Vô sinh hiện nay là một vấn đề sức khỏe đáng quan tâm trên toàn thế giới. Theo ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới, khoảng 9% các cặp vợ chồng gặp khó khăn về khả năng sinh sản và trong đó yếu tố nam giới chiếm đến 50% nguyên nhân [1]. Những năm gần đây, ngày càng nhiều bằng chứng cho thấy các yếu tố liên quan đến lối sống đặc biệt là giấc ngủ có ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe sinh sản nam giới. Tuy nhiên, với cường độ làm việc ngày càng nhiều, thời lượng ngủ trung bình của nam giới hiện nay đã giảm khoảng 1–2 giờ mỗi đêm so với trước đây, góp phần làm gia tăng tỷ lệ rối loạn giấc ngủ. Cụ thể, trong một nghiên cứu, hơn một nửa số người trưởng thành được khảo sát ghi nhận từng trải qua rối loạn giấc ngủ không liên tục và có khoảng 15–20% trong số đó mắc rối loạn giấc ngủ mãn tính [1]. Rối loạn giấc ngủ được hiểu là tình trạng giấc ngủ sinh lý bình thường của cơ thể bị gián đoạn hoặc suy giảm về chất lượng và thời lượng, ảnh hưởng đáng kể đến trạng thái tinh thần, hoạt động của não bộ, quá trình chuyển hóa và sự điều hòa nội tiết tố. Hiện nay, mối liên hệ giữa giấc ngủ và khả năng sinh sản ở nam giới ngày càng nhận được nhiều quan tâm. Nhiều bằng chứng cho thấy giấc ngủ không chỉ tác động đến sức khỏe tinh thần và chuyển hóa mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến nhịp sinh học của cơ thể [2, 3]. Trong bối cảnh đó, bài viết này nhằm phân tích rõ vai trò của giấc ngủ đối với sức khỏe sinh sản, đồng thời phân tích được yếu tố tác động đến sự thay đổi nhịp sinh học từ đó góp phần nâng cao nhận thức nhằm bảo vệ chức năng sinh sản nam giới.

Hầu hết các sinh vật trên Trái Đất đều có biểu hiện nhịp sinh học về mặt sinh lý và hành vi thông qua sự điều khiển bởi hệ thống đồng hồ sinh học. Hệ thống này vận hành theo một chu kỳ dao động chính xác xấp xỉ 24 giờ, cho phép cơ thể tối ưu hóa việc biểu hiện gen vào những thời điểm thích hợp trong ngày. Điều này giúp sinh vật thích nghi với sự quay quanh trục của Trái Đất, đồng thời quá trình này giúp điều chỉnh nhiều hoạt động sinh lý và hành vi của một người [3]. Cơ quan điều phối trung tâm của đồng hồ sinh học là một hệ thống nằm trong nhân trên chéo (Nucleus Suprachiasmatic – SCN) tại vùng dưới đồi đóng vai trò như một máy tạo nhịp chính cho phép cơ thể điều chỉnh chế độ ăn uống, hoạt động và quá trình trao đổi chất theo những thay đổi hàng ngày của môi trường [3]. SCN chịu trách nhiệm điều tiết và đồng bộ hóa các nhịp điệu sinh học quan trọng bao gồm chu kỳ giấc ngủ, thân nhiệt, hành vi ăn uống, bài tiết hormone và các quá trình trao đổi chất theo những tín hiệu thời gian từ môi trường bên ngoài.

Ở cấp độ phân tử, đồng hồ sinh học được duy trì bởi một hệ thống các vòng phiên mã - dịch mã với nhiều gen và protein hoạt động theo chu kỳ 24 giờ. Quá trình này được khởi động khi các tín hiệu từ môi trường bên ngoài hay còn gọi là Zeitgeber tác động lên SCN và kích hoạt nhịp sinh học thông qua sự phiên mã phức hợp CLOCK/BMAL1. Trong nhân tế bào, protein CLOCK và BMAL1 kết hợp với nhau tạo thành một phức hợp dị hợp tử. Phức hợp này có khả năng nhận diện và liên kết trực tiếp với một trình tự đặc hiệu trong nhân tế bào được gọi là trình tự E-box với trình tự 5′-CACGTG-3′. Trình tự này nằm trên vùng khởi động của các gen PER (PER1/2/3), CRY (CRY1/2) và các gen điều hòa đồng hồ sinh học khác (Clock Controlled Genes - CCG) đóng vai trò như một yếu tố để kích hoạt sự hoạt động của chúng [3]. Sau khi được dịch mã trong tế bào chất, PER và CRY được tích lũy và quay trở lại nhân để ức chế hoạt động của phức hợp CLOCK/BMAL1 hình thành vòng phản hồi âm với một chu kỳ của vòng phản hồi mất khoảng 24 giờ, từ đó tạo ra nhịp sinh học hằng ngày của cơ thể. Khi phức hợp PER/CRY bị phân giải, quá trình ức chế chấm dứt và một chu kỳ mới bắt đầu. Bên cạnh vòng phản hồi, có các yếu tố khác điều chỉnh nhịp sinh học bao gồm REV-ERBα và RORα, tạo nên vòng thứ hai giúp kiểm soát hoạt động của CLOCK/BMAL1. REV-ERBα được phosphoryl hóa bởi GSK3β, giúp ổn định protein và cho phép nó ức chế phiên mã biểu hiện của BMAL1. Ngoài ra, BMAL1 cũng bị ức chế khi nồng độ melatonin tăng lên trong máu, giúp ức chế sự biểu hiện của RORα khi đây là chất kích thích sự biểu hiện của BMAL1 [4]. Vòng phản hồi cuối cùng gồm DBP giúp tăng cường phiên mã PER, trong khi E4BP4 và DEC lại ức chế PER do CLOCK/BMAL1 kích thích. Sự phối hợp của ba vòng phản hồi bảo đảm tính ổn định và chính xác của đồng hồ sinh học (Hình 1) [5].

Hình 1: Cơ chế phân tử của đồng hồ sinh học [5].

Mặc dù những tiến bộ trong khoa học và công nghệ đã dần thay đổi đáng kể thói quen sinh hoạt hàng ngày và cải thiện sức khỏe, nhưng chúng cũng đi kèm với sự gia tăng bệnh tật. Bên cạnh những yếu tố đến từ nhịp sinh học bên trong cơ thể, các yếu tố ngoại sinh đến từ lối sống và môi trường có thể tác động đến hoạt động của hệ thống đồng hồ sinh học trong việc điều hòa nhịp tiết hormone sinh dục đặc biệt là quá trình tổng hợp testosterone. Cuối cùng ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng tinh hoàn cũng như khả năng sinh sản của nam giới.

Tiếp xúc với nguồn ánh sáng

Ánh sáng môi trường đóng vai trò là yếu tố đồng bộ hóa quan trọng nhất, giúp điều chỉnh và thiết lập hệ thống nhịp sinh học của cơ thể để tương thích với môi trường bên ngoài. Trong đời sống hiện đại, mức độ tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo ngày càng tăng đặc biệt là nguồn sáng từ các thiết bị điện tử như tivi, máy tính và điện thoại thông minh. Thời gian sử dụng thiết bị điện tử thường đạt mức cao nhất vào buổi tối hoặc ngay trước giờ ngủ, khiến mắt phải tiếp nhận lượng lớn ánh sáng xanh có cường độ mạnh có thể ức chế tiết melatonin của cơ thể. Ánh sáng được tiếp nhận bởi các tế bào thần kinh nằm sâu bên trong võng mạc chứa melanopsin để truyền tín hiệu đến SCN nhằm ức chế tuyến tùng tiết melatonin [5]. Melatonin sau khi được sản xuất sẽ được giải phóng trực tiếp vào máu đóng vai trò là đầu ra của đồng hồ sinh học và là tín hiệu nội tiết quan trọng giúp cơ thể nhận biết chu kỳ ngày/đêm, đồng thời có tác động đến sự hoạt động của tinh hoàn và chu kỳ giấc ngủ của con người [6]. Nồng độ melatonin trong cơ thể thường tăng cao vào ban đêm (80–120 pg/ml) so với ban ngày (2–20 pg/ml) [5]. Bóng tối kích thích quá trình tổng hợp và tiết melatonin giúp nồng độ melatonin trong máu bắt đầu tăng khi trời tối và đạt đỉnh từ khoảng 2:00 đến 4:00 sáng, sau đó giảm dần về mức bình thường trong khoảng thời gian còn lại [6]. Thông thường, các thụ thể liên kết với protein G là MT1 và MT2 được kích hoạt bởi melatonin chúng sẽ làm trung gian cho sự ức chế hoạt động phiên mã của RORα giúp ngăn chặn sự biểu hiện của BMAL1 [5]. Ban ngày, khi nồng độ melatonin bị suy giảm giúp nồng độ BMAL1 tăng lên và tiếp tục liên kết với đồng hồ sinh học. Sự phơi nhiễm ánh sáng ban đêm gây ức chế quá trình tiết melatonin làm gián đoạn các tín hiệu điều hòa cần thiết cho chức năng sinh sản nam giới. Cơ chế tiết này đóng vai trò trung tâm trong việc điều hòa nhịp sinh học và giấc ngủ cơ thể.

Hệ thống đồng hồ sinh học đã được chứng minh giúp điều chỉnh nhiều quá trình sinh học khác nhau như tiết hormone, nhiệt độ cơ thể, giấc ngủ và chu kỳ tế bào. Quá trình tổng hợp testosterone ở nam giới không đơn thuần chỉ phụ thuộc vào trục hạ đồi – tuyến yên – tinh hoàn mà còn phụ thuộc hệ thống đồng hồ sinh học. Các gen đồng hồ kiểm soát nhịp tiết testosterone thông qua điều hòa các quá trình sinh tổng hợp steroid trong các tế bào Leydig. Rối loạn nhịp sinh học chẳng hạn do làm việc ca đêm, ngủ không đều hoặc tiếp xúc ánh sáng sẽ làm giảm lượng melatonin được tạo ra, dẫn đến sản xuất testosterone kém. Testosterone là hormone thiết yếu để duy trì sinh tinh, phát triển tinh hoàn và các đặc tính sinh sản nam nên rối loạn tổng hợp testosterone có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng sinh sản ở nam giới [7]. Ảnh hưởng này được thể hiện rõ qua nghiên cứu hồi cứu thực hiện bởi Amit Green và cộng sự (2020) đánh giá tác động của ánh sáng màn hình kỹ thuật số đến chất lượng tinh trùng ở 116 nam giới. Kết quả cho thấy việc sử dụng thiết bị điện tử vào buổi tối hoặc sau khi đi ngủ có thể dẫn đến tình trạng giảm số lượng tinh trùng di động, mật độ tinh trùng và khả năng di động (p<0,05) và làm tăng tỷ lệ tinh trùng bất động (p<0,05) [8].

Thay đổi nhịp sinh học

Nhịp sinh học là một hệ thống định vị thời gian trong cơ thể, đóng vai trò then chốt trong việc đồng bộ hóa các quá trình chuyển hóa, hành vi và sinh lý của cơ thể với chu kỳ quay của Trái Đất [5]. Do mọi hoạt động sinh lý đều được lập trình để diễn ra vào những thời điểm cụ thể trong ngày, các rối loạn nhịp sinh học có thể dẫn đến nhiều rối loạn và bệnh lý khác nhau [5]. Trong sức khỏe nam giới, hệ thống này tham gia điều tiết khả năng sinh sản và quá trình sinh tinh, do đó sự gián đoạn nhịp sinh học có khả năng gây rối loạn biểu hiện bình thường của các gen đồng hồ. Các bằng chứng thực nghiệm gần đây còn chỉ ra rằng đồng hồ sinh học tham gia kiểm soát cơ chế các phản ứng tổn thương DNA tinh trùng. Nghiên cứu của Wuhua Ni và cộng sự (2019) phân tích 11382 mẫu tinh dịch từ bệnh nhân khám hiếm muộn được thu nhận trong khung giờ từ 7:00 đến 11:00 và 630 mẫu tinh dịch khác được thu thập từ bên ngoài vào 8:00 đến 20:00. Ở nhóm thu thập từ cộng đồng ghi nhận sự phân mảnh DNA tinh trùng (Sperm DNA fragmentation index – DFI) có xu hướng giảm từ 08:00 đến 11:00 (p=0,335) và tăng từ sau 12:00 đến 20:00 (p<0,001). Các phân tích cho thấy, mỗi giờ trôi qua sau mốc 11:00 tương ứng với sự gia tăng chỉ số DFI khoảng 4,2% (p<0,001). Đối với nhóm bệnh nhân khám hiếm muộn cho thấy DFI có xu hướng giảm đều theo từng giờ buổi sáng. Kết quả trên cho thấy rằng chỉ số phân mảnh DNA tinh trùng biến thiên theo thời điểm trong ngày và chịu ảnh hưởng bởi nhịp sinh học [9].

Thời lượng và chất lượng giấc ngủ

Rối loạn giấc ngủ không chỉ là sự gián đoạn đơn thuần mà bao gồm ba khía cạnh: thiếu ngủ làm giảm thời lượng, sự rối loạn nhịp sinh học do sai lệch thời điểm và gián đoạn giấc ngủ làm giảm chất lượng [11]. Thiếu ngủ có tác động tiêu cực đến cơ thể dẫn đến các bệnh tim mạch, rối loạn miễn dịch và thay đổi nội tiết. Sự kết hợp giữa thiếu ngủ và căng thẳng tâm lý làm thay đổi hoạt động của trục hạ đồi-tuyến yên-tuyến thượng thận và hệ thần kinh giao cảm, dẫn đến những tác động tiêu cực đến suy giảm ham muốn tình dục và khả năng sinh sản [10]. Việc xác định những ảnh hưởng của giấc ngủ và việc cải thiện giấc ngủ đối với các vấn đề nam khoa sẽ thúc đẩy việc ưu tiên giấc ngủ, từ đó có thể cải thiện kết quả sức khỏe lâu dài [11]. Tổ chức Giấc ngủ Quốc gia (The National Sleep Foundation - NSF) đã đề xuất thời gian ngủ nên giao động trong khoảng từ 7–9 giờ ở những người trưởng thành từ 18–64 tuổi và 7–8 giờ cho những người trên 65 tuổi [12]. Tuy nhiên, áp lực từ lối sống hiện đại đang khiến một bộ phận lớn dân số không đáp ứng được thời gian ngủ như khuyến cáo. Nghiên cứu của Qing Chen và cộng sự (2016) trên 796 người đã cho thấy mối liên hệ rõ rệt giữa thời lượng giấc ngủ và suy giảm chất lượng tinh dịch. Những nam giới có thời gian ngủ dưới 6,5 giờ hoặc trên 9 giờ mỗi đêm có thể tích tinh dịch và tổng số tinh trùng thấp hơn đáng kể. Sau một năm, 592 người được điều chỉnh thời gian ngủ khoảng 7,0–7,5 giờ mỗi đêm cho thấy số lượng tinh trùng tăng so với nhóm không thay đổi. Ngoài ra, nghiên cứu của Mei-Mei Liu và cộng sự (2017) cũng có kết luận tương tự khi quan sát thấy rằng số lượng tinh trùng, khả năng vận động và tỷ lệ sống sót giảm đáng kể ở những người tham gia ngủ dưới 6 giờ/đêm so với thời gian ngủ trung bình từ 7–8 giờ/đêm hoặc dài trên 9 giờ/đêm [13]. Các kết quả này cho thấy thời gian ngủ mỗi đêm có thể giúp duy trì và cải thiện các chỉ số tinh dịch của cơ thể [14].

Làm việc theo ca

Giấc ngủ là một hành vi sinh lý lặp lại hằng ngày được đồng bộ với nhịp sinh học của cơ thể. Trong khi đó, những công việc làm việc theo ca đặc biệt là những ca làm việc đêm khiến giấc ngủ thông thường của cơ thể không thể đồng bộ với lịch trình làm việc phổ biến từ 8:00 đến 16:00. Nguyên nhân do giấc ngủ được điều chỉnh bởi nhịp sinh học và được đồng bộ hóa với thời gian 24 giờ nên làm việc theo ca có thể ảnh hưởng chất lượng giấc ngủ bằng cách can thiệp vào nhịp sinh học tự nhiên của cơ thể [15]. Nghiên cứu của Demirkol và cộng sự (2021) trên nam giới khám hiếm muộn đã xác nhận tác động tiêu cực của hình thức làm việc này đối với các chỉ số tinh dịch đồ. Kết quả cho thấy nhóm làm việc theo ca (n=104) có tỷ lệ tinh trùng ít (oligozoospermia) cao hơn (p=0,006) và tỷ lệ hình thái tinh trùng bình thường thấp hơn đáng kể (p=0,036) so với nhóm làm việc giờ hành chính [15]. Điều này cho thấy làm việc theo ca hay sự gián đoạn nhịp sinh học đóng vai trò then chốt trong việc suy giảm chất lượng tinh trùng và khả năng sinh sản của nam giới.

Nhiệt độ cơ thể

Tương tự như ánh sáng, sự biến thiên nhiệt độ môi trường là một yếu tố quan trọng giúp đồng bộ hóa nhịp sinh học. Việc tiếp xúc với nhiệt độ cao gây tác động tiêu cực đến quá trình sinh tinh thông qua cơ chế phá hủy cấu trúc biểu mô ống sinh tinh, kích hoạt tình trạng stress oxy hóa và thúc đẩy quá trình apoptosis tế bào mầm, đồng thời làm thay đổi nhịp tiết hormone sinh dục và biểu hiện các gen liên quan đến nhịp sinh học [5]. Để duy trì chức năng sinh tinh tối ưu, tinh hoàn ở nam giới được bảo vệ ở mức nhiệt độ thấp hơn so với thân nhiệt. Nhiệt độ bìu tăng cao khiến chức năng tinh hoàn bị ảnh hưởng, đồng thời gây rối loạn các gen đồng hồ gồm CLOCK, BMAL1, PER và CRY biểu hiện tại tinh hoàn. Trong nghiên cứu của Li và cộng sự (2020), chuột đực tiếp xúc với nhiệt độ 39°C từ 11:00 đến 15:00 trong 35 ngày có nhịp tiết testosterone rối loạn tăng bất thường vào 11:00 và giảm vào 15:00. Tăng thân nhiệt cũng làm tăng phiên mã StAR (protein chịu trách nhiệm vận chuyển cholesterol vào ty thể để khởi động quá trình tạo testosterone) và Ar (thụ thể androgen giúp tế bào đáp ứng với testosterone) vào lúc 11:00. Những biến đổi này cho thấy nhiệt độ cao có thể gián đoạn chu kỳ sinh lý của tinh hoàn trong cơ thể [16].

Hình 2: Mối liên quan giữa nhịp sinh học và vô sinh nam [5].

Giấc ngủ đóng vai trò nền tảng trong việc duy trì hoạt động bình thường của hệ nội tiết và điều hòa các hormone sinh sản ở nam giới. Sự gián đoạn giấc ngủ và rối loạn nhịp sinh học có thể gây mất cân bằng nội tiết, suy giảm chức năng tinh hoàn và làm giảm khả năng sinh sản ở nam giới. Những yếu tố như làm việc theo ca, lệch múi giờ hoặc tiếp xúc ánh sáng nhân tạo vào ban đêm có thể dẫn đến giảm chất lượng và tăng nguy cơ phân mảnh DNA tinh trùng. Thiếu ngủ cũng làm gia tăng stress oxy hóa, gây tổn thương tinh trùng và góp phần vào vô sinh nam. Ngược lại, ngủ đủ giấc sẽ giúp cải thiện chất lượng tinh trùng, khả năng vận động và sức khỏe sinh sản nam giới nói chung.

1. Du, Cong-Qi, et al. "Association between sleep quality and semen parameters and reproductive hormones: a cross-sectional study in Zhejiang, China." Nature and Science of Sleep (2020): 11-18.
2. Qin, Xiaoxiao, Siyun Fang, and Yaqi Cai. "Sleep disorders and risk of infertility: A meta-analysis of observational studies." Plos one 18.10 (2023): e0293559.
3. Liu, Qinrui, et al. "Per1/Per2 disruption reduces testosterone synthesis and impairs fertility in elderly male mice." International Journal of Molecular Sciences 23.13 (2022): 7399.
4. Kiss, Zsofia, and Paramita M. Ghosh. "Circadian rhythmicity and the influence of “clock” genes on prostate cancer." Endocrine-related cancer 23.11 (2016): T123.
5. Li, Tao, et al. "The potential impacts of circadian rhythm disturbances on male fertility." Frontiers in Endocrinology 13 (2022): 1001316.
6. Tabecka-Lonczynska, Anna, et al. "New insight on the role of melatonin receptors in reproductive processes of seasonal breeders on the example of mature male European bison (Bison bonasus, Linnaeus 1758)." Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 173 (2017): 84-91.
7. Ning, Gang, et al. "Regulation of testosterone synthesis by circadian clock genes and its research progress in male diseases." Asian Journal of Andrology (2025): 10-4103.
8. Green, Amit, et al. "Exposure by males to light emitted from media devices at night is linked with decline of sperm quality and correlated with sleep quality measures." Chronobiology international 37.3 (2020): 414-424.
9. Ni, Wuhua, et al. "Diurnal variation in sperm DNA fragmentation: analysis of 11,382 semen samples from two populations and in vivo animal experiments." Chronobiology International 36.11 (2019): 1455-1463.
10. Goldstein, Cathy A., and Yolanda R. Smith. "Sleep, circadian rhythms, and fertility." Current Sleep Medicine Reports 2.4 (2016): 206-217.
11. Liu, Peter Y. "A clinical perspective of sleep and andrological health: assessment, treatment considerations, and future research." The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 104.10 (2019): 4398-4417.
12. Hirshkowitz, Max, et al. "National Sleep Foundation’s sleep time duration recommendations: methodology and results summary." Sleep health 1.1 (2015): 40-43.
13. Liu, Mei-Mei, et al. "Sleep deprivation and late bedtime impair sperm health through increasing antisperm antibody production: a prospective study of 981 healthy men." Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research 23 (2017): 1842.
14. Chen, Qing, et al. "Inverse U-shaped association between sleep duration and semen quality: longitudinal observational study (MARHCS) in Chongqing, China." Sleep 39.1 (2016): 79-86.
15. Demirkol, Mehmet Kutlu, et al. "Evaluation of the effect of shift working and sleep quality on semen parameters in men attending infertility clinic." Andrologia 53.8 (2021): e14116.
16. Li, Zhaojian, et al. "High ambient temperature disrupted the circadian rhythm of reproductive hormones and changed the testicular expression of steroidogenesis genes and clock genes in male mice." Molecular and cellular endocrinology 500 (2020): 110639.