Andrológia

Minél magasabb a spermiumok DNS állományának a fragmentáltsága (töredezettsége), annál alacsonyabb azok termékenyítő képessége. Továbbá, a spermiumok DNS állomány fragmentáltságának magas foka azzal a kockázattal is jár, hogy az általuk megtermékenyített petesejtből fejlődő magzat a terhesség első trimeszterében elhal.

A spermiumokban lévő DNS állomány károsodásának fő kiváltó oka, az ondóban levő fokozott szabadgyök jelenlét. A szabadgyökök származhatnak a húgy-ivarszervek gyulladásakor az ondóban jelenlevő fehérvérsejtektől, környezeti faktorok, dohányzás, bizonyos daganatellenes készítmények hatására és/vagy sugárzás következtében.

A magasan fragmentált DNS tartalmú spermium állomány okozhat sorozatos vetéléseket. Ez a megfigyelés érvényes mind a természetes, mind pedig az asszisztált reprodukciós beavatkozás nyomán létrejött terhességekre is. Ezért a DNS állomány fragmentáltságának jellemzése igen fontos akár a termékenyülés elmaradásánál, akár a sorozatos vetélések jelentkezésekor. A DNS állomány fragmentáltságát a beteg kezelése közben célszerű rendszeresen nyomon követni.

A kezelés elsődlegesen a feltételezett kiváltó ok megszűntetésére kell, hogy fókuszáljon. Pl. a gyulladás csökkentésére, dohányzás mellőzésére, vagy a sugárzó készülékek használatának a mellőzésére. Amennyiben a kezelések nem segítenek és a DNS állomány még mindig magasan fragmentált, meg lehet próbálkozni az ondó minta fagysztás-felovasztás utáni grádiens centrifugálásos tisztításával. Ilyen esetekben ez a módszer eredményre vezethet és asszisztált reprodukciós eljárásra alkalmas, jó minőségű spermiumok nyerhetők.

A vizsgálat során először az ejakulátum makroszkópos adatait (ondó térfogatot, pH értéket, viszkozitást, szín, elfolyósodási időt) értékeljük, majd mikroszkópos vizsgálattal megállapítjuk a spermiumszámot, motilitási (mozgási) és morfológiai (alaki) jellemzőket.

Ez az alapvizsgálat a nemzőképesség megítéléséhez elengedhetetlen, azonban sokszor nem elég még akkor sem ha az eredmények normálisak, hiszen a spermáknak ezen fizikai tulajdonságain túl biológiai és biokémiai jellemzői is jelentős szerepet játszanak a megtermékenyítésben.

A petesejtet (oocyta) laza kötőszövetbe ágyazott, úgynevezett „cumulus” sejtek veszik körül. Ahhoz, hogy a spermium elérje a petesejtet, első lépésként kötödnie kell a kocsonyás kötőszöveti réteghez, majd keresztül kell jutnia rajta. Mechanikai úton, csupán a mozgása által, a spermium erre nem képes. A spermiumok cumulus sejtréteghez való kötödésében a spermiumok fej-részének elején található, sejtmembránban rögzült, fehérjék vesznek részt. Ezeket a fehérjéket hialuronán kötő fehérjéknek hívják (angolul hyaluronan binding proteins-HBP). A HBP-ek mintegy lehorgonyozzák a spermiumokat a cumulus sejtréteg külső felszínén. A kötődés után a spermium olyan enzimeket szabadít fel magából, melyek helyileg feloldják a petesejtet körülvevő kocsonyás réteget, ezáltal a spermiumok számára utat nyitva a petesejt felé. Ha a spermium, fejlődési problémákból kifolyólag, nem képes kötődni a petesejtet körülvevő szöveti állományhoz, nem fog tudni eljutni a petesejtig, következésképp nem is tudja megtermékenyíteni azt. Elmarad a tehesség.

Egy férfi oldali fertilizációs vizsgálat alkalmával nagyon fontos megvizsgálni, hogy a páciens spermiumai képesek-e kötődni a hialuronán gazdag kocsonyás állományhoz és nem éppen ennek hiánya tehető felelőssé a gyermekáldás elmaradásáért.

A spermiumok fent leírt kötödő képességének a méréséhez, úgynevezett HBA (Hyaluronan Binding Assay-HBA) tesztet használnak. A páciens ondó mintájából meghatározott mennyiséget felcseppentenek egy hialuron bevont üveg tárgylemezre és egy bizonyos időn belül megszámolják a hialuronhoz kötödött spermiumok számát. Elvárt, hogy a spermiumok több, mint 80%-a kötődjön a bevont felülethez. Ha a spermiumok ennél kisebb százalékos arányban kötődnek, felmerül annak gyanúja, hogy a gyermekáldás elmaradásáért részben, vagy egészben ez a defektus felelős. Ha a gyanu beigazolódik és egyéb ok ezt nem zárja ki, a párnak még mindig van reménye, hogy gyermekük fog születni. Ehhez viszont a spermiumot direkt kell a petesejtbe injektálni és a korai fejlődési stádiumú embriót (blasztociszta) fogják beülteni a méhbe. Ezt az in vitro fertilizációs eljárást ICSI-nek (Intra Cytoplasmatic Sperm Injection) hívják.

A férfiak kb. 8%-a ellenanyagot termel saját spermiumai ellen. A termelt ellenanyagokat “spermium ellenes antitesteknek” (angolul antisperm antibodies ) hívják. Ebben az autoimmun betegségben szenvedő betegek immunrendszere idegenként ismeri fel a saját spermiumokat és olyan immunglobulin molekulákat termel ellenük, melyek a spermiumok pusztulásához vezetnek (citotoxikusak). A klinikailag/patológiailag jelentős spermium ellenes immunoglobulinok az IgA és az IgG osztályokba tartoznak. Azok a páciensek, akik vagy IgA, vagy együttesen IgA és IgG antitesteket hordoznak, általában nem képesek partnerüket természetes módon termékenyíteni. Mivel a spermium ellenes antitesteket a járulékos ivarmirigyek termelik, ezért az ondó folyadékban és a spermiumok felületén találhatók. A vérplazmában hiányoznak, tehát kizárólag ondó minta analízise révén mutathatók ki.

A spermiumokhoz kötött spermium ellenes antitestek kimutatására leginkább a MAR (Mixed Antiglobulin Reaction) tesztet használják. A spermiumok szuszpenzióját olyan mikro méretű gumi (latex) gyöngyökkel keverik össze, melyek felszínéhez IgG és/vagy IgA ellenes antitesteket kapcsolnak. Ha a spermiumok tartalmaznak spermium ellenes immunoglobulinokat, akkor a gyöngyök kapcsolódnak a spermiumokhoz és kisebb-nagyobb spermium/gyöngy agglomerátumokat hoznak létre.

Ha a spermiumok 10-39 %-a kapcsolódik a gyöngyökhöz, felmerül a gyanu, hogy a termékenyítő képesség hiányáért a spermium ellenes antitestek jelenléte a felelős. Ha a spermiumok több, mint 40%-a kapcsolódik a gyöngyökhöz, akkor a termékenyítő képesség hiánya igen nagy valószínűséggel erre az okra vezethető vissza.

Megjegyzés: A teszt csak akkor végezhető el, ha a minta tartalmaz mozgó spermiumokat. A nagyon alacsony spermium-koncentrációjú vagy alacsony motilitású minták esetében „ál” negatív eredményt kaphatunk!

Az anyagcsere folyamatok során a szervezetben zajló enzimatikus reakciók reaktív, rövid életidejű és töltéssel rendelkező molekulákat termelnek. Ezek az átmeneti molekulák egyrészt szükségesek a szervezet normál (fiziológiás) működéséhez, másrészt túlzott termelődésük patológiás állapot (betegség) kialakulásához vezethet. A reaktív átmeneti molekulák azon részét, melyek oxigénből keletkeznek, reaktív oxigén gyököknek hívjuk (angolul reactive oxigen specients-ROS). ROS-ek mennyisége a szervezetben környezeti hatásra (füst, sugárzás stb.) is növekedhet. A ROS-ek a spermiumok normális fejlődésében (spermatogenezis) is szerepet játszanak. Azonban a túlzott ROS termelés károsítja a spermiumok örökítő anyagát. A károsodás megnyilvánulhat például, a spermiumok DNS állományának töredezettségében. Tehát infertilitási probléma okának kivizsgálása során nagyon fontos a spermiumok ROS tartalmának és százalékos részarányának a meghatározása.

A kvantitatív áramlási citometriára épülő ROS vizsgálat során a spermiumokban kerül meghatározásra a teljes szabadgyök mennyiség. Ezzel szemben az általánosan elterjedt laboratóriumi gyorstesztek az ondó plazmában található ROS-et mutatják ki szemikvantitatív módon (kevés, közepes, sok). A ROS-ek károsító hatásukat a spermiumokban fejtik ki. Így inkább az a fontos, hogy a spermiumok hány százaléka ROS pozitív és a ROS tartalom milyen mértékű, mint azt tudni, hogy az ondó plazma tartalmaz-e ROS-et.

Ahhoz, hogy egy spermium a fej részében tárolt örökítő anyagot a petesejtbe juttassa, az akroszóma rész egy átalakuláson megy keresztül. Ezt az átalakulást akroszóma reakciónak hívjuk. Az akroszóma reakciónak a megfelelő helyen és időben kell bekövetkeznie. A megfelelő hely a petesejt közvetlen környezete. A megfelelő idő: amikor a spermium áthalad a petesejtet körülvevő rétegeken. Ebből az is következik, ha valamely okból kifolyólag az akroszóma reakció más helyen, előbb, vagy egyáltalán nem megy végbe, termékenyülés/termékenyítés nem következik be.

A teszt során, frissen leadott ondó mintából elkülönítik a spermiumokat, majd mesterségesen olyan körülményeket teremtenek, amelyekkel a spermium a női ivarszervekben való vándorlásakor találkozik. Ez az akroszóma reakciót megelőző, úgynevezett kapacitációs szakasz. A kapacitáció során a spermium felkészül az akroszóma reakcióra. A kapacitációs szakasz után a mintákat kétfelé osztják. A minták egyik felét nem kezelik semmivel (nem stimulált), a másik felét olyan anyaggal kezelik (stimulálják), amelyik a spermiumokban mesterségesen kiváltja az akroszóma reakciót.

Ha idő előtti akroszóma reakciót mutató spermiumok aránya magas, vagy az indukció hatására kevés az akroszóma reakciót mutató spermium, akkor az asszisztált reprodukciós eljárások közül az inszeminálás és az in vitro fertilizáció (IVF) alkalmazása nem fog eredményre vezetni. Eddig sajnos nem írtak le olyan kezelési módot, amellyel a férfiak ivarszerveiben célzottan helyre lehetne állítani az elégtelen akroszóma reakcióra való hajlamot. Amikor a meddőség oka bizonyítottan az elégtelen akroszóma reakció, akkor kezelés helyett az in vitro asszisztált reprodukciós módszerekhez kell folyamodni. Ezek közül is az intracitoplazmatikus injektálással járó módszerek vezetnek leginkább eredményre (ICSI és PICSI).