Béo phì, một vấn đề sức khỏe toàn cầu quan trọng, đang tăng vọt với tốc độ đáng báo động. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) mô tả béo phì là sự dư thừa mỡ cơ thể không lành mạnh ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của một cá nhân. Dữ liệu mới cho thấy trong năm 2016, khoảng 11,1% nam giới từ 18 tuổi trở lên được phân loại là béo phì và 38% thừa cân. Thống kê đáng báo động này ngụ ý rằng gần một nửa dân số nam trên toàn thế giới đang vật lộn với các vấn đề về cân nặng, thừa cân hoặc béo phì. Cả hai điều kiện, được phân biệt bởi sự tích tụ chất béo cao hoặc cực kỳ cao bất thường gây nguy hiểm cho sức khỏe, được phân loại theo chỉ số khối cơ thể (BMI) vượt quá 25 với thừa cân và trên 30 đối với béo phì. Đáng kinh ngạc, nghiên cứu gánh nặng bệnh tật toàn cầu năm 2017 nhấn mạnh rằng mối quan tâm này đã leo thang thành một dịch bệnh, dẫn đến hơn 4 triệu ca tử vong mỗi năm do thừa cân và các vấn đề liên quan đến béo phì.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng sinh sản của nam giới bị ảnh hưởng bởi béo phì. Tuy nhiên, cơ chế chính xác mà béo phì ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nam giới là không chính xác. Một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Basic and Clinical Andrology (Nam học căn bản và lâm sàng) đã kiểm tra các cơ chế cơ bản liên quan đến sự thay đổi tinh trùng liên quan đến béo phì.

Nghiên cứu: Béo phì ở nam giới có liên quan đến sự rút ngắn telomere tinh trùng và biểu hiện mRNA bất thường của các gen liên quan đến tự thực bào (autophagy). 

Nền tảng của nghiên cứu

Chỉ số BMI tăng ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình sinh steroid và sinh tinh. Trong mô mỡ ngoại vi, sự thơm hóa steroid thành estrogen dẫn đến nồng độ estradiol tăng cao, bắt đầu phản hồi ngược (negative feedback) ở cấp độ vùng dưới đồi-tuyến yên, gây ra suy sinh dục thứ phát. Stress oxy hóa và viêm cũng có thể dẫn đến tăng sự phân mảnh DNA của tinh trùng, thay đổi quá trình sinh tinh trùng và chết tế bào theo chương trình (apoptosis) của tế bào mầm.

Stress oxy hóa liên quan đến béo phì gây ra sự thay đổi tinh trùng. Sự gia tăng các loại oxy phản ứng (ROS) cùng với khả năng chống oxy hóa giảm gây ra stress oxy hóa (OS). Sự mất cân bằng này ảnh hưởng đến các chất truyền tín hiệu thứ cấp, cuối cùng có tác động có hại đến chức năng tế bào và các thành phần tế bào. Cần phải mở ra các cơ chế cơ bản kết nối béo phì với các thông số tinh trùng. Thông tin này sẽ hỗ trợ phát triển các biện pháp điều trị hoặc phòng ngừa vô sinh do béo phì ở nam giới.

Telomere là những trình tự lặp lại của DNA ở các đầu mút của nhiễm sắc thể. Chiều dài telomere được sử dụng như một dấu ấn sinh học cho tính toàn vẹn của DNA. Trong các tế bào mầm, telomerase, một phiên mã ngược, được biểu hiện cao, và nó đảm bảo duy trì chiều dài telomere. Béo phì là một yếu tố nguy cơ làm giảm chiều dài telomere. Do đó, điều quan trọng là phải hiểu mối quan hệ giữa sự thay đổi chiều dài telomere tinh trùng (STL) và béo phì.

Cơ chế tự thực bào hiện diện nổi bật trong tinh trùng, có thể bị rối loạn điều hòa thông qua béo phì. Cơ chế này rất cần thiết cho các tế bào vì nó loại bỏ các bào quan bị hư hỏng và cung cấp chất nền năng lượng sinh học cần thiết cho sự sống còn của tế bào. Trong quá trình béo phì, một lượng chất nền năng lượng hạn chế có trong các tế bào và con đường tín hiệu protein kinase được kích hoạt AMP (AMPK) kích hoạt sự tự thực bào để đáp ứng với căng thẳng dinh dưỡng. Một số gen cũng liên quan đến vô sinh nam và béo phì.

Về nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, các mẫu tinh dịch được thu thập từ 32 cá nhân bị béo phì và 32 cá nhân có chỉ số khối cơ thể (BMI) bình thường. Tất cả những người tham gia đều dưới 45 tuổi. Những người tham gia này được chọn trong số những người đến phòng khám sinh sản để đánh giá khả năng sinh sản định kỳ trước khi cố gắng thụ thai.

Những người tham gia được chọn trong nghiên cứu này không có dấu hiệu của hội chứng Klinefelter, giãn tính mạch thừng tinh (varicocele), rối loạn giải phẫu, nhiễm trùng bộ phận sinh dục, vô tinh trùng (azoospermia) và suy sinh dục. Ngoài ra, không ai trong số những người tham gia bị tiểu đường, hút thuốc, uống rượu, đang dùng thuốc hạ cholesterol hoặc có tiền sử giảm cân.

Kết quả nghiên cứu

Béo phì được tìm thấy có liên quan tiêu cực đến khối lượng tinh trùng, khả năng di chuyển tiến triển và tổng số lượng tinh trùng. Ngoài ra, nghiên cứu này cho thấy béo phì làm tăng sự phân mảnh DNA của tinh trùng, tăng mức ROS nội bào và tăng tỷ lệ tinh trùng có nhiễm sắc thể chưa trưởng thành, phù hợp với nghiên cứu trước đây.

Các nghiên cứu trước đây đã nhấn mạnh rằng tính toàn vẹn DNA bị thay đổi ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nam giới và sự phát triển phôi thai. Như đã nêu ở trên, ROS đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra hệ điều hành, ảnh hưởng xấu đến tinh trùng bằng cách làm hỏng các chuỗi DNA đơn và đôi.

Phù hợp với các nghiên cứu trước đây, nghiên cứu hiện tại quan sát thấy rằng béo phì làm giảm khả năng sống sót của tinh trùng bằng cách đẩy nhanh quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Đáng chú ý, tỷ lệ tinh trùng bị apoptosis sớm và hoại tử là tương tự giữa bệnh nhân béo phì và những người có chỉ số BMI bình thường. Do đó, các tác giả cho rằng đây là báo cáo đầu tiên quan sát thấy khả năng tồn tại của tinh trùng thấp hơn ở bệnh nhân béo phì do tỷ lệ apoptosis muộn cao hơn.

Béo phì được tìm thấy có liên quan đến giá trị STL tương đối thấp hơn, dẫn đến rút ngắn telomere tinh trùng. Một mối tương quan nghịch đáng kể giữa STL tương đối và chỉ số phân mảnh DNA (DFI), tuổi, BMI, tỷ lệ tinh trùng có nhiễm sắc thể chưa trưởng thành và mức ROS nội bào đã được quan sát thấy ở những bệnh nhân béo phì. Rút ngắn telomere không liên quan trực tiếp đến béo phì; thay vào đó, nó là kết quả của một cơ chế đa yếu tố. Ví dụ, nồng độ ROS tăng cao liên quan đến béo phì góp phần rút ngắn telomere, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của nam giới.

Trong nhóm đối chứng, STL tương đối được tìm thấy chỉ tương quan nghịch với DFI và mức ROS nội bào. Tuy nhiên, nó không liên quan đến tuổi tác, BMI hoặc tỷ lệ tinh trùng có nhiễm sắc thể chưa trưởng thành. Một sự thay đổi trong các gen liên quan đến tự thực bào, chẳng hạn như AMPKa1, BAX, Beclin1, BCL2 và ULK1, biểu hiện mRNA trong tinh trùng đã được quan sát thấy ở những bệnh nhân béo phì. Một sự điều hòa tăng đáng kể trong biểu hiện mRNA của Beclin1, ULK1 và BCL2 đã được xác định ở những bệnh nhân béo phì. Do đó, rối loạn điều hòa trong biểu hiện mRNA của các gen liên quan đến tự thực bào đã được tìm thấy trong tinh trùng của một bệnh nhân béo phì

Kết luận

Nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng việc tạo ra hệ điều hành, cùng với biểu hiện gen liên quan đến tự thực bào, rối loạn điều hòa, rút ngắn telomere tinh trùng và suy giảm tính toàn vẹn DNA, là nguyên nhân tiềm năng làm giảm khả năng sinh sản của nam giới ở bệnh nhân béo phì. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về sự thay đổi tinh trùng liên quan đến béo phì.

THAM KHẢO:

• Raee, P. et al. (2023) Male obesity is associated with sperm telomere shortening and aberrant mRNA expression of autophagy-related genes. Basic and Clinical Andrology. 33, 13. https://doi.org/10.1186/s12610-023-00188-w, https://bacandrology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12610-023-00188-w

By Dr. Priyom Bose, Ph.D; Bs Lê Đình Sáng (Dịch)