ThS. Nguyễn Huỳnh Cẩm Tú – IVF Tâm Anh
 
Giới thiệu
Bảo quản lạnh tinh trùng người là quy trình thường quy trong các trung tâm hỗ trợ sinh sản (Assited reproductive technology – ART) trên toàn thế giới. Hai phương pháp bảo quản chính thường được sử dụng là làm lạnh bằng hơi nitơ lỏng (LLBHNT) và thủy tinh hóa (TTH). Vào năm 2010, nhóm nghiên cứu của Vutyavanich đã phát triển một kỹ thuật TTH giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ sống và khả năng di động của tinh trùng, đồng thời giảm phân mảnh DNA so với phương pháp làm lạnh chậm truyền thống.
Các chất chống oxy hóa có khả năng cải thiện kết quả trữ lạnh tinh trùng bằng cách giảm sản xuất ROS (reactive oxygen species) và ngăn ngừa tổn thương tế bào. Nghiên cứu này tập trung vào astaxanthin - một chất chống oxy hóa tốt, giúp tăng chất lượng tinh trùng người sau rã đông . Tuy nhiên, tác động của việc bổ sung astaxanthin trong TTH tinh trùng vẫn chưa được nghiên cứu. Vì vậy, nghiên cứu này tìm hiểu khả năng chống oxy hóa của astaxanthin trong bảo quản lạnh tinh trùng người, thông qua TTH và LLBHNT dựa trên khả năng vận động, khả năng sống, hình thái, phân mảnh DNA và sản xuất ROS sau khi rã đông.
 
Phương pháp
Chỉ những mẫu tinh trùng có chỉ số tinh dịch đồ bình thường theo Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization – WHO) năm 2021 mới được đưa vào nghiên cứu.
Mẫu tinh trùng được chuẩn bị bằng phương pháp thang nồng độ. Cặn tinh trùng cuối cùng được hòa trong 500µl môi trường và chia thành 5 mẫu riêng biệt, mỗi mẫu 100µl. Mẫu đầu tiên là mẫu đối chứng nên không đông lạnh và được đánh giá ngay lập tức về động học, hình thái, khả năng sống, nồng độ ROS và tính toàn vẹn DNA của tinh trùng. Bốn mẫu còn lại được đông lạnh bằng phương pháp TTH hoặc LLBHNT với có hoặc không có bổ sung astaxanthin trong môi trường. Khi rã đông, các ống lưu trữ được làm ấm với nước ở nhiệt độ phòng (25-28°C) đối với TTH hoặc nước ấm (37^o) đối với LLBHNT. Sau đó, các mẫu được rửa bằng EBSS và ly tâm để loại bỏ các chất bảo quản lạnh. Mẫu được đánh giá ngay lập tức về động học, hình thái, khả năng sống, nồng độ ROS và tính toàn vẹn DNA của tinh trùng.
 
Kết quả
30 mẫu tinh trùng đã được đưa vào nghiên cứu này. Sau khi đông lạnh, tinh trùng giảm đáng kể độ di động và tỉ lệ sống, tăng nồng độ ROS trong cả hai phương pháp.
 
Astaxanthin và TTH
Tinh trùng sau rã đông có sự gia tăng đáng kể về tổng di động (77,6% so với 69,1%, p=0,02), di động tiến tới (69,5% so với 60,2%, p=0,02) và tỷ lệ sống (75,0% so với 65,9%, p=0,02); và giảm đáng kể nồng độ ROS (4,7 RLU/sec/10⁶ so với 10,6  RLU/sec/10⁶, p<0,001) ở nhóm bổ sung astaxanthin. Không có sự khác biệt về hình thái tinh trùng (10,8% so với 9,5% ) hoặc phân mảnh DNA (25,6% so với 27,1%) trong tinh trùng sau rã có hoặc không có sự bổ sung astaxanthin. Quá trình TTH không làm suy giảm các chỉ số động học của tinh trùng như vận tốc trung bình (average path velocity – VAP), vận tốc đường thẳng (velocity of straight line - VSL), vận tốc đường cong (velocity of curvilinear - VCL), biên độ di chuyển ngang của đầu tinh trùng (amplitude of lateral head displacement - ALH), độ thẳng (Straightness - STR) và tính tuyến tính (Linearity - LIN). Tần số quẫy đuôi tinh trùng (Beat Frequency of Curvature - BFC) tăng đáng kể ở tinh trùng sau khi TTH (có và không có bổ sung astaxanthin) so với nhóm đối chứng (p<0,005).
 
Astaxanthin và LLBHNT
Tinh trùng sau rã đông tăng đáng kể về tổng di động (57,0% so với 47,7%, p=0,01), di động tiến tới (48,5% so với 39,0%, p=0,02), và giảm đáng kể nồng độ ROS (4,6 RLU/sec/10⁶ so với 10,3 RLU/sec/10⁶, p=0,004) ở nhóm bổ sung astaxanthin. Không có sự khác biệt về tỷ lệ sống của tinh trùng (71,2% so với 64,2%), hình thái tinh trùng (10,5% so với 9,5%) hoặc phân mảnh DNA (25,5% so với 27,2%). Phương pháp LLBHNT không ảnh hưởng đến VSL, STR hoặc LIN; trong khi giảm đáng kể VAP, VCL và ALH; nhưng tăng có ý nghĩa BFC (p<0,005).
 
Bàn luận
Nồng độ ROS giảm về mức cơ bản trong cả hai nhóm bổ sung astaxanthin cho thấy khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ của astaxanthin. Theo y văn, astaxanthin có khả năng xuyên qua màng tế bào nhờ các gốc phân cực của nó chồng lấp lên các vùng biên giới phân cực của màng tế bào, từ đó chuyển electron ra khỏi màng tế bào đến các chất chống oxy hóa khác, đặc biệt là albumin huyết thanh người. Điều này giải thích khả năng chống oxy hóa của astaxanthin quan sát được trong nghiên cứu này.
Việc đông lạnh và rã đông không ảnh hưởng đến hình thái tinh trùng bình thường cũng như gia tăng không đáng kể phân mảnh DNA tinh trùng trong nghiên cứu này, trái ngược với một số nghiên cứu khác. Điều này có thể do nhóm trữ đông mẫu tinh trùng đã lọc rửa trong khi nghiên cứu còn lại trữ đông mẫu tinh dịch tươi.
Một nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng đã chỉ ra rằng việc bổ sung astaxanthin qua đường uống trong ba tháng có ảnh hưởng tích cực đến các chỉ số tinh trùng và khả năng sinh sản (Comhaire, 2005) nhưng chưa khảo sát các chỉ số tinh trùng sau rã đông ở những người có hoặc không có bổ sung astaxanthin.
Nghiên cứu này có một số hạn chế. Thứ nhất, số lượng người tham gia nghiên cứu quá ít để phát hiện nhiều sự khác biệt trong các chỉ số đã phân tích. Thứ hai, các mẫu tinh trùng chỉ được lấy từ những người có tinh dịch đồ bình thường nên không cho thấy hiệu quả chung của astaxanthin. Thứ ba, không thực hiện các xét nghiệm chức năng tinh trùng và mẫu không được sử dụng để điều trị cũng như đánh giá tiềm năng mang thai. Thứ tư, nồng độ astaxanthin cho hiệu quả trong nghiên cứu có thể không phù hợp với các phương pháp trữ lạnh khác hoặc các nhóm dân số khác. Tác dụng của các nồng độ astaxanthin khác nhau cũng cần được nghiên cứu trong tương lai.
 
Kết luận
Việc bổ sung astaxanthin vào môi trường trữ lạnh tinh trùng cải thiện động học tinh trùng, giảm nồng độ ROS trong cả hai phương pháp thủy tinh hóa và làm lạnh bằng hơi nitơ lỏng; giúp cải thiện tỷ lệ sống của tinh trùng trong phương pháp thủy tinh hóa.
 
Tài liệu tham khảo: Thanintranon S, Saeng-Anan U, Vutyavanich T, Piromlertamorn W, Somsak P, Sanmee U. Effects of astaxanthin supplementation during vitrification and liquid nitrogen vapor freezing on motility, morphology, survival, reactive oxygen species (ROS), and DNA fragmentation of post-cryopreserved human sperm. JBRA Assist Reprod. 2024 Dec 3;28(4):611-617. doi: 10.5935/1518-0557.20240056. PMID: 39352311; PMCID: PMC11622417.

Từ khóa: astaxanthin, trữ lạnh tinh trùng, thủy tinh hóa, làm lạnh bằng hơi nitơ lỏng