CNSH. Trần Thị Hạnh Dung, CNXN. Nguyễn Thiện Thực
CNSH. Huỳnh Thị Ngọc Tuyền, CNSH Vũ Cát Anh, ThS.BS. Vũ Bích Thụy
Khoa Hiếm muộn – BV Từ Dũ
Trong chẩn đoán và điều trị hiếm muộn, tinh dịch đồ thường được dùng làm thước đo để đánh giá khả năng sinh sản của nam giới. Tuy nhiên, có khoảng 15% trường hợp vô sinh không rõ nguyên nhân với tinh dịch đồ nằm trong giới hạn bình thường. Như chúng ta biết, chỉ có tinh trùng trưởng thành mới có khả năng thụ tinh với trứng. Với xét nghiệm tinh dịch đồ thông thường không thể đánh giá chính xác sự trưởng thành của tinh trùng. Do vậy, từ những năm 90, nghiên cứu các chất đánh dấu sinh học nhằm đánh giá sự trưởng thành của tinh trùng được nhiều nhà khoa học quan tâm. Trong giới hạn của bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu 3 chất đánh dấu sinh học của tinh trùng trưởng thành được thường được dùng nhiều là Creatine Kinase, Heat Shock Protein HspA2 chaperone và Hyaluronic Acid.
Khái quát quá trình trưởng thành của tinh trùng
Tinh trùng được sinh ra từ các tế bào mầm ở ống sinh tinh trong tinh hoàn. Sau khi trải qua hai lần phân bào giảm nhiễm, từ một tế bào mầm sẽ tạo ra 4 tinh tử. Tinh tử trải qua quá trình biệt hóa (spermiogenesis) để thành tinh trùng trưởng thành. Quá trình biệt hóa này xảy ra ở tinh hoàn, mào tinh và trong cơ quan sinh dục nữ. Quá trình biệt hóa của tinh trùng trong tinh hoàn bao gồm sự cô đặc nhân tế bào, tạo đuôi tinh trùng và phóng thích phần lớn bào tương ra khỏi tế bào. Tinh trùng rời khỏi ống sinh tinh chỉ còn chứa túi bào tương thừa nhỏ (residual body) ở phần cổ và tinh trùng được dự trữ ở mào tinh (
Hình 1). Về mặc chức năng, tinh trùng ở tinh hoàn và đoạn gần mào tinh là bất động và chưa trưởng thành nên không có khả năng thụ tinh. Sự trưởng thành của tinh trùng ở đoạn xa mào tinh giúp tinh trùng có khả năng di chuyển tiến tới và có khả năng thụ tinh (như loại bỏ túi bào tương thừa và có điểm gắn kết với màng zona pellucida).
Hình 1: Quá trình trưởng thành của tinh trùng trong tinh hoàn và mào tinh
Creatine kinase (CK)
Thực nghiệm cho thấy CK có thể được dùng như là một chất đánh dấu sinh học nhằm đánh giá mức độ trưởng thành của tình trùng. Creatine kinase (CK) hay creatine-N-phosphotransferase là một loại men liên quan đến việc tổng hợp và sử dụng năng lượng của tinh trùng (Hình 2). Nhiều nghiên cứu cho thấy CK đóng vai trò quan trọng trong quá trình thụ tinh. Nồng độ CK trong tinh dịch giúp tiên lượng sự trưởng thành của tinh trùng. Nếu nồng độ CK trong tinh dịch cao phản ánh sự chưa trưởng thành của tinh trùng. Nguyên nhân có thể do tinh trùng ngừng trưởng thành ở giai đoạn cuối của quá trình biệt hóa làm cho túi bào tương thừa không được loại bỏ dẫn đến sự gia tăng nồng độ của CK và các protein khác trong bào tương. Anna và cs (1999) báo cáo không có sự tương quan giữa mật độ tinh trùng và nồng độ CK trong tinh dịch. 28% nam giới có mật độ tinh trùng < 10 triệu/ml có nồng độ CK bình thường (< 0.43 CK IU/108 tinh trùng), trong khi có 36% nam giới có mật độ tinh trùng 20-30 triệu/ml và 5% nhóm có mật độ tinh trùng > 30 triệu/ml có nồng độ CK tăng.
Trên lâm sàng. CK được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán hoại tử cơ tim, phì đại cơ và suy thận cấp. Trong lĩnh vực hiếm muộn, định lượng nồng độ CK của tinh dịch đồ được dùng để chẩn đoán nguyên nhân vô sinh. Tuy nhiên, vì xét nghiệm mắc tiền và tốn thời gian nên việc sử dụng còn hạn chế.
Hình 2: Cấu trúc và vai trò chuyển hóa năng lượng của Creatine kinase
CK sử dụng năng lượng từ adenosine triphosphate (ATP)
cắt cầu nối H2 của creatine để tổng hợp phosphocreatine.
Heat Shock Protein HspA2 chaperone
HspA2 là protein đặc hiệu của tinh hoàn được tìm thấy ở tinh trùng trưởng thành. Ở một tinh trùng trưởng thành bình thường, nồng độ HspA2 tăng ở kỳ giảm phân từ tế bào mầm để tạo ra tinh tử và ở giai đoạn cuối của quá trình biệt hóa của tinh trùng, khi túi bào tương thừa được loại bỏ, tái thiết lập màng bào tương và hình thành vùng gắn kết với màng zona pellucida (Hình 3). Tinh trùng ngừng trưởng thành không hoặc giảm tổng hợp HspA2, hậu quả có thể dẫn đến bất thường quá trình giảm phân, tăng tần suất mang bộ nhiễm sắc thể (NST) dị bội, tạo tinh trùng dị dạng, hay không có khả năng thụ tinh.
Một số nghiên cứu gần đây cho thấy có sự liên quan giữa vô sinh nam do tinh trùng ít và tần suất bất thường NST. Một trong những nguyên nhân có thể là do thiếu hụt HspA2. HspA2 là thành phần của phức hợp gắn kết (synaptonemal complex) đóng vai trò quan trọng trong quá trình giảm phân tạo tinh trùng. Thiếu hụt HspA2 dẫn đến các cặp NST tiếp hợp bất thường khiến tạo tinh trùng bất thường hay ngừng trưởng thành (Kovanci 2001).
Theo Huszar và cs (1992) xác định nam giới có khả năng sinh sản cao khi tinh dịch đồ có nồng độ HspA2 > 10%, và ngược lại khả năng sinh sản thấp khi nồng độ HspA2 < 10% mặc dù mật độ tinh trùng của họ ở giới hạn bình thường. Điều này giải thích vì sao có những trường hợp vô sinh không rõ nguyên nhân. Như vậy, tỷ lệ giữa nồng độ CK và HspA2 (CK/HspA2) phản ánh tỷ lệ tinh trùng trưởng thành và không trưởng thành trong mẫu tinh dịch. Tỷ lệ này càng cao chứng tỏ tinh trùng chưa trưởng thành hay ngược lại tỷ lệ này càng thấp chứng tỏ người nam có khả năng sinh sản cao.
Hình 3: So sánh tinh trùng trưởng thành và chưa trưởng thành
