Dr n. med. Marek Derkacz, MBA

Problemy z płodnością? Koniecznie oceń fragmentację chromatyny plemnikowej!

Dr n. med. Marek Derkacz

Opublikowano 04 sierpnia 2022, 03:33

Fot. arch. red.
Dr n. med. Marek Derkacz

Opublikowano 04 sierpnia 2022, 03:33

Szacuje się, że wśród przyczyn problemów z zajściem w ciążę czynnik męski stanowi około 50% przypadków. Podstawowym badaniem diagnostycznym zlecanym w takiej sytuacji jest badanie ogólne nasienia (spermiogram). Ocena prawidłowo wykonanego badania pozwala określić zdolności rozrodcze mężczyzny, a w razie problemów z płodnością ułatwia ustalenie ich przyczyny oraz rozpoczęcie skutecznego leczenia.

Warto pamiętać, by przed badaniem diagnozowany mężczyzna zachował wstrzemięźliwość płciową przez okres od 3 do 5 dni. Zbyt krótki czas abstynencji może zafałszować wyniki, czego efektem może być obniżenie koncentracji plemników w analizowanej próbce nasienia.


Z kolei zbyt długi okres powstrzymywania się od ejakulacji skutkować może obniżeniem żywotności plemników. Zaleca się, aby przez okres przynajmniej 3-5 dni przed badaniem mężczyzna nie spożywał alkoholu, z uwagi negatywny wpływ etanolu na spermatogenezę. W przypadku antybiotykoterapii i wystąpienia gorączki >38 C zalecane jest wykonanie badania nasienia dopiero po upływie 14 dni od zakończenia terapii.

Nierzadko zdarza się, że mężczyzna mający prawidłowe wyniki podstawowych parametrów nasienia nie może zostać ojcem, a potencjalne przyczyny niepłodności leżące po stronie jego partnerki zostały wykluczone. Wówczas niezbędna staje się ocena chromatyny plemnikowej (składającej się m.in. z DNA plemników i białek) Badanie to odzwierciedla m.in potencjał rozrodczy każdego mężczyzny. Część lekarzy zajmujących się leczeniem zaburzeń płodności ocenę fragmentacji chromatyny zleca dość późno, bo dopiero po latach bezowocnych starań o ciążę lub po kolejnym, często trzecim lub dopiero czwartym poronieniu.

Diagnostykę zaburzeń płodności u mężczyzn rozpoczyna się zwykle od zlecenia prawidłowego wykonania oraz analizy uzyskanego spermiogramu. Badanie to odnosi się jednak jedynie do podstawowych parametrów nasienia, pomijając jego najważniejszy element, którym jest DNA plemników. Jak się szacuje, nawet u 10-15% nieposiadających potomstwa mężczyzn występują zmiany w materiale genetycznym plemników, natomiast podstawowe parametry nasienia, takie jak ilość plemników w mililitrze, ich morfologia czy ruchliwość są prawidłowe.

Ważnymi testami o wysokiej wartości prognostycznej są właśnie testy oceniające stopień uszkodzenia (fragmentację) chromatyny plemnikowej, mającej istotny wpływ na zdolność rozrodu.

Odpowiedzmy sobie zatem, czym jest chromatyna plemnikowa i gdzie się dokładnie znajduje? Chromatyna plemnikowa zlokalizowana jest na chromosomach zlokalizowanych w jądrze komórkowym plemnika.

Stanowi ona m.in. połączenie materiału genetycznego plemnika z różnymi białkami jądrowymi. Prawidłowa organizacja chromatyny umożliwia przekazywanie informacji genetycznej kolejnym pokoleniom.

Warto wspomnieć, że badanie fragmentacji chromatyny plemnikowej nie jest badaniem pozwalającym na ocenę pojedynczych mutacji, natomiast umożliwia ocenę jej struktury, a więc tego, czy jest ona prawidłowo zorganizowana i czy jej nici nie są zniszczone. Nawet pojedyncze uszkodzenie może uniemożliwić prawidłowe przekazywanie informacji genetycznej, a w konsekwencji prawidłowy rozwój zarodka.

Chromatyna plemnikowa nie jest oceniana w preparacie bezpośrednim w trakcie ogólnego badania nasienia, a w odrębnym badaniu. Ocena jej integralności wskazuje na stopień ewentualnych uszkodzeń DNA plemników, co pozwala oszacować zdolność męskich gamet do zapłodnienia.

Za nieprawidłowości fragmentacji DNA plemników mogą odpowiadać mutacje genów oraz zaburzenia chromosomów powstałe na etapie spermatogenezy, czyli procesu tworzenia plemników.

Zwykle nieprawidłowe wyniki badania nasienia lub obecność w nim dużej liczby leukocytów powinny skłonić lekarzy do oceny fragmentacji chromatyny plemnikowej. Celem badania jest m.in. sprawdzenie, czy przyczyną nieprawidłowości budowy i ruchliwości są zaburzenia genetyczne.

Obecne w nasieniu leukocyty produkują wolne rodniki tlenu - tzw. ROS, które uszkadzają DNA plemników. Do uszkodzeń chromatyny plemnikowej dochodzi również u mężczyzn palących papierosy, co powinno stanowić dla palących mężczyzn, którzy naprawdę marzą o ojcostwie - świetny argument do rezygnacji z nałogu.

Diagnozując parę, która ma za sobą co najmniej dwunastomiesięczny okres bezowocnych starań o ciążę lub przynajmniej jedno poronienie w wywiadzie - aktualnie zawsze zalecam wykonanie tego badania. Koszt badania to wydatek rzędu kilkuset złotych, jest on uzależniony m.in. od użytej metody diagnostycznej.


Zdarza się, że w badaniu ogólnym nasienia przyszły tata ma prawidłowe parametry. Jednak, jak już wiemy nie możemy mieć pewności, że prawidłowe parametry nasienia odzwierciedlają dobrą jakość chromatyny plemnikowej.

Okazuje się bowiem, że około 15%, do jak podają nawet inne źródła - 20% naszych pacjentów z dobrym spermiogramem ma nieprawidłowości dotyczące chromatyny plemnikowej. A więc problem tego typu dotyczyć może nawet co piątego mężczyzny, który być może wraz z partnerką otrzymali już etykietkę „niepłodności idiopatycznej”, czyli niepłodności o ...nieznanej przyczynie.

U większości diagnozowanych mężczyzn nie obserwujemy ścisłej zależności pomiędzy jakością nasienia określaną w badaniu ogólnym a wynikami badania chromatyny plemnikowej. Oznacza to, że może mieć miejsce sytuacja dokładnie taka, jak ta opisana wcześniej - a więc prawidłowe nasienie w badaniu ogólnym i nadmiernie pofragmentowana chromatyna plemnikowa.

Zdarzyć się również może, że pacjent, który ma niezadowalające wyniki spermiogramu, ma prawidłową fragmentację chromatyny.

Wyjątek stanowią mężczyźni z oligozoospermią, czyli zbyt małą liczbą plemników w nasieniu. W ich przypadku rzeczywiście możemy zaobserwować tendencję do narastania stopnia fragmentacji chromatyny plemnikowej, czyli pogarszania się jakości DNA plemników postępującym wraz z obniżającą się liczbą plemników określaną w kolejnych spermiogramach.

Co ciekawe, plemniki z dużym stopniem fragmentacji chromatyny, czyli wysokim stopniem uszkodzeń DNA, mogą być zdolne do zapłodnienia komórek jajowych. Jednak rozwój takich zarodków może zostać zahamowany jeszcze przed ich implantacją. Natomiast jeśli dojdzie do implantacji takiego zarodka, to prawdopodobieństwo wczesnego poronienia lub powstania choroby genetycznej u dziecka będzie bardzo wysokie.

Co więcej, wyniki niektórych badań eksperymentalnych potwierdzają tezę, że wysokie wartości fragmentacji DNA plemników mogą prowadzić do zwiększonego ryzyka rozwoju nowotworów i zmniejszenia długowieczności potomstwa. Tak więc, czym większa fragmentacja DNA, tym niestety mniejsza szansa na dłuższe życie.

Pary starające się o dziecko, które są pod kontrolą lekarza, już na początku swoich starań powinny być informowane, że oprócz ogólnego badania nasienia mogą wykonać dodatkowe badania, a jednym z nich jest test fragmentacji chromatyny plemnikowej, mający na celu sprawdzenie, czy materiał genetyczny plemników nie jest uszkodzony.

Wiedza ta jest niezwykle istotna, ponieważ uszkodzone DNA plemników jak przed chwilą wspominałem zmniejsza szansę na zapłodnienie, zaś jeśli do niego dojdzie, może ono być przyczyną wystąpienia nieprawidłowości we wczesnym stadium rozwoju zarodka. Wraz ze wzrostem stopnia fragmentacji DNA plemników rośnie również ryzyko poronień oraz przeniesienia wad genetycznych na dziecko.

Wśród metod diagnostycznych używanych celem oceny fragmentacji chromatyny plemnikowej wyróżnia się:

- ocena chromatyny plemnikowej metodą mikroskopową, umożliwiająca ocenę liczby plemników z pofragmentowaną chromatyną - tzw. test SCD (ang. Sperm Chromatin Dispersion):

Diagnostyki chromatyny plemnikowej metodą SCD dokonujemy na podstawie wartości procentowego odsetka plemników zawierających pofragmentowaną chromatynę, gdzie poszczególne wartości SCD oznaczają:

>30% - wysoki poziom uszkodzeń chromatyny plemnikowej (bardzo niski potencjał płodności);
15-30% - średni poziom uszkodzeń chromatyny plemnikowej (niski potencjał płodności);
<15% - niski poziom uszkodzeń chromatyny plemnikowej (dobry potencjał płodności).

- ocena struktury chromatyny plemnikowej wykonywana przy użyciu techniki cytometrii przepływowej tzw. SCSA (ang. Sperm Chromatin Structure Assay).

Osoby, które korzystały z diagnostyki przy użyciu tej metody otrzymują wynik przedstawiający m.in. odsetek plemników z uszkodzeniami struktury DNA - tzw. fragmentacją DNA (ang. DNA fragmentation Index- DFI) oraz odsetek plemników o niedojrzałej chromatynie, określany skrótem HDS (ang. High DNA Stainability). Za wynik prawidłowy uznaje się nasienie w którym odsetek plemników o niedojrzałej chromatynie nie przekracza 15% (NORMA: HDS < 15%).

W interpretacji wyników biorącymi pod uwagę DFI posługujemy się przedziałami procentowymi, w przypadku których:

DFI <15%oznacza wynik prawidłowy. Nasienie posiada bardzo dobry potencjał do zapłodnienia.;
DFI w zakresie 15-24% – oznacza dobry potencjał do zapłodnienia;
DFI w zakresie 25-30% – uznawane jest za mające umiarkowany/zadowalający potencjał do zapłodnienia.

DFI > 30% oznacza wynik nieprawidłowy.

Mężczyzna, którego DFI przekracza 30%, ma ponad 30% plemników posiadających defekty genetyczne, co interpretuje się jako bardzo niski lub wręcz zerowy potencjał do zapłodnienia.

W ocenie specjalistów zajmujących się diagnostyką leczenia niepłodności - fragmentacja chromatyny plemnikowej jest ważnym czynnikiem w etiologii zaburzeń męskiej płodności. Jej znaczenie w przypadku określania potencjału płodności uważane jest za silniejsze, niż znaczenie pozostałych parametrów nasienia, określanych w standardowym spermiogramie.

Mężczyźni u których w badaniu występuje wysoki poziom fragmentacji DNA mają z oczywistych względów mniejsze szanse na naturalne poczęcie dziecka, jak również na zakończone sukcesem procedur rozrodu wspomaganego – takich jak inseminacja wewnątrzmaciczna i techniki zapłodnienia in vitro.

To do nas - lekarzy zajmujących się leczeniem zaburzeń płodności należy obowiązek informowania pacjentów o znaczeniu i przydatności badania, którym jest ocena fragmentacji chromatyny plemnikowej.

Dlaczego warto wykonać badanie chromatyny plemnikowej?

Główną przyczyną uszkodzeń plemnikowego DNA jest stres oksydacyjny. Wiemy również, które z czynników przyczyniają się w mniejszym lub większym stopniu do wzrostu natężenia stresu oksydacyjnego. Tak więc mając świadomość zbyt dużej fragmentacji chromatyny plemnikowej i wprowadzając odpowiednie postępowanie i próbując skłonić naszych pacjentów do modyfikacji trybu życia możemy zwiększyć ich szansę na naturalne poczęcie dziecka lub zakończone sukcesem techniki rozrodu wspomaganego.

Do uszkodzenia materiału DNA plemników dochodzi zazwyczaj na etapie spermatogenezy, dojrzewania gamet lub później, pod wpływem działania niekorzystnych czynników, na przykład - stresu oksydacyjnego. Wiele czynników, które zostały powiązane ze zmniejszeniem płodności męskiej, zostało obecnie związanych ze wzrostem wskaźnika fragmentacji DNA plemników (DFI). Zbyt duża fragmentacja chromatyny plemnikowej, czyli uszkodzenia DNA plemników częściej występują w grupach mężczyzn:

- którzy ukończyli 45 rok życia

- z nadwagą i/lub otyłością (wysoki wskaźnik BMI, dodatnio koreluje ze stopniem fragmentacji DNA plemników)

- prowadzących siedzący tryb życia

- mających nieprawidłową dietę, zwłaszcza ubogą w antyoksydanty

- palących tytoń i sięgających po inne uznane powszechnie za szkodliwe używki i/lub narkotyki

- chorujących na choroby przewlekłe, szczególnie cukrzycę

- mających żylaki powrózka nasiennego

- chorujących na zakażenia układu moczowo-płciowego, szczególnie wywołane przez Chlamydia Trachomatis i Mycoplasma Sp.

(Leukocytospermia jest związana m.in. z produkcją wolnych rodników tlenowych (ROS) uszkadzających plemniki oraz z wzrostem stężenie niedojrzałych komórek rozrodczych).

- noszących obcisłą bieliznę

- narażonych na wysokie temperatury.

Szkodliwie mogą działać wszelkie czynniki, mogące zwiększać temperaturę w mosznie. Wśród nich wymienia się:

gorączkę, kąpiele w zbyt ciepłej wodzie, kąpiele w jacuzzi, zbyt ciasną bieliznę, wnętrostwo itd.

- narażonych na ekspozycję sztucznych pól elektromagnetycznych (PEM), szczególnie tych o dużym natężeniu. (m.in. generowanych przez smartphony oraz inne urządzenia bezprzewodowe).

Szczególnie niebezpieczne dla przyszłej płodności dzieci mogą być: np. urządzenia korzystające z technologii bezprzewodowej generujące PEM o dużym natężeniu.

Nie trzeba być specjalistą leczenia niepłodności, czy naukowcem, aby wyobrazić sobie, jaki wpływ w przyszłości na dziecięce gonady mogą mieć m.in. tablety z włączonym WiFi, beztrosko trzymane codziennie, często przez wiele godzin w niedalekiej odległości od narządów płciowych.

Niestety w szkołach brakuje edukacji, dzięki której można by ustrzec dzieci i młodzież przed zbliżającą się pandemią niepłodności, którą już za kilkanaście lat wieszczą nam niektórzy specjaliści medycyny rozrodu.

Edukacji i wyobraźni brakuje również niektórym rodzicom, którzy nie reagują, gdy ich dziecko godzinami trzyma tablet z włączonym Wi-Fi na kolankach.

Duże obawy lekarzy zajmujących się medycyną rozrodu budzi obecnie m.in. wpływ technologii 5G. Według niektórych naukowców technologia 5G może mieć niekorzystne działanie m.in. na przyszłą płodność dzieci. Pasma częstotliwości FR1 i FR2 5G są podstawowymi częstotliwościami szerokopasmowymi technologii 5G.

Jeżeli chodzi o technologię 5G, to udowodniono już szkodliwy wpływ pola elektromagnetycznego na płodność. Niektóre z używanych częstotliwości uznaje się również za potencjalnie rakotwórcze dla człowieka. Dotyczy to częstotliwości FR1 ( frequency ranges- zakres częstotliwości od 450 do 6000 MHz). Możliwy jest również ich niekorzystny wpływ FR1 na rozwój zarodków, płodów i noworodków.

W przypadku FR2 o wyższej częstotliwości (od 24 do 100 Ghz) obawy są jeszcze większe - brak jest jednak odpowiednich badań.[1]

[1]. Health impact of 5 G. STUDY Panel for the Future of Science and Technology EPRS | European Parliamentary Research Service Scientific Foresight Unit (STOA) PE 690.012 – July 2021.

https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/STUD/2021/690012/EPRS_STU(2021)690012_EN.pdf

Warto wspomnieć, że negatywny wpływ telefonów komórkowych na jakość nasienia jako jedni z pierwszych na świecie udowodnili polscy ginekolodzy - prof. Artur Wdowiak oraz prof. Henryk Wiktor, a wyniki swojej pracy badawczej opublikowali w 2007 roku w artykule pt.: „Evaluation of the effect of using mobile phones on male fertility.” (tłum.: Ocena wpływu korzystania z telefonów komórkowych na płodność mężczyzn."

W lutym 2022 roku w niemieckim dwumiesięczniku Andrologia - ukazał się artykuł pt.: „The detrimental effect of cell phone radiation on sperm biological characteristics in normozoospermic.” (Tłum.:"Szkodliwy wpływ promieniowania telefonu komórkowego na biologiczne cechy plemników mężczyzn o prawidłowych parametrach nasienia.” w którym zespół badaczy zajmujących się m.in. tematyką niepłodności wykazał niekorzystny wpływ promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez telefony komórkowe na DNA plemników, zalecając trzymanie telefonów komórkowych jak najdalej od jąder.

W wielu przypadkach ograniczenie wpływu niekorzystnych czynników lub ich całkowite wyeliminowanie pomaga zmniejszyć stopień uszkodzenia chromatyny plemnikowej oraz uzyskać upragnioną ciążę. Jednak aby tak się stało, potrzebna jest kompleksowa ocena męskiej płodności.

Czy możliwa jest redukcja stopnia fragmentacji chromatyny plemnikowej? Odpowiedź brzmi: TAK!

Często niemal zbawienna może być zmiana stylu życia, powrót do zdrowych nawyków, odpowiedniej ilości wypoczynku, wystarczającej do regeneracji długości snu, czy racjonalnego odżywania i porzucenia nałogów oraz unikanie trzymania włączonego smartphona w kieszeni spodni.

Z kolei zbawienne dla płodności naszych dzieci może być wyłączanie WiFi w tablecie w trakcie korzystania z niego, zwłaszcza, gdy urządzenie znajduje się przez wiele godzin na ich brzuszkach lub kolanach. Podobnie trzymanie laptopa na kolanach przez mężczyzn, w kręgach specjalistów zajmujących się problemem niepłodności uznawane jest za całkiem skuteczną metodę antykoncepcyjną.

W badaniach wykazano również, że wiele substancji działa korzystnie, redukując fragmentację chromatyny. Udowodniono korzystne działanie m.in. koenzymu Q10, selenu oraz innych antyoksydantów.

Warto nadmienić, że w ostatnim czasie pojawiło się kilka publikacji, dotyczących skuteczności terapii z wykorzystaniem CoQ10, mającej na celu poprawę płodności. Związek ten nie tylko może łagodzić stres oksydacyjny, ale także poprawia parametry nasienia, a zatem i płodność. Zmniejsza uszkodzenia jąder wywołane przez czynniki zewnętrzne.

Co więcej, według najnowszych doniesień - trwająca 6 miesięcy terapia CoQ10 może stanowić metodę leczniczą dla niepłodnych mężczyzn z idiopatyczną oligoasthenoteratospermią.*

Tak więc wyeliminowanie szkodliwych czynników i odpowiednie terapie mające na celu poprawę płodności wdrożone w odpowiednim momencie przez doświadczonych specjalistów mogą istotnie zwiększyć szansę par na upragnioną ciążę.

* Znaczenie terminu oligoastenozoospermia wynika z połączenia trzech różnych zaburzeń nasienia:

Oligospermia: Niska koncentracja plemników , poniżej 15 milionów/ml.

Astenospermia: Słaba ruchliwość plemników , ponad 60 procent jest unieruchomionych.

Teratospermia: Nieprawidłowa morfologia plemników , ponad 96 procent ma nieprawidłowy kształt.

Pobierz ten artykuł w formacie .pdf

Tematy

leczenie niepłodności / Marek Derkacz / zaburzenia płodności / fragmentacja chromatyny plemnikowej
PN WT ŚR CZ PT SO ND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31