Sperm Morfolojisi (Şekli)

Sperm Morfolojisi (Şekli)

SPERM MORFOLOJİSİ (ŞEKLİ)
Sperm kalitesinin en önemli göstergelerinden biri de şeklidir. Merkezimizde sperm morfolojisi Kruger kriterlerine gore yapılmaktadır. Özel bir boyama sonrası (Spermac) spermin şekli (morfoloji) özellikleri incelenerek sperm örneğinin fertilite (dölleme) kapasitesi belirlenir. Bu boya sperm çekirdeğini kırmızı renkte, akrozom, boyun ve kuyruğu ise yeşil renkte boyar. Semende spermlerin % 4’ünden fazlasının normal şekle sahip olması gerekir. Eğer normal şekle sahip sperm sayısı % 4’den az ise bu durum tüp bebek uygulamalarındaki başarıyı olumsuz yönde etkileyebilir. Semen analizinde en az 100 sperm değerlendirilir. İnfertil çiftin değerlendirilmesinde erkeğin rolüne dair ilk yapılan tanısal inceleme semen analizidir(spermiogram). Bu analizde sperm sayısı, motilitesi (hareketliliği) ve morfolojisi (şekil özellikleri) değerlendirilir. Doğru ve detaylı bir şekilde uygulanan semen analizi, tedavi yönünden alınacak kararları ciddi ölçüde etkilemektedir.Semen analizinde değerlendirilen parametreler içerisinde spermin dölleme potansiyeli konusunda en önemli bilgiyi sperm hareketliliği ve sperm morfolojisi vermektedir. Sperm morfolojisi ile döllenme başarısı arasındaki ilişki birçok araştırmacı tarafından ortaya konmuştur.Sperm morfolojisinin değerlendirilmesinde kullanılan yaygın 2 metod vardır; WHO kriterleri ve Kruger’in kesin kriterleri (Kruger’s strict criteria). Kruger’in kesin kriterleri, morfoloji konusunda çok daha detaylı bir inceleme imkanı sağlaması nedeniyle en çok kabul gören ve merkezimizde de kullanılan metoddur. Bu kriterlere göre yapılan incelemede spermin baş, boyun ve kuyruk bölgesine ait toplam 38 farklı başlıkta anomali ayrı ayrı değerlendirilmektedir. Bu değerlendirme sonucunda %4’ün altında normal morfolojili sperm gözlenmesi durumu Teratozoospermi olarak tanımlanır. Bu oranın altı ve üstündeki değerler döllenme ve gebelik oluşması yönünden önemli bulunmuş ise de her laboratuarın kendi kriterlerini belirlemesi ayrıca önem arz etmektedir. Bir başka deyişle Kruger’e göre yapılan sınıflamada %4 ün altında normal formların bulunması durumunda, anomalilerin alt dağılımına bakılmaktadır. Alt dağılımda sperm başına ait anomaliler şiddetli ve hafif olarak ayrılmaktadır. Merkezimizde Kruger kriterlerine göre şiddetli sperm baş anomalilerinin %80’den fazla görülmesi önemli kabul edilmektedir. Semen analizi sonucuna göre çifti bilgilendirirken bu durumu açıklamak önemlidir.Sperm üretimi (spermatogenez) kompleks ve hassas bir süreç olup, genetik yapıya vücudun iç ortamına ya da dış etkenlere bağlı olarak değişik aşamalarda meydana gelen bozulmalar teratozoospermiye neden olabilir.Normal SpermSperm hücresi üç kısımdan meydana gelir: baş, orta kısım ve kuyruk. Baş, genetik materyali içerir. Orta kısım, sperm hareketi için gerekli enerjiyi, kuyruk kısmı ise sperm hareketini (motiliteyi) sağlar. Morfoloji değerlendirmelerinde normal bir spermin baş uzunluğu 4 ila 5 µm, baş eni 2.5 ila 3.5 µm, başın uzunluk/en oranı 1.50-1.75 olmalıdır. Orta kısım silindir 0.5µm-1µm kalınlıkta, 7-8 µm uzunluğunda ve başa aksiyal olarak bağlanmalıdır. Kuyruk orta kısımdan biraz daha ince, kıvrımsız, düzgün biçimli ve yaklaşık 40-50 µm uzunluktadır.

Normal Morfolojili Sperm Görüntüsü
Şiddetli Sperm Morfolojik DefektleriDünya genelinde tüm çiftlerin yaklaşık %15’inde birincil veya ikincil dereceden infertilite sorunu mevcuttur ve infertil çiftlerin yarısına yakınında erkek kaynaklı problemler asıl infertilite nedenini oluşturmaktadır. Günümüzde, tüp bebek uygulamarında kullanılan sperm hazırlama teknikleri, intrasitoplasmik sperm enjeksiyonu (ICSI) ve son zamanlarda çok etkin olarak kullanılmaya başlanan intrasitoplazmik morfolojik olarak seçilmiş sperm enjeksiyonu (IMSI) erkek kaynaklı infertilite sorununu büyük ölçüde çare olmaktadır.Sperm morfolojik anomalilerinin şiddetli olanları spermin dölleme kapasitesini değişik oranlarda olumsuz etkilemektedir. En önemli anomaliler büyük baş (Megalo head, Makrosefali), yuvarlak baş (Round head, Globozoospermia) ve kuyruğa ait anomali olup sperm baş bölgesinde de anormallikle birlikte görülen Tail-stump sendromlarıdır. Bu anomaliler, mevcut oldukları örneklerde yüksek oranda bulunmaları ve dolayısıyla normal sperm seçiminin çoğunlukla mümkün olamaması nedeniyle yüksek döllenme başarısızlığı, kötü ve / veya yavaş embriyo, blastosist gelişimi görülebilir.Büyük Baş (Makrosefali, Megalo head):Sperm başının normal boyutlardan büyük, çoğunlukla düzensiz yapıda ve multinükleer (çok çekirdekli) olması durumudur. Çoğunlukla birden çok başın ve kuyruğun birarada olduğu (polyploid, makronükleer) düzensiz formlar olarak göze çarpar. Büyük başlı spermlerde yapılan kromozomal inceleme bu tip spermlerin kromozomal içeriğinin bölünme kusurlarından dolayı, olması gerekenden daha fazla olduğunu göstermektedir. Normal sperm de 1N olarak gösterilen kromozomal içerik büyük başlı spermlerde, katlanarak 2N, 3N (poliploidy) hatta daha fazla olabilmektedir. Ayrıca bu spermlerde bir veya daha fazla kromozomda anormal sayısal değişiklikler (yüksek anöploidy) saptanmaktadır. Bu nedenle yüksek oranda büyük spermi olan vakaların spermleriyle yapılan enjeksiyonlarda düşük fertilizasyon oranlarıyla, embriyolarda yüksek kromozomal anormallikleriyle ve düşük gebelik oranlarıyla karşılaşılmaktadır. Son yapılan çalışmalar, ejakülatında yüksek oranda büyük baş anomalisine sahip sperm bulunan vakalarda, normal baş yapısına sahip sperm bulunsa dahi, bunların kromozomal olarak anormallikler içerme ihtimalinin çok yüksek olduğunu göstermektedir. Bunun sebebi de spermin oluşması esnasında fonksiyonel olan genlerden birinin bozuk olması, yani genetik bir problemin olmasıdır. Bu anomalinin mevcut olduğu örneklerde başsız (pin-head) spermlerede sıklıkla rastlanır.İlk olarak 1977 yılında tanımlanan spermlerdeki büyük baş sendromu, ejakülatta çok yüksek oranda büyük başlı, ileri derecede baş anormallikleri olan ve birden fazla kuyruğu olan spermlerin varlığı ile tanımlanmaktadır. Makrosefali(Büyük Baş) olarak bilinen bu sendrom şiddetli erkek infertilitesi olan vakaların %1’den daha azında görülmektedir.2007 yılında 10 infertil erkekte yapılan bir çalışmada, sperm mayoz bölünme mekanizmasında önemli rolü olan bir gen bölgesindeki “aurorakinase c” eksikliğinin; neden olduğu saptanmıştır. Genetik faktörün yanı sıra dış etkenler nedeniyle veya zamanla spermin mayoz bölünme mekanizmasında meydana gelebilecek problemlerinde sorumlu olabileceği öne sürülmektedir.Bu anomalinin baskın olduğu örneklerde aynı zamanda sperm sayısı, hareketliliği ve canlılığının da düşük olması nedeniyle yeterli sperm elde edilebilmesi için bazen cerrahi yola (Testiküler sperm ekstraksiyonu, TESE) başvurulması gerekebilmektedir.Merkezimiz tarafından yapılanlar da dahil olmak üzere, birçok çalışmada büyük baş sperm sendromu olan vakaların embriyolarında yüksek oranda kromozomal anomali olduğu saptanmıştır. Ayrıca spermlerde yapılan kromozom incelemesinde (FISH tekniği)anormallik oranı yüksek bulunmaktadır. Büyük başlı, amorf spermlerle mikroenjeksiyon sonrasında döllenme başarısızlığı, kötü embriyo gelişimi, embriyolarda yavaşlama veya duraksama, düşük gebelik oranları ve yüksek oranda gebelik kayıpları gözlenmektedir.Ayrıca, bu vakalarda bir diğer önemli yaklaşım ise merkezimizde de başarılı şekilde uygulanan preimplantasyon genetik tanının (PGT) gelişen embriyolara uygulanmasıdır. Bu sayede hem kromozomal olarak hem de genetik olarak normal embriyoların anne adayına transfer edilmesi mümkün olmaktadır. Merkezimizde yaptığımız ve bilimsel olarak yayınladığımız çalışma ile yüksek oranda büyük baş anomalisi olan vakalarda, ICSI işleminde ejakülatlarından detaylı inceleme ile seçilen göreceli olarak daha normal baş yapısına sahip spermler kullanılmış ve gelişen embriyolar yapılan genetik tanı (PGT) ile kromozomal olarak incelenmiştir. PGT sonrası kromozomal olarak normal olan embriyoların anne adaylarına transfer edilmesi ile daha yüksek gebelik oranları elde edilmiştir. Bu çalışmadaki önemli bulgulardan biride, incelenen embriyolarda, büyük baş sperme bağlı kromozomal anormalite artışının saptanmış olmasıdır.Bu sendroma sahip vakalarda, az sayıdaki normal veya göreceli normal spermlerin seçilmesi çok önemlidir. Spermlerin klasik yöntemden farklı olarak çok büyük büyütme ile seçilmesi IMSI yöntemi adını almaktadır. Normalde 200-400 büyütme ile seçilen spermler bu teknikle 8050 kez büyütülmekte ve sperm DNA hasarına yol açabilen vakuollerin varlığı tanımlanabilmekte ve bu bozuklukları taşımayan spermlerin seçimi mümkün olmaktadır.Günümüzde makrosefal yada çok büyük başlı spermlerin ağırlıklı olduğu örneklerde IMSI yöntemi ile sperm seçimi ve mikroenjeksiyon en yararlı yöntemdir. PGT yöntemiyle kromozomal anomalili embriyoların elenmesi sağlıklı gebelik şansını arttırmaktadır.Bahsedildiği gibi, büyük baş sperm sendromu, tüp bebek kliniklerinin karşılaştığı en zorlu şiddetli erkek infertilite endikasyonlarından biridir. Merkezimizde, bu sendromlu vakalar, tedavi öncesinde, özellikle spermlerinde bulunma ihtimali yüksek olan kromozomal anormallikler ve gen mutasyonu açısından detaylı olarak bilgilendirilmektedir. Ayrıca olası düşük fertilizasyon, kötü embriyo gelişimi ve düşük gebelik oranları detaylı şekilde anlatılmaktadır. Etkinlikleri yapılan çalışmalarla da gösterilen PGT ve IMSI özellikle bu vakalara önerilmektedir.





8050 kat büyütmeyle büyük baş ve birden fazla kuyruğa
sahip sperm görüntüsü

Spermac boya ile boyanmış
büyük başlı ve birden
fazla kuyruğu olan sperm
görüntüleri



Kromozomal analizi yapılmış
büyük başlı spermde kromozomdaki
sayısal artış (poliploid sperm)
Yuvarlak Baş (Round Head, Globozoospermia)Yuvarlak başlı spermler, akrozom kısmına sahip olmamaları ve spermin iskelet yapısındaki problemler sebebiyle normalde oval olan ve akrozom kepi içeren baş yapısının bozulması ile oluşur. Akrozom, spermin yumurtayı çevreleyen zona tabakasına bağlanmasını ve içerdiği eritici enzimler sayesinde bu tabakayı geçerek yumurtaya girişini sağlayan yapıdır. Dolayısıyla yokluğunda spermin normal yoldan yumurtayı döllemesi mümkün olmamaktadır. ICSI yöntemiyle bu problem aşılmaktadır fakat spermin DNA yapısındaki problemlerin eşlik etmesi sebebiyle dölleme kapasitesi oldukça düşüktür.Olgun bir spermin DNA iplikçikleri (kromatin) çekirdeğin içerisinde gevşek bir şekilde paketlenmiş haldedir (olgun DNA). Fakat yuvarlak başlı spermlerde bu yapı sıkı bir şekilde paketlenmiş durumda olduğundan (immatür DNA) yumurta içerisinde spermin DNA iplikçikleri açılamaz ve sonuç olarak döllenme gerçekleşemez. Ayrıca bu formlarda, spermin sentrozom denen ve döllenme esnasında kromozomların hareketinden sorumlu yapıları (iğ iplikçikleri) oluşturan parçasınında hasarlı olduğu ve bu nedenle döllenmenin gerçekleşemediği öne sürülmektedir. Birçok çalışmada bu spermlerin DNA’larında yüksek oranda kırıklar (fragmantasyon) olduğu gösterilmiştir.İki tip Globozoospermi tanımlanmıştır. Tip I’de spermlerin tamamına yakını yuvarlak başlı spermlerden oluşmaktadır ve akrozom yoktur. Tip II’de ise koni şeklinde bir başla beraber düşük oranda akrozoma sahip spermler görülebilir, ayrıca hareket azlığı eşlik etmektedir.Bu bozukluktan sorumlu genler tam olarak belirlenememiş olmakla birlikte genetik geçişli olduğunu gösteren çalışmalar mevcuttur. Yuvarlak başlı spermler üzerinde yapılan Sperm FISH incelemelerinde normal spermlere kıyasla artmış anöploidi (sayısal kromozom anomalisi) oranları saptanmıştır. Genel olarak Globozoospermi vakalarında düşük oranda döllenme ile kötü embriyo gelişim, düşük gebelik oranları ve gebelik kayıplarında artış söz konusudur. Nadiren hiç döllenme göstermeyen vakalar izlenmektedir.Bu vakalarda merkezimizde uygulanan IMSI (yüksek büyütme ile seçilmiş sperm mikroenjeksiyonu) yöntemiyle akrozom içeren spermlerin daha etkin bir şekilde tespit edilerek mikroenjeksiyon için kullanılması başarı şansını arttırmaktadır.
 
8050 kat büyütmeyle

Spermac boya ile boyanmış
Şiddetli Kuyruk Defekti (Tail-stump(Fibröz Kılıf Displazi))Tail stump defekti, sperm kuyruğunu oluşturan protein yapılarındaki bozukluk ya da eksikliklerden kaynaklanan kısa, küt ve kalınlaşmış kuyruğa sahip en şiddetli sperm kuyruk anomalisidir. Kuyruktaki kalınlaşma, kuyruğu çevreleyen fibröz yapının kontrolsüz gelişmesinden kaynaklanmaktadır ve tail-stump spermlerin tüm alt tiplerinde ortak bir bozukluktur. Genetik geçişli olduğu düşünülen bu anomalinin bazı tipleri ile ilişkili genleri gösteren çalışmalar olmakla birlikte sorumlu genler net olarak belirlenememiştir.Tail stump sperm örneklerinde canlılık oranı çoğunlukla yüksek olmakla birlikte hareketlilik sperm kuyruk yapısının tamamen bozuk olmasına bağlı olarak çok düşüktür ve tamamıyla hareketsiz örneklere sıklıkla rastlanır. Hareketlilik spermin canlılığını gösteren en önemli parametredir ve dolayısıyla bu vakalarda ICSI için canlı sperm seçimi oldukça güçleşmektedir. Bu nedenle canlılığın çok düşük olduğu olgularda canlılığı çok daha yüksek olan (%80–90) testiküler sperm kullanımı tercih edilebilmektedir. Tail stump vakalarının bir kısmında normal morfolojiye sahip spermler elde edilebilmekte ve normal vakalara yakın sonuçlar alınabilmektedir.