В настоящее время признаками морфофункциональной зрелости эндометрия и одновременно критерием прогноза эффективности ЭКО являются толщина и морфологическая структура эндометрия. Однако нет абсолютной зависимости между благополучным исходом ЭКО и толщиной эндометрия.
Основой подготовки эндометрия к имплантации является гормональная стимуляция, при этом способность клеток адекватно отвечать на гормональный сигнал зависит от представленности рецепторов прогестерона (РП) и рецепторов эстрадиола (РЭ) в клетках-мишенях. Поэтому, о функциональной состоятельности эндометрия можно судить не только по косвенным параметрам (морфометрическим), но и по рецепторному статусу ткани. В частности, уровень рецепторов эстрогенов (РЭ) и рецепторов прогестерона (РП), а также соотношение их (РП/РЭ) в эндометрии перед имплантацией может влиять на эффективность переноса бластоцисты.
В литературе имеются отрывочные данные о рецепции женских половых стероидов в эндометрии и отдельных фракциях клеток белой крови при имплантации. Однако, данные авторов весьма противоречивы и носят преимущественно качественный характер. При этом, рецепция половых стероидов в МНФК в количественном аспекте крайне мало изучена, а для ЭКО такие данные в доступной литературе вообще отсутствуют. Детальное изучение реципрокных гормональных отношений в клетках эндометрия и иммунной системы имеет как фундаментальное, так и прикладное значение.
Ограниченность информации об экспрессии рецепторов стероидных гормонов в эндометрии и отсутствие в доступной литературе данных об экспрессии рецепторов этих гормонов на клетках мононуклеарной фракции периферической крови у пациенток программы ЭКО и ПЭ, предположение об их корреляции и отсутствие надежного неинвазивного предиктора имплантации послужили основанием для проведения настоящего исследования.
1. Готовность эндометрия к имплантации не зависит от соответствия гистологической картины эндометрия фазе менструального цикла в предшествующем процедуре ЭКО цикле и от содержания в цитозоле эндометрия рецепторов эстрадиола и прогестерона. Несоответствие гистологической картины эндометрия фазе менструального цикла выявлено у 44,5% пациенток с наступившей беременностью и у 61,6% пациенток с отсутствием эффекта от лечения. Разницы в уровне рецепции эстрадиола и прогестерона в цитозоле эндометрия у обследованных пациенток обеих групп не выявлено.
2. Эффективный цикл ЭКО сопровождался достоверным повышением уровня рецепторов прогестерона (РП) в мононуклеарной фракции периферической крови в сравнении с безуспешной попыткой ЭКО. Различий в рецепции эстрадиола в МНФК не выявлено.
3. Обнаружена тесная положительная корреляция между рецепцией прогестерона в цитозоле эндометрия и МНФК и отсутствие таковой в рецепции эстрадиола.
4. Корреляционный анализ показал отсутствие связи между рецепцией стероидных гормонов в эндометрии и МНФК и причиной бесплодия.
5. Новым неинвазивным критерием эффективности ЭКО может являться уровень прогестерона в мононуклеарной фракции периферической крови (пограничное значение - 1,3 фемтомоль/млн клеток). У пациенток с уровнем РП ниже пограничного значения для повышения эффективности ЭКО необходима предварительная предгравидарная подготовка.
Пролактин
Пролактин играет важную роль в регуляции фолликулогенеза, продукции стероидов яичниками и функции желтого тела. При гиперпролактинемии под действием бромкриптина восстанавливается пульсирующее выделение ЛГ, что необходимо для развития фолликула.
Кортизол
Кортикостероиды используются для подавления секреции андрогенов корой надпочечников, индуцированных стрессом. Андрогены, трансформируясь в эстрогены, по системе положительной обратной связи могут привести к повышению уровня ЛГ. Показанием для применения кортизола является необходимость иммунодепрессии [20].
L-тироксин
При субклинических формах гипотиреоза нередко наблюдается повышение уровня пролактина, которое нормализуется приемом L-тироксина. При этом отмечают стабилизацию функции желтого тела. Секреция тиреотропин рилизинг гормона гипоталамусом, как и пролактина, регулируется допамином. Его недостаток, как и дефицит периферических гормонов щитовидной железы, приводит к увеличению уровня тиреотропин рилизинг гормона, тиреотропного гормона и, опосредованно, к гиперпролактинемии.
Три фазы роста фолликулов
Примордиальный фолликул в течение 60 дней увеличивается до размеров 1 мм. В это время его развитие независимо от влияния ФСГ. Величина первичного фолликула достигает 4-6 мм в диаметре. В дальнейшем увеличение фолликула, формирование вторичного и третичного фолликула можно регистрировать с помощью УЗИ. Размеры третичного фолликула в течение 14 дней фолликулярной фазы увеличиваются от 10-12 до 20-24 мм к моменту овуляции. Таким образом общая продолжительность роста фолликула составляет примерно 88 дней.
Фармакокинетика гонадотропных препаратов, приготовленных из мочи
Применяемые для стимуляции овуляции гонадотропные препараты имеют разное время полужизни и в течение некоторого времени находятся в организме. Так, препарат ФСГ имеет время полувыведения 35 час, высокоочищенный препарат - 24 час, рекомбинантный - 44 час. В соответствии с периодом полужизни выбирается доза препарата, достаточная для выхода на "плато", и затем вводят поддерживающую дозу
ИФРСБ-1,2 - белки, связывающие инсулиноподобные факторы роста
ТФР- и - - трансформирующие факторы роста - и -
ЭФР - эпидермальный фактор роста
ИФР-1 и -2 - инсулиноподобные факторы роста -1 и -2
оФРФ - основная форма фактора роста фибробластов
СЭФР - сосудисто-эндотелиальный фактор роста
ЛИФ - фактор, ингибирующий лейкоз
ИЛ-1 - интерлейкин-1
ФРТ - фактор роста тромбоцитов
ГТФ - гуанозинтрифосфат
ФРК - фактор роста кератиноцитов
ФРП - фактор роста плаценты
КСФ - колониестимулирующий фактор
Апоптоз - программированная клеточная гибель, контролируемая генетически и характеризующаяся митохондриальной дисфункцией, активацией протеолитических ферментов (каспаз), специфической фрагментацией ДНК, блеббингом плазматической мембраны и распадом клетки на апоптотические тельца.
Адгезия - процесс прикрепления клеток к матриксу/субстрату или друг к другу, опосредуемый активностью белков цитоскелета, специфических белков адгезии (интегрины, кадгерины, селектины, трансмембранные протеогликаны, белки семейства иммуноглобулинов), их рецепторов, обеспечивающий адекватную локализацию клетки и активацию внутриклеточных сигнальных биохимических путей, сопровождающих клеточную активацию.
Факторы роста - ИФР-1, ИФР-2, ТФР, ФРФ, СЭФР, ЭФР, ФРТ, ФРП, ФРК, КСФ (см. список сокращений) - полипептидные гормоны, синтезируемые рядом клеток, паракринным, эндокринным и аутокринным путем регулирующие функционирование клеток в популяции, взаимодействующие со специфическими рецепторами клеточных мембран, обладающие митогенной, пролиферативной, апоптоз-модулирующей и метаболической активностью.
Цитокины - полипептидные гормоны, продуцируемые клетками при их активации, регулирующие межклеточные взаимодействия и обладающие рядом специфических биологических эффектов (например, интерлейкины (ИЛ), монокины, интерферон, фактор некроза опухолей, ЛИФ - лейкоз-ингибирующий фактор).
Bcl - семейство белков, проявляющих про- и антиапоптотические свойства.
HSP - белки теплового шока (heat shock proteins) - семейство белков, обеспечивающих поддержание конформации клеточных белков, их ренатурацию, приобретение третичной структуры и выполнение некоторых специфических функций.
Имплантация эмбриона в полости матки - сложный, многоступенчатый процесс, регуляция которого осуществляется при помощи большого количества гуморальных факторов и разнообразных межмолекулярных и межклеточных взаимодействий. Повышение результативности существующих методов лечения бесплодия, в том числе методов ВРТ, и разработка новых методов невозможны без изучения механизмов регуляции имплантации - одного из наиболее хрупких звеньев в становлении симбиотических взаимоотношений эмбриона и материнского организма.
Известно, что оплодотворенная яйцеклетка попадает в полость матки на стадии морулы на 4-й день после овуляции. На 5-й день морула развивается в бластоцисту.
Материнский эндометрий восприимчив к имплантирующейся бластоцисте только в пределах строго ограниченного во времени "окна имплантации". Наиболее вероятно, что у человека начало "окна имплантации" приходится на 7-й день после оплодотворения/овуляции . Появление в эндометрии трансмембранного гликопротеина Muc 1 ограничивает временные рамки "окна имплантации" .
Во время фаз аппозиции и прикрепления на наружной мембране бластоцисты образуются многочисленные микровыпячивания, в результате чего она входит в тесный контакт с маточным эпителием, что знаменует собой переход в стадию адгезии (внедрения). Электроотрицательный заряд на поверхности эпителиальных клеток способствует сближению бластоцисты с поверхностью эндометрия. Последующая стадия инвазии трофобласта завершает процесс имплантации и характеризуется глубоким проникновением бластоцисты в эпителий матки.
Синцитиотрофобласт эмбриона вторгается между эпителиальными клетками и прорастает в сторону базального слоя. Над погрузившейся в толщу эндометрия бластоцистой происходит полное смыкание покровного эпителия.
Успех имплантации во многом зависит от синхронности обмена сигнальными молекулами между матерью и эмбрионом в ходе "диалога", который характеризуется интенсивными молекулярными взаимодействиями между клетками и тканями и экспрессией эффекторных молекул, факторов роста и цитокинов, осуществляющих паракринную, аутокринную и интракринную регуляцию столь сложного процесса
Межмолекулярные взаимодействия модулируют как дальнейшее развитие и "поведение" бластоцисты, так и распознавание беременности и адаптацию к ней организма матери.
Перед имплантацией ткани, составляющие секреторный эндометрий, в частности железистый эпителий, покровный эпителий, стромальные клетки, стромальные сосуды, внеклеточный матрикс, претерпевают различные морфологические, клеточные и молекулярные изменения, некоторые из них очень непродолжительные.
В период имплантации митотическая активность клеток железистого эпителия увеличивается, что коррелирует с возрастающей концентрацией эстрадиола. Секреторная активность желез достигает максимума. К характерным морфологическим изменениям желез эндометрия, наблюдающимся только в секреторную фазу, относятся образование гигантских митохондрий, отложение гликогена, формирование систем ядерных каналов.
Покровный эпителий матки первым контактирует с бластоцистой, в результате чего в нем происходят анатомические и молекулярные изменения, обеспечивающие восприимчивость эндометрия к нидации эмбриона. В период имплантации в нем образуются микровыпячивания (пиноподии) на апикальной поверхности эпителия, направленные к слизистой оболочки матки. Они появляются в середине секреторной фазы менструального цикла и сохраняются в течение 48-72 ч. Этот процесс стимулируется прогестероном и ингибируется эстрогенами. Появление пиноподий соответствует по времени началу "окна имплантации", которое появляется в период максимальной рецепторной активности эндометрия.
Основными регуляторами морфологических изменений функционального слоя эндометрия в течение менструального цикла и в периимплантационном периоде считаются синтезируемые в яичниках стероиды. Только подготовленный циклическим стероидным воздействием эндометрий готов к приему бластоцисты и восприятию ее гуморальных сигналов .
Практически для всех видов млекопитающих в репродуктивном цикле характерны две следующие закономерности:
1) возрастающая секреция эстрогенов в фазу селекции и развития фолликулов, которая в хронологическом плане лишь косвенно влияет на имплантацию;
2) выработка значительных количеств прогестинов в секреторную фазу цикла, что совпадает по времени с имплантацией. Выраженная эстрогеновая секреция в эту фазу характерна далеко не для всех видов млекопитающих.
Считается, что в отличие от прогестерона эстрогены влияют на имплантацию опосредованно.
Эстрадиол выступает в качестве пермиссивного агента, тогда как прямое действие оказывают локальные, регулируемые им факторы - цитокины, молекулы адгезии, факторы роста.
Установлено, что для полноценной пролиферации эндометрия в течение фолликулярной фазы нормального менструального цикла необходима концентрация эстрадиола в маточном кровотоке в пределах 200 - 400 пг/мл при одновременном содержании прогестерона не более 4 нг/мл. Нормальная имплантация возможна при концентрации эстрадиола 50-100 пг/мл в сыворотке крови. Таким образом, уровень эстрадиола в периферической крови не всегда может являться прогностическим фактором в отношении успеха имплантации.
Более того, решающую роль в имплантации играет не столько абсолютное содержание стероидных гормонов, действующих на ткани-мишени органов репродуктивной системы, и морфологическая структура эндометрия, сколько его рецептивность, т.е. количество функционально полноценных рецепторов ткани эндометрия к соответствующим стероидным гормонам.
Эстрогены одновременно с пролиферацией клеток эпителия стимулируют развитие секреторного аппарата клетки и синтез рецепторов к эстрогенам и прогестерону, посредством взаимодействия с которыми и осуществляется многогранное действие гормонов на клетки.
В настоящее время роль химического посредника в передаче сигнала бластоцисты от эпителия эндометрия к строме с последующим развитием ее децидуальной реакции отводится гистамину и/или простагландинам.
Таким образом, процесс имплантации контролируется сложнейшим взаимодействием множества сигнальных и эффекторных соединений, вырабатываемых эндометрием, иммунокомпетентными клетками матери и эмбрионом, принимающим активное участие в последовательном каскаде событий.
Однако собственно имплантации предшествуют определенные процессы, развивающиеся в эндометрии в секреторной фазе цикла. В соответствии с этим представлением, реакция эндометрия в ходе имплантации делится на три фазы:
1. Первая фаза. Находится под контролем эстрогенов и прогестерона и характеризуется изменениями в покровных и железистых эпителиальных клетках эндометрия, результатом чего является подготовка к аппозиции и присоединению бластоцисты. Гормональные влияния на эндометрий зависят от присутствия ядерных рецепторов к стероидным гормонам. Нарастание концентрации рецепторов наблюдается в направлении от функционального слоя к базальному, что коррелирует с установлением максимальной рецептивности матки, необходимой для имплантации. Параллельно с изменениями в системе стероидных рецепторов клетки эпителия претерпевают изменения в структуре цитоскелета и профиле секреции белков. Эти изменения могут быть предотвращены антагонистами прогестероновых рецепторов в лютеиновой фазе цикла.
2. Вторая фаза. Модуляция гормональных стероидных эффектов эмбриональными факторами. Начало секреции бластоцистой хорионического гонадотропина и других белков ранней беременности вызывает дополнительные изменения в клетках эндометрия. В клетках покровного эпителия происходит эндорепликация, образуются "эпителиальные бляшки". Железистый эпителий отвечает на действие эмбриональных регуляторных факторов модификацией главного секреторного продукта - гликоделина, дающего иммунный протекторный эффект в отношении наступающей беременности. Стромальные фибробласты начинают процесс своей дифференцировки, приобретают децидуальный фенотип, начинают экспрессировать актиновые филаменты.
3. Третья фаза. Инвазия трофобласта и перестройка стромального компонента эндометрия, гладкомышечных клеток, эндотелия кровеносных сосудов. При этом на покровном эпителии исчезают "эпителиальные бляшки", железистый эпителий остается высоко секреторно активным. В этой фазе заканчивается трансформация фибробластов в децидуальные клетки, которые начинают экспрессировать весь комплекс ростовых факторов, свойственных ранней беременности.
Хорошими маркерами эндометриальной функции и готовности эндометрия к имплантации являются адгезионные молекулы, роль которых в регуляции имплантации стала интенсивно изучаться в последние годы.
К молекулам адгезии относятся 4 семейства белков: интегрины, кадгерины, селектины и семейство иммуноглобулинов. Интегрины (- и -цепи) взаимодействуют с различными лигандами, включая гликопротеины внеклеточного матрикса и молекулы на клеточных мембранах. Они облегчают миграцию и прикрепление клеток к матриксу, опосредуют межклеточные взаимодействия, передачу сигналов.
Интегрины вовлечены в процессы оплодотворения, имплантации и развития плаценты. Эндометрий относится к тканям с высоким уровнем экспрессии интегринов . В пролиферативной и секреторной фазах цикла клетки железистого и покровного эпителия экспрессируют различные виды интегринов. Предполагают, что присутствие в эпителии трех типов из них - 11, 41, v3 только в течение 20-24 дней цикла облегчает иммунологическое распознавание эмбриона и обеспечивает удачную имплантацию.
Изменение экспрессии интегринов обнаружено в эндометрии женщин с нарушениями репродуктивной функции. Показано отсутствие экспрессии 3-интегрина у женщин с эндометриозом и при повторных неудачных попытках ЭКО.
В процессе имплантации обмен сигналами между эмбрионом и эндометрием осуществляется в том числе посредством молекул адгезии. Интересно, что добавление некоторых молекул адгезии в культуральную среду улучшало качество эмбрионов и повышало частоту имплантации и наступления беременности в программе ЭКО.
