Найважливішою частиною лікування чоловічого безпліддя є правильний діагноз. Майже третина етіологій чоловічого безпліддя залишаються ідіопатичними. Аналіз еякуляту широко проводиться як основний тест на потенційну фертильність у чоловіків, шляхом оцінки кількості сперматозоїдів, їх рухливості та морфології. Однак, цих параметрів в деяких випадках недостатньо. Функцію сперматозоїдів неможливо передбачити за допомогою аналізу сперми, оскільки процес запліднення включає велику кількість біохімічних подій, які не вимірюються цими параметрами.
Сперматозоїди, кінцевий продукт сперматогенезу, залишають яєчко морфологічно повними, але функціонально незрілими клітинами. Їхня рухливість та остаточне дозрівання запускаються взаємодією з різними факторами, присутніми в придатку яєчка та далі під час їхньої «подорожі» до ооцита. Потрапивши в цервікальний слиз, сперматозоїди мігрують до порожнини матки та фаллопієвих труб, де завершується капацитація, що робить їх здатними запліднити ооцит. Було виявлено, що капацитація змінює рухливість сперматозоїдів та готує їх до акросомальної реакції – двох подій, необхідних для запліднення, як фізіологічно, так і in vitro. Процес капацитації характеризується змінами структури мембрани сперматозоїда, а саме плинністю та проникністю, що призводить до надходження бікарбонату та Ca2+в сперматозоїд, запускаючи каскад сигнальних подій, які індукують гіперактивацію та готують його до взаємодії з яйцеклітиною. Мембрани сперматозоїдів стають крихкими, щоб гідролітичні ферменти в їхніх акросомах могли вивільнятися під час акросомної реакції. Сотні акросомсперматозоїдів повинні розірватися, щоб зруйнувати гранульозні клітини, багаті на гіалуронову кислоту, та зробити отвори в прозорій оболонці (zona pellucida). Після того, як шлях очищено, і один сперматозоїд контактує з мембранними рецепторами ооцита, їхні плазматичні мембрани зливаються, що дозволяє ядру сперматозоїда потрапити в цитоплазму ооцита та відбувається деконденсація хроматину.
Як яйцеклітина, так і навколишні її кумулюсні клітини секретують хемоатрактанти сперматозоїдів, які викликають тимчасове підвищення внутрішньоклітинної концентрації Ca2+, що призводить до послідовної гіперполяризації та деполяризації мембрани, спричиненої протилежною дією калієвих каналів та потенціалзалежних кальцієвих каналів. Було показано, що лише невелика частина популяції сперматозоїдів (2–12%) є функціонально зрілою та чутливою до хемоатрактанту.
Плазматична мембрана сперматозоїда містить молекули шаперонів, також відомі як білки теплового шоку (HSP), які відіграють роль у згортанні та транспорті білків через мембрани. Особливої уваги заслуговує білок HSPA2, який впливає на функцію сперматозоїдів. Разом із двома додатковими білками, а саме молекулою адгезії сперматозоїдів 1 (SPAM1) та арилсульфатазою A (ARSA), він утворює рецепторний комплекс, який бере участь у взаємодії між сперматозоїдом та ооцитом. Під час міграції через фаллопієву трубу, перед капацитацією, коли сперматозоїди наближаються до ооцита, вони зустрічають багатий на гіалуронову кислоту (HA) ооцит кумулюснийкомплекс. Мембрана сперматозоїда прикріплюється до гіалуронової кислоти в матриксі кумулюса яйцеклітини через білок SPAM1, експресований на її зовнішній поверхні, що призводить до його розсіювання та дозволяє сперматозоїду проникнути крізь кумулюс. Було показано, що лише зрілі, життєздатні та рухливі сперматозоїди можуть досягти ооцита та зв'язатися з гіалуроновоюкислотою у матриксі кумулюса яйцеклітини.
Закономірність між ядерними та цитоплазматичними ознаками незрілості сперматозоїдів, пов'язана зі зниженим рівнем гомологічних шаперонів 70-kDa, HspA2 та Hsc70, у незрілих сперматозоїдах, та, як наслідок, відсутністю допомоги шаперонів у транспортуванні різних білків, таких як ферменти репарації ДНК, протаміни та структурні білки, необхідні для ремоделювання сперматозоїдів. Незрілі сперматозоїди з порушеною здатністю зв'язування з гіалуроновою кислотою та зниженою експресією HspA2частіше містять надмірну цитоплазму та мають вищий індекс анеуплоїдності.
Іноді у чоловіків з нормозооспермією безплідних спостерігається нормальне зв'язування сперматозоїдів із прозорою оболонкою, але проникнення не відбувається. Таке трапляється через порушення ZP-індукованої акросомальної реакції (DZPIAR), яке спричиняє зв'язування сперматозоїдів із прозорою оболонкою, але не індукує акросомальну рекцію на прозорій оболонці.
Якщо аналіз еякуляту показує, що всі параметри в межах норми, але вагітність все ще не настає, рекомендується біохімічне дослідження сперми. HBA-тест – це проста методика, запропонована як компонент стандартного аналізу сперми при діагностиці підозри на чоловіче безпліддя, для прогнозування ефективності сперматозоїдів та потенціалу запліднення. Цей тест базується на зв'язуванні гіалуронової кислоти зі сперматозоїдами з кращими морфологічними характеристиками, які не мають цитоплазматичні затримки та інтактною акросомою, а також мінімальною фрагментацією ДНК, які також мають зрілий хроматин та меншу кількість хромосомних анеуплоїдій.HBA-тест прогнозує продуктивність сперматозоїдів та потенціал запліднення. Данна методика стає все більш популярною в багатьох клініках ДРТ по всьому світу.Референтним значенням для цього тесту є 80% зв’язаних сперматозоїдів, що вказує на високу чутливість. Дослідження показали, що у чоловіків, у яких відсоток зв’язаних сперматозоїдів складав <60% спостерігалася підвищена фрагментація ДНК, вищі показники анеуплоїдії та зменшене зв'язування прозорою оболонкою. Чим вищий показник HBA-тесту, тим кращий рівень запліднення, вагітності та дроблення ембріонів. У випадках, коли показник тесту низький рекомендовано розглянути запліднення методом PICSI (фізіологічна інтрацитоплазматична ін'єкція сперматозоїдів), яка заснована також на зв’язуванні сперматозоїдів з гіалуроновою кислотою.
Таким чином, оцінка функціональної зрілості сперматозоїдів є важливим доповненням до стандартного аналізу еякуляту, особливо у випадках безпліддя нез'ясованого генезу або невдалих спроб запліднення. Використання HBA-тесту дозволяє отримати більш повну інформацію про потенціал сперматозоїдів до запліднення, виявити приховані порушення їхньої функції та обґрунтовано обрати оптимальну тактику лікування. Інтеграція функціональних тестів у комплексне обстеження чоловіків із порушенням фертильності сприяє підвищенню точності діагностики, індивідуалізації лікування та покращенню результатів програм допоміжних репродуктивних технологій.