Tại sao con người lại khó có con?

Có con không phải là điều dễ dàng đối với con người

Mang thai và duy trì thai kỳ có thể là vô cùng khó khăn đối với loài người. Khoảng 40 con60% phôi bị mất giữa khi thụ tinh và khi sinh, trong nhiều trường hợp mà không có người mẹ biết rằng mình đang mang thai. Thật không may, một trong tám trường hợp mang thai được công nhận cũng sẽ kết thúc bằng sẩy thai.

Một nguyên nhân phổ biến gây chết phôi trong tử cung là thể aneuploidy - sự dư thừa hoặc thiếu hụt nhiễm sắc thể. Giao tử, hay "tế bào giới tính" (tinh trùng và trứng, trong trường hợp sinh sản của con người), sở hữu một nửa số lượng nhiễm sắc thể (23) so với các tế bào khác trong cơ thể con người (46). Khi một tinh trùng thụ tinh với trứng, trứng được thụ tinh phải sở hữu tổng cộng 46 nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, điều này thường không xảy ra, như Giáo sư Laurence Hurst, giám đốc Trung tâm Tiến hóa Milner, mô tả: "Rất nhiều phôi có số lượng nhiễm sắc thể sai, thường là 45 hoặc 47, và gần như tất cả chúng đều chết trong bụng mẹ. Ngay cả trong những trường hợp như hội chứng Down với ba bản sao của nhiễm sắc thể 21, khoảng 80% đáng buồn sẽ không được đưa vào nhiệm kỳ ".

Xét rằng loài người đã tiến hóa trong hàng nghìn năm, tỷ lệ mắc bệnh dị bội cao - gây chết người rất nhiều cho sinh sản - đã khiến các nhà khoa học bối rối. Trong một bài luận mới, Hurst phác thảo một số manh mối, được thu thập thông qua nghiên cứu sinh sản của mình trên các sinh vật khác nhau, điều này có thể giúp giải thích tại sao con người có thể rất khó khăn khi sinh con.

Các cơ chế phân tử của aneuploidy

Aneuploidy là một vấn đề thường có thể bắt nguồn từ việc sản xuất trứng, thay vì tinh trùng, với hơn 70% trứng ước tính mang số lượng nhiễm sắc thể không chính xác. Các quá trình phân tử dẫn đến thể dị bội dường như xảy ra trong hai giai đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất trứng. Nghiên cứu trên chuột cho thấy bước đầu tiên dễ bị đột biến gen có khả năng "lẻn" vào hơn 50% trứng mà sau khi thụ tinh, "ích kỷ" buộc nhiễm sắc thể đối tác phải bị phá hủy. Từ lâu, người ta đã nghi ngờ rằng cơ chế này, được gọi là ổ đĩa centromeric, cũng xảy ra ở người.

Những đột biến ích kỷ cố gắng loại bỏ nhiễm sắc thể đối tác, nhưng cuối cùng thất bại, dẫn đến trứng được thụ tinh với số lượng nhiễm sắc thể sai - thể lệch bội. Điều thú vị là Hurst quan sát thấy rằng, từ quan điểm tiến hóa, những đột biến này có thể sở hữu một lợi thế. Ở động vật có vú, ông cho rằng nó có lợi về mặt tiến hóa cho phôi phát triển từ trứng với số lượng nhiễm sắc thể không chính xác bị mất, do chi tiêu năng lượng cần thiết cho người mẹ để liên tục hỗ trợ thai nhi đang phát triển trong bụng mẹ.

Aneuploidy đã được phát hiện ở mọi động vật có vú đã được nghiên cứu. Tuy nhiên, khi nghiên cứu cá và động vật lưỡng cư - những loài không mang con của chúng - vấn đề này vẫn chưa được xác định. "Trong hơn 2000 phôi cá, không một phôi nào được tìm thấy với các lỗi nhiễm sắc thể từ mẹ," Hurst mô tả. Do đó, tăng hoặc mất nhiễm sắc thể là một "nhược điểm" của việc nuôi con trong bụng mẹ, Hurst gợi ý.

Hurst tin rằng loài người - với tư cách là động vật có vú - có thể dễ bị ảnh hưởng bởi các đột biến "ích kỷ". Ở các động vật có vú như chuột, thường sinh ra nhiều con trong một lứa, cái chết của phôi cung cấp tài nguyên cho những người sống sót trong cùng một lứa. Ở người, nơi người mẹ thường mang một em bé tại một thời điểm, cái chết sớm của phôi thai với thể dị bội tạo cơ hội cho người mẹ sinh sản trở lại, hy vọng kết quả là mang thai khỏe mạnh.

"Điều đáng chú ý là nếu cái chết của phôi mang lại lợi ích cho những đứa con khác của người mẹ đó - vì nhiễm sắc thể "ích kỷ" thường sẽ ở trong các anh chị em nhận thêm thức ăn - thì đột biến sẽ tốt hơn, bởi vì nó giết chết phôi thai, " - Hurst.

Nghiên cứu của Hurst cũng xác định rằng một loại protein, được gọi là Bub1, có thể liên quan đến bệnh aneuploidy. "Mức độ của Bub1 giảm xuống khi các bà mẹ già đi và khi tỷ lệ các vấn đề nhiễm sắc thể phôi thai tăng lên. Xác định các protein ức chế này và tăng mức độ của chúng ở các bà mẹ lớn tuổi có thể khôi phục khả năng sinh sản, "ông nói.

"Tôi cũng hy vọng rằng những hiểu biết này sẽ là một bước để giúp những phụ nữ gặp khó khăn khi mang thai, hoặc bị sẩy thai tái phát," Hurst kết luận.

Reference: Hurst LD. Selfish centromeres and the wastefulness of human reproduction. PLOS Bio. 2022;20(7):e3001671. doi: 10.1371/journal.pbio.3001671.