Sinh lý sinh sản: Kỹ thuật hỗ trợ sinh sản

• Để đạt được những mong muốn đó, vấn đề điều khiển giới tính và các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản ở động vật cũng như ở người hiện nay đang được rất quan tâm và đã đạt được những thành tựu

• Giáo viên hướng dẫn

• TS Phan Thị Sang • Học viên thực hiện

• Bùi Thị Quỳnh Hoa

ĐiỀU KHIỂN GiỚI TÍNH VÀ KỸ THUẬT

HỖ TRỢ SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT

PHẦN I MỞ ĐẦU

• Vấn đề sinh con trai hay con gái ở người và sinh con đực hay con cái ở động vật là vấn đề muôn thuở trong xã hội ở mọi giai đoạn lịch sử phát triển với những mục đích khác nhau.

• Để đạt được những mong muốn đó, vấn đề điều khiển giới tính và các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản ở động vật cũng như ở người hiện nay đang được rất quan tâm và đã đạt được

những thành tựu nhất định Tuy nhiên, để thực hiện được,

con người cần sử dụng nhiều phương pháp, kỹ thuật dựa

trên những hiểu biết về cấu tạo, chức năng, sinh lý sinh dục của từng đối tượng quan tâm.

• Với mong muốn có những hiểu biết sâu sắc lĩnh vực này, tôi

tìm hiểu vấn đề “Điều khiển giới tính và kỹ thuật hỗ trợ

sinh sản ở động vật”.

Phần II NỘI DUNG

I ĐIỀU KHIỂN GIỚI TÍNH

I.1 Ý nghĩa của việc điều khiển giới tính

- Điều khiển giới tính ở người có thể thỏa mãn được ước nguyện của các cặp vợ chồng là sinh con theo ý muốn, sinh con khỏe mạnh

và tránh được hiện tượng thụ thai nhiều con khác trứng [1].

- Về mặt di truyền học và y học, chủ động sinh con trai hay con gái

có liên quan đến việc phòng bệnh cho xã hội, giúp tránh được một

số bệnh di truyền liên kết với giới tính vì đến nay nguời ta đã biết có khoảng 300 bệnh di truyền liên quan đến nhiễm sắc thể giới tính X như bệnh dễ chảy máu, bệnh nhược cơ, chứng viêm võng mạc sắc

tố gây mù, hội chứng Lesh gây suy nhược thần kinh… Nếu trường hợp người cha hoặc mẹ mắc một trong những bệnh trên thì để tránh bệnh cho đứa con tương lai đó là phải lựa chọn tinh trùng thích hợp (hoặc X hoặc Y) thụ tinh để được đứa con khỏe mạnh [1].

- Điều khiển giới tính ở gia súc là mong muốn từ lâu của người chăn nuôi Chăn nuôi lấy thịt, người ta thích con đực, còn trong sinh sản người ta thích con cái Điều khiển và biết được giới tính của đàn con trước khi sinh ra đã đưa lại hiệu quả kinh tế cao cho người chăn nuôi thông qua việc tăng tiến bộ di truyền hàng năm [1].

I.2 Cơ sở di truyền của tính đực cái

• Tế bào đực và cái khác nhau về một cặp nhiễm sắc thể

đặc biệt, gọi là nhiễm sắc thể giới tính.

• Vd: Người có 23 cặp NST, trong đó có 22 cặp giống

nhau, còn 1 cặp NST giới tính gồm XX ở Nữ (đồng giao tử) và XY ở Nam (dị giao tử) Ngược lại ở Cá, Chim,

Bướm đực mang đồng giao tử ZZ còn cái mang dị

giao tử ZW Giới tính con do cặp NST giới tính ở cá thể

dị giao tử quyết định [1].

• Một số trường hợp đặc biệt như châu chấu không có

NST Y vì thế con đực chỉ có 1 NST X (XO) còn con cái 2 NST X (XX) Một số loài thuộc bộ cánh màng như kiến, ong, mối thì trứng được thụ tinh thì sẽ phát triển thành

cá thể cái lưỡng bội, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành cá thể đực đơn bội [1].

I ĐiỀU KHIỂN GiỚI TÍNH

I.3 Cơ chế hình thành đực cái

- Con cái có bộ NST gồm n cặp NST thường và 1 cặp NST giới tính XX, qua giảm phân tạo giao tử chỉ cho 1 loại trứng có n nhiễm sắc thể thường và 1 nhiễm sắc thể giới tính X

- Con đực có bộ NST gồm n cặp NST thường và 1 cặp NST giới tính XY, qua giảm phân tạo giao tử cho 2 loại tinh trùng: Một loại có n NST thường và 1 NST giới tính X;

Một loại có n NST thường và 1 NST giới tính Y

- Qua thụ tinh tạo hợp tử:

n NST thường và X + n NST thường và X = n cặp NST thường và XX (sinh con cái)

n NST thường và X + n NST thường và Y = n cặp NST thường và XY (sinh con đực)

Phần II NỘI DUNG

I.4 Một số phương pháp điều khiển giới tính

1 Xác định giới tính của tinh trùng.

- Xác định giới tính của tinh trùng sẽ biết được giới

tính của phôi do tinh trùng thụ tinh với trứng của con cái Nếu tinh trùng mạng NST Y đem thụ tinh với tế bào trứng sẽ cho ra con đực (XY) và ngược lại

Phương pháp:

+ Ly tâm hoặc điện di tinh dịch:

Dựa vào đặc điểm tính tích điện hoặc trọng lượng riêng của tinh trùng mang NST Y hoặc X Tinh trùng sau khi ly tâm được lấy ra ở các cực khác nhau hoặc ở trên hoặc ở dưới, sau đó đem phối cho cái động dục[2].

Bảng Tỷ lệ đực cái thu được sau khi điện di

+ Xác định “dòng chảy của tế bào –

Flowcytometer.”

Kỹ thuật này dựa trên sự khác biệt giữa tinh trùng mang NST X và tinh trùng mang NST Y Đầu tiên tinh trùng được ủ với thuốc nhuộm huỳnh quang là crom florua, chất này sẽ gắn vào những vùng nucleotic có nhiều AT của AND Do tinh trùng mang NST X chứa nhiều AND nhiều hơn nên nó kết hợp với crom florua nhiều hơn, do đó nó phát ra tín hiệu huỳnh quang mạnh hơn trong suốt quá trình phân loại Sau đó tinh trùng đựơc chuyển động qua giữa các tấm kim loại có điện áp cao Nhờ vậy tinh trùng mang NST X và Y chuyển động về hai cực đối diện nhau Hiệu quả của phương pháp này đạt 90%[1].

+ Phương pháp hóa học:

Dựa vào tính chất ưa axit của tinh trùng X và

ưa kiềm của tinh trùng Y, người ta đã đề ra phương pháp đơn giản là thụt rửa âm đạo trước khi giao

hợp 2 giờ bằng một dung dịch kiềm nhẹ hay axit

nhẹ (vô hại) để hỗ trợ và loại từ một trong hai loại tinh trùng.

Muốn sinh con gái, cần hỗ trợ cho tinh trùng

X, loại trừ tinh trùng Y, dùng một thìa cà phê nước cốt chanh tươi hòa trong 1 lít nước đun sôi để

nguội Còn muốn sinh con trai thì cần hỗ trợ cho

tinh trùng Y, loại trừ tinh trùng X, dùng một thìa cà phê thuốc tiêu muối (bicarbonat natri) hòa trong

một lít nước đun sôi để nguội.

- Phương pháp “trứng chờ tinh trùng”:

Dựa vào đặc điểm tinh trùng mang NST Y nhỏ, nhẹ, di

chuyển nhanh nhưng tuổi thọ thấp Ngược lại, tinh trùng

mang NST X thì lớn, nặng, di chuyển chậm nhưng tuổi thọ cao

Nếu giao phối vào trước lúc trứng chín và rụng đều đặn thì tỉ

lệ sinh con là cái cao (ở người có thể đạt 84%) Nếu tránh giao phối trước ngày trứng rụng và chỉ giao phối vào đúng hoặc sau ngày trứng chín và rụng 1 – 2 ngày thỉ tỉ lệ con

sinh ra là đực cao (ở người có thể đạt 86,6%)

Phương pháp này được áp dụng trên người rất phổ biến vì

dễ làm và dễ tính ngày trứng chín và rụng Ngày trứng rụng được tính theo công thức:

Ngày rụng trứng = Số ngày của một chu kì kinh nguyệt – 14.Ngoài những phương pháp trên thì ở người còn có thể theo dõi sự thay đổi trạng thái cơ thể như nhiệt độ (thân nhiệt

tăng 0,3 – 0,50C), pH môi trường âm đạo (7,5 – 8)…[1]

-Tác động lên trao đổi chất

Tác động lên trao đổi chất bằng cách cung cấp cho cơ thể bố hoặc mẹ những nguyên liệu đặc trưng để xây dựng ưu tiên những loại dị giao tử mà ta mong muốn Ong: Ấu trùng ong có hai loại: Loại đơn bội (n) nở

thành ong đực, loại lưỡng bội (2n) nở thành ong cái (ong chúa và ong thợ) Nếu ấu trùng ong cái được

nuôi bằng phấn hoa và mật ong sẽ nở thành ong thợ, nếu ấu trùng được nuôi bằng sữa chúa thì sẽ nở

thành ong chúa Vì vậy, muốn tách đàn thì chúng ta

phải chủ động cho ấu trùng lưỡng bội ăn thức ăn là

sữa chúa.

Cá: Để tăng tỉ lệ cá đực trong đàn thì người nuôi cho

cá mới nở ăn tinh hoàn tươi hay đã chế biến hoặc

Bò: Nếu thức ăn giàu K, sẽ có nhiều bê đực Từ đó, người ta đã đề ra khẩu phần thức ăn trong chăn

nuôi bò mẹ như sau: Muốn có nhiều bê đực để lấy thịt, cần thêm K, NaCl (muối ăn), loại bớt thực vật giàu kim loại kiềm thổ (C, Mg) Để có nhiều bò sữa thì thêm vào thức ăn sinh tố D, Ca, Mg [1].

- Tác động lên môi trường sống

Trứng ếch ấp ở 150C nở ếch đực nhiều hơn ếch

cái Khi ấp ở 300C thì ếch nở ra cái nhiều hơn đực.

Ở cá: Nuôi trứng đã thụ tinh và cá mới nở trong

nước pha testosteron tỉ lệ đực trong đàn sẽ tăng

[1].

2 Xác định giới tính của phôi

2.1 Xác định giới tính của phôi bằng phương pháp

tế bào học.

Xác định thể Barr

Năm 1948, Muray Barr đã phát hiện trong nhân gian kỳ của phụ nữ và động vật cái có các đoạn mang dị NST chất (heterochromatin), các đoạn này không mang gen hoặc ít mang gen, hầu như không có hoạt tính di truyền đựơc nhuộm màu nhanh hơn, kết đóng xoắn trứơc các đoạn khác gọi là nhiễm sắc chất sinh dục (sex chromatin), chúng đựơc gọi là thể Barr.

Phôi từ 12 -14 ngày có thể phân biệt đựơc đực

cái dựa vào thể Barr Phôi có thể Barr tồi tại, phôi

đó là phôi cái [2].

Phương pháp phân tích NST trong tế bào phôi [2]

Giới tính của phôi được xác định bởi việc kiểm tra thành phần của các NST giới tính (X, Y), thông

qua sự phát hiện hình dạng đặc thù, khác nhau giữa chúng Phương pháp này chia làm 3 loại:

+ Phân tích NST dựa vào tế bào trophoblast (lá nuôi phôi) của phôi 11 – 15 ngày không còn màng trong suốt (Zona pellucida) Tỷ lệ thành công phụ

thuộc vào kích thước của phôi.

giai đoạn metaphase (pha giữa của phân bào).

+ Phương pháp phân tích NST sử dụng một nửa phôi được

cắt ở giai đoạn 6- 8 ngày tuổi.

Nửa còn lại được giữ một thời gian ngắn hay đông lạnh trong khi chờ kết quả xác định giới tính

3 Xác định giới tính bằng phương pháp miễn dịch

Khi cấy ghép da của chuột cái sang chuột đực thì thành

công nhưng khi ghép da tai của chuột đực vào cái thì không thành công Hiện tượng này là do hoạt động của gen trên

NST Y gây ra (Eichiward và Silmerser 1995), duy nhất chỉ

có ở con đực Kháng nguyên gây ra hiện tượng bất thường

này gọi là kháng nguyên tương hợp mô Y (Histocompatibility Y), kháng nguyên H – Y

White và cs xác đinh giới tính của phôi bò 6-7 ngày tuổi

bằng phương pháp huỳnh quang gián tiếp, sử dụng kháng nguyên H-Y sản xuất từ chuột Trong 125 phôi khảo sát có 69% là phôi đực, 31% là phôi cái

Phương pháp sử dụng kháng nguyên H-Y để xác định giới tính ở phôi tương đối chính xác Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là phải tinh chế được kháng nguyên, nâng cao được đặc tính của kháng nguyên từ đó nâng cao tính đặc hiệu của kháng thể [2]

4 Xác định giới tính bằng phương pháp phân tử

- NST Y chứa một trình tự ADN chuyên biệt cho

giới tính đực, có thể được phát hiện Lấy 10-20 tế bào phôi nang, thu nhận ADN, sử dụng cặp mồi

đặc trưng cho ADN này để khuếch đại chúng bằng

kỹ thuật PCR Phân tích kết quả PCR bằng điện ly trên gel Nếu có sự xuất hiện của vạch tương ứng với đoạn ADN đặc trưng của con đực thì phôi ban đầu là phôi đực, nếu không xuất hiện là phôi cái.

- Phương pháp này có nhiều ưu điểm: nhanh,

chính xác (gần 100%), lượng tế bào thu nhận ít

nên phôi ít tổn thương, có khả năng sống cao hơn các phương pháp khác.

Thông thường dùng hai cặp mồi cho phương

pháp PCR: cặp mồi đặc trưng cho loài và cặp

mồi đặc trưng cho giới tính đực [2].

II KỸ THUẬT HỖ TRỢ SINH SẢN

KTHTSS là những kỹ thuật kết hợp giữa y học và

sinh học, can thiệp vào các bước trong sinh lý sinh sản

tự nhiên nhằm giúp làm tăng khả năng sinh sản Các KTHTSS ứng các các tiến bộ về nội tiết học và sinh học để can thiệp trên giao tử (tinh trùng, noãn) và

phôi KTHTSS phát triển mạnh trên thế giới sau khi

em bé đầu tiên từ TTTON ra đời năm 1978 (Anh) Ở các nước phát triển, số em bé ra đời từ các KTHTSS chiếm khoảng 1-5% số trẻ sinh ra hàng năm

• Các KTHTSS là bao gồm một hoặc kết hợp của các

kỹ thuật sau: kích thích buồng trứng, chọc hút noãn, lọc rửa tinh trùng, bơm tinh trùng vào buồng tử cung (IUI), thụ tinh trong ống nghiệm (IVF), tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI), chuyển phôi, đông lạnh tinh trùng-noãn-phôi, phẫu thuật trích tinh trùng, hỗ trợ phôi thoát màng (AH), kỹ thuật nuôi trứng trưởng thành trong ống nghiệm (IVM)… Nói chung,

KTHSSS bao gồm kỹ thuật cơ bản là TTTON và các

kỹ thuật có kết hợp hoặc có liên quan đến TTTON

• Hiện nay, Việt Nam đã thực hiện thành công tất cả các KTHTSS hiện có trên thế giới Trong một số kỹ thuật chuyên biệt, Việt Nam hiện đã đạt đến trình độ thế giới.

II.1 Thụ tinh trong ống nghiệm (IVF)

- Em bé đầu tiên trên thế giới sinh ra từ kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm là cô Louis Brown, được sinh ra tại Anh vào năm

1978

- Tại Việt Nam kỹ thuật TTTON được thực hiện lần đầu tiên vào năm 1997 bởi nhóm nghiên cứu của bác sĩ Nguyễn Thị Ngọc Phượng và cộng sự tại Bệnh viện Từ Dũ Ngày

30/4/1998, ba em bé TTTON đầu tiên của Việt nam, từ ba cặp

vợ chồng, đã ra đời tại Bệnh viện Phụ Sản Từ Dũ Hiện nay, trên thế giới mỗi năm có khoảng 1.000.000 trường hợp

Kỹ thuật TTTON gồm các bước sau:

- Kích thích buồng trứng để có nhiều trứng phát triển giúp tăng hiệu quả điều trị

- Thực hiện chọc hút noãn với máy siêu âm đầu dò âm đạo

- Noãn sau khi chọc hút được sẽ được nuôi cấy với tinh trùng

để thụ tinh tạo phôi

- Tiếp tục theo dõi nuôi phôi trong phòng nuôi cấy phôi

- Sau thời gian nuôi cấy phôi từ 2-5 ngày, phôi sẽ được cấy

vào buồng tử cung

- Phôi sẽ được hút vào một ống nhựa rất nhỏ và mềm và đưa ống nhẹ nhàng vào buồng tử cung và đặt phôi vào trong

buồng tử cung Phôi sau khi đặt vào buồng tử cung sẽ có thể làm tổ và phát triển thành thai nhi như bình thường

- Khoảng 14 ngày sau cấy phôi, bệnh nhân có thể thử thai để biết kết quả Tỉ lệ có thai trung bình khoảng 35% Việc khám theo dõi thai và sinh đẻ của thai từ TTTON hoàn toàn như một

Tuy nhiên, tỉ lệ đa thai (hơn một thai) thường cao hơn đối với những trường hợp có thai từ TTTON Biến chứng thường gặp khác là hội chứng quá kích buồng trứng [3].

III Một số kỹ thuật phát sinh từ TTTON

III.1.Tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI)

• Đây là một kỹ thuật trợ giúp cho quá trình thụ tinh giữa trứng và tinh trùng Kỹ thuật ICSI được thực hiện thành công trên thế giới vào năm 1992 Tại Việt Nam, ICSI được áp dụng thành công

đầu tiên tại Bệnh viện Từ Dũ vào năm 1998, do bác sĩ Hồ Mạnh Tường và các cộng sự thực hiện.

• Kỹ thuật ICSI được áp dụng trong các chu kỳ TTTON có các yếu

tố sau: bất thường về số lượng và chất lượng tinh trùng, nghi

ngờ có bất thường về thụ tinh giữa trứng và tinh trùng, tỉ lệ thụ tinh thấp ở những lần điều trị trước, chẩn đoán di truyển tiền làm tổ… Gần đây, trên thế giới có khuynh hướng mở rộng thực hiện ICSI cho nhiều trường hợp khác.

• Trong kỹ thuật ICSI, người ta tiêm thẳng 1 tinh trùng vào bào

tương noãn để thụ tinh noãn Kỹ thuật này có sự hỗ trợ của hệ thống vi thao tác và kính hiển vi đảo ngược với độ phóng đại

200-300 lần Với kỹ thuật TTTON cổ điển, phải cần ít nhất vài

 Do đó, ICSI được xem là một cuộc cách mạng trong điều trị hiếm muộn do nguyên nhân nam giới Mặc dù với số

lượng tinh trùng cấn thiết ít hơn rất nhiều nhưng tỉ lệ thụ

tinh giữa noãn và tinh trùng của kỹ thuật ICSI thường cao hơn với việc TTTON cổ điển Tỉ lệ có thai sau điều trị bằng

kỹ thuật ICSI trung bình khoảng 35% [4].

III.2 Xin noãn

- Là kỹ thuật giúp một phụ nữ (người nhận) có thể có thai với noãn của phụ nữ khác (người cho) Kỹ thuật này được thực hiện thành công ở Việt Nam từ năm 1999 do bác sĩ Vương Thị Ngọc Lan và cộng sự thực hiện

Một số phụ nữ không thể có thai với noãn của mình do nhiều nguyên nhân khác nhau:

- Suy buồng trứng (tương tự như mãn kinh): buồng trứng không còn hoạt động

- Giảm dự trữ buồng trứng: buồng trứng có thể còn hoạt động nhưng số lượng và chất lượng noãn quá kém nên không có khả năng có thai hoặc khả năng có thai là quá thấp

- Có bệnh lý ở buồng trứng hoặc đã cắt buồng trứng nên không có khả năng có thai

• Kỹ thuật này được thực hiện như sau:

- Người nhận và người cho sẽ được điều chỉnh cho chu kỳ kinh trùng với nhau bằng thuốc nội tiết

- Người nhận sẽ được dùng thuốc nội tiết để chuẩn bị nội mạc tử cung Song song đó, người cho sẽ được cho sử

dụng thuốc kích thích buồng trứng

- Khi nang noãn đủ lớn, người cho sẽ được chọc hút noãn

- Noãn sẽ được thực hiện thụ tinh trong ống nghiệm với tinh trùng của chồng người nhận

- Phôi được tạo ra sẽ được cấy và buồng tử cung người