​

​

​

Το DNA ενός σπερματοζωαρίου

 

 Το σπερματοζωάριο είναι ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα της φύσης. Αυτό είναι το μικρότερο και το πιο ενεργό κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα και είναι ιδιαίτερα εξειδικευμένο για μία απλή λειτουργία – τη γονιμοποίηση του ωαρίου. Το σπέρμα αποτελείται από μια ουρά που συνδέεται με μια βιολογική μηχανή που παρέχει τεράστιο ενεργειακό εφοδιασμό κατά τη διάρκεια του ταξιδιού προς το ωάριο για γονιμοποίηση. Στο κεφάλι του σπέρματος βρίσκεται μία δομή σαν σάκος που ονομάζεται ακροσωματίο, το οποίο εκρήγνυται σε επαφή με το ωάριο, απελευθερώνοντας ένζυμα τα οποία διασχίζουν τα εξωτερικά στρώματα του ωαρίου και επιτρέπουν την πρόσβαση του σπέρματος στην επιφάνεια του ωαρίου όπου αυτό τα δεσμεύει. Μεταξύ ακροσωματίου στο κεφάλι και τον κινητήρα στην ουρά είναι το ωφέλιμο φορτίο του σπέρματος, το αρσενικό DNA. Το DNA καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της περιοχής της κεφαλής του σπέρματος ενώ υπάρχει και ένας αριθμός μιτοχονδρίων. Όλα τα άλλα συστατικά του κυττάρου είναι απόντα από το σπερματοζωάριο και το έμβρυο τα αντλεί από το ωάριο. Αυτός είναι ο λόγος που το ωάριο είναι το μεγαλύτερο κύτταρο στον άνθρωπο.

​

​

​

​

​

 

​

​

​

​

​

Το γενετικό υλικό (DNA) που βρίσκεται στη κεφαλή των σπερματοζωαρίων και στο εσωτερικό των ωαρίων είναι υπεύθυνο για τη μεταβίβαση των γενετικών χαρακτηριστικών των γονιών στην επόμενη γενεά. Έχει τη μορφή διπλής έλικας η οποία ως γνωστόν σταθεροποιείται με χημικούς δεσμούς. Αν οι δεσμοί αυτοί σπάσουν τότε η έλικα γίνεται ασταθής . Η αστάθεια αυτή στο DNA των σπερματοζωαρίων λέγεται κατάτμηση ή κατακερματισμός και δεν αντιπροσωπεύεται από το συμβατικό σπερμοδιάγραμμα. Με τον όρο ανάλυση του κατακερματισμού του DNA του σπερματοζωαρίου εννοούμε πολύ απλά τον έλεγχο της δομής του DNA των σπερματοζωαρίων, δηλαδή έλεγχο για ρωγμές ή σπασίματα (κατατμήσεις) της γνωστής σε όλους μας ελικοειδούς αλυσίδας.

 

 

Επιπτώσεις κατακερματισμένου DNA

​

Οι βλάβες αυτές εμφανίζονται στο DNA κάθε κυττάρου όταν αυτό «γερνάει», ή όταν κάποια εξωγενής αιτία το οδηγεί στο θάνατο. Το ίδιο συμβαίνει και στα σπερματοζωάρια. Είναι αναμενόμενο λοιπόν τα νεκρά ή «γερασμένα» σπερματοζωάρια να φέρουν κατατμήσεις. Αυτό το φαινόμενο δεν αποτελεί πρόβλημα, αφού τα αδύναμα αυτά σπερματοζωάρια δεν θα γονιμοποιήσουν το ωάριο. Υπάρχουν ωστόσο περιπτώσεις όπου φαινομενικά υγιή σπερματοζωάρια μπορεί να φέρουν κατατμήσεις στο DNA τους.

 

Τα σπερματοζωάρια αυτά μπορεί να έχουν φυσιολογική μορφολογία και κινητικότητα και να είναι ικανά να γονιμοποιήσουν ένα ωάριο ενώ να μη πραγματοποιηθεί ενεργοποίηση του εμβρυϊκού γονιδιώματος τη 3η ημέρα ανάπτυξής του. Στα ικανά προς γονιμοποίηση φυσιολογικής μορφολογίας σπερματοζωάρια οι συνέπειες εμφανίζονται μετά τη γονιμοποίηση, αφού το σπασμένο DNA του σπερματοζωαρίου δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά.

 

​

Έτσι, οι κατατμήσεις μπορεί να εμποδίσουν την ανάπτυξη του εμβρύου στα πρώτα στάδια προκαλώντας βιοχημικές ή παλίνδρομες κυήσεις. Στην περίπτωση μη φυσιολογικού δείκτη κατακερματισμού,που εξαρτάται από τη μέθοδο μέτρησης κατακερματισμού του Dna, είναι αυξημένη επίσης και η πιθανότητα αποτυχημένης εξωσωματικής και αποβολών.

​

​

Τεχνική μέτρησης κατακερματισμού DNA

​

Για να είναι μία τεχνική μέτρησης κατακερματισμού του DNA του σπέρματος κλινικά αποδεκτή πρέπει να παρέχει ισχυρή προγνωστική ικανότητα για εγκυμοσύνη με μικρή επικάλυψη μεταξύ γόνιμων και υπογόνιμων δειγμάτων. Το kit της Halosperm, το οποίο χρησιμοποιούμε στο GenMeter, μας παρέχει αξιόπιστα αποτελέσματα σχετικά με το ποσοστό κατακερματισμού.

​

​

​

​

​

​

​

Ακέραια σπερματοζωάρια σταθεροποιούνται σε ένα στρώμα αγαρόζης από τα οποία αποσυμπυκνώνεται το κατατμημένο DNA μετά από τη δράση δ/τος οξέος. Ακολουθεί λύση των κυττάρων με δ/μα λύσης, το οποίο έχει σαν αποτέλεσμα την απομάκρυνση των μεμβρανικών και πυρηνικών πρωτεϊνών, η οποία με τη σειρά της οδηγεί στο σχηματισμό πυρηνοειδών, που περιλαμβάνουν ένα κεντρικό πυρήνα και μια περιφερειακή Halo-στεφάνη διασκορπισμένων βρόχων DNA. Τέλος, ακολουθεί χρώση του παρασκευάσματος.

-          % ποσοστό σπερματοζωαρίων με Halo-στεφάνη μεγάλης διαμέτρου

-           Μικροσκόπιο φωτεινού πεδίου ή Μικροσκόπιο φθορισμού

Τα σπερματοζωάρια με Halo στεφάνη μεγάλης διαμέτρου έχουν μη κατακερματισμένο Dna

​

​

​

Τα αποτελέσματα της εξέτασης εκφράζονται ως DNA Fragmentation Index – %DFI (ποσοστό των σπερματοζωαρίων με κατακερματισμένο DNA). Διακρίνονται οι εξής κατηγορίες :

 

< 15% DFI  υψηλή δυνητική γονιμότητα

> 15% εώς < 30% DFI  καλή δυνητική γονιμότητα

> 30% DFI  χαμηλή δυνητική γονιμότητα

​

​

Η πληροφορία για την κατάσταση της ακεραιότητας του σπέρματος θα βοηθήσει σημαντικά τόσο στην κλινική διάγνωση όσο και στην αντιμετώπιση και τη διαχείριση της ανδρικής υπογονιμότητας. Στις περιπτώσεις όπου ο κατακερματισμός του DNA στο σπέρμα προκύπτει από το οξειδωτικό στρες,  η αλλαγή του τρόπου ζωής και διατροφής μπορεί να συμβάλλουν στην αντιμετώπιση του φαινόμενου σε κάποια περιστατικά. Σύμπλεγμα βιταμινών, που έχουν αντιοξειδωτική δράση και πρόσληψη τροφών (π.χ λαχανικά, ξηροί καρποί, κόκκινο κρασί) πλούσιων σε αντιοξειδωτικές ουσίες όπως και η θεραπεία φλεγμονών συμβάλλουν προς αυτή την κατεύθυνση. Γι’ αυτό και ύστερα από τη συγκεκριμένη αγωγή καλός είναι ο επανέλεγχος των επιπέδων κατάτμησης DNA στο σπέρμα.

.