Nội dung chính

Sức khỏe của một cặp vợ chồng tại thời điểm thụ thai có thể ảnh hưởng đến quá trình mang thai cũng như sức khỏe con sau khi sinh ra và trưởng thành [1]. Các nghiên cứu ở người bố về sự ảnh hưởng đến sức khỏe con cái cho thấy rằng sức khỏe, môi trường và lối sống, đặc biệt là chế độ ăn uống của bố trước khi mang thai rất quan trọng [2], [3]. Các nghiên cứu dịch tễ học lớn nhất của Thụy Điển chỉ ra rằng dinh dưỡng trong chế độ ăn của người bố, có liên quan đến tỷ lệ tử vong của con cái, chủ yếu do bệnh tim mạch khởi phát muộn hoặc bệnh tiểu đường [4], [5], [6]. Đến thời điểm hiện tại, có rất nhiều kết quả của các mô hình, phương pháp và thông số đã được nghiên cứu, mặc dù đã có những tiến bộ lớn về hệ gen biểu sinh của bố, nhưng cơ chế phân tử của sự truyền gen biểu sinh từ bố sang con vẫn chưa rõ ràng. Bên cạnh đó, các nghiên cứu hệ gen biểu sinh của tinh trùng phải đối mặt với hai thách thức về kỹ thuật: thứ nhất là nhiễm sắc thể tinh trùng cô đặc, khó khăn cho các xét nghiệm biểu sinh. Thứ hai là các mẫu tinh dịch có thể bị nhiễm bởi các tế bào sinh dưỡng và các phân tử tự do, phải thực hiện nghiêm ngặt để có kết quả đáng tin cậy [7], [8]. Nhìn chung, hầu hết các nghiên cứu hiện nay đều mang tính tương quan nhưng thiếu bằng chứng về cơ chế để chứng minh những thay đổi biểu sinh ở tinh trùng có thể làm ảnh hưởng đến sức khỏe con cái.

Gần đây, các nghiên cứu về chế độ ăn của người bố cho kết quả có thể gây béo phì, thiếu protein, ảnh hưởng đến sự phát triển và sức khỏe của con trong giai đoạn mang thai. Ngoài ra, một số yếu tố về lối sống của bố với những thay đổi biểu sinh trong tinh trùng, có thể dẫn đến sự phát triển bất thường của phôi và nhau thai, làm tăng nguy cơ mang thai mắc bệnh lý và một thai kỳ bất lợi. Đa phần các nghiên cứu được thực hiện trên mô hình động vật gặm nhấm.

Cơ chế ảnh hưởng của yếu tố di truyền ngoại gen đến sức khỏe con cái thông qua sự tiếp xúc của người bố. Quá trình này bao gồm bốn giai đoạn: giai đoạn tiếp xúc với môi trường gồm dinh dưỡng, thói quen ăn uống, tuổi tác và lối sống của bố ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh, chủ yếu thông qua các cơ chế di truyền ngoại gen như methyl hóa DNA (Deoxyribonucleic Acid) và biến đổi histone; Giai đoạn trưởng thành của tinh trùng và mào tinh. Trong giai đoạn mào tinh, các Ribonucleic Acid (RNA) nhỏ phản ứng với môi trường bao gồm tsRNA và microRNA cho tinh trùng mang thông tin di truyền ngoại gen; Quá trình thụ tinh, tinh trùng truyền thông tin di truyền ngoại gen bao gồm methyl hóa DNA, biến đổi histone và các RNA nhỏ đến noãn, làm thay đổi biểu hiện gen phôi giai đoạn sớm, có thể khiến con cái dễ mắc các bệnh ở tuổi trưởng thành; Ảnh hưởng nhiều thế hệ thông qua những thay đổi di truyền ngoại gen trong tế bào mầm có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con cái thế hệ F1, trong khi các ảnh hưởng qua thế hệ như tăng nguy cơ ung thư hoặc rối loạn chức năng chuyển hóa, xuất hiện ở các thế hệ tiếp theo [9].

    1. Sự methyl hóa Deoxyribonucleic Acid

Quá trình methyl hóa DNA bao gồm việc thêm một nhóm methyl vào vị trí cacbon thứ năm của các gốc cytosine trong DNA, tạo ra 5-methylcytosine [10]. Sự biến đổi này ảnh hưởng đến việc điều hòa gen và bảo tồn gen in dấu [11], [12]. Các vị trí Cytosine–phosphate–Guanine (CpG) là mục tiêu của quá trình methyl hóa, nằm khắp bộ gen, đặc biệt là các đảo CpG liên kết với vùng khởi động của gần một nửa số gen [13], [14]. CpG là vị trí trên phân tử DNA nơi một nucleotide Cytosine nằm liền trước một nucleotide Guanine theo thứ tự từ 5’ đến 3’. Ở động vật có vú, khoảng 70%-80% các vị trí CpG thường được methyl hóa. Thông tin biểu sinh của bố có thể được truyền cho con cái thông qua trạng thái methyl hóa của các vị trí CpG này, ảnh hưởng đến biểu hiện gen và các quá trình phát triển. Sự cân bằng của methyl hóa DNA được điều chỉnh bởi các methyltransferase DNA [15]. Trong quá trình hình thành giao tử, các tế bào mầm nguyên thủy trải qua quá trình khử methyl hóa và thiết lập lại dấu ấn di truyền đáng kể, một quá trình lặp lại ở phôi sau thụ tinh. Các cơ chế này duy trì tính toàn vẹn và ổn định của bộ gen.

    1. Biến đổi histone

Biến đổi histone là những thay đổi sau dịch mã bao gồm methyl hóa, acetyl hóa và phosphoryl hóa. Những sửa đổi này đóng vai trò then chốt trong việc điều hòa biểu hiện gen và duy trì tính toàn vẹn bộ gen bằng cách điều chỉnh cấu trúc chromatin và phiên mã [16]. Trong quá trình sinh tinh, hầu hết các histon được thay thế, một số vùng vẫn giữ lại histon, điều này có thể góp phần vào sự di truyền giữa các thế hệ. Bên cạnh đó, đột biến của bố trong các gen mã hóa các yếu tố điều hòa chromatin có thể dẫn đến các biến thể kiểu hình không di truyền ở con cái. Đặc biệt, yếu tố dinh dưỡng bố sử dụng có thể gây ra các sửa đổi histone, cụ thể ở tinh trùng như H3K27me3, H3K18ac và H4K5ac [9].

    1. RNA nhỏ không mã hóa

RNA không mã hóa (non coding RNA - ncRNA) là các phân tử RNA được phiên mã từ bộ gen mà không mã hóa protein. Các RNA nhỏ không mã hóa là các phân tử nhạy cảm với các yếu tố môi trường trong tinh trùng, được phân loại thành miRNA, siRNA và tsRNA dựa trên nguồn gốc, chiều dài và chức năng. Các ncRNA trong tinh trùng không chỉ có nguồn gốc từ tế bào tinh trùng mà còn từ ngoại bào do túi mào tinh cung cấp [17]. Những túi này có nguồn gốc từ các tế bào biểu mô mào tinh, gồm protein và RNA. Cơ chế này cho phép thông tin di truyền ảnh hưởng đến sự điều hòa gen của con cái thông qua các RNA nhỏ trong túi mào tinh sau khi thụ tinh [18]. Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng chế độ ăn uống và lối sống của bố ảnh hưởng đến biểu hiện ncRNA và do đó ảnh hưởng đến các đặc điểm biểu sinh của con cái [19].

    1. microRNA và tsRNA

MicroRNA (miRNA) là một loại RNA điều hòa nhỏ, dài khoảng 22 nucleotide, ảnh hưởng đến sự biểu hiện của RNA thông tin (mRNA). Trong di truyền học biểu sinh của bố, miRNA rất quan trọng đối với sự phát triển và trưởng thành của tinh trùng. Các miRNA được tìm thấy trong tinh trùng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển phôi sớm. Nghiên cứu chỉ ra rằng khoảng 20% miRNA của tinh trùng được chuyển sang noãn trong quá trình thụ tinh, có khả năng ảnh hưởng đến sự điều hòa gen ở con cái. Ngoài ra, các yếu tố môi trường và chế độ ăn uống ảnh hưởng đáng kể đến miRNA của tinh trùng, cho thấy lối sống tiêu cực của bố có thể ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển của con bằng cách sửa đổi biểu hiện miRNA [20].

tsRNA (transfer RNA-derived small RNA) là các RNA nhỏ có nguồn gốc từ tRNA (transfer RNA)  thông qua việc cắt vòng anticodon của tRNA bởi RNAase. tsRNA không chỉ thực hiện các chức năng như miRNA mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình dịch mã bằng cách liên kết với ribosome. Trong tinh trùng trưởng thành của người, tsRNA rất quan trọng trong giai đoạn sau của quá trình sinh tinh và có thể tác động đáng kể đến quá trình hình thành hợp tử [21]. tsRNA có mối tương quan chặt chẽ với chất lượng tinh tùng và sự thay đổi cấu hình của nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và chế độ ăn uống, ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi và đặc điểm kiểu hình ở con cái [22], [23].

Các nghiên cứu trên động vật cho thấy rằng, chế độ dinh dưỡng của bố trong giai đoạn đầu hoặc trước khi thụ thai ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe con cái [24]. Chế độ ăn ít protein ở người bố có thể làm thay đổi biểu sinh của tinh trùng, khởi phát một loạt các biến chứng sức khỏe ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi và các con đường chuyển hóa, gồm không dung nạp glucose, rối loạn chức năng chuyển hóa và tim mạch, suy giảm sự tăng trưởng xương [25]. Con trai của những người ăn ít protein có xu hướng tăng cân, trong khi đó con gái thường nhẹ cân hơn và có nguy cơ mắc ung thư vú cao hơn [26].

Chế độ ăn là một trong những yếu tố quan trọng, trong nhiều nghiên cứu, thành phần của chế độ ăn ít protein và ít folate được chuẩn hóa hơn, thì thành phần của chế độ ăn gây béo phì lại khác nhau giữa các nghiên cứu, dao động từ 30%-60% kcal chất béo. Trong chế độ ăn nhiều chất béo, hàm lượng carbohydrate cao hơn bao gồm ít nhất 34% kcal từ sucrose và sự kết hợp của chất béo - đường có hậu quả chuyển hóa nghiêm trọng như tăng cân nhiều hơn, tổn thương gan, ảnh hưởng tình trạng kháng insulin và không dung nạp glucose, tăng nguy cơ mắc hội chứng chuyển hóa và tim mạch [27].

Ảnh hưởng của việc đói và nhịn ăn gián đoạn: Các nghiên cứu trên động vật chứng minh rằng tình trạng đói hoặc nhịn ăn kéo dài ở chuột đực có thể làm giảm cân nặng khi sinh con, cản trở sự phát triển, tăng nguy cơ béo phì và tăng khả năng mắc bệnh tiểu đường loại 2 ở con [28].

Trong những năm gần đây, nhiều bằng chứng cho thấy béo phì ở cha mẹ làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch [29] và phát triển ung thư ở con cái [26]. Chỉ số BMI của mẹ và bố đều có liên quan tiêu cực đến tim mạch, hô hấp ở con. Trong mô hình động vật, tỷ lệ ung thư vú ở con gái của chuột đực có chế độ ăn ít protein cao đáng kể. Do đó, chế độ ăn kém chất lượng ở bố dường như đóng vai trò làm tăng nguy cơ ung thư ở con. Tuy nhiên về cơ chế ảnh hưởng của các yếu tố môi trường trước khi thụ thai vẫn chưa rõ ràng [26].

Ảnh hưởng đến não và hành vi của con cái

Mặc dù kiến thức về ảnh hưởng của chế độ ăn uống ở bố đến sinh lý con cái ngày càng tăng, nhưng ảnh hưởng đến thay đổi hành vi ở con cái vẫn ít được biết đến. Sự phức tạp này được thể hiện rõ qua những ảnh hưởng không nhất quán giữa các thế hệ của chế độ ăn nhiều chất béo và/hoặc béo phì ở người mẹ. Đã có nghiên cứu báo cáo con của chuột đực được cho ăn nhiều chất béo cho thấy khả năng học tập và trí nhớ bị suy giảm, mặc dù chưa bao giờ tiếp xúc với chế độ ăn nhiều chất béo [30].

Chế độ ăn uống của bố trước khi mang thai có thể ảnh hưởng đến biểu sinh của tinh trùng thông qua các cơ chế như methyl hóa DNA, biến đổi histone và RNA nhỏ không mã hóa. Những thay đổi này có thể tác động đến sự phát triển của phôi, kết cục thai kỳ và sức khỏe của con cái. Mặc dù phần lớn bằng chứng hiện nay đến từ các nghiên cứu trên động vật, nhưng các kết quả cho thấy việc duy trì chế độ dinh dưỡng, lối sống lành mạnh ở nam giới trước khi mang thai là một yếu tố quan trọng góp phần nâng cao sức khỏe sinh sản và sự phát triển của thế hệ sau.

[1]       P. D. Gluckman và c.s., “Towards a new developmental synthesis: adaptive developmental plasticity and human disease”, The Lancet, vol 373, số p.h 9675, tr 1654–1657, tháng 5 2009, doi: 10.1016/S0140-6736(09)60234-8.

[2]       S. Houfflyn, C. Matthys, và A. Soubry, “Male Obesity: Epigenetic Origin and Effects in Sperm and Offspring”, Curr Mol Bio Rep, vol 3, số p.h 4, tr 288–296, tháng 12 2017, doi: 10.1007/s40610-017-0083-5.

[3]       A. Soubry, “POHaD: why we should study future fathers”, Environ Epigenet, vol 4, số p.h 2, tr dvy007, tháng 4 2018, doi: 10.1093/eep/dvy007.

[4]       L. O. Bygren, G. Kaati, và S. Edvinsson, “Longevity Determined by Paternal Ancestors’ Nutrition during Their Slow Growth Period”, Acta Biotheor, vol 49, số p.h 1, tr 53–59, tháng 3 2001, doi: 10.1023/A:1010241825519.

[5]       M. E. Pembrey và c.s., “Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans”, Eur J Hum Genet, vol 14, số p.h 2, tr 159–166, tháng 2 2006, doi: 10.1038/sj.ejhg.5201538.

[6]       D. Vågerö, P. R. Pinger, V. Aronsson, và G. J. van den Berg, “Paternal grandfather’s access to food predicts all-cause and cancer mortality in grandsons”, Nat Commun, vol 9, số p.h 1, tr 5124, tháng 12 2018, doi: 10.1038/s41467-018-07617-9.

[7]       Q. Yin và c.s., “Revisiting chromatin packaging in mouse sperm”, Genome Res., vol 33, số p.h 12, tr 2079–2093, tháng 12 2023, doi: 10.1101/gr.277845.123.

[8]       “Proteomics of human spermatozoa | Human Reproduction | Oxford Academic”. Truy cập: 11 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://academic.oup.com/humrep/article/38/12/2312/7251529?guestAccessKey=

[9]       Z. Tian và c.s., “From fathers to offspring: epigenetic impacts of diet and lifestyle on fetal development”, EPI, vol 18, số p.h 1, tháng 3 2025, doi: 10.48130/epi-0025-0004.

[10]     “How do lifestyle and environmental factors influence the sperm epigenome? Effects on sperm fertilising ability, embryo development, and offspring health | Clinical Epigenetics | Springer Nature Link”. Truy cập: 11 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://link.springer.com/article/10.1186/s13148-025-01815-1

[11]     S. Ito, A. C. D’Alessio, O. V. Taranova, K. Hong, L. C. Sowers, và Y. Zhang, “Role of Tet proteins in 5mC to 5hmC conversion, ES-cell self-renewal and inner cell mass specification”, Nature, vol 466, số p.h 7310, tr 1129–1133, tháng 8 2010, doi: 10.1038/nature09303.

[12]     “Frontiers | Unveiling the imprinted dance: how parental genomes orchestrate seed development and hybrid success”. Truy cập: 11 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2024.1455685/full

[13]     A. Bird, “DNA methylation patterns and epigenetic memory”, Genes Dev., vol 16, số p.h 1, tr 6–21, tháng 1 2002, doi: 10.1101/gad.947102.

[14]     “Intergenerational association of DNA methylation between parents and offspring | Scientific Reports”. Truy cập: 11 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.nature.com/articles/s41598-024-69317-3

[15]     H. Nagase và S. Ghosh, “Epigenetics: differential DNA methylation in mammalian somatic tissues”, The FEBS Journal, vol 275, số p.h 8, tr 1617–1623, 2008, doi: 10.1111/j.1742-4658.2008.06330.x.

[16]     “Chromatin Modifications and Their Function: Cell”. Truy cập: 12 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(07)00184-5?large_figure=true

[17]     “Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals | Science”. Truy cập: 12 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.aad6780

[18]     H. Wang và c.s., “Small RNA shuffling between murine sperm and their cytoplasmic droplets during epididymal maturation”, Developmental Cell, vol 58, số p.h 9, tr 779-790.e4, tháng 5 2023, doi: 10.1016/j.devcel.2023.03.010.

[19]     “Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs | Nature”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07472-3

[20]     “Full article: Alternative splicing and MicroRNA: epigenetic mystique in male reproduction”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15476286.2021.2024033

[21]     “Small RNAs Gained during Epididymal Transit of Sperm Are Essential for Embryonic Development in Mice: Developmental Cell”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(18)30541-0

[22]     “Epigenetic inheritance of acquired traits through sperm RNAs and sperm RNA modifications | Nature Reviews Genetics”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.nature.com/articles/nrg.2016.106

[23]     “Human sperm displays rapid responses to diet | PLOS Biology”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000559

[24]     “Paternally Induced Transgenerational Environmental Reprogramming of Metabolic Gene Expression in Mammals: Cell”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://www.cell.com/fulltext/s0092-8674(10)01426-1

[25]     A. J. Watkins, S. Sirovica, B. Stokes, M. Isaacs, O. Addison, và R. A. Martin, “Paternal low protein diet programs preimplantation embryo gene expression, fetal growth and skeletal development in mice”, Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease, vol 1863, số p.h 6, tr 1371–1381, tháng 6 2017, doi: 10.1016/j.bbadis.2017.02.009.

[26]     R. S. da Cruz và c.s., “Paternal malnutrition programs breast cancer risk and tumor metabolism in offspring”, Breast Cancer Res, vol 20, số p.h 1, tr 99, tháng 8 2018, doi: 10.1186/s13058-018-1034-7.

[27]     “Heterogeneous effects of individual high-fat diet compositions on phenotype, metabolic outcome, and hepatic proteome signature in BL/6 male mice | Nutrition & Metabolism | Springer Nature Link”. Truy cập: 13 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://link.springer.com/article/10.1186/s12986-023-00729-0

[28]     L. M. Anderson, L. Riffle, R. Wilson, G. S. Travlos, M. S. Lubomirski, và W. G. Alvord, “Preconceptional fasting of fathers alters serum glucose in offspring of mice”, Nutrition, vol 22, số p.h 3, tr 327–331, tháng 3 2006, doi: 10.1016/j.nut.2005.09.006.

[29]     “Intergenerational Cardiovascular Disease Risk Factors Involve Both Maternal and Paternal BMI | Diabetes Care | American Diabetes Association”. Truy cập: 15 Tháng Tư 2026. [Online]. Available at: https://diabetesjournals.org/care/article/33/4/894/26992/Intergenerational-Cardiovascular-Disease-Risk

[30]     Y. Zhou và c.s., “Diet-Induced Paternal Obesity Impairs Cognitive Function in Offspring by Mediating Epigenetic Modifications in Spermatozoa”, Obesity, vol 26, số p.h 11, tr 1749–1757, 2018, doi: 10.1002/oby.22322.