Познавательная статья о допплерометрии кровотока матки при ЭКО

Допплерометрия кровотока в сосудах матки как прогностический фактор при лечении бесплодия.

В последние годы широко применяется метод ультразвукового наблюдения за ростом фолликула и толщиной эндометрия, который в сочетании с гормональным мониторингом используется в стимуляции овуляции суперовуляции.

Одним из альтернативных методов исследования состояния эндометрия является допплерометрическое исследование характера кровотока в сосудах эндометрия. 
В медицине эффект Допплера применяется в основном для измерения скорости тока крови, причем отражающей поверхностью в данном случае служат клетки крови и в первую очередь эритроциты. Под кривыми скоростей кровотока подразумевается графическое отражение изменений средней моментальной или максимальной скорости на протяжении сердечного цикла.

Систолодиастолическое соотношение, индекс резистентности, пульсационный индекс отражают сосудистое сопротивление периферической части сосудистого русла. Его увеличение отражается главным образом на уменьшении диастолического компонента допплеровского спектра кривой кровотока, что приводит к повышению численных значений вышеперечисленных индексов.

Высокочастотные преобразователи (6,5-7,5 MГц), установленные в датчиках для трансвагинального исследования, позволили не только увеличить разрешающую способность и визуализацию структур матки, но и сочетать исследование в В-режиме одновременно с допплерометрией. Цветное отображение кровотока, а также количественный и качественный анализ дали возможность оценить импеданс кровотока в маточных артериях, что позволило охарактеризовать маточную перфузию.

В последнее время появился ряд работ, в которых не только даны допплерометрические характеристики кровотока, происходящие в течение менструального цикла, но и предпринята попытка связать их с эффективностью ЭКО.

Структура и функция кровеносных сосудов эндометрия

Кровеносные сосуды эндометрия формируют сосудистую сеть, имеющую ряд специфических особенностей. В отличие от сосудистой системы других органов и тканей, поддерживающих постоянную функцию и структуру на протяжении всей жизни, васкуляризация эндометрия динамически изменяется в течение относительно короткого времени - менструального цикла.

В течение менструального цикла сосудистая сеть эндометрия подвержена структурным и функциональным изменениям, тесно связанным с изменениями, происходящими непосредственно в эндометрии. В первую фазу менструального цикла происходит интенсивный рост сосудов эндометрия и подготовка к имплантации эмбриона. Если имплантация не наступает, сосудистая сеть эндометрия подвергается регрессу. Кровоснабжение эндометрия осуществляется посредством радиальных артерий, которые образуются в результате деления аркуатных артерий в толще миометрия. После прохождения через границу между миометрием и эндометрием радиальные артерии формируют меньшие по диаметру базальные артерии, которые кровоснабжают базальный слой эндометрия, и спиральные артериолы, которые достигают поверхности эндометрия.

Спиральная артериола имеет пружинообразный вид, что становится более явным в течение секреторной фазы менструального цикла. По своему строению спиральные артериолы отличаются от других артериол относительно меньшим количеством эластина в составе внутренней стенки артериолы. Каждая спиральная артериола обеспечивает кровью участок в 4-9 мм, с небольшими перекрытиями между областями или без них. Непосредственно под поверхностью эндометрия спиральные артериолы разветвляются и образуют подэпителиальное капиллярное сплетение.

Анатомия кровоснабжения базальной части эндометрия остается относительно неизменной в течение всего менструального цикла. Функциональный слой эндометрия и архитектура его кровоснабжения постоянно изменяются в ответ на воздействие половых стероидов в зависимости от фазы менструального цикла.


Рассматривая отдельные этапы ангиогенеза функционального слоя эндометрия, ряд авторов выделяют четыре основных стадии в процессе роста сосудов:

1) разрыв основания мембраны существующего сосуда;
2) перемещение эндотелиальных клеток к месту разрыва;
3) быстрое увеличение числа эндотелиальных клеток; 

4) формирование эндотелиальных клеток в новый сосуд.

В промежутке между окончанием менструации и овуляцией в процессе васкуляризации эндометрия отчетливо прослеживаются две различные фазы роста сосудов:

- первая начинается в течение менструации и является ничем иным как восстановлением нарушенной сосудистой сети, 
- вторая фаза характеризуется ростом сосудов функционального слоя совместно с остальной частью эндометрия под влиянием эстрогенов в течение пролиферативной фазы. 

В то время как морфологические изменения, происходящие в эндометрии и его васкуляризации, не вызывают сомнений, вопрос о факторах, оказывающих влияние на процесс ангиогенеза сосудов эндометрия, остается поводом для дискуссий. Преобладающее значение в ангиогенезе сосудов эндометрия принадлежит эстрогенам, однако прямое или косвенное влияние на ангиогенез имеют сосудистый эндотелиальный фактор роста, фактор роста фибробластов, TGF-a, интерлейкин (IL) -1 и IL-6, эпидермальный фактор роста и IL-8, ангиотензин-II и др.
У большинства плацентарных млекопитающих ограниченное увеличение микрососудистой проницаемости эндометрия является одним из первых признаков наступления имплантации. Так, в эксперименте в период имплантации увеличение проницаемости сосудов эндометрия выявлено у крыс, морских свинок , овец и свиней. Несмотря на идентичность реакции сосудов эндометрия на внедрение эмбриона у млекопитающих, остается немало неизученных физиологических механизмов и причин этого явления. У женщин в месте имплантации эмбриона на 9-й день после овуляции Hertig и соавт. (1956) выявили отек эндометрия. При использовании электронной микроскопии показано, что основные изменения в микрососудистой архитектуре эндометрия крыс во время увеличения проницаемости сосудов, индуцируемого внедрением бластоцисты, начинаются к концу 5-х суток беременности. На 6-е сутки беременности выявлено отсутствие капилляров, окружающих бластоцисту, и возникает в результате имплантации аваскулярная зона ~ 420-210 мм в диаметре. Как ни странно, но именно в момент высокой метаболической активности эмбрион оказывается изолированным от материнских энергетических источников обеспечения его жизнедеятельности. Существует ряд гипотез, объясняющих это парадоксальное, на первый взгляд, явление. По одной из них, наличие аваскулярной зоны в месте имплантации эмбриона позволяет иммунологически ослабить материнские ткани и тем самым расширить возможности вторжения трофобласта в ткань эндометрия.

Подобная реакция может быть частью механизма, позволяющего избежать иммунологического отторжения бластоцисты матерью. Аваскулярная зона места имплантации окружена сосудами сравнительно большего диаметра (капилляры, наиболее близко расположенные к месту имплантации эмбриона, имеют средний диаметр 18,5±2,5 мкм по сравнению с капиллярами, расположенными несколько дальше от места имплантации, - 7,5±0,4 мкм). Кроме того, скорость кровотока через эти расширенные или относительно крупные капилляры в зоне имплантации эмбриона значительно снижена. Отмечается периодическое снижение скорости кровотока до нулевых значений. При помощи электронной микроскопии выявлены агрегация и адгезия форменных элементов крови (чаще лейкоцитов) и/или их вращение у стенок расширенного сосуда в зоне места имплантации эмбриона, что достаточно редко происходит в капиллярах аналогичного диаметра, отдаленных от места имплантации.

Детальное ультраструктурное исследование микроваскуляризации эндометрия человека показало, что в раннюю пролиферативную фазу его базальная мембрана, окруженная капиллярами, является относительно прерывистой. В течение пролиферативной фазы базальная мембрана эндометрия становится более сложной. Эндотелиальные клетки прогрессивно дифференцируются к середине секреторной фазы цикла. Приведенные данные свидетельствуют о динамических изменениях в архитектуре микроваскуляризации эндометрия человека в течение менструального цикла. Под влиянием различных факторов эти специфические изменения определяют процесс имплантации эмбриона. Если имплантация не происходит, регресс сосудов эндометрия начинается через 8-9 дней после овуляции. Впервые R. Goswamy и соавт. и R. Goswamy и P. Steptoe выдвинули гипотезу, согласно которой снижение маточной перфузии играет важную роль в развитии бесплодия у женщин. Это позволило предположить, что оценка показателей кровотока маточных артерий в циклах вспомогательных репродуктивных технологий может дать дополнительную информацию в целях оптимизации их проведения. 

Допплерометрия кровотока в сосудах матки в программах вспомогательной репродукцмии.
Допплерометрия кровотока маточных артерий, проводимая при помощи цветного допплеровского картирования, предложена как один из физиологических параметров для косвенной оценки способности эндометрия к имплантации эмбриона. Предложено проводить оценку допплерометрических характеристик кровотока в маточных артериях и их ветвях, размещенных во внешней трети миометрия.

R. Goswamy и P. Steptoe показали, что характеристика маточного кровотока в значительной степени определяется содержанием эстрогенов в сыворотке крови и продолжительностью их влияния. Так, при увеличении концентрации эстрогенов в крови увеличивалась и маточная перфузия, а при снижении их концентрации она снижалась. Кроме того, интенсивность кровотока в маточных артериях вновь увеличивалась параллельно увеличению концентрации прогестерона и эстрогенов в лютеиновой фазе цикла. Последние исследования выявили достоверные различия сосудистого сопротивления маточных артерий при недостаточности лютеиновой фазы по сравнению с таковым у женщин при нормальном соотношении гормонов в лютеиновую фазу цикла.

При этом исследования маточного кровотока проводили параллельно с анализом концентрации прогестерона в сыворотке крови и биопсией эндометрия во вторую фазу цикла, что позволяло соотнести уровень гормонов сыворотки крови, исследуемые характеристики кровотока и изменения, происходящие в эндометрии. Подтверждением этих данных может служить исследование, проведенное R. Achiron и соавт. у женщин с преждевременным истощением функции яичников: при применении заместительной гормональной терапии значительно улучшаются допплерометрические характеристики маточного кровотока. Однако говорить о достоверной корреляции между уровнем эстрогенов в сыворотке крови, взятой из локтевой вены, и характером кровотока в сосудах матки представляется спорным. Так, S. Kupesic и соавт. [35] показали, что при СПКЯ (синдром поликистозных яичников), несмотря на нормальные показатели Е в сыворотке крови, увеличивается сопротивление кровотоку в маточной артерии, что отрицательно сказывается на имплантации эмбриона.

Исследования, проведенные P. Serafini и соавт. также не подтвердили предположение о связи между концентрацией Еи прогестерона с интенсивностью кровотока в сосудах матки. У всех женщин, обследованных при сравнимых концентрациях стероидных гормонов в крови и сравнимой дозировке гонадотропинов, при достижении подобных концентраций Ев сыворотке крови были выявлены различные характеристики маточного кровотока. S. Bassil и соавт. при исследовании содержания Ев сыворотке крови выявили достоверную связь между его концентрацией и интенсивностью маточной перфузии в циклах ЭКО с применением а-ГнРГ и гонадотропинов. Аналогичные данные получены другими авторами. Назначение ХГ вызывало снижение маточного кровотока и соответственно увеличение индекса сопротивления (RI) на 48 ч, затем с увеличением секреции прогестерона и Еотмечены значительные улучшения в характеристиках маточного кровотока. Индекс резистентности, определяемый за 2 дня перед введением человеческого менопаузального гонадотропина (чМГ; в циклах с применением а-ГнРГ, "длинный протокол"), оказался выше у тех пациенток, у которых беременность не наступила.

Изучая действие а-ГнРГ, C. Battaglia и соавт. показали, что изменение кровотока матки (супрессивный эффект проявлялся на 25-й день введения) связано исключительно с гипоэстрогенемией. Эти данные подтверждены другими исследователями.

При измерении скорости кровотока в маточных, радиальных, спиральных и яичниковых артериях в течение периовуляторного периода в спонтанном и индуцируемом антиэстрогенами циклах с подтвержденной овуляцией выявлены лучшие допплерометрические характеристики кровотока в естественных циклах.

Отмечено, что увеличение сосудистого сопротивления кровотока, как правило, выражается в увеличении индекса пульсации (PI), что достоверно снижает вероятность наступления беременности в течение циклов ЭКО. Данные, полученные при измерении PI спиральных артерий, подтверждают эти результаты. Показано наличие положительной корреляции между концентрацией Есыворотки крови и величиной кровотока в эндометрии, однако при увеличении концентрации прогестерона корреляция между концентрацией Еи уровнем кровотока исчезает. 

Аналогичные данные получены А.Н. Стрижаковым и А.И. Давыдовым при допплерометрии сосудов малого таза у больных с внутренним эндометриозом. Эти данные можно интерпретировать как результат недостаточного локального эстрогенного влияния на миометрий и эндометрий. При исследовании уровня Ев сыворотке крови, полученной из локтевой, трубной и маточной вен, выявлены существенные различия этих значений. J. Zaidi и соавт. отметили достоверные различия в допплерометрических характеристиках кровотока в маточных сосудах при различной ультразвуковой структуре эндометрия (более частое отсутствие кровотока в базальных артериях эндометрия при гипер-эхогенной ультразвуковой структуре), причем когда субэндометриальный кровоток не был обнаружен, имплантации не наступало.

При проспективном изучении допплерометрических характеристик кровотока, измеряемых на участке первого деления на ветви маточной артерии, P. Serafini и соавт. сделали вывод, что диастолический кровоток и многослойная структура эндометрия являются наиболее ценными прогностическими критериями для оценки вероятности наступления беременности при проведении циклов с использованием вспомогательных репродуктивных технологий. На основании этих данных с применением регрессивного анализа получено уравнение для вычисления ультразвукового имплантационного индекса матки. Индекс резистенции (RI) имеет меньшую значимость для прогноза наступления и развития беременности по сравнению с характеристиками диастолического маточного кровотока. Выявлено, что пороговые значения диастолического кровотока оказались статистически недостоверными для прогнозирования беременности по сравнению со средними значениями PI, определенными в обеих маточных артериях.

P. Levi-Setti и соавт. утверждают, что наиболее ценным прогностическим критерием для оценки вероятности наступления беременности в циклах ЭКО является измерение величины PIперед введением разрешающей дозы чМГ. Значения PI, меньшие или равные 3,0, могут рассматриваться благоприятным прогностическим фактором в циклах ЭКО. Другие авторы не только подтверждают эти результаты, но и дополняют их: PI от 2,0 до 3,0, измеряемый перед введением разрешающей дозы чМГ, рассматривается как показатель, не только влияющий на частоту наступления беременности, но и существенно повышающий частоту имплантации. При измерении PI перед введением разрешающей дозы ХГ (или в день пика ЛГ в естественных циклах) прогностически благоприятными считаются значения PI, не превышающие 3,3. Как показывают C. Steer и соавт., PI имеет высокую корреляцию с биохимическими маркерами имплантации, включая 24 кД протеин, рецепторами Еи гистологическими данными состояния эндометрия. Кроме того, неудовлетворительные допплерометрические характеристики маточного кровотока выявлены не только у пациенток с неудачной попыткой ЭКО, но и у больных с ранним невынашиванием беременности после проведения ЭКО.

Таким образом, измерение таких допплерометрических показателей кровотока, как PI и RI маточных сосудов, может быть использовано для прогноза возможности наступления беременности в циклах ЭКО.

С другой стороны, M. Locci и соавт. при допплерометрии кровотока в маточных артериях не нашли каких-либо различий в его показателях, полученных у фертильных женщин и у больных, у которых беременность наступила в результате вспомогательных репродуктивных технологий. Применение современных ультразвуковых аппаратов с высокой разрешающей способностью позволяет оценить кровоток не только в маточных артериях, но также в более мелких маточных сосудах, что существенно повышает объективность полученных данных.

Допплерометрия кровотока сосудов матки не только позволяет получить характеристику кровотока, но и в 96% случаев дает возможность получить критерии готовности эндометрия к имплантации эмбриона. Кроме того, при недостаточности кровоснабжения эндометрия возможно провести своевременную его коррекцию для успешного завершения циклов вспомогательных репродуктивных технологий.

Анализ приведенных данных позволяет заключить, что допплерометрия сосудов матки дает дополнительную информацию о состоянии репродуктивной системы женщины, и можно полагать, что она является достаточно объективным методом для прогнозирования возможности наступления беременности у женщин при проведении ЭКО. Таким образом, допплерометрическая оценка кровотока сосудов позволяет судить о функциональных особенностях эндометрия, что существенным образом дополняет широко используемые его анатомические характеристики.