TRONG ỐNG NGHIỆM
( CÁC VẤN ĐỀ CÓ LIÊN QUAN
ĐẾN PHÒNG THÍ NGHIỆM)
NHÀ XUẤT BẢN Y HỌC
iv f la b
THỤ TINH TRONG ỐNG NGHIỆM
■ ■
(Các vấn đề có liên quan đến phòng thí nghiệm)
BS. PHAN KHANH VY
(d ịch )
PGS.TS. PHAN TRƯỜNG DUYỆT
(hiệu đính)
H ụ c l'MV9UYct\
TRUỈ '3 TẲMHỌC U Ệ li
* ị •
•
Hr
; * ?
- • •?>
NHÀ XUẤT BẢN Y HỌC
HÀ NỘI 2001
L Ờ I G IÓ I T H IỆ U
Ngày nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc khám bệnh, chẩn
đoán cho ra nguyên nhân và tiến hành điều trị vô sinh cho các cặp vợ chồng
đang ngày càng được quan tâm nhiều hơn không chỉ về quan điểm nhân văn,
nhân đạo của y học và y tế nói riêng mà còn là sự quan tâm của cả xã hội và
nhân loại. Vì vậy hiểu biết vể lĩnh vực vô sinh không chỉ riêng cho sự cần
thiết của người thầy thuốc - cán bộ y tế nói chung mà điều cần hơn, lớn hơn
đó chính là cặp vợ chổng, các bậc cha mẹ và mọi người kể từ tuổi vị thành
niên trở lên đều cần có những hiểu biết cơ bản về sinh sản Và vô sinh vì sao?
Đặc biệt sự mong muốn có được một tài liệu trong tay để biết được
Bệnh viện của Trường đại học Groningen.
A. Tocbosch.
Bệnh viện. Eindhoven
Chương 5. Noãn bào/thực hành: J. de Vries
Trường đại học trung tâm Amsterdam.
Chương 6. Nuôi cấy phôi: SM Weima
Bệnh viện của Trường đại học Amsterdam.
Chương 7. Sự thụ tinh/ lý thuyết: J.H. Cleine.
Bệnh viện Sophia. Zwolle.
Chương 8. Sự thụ tinh/ thực hành: R.J. Van Kooij.
Bệnh viện của Trường đại học Utrecht.
Chương 9. Phôi/ lý thuyết: S.M. Weima.
Bệnh viện của Trường đại học Amsterdam.
Chương 10. Phôi/Thực hành: J.wT Lens.
Trường đại học Amsterdam.
P.M. Rijnders.
Bệnh viện Woorburg.
Chương 11. Chẩn đoán trước khi làm tổ: M.H.E.C. Pieters.
Bệnh viện của Trường đại học Rotterdam.
J.C.M. Wet Zeis.
Bệnh viện của Trường đại học Nijmegen.
Chương 12. Bao quản đông lạnh/ lý thuyết: A.M.M. Wetzels.
Bệnh viện của Trường đại học Nijmegen
Chương 13. Bảo quản đông lạnh/ thực hành: N.NaaKtgeboren.
Bệnh viện của Trường đại học Leiden.
Chương 14. Các phần liên quan đến sự an toàn: M.F. Peeters
Bệnh viện St.Elisabeth (Tilbung)
Chủ nhiệm xuất bản: P.M. Rijnders
Thư ký xuất bản: M. Verveld
M.H. Piederiet
Tuyến yên năm ờ nền não. Chức nãng chính cùa tuyến yên là diêu hoà cúc
hormon cùa cơ thể, điểu này được chứng minh rõ ràng trong thưc nghiệm
trên súc vật khi loai bỏ cơ quan này. Hệ thống thần kinh trung ương có thế
tác động thông qua tuyến yên để thay đổi thích ứng với hoàn cánh bẽn ngoài
sang chấn, sinh đẻ. thời tiết lạnh ) và duy trì sự thăng bang cua cơ thế. Phảu
thuật cắt bỏ tuyến yên dẫn đến suy giảm chức năng tuyên thương thân, tuyến
giáp, giảm hoat động sinh dục và kém tãng trường. Người ta dã biết đến một
sô lượng lớn lìormon tuyến yên. Hai hormon hướng sinh due quan trọng
trong quá trình sinh sản cả ở nam và nữ, đó là hormon kích thích nang noãn(
FSH) và hormon hoàng thể hoá (LH). Các hormon protein này được tạo ra do
hệ thôngthần kinh kích thích hoá học đến tuyến yên. Hormon giải phóng
sinh dục (luteinizing hormone - releasing hormon - LHRH) là một chuỗi
peptid đơn giản, được sản xuất ra từ vùng dưới đồi ở đáy não. Sau khi vùng
dưới đồi giải phóng hormon này thì lập tức có sự giải phóng FSH và LH. Các
steroid của tuyến sinh dục (buồng trứng tinh hoàn) ức chế sự giải phóng FSH
và LH của tuyến yên (hình 1.1).
Tinh hoàn
Từ tuổi dậy thì trở đi, tinh hoàn sẽ sản xuất ra testosteron và tinh trùng. Tinh
hoàn được hình thành trên ổ bụng và di chuyển xuống bìu ngay trước khi
sinh. Sự sản xuất testosteron phụ thuộc vào hormon hướng sinh dục LH. Tế
bào Leydig tiết ra testosteron, và đóng một vai trò quan trọng trong sự hình
thành tinh trùng. Testosteron tác động tới ống dản tinh và kích thích các tế
bào Sertoli. Trong ống dẫn tinh cũng có các tế bào sinh tinh, các tế bào này
cũng phụ thuộc vào các tế bào Sertoli.
Testosteron vào máu rồi đi khắp cơ thể. Testosteron hướng tới sự phát triển
đặc điểm nam tính sau này. Testosteron tác động lên hệ thần kinh, hình
thành các hành vi nam giói. Testosteron ức chế sự bài tiâ honnon hướng
sinh dục của tuyến yên.
Tinh trùng đi qua thừng tinh (màng ngoài của tinh hoàn) và ống dẩn tinh dể
xuất ra ngoài cơ thể.
Trong quá trình hoàng thể hoá các mạch máu phát triển từ thành nang cũ
giữa các tế bào hạt. Sau đó tế bào hạt tăng tổng hợp các steroid, sản sinh một
Trong kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (ỈVF), hormon hướng sinh dục
dược sử dụng để làm một số lượng lớn các nang chúi. Đỉnh LH tự nhiên có
9
X
1
thể càn trò việc điều trị IVF. Nguy cơ này sẽ giám nếu sứ dung LHRH dế
triêt ha đình LH nói sinh.
Khi đo kích thước cúa nang trứng trên siêu âm và đo lượna estradiol biéu thị
được nang trứng đã phát triển đẩy đủ. sẽ tạo ra đinlì LH nhân tao háng cách
tiẽmHCG. HCG làm cho trứng chín hoàn toàn và làm tách rời gò mâm khòi
thành nang. Ngav trước khi nang trứng vỡ người ta làm thu thuật chọc hút
noãn bào.
Cho đến nav người ta vẫn chưa biết đến cơ chế hiện tượng trong mỗi chu kỳ
bình thường chí có một nang trứng chín hoàn toàn trong khi rất nhiều nang
khác vẫn còn nhỏ. Một điều chắc chấn là khi tiêm hormon hướng sinh dục sẽ
làm cho các nang nhỏ còn lại sẽ trưởng thành. Có thể sự tồn tại cùa mội nang
trội dán đến thay đổi lượng giải phóng FSH và LH cúa tuyến yên ít đi, không
còn lợi cho các nang nhỏ khác phát triển.
Khi kích thích nang phát triển trong kỹ thuật IVF chỉ có một hoặc hai nang
trướng thành, điều này có thể khắc phục dược bầng cách tiêm hormon sớm
hơn ở chu kỳ kinh sau. Noãn bào chín là điều kiện cần thiết để có thể thụ
tinh được, mà chỉ đến khi tiêm HCG mới làm cho noãn bào mới chín mùi ở
trong nang noãn được; các nang nhỏ không được kích thích sẽ không đáp
ứng vớiHCG. Noãn bào cũng có thể chín khi phân lập noãn bào chưa chín từ
một nang nhỏ để nuôi cấy vào tổ chức. Đối với gia súc bằng cách này người
ta có thể lấy rất nhiều noãn bào từ buồng trứng không cần kích thích nhân
tạo, làm cho các noãn bào đó chín nhân tạo và sau đó đem đi thụ tinh.
• • •
Lượng estradiol tâng nhanh làm cho
tuyến yên giải phóng hormon hướng sinh
dục làm cho nang trúng chín và vỡ.
ỈVF dược quyết định bởi số lượng phôi, chất lượng của phôi và sự chấp nhận
của buồng tử cung. Các kích thích hormon thường dẫn đến những bất thường
cùa nội mạc tử cung, tuy nhiên vẫn có thể đạt được tỷ lệ có thai cao. Cũng
như các yếu tố khác,chất lượng của phôi cũng phụ thuộc vào tình trạng di
truyẻn, không một ảnh hưởng nao có thể tác động ỉên điều này, tuy nhiên
chuyển bào thai châm thì yếu tố tự nhiên sẽ chọn lọc loại trừ nhũng phôi bị
tác động.Điều kiện trong phòng thí nghiệm là một yếu tố quan trọng đối
với chất lượng của phôi, điều này có thể xảy ra ờ các trung tâm khác nhau.
11
ờ các thời điêm khác nhau trong năm dản đến những kết quà khác nhau.
Có thế giải thích tỉ lệ túi thai rỗng tăng sau khi điểu trị IVF là do kh 1 phôi
làm tổ chưa đầy đủ sô lượng tế bào của thai dần đến chi hình thành tổ chức
tế bào nuôi.
Nguyên nhãn chính gây nên tình trạng vô sinh nữ là do ròi loan rụng trứng
(30%): rói loan chức năng cùa vòi trứng (30%). RỐI loạn chức năng cua vòi
trứng xảy ra do dính vòi trứng sau viêm nhiẻm. Nhiềm trùng lâu câu và
chlamydia là nguyên nhân chính gây nên những rối loạn này. Các nguyên nhân
khác gây nên vô sinh là do bệnh lạc nội mạc tử cung, bất thường về giải phẫu,
các kháng thể chông tinh trùng và một sô' yếu tố khác chưa được biết tới.
Sự mang thai
Ở nửa sau cùa giai đoạn hoàng thế của chu kỳ kinh phôi thường làm tổ ờ
niêm mạc từ cung. Phôi sẽ bắt đầu tạo ra một lượng lớn HCG.Hormon này
kéo dài đời sống của hoàng thể, tiếp tục bài tiết progesteron ngăn cản kinh
nguyệt xuất hiện. Lượng HCG tăng đáng kể trong cơ thể, và xuất hiện trong
nước tiểu (phát hiện bằng xét nghiệm thử thai). Số lượng HCGdo phôi tạo ra
trong cơ the là bao nhiêu hiện nay vẫn chưa biết. Một điều chắc chắn là rau
thai chỉ tiết HCG vào trong máu mẹ, còn nồng độ HCG ờ thai thì rất thấp.
tinh trùng đều cần thiết để tạo ra một cá thể mới.
Vào năm 1830 Prevost và Dumas đã chứng minh là
tinh trùng rất cần thiết cho sự thụ tinh và vào nãm
1841 VonKolliker đã phát hiện ra rằng tinh trùng là
sản phẩm cuối cùng của quá trình phân chia tế bào ờ
trong ống dẫn tinh của tinh hoàn
Vào năm 1878, nghiên cứu về nhiễm sắc thể cùa
Flemmings đã kết luận rằng nhiễm sắc' thể có vai trò
trong quá trình thụ tinh. Vào nãm 1883 Van Beneden
đã phát hiện ra tế bào mầm trường thành (giao tử) có
sổ lượng giảm nhiễm. Van Beneden cũng đã mô tả sự
phân bào giảm nhiễm là một quá trình ưong đó ỉượng
nhiễm sắc thể giảm đi. Cho đến năm 1956 người ta
Trạng thái thu nhò OjaI ngưa móri xác định được số lượng nhiẻm sắc thổ là 46.
trong tinh trùng sẽ phát triển ■
« » _ * ____________A . __________________________- . r i i * ' ♦ t
sau Khi tinh trùng thâm nhập
vào noãn bào.
*
r *
• I
í 1'
í\
Hình 2.1. Lỷ thuyết
trước đảy
) : rH-1 iúì -, :n ) •••
i: Oi.i
.nv/in] lb nt»g tỏa• ị -i.
I * *
í ỉ
Trong hình 2.3 là hình ảnh phân bào giảm nhiễm và phân bào nguyên nhiẻm.
Sư phân bào giám nhiẻm bắt đầu, phân bào nguyên nhiễm cũng vậy với sự
nhân đối cùa nhiẻm sắc thể (nhân đôi sỏ lượng ADN trong đó) và vì vậy thực
tế trở thành 4n. Sự nhân đỏi này có nghĩa là mỗi nhiễm sắc thể nhân đôi vì
vậy tao ra hai nhiễm sắc giông hệt nhau và liên kết với nhau bàng một tâm
động. Trong phân bào nguyên nhiẻm, các nhicm sắc từ phân chia và cả hai tê
bào mới đều là lưỡng bội và mang các đặc điểm di truyền. Trong phân bào
giảm nhiễm các nhiễm sắc tử giống nhau không phân chia ngay lập tức. Các
nhiẻm sắc thể tương ứng sắp xếp thành cặp ở giữa tế bào. Bảy giờ cặp nhiễm
sắc thể tương ứng chứa 4 nhiễm sắc tử. Các nhiễm sắc tử nàv nằm sát cạnh
nhau đến nỗi chúng có thể thay đổi từng phần. Điều này gọi là sự trao đổi
chéo và bằng cách này thông tin di truyền có thể được phân phối lại. Đặc
điểm nổi bật cùa quá trinh phân bào giảm nhiễm đầu tiên là sự phân chia các
cặp nhiễm sắc thể, trong khi phân bào nguyên nhiẻm chỉ phân chia nhiễm
sắc từ mà thôi. Mỗi tế bào mới sẽ nhận một nửa vật liệu di truyền. Vật liệu
• t t • «/ • •
di truyền có thể khác nhau do kết quả của quá trình trao đổi chéo của các
nhánh nhiễm sắc thể. Sự phân bào giảm nhiễm thứ hai về nguyên tắc giông
với phân bào nguyên nhiễm, các nhiễm sắc tử chị em tách ra. Một điểm khác
biệt của phân bào nguyên nhiễm là tạo ra 4 tế bào đơn bội khác nhau do quá
trình trao đổi chéo.
Tầm quan trọng cùa phân bào giảm nhiễm là giữ một số lượng nhiễm sắc thể
hằng định từ thế hệ này sang thế hê khác bằng cách tạo ra các giao tử đem
bội. Kết quả thứ 2 cùa quá trình phân bào giảm nhiễm là sự phân phối nhiễm
sắc thể độc lập giữa các giao tử do hiện tượng trao đổi chéo của nhiễm sắc
thể nên tạo ra sự kết hơp vể vật chất di truyền.
15
Trung gian kỳ sớm
ỉ
2 nhiẻm sắc từ (chi em)
Sự tạo giao tử
Giai đoạn đầu của sinh bào thai, các tế bào mầm nguyên thuỳ di chuyển tới
tuyến sinh dục đang phát triển. Trong trường hợp sinh tinh, các tế bào này
vào trong ông tinh của tinh hoàn. Những tế bào mầm này chưa trưởng thành
gọi là nguyên bào tinh sẽ phát triển bằng cách phân bào nguyên nhiễm.
Nguyên bào tinh nằm dọc bờ ngoài của ông tinh gần với các tế bào đệm, tế
bào Sertoli. Các tế bào Sertoli tạo thành một lớp liên tục trên màng đáy của
ông tinh và kết chắc chắn với nhau qua tế bào kết nối tạo thành một hàng rào
miễn dịch máu tinh hoàn (hình 2.4a).
J J
9
Hinh 2.4«. Ống sinh tinh
Sơ đổ cắt ngang cấu trúc ống sinh tinh.
M: màng đáy.
S: Tế bào Sertoli.
9
C:
Tv
J:
L:
'à z Các
Lỉdn kết
r -
* * t •
T2-TTTÔN
17
Trước tuổi dậy thì, các nguyên bao tinh khòng hoạt dộng. 1 ư tuói dậy thì irở
đi nguyên bào tinh phân chia liên tục băng quá trình phân bào ntỉuvén nhiẻm
tạo nén nhiều tế bào và cung cấp liên tục các tê' bào mới (tinh trùng).
Sự biệỉ hoá vê cấu trúc
Phân bào ' • I
nguyên nhiễm JL • .
V *<ẹri v C y * . -y-h j •; : Nguyên tinh bào
Tình bào cấp 1
Tinh bào cấp 2
Các tinh tử
S ự b *th o á
Sự sinh tinh
• *
i Ù'S<4 » - '
ị ;?i' y'i>
Tinh trùng truởng th è n h
I '1 i! tit'V i
u
Hình 2.5.
s rV o o'S'/'IrB ^ JJÒirY*-í vH'11 i Uịĩ' 'iĩỉ,
Các giai đoạn khác nhau của quá trình sinh tinh
: n i
19
Nộỉ tiết học
Ngoài việc sản sinh giao từ. chức nãng thứ hai cua tinh hoàn la tao ra
hormon sinh due. Trona khi sư sinh tinh xảy ra ờ ồng tinh, tổ chức giữa các
Ỏn2 tinh này chịu trách nhiệm tạo honnon sinh due. androgen tinh hoàn. Tó
chức liên kết này bao gồm các tế bào kẽ gọi là tế bào Leydig. (hình 2.4b).
Sự sản sinh androgen
Hormon tinh hoàn chủ yếu là các steroid androgen, trong đó testosteron
đóng vai trò quan trọng nhất, sau đó là androstenedion. Tinh hoàn cũng sản
xuất một lượng nhò estrogen. Cà tinh hoàn và buồng trứng sản xuất estrogen
và androgen, sỏ lượng khác nhau giữa hai loại hormon này xác dinh sự khác
nhau cùa hai cơ quan. Tinh hoàn sản xuất androgen là chính và buồng trứng
Hormon hướng sinh dục LH và FSH do tuyến yên bài tiết tham gia điều
khiển chức năng của bộ phận sinh dục ở nam và nữ.
Tầm quan trọng của FSH không rõ ràng, người ta cho rằng qua các thụ cảm ở tế
bào Sertoli FSH kích thích sự tạo tinh ở giai đoạn trước tinh bào nguyên thuỷ. Sự
sinh tinh hoàn chỉnh cũng cần testosteron. LH kích thích tế bào Leydig tiết ra
androgen. (Hình 2.6a).
Lòng Ống
Truòng thành
trong mào tinh
. .
í
Giải phóng
t
Sự biến thái
J L
Giảm phân
' r ' ' o
J L ĩấ bào Leydỉg *
Tế bào Sertoh
Hình 2.6a. Sự điều hoà nội tiết tại chỗ trong quá trình sinh tinh
SG: Tình nguyên bào.
SP: Tinh bào.
SD: Tử tinh;
T: Testosteron;
ABP: Protein androgen.
i ,
Vùng dưới đổi tổng hợp chế tiết hormon giải phóng LH/FSH điểu hoà sản
xuất LH và FSH. Tất cả quá trình này được điều khiển nghiêm ngặt bởi hệ
thống phản hồi.
5. ‘ ‘‘ .6
chuyển khoảng 6 mét trong 7-14 ngày.
Ong dản tinh đi lên phía trên bàng quang và ngay trước khi tới tuyến liền liệt
thì lại rộng ra thành một cái bóng, sau đó lại thu nhỏ lại một lần nữa và hợp
với túi tinh tạo thành ống phóng tinh tiếp tục đi vào tiẻn liệt tuyến, (hình
2.7a).
22
I ÚI tinh là một cấu trúc trơn nhẩn dài 5cm, sàn xuất và bài tiêt khoảng 2-3ml
dịch nháy dính. Androgen kiếm tra điều hoà bài tiết dịch này.
1 iền liệt tuyến là một cơ quan cáú tạo bới tổ chức xơ, cơ và tuyên, có hình
hạt dè. kích thước 3 X 4cm. Tiền liệt luyến tiết ra chất dịch nhày trơn, đây là
quá trình làm cho dịch nhày dính cùa túi tinh loãng hem. Sự chuyển đổi
tesiosteron Ihành một androgen mạnh hơn (dihydrotestosteron) cũng xảy ra
ớ tiền liệt tuyến.
Tỉnh dịch
m
Sự xuất tỉnh
Sự kích thích của hệ thần kinh giao cảm gây nên nhu động co bóp các cơ của
mào tinh và ống dẫn tinh. Một lượng nhỏ chất dịch chứa tinh trùng được tích
lại trong mào tinh, ống dản tinh và bóng tinh đi qua ổng phóng tinh tới niệu
đạo tiền liệt (Hình 2.7b). Sau đó túi tinh tiết ra 2-3ml dịch dính, kiềm tính đi
vào niệu đạo tiền liệt tuyến.
Tuyến tiền liệt
Niệu đạo
tiền liệt tuyến
Ống sinh tin
Bóng túi tinh
Túi tinh
Ống phóng tinh
Ống dẫn tinh
Mào tinh
Khi tinh trừng rời khỏi tinh hoàn, chua có khả năng thụ tinh dược mà phải
qua một thời gian trưởng thành ở đường sinh dục nam hoặc nữ.
Hình thái học của tinh ỉrùng
Hai chức năng chính của tinh trùng là cung cấp nhũng bộ nhiễm sắc thể đơn
cho noãn bào và hoạt hoá quá trình phát triển của trứng. Tinh trùng đáp ứng
hoàn hảo cho chức năng nói ưên.
Tinh trùng dài khoảng 50ụm gồm hai vùng có hình thái và chúc nảng riêng
biệt: đầu và đuôi bao quanh bởi mộl màng huyết tương (Hình 2.8).
24
Nhìn nghiêng Nhìn thảng đứng
Cắt ngang
đuôi
— Mitochondria
— Giải trục
(Axial filament
Cưc đấu
Màng tương
(phasma membrane)
Nhân ,
Đầu
Cổ
Đoạn giữa
Đuôi
Hình 2.8. Hình thái của tinh trùng.Tinh trùng bao gồm đắu, cể, đoạn giữa và đuôi
Trong tinh trùng không có các bộ phận như: ribosom, lưới nội mô, thể Golgi.
Các bộ phận này không cần thiết cho chức năng cung cấp ADN cho noãn
bào của tinh trùng. Tinh trùng có một sô' lượng lớn ty lạp thể cung cấp năng
lượng cho hoạt động của đuôi.
Đầu
Đầu bao gồm nhân đơn bào khá đặc. ADN trong nhân không hoạt động và
Hình 2.9. Các giai đoạn của phản ứng cực đầu (acrosome)
Hình bên trái: đầu của tinh trùng còn
nguyên cực đầu.
Hình giữa: màng huyết tương và màng
ngoài cực đầu hoà nhập tạo nên các túi
nhỏ ở trên nhữhg chỗ mỏ của cực đầu để
giải phóng các thành phần chứa trong cực
đầu. Đoạn giữa vẫn còn nguyên.
Hình bén phải: hoàn ỉhành phản ứhg cực
đầu. Đoạn giữa đầu đả qua phản ứtìg cực
đầu và để lộ tất ca màng trong của cực đầu
cùng các men của cực đầu được thoát ra.
C: màng bào tương; AC: cực đáu; A: đoạn
phía trước của đầu.
O: màng ngoài của cực đầu; S: khoang dưới
cực đầu; E: đoạn giữả của đấu. *
I: màng trong của cực đầu; N: nhãn ,
P: vùng sau cực đẩu
F: Vùng xảy ra sự hoà nhập với noãn bèo
26
Tiêu chuẩn của WHO
Mặc dù có sư tiến bộ về xét nghiệm chức năng của tinh trùng, nhung sự phân
tích tinh dịch vẫn là phương pháp chủ yếu nhất quyết định tình trạng sinh
sàn ớ nam giới. Cần thiết phải kiểm tra các tham sô: thể tích, tỷ trọng, tính di
động, hình thái, kháng thể và các tế bào khác. Từ cơ sở các tham sô trên tìm
giới hạn cho phép.
Nãm 1992, Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã hướng dẫn thực hành ở phòng
thí nghiệm mới nhất, nêu lên điều kiện tiêu chuẩn lấy tinh dịch cung cấp cho
phòng thí nghiệm và tiêu chuẩn hoá của qúa trình thí nghiệm.
Kết quá thí nghiệm là xác định các sô liệu: