Trứng có chọn tinh trùng không? Nghiên cứu thật sự cho thấy điều gì

Vì sao câu chuyện cuộc đua là sai

Sai lầm không nằm ở chữ “cuộc đua”. Nó nằm ở giả định về ai đặt ra luật của cuộc đua đó.

Hàng trăm triệu tinh trùng lên đường. Số tới được vùng lân cận trứng chỉ vài trăm đến vài nghìn. Khoảng cách khổng lồ ấy không phải kết quả của một cuộc thi tốc độ, mà là hệ quả của việc đường sinh dục nữ là một bộ lọc từ đầu đến cuối.

Nhiều cơ chế riêng biệt vừa dẫn đường vừa sàng lọc tinh trùng dọc đường:

• Hướng dòng (rheotaxis): tinh trùng có xu hướng bơi ngược dòng dịch, và điều đó chọn ra những con đi đúng hướng.
• Hướng nhiệt: vùng có trứng ấm hơn xung quanh một chút, và tinh trùng định hướng theo chênh lệch đó.
• Hóa hướng động: các tín hiệu hóa học tỏa ra quanh trứng kéo tinh trùng về nguồn. Cốt lõi nằm ở đây.

Vậy nên không phải “con nhanh nhất thắng”, mà là: một nhúm tinh trùng biết quay đúng hướng, đọc được tín hiệu và vượt qua sàng lọc mới vào tới chung kết.

Trứng gọi bằng cách nào

Khi rời buồng trứng, trứng không đi một mình: nó được bao bởi một đám tế bào hạt (cumulus). Một trong những chất chính mà các tế bào này tiết ra là progesterone.

Khi các tế bào ấy giải phóng progesterone, quanh trứng hình thành một gradient nồng độ — như một vệt mùi càng gần nguồn càng đậm. Tinh trùng cảm nhận gradient đó và bơi về phía nồng độ tăng. Các con đường tín hiệu bên trong tế bào cũng đã được mô tả: trước hết là chuỗi phản ứng qua AMP vòng, sau đó là huy động canxi.

Điểm mấu chốt là: tín hiệu do phía trứng tạo ra. Tinh trùng không lang thang ngẫu nhiên rồi tình cờ va vào trứng. Chúng đi đến nơi chúng được gọi.

Câu hỏi thật sự: tiếng gọi có như nhau với tất cả không

Đây chính là chỗ một nghiên cứu công bố năm 2020 làm thay đổi bức tranh.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Manchester Metropolitan và Đại học Stockholm, trên tạp chí Proceedings of the Royal Society B, đã so sánh dịch nang lấy từ phụ nữ — chất dịch nơi trứng phát triển và mang các chất dẫn dụ — với tinh trùng của những người đàn ông khác nhau.

Phát hiện: dịch nang của những phụ nữ khác nhau hút tinh trùng của những người đàn ông khác nhau một cách nhất quán và với cường độ khác nhau. Dịch nang của người phụ nữ này hút mạnh hơn tinh trùng của người đàn ông này; của người kia lại hút của người khác. Đây không phải phân tán ngẫu nhiên mà là một khuôn mẫu lặp lại được.

Phần được bàn nhiều nhất là phát hiện thứ hai: sở thích hóa học đó không trùng với lựa chọn bạn đời của người phụ nữ. Tinh trùng bị hút mạnh nhất không nhất thiết là của bạn đời cô ấy.

Các tác giả xếp điều này vào khái niệm lựa chọn cái ngầm (cryptic female choice): tính chọn lọc hoạt động sau giao phối, ở cấp độ giao tử và độc lập với sở thích có ý thức.

Phát hiện này không có nghĩa là gì

Phần này quan trọng ngang với chính phát hiện, vì đây là chỗ các tiêu đề bóp méo nhiều nhất.

Nó không có nghĩa “trứng chọn đứa con tốt nhất”. Nghiên cứu cho thấy khác biệt về cường độ hút. Nó không cho thấy khác biệt đó có chuyển thành thụ tinh thành công, thai kỳ tiếp tục hay sức khỏe của một đứa trẻ hay không.

Nó cũng không có nghĩa bạn “không hợp” với bạn đời. Việc dịch nang hút tinh trùng của người đàn ông khác mạnh hơn không có nghĩa một cặp đôi không thể có con. Hàng tỷ người tồn tại không phải bất chấp cơ chế này, mà cùng với nó.

Nó được làm trong phòng thí nghiệm. Thí nghiệm cho dịch và tinh trùng gặp nhau trong điều kiện kiểm soát. Bao nhiêu phần hiệu ứng còn giữ được trong môi trường phức tạp của cơ thể lại là câu hỏi khác.

Nó không phải xét nghiệm hay tầm soát. Không có quy trình lâm sàng nào đo “độ hợp dịch nang” để hướng dẫn các cặp đôi. Đây là phát hiện của khoa học cơ bản.

Sau khi một tinh trùng vào: cánh cửa đóng lại

Tính chọn lọc không dừng ở tiếng gọi. Quyết định thật sự diễn ra ở khoảnh khắc tiếp xúc.

Trứng được bao bởi một lớp vỏ glycoprotein gọi là màng trong suốt (zona pellucida). Tinh trùng phải xuyên qua lớp này, và lối đi không tự do: nó phải gắn được vào những protein nhất định trên lớp vỏ đó.

Ngay khi một tinh trùng vào được, trứng phản ứng trong vài giây và lớp vỏ cứng lại. Ít nhất ba cơ chế đã được mô tả:

• Enzyme ovastacin cắt protein ZP2 trên lớp vỏ, phá hủy vùng mà tinh trùng bám vào — ổ khóa bị tháo bỏ.
• Kẽm giải phóng từ các hạt vỏ (“tia kẽm”) làm rối loạn khả năng vận động của những tinh trùng đang tới gần.
• Transglutaminase-2 liên kết chéo các protein ZP3, làm lớp vỏ cứng lại về mặt vật lý.

Đây là cơ chế chặn đa tinh trùng, và nó có chức năng sống còn: quả trứng bị hơn một tinh trùng xâm nhập sẽ mang thừa nhiễm sắc thể và không thể phát triển. Việc trứng “đóng cửa” vì vậy không phải chuyện sở thích, mà là điều kiện để một phôi có thể tồn tại.

Phía tinh trùng thì sao

Tính chọn lọc không một chiều. Tinh trùng cũng phải hoàn tất một quá trình trưởng thành trước khi có thể thụ tinh: sự hoạt hóa (capacitation). Trong thời gian ở đường sinh dục nữ, màng của nó thay đổi và kiểu bơi cũng đổi khác; chỉ những con hoàn tất thay đổi này mới có khả năng thụ tinh.

Rốt cuộc, sàng lọc diễn ra ở cả hai phía: những con không vượt được đường đi, và những con không mở được cửa.

Ý nghĩa với hiếm muộn và thụ tinh ống nghiệm

Hướng nghiên cứu này chưa chuyển thành một phương pháp điều trị. Nhưng nó cho một khung để hiểu vì sao một số cặp đôi được nói là “hiếm muộn không rõ nguyên nhân”: ngay cả khi tinh dịch đồ trông bình thường, sự tương hợp ở cấp độ giao tử vẫn có thể là một yếu tố.

Tiêm tinh trùng vào bào tương trứng (ICSI) có vị trí riêng trong bức tranh này. Tinh trùng được đưa thẳng vào trong trứng, nên cả hành trình lẫn lớp vỏ đều bị bỏ qua — hai tầng chọn lọc tự nhiên đều bị tắt. Đó không phải khiếm khuyết của kỹ thuật; đó là một trong những lý do nó chỉ được dùng khi thật sự cần.

Câu hỏi thường gặp

Trứng có chọn tinh trùng không? Không theo nghĩa “chọn” thường ngày, nhưng nó cũng không thụ động. Nó hút tinh trùng bằng tín hiệu hóa học, và lực hút đó không mạnh như nhau với mọi người đàn ông. Nó cũng chủ động ngăn những con khác vào sau con đầu tiên.

Tinh trùng nhanh nhất có thắng không? Không. Riêng tốc độ không quyết định. Định hướng, đọc tín hiệu và vượt qua sàng lọc quan trọng hơn.

Bao nhiêu tinh trùng tới được trứng? Trong hàng trăm triệu con lên đường, chỉ vài trăm đến vài nghìn con tới được vùng có trứng.

Trứng hút tinh trùng bằng cách nào? Các tế bào hạt bao quanh trứng tiết progesterone tạo thành gradient nồng độ; tinh trùng cảm nhận và bơi về phía nồng độ cao hơn.

Nghiên cứu dịch nang cho thấy chính xác điều gì? Công bố năm 2020 trên Proceedings of the Royal Society B, nó cho thấy dịch nang của những phụ nữ khác nhau hút tinh trùng của những người đàn ông khác nhau một cách nhất quán với cường độ khác nhau, và sở thích đó không trùng với lựa chọn bạn đời.

Vậy có nghĩa tôi không hợp với bạn đời? Không. Nghiên cứu đo cường độ hút, không đo khả năng thụ thai. Nó không tạo ra xét nghiệm hay khuyến cáo lâm sàng nào.

Vì sao chỉ một tinh trùng vào được? Trứng có hơn một tinh trùng sẽ thừa nhiễm sắc thể và không phát triển được. Vì thế ngay sau con đầu tiên, trứng làm cứng lớp vỏ ngoài và chặn số còn lại.

Màng trong suốt là gì? Lớp vỏ glycoprotein bao quanh trứng. Tinh trùng phải gắn vào và xuyên qua nó; ngay sau thụ tinh, lớp vỏ cứng lại và đóng cửa.

Cơ chế chặn đa tinh trùng hoạt động ra sao? Ba cơ chế cùng lúc: ovastacin cắt vùng gắn ZP2, kẽm từ các hạt vỏ làm rối loạn tinh trùng đang tới gần, và transglutaminase-2 liên kết chéo ZP3 để làm cứng lớp vỏ.

Sự hoạt hóa (capacitation) là gì? Quá trình trưởng thành mà tinh trùng trải qua trong đường sinh dục nữ, giúp nó có khả năng thụ tinh. Không có nó thì không có thụ tinh.

Điều này có được dùng trong IVF không? Không phải như một xét nghiệm. Nhưng trong ICSI, tinh trùng được tiêm thẳng vào trứng, bỏ qua các bộ lọc tự nhiên mô tả ở đây.

Sinh đôi có phải ngoại lệ không? Không. Sinh đôi khác trứng đến từ hai quả trứng được hai tinh trùng thụ tinh; sinh đôi cùng trứng đến từ một trứng đã thụ tinh rồi tách ra. Cả hai trường hợp đều giữ nguyên tắc một trứng một tinh trùng.

Trứng có quyết định giới tính không? Không. Giới tính do tinh trùng thụ tinh mang nhiễm sắc thể X hay Y quyết định. Không có bằng chứng nào cho thấy trứng đưa ra lựa chọn đó.

Nguồn

1. Fitzpatrick JL và cộng sự — Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proceedings of the Royal Society B, 2020. https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/287/1928/20200805/85674/Chemical-signals-from-eggs-facilitate-cryptic
2. Toàn văn cùng nghiên cứu (kho lưu trữ PMC). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7341926/
3. Teves ME và cộng sự — Molecular mechanism for human sperm chemotaxis mediated by progesterone. PLOS ONE. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0008211
4. Que EL và cộng sự — Zinc sparks induce physiochemical changes in the egg zona pellucida that prevent polyspermy. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5439353/