Oxidative stress là gì Update 10/2024

Stress oxi hóa hay mất cân bằng oxi hóa (oxidative stress, viết tắt là OS) là hậu quả của sự mất cân bằng giữa sự hình thành các gốc tự do có oxy (Reactive oxygen species, viết tắt là ROS) và cơ chế kháng oxy hóa của cơ thể. OS được xem là có liên quan đến nguyên nhân của nhiều bệnh lý ở người như xơ vữa động mạch, ung thư, tiểu đường, tổn thương gan, thấp khớp, đục thủy tinh thể, rối loạn thần kinh trung ương, thần kinh vận động, Parkinson, hiếm muộn, bệnh lý phụ khoa, bệnh lý trong thai kỳ… Bài viết này trình bày ảnh hưởng của OS lên hệ sinh sản người và các vấn đề liên quan.

Bạn đang xem: Oxidative stress là gì

OS VÀ SINH SẢN NAM GIỚI

Trong các nguyên nhân vô sinh nam, OS được xem là một trong những tác nhân quan trọng và được nghiên cứu rất nhiều trong những năm gần đây. Giống như nhiều loại tế bào sống hiếu khí khác, tinh trùng liên tục tiếp xúc với môi trường cân bằng liên quan đến oxy. Oxy rất cần thiết để tế bào tồn tại và ROS ở nồng độ sinh lý là cần thiết để duy trì chức năng bình thường của tế bào. Ngược lại, nếu các sản phẩm phụ của oxy như ROS tăng cao lại là nguy cơ gây ảnh hưởng đến chức năng và sự tồn tại của tế bào. ROS thường tồn tại dưới dạng các gốc tự do như: ion hydroxyl, superoxide, hydrogen peroxide, peroxyl radical và hypochlorite ion.

ROS trong tinh dịch

Mặc dù ROS với hàm lượng đủ cao được chứng minh là độc hại cho tinh trùng, ROS nồng độ thấp rất cần thiết để tinh trùng có khả năng thụ tinh. ROS có vai trò trong nhiều hiện tượng quan trọng để giúp tinh trùng có khả năng thụ tinh noãn như: phản ứng cực đầu, tăng hoạt tinh trùng, tăng di động, khả năng hóa, tương tác giữa tinh trùng và noãn.

Bản thân các thành phần tinh dịch người là một nguồn tạo ROS quan trọng ảnh hưởng đến tinh trùng. Bạch cầu và chính tinh trùng, đặc biệt là các tinh trùng non và tinh trùng dị dạng, là những tế bào đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành ROS.

Cấu trúc tinh trùng có nhiều ty thể để đảm bảo tạo năng lượng cho việc di chuyển của tinh trùng. Nếu chức năng của ty thể bị rối loạn, có thể làm gia tăng sản xuất ROS trong tinh dịch. Bạch cầu trong tinh dịch cũng là tác nhân tạo ROS quan trọng. Sự xuất hiện của bạch cầu trong tinh dịch, mặc dù rất ít, cũng có thể làm suy giảm chức năng tinh trùng.

Ảnh hưởng của OS lên tinh trùng

Tất cả các thành phần của tế bào như lipid, protein, glucid và acid nucleic đều có thể là mục tiêu của OS. Các tổn thương do OS tạo ra không chỉ phụ thuộc vào bản chất và nồng độ ROS mà còn phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc và các yếu tố bên ngoài khác. Lipid là thành phần dễ bị tổn thương nhất và thành phần quan trọng của màng tế bào. Do đó, OS gây tổn thương màng tế bào tinh trùng và gây ảnh hưởng nhiều đến chức năng của tinh trùng như khả năng di động, tiếp xúc và hòa màng với noãn trong qua trình thụ tinh.

OS có thể làm tổn thương DNA của tinh trùng. Hai yếu tố quan trọng để bảo vệ DNA tinh trùng khỏi OS là (1) DNA tinh trùng được bao bọc bởi các protein bảo vệ đặc biệt và (2) các chất kháng oxi hóa (antioxidants) trong tinh dịch. ROS nồng độ cao có thể phá vỡ các cơ chế bảo vệ này và gây tổn thương DNA tinh trùng. OS có thể làm gảy các chuỗi đơn và chuỗi kép DNA, gây đột biến gen, qua đó là giảm chất lượng của tinh trùng. Nếu tổn thương DNA nhẹ, tinh trùng có thể tự phục hồi và bản thân noãn cũng có khả năng chỉnh sửa các tổn thương trên DNA tinh trùng sau thụ tinh. Tuy nhiên, nếu DNA tổ thương nặng, phôi có thể phát triển bất thường hoặc ngưng phát triển. Nhiều nghiên cứu cho thấy nếu tổn thương DNA tinh trùng nhiều sẽ làm giảm khả năng thụ tinh, giảm tỉ lệ phôi phân chia và chất lượng phôi khị thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm (TTTON). Nhiễm sắc thể Y bị tổn thương bởi OS có thể dẫn đến mất đoạn nhỏ trên nhiễm sắc thể này và dẫn đến vô sinh nam ở thế hệ sau. Tổn thương DNA do OS còn gây tăng hiện tượng chết theo chương trình (apoptosis) của tinh trùng.

OS có thể gây vô sinh nam theo 2 cơ chế: (1) gây tổn thương màng tinh trùng, do đó làm giảm khả năng di động và khả năng thụ tinh của tinh trùng; (2) gây tổn thương DNA của tinh trùng dẫn đến giảm khả năng thụ tinh và ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi sau khi thụ tinh. Do đó, ROS có thể làm giảm khả năng sinh sản của nam giới, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của phôi và thai nhi sau này.

Giãn tĩnh mạch thừng tinh (GTMTT) có thể liên quan đến khoảng 15% các trường hợp vô sinh. Ở các trường hợp GTMTT, người ta thấy ROS tăng cao trong huyết thanh, trong tinh hoàn và tinh dịch. Đây có thể là nguyên nhân gây rối loạn chức năng tinh trùng của GTMTT. Một nghiên cứu đã tìm thấy mối liên hệ giữa nồng độ ROS và mức độ GTMTT. Các chất kháng oxi hóa cũng giảm trong các trường hợp GTMTT. Ngoài ra, người ta thấy rằng phẫu thuật GTMTT làm cải thiện các hoạt động kháng oxi hóa và có thể giúp cải thiện chất lượng tinh trùng.

Khói thuốc lá chứa khoảng 4000 hợp chất, trong đó có nhiều chất là ROS và các gốc tự do chứa nitơ. Nhiều nghiên cứu cho thấy hút thuốc lá nhiều có thể dẫn đến tổn thương DNA tinh trùng, giảm khả năng di động và số lượng tinh trùng.

Để đánh giá mức độ OS, có thể đo nồng độ ROS trong tinh dịch. Nhiều phương pháp đo ROS được nghiên cứu. Hiện nay, phương pháp đo phổ biến, chi phí thấp và độ tin cậy cao là phương pháp phát quang hóa học (chemiluminescence). Phương pháp này có thể giúp định lượng được cả ROS nội bào và ngoại bào. Năm 2012, Trung tâm nghiên cứu Di truyền và Sức khỏe sinh sản (CGRH) và Phòng thí nghiệm tế bào gốc của Đại học tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia TPHCM đã triển khai nghiên cứu đầu tiên ở Việt nam nhằm thiết lập qui trình định lượng ROS trong tinh dịch và tinh trùng sau lọc rửa bằng phương pháp phát quang hóa học.

Vai trò của kháng oxi hóa (antioxidants) trong điều trị bất thường tinh trùng

ROS có vai trò sinh lý trong hoạt động bình thường của tinh trùng, nhưng có thể gây độc cho tinh trùng nếu ở nồng độ cao. Khả năng tự phục hồi của tinh trùng đối với các tổn thương của OS là rất thấp. Do đó, việc sử dụng các chất kháng oxi hóa (antioxidants) trong điều trị nhằm làm giảm tác động của OS lên trùng, qua đó phục hồi chức năng của tinh trùng được nghiên cứu rất nhiều trong những năm gần đây.

Các chất khác oxy hóa (antioxidant) có thể có tác động làm sạch và loại trừ tác động của ROS thông qua việc ức chế sự hình thành và đối kháng với các tác động của ROS. Việc sử dụng antioxidant có thể có tác động cải thiện số lượng và chất lượng tinh trùng. Đã có rất nhiều nghiên cứu đánh giá hiệu quả của antioxidant lên việc giảm ROS, cải thiện số lượng và chất lượng tinh trùng, qua đó tăng khả năng thụ tinh của tinh trùng và có con của nam giới.

Xem thêm: đầu Số 077 Là Mạng Gì, Liệu Có Phải Là đầu Số Xấu

Ross và cộng sự (2010) phân tích kết quả của 17 nghiên cứu ngẫu nhiên có nhóm chứng, trên tổng cộng 1665 bệnh nhân, đánh giá hiệu quả của antioxidants. Dữ liệu cho thấy 14/17 nghiên cứu chứng minh có sự cải thiện về tinh trùng và tỉ lệ có thai khi sử dụng antioxidants. Tuy nhiên, các tác giả cũng cho rằng kết quả là chưa ổn định, các phác đồ điều trị chưa thống nhất, phương pháp và cỡ mẫu các nghiên cứu chưa mạnh.

Gharagozloo và Aiken (2011) phân tích kết quả của 20 nghiên cứu đánh giá hiệu quả của antioxidants. Các nghiên cứu này được chọn lọc từ trên 60 nghiên cứu được tìm thấy trên Medline. Tổng cộng 19 trên 20 nghiên cứu cho kết quả antioxidants giúp giảm nồng độ ROS và giảm tổn thương DNA tinh trùng. Các tác giả cho thấy hầu hết các nghiên cứu trên đều cho thấy cải thiện về tinh trùng, đặc biệt là tỉ lệ di động. Tuy nhiên, dữ liệu từ phân tích này chưa đủ để cho thấy hiệu quả trên cải thiện tỉ lệ có thai.

Gần đây nhất, một phân tích gộp về hiệu quả của antioxidants trong điều trị vô sinh nam của Showell và CS. (2011) được công bố trên thư viện Cochrane. Phân tích trên tổng hợp kết quả của 34 nghiên cứu trên 2876 trường hợp bổ sung antioxidant cho các trường hợp thực hiện kỹ thuật hỗ trợ sinh sản. Kết quả cho thấy antioxidant bổ sung trong các trường hợp thực hiện hỗ trợ sinh sản do vô sinh nam giúp tăng tỉ lệ có thai trên 4 lần. Antioxidants cũng giúp tăng tỉ lệ sinh sống trên các trường hợp vô sinh nam thực hiện kỹ thuật hỗ trợ sinh sản lên hơn 4 lần. Nghiên cứu kết luận bổ sung antioxidant có thể giúp tăng tỉ lệ có thai và tỉ lệ sinh sống khi thực hiện kỹ thuật hộ trợ sinh sản do vô sinh nam. Các tác giả cũng đề nghị cần những nghiên cứu lớn hơn để khẳng định kết quả và so sánh hiệu quả của các antioxidant khác nhau.

Các antioxidants được sử dụng phổ biến trong các nghiên cứu hiện nay bao gồm: vitamin C, vitamin E, Kẽm, Selenium, Acid folic, Carnitine, Astaxanthin, N-acetyl cysteine. Các báo cáo sử dụng các antioxidants đơn lẻ hoặc phối hợp với các phác đồ khác nhau, thời gian điều trị khác nhau (hầu hết là từ 3-6 tháng).

Tóm lại, nhiều nghiên cứu về việc sử dụng các antioxidants trong điều trị vô sinh nam do bất thường tinh trùng cho thấy antioxidant có thể nhiều tác động có lợi bao gồm:

– Giảm ROS, giảm tổn thương tinh trùng

– Cải thiện các chỉ số tinh trùng

– Tăng khả năng có thai khi điều trị vô sinh nam

– Tăng khả năng có thai và khả năng sinh sống khi bổ sung trong các trường hợp vô sinh nam thực hiện hỗ trợ sinh sản

Hiện nay, tỉ lệ bất thường tinh trùng có khuynh hướng ngày càng tăng do nhiều nguyên nhân khác nhau. Tuy nhiên, nguyên nhân cụ thể khó xác định và không có biện pháp điều trị đặc hiệu. Trong bối cảnh đó, antioxidants với các hiệu quả nhất định và chi phí điều trị phù hợp, đang trở thành điều trị phổ biến nhất hiện nay cho vô sinh nam do bất thường tinh trùng.

OS và sinh sản nữ

OS trong sinh lý sinh sản tự nhiên

Quá trình phát triển, chọn lọc của nang noãn và trưởng thành của noãn ở buồng trứng hàng tháng có sự tác động của ROS và các antioxidants. Trong đó, ROS kích thích sự chọn lọc nang noãn, nhưng antioxidants có xu hướng ức chế. Ngược lại antioxidants có vai trò kích thích noãn hoàn tất giảm phân sau khi thụ tinh. Tác động của ROS và antioxidants lên buồng trứng khá phức tạp. Tăng ROS có thể làm giảm máu nuôi buồng trứng và dẫn đến tổn thương mô buồng trứng.

Các cặp vợ chồng hiếm muộn chưa rõ nguyên nhân có thể có ROS tăng cao hơn so với người bình thường. Nghiên cứu sử dụng antioxidants cho các trường hợp vô sinh không rõ nguyên nhân cho thấy antioxidants có thể giúp tăng khả năng có thai ở những trường hợp này.

Đối với phụ nữ có thai, ROS và antioxidants có vai trò quan trọng khác nhau trong sự phát triển của thai kỳ, đặc biệt trong 3 tháng đầu và 3 tháng giữa. Đây là các giai đoạn chịu ảnh hưởng nhiều nhất của mức độ OS, mặc dù mức độ ROS sinh lý ở 3 tháng đầu và 3 tháng giữa là khác nhau.

Ở phụ nữ lớn tuổi, số lượng nang noãn và chất lượng noãn giảm nhanh. ROS có vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự lão hóa của buồng trứng. Các nghiên cứu mô tả trên y văn cho thấy OS thường tăng kèm với sự gia tăng của mỡ trong máu và tích tụ mỡ trong cơ thể ở phụ nữ lớn tuổi. Các yếu tố này góp phần quan trọng làm tăng nguy cơ bệnh tim mạch ở phụ nữ mãn kinh. Một số nghiên cứu cho thấy điều trị nội tiết thay thế có thể làm gia tăng hoạt động của các antioxidants và giúp làm giảm OS ở phụ nữ mãn kinh.

OS trong các bệnh lý hệ sinh sản

Một số nghiên cứu phát hiện các phụ nữ bị lạc nội mạc tử cung (LNMTC) có tăng nhạy cảm đối với OS. Sự phát triển của các tế bào LNMTC có thể gia tăng nếu nồng độ ROS tăng. Một giả thuyết cho rằng ROS tăng trong LNMTC có thể góp phần làm giảm chất lượng noãn và phôi đồng thời tạo một môi trường bất lợi cho tinh trùng. Điều này có thể là một phần nguyên nhân gây giảm khả năng sinh sản ở bệnh nhân LNMTC. Nồng độ một số antioxidants cơ bản cũng giảm trong dịch phúc mạc của bệnh nhân LNMTC. Chế độ ăn thiếu các antioxidants cũng được chứng minh có liên quan đến bệnh LNMTC. Một nghiên cứu thực nghiệm trên động vật cho thấy bơm melatonin (antioxidant mạnh) vào ổ bụng có thể làm các sang thương LNMTC thoái triển. Nhiều nghiên cứu đi tìm mối quan hệ giữa mức độ OS, chế độ ăn có nhiều antioxidants với sự khởi phát và tiến triển của LNMTC.

Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy hội chứng buồng trứng đa nang (PCOS) cũng liên quan đến giảm nồng độ antioxidants và OS. Kết quả này cũng phù hợp với các giả thuyết về bệnh nguyên của PCOS về vai trò của yếu tố môi trường bên ngoài. Với xu hướng này, việc sử dụng antioxidants có thể giúp dự phòng hoặc cải thiện các triệu chứng của PCOS.

Dữ liệu y văn cho thấy OS cũng có liên quan với sẩy thai sớm trước 9 tuần. Tăng OS trong bánh nhau cũng liên quan đến sẩy thai muộn sau 10 tuần. Một số nghiên cứu cho thấy bổ sung antioxidants có thể giúp dự phòng sẩy thai. OS và tăng ROS cũng có mối liên quan mật thiết với tiền sản giật, thai chậm phát triển trong tử cung, sinh non.

Xem thêm: Stock Solution Là Gì – Tra Từ ‘Stock Solution’

Tóm lại, tăng ROS dẫn OS có thể góp phần gây lão hóa buồng trứng, giảm khả năng sinh sản và nhiều bệnh lý ở hệ sinh sản phụ nữ. OS được chứng minh có vai trò trong nhiều bệnh lý sản phụ khoa như lạc nội mạc tử cung, hội chứng buồng trứng đa nang, sẩy thai, thai kém phát triển, tiền sản giật và sinh non (hình 1) … Các tác động của môi trường sống hiện nay có thể là nguyên nhân quan trọng gây tăng ROS và dẫn đến OS. Việc bổ sung antioxidants phù hợp là một hướng điều trị quan trọng có thể giúp dự phòng và giảm các tác động của OS lên hệ sinh sản ở phụ nữ.

Tài liệu tham khảo

Chuyên mục: Hỏi Đáp