần đầu là bảo tồn và chuyển Deoxyribonucleic acid (DNA) vào noãn trong thời gian thụ tinh: giữ DNA ở trạng thái ổn định, xâm phạm vào bề mặt noãn và ly giải màng.
Đầu tinh trùng được chia làm hai vùng: nhân và cực đầu. Phần cổ khoảng 0,5 µm chứa các cấu trúc dạng sợi. Một số dạng bất thường thường gặp ở phần cổ bao gồm: cổ gập, lệch trục, mỏng hoặc phồng to… Đuôi tinh 4 trùng được hình thành ở giai đoạn tinh tử kéo dài, chứa tất cả các thành phần cần thiết cho sự di dộng, dài 40 - 50 µm [7]. Cấu tạo của tinh trùng [7].2 Quá trình sinh tinh trùng Sự sinh tinh là một quá trình phức tạp và kéo dài, trong đó các tế bào mầm vừa phân chia làm mới vừa sản xuất các tế bào để biến đổi thành tinh trùng có chức năng.
Quá trình này bao gồm nguyên phân, giảm phân và sửa chữa tế bào, được chia làm 4 giai đoạn (Hình 1.1): Các tế bào mầm lưỡng bội (tinh nguyên bào) nguyên phân tăng sinh và biệt hoá thành các tinh bào (sinh tinh bào); Các tế bào mầm phân chia giảm phân thành những tế bào mầm đơn bội (tinh tử); Tinh tử phát triển thành tinh trùng trong ống sinh tinh; Giải phóng tinh trùng tử biểu mô mầm đến lòng ống sinh tinh [7]. Quá trình sinh tinh trùng [39]. Tinh trùng được hình thành từ quá trình biệt hoá của các tinh tử. Ở người, quá trình trưởng thành tinh tử trải qua 12 bước biến đổi và chia làm sáu giai đoạn được xác định bởi sự thay đổi về hình thái.
Giai đoạn I, khu vực phức hợp Golgi và ti thể được biệt hoá và phát triển mạnh, các túi acrosome được hình thành, có sự phát triển của nhiễm sắc chất và xuất hiện sợi trục. Trong giai đoạn III, IV, cấu hình acrosome được hoàn chỉnh, các phần trung gian được hình thành và đuôi phát triển. Trong hai giai đoạn cuối, nhân được nén chặt và bất hoạt gene, các histone được chuyển đổi thành các protein chuyển tiếp và được thay thế bởi các protamine. Khi mới được hình thành, các tinh tử kết nối với nhau qua cầu nối liên bào.
Các tế bào Sertoli tích cực tham gia quá trình sinh tinh nói chung và hỗ trợ các tinh tử di chuyển về phía lòng ống sinh tinh. Các tinh tử trưởng thành sẽ đóng hết các cầu nối nội bào, ngắt kết nối với biểu mô mầm, được phóng thích khỏi tế bào Sertoli và trở thành một tế bào tự do - được gọi là tinh trùng - đi vào lòng ống. Một phần tế bào chất của tế bào Sertoli thường được loại bỏ hoàn toàn, đôi khi có thể giữ lại ở tinh trùng chưa trưởng thành trong quá trình sinh tinh [7].3 Xét nghiệm chẩn đoán chất lượng tinh trùng Chẩn đoán khả năng sinh sản của nam giới là một trong những bước quan trọng của điều trị vô sinh khi nó có vai trò trong việc giúp các bác sĩ lâm sàng đưa ra các phương pháp hỗ trợ sinh sản phù hợp. Khả năng này được khảo sát thông qua một xét nghiệm gọi là tinh dịch đồ - hiện nay là xét nghiệm thường qui, trong khám và chẩn đoán một cặp vợ chồng hiếm muộn, đây là một xét nghiệm cơ bản, đầu tiên để đánh giá bước đầu khả năng sinh sản của người chồng [6].
Một số giá trị bình thường của tinh dịch đồ (WHO 2010) [5]. Chỉ số Giá trị bình thường Thể tích ≥ 1,5 ml Độ ly giải 15-60 phút pH ≥ 7,2 Mật độ tinh trùng/ml ≥ 15x106 Tinh trùng di động tiến tới ≥ 32% Tinh trùng di động tiến tới+ tinh trùng ≥ 40% di động không tiến tới Tỷ lệ sống ≥ 58% Hình dạng bình thường ≥ 4% Một tinh dịch đồ gọi là bình thường khi tất cả các giá trị đều nằm trong giới hạn bình thường (Bảng 1. Nếu tinh dịch đồ bất thường nên làm lại lần 2 để có kết luận chính xác. Hầu hết các giá trị của tinh dịch đồ được tính bằng cách ước lượng và có giá trị chính xác tương đối.
Tuy vậy các sai số của phép ước lượng thường ít ảnh hưởng đến tiên lượng điều trị [6]. Tinh dịch đồ bất thường với một vài chỉ số thấp dưới mức bình thường không có nghĩa là người chồng hoàn toàn không có khả năng sinh con. Tinh dịch đồ dưới mức bình thường cho thấy người chồng có thể giảm khả năng sinh sản. Bất thường mức độ càng nặng, khả năng sinh sản càng giảm nhiều.
Trong đa số các trường hợp, 7 nhiều bất thường đi kèm với nhau. Tinh dịch đồ của một người thử hai lần khác nhau đôi khi có kết quả hoàn toàn khác nhau do sự thay đổi của quá trình sinh tinh.4 Các xét nghiệm đánh giá chức năng tinh trùng 1.1 Sự nguyên vẹn DNA của tinh trùng DNA tinh trùng gắn với protamine và cấu trúc nhỏ gọn này giúp bảo vệ DNA khỏi bị hư hại trong quá trình di chuyển của tinh trùng. Tuy nhiên, một số sai hỏng có thể xảy ra và ở một mức độ nhất định, có thể được sửa chữa bởi tế bào chất của noãn. Nhưng khi sai hỏng vượt quá ngưỡng sửa chữa của noãn, sự sai hỏng này có thể ảnh hưởng đến chức năng của tinh trùng.
Tinh trùng với tổn thương DNA có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và làm tổ của phôi (Wdowiak và cộng sự, 2015; Tomsu và cộng sự, 2002) [30, 32]. Đồng thời, một số nghiên cứu cho thấy mức độ phân mảnh DNA cao có liên quan đến hiện tượng sẩy thai hoặc sinh con với dị tật bẩm sinh (Bradley và cộng sự, 2016) [14]. Hình ảnh tinh trùng phân mảnh DNA (dấu *). Phân mảnh DNA tinh trùng hiện được đánh giá bằng hai phương pháp trực tiếp (sự tương tác của đầu dò-probes hoặc thuốc nhuộm) và gián tiếp (gây biến tính 8 DNA để xác định tỉ lệ phân mảnh).
Hiện nay có bốn phương pháp phổ biến để xác định phân mảnh DNA tinh trùng gồm: khảo sát cấu trúc nhiễm sắc chất (Sperm Chromatin Structure Assay - SCSA), phương pháp đánh dấu sự đứt gãy DNA bằng các dUT được xúc tác bởi men terminal deoxynucleotidyl transferase (TUNEL), điện di cá thể tế bào đơn (COMET), khảo sát sự phân tán nhiễm sắc chất tinh trùng (Sperm Chromatin Dispersion - SCD).2 Nồng độ các gốc oxy hóa tự do ROS (Reactive oxygen species) là thuật ngữ được sử dụng để mô tả một số phân tử và các gốc tự do có nguồn gốc từ oxy. Tinh trùng sản sinh ra ROS ở nồng độ sinh lý cần thiết cho các chức năng bình thường như trong phản ứng cực đầu, sự khả năng hoá và sự dung hợp của noãn và tinh trùng. Tuy nhiên, khi nồng độ ROS vượt quá khả năng kháng oxy hoá của cơ thể thì ROS dư thừa có thể tương tác với các đại phân tử dẫn đến stress oxy hoá (oxidative stress).
