ภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศชายและการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุในการสร้างอสุจิ

ต่างจากผู้หญิง ผู้ชายผลิตอสุจิได้อย่างต่อเนื่องตลอดช่วงชีวิตวัยผู้ใหญ่ ดังนั้นภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศชายจึงค่อยเป็นค่อยไปมากกว่าที่จะเกิดขึ้นอย่างกะทันหัน เมื่ออายุของฝ่ายชายเพิ่มขึ้น พารามิเตอร์ของน้ำอสุจิมีแนวโน้มที่จะลดลงเล็กน้อย การแตกหักของดีเอ็นเออสุจิมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น และอัตราการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมใหม่ (de novo) ที่ถ่ายทอดไปยังลูกหลานจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดสเปอร์มาโทโกเนียที่รองรับการผลิตอสุจิมีการแบ่งตัวหลายครั้งตลอดช่วงชีวิต

Definition

ภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศชายคือการเปลี่ยนแปลงที่ค่อยเป็นค่อยไปและสัมพันธ์กับอายุในภาวะเจริญพันธุ์ของเพศชาย ซึ่งรวมถึงการลดลงของพารามิเตอร์น้ำอสุจิบางประการ การเพิ่มขึ้นของความเสียหายต่อดีเอ็นเออสุจิ และภาระที่เพิ่มขึ้นของการกลายพันธุ์ de novo ในอสุจิ ซึ่งเกิดจากประวัติการจำลองแบบสะสมของเซลล์ต้นกำเนิดสเปอร์มาโทโกเนีย มากกว่าการสูญเสียความสามารถในการสืบพันธุ์อย่างกะทันหัน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการเปลี่ยนแปลงของการสร้างอสุจิและคุณภาพของอสุจิเมื่ออายุเพิ่มขึ้น กลไกที่อยู่เบื้องหลังผลกระทบจากอายุของฝ่ายชาย และผลกระทบต่อการสืบพันธุ์ที่ตามมา เป็นข้อมูลอ้างอิงทางชีววิทยาและหลักฐาน และไม่ได้ให้คำแนะนำทางคลินิกเฉพาะบุคคล

Core questions

• พารามิเตอร์ของน้ำอสุจิและความสมบูรณ์ของดีเอ็นเออสุจิเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่ออายุของฝ่ายชายเพิ่มขึ้น?
• เหตุใดการสร้างอสุจิอย่างต่อเนื่องจึงนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการกลายพันธุ์ de novo ที่เกี่ยวข้องกับอายุ?
• ภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศชายแตกต่างจากภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศหญิงอย่างไร?
• มีหลักฐานอะไรบ้างที่แสดงถึงการมีส่วนร่วมของอายุฝ่ายชายต่อผลลัพธ์การสืบพันธุ์และลูกหลาน?

Key concepts

• การจำลองแบบของเซลล์ต้นกำเนิดสเปอร์มาโทโกเนีย
• การแตกหักของดีเอ็นเออสุจิ
• การสะสมของการกลายพันธุ์ de novo
• อายุของฝ่ายชายที่มากขึ้น
• การลดลงของพารามิเตอร์น้ำอสุจิ
• การสร้างอสุจิอย่างต่อเนื่อง

Mechanisms

การสร้างอสุจิได้รับการบำรุงรักษาโดยเซลล์ต้นกำเนิดสเปอร์มาโทโกเนียที่แบ่งตัวตลอดช่วงชีวิตวัยผู้ใหญ่ เนื่องจากทุกการแบ่งตัวมีความเสี่ยงเล็กน้อยที่จะเกิดข้อผิดพลาดในการจำลองแบบ จำนวนการกลายพันธุ์ de novo ที่ถ่ายทอดผ่านอสุจิจึงเพิ่มขึ้นตามอายุของฝ่ายชายโดยประมาณ ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการแบ่งเซลล์สะสม การสูงวัยยังสัมพันธ์กับความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันที่มากขึ้นและการสะสมของการแตกหักของดีเอ็นเออสุจิ ควบคู่ไปกับการลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของพารามิเตอร์น้ำอสุจิบางประการ เช่น ปริมาตรและการเคลื่อนที่ (Belloc et al., 2014) ความแม่นยำของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสและการซ่อมแซมดีเอ็นเอในเซลล์สืบพันธุ์เพศชายมีความสำคัญต่อการผลิตอสุจิที่สมบูรณ์ทางพันธุกรรม (Handel & Schimenti, 2010)

Clinical relevance

ความตระหนักถึงภาวะการสูงวัยของระบบสืบพันธุ์เพศชายเป็นกรอบที่อธิบายว่าทำไมอายุของฝ่ายชายจึงถูกพิจารณาร่วมกับอายุของฝ่ายหญิงในการให้คำปรึกษาด้านการเจริญพันธุ์และการประเมินคู่สมรสที่มีภาวะมีบุตรยาก และทำไมการวิเคราะห์น้ำอสุจิจึงเป็นรากฐานของการประเมินภาวะเจริญพันธุ์ของเพศชาย ข้อมูลนี้อธิบายชีววิทยาและหลักฐานทางประชากรเพื่อการอ้างอิง และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

การศึกษาเชิงสังเกตการณ์รายงานการลดลงเล็กน้อยของปริมาตรน้ำอสุจิและการเคลื่อนที่ที่เกี่ยวข้องกับอายุ และการเพิ่มขึ้นของการแตกหักของดีเอ็นเออสุจิ โดยมีความหลากหลายในแต่ละบุคคลสูง และอัตราการกลายพันธุ์ de novo ที่เกิดจากอสุจิจะเพิ่มขึ้นตามอายุของฝ่ายชาย ขนาดทางคลินิกของผลกระทบเหล่านี้ต่อภาวะเจริญพันธุ์โดยทั่วไปมีขนาดเล็กกว่าและค่อยเป็นค่อยไปมากกว่าผลกระทบจากอายุของฝ่ายหญิง (Belloc et al., 2014)

Evidence & guidelines

ความเห็นของคณะกรรมการของ American Society for Reproductive Medicine ได้สรุปการประเมินการวินิจฉัยมาตรฐานของภาวะมีบุตรยากในเพศชาย โดยเน้นที่ประวัติ การตรวจร่างกาย และการวิเคราะห์น้ำอสุจิ (ASRM Practice Committee, 2012) การทบทวนภาวะการสูงวัยของฝ่ายชายสรุปหลักฐานเชิงสังเกตการณ์เกี่ยวกับพารามิเตอร์ของน้ำอสุจิและความสมบูรณ์ของดีเอ็นเอ (Belloc et al., 2014) และงานพันธุศาสตร์ของเซลล์สืบพันธุ์อธิบายพื้นฐานการกลายพันธุ์ของผลกระทบจากอายุของฝ่ายชาย (Handel & Schimenti, 2010)

History

การตระหนักว่าภาวะเด่น de novo บางอย่างเกิดขึ้นบ่อยขึ้นในบิดาที่มีอายุมากนั้นย้อนไปถึงพันธุศาสตร์มนุษย์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การศึกษาการจัดลำดับในภายหลังได้วัดปริมาณการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของการกลายพันธุ์ de novo ที่ถ่ายทอดผ่านอสุจิเมื่ออายุของฝ่ายชายเพิ่มขึ้น ในขณะที่วิทยาอัณฑะได้ปรับปรุงการวัดพารามิเตอร์ของน้ำอสุจิและความสมบูรณ์ของดีเอ็นเออสุจิในฐานะเครื่องหมายของหน้าที่การสืบพันธุ์ของเพศชาย

Debates

ผลกระทบจากอายุของฝ่ายชายต่อภาวะเจริญพันธุ์มีความสำคัญทางคลินิกเพียงใด?

การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับอายุในพารามิเตอร์ของน้ำอสุจิและการแตกหักของดีเอ็นเอเป็นเรื่องจริงแต่มีขนาดเล็กและผันแปร และการแยกแยะการมีส่วนร่วมของอายุฝ่ายชายที่เป็นอิสระต่อภาวะเจริญพันธุ์ของคู่สมรสและผลลัพธ์ของลูกหลานจากอายุของฝ่ายหญิงและปัจจัยอื่นๆ ยังคงเป็นเรื่องยากในเชิงระเบียบวิธีวิจัย

Seminal works

• asrm-male-2012
• handel-2010

Frequently asked questions

ผู้ชายมีขีดจำกัดอายุในการสืบพันธุ์เหมือนวัยหมดประจำเดือนหรือไม่?

ไม่ ผู้ชายผลิตอสุจิได้อย่างต่อเนื่องตลอดชีวิต ดังนั้นจึงไม่มีจุดสิ้นสุดที่กะทันหัน แต่ภาวะเจริญพันธุ์และคุณภาพของอสุจิจะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยมีความเสียหายต่อดีเอ็นเออสุจิและการกลายพันธุ์ de novo เพิ่มขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น

อายุของฝ่ายชายที่มากขึ้นส่งผลต่อลูกหลานหรือไม่?

เนื่องจากเซลล์ต้นกำเนิดที่ผลิตอสุจิมีการแบ่งตัวหลายครั้งตลอดช่วงชีวิต จำนวนการกลายพันธุ์ใหม่ที่อยู่ในอสุจิจึงเพิ่มขึ้นตามอายุของฝ่ายชาย ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของภาวะทางพันธุกรรม de novo บางอย่าง ข้อมูลนี้อธิบายรูปแบบ ไม่ใช่ความเสี่ยงส่วนบุคคล