CNSH. Lê Thị Quỳnh – IVFMD SIH – Bệnh viện Phụ sản Quốc tế Sài Gòn

TỔNG QUAN

Vô sinh là một vấn đề sức khỏe và xã hội nghiêm trọng, ảnh hưởng đến khoảng 1/6 cặp vợ chồng trên toàn cầu. Tỷ lệ này tăng lên do nhiều yếu tố như việc trì hoãn sinh con để tập trung vào sự nghiệp và kinh tế, dẫn đến giảm khả năng sinh sản khi tuổi tác tăng lên ở cả nam và nữ. Ngoài ra, lối sống không lành mạnh (chế độ ăn uống kém, hút thuốc, rượu bia, stress, thiếu vận động, thiếu ngủ) và tiếp xúc với hóa chất môi trường cũng góp phần tiêu cực vào khả năng sinh sản.

Chất lượng tinh dịch toàn cầu đã có dấu hiệu suy giảm trong những thập kỷ gần đây. Đáng lo ngại, khoảng 34% trường hợp vô sinh ở nam giới có kết quả phân tích tinh dịch bình thường nhưng không tìm ra nguyên nhân. Điều này là do sự hiểu biết hạn chế của chúng ta về cơ chế phân tử đằng sau khả năng sinh sản của nam và việc phụ thuộc quá nhiều vào các xét nghiệm tinh dịch thông thường (chỉ đánh giá mật độ, khả năng di động, hình thái, hormone, và đôi khi là phân mảnh DNA) vốn thiếu chính xác trong việc xác định nguyên nhân gốc rễ. Hiện tại, rất ít nỗ lực được thực hiện để phát triển các công cụ chẩn đoán mới cho rối loạn chức năng tinh trùng.

Gần đây, sự chú ý đã được chuyển sang vai trò của lipid trong tinh trùng. Triglyceride và phospholipid là những thành phần chính của tinh trùng. Nam giới vô sinh có phân tích tinh dịch bình thường (normozoospermic) thường biểu hiện sự thay đổi trong cấu hình lipid và tăng peroxy hóa lipid, đi kèm với giảm độ di động và mật độ tinh trùng, đặc biệt là khi nồng độ axit béo không bão hòa đa chuỗi rất dài (VLC-PUFA) thấp.

Khoảng 24% protein của tinh trùng người có liên quan đến quá trình chuyển hóa lipid. Những bằng chứng này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu sâu về lipidomics và vai trò của nó trong chức năng tinh trùng, bao gồm:

• Bảo vệ chống lại stress oxy hóa.
• Duy trì khả năng sống của tinh trùng.
• Hỗ trợ các quá trình quan trọng như hoạt hoá (capacitation) và phản ứng acrosome (acrosome reaction - AR) – những bước cần thiết cho quá trình thụ tinh.

Việc hiểu rõ hơn về rối loạn chức năng tinh trùng liên quan đến lipid có thể mở ra hướng phát triển các công cụ chẩn đoán và liệu pháp mới cho chứng vô sinh nam không rõ nguyên nhân. Bài đánh giá này tập trung khám phá vai trò chức năng của lipid trong tinh trùng người và động vật có vú trong quá trình thụ tinh, làm nổi bật tầm quan trọng trong việc duy trì khả năng sinh sản của nam giới.

THÀNH PHẦN LIPID TRONG MÀNG TINH TRÙNG

Các nghiên cứu đã phân tích đặc điểm lipid của tinh trùng ở nhiều loài động vật có vú, bao gồm cả con người. Nhìn chung, tinh trùng chứa khoảng 70% phospholipid, 25% lipid trung tính và 5% glycolipid. Trong số này, phospholipid đóng vai trò then chốt trong chức năng của tinh trùng, với gần 1/4 protein tinh trùng tham gia vào quá trình chuyển hóa lipid.

Phospholipid (Glycerophospholipid - GPL) là thành phần cấu trúc chính của màng tế bào, bao gồm các loại như phosphatidylcholine (PC) và phosphatidylethanolamine (PE). Khi bị thủy phân do tác động của ROS hoặc enzyme, GPL sẽ tạo ra các phân tử truyền tín hiệu quan trọng như lysophosphatidylcholine (LPC) và diacylglycerol (DAG).

Sphingolipid cũng là những lipid cấu trúc quan trọng, giúp duy trì tính toàn vẹn của màng tế bào. Ceramide là xương sống của các sphingolipid chính như sphingomyelin và glycosphingolipid. Chúng cũng có thể tạo ra các phân tử truyền tin khi bị thủy phân.

Cholesterol là một phân tử lưỡng tính giúp ổn định lớp lipid kép của màng tinh trùng. Ở tinh trùng người, cholesterol chiếm một tỷ lệ đáng kể (lên tới 40%). Quá trình thoát cholesterol khỏi màng tinh trùng là điều kiện tiên quyết để tinh trùng có thể hoạt hóa – một bước sinh lý cần thiết để sẵn sàng thụ tinh, đồng thời chuẩn bị cho AR.

Cuối cùng, glycolipid là một lớp lipid quan trọng khác trong màng tinh trùng, chiếm khoảng 5-8% tổng số lipid phân cực. Seminolipid là một glycolipid đặc trưng và phong phú trong tinh trùng, có vai trò trong quá trình trưởng thành của tinh trùng trên bề mặt.

Việc hiểu rõ các loại lipid này và chức năng của chúng trong cấu trúc và hoạt động của tinh trùng là rất cần thiết để làm sáng tỏ các cơ chế liên quan đến khả năng sinh sản ở nam giới. Từ đó, có thể phát triển các công cụ chẩn đoán và phương pháp điều trị vô sinh hiệu quả hơn trong tương lai.

LIPID VÀ CHỨC NĂNG TINH TRÙNG

Trong quá trình sinh tinh trùng, phospholipid đóng vai trò thiết yếu. Các giọt lipid xuất hiện nhiều trong các tế bào khác nhau của tinh hoàn: trong tế bào Leydig, giúp cung cấp cholesterol cho quá trình sản xuất hormone steroid; trong tế bào Sertoli, giúp vận chuyển cholesterol và phospholipid đến các tinh bào đang phát triển. Điều này cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa chuyển hóa lipid và khả năng sinh sản. Axit béo (FA) đi vào tế bào tinh hoàn thông qua khuếch tán và được protein vận chuyển (CD36) hỗ trợ.

Mào tinh hoàn là cơ quan then chốt cho sự trưởng thành và lưu trữ tinh trùng. Trong quá trình vận chuyển qua mào tinh hoàn, tinh trùng trải qua những thay đổi sinh hóa và sinh lý quan trọng, giúp chúng đạt được khả năng di chuyển và thụ tinh. Một khía cạnh quan trọng là sự thay đổi trong thành phần lipid của màng huyết tương tinh trùng.

Biểu mô mào tinh sản xuất ra các epididymosome – những túi ngoại bào giàu sphingolipid và axit béo không bão hòa đa chuỗi (PUFA), đặc biệt là sphingomyelin và axit arachidonic. Epididymosome, cùng với glycoprotein HE1, có vai trò trong việc trao đổi lipid và hình thành các lipid rafts trên màng tinh trùng.

Tinh trùng khi di chuyển vào âm đạo phải trải qua một quá trình chọn lọc và thay đổi phức tạp để sẵn sàng cho quá trình thụ tinh. Ban đầu, tinh trùng tương tác với chất nhầy cổ tử cung, một rào cản chọn lọc dựa trên khả năng di chuyển và hình dạng. Trong ống dẫn trứng, tinh trùng trải qua hai quá trình quan trọng: hoạt hóa và AR. Sự hoạt hóa là cần thiết để tinh trùng có thể di chuyển mạnh mẽ hơn, nhận diện được lớp màng ngoài của noãn (vùng trong suốt - ZP), thực hiện phản ứng acrosome và cuối cùng là thụ tinh với noãn.

TRUYỀN TÍN HIỆU LIPID TRONG TINH TRÙNG NGƯỜI

Để duy trì khả năng sống sót và thụ tinh sau khi đi vào âm đạo, tinh trùng phải trải qua các quá trình truyền tín hiệu phức tạp liên quan đến lipid.

Một con đường quan trọng giúp duy trì sự sống của tinh trùng là con đường PI3K/AKT. Nếu con đường này bị gián đoạn, tinh trùng có thể bị tổn thương tương tự quá trình apoptosis, dẫn đến giảm khả năng vận động, giảm khả năng sống, tăng peroxy hóa lipid và hư hỏng DNA.

Peroxiredoxin (PRDX), đặc biệt là PRDX6, giúp bảo vệ tinh trùng khỏi stress oxy hóa. PRDX6 có khả năng giải phóng axit lysophosphatidic (LPA), một lysophospholipid hoạt tính sinh học. LPA được tổng hợp từ phospholipid màng và hoạt hóa các thụ thể liên kết với protein G (LPAR1-5) trên màng tinh trùng. Việc ức chế LPAR1-3 đã được chứng minh làm giảm khả năng sống của tinh trùng.

Lysophosphatidylcholine (LPC) cũng tham gia vào AR bằng cách làm mất ổn định màng tế bào, thúc đẩy sự thoát bào của các thành phần acrosome và tạo điều kiện hợp nhất. LPC, cùng với các lysophospholipid khác như LPE và LPI, kích hoạt AR và có thể điều chỉnh tương tác tinh trùng- ZP của noãn.

Lipid Rafts là những cấu trúc động, giàu cholesterol và sphingolipid trong màng huyết tương, đóng vai trò quan trọng trong truyền tín hiệu tế bào, hoạt hóa và phản ứng acrosome của tinh trùng.

Sphingolipid đóng vai trò không thể thiếu trong thụ tinh. Việc bổ sung sphingomyelin làm chậm quá trình đào thải cholesterol, trong khi sphingomyelinase và ceramide lại tăng cường hoạt hóa, AR và mất sterol. Các sphingolipid như sphingosine, ceramide, S1P và C1P rất cần thiết cho quá trình hoạt động của tinh trùng ở người. Việc hiểu rõ các con đường truyền tín hiệu lipid này cung cấp cái nhìn sâu sắc về chức năng tinh trùng và tiềm năng mất cân bằng lipid ở nam giới vô sinh.

KẾT LUẬN

Lipid đóng vai trò không thể thiếu trong việc duy trì sự toàn vẹn của tinh trùng, điều hòa tính lưu động của màng và hình thành các miền chức năng quan trọng. Những yếu tố này đều cần thiết cho chức năng tinh trùng và quá trình thụ tinh thành công.

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu, tuy nhiên sự hiểu biết của chúng ta về tín hiệu lipid trong tinh trùng vẫn còn nhiều hạn chế. Việc làm rõ những điều này sẽ mở ra hướng phát triển các công cụ chẩn đoán và phương pháp điều trị vô sinh nam mới. Hơn nữa, các kỹ thuật tiên tiến có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cách lipid điều hòa quá trình thụ tinh và hậu quả tiềm ẩn của sự mất cân bằng lipid đối với khả năng sinh sản ở động vật có vú.

Tài liệu tham khảo: Steven Serafini et al (2025), Novel insights into the lipid signalling in human spermatozoa, Human Reproduction.

Từ khóa: yếu tố nam vô sinh, khả năng hoạt động của tinh trùng, phản ứng acrosome, lipidomics, tín hiệu lipid