SỰ SINH TINH
Sự sinh tinh là một quá trình phức tạp liên quan đến việc những tế bào mầm lưỡng bội (các tinh nguyên bào) phân chia và biệt hoá thành những tế bào đơn bội có chức năng gọi là tinh trùng. Quá trình này gồm nhiều bước, diễn ra trong tinh hoàn và được kiểm soát bởi một số nhân tố nội tiết, tự tiết và cận tiết
CẤU TRÚC TINH HOÀN VÀ ỐNG SINH TINH
Cấu tạo chung của tinh hoàn
Tinh hoàn là cơ quan sinh dục nam, có cấu tạo dạng cặp, hình oval, dài khoảng 4,5 – 5,1 cm, rộng 2,5 x 4 cm và thể tích khoảng 15 – 25 ml. Một tinh hoàn thường được chia thành 370 tiểu thùy gồm các ống sinh tinh và mô giữa các ống. Mỗi tiểu thùy có khoảng 1 – 3 ống sinh tinh xoắn có chiều dài khoảng 30-80 cm khi duỗi xoắn. Tinh hoàn được bao bọc trong màng bao trắng và kết nối lỏng lẻo với mào tinh hoàn thông qua các ống dẫn tinh. Tinh hoàn nằm trong bìu ở bên ngoài ổ bụng, có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ cơ thể khoảng 2 – 4°C
Tinh hoàn có hai chức năng chính là sản xuất hormone sinh dục nam (đặc biệt là testosterone) và sản sinh tinh trùng. Sự sinh tinh diễn ra trong ống sinh tinh, trong khi các hormone được tạo ra ở vùng gian kẽ giữa các ống. Hai vùng này được liên kết chặt chẽ và có liên hệ với nhau. Chức năng của tinh hoàn được điều phối bởi trục hạ đồi tuyến yên, hệ cận tiết và tự tiết.
Cấu tạo ống sinh tinh
Ống sinh tinh là nơi diễn ra sự sinh tinh, chiếm khoảng 60% thể tích tinh hoàn và đóng vai trò quyết định kích cỡ của tinh hoàn. Tổng chiều dài của ống sinh tinh từ 450 m đến 600 m, đường kính ống vào khoảng 180 nm và thay đổi tùy vào chủng người. Độ dày của mô tế bào xung quanh ống khoảng 8 mm. Các ống sinh tinh được nối với nhau một đầu, đầu còn lại đổ vào lưới tinh hoàn. Chất lỏng từ ống sinh tinh được thu nhận vào lưới tinh hoàn sau đó đi vào hệ thống ống dẫn của mào tinh.
Ống sinh tinh được chia làm hai phần: vùng đáy và lòng ống được ngăn cách bởi phức hợp liên kết gian bào gọi là “liên kết chặt”. Biểu mô ống sinh tinh chứa hai loại tế bào: (1) tế bào Sertoli (Sertoli cell, viết tắt là SC) và (2) các tế bào mầm sinh tinh
SỰ SINH TINH
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: (1) Các tế bào mầm lưỡng bội (tinh nguyên bào) nguyên phân tăng sinh và biệt hoá thành các tinh bào (sinh tinh bào); (2) Các tế bào mầm phân chia giảm phân thành những tế bào mầm đơn bội (tinh tử); (3) Tinh tử phát triển thành tinh trùng trong ống sinh tinh; (4) Giải phóng tinh trùng từ biểu mô mầm đến lòng ống sinh tinh.
Sinh tinh bào
Các tinh bào sơ cấp được tạo ra từ tinh nguyên bào B sẽ bước vào giai đoạn phân bào giảm nhiễm đầu tiên để tạo các tinh bào thứ cấp chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội ở trạng thái nhân đôi. Mỗi tinh bào thứ cấp sẽ hoàn tất quá trình giảm phân để tạo ra hai tinh tử. Giai đoạn prophase của lần giảm phân I rất dài, do đó các tinh bào sơ cấp tồn tại rất lâu (1 – 3 tuần), trong khi đó, các tinh bào thứ cấp trải qua lần giảm phân II để tạo thành các tinh tử trong khoảng thời gian rất ngắn (1,1 – 1,7 ngày)
Nguyên phân và giảm phân trong quá trình sinh tinh
Quá trình sinh tinh bao gồm nguyên phân và giảm phân ở các giai đoạn khác nhau.
Nguyên phân liên quan đến việc tăng sinh và duy trì các tế bào lưỡng bội, bao gồm tinh nguyên bào (tinh nguyên bào A, B) và tinh bào sơ cấp ở giai đoạn đầu. Tinh bào thứ cấp được tạo ra từ sự phát triển và kết nối các tế bào mầm qua các cầu nối nội bào sau một loạt quá trình nguyên phân. Sau dậy thì, khi số lượng các tình nguyên bào đã đạt đến mức cơ bản, quá trình nguyên phân giúp cung cấp các tế bào tiền thân cho quá trình biệt hoá và trưởng thành bắt đầu.
Quá trình giảm phân bắt đầu từ các tinh bào sơ cấp cho đến khi hình thành tinh tử. Giai đoạn này diễn ra quá trình ghép nối, bắt chéo, trao đổi và hai lần phân bào liên tiếp để tạo ra bốn tinh tử lưỡng bội từ một tinh bào sơ cấp lưỡng bội. Sau giảm phân I, mỗi tế bào con chứa một phần của cặp nhiễm sắc thể tương đồng và được gọi là tinh bào thứ cấp (2n). Giảm phân I được bắt đầu khi các tinh nguyên bào B mất liên kết với màng đáy và hình thành nên tinh bào sơ cấp giai đoạn tiền sợi mỏng. Có sự thay đổi trạng thái của nhiễm sắc thể (NST) trong suốt giai đoạn này: NST xếp thành sợi dài trong giai đoạn sợi mỏng (leptotene); các NST tương đồng xếp thẳng hàng ở giai đoạn thứ hai của kì trước giảm phân; và NST rút ngắn lại ở giai đoạn thứ ba của kì trước giảm phân. Các NST tương đồng nén chặt và tách biệt nhau trong suốt giai đoạn hướng cực cho phép hình thành nên sự đa dạng về di truyền của tinh trùng. Vào cuối kì đầu của giảm phân I, màng nhân bị phá vỡ và đến kì giữa, các NST được sắp xếp ở mặt phẳng xích đạo. Tiếp đến, các NST thể di chuyển đến hai cực của tế bào vào kì sau và được phân chia tạo thành tinh bào thứ cấp. Kì đầu của giảm phân II diễn ra rất ngắn, hai nhiễm sắc tử của mỗi nhiễm sắc thể tách riêng và di chuyển đến các cực. Đến cuối kì cuối, các tinh tử không tách rời hoàn toàn mà vẫn kết nối với nhau bằng cầu nối liên bào để đảm bảo cho sự phát triển đồng bộ
Về mặt lý thuyết, mỗi tinh bào sơ cấp lưỡng bội sẽ tạo ra bốn tinh tử đơn bội. Tuy nhiên, trên thực tế số lượng tinh tử tạo ra ít hơn do sự phức tạp của quá trình giảm phân và có sự mất đi của một số tế bào mầm. Những tinh tử đơn bội được tạo ra có bộ NST 22, X hoặc 22, Y và tiếp tục trải qua quá trình biến đổi để hình thành nên tinh trùng
Sự phát triển từ tinh tử đến tinh trùng
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
Tinh trùng
Tinh trùng là một tế bào chuyên hoá cao, có cấu tạo và chức năng đặc biệt so với các tế bào khác trong cơ thể. Cấu tạo tinh trùng được chia làm ba phần: phần đầu, cổ và đuôi.
Đầu tinh trùng
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 khoảng 1,5 đến 1,7. Chức năng chính của phần đầu là bảo tồn và chuyển DNA vào noãn trong thời gian thụ tinh: giữ DNA ở trạng thái ổn định, xâm nhập vào bề mặt noãn và ly giải màng. Đâu tinh trùng được chia làm hai vùng: nhân và cực đầu
Acrosome có nguồn gốc từ bộ máy Golgi, chiếm từ 2/40 đến 70% thể tích phần đầu, được bao bọc bởi hai lớp màng: màng trong và màng ngoài (màng trong bắt đầu từ màng tế bào chất đến phía trên màng nhân). Cực đầu chứa các enzyme thuỷ phân như hyaluronidase, proacrosin, proteinase, zymogen, acid phosphatase, phospholipase, N-acetylglucosaminidase và collagenase… Các enzyme này cần thiết cho sự xâm nhập vào noãn và thụ tinh của tinh trùng.
Phần nhân tinh trùng chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội được nén chặt sau khi trải qua quá trình biến đổi về hoá học và hình thái từ tinh tử đến tinh trùng. Các histone trong DNA tinh trùng được thay thế bằng protamine, nhờ đó bộ gene trở nên gọn nhẹ và cô đặc hơn. DNA tinh trùng ở trạng thái bất hoạt và không nhân đôi cho tới khi protamine được phân hủy sau khi xâm nhập vào trứng. Thông tin di truyền bao gồm NST giới tính (X hoặc Y) được mã hoá và lưu trữ trong DNA. Các dạng bất thường ở đầu thường gặp bao gồm bất thường hình dạng và kích thước (đầu to, nhỏ, dài, nhọn, bất định hình), có không bào lớn (> 20% thể tích đầu tinh trùng) hoặc nhiều không bào, có hai đầu hoặc tập hợp các dạng khiếm khuyết trên
Phần cổ tinh trùng
Phần cổ của tinh trùng tạo nên điểm nối giữa đầu và đuôi, dễ đứt gãy. Chiều dài 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 trùng
Đuôi tinh trùng được hình thành ở giai đoạn tinh tử kéo dài, chứa tất cả các thành phần cần thiết cho sự di động, dài 40 – 50 µm. Trong suốt quá trình sinh tỉnh, các trung thể được biệt hoá thành ba phần: đoạn giữa, đoạn chính và đoạn kết thúc. Phần giữa tạo bởi hai sợi trục trung tâm được bao quanh bởi một vòng đồng tâm gồm chín sợi trục đôi và ngoài cùng là chín sợi trục thô. Phần giữa tập trung nhiều ti thể cung cấp năng lượng cho tinh trùng và thu hẹp về phía cuối. Phần chính là phần dài nhất của đuôi, cung cấp các thành phần để đẩy. Chín sợi thô của vòng ngoài giảm độ dày dần và cuối cùng biến mất chỉ còn lại những sợi bên trong lõi trục. Đuôi chấm dứt ở phần cuối cùng với chiều dài 4 – 10 µm và đường kính nhỏ hơn 1 µm do thiếu các sợi bên ngoài và giảm dần các vi ống
Các bất thường ở cổ và phần giữa bao gồm lệch trục, cong, phồng to hoặc không đểu, hoặc mỏng so với bình thường, không có phần cổ hay phần giữa hoặc tổ hợp các bất thường này. Các khiếm khuyết về đuôi bao gồm: đuôi ngắn, gập, cuộn, chiều rộng không đều hoặc kết hợp các khiếm khuyết trên. Phần cổ hoặc phần giữa có tế bào chất lớn hơn 1/3 diện tích đầu tinh trùng cũng được coi là bất thường
Tinh trùng được tạo ra bên trong tinh hoàn, tuy nhiên sự trưởng thành của tinh trùng diễn ra bên ngoài tinh hoàn. Tinh trùng bên trong tinh hoàn di chuyển rất kém hoặc hầu như không di chuyển và không có khả năng thụ tinh. Sự trưởng thành và khả năng hoá tinh trùng bên trong mào tinh là rất cần thiết cho khả năng thụ tinh. Việc lưu trữ tinh trùng trong giai đoạn này đòi hỏi nồng độ testosterone phù hợp. Ở người, một quá trình sinh tinh từ tinh nguyên bào thành tinh trùng mất khoảng 74 ngày
Sự di chuyển và lưu trữ của tinh trùng trong mào tinh
Mào tinh hoàn nằm dọc theo mặt sau của tinh hoàn, gồm các ống dẫn tinh bắt nguồn từ lưới tinh hoàn và ống mào tinh. Mào tinh hoàn có vai trò lưu trữ và là nơi tinh trùng trưởng thành trước khi vào ống dẫn tinh. Mào tinh được chia thành ba phần: đầu, thân, và đuôi. Biểu mô mào tinh phụ thuộc vào androgen, có chức năng bài tiết và thấm hút. Hầu hết phần dịch tinh hoàn đưa tinh trùng di chuyển từ ống sinh tinh được hấp thụ ở phần đầu mào tinh, do đó mật độ tinh trùng ở đây cao gấp 10 đến 100 lần. Khi di chuyển qua các vùng của mào tinh, tinh trùng mới sinh ra có những thay đổi về diện tích bề mặt, thành phần protein màng, phản ứng miễn dịch, thành phần acid béo, phospholipid và hoạt động của adenylate cyclase
Khoảng một nửa tinh trùng được sinh ra sẽ chết đi, phân hủy và tái hấp thụ ở biểu mô mào tinh. Số tinh trùng trưởng thành còn lại sẽ được lưu trữ ở đuôi mào tinh chuẩn bị cho những lần xuất tinh tiếp theo. Khả năng lưu trữ tinh trùng giảm dần và những tinh trùng trong ống dẫn tinh chỉ có thể di động trong vài ngày. Sau khi hoạt động tình dục kéo dài liên tục, những tinh trùng ở đuôi mào tinh sẽ mất khả năng thụ tinh, tiếp đến là di động, sau đó là khả năng sống và cuối cùng sẽ bị phân hủy. Những tinh trùng càng cũ càng lão hoá cần được xuất ra khỏi đường sinh dục một cách đều đặn, nếu không chúng sẽ góp phần làm giảm chất lượng tinh dịch cho lần xuất tinh tiếp theo mặc dù mật độ tinh trùng cao. Ống dẫn tinh không phải là nơi lưu trữ tinh trùng và chỉ chứa khoảng 2% tổng số tinh trùng trong đường sinh dục nam. Ở người, tinh trùng mất khoảng 10 – 15 ngày để di chuyển trong mào tinh
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ SINH TINH
Nội tiết
Trục hạ đổi, tuyến yên và tinh hoàn có vai trò rất quan trọng trong việc kích hoạt quá trình biệt hoá tế bào mẩm sinh dục. LH và FSH là hai nội tiết quan trọng đóng vai trò điều hoà hoạt động của quá trình sinh tinh. Tuy nhiên, chính các androgen là những chất có vai trò khởi phát và duy trì hoạt động sinh tinh của tinh hoàn. Trong đa số các loài, cả LH, testosterone và FSH đều cần thiết để duy trì hoạt động sinh tinh bình thường của tinh hoàn. Tuy nhiên, mỗi loại nội tiết giữ một vai trò khác nhau. LH tác dụng lên tế bào Leydig, kích thích quá trình sinh tổng hợp testosterone. Trong khi đó, FSH liên quan trực tiếp đến hoạt động sinh tinh trùng thông qua hoạt động của tế bào Sertoli. Ngoài ra, khi FSH tác dụng lên tế bào Sertoli còn kích thích quá trình hình thành hàng rào máu tinh hoàn, sản xuất các chất ức chế, tạo cơ chế phản hồi âm lên thuỳ trước tuyến yên, giảm sản xuất FSH. FSH khi gắn lên tế bào Leydig sẽ kích thích tế bào tăng các thụ thể với LH, từ đó kích thích tuyến yên tăng sản xuất LH.
Tác dụng trên quá trình sinh tinh của testosterone mang tính gián tiếp do testosterone chỉ có thụ thể trên các tế bào sinh dưỡng của tinh hoàn. Các tác động này được thông qua hoạt chất dihydrotestosterone (DHT) dưới tác động chuyển hoá của 5-a reductase.
Các tế bào Leydig tổng hợp hầu hết lượng testosterone trong cơ thể, còn lại 5% do tuyến thượng thận tiết ra. Testosterone có tác dụng kích thích, duy trì quá trình tạo tinh trùng và điều hoà quá trình sinh tinh thông qua phản hồi âm lên hạ đồi tuyến yên. Nồng độ testosterone trong ống sinh tinh cao gấp 50 – 100 lần so với trong máu. Đây là kết quả của quá trình vận chuyển chủ động testosterone từ bên ngoài vào lòng ống sinh tinh của protein gắn androgen (androgen binding protein – ABP) và được duy trì bởi hệ thống hàng rào máu – tinh hoàn. Bên cạnh đó, prolactin có tác dụng lên tế bào Leydig. Prolactin ở nồng độ bình thường thì kích thích sản xuất testosterone nhưng ở nồng độ cao sẽ có tác dụng ức chế testosterone.
Sự phóng thích LH của tuyến yên chịu sự điều phối của nồng độ testosterone trong máu theo cơ chế phản hồi. Khi nồng độ testosterone trong máu cao sẽ ức chế hạ đồi, tuyến yên làm giảm tiết LH, dẫn tới tế bào Leydig giảm tiết testosterone. Ngược lại khi nồng độ testosterone trong máu thấp sẽ kích thích vùng dưới đồi tuyến yên tăng tiết LH, kích thích tế bào Leydig tăng tổng hợp testosterone. Quá trình hình thành tinh trùng phụ thuộc vào FSH và LH, trong đó, testosterone tác dụng vào giai đoạn cuối, còn FSH tác động vào giai đoạn đầu. Tuy nhiên, điều quan trọng là các nội tiết này có vẻ không tác động lên sự tăng sinh hoặc biệt hoá của tinh nguyên bào dạng A
Bên cạnh FSH và LH, một số yếu tố tăng trưởng khác cũng đã cho thấy có vai trò điều hoà sự phân sinh của dòng tế bào mầm sinh dục. Nuôi cấy các tế bào có nguồn gốc tinh hoàn cho thấy các yếu tố tăng trưởng ống sinh tinh, yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi có tính acid và base (aFGF – acidic fibroblast growth factor và bFGF base fibroblast growth factor) đã thúc đẩy sự tăng sinh cấu trúc các tế bào này. Điều này cho thấy các yếu tố nói trên có thể đóng vai trò như chất tự tiết (autocrine) hay cận tiết (paracrine) giúp hiệu chỉnh chức năng của tinh hoàn bao gồm cả sự điều hoà phân chia tế bào mầm sinh dục
Gần đây, nhân tố ức chế bạch cầu (leukemia inhibitor factor – LIF) và yếu tố tác động thần kinh cũng đã được chứng minh là chúng thúc đẩy mạnh mẽ sự tồn tại tế bào Sertoli và tế bào sinh dục nguyên thuỷ đang phân sinh trong hệ thống đồng nuôi cấy, tuy nhiên chúng không tác động lên quá trình sinh tinh trùng. Ngoài ra, estradiol cũng được chứng minh là có vai trò nhất định trong hoạt động sinh tinh
Các yếu tố khác
Bên cạnh nội tiết, người ta cũng đã xác định được nhiều tác nhân trong môi trường sống, bệnh lý, chế độ làm việc, sinh hoạt, nghề nghiệp, hoá chất… có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình sinh tinh. Dù vậy, cho đến nay, đa số các trường hợp thiểu năng tinh trùng đều rất khó xác định rõ ràng nguyên nhân. Điều này dẫn đến nhiều khó khăn trong quá trình chẩn đoán và điều trị. Tuy nhiên, các hiểu biết về những tác nhân ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh sẽ giúp ích rất nhiều trong việc dự phòng vô sinh nam.
Chế độ ăn thiếu một số chất như vitamin A, vitamin E, một số acid béo, acid amin và kẽm có thể ảnh hưởng trực tiếp lên tinh hoàn và gây giảm sinh tinh. Thiếu vitamin B có thể hưởng đến quá trình sinh tinh do ảnh hưởng trực tiếp lên tuyến yên và gián tiếp lên tinh hoàn. Gần đây nhiều quan điểm cho rằng các thức ăn hiện đại và hoá chất công nghiệp thường chứa nhiều gốc hoá học có tính estrogenic yếu, nếu tích tụ lâu ngày, có thể ức chế sinh tinh. Đây có thể là một trong những nguyên nhân chính của hiện tượng giảm chất lượng tinh trùng của nam giới đang được báo động.
Một số trường hợp vô sinh nam do giảm sinh tinh trùng sau biến chứng viêm tinh hoàn của bệnh quai bị. Biểu mô sinh tinh bị ảnh hưởng hay bị hủy hoàn toàn có thể do tác động trực tiếp của nhiễm trùng, do hiện tượng viêm, tăng nhiệt độ hoặc do phản ứng miễn dịch sau khi hàng rào máu – tinh hoàn bị phá hủy. Phương thức gián tiếp bằng cách gây độc cho tinh hoàn qua độc tố vi khuẩn hay qua tăng nhiệt độ. Bằng cách trực tiếp làm hư hại tinh hoàn và các đường bài tiết như viêm tinh hoàn do quai bị thường xảy ra trước tuổi dậy thì, có thể dẫn đến teo tinh hoàn hoặc rối loạn sinh tinh. Ngoài ra, nhiễm trùng đường bài tiết tinh hoàn như các bệnh lây truyền qua đường tình dục làm bế tắc đường bài tiết tinh hoàn dẫn đến vô sinh. Lao mào tinh hoàn cũng dẫn đến việc hủy hoại mô, gây xơ hoá.
Rối loạn tuần hoàn tinh hoàn như giãn tĩnh mạch thừng tinh có thể dẫn đến rối loạn điều hoà nhiệt độ ở tinh hoàn, giảm lượng máu vào động mạch tinh hoàn do tăng áp lực tĩnh mạch có thể dẫn đến tổn thương tế bào sinh tinh. Ngoài ra, tổn thương động mạch tinh hoàn như xoắn tinh hoàn cũng có thể để lại di chứng hẹp động mạch tinh hoàn, dẫn đến teo tinh hoàn, làm ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh.
Ở người, nhiệt độ ở bìu thường thấp hơn thân nhiệt khoảng 2°C. Trong trường hợp tinh hoàn không xuống hoặc tinh hoàn ẩn, quá trình sinh tinh sẽ bị ngưng lại. Trong thực nghiệm, người ta thấy cấu trúc mô học của tinh hoàn sẽ thay đổi nếu tinh hoàn không xuống được bìu. Ở một số trường hợp, tinh hoàn không rời khỏi ổ bụng di chuyển xuống bìu nên phải chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cơ thể dẫn đến quá trình sinh tinh không diễn ra. Nhiệt độ ở bìu thường thấp hơn nhiệt độ cơ thể nên khi nhiệt độ bìu tăng có ảnh hưởng rõ rệt lên sự sinh tinh. Khi bị sốt trên 38°C kéo dài, quá trình sinh tinh bị ức chế trong vòng 6 tháng, nếu nhiệt độ trên 42°C thì tinh trùng sẽ bị chết. Ngoài tác dụng ức chế sinh tinh, nhiệt độ cao có thể gây tổn thương DNA của tinh trùng. Thực hiện phân tích trên nhiều báo cáo đã ghi nhận tăng nhiệt độ làm giảm sinh tinh và tăng tỉ lệ tinh trùng dị dạng. Những tài xế lái xe đường dài, có thể do tư thế ngồi lâu và điều kiện làm việc khiến nhiệt độ bìu tăng, dẫn đến giảm sinh tinh và vô sinh.
Nhiễm độc một số kim loại nặng như chì, cadmium và thuỷ ngân có thể gây giảm sinh tinh và gây vô sinh. Hút thuốc nhiều và uống rượu cũng có thể ảnh hưởng trực tiếp là giảm sinh tinh. Các thuốc trừ sâu, diệt cỏ có thể gây ảnh hưởng lên quá trình sinh tinh. Đặc biệt, dioxin cũng được ghi nhận có tác động lên quá trình sinh tinh và có thể gây vô sinh. Quá trình sinh tinh trùng rất nhạy cảm với nhiều loại hoá chất có nguồn gốc công nghiệp và nông nghiệp. Thuốc trừ sâu và các dung môi hữu cơ đã được nhiều nghiên cứu chứng minh có tác động xấu đến quá trình sinh tinh, làm giảm số lượng và chất lượng tinh trùng. Các tác động có thể trực tiếp lên quá trình sinh tinh ở tinh hoàn, sau tinh hoàn hoặc lên các tuyến sinh dục phụ. Một số thuốc trừ sâu đã được ghi chlordecone, ethylene dibromide. Những nhận cụ thể gây giảm tinh trùng như DBCP, dung môi hữu cơ đã được ghi nhận có ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh trùng: glycol ether, carbon disulfide, perchloroethylene, 2-bromopropane. Người ta ghi nhận rằng các thuốc trừ sâu có thể có tác dụng độc trực tiếp lên tinh hoàn. Một số khác ảnh hưởng quá trình sinh tinh do chúng có tác dụng tương tự như nội tiết tố. Hầu hết dung môi hữu cơ có tác dụng độc trực tiếp lên tinh hoàn. Trong một nghiên cứu, kết quả khảo sát cũng cho thấy nhóm nghề nghiệp có tiếp xúc với thuốc trừ sâu, các thông số về mật độ, độ di động và hình dạng bình thường đều giảm so với nhóm không tiếp xúc. Mặc dù chưa có các nghiên cứu có giá trị để xác định ảnh hưởng của dioxin trên quá trình sinh tinh của người, tác hại của dioxin đối với sức khỏe trên động vật thực nghiệm cho thấy làm giảm số lượng tinh trùng ở chuột.
Tinh nguyên bào trong giai đoạn phân chia rất nhạy cảm với phóng xạ, trong khi tinh nguyên bào mầm, tinh tử và tinh trùng ít bị ảnh hưởng hơn. Tuy nhiên, nếu tiếp xúc với phóng xạ cường độ cao, tất cả các loại tế bào sinh tinh đều bị ảnh hưởng có thể dẫn đến vô tinh không hồi phục. Khi các tinh nguyên bào bị chết do phóng xạ với cường độ thấp, quá trình sinh tinh vẫn tiếp diễn với số lượng tinh bào được sinh ra giảm, dẫn đến giảm tinh trùng. Khi đó, các tinh nguyên bào gốc sẽ tăng phân chia để bù lại số lượng tỉnh nguyên bào bị hủy, nhưng thời gian phục hồi hiện tượng sinh tinh bình thường thường kéo dài rất lâu. Nói chung, cường độ phóng xạ càng cao thì thời gian hồi phục càng lâu, có thể nhiều năm hoặc không hồi phục. Ngoài ra, mặc dù quá trình sinh tinh có thể hồi phục nhưng phóng xạ có thể gây tổn thương nhiễm sắc thể và gây bất thường ở thế hệ sau. Do đó, ở những bệnh nhân xạ trị để điều trị ung thư, người ta có thể trữ lạnh tinh trùng trước khi xạ trị để duy trì khả năng sinh sản của bệnh nhân. Khả năng trữ lạnh tinh trùng và sử dụng sau đó để điều trị vô sinh đã được áp dụng thành công
Người ta ghi nhận rằng từ trường với tần số thấp và cường độ cao có thể gây tổn thương quá trình sinh tinh. Một nghiên cứu khác, cũng đã ghi nhận điện từ trường có thể là nguyên nhân ảnh hưởng đến sinh tinh và gây vô sinh nam. Từ trường còn được quan niệm là “phóng xạ từ trường”. Trong môi trường sống hiện nay, từ trường chủ yếu được tạo bởi các thiết bị điện gia dụng, thiết bị điện công nghiệp hoặc đường dẫn truyền điện. Các dạng từ trường này có sự thay đổi về tần số, cường độ và bước sóng. Người ta cho rằng từ trường có tần số thấp, cường độ cao có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh. Gần đây, người ta cho rằng từ trường do điện thoại di động gây ra với tần số cao và cường độ trung bình cũng có thể ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình sinh tinh do tác động lên tuyến yên. Độ pH thích hợp của tỉnh trùng là khoảng 7,5. Nếu pH có tính acid, tinh trùng không di động. Ngoài ra độ nhớt của tinh dịch cũng có ảnh hưởng vì nếu tinh dịch quá nhớt sẽ khiến tinh trùng khó di động. Những chất hoá học tác động vào quá trình sinh tỉnh bằng hai phương thức trực tiếp và gián tiếp. Bằng cách trực tiếp, cimetidine ức chế cạnh tranh với androgen, ức chế quá trình sinh tinh. Trong khi đó, nitrofurantoin, niridazone thì tác động trực tiếp lên quá trình sinh tinh. Bằng cách tác động gián tiếp, một số chất ức chế kích thích tố hướng tuyến sinh dục như steroid tự nhiên hay tổng hợp, estrogen có hoạt tính ức chế mạnh, ít ảnh hưởng đến mô học của tinh hoàn hay chỉ làm quá trình sinh tinh bị ngừng lại ở giai đoạn tinh bào bậc 1 còn tế bào Leydig vẫn bình thường. Ngược lại, non-steroid ảnh hưởng rất lớn đến tế bào mầm sinh dục và các tuyến sinh dục phụ kể cả tế bào Leydig nên tinh hoàn có thể bị teo như người bị cắt bỏ tuyến yên. Sự rối loạn các hormone này có thể ảnh hưởng đến phản ứng cực đầu của tinh trùng
Các thuốc điều trị ung thư cũng tác động vào các tế bào đang chuyển hoá và chủ yếu là tác động trên DNA, RNA của nhân tế bào. Các loại thuốc điều trị ung thư rất độc cho tế bào tinh hoàn, ức chế mạnh quá trình sinh tinh, làm ngừng sinh sản. Hầu hết các phác đồ hoá chất điều trị ung thư đều ảnh hưởng nhiều đến quá trình sinh tinh và gây tình trạng vô tinh tạm thời. Trong số đó, có khoảng 80% trường hợp có thể hồi phục sau 5 năm. Cơ chế gây tác động ức chế của các thuốc hoá trị có thể bao gồm: gây tổn thương tế bào mầm sinh dục, rối loạn chức năng tế thời, tổn thương nhiễm sắc thể ở tinh trùng bào Sertoli, rối loạn tổng hợp nội tiết tố. Đồng sau điều trị hoá chất cũng được ghi nhận. Đây là những tổn thương có thể truyền cho con.
Một số thuốc được ghi nhận có thể ảnh hưởng đến sinh tinh như: nội tiết tố, cimetidine, sulfasalazine, spironolactone, nitrofurantoin, niridazone, colchicine
Một số thuốc điều trị nội khoa ảnh hưởng đến sự sinh tinh
Thuốc và Tác động
– Nội tiết: Các thuốc corticoid hoặc androgen gây ức chế tuyến yên, có thể ức chế sinh tinh và teo tinh hoàn
– Cimetidine: Ức chế cạnh tranh với androgen, ức chế sinh tinh
– Sulfasalazine: Tác dụng độc trực tiếp lên quá trình sinh tinh
– Spironolactone: Ức chế tác động của androgen
– Nitrofurantoin: Tác dụng độc trực tiếp lên quá trình sinh tinh
– Niridazone: Ức chế trực tiếp quá trình sinh tinh
– Colchicine: Ức chế trực tiếp quá trình sinh tinh
Các bệnh lý toàn thân đều ít nhiều có ảnh hưởng đến hoạt động của tinh hoàn, nhưng nhiều khi không được chú ý. Các tình trạng bệnh lý cấp tính nặng như phỏng, nhồi máu cơ tim, chấn thương, phẫu thuật… đều ức chế chức năng tinh hoàn
Suy thận mạn tính dẫn đến rối loạn điều hoà trục hạ đối tuyến yên và gián tiếp ức chế chức năng tinh hoàn. Suy gan mạn tính gây rối loạn nội tiết, dẫn đến giảm sinh tinh, teo tinh hoàn, nữ hoá, giảm chức năng sinh hoạt tình dục. Các bệnh lý về đường tiêu hoá, huyết học, nội tiết đều được báo cáo có tác dụng giảm quá trình sinh tinh. Ở những bệnh nhân có bệnh lý ác tỉnh, sinh tinh thường giảm mạnh hoặc ngưng hoàn toàn, chủ yếu do tác động của các phương pháp điều trị ung thư như xạ trị, hoá trị. Quá trình sinh tinh cũng giảm trong các bệnh lý nhiễm trùng mạn tính, cấp tính
Ngoài ra còn có các nguyên nhân khác như mặc quần áo bó sát quá cũng không thuận lợi cho quá trình sinh tinh. Chất ma túy có thể làm giảm số lượng tinh trùng và nồng độ testosterone trong máu cao. Sử dụng rượu, thuốc lá dài ngày cũng ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh. Phẫu thuật cắt bỏ u tiền liệt tuyến có thể làm xuất tinh ngược dòng…
ĐIỀU HOÀ SỰ SINH TINH
Quá trình sinh tinh diễn ra trong lòng ống sinh tinh và chịu sự điều hoà tại chỗ bởi các tế bào Sertoli, tế bào Leydig. Hormone testosterone và các nhân tố tăng trưởng được tiết ra bởi tế bào Leydig có vai trò điều hoà sự phát triển của tinh trùng và hoạt động của các tuyến sinh dục phụ. Tế bào Sertoli liên tục tiết ra dịch tiết đổ vào lòng ống sinh tinh, cung cấp chất dinh dưỡng cho sự phân chia phát triển của tinh trùng. Ngoài ra, tế bào Sertoli còn sản xuất ra một loại protein gắn với androgen. Phức hợp này giúp cho việc vận chuyển testosterone từ ngoài vào trong lòng ống sinh tinh đạt tới nồng độ rất cao, điều hoà quá trình sinh tinh diễn ra bình thường.
Sự hoạt động của trục hạ đồi – tuyến yên tinh trùng là một quá trình phối hợp nhịp nhàng, điều hoà sự sinh tinh. Theo đó, trục hạ đồi tiết GnRH dưới dạng xung lên tuyến yên và từ đó tuyến yên tiết LH, FSH. Hormone LH tác động lên các tế bào Leydig nằm ở mô kẽ giữa các ống sinh tinh tiết ra lượng lớn testosterone có vai trò điều hoà quá trình sinh tinh. Trong khi đó FSH có vai trò kích thích phát triển ống sinh tinh và tác động lên quần thể tế bào Sertoli thúc đẩy sự trưởng thành của tinh trùng. Ngoài ra, Sertoli tiết ra inhibin là nhân tố gây ức chế hoạt động của trục hạ đổi, làm ngưng tiết LH, FSH. Như vậy, quá trình phát triển và biệt hoá tế bào sinh tinh không chỉ được điều hoà bởi các nhân tố tại chỗ mà còn chịu sự điều hoà của các nhân tố thượng nguồn là trục hạ đồi tuyến yên.
