پیری دستگاه تولید مثل مردان و تغییرات مرتبط با سن در اسپرم‌زایی

برخلاف زنان، مردان در طول زندگی بزرگسالی خود به طور مداوم اسپرم تولید می‌کنند، بنابراین پیری دستگاه تولید مثل مردان تدریجی است تا ناگهانی. با افزایش سن پدر، پارامترهای مایع منی تمایل به کاهش اندک دارند، قطعه‌قطعه شدن DNA اسپرم تمایل به افزایش دارد، و نرخ جهش‌های ژنتیکی جدید (دِنوو) منتقل شده به فرزندان افزایش می‌یابد، زیرا سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی که زیربنای تولید اسپرم هستند، در طول عمر خود بارها تقسیم می‌شوند.

Definition

پیری دستگاه تولید مثل مردان، تغییر تدریجی و مرتبط با سن در باروری مردان است — شامل کاهش در برخی پارامترهای مایع منی، افزایش آسیب DNA اسپرم، و افزایش بار جهش‌های دِنوو در اسپرم — که ناشی از تاریخچه تکثیر تجمعی سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی است تا از دست دادن ناگهانی ظرفیت تولید مثل.

Scope

این موضوع به بررسی چگونگی تغییر اسپرم‌زایی و کیفیت اسپرم با افزایش سن، مکانیسم‌های پشت اثر سن پدر، و پیامدهای تولید مثلی ناشی از آن می‌پردازد. این یک گزارش مرجع از زیست‌شناسی و شواهد است و راهنمایی بالینی فردی ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• پارامترهای مایع منی و یکپارچگی DNA اسپرم چگونه با سن پدر تغییر می‌کنند؟
• چرا اسپرم‌زایی مداوم منجر به افزایش مرتبط با سن در جهش‌های دِنوو می‌شود؟
• پیری دستگاه تولید مثل مردان چگونه با پیری دستگاه تولید مثل زنان تفاوت دارد؟
• شواهد مشارکت سن پدر در پیامدهای تولید مثل و فرزندان چیست؟

Key concepts

• تکثیر سلول بنیادی اسپرماتوگونی
• قطعه‌قطعه شدن DNA اسپرم
• تجمع جهش دِنوو
• سن بالای پدر
• کاهش پارامتر مایع منی
• اسپرم‌زایی مداوم

Mechanisms

اسپرم‌زایی توسط سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونی که در طول زندگی بزرگسالی تقسیم می‌شوند، حفظ می‌شود؛ از آنجا که هر تقسیم شانس کوچکی برای خطای تکثیر دارد، تعداد جهش‌های دِنوو منتقل شده از طریق اسپرم تقریباً با سن پدر افزایش می‌یابد، که نتیجه مستقیم تقسیم سلولی تجمعی است. پیری همچنین با استرس اکسیداتیو بیشتر و تجمع قطعه‌قطعه شدن DNA اسپرم، همراه با کاهش تدریجی در برخی پارامترهای مایع منی مانند حجم و تحرک (Belloc et al., 2014) مرتبط است. وفاداری میوز و ترمیم DNA در رده سلول‌های جنسی مردانه برای تولید اسپرم از نظر ژنتیکی سالم (Handel & Schimenti, 2010) حیاتی است.

Clinical relevance

آگاهی از پیری دستگاه تولید مثل مردان چارچوبی را فراهم می‌کند که چرا سن پدر در کنار سن مادر در مشاوره تولید مثل و در ارزیابی زوج‌های دارای ناباروری جزئی در نظر گرفته می‌شود، و چرا آنالیز مایع منی اساس ارزیابی باروری مردان است. این مدخل زیست‌شناسی و شواهد جمعیتی را برای مرجع توصیف می‌کند و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

Epidemiology

مطالعات مشاهده‌ای کاهش‌های متوسط مرتبط با سن در حجم و تحرک مایع منی و افزایش در قطعه‌قطعه شدن DNA اسپرم را گزارش می‌کنند، با تنوع فردی گسترده، و نرخ جهش دِنوو حمل شده توسط اسپرم با سن پدر افزایش می‌یابد. بزرگی بالینی این اثرات بر باروری عموماً کوچکتر و تدریجی‌تر از اثر سن زنانه است (Belloc et al., 2014).

Evidence & guidelines

یک نظر کمیته از انجمن آمریکایی پزشکی تولید مثل، ارزیابی تشخیصی استاندارد مرد نابارور را که بر اساس تاریخچه، معاینه و آنالیز مایع منی متمرکز است، تشریح می‌کند (ASRM Practice Committee, 2012). بررسی‌های پیری پدر شواهد مشاهده‌ای در مورد پارامترهای مایع منی و یکپارچگی DNA را خلاصه می‌کنند (Belloc et al., 2014)، و کار ژنتیک سلول‌های جنسی اساس جهشی اثر سن پدر را توضیح می‌دهد (Handel & Schimenti, 2010).

History

شناخت اینکه برخی شرایط غالب دِنوو با پدران مسن‌تر شایع‌تر می‌شوند، به اوایل قرن بیستم در ژنتیک انسانی بازمی‌گردد. مطالعات توالی‌یابی بعدی افزایش پیوسته جهش‌های دِنوو منتقل شده از طریق اسپرم با سن پدر را کمی‌سازی کردند، در حالی که آندرولوژی اندازه‌گیری پارامترهای مایع منی و یکپارچگی DNA اسپرم را به عنوان نشانگرهای عملکرد تولید مثل مردان بهبود بخشید.

Debates

اثر سن پدر بر باروری چقدر از نظر بالینی معنی‌دار است؟

تغییرات مرتبط با سن در پارامترهای مایع منی و قطعه‌قطعه شدن DNA واقعی اما متوسط و متغیر هستند، و تفکیک سهم مستقل سن پدر در باروری زوج و پیامدهای فرزندان از سن مادر و سایر عوامل از نظر روش‌شناختی دشوار باقی می‌ماند.

Seminal works

• asrm-male-2012
• handel-2010

Frequently asked questions

آیا مردان محدودیت سنی تولید مثلی مانند یائسگی دارند؟

خیر. مردان در طول زندگی به طور مداوم اسپرم تولید می‌کنند، بنابراین هیچ نقطه پایانی ناگهانی وجود ندارد؛ در عوض، باروری و کیفیت اسپرم به تدریج کاهش می‌یابد، با افزایش آسیب DNA اسپرم و جهش‌های دِنوو با افزایش سن.

آیا سن بالای پدر بر فرزندان تأثیر می‌گذارد؟

از آنجا که سلول‌های بنیادی تولیدکننده اسپرم بارها در طول عمر تقسیم می‌شوند، تعداد جهش‌های جدید حمل شده در اسپرم با سن پدر افزایش می‌یابد، که با افزایش کوچکی در برخی شرایط ژنتیکی دِنوو مرتبط است؛ این مدخل الگو را توصیف می‌کند، نه خطر فردی را.