До вашої уваги – ще один матеріал від авторів науково-популярного порталу «Моя наука» у нашій новій рубриці «Дивовижний світ науки». Портал створений для того, щоб з'являлося більше зрозумілих та якісних текстів українською мовою про наукові досягнення та відкриття, про українських дослідників. Тому й автори цієї рубрики – українські науковці у галузі біології та медицини.
Тарас Верещак, портал «Моя наука» my.science.ua
Як би дивно це не звучало, але наш організм – це не лише «ми». Це, можливо, також наші матері, їхні рідні брати та сестри, наші старші брати і сестри, а також навіть наші бабусі. Така ідея висловлюється у новому огляді в Nature Reviews Immunology1. “Immunological implications of pregnancy-induced microchimerism”. Ця ідея з’явилася при розгляді можливих фізіологічних функцій і наслідків такого явища, як мікрохимеризм, викликаний вагітністю.
Химеризм – біологічне явище, при якому один організм складається з генетично відмінних клітин, що походять з різних зигот. Легко навести приклади у рослин, такі, як поширені прищепні сорти фруктових дерев. Люди та інші тварини також можуть бути химерами. Цьому, наприклад, посприяли і самі люди, коли дослідили та запровадили трансплантацію в медицині, але є й природні шляхи появи химеризму – злиття двох зигот, обмін клітинами через судинні анастомози у дизиготних близнюків. Це явище може призводити до того, що організм містить різні гамети залежно від того, з яких клітин вони розвиваються, а також, наприклад, дві групи крові одночасно. Існує також ще один вид химеризму, що поширений у плацентарних ссавців, зокрема у людини – мікрохимеризм. Так називають явище, коли в одному організмі знаходиться дуже мала кількість генетично відмінних клітин, що походять з іншого організму.
Вагітність потребує особливого налаштування імунної системи як матері, так і плода, адже вони є імунологічно чужорідними одне одному через наявність у плода антигенів батька, а у матері – неуспадкованих материнських антигенів (НМА). Науковцям досить детально відомі місцеві механізми, які забезпечують імунну толерантність: здатність клітин плаценти виділяти імуносупресивні речовини (наприклад, нейрокінін Б), експресія специфічних молекул головного комплексу гістосумісності 1 типу, утворення синцитію. Але системні зміни в імунній системі матері, наявність яких підтверджується зменшенням проявів вже наявних аутоімунних хвороб (ревматоїдний артрит, розсіяний склероз) під час вагітності, ще не повністю зрозумілі. Для пояснення цих змін, автори вищезгаданої роботи дослідили й підсумували наявні дослідження, що вивчали вплив мікрохимеризму на вагітність.
Кожна особа – химера
В останні 20 років з’явилося підтвердження того, що мати під час вагітності обмінюється з плодом клітинами. Ці клітини лишаються в організмі матері і дитини ще довгий час, десятки років. Згідно з сучасними уявленнями, наявність мікрохимеризму внаслідок вагітності не є випадковою чи патологічною, а відіграє певну фізіологічну й пристосувальну функцію для обох – матері та плода. На невипадковість цього явища вказує також його еволюційна консервативність: мікрохимеризм, викликаний вагітністю, підтверджений у мишей та резус макак, і певно, існує у всіх видів плацентарних тварин.
Знаходити й описувати мікрохимерні клітини почали ще у 1990-х роках. Але можливі фізіологічні механізми і наслідки лише почали досліджувати.
Для пошуку цих клітин зараз існує три методи, кожен з яких має свої недоліки та переваги:
Ампліфікація специфічних ділянок ДНК за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР). За допомогою цього методу можна ідентифікувати гени Y-хромосоми для пошуку мікрохимерних клітин плоду чоловічої статі у матері, специфічні послідовності генів головного комплексу гістосумісності (MHC) чи резус-фактору, інші генетичні поліморфізми. Але головним недоліком є те, що результат буде свідчити лише про наявність чужорідної ДНК, але не про наявність цілих клітин. Похибку в результати такого дослідження може давати вільна ДНК плоду, що циркулює в крові матері та вже зараз використовується для пренатальної діагностики.
FISH (флуоресцентна гібридизація in situ) дозволяє знаходити мікрохимерні клітини плоду з Y-хромосомою у матері, або мікрохимерні клітини матері з двома X-хромосомами у осіб чоловічої статі. І тут головним недоліком є те, що неможливо дізнатися, чи були ці клітини живими і функціональними. Також FISH має обмежений арсенал мішеней.
Проточна цитометрія дозволяє знайти і відібрати для інших маніпуляцій живі неушкоджені клітини за специфічними маркерами, що відрізняються у кожного індивіда, наприклад, унікальні молекули комплексу гістосумісності. Але порівняно з двома попередніми методами, цей має значно нижчу специфічність. Виходом з цієї ситуації вбачається наступне підтвердження результатів за допомогою ПЛР.
Кількість фетальних мікрохимерних клітин (ФМК) у тілі матері поступово зростає, починаючи з 7 тижня гестації, коли їх можна вперше ідентифікувати, і до народження дитини, досягаючи пікового значення, коли в крові матері можна виявити більш ніж 100 клітин плода на мілілітр. Знаходять їх майже всюди: у мозку, серці, селезінці, нирках, легенях, шкірі, тимусі, кістковому мозку, наднирниках, лімфатичних вузлах, кишківнику, матці, шийці матки, крові. Поки не ясно, які саме клітини переважно стають мікрохимерними і проходять через плаценту, але серед описаних клітинних фенотипів є гематопоетичні стовбурові клітини, недиференційовані та тканиноспецифічні клітини. Наявність певної кількості мікрохимерних клітин, що несуть чужорідні матері антигени, ймовірно, забезпечує системні зміни імунної системи матері для підтримки толерантності до плоду.
Динаміка заселення клітинами плода корелює із збільшенням кількості і системним розселенням популяції CD4+ FOXP3+ регуляторних Т-лімфоцитів (Тreg), що мають імуносупресивні властивості й відіграють значну роль у підтримці толерантності до власних клітин та контролі за іммунною відповіддю. На важливість Тreg популяції клітин для нормального протікання вагітності вказує той експериментальний факт, що при штучному зниженні кількості або блокуванні активності Тreg клітин, збільшується частота внутрішньоутробної загибелі плода і спонтаних абортів у лабораторних тварин. Блокування цілої лінії диференціації стовбурових клітин у Тreg також призводить до внутрішньоутробної смерті.
У людей описаний звя’зок зниження системного розповсюдження Тreg клітин з розвитком ускладнень вагітності – прееклампсії і спонтанного аборту.
Імунологічні зміни у матері, перш за все, зачіпають специфічні до плоду CD8+ клітини, які зазнають клональної делеції, в той же час специфічні до плоду CD4+ клітини переважно стають на шлях диференціації у Тreg клітини за допомогою посилення експресії білка FOXP3, що є маркером даної лінії.
Важливий для переключення на експресію FOXP3 енхансер CNS1, некодуюча регуляторна ділянка ДНК, що активує транскрипцію – дуже консервативний серед плацентарних, відсутній у качкодзьобів та інших яйцекладних ссавців. Це може свідчити про те, що здатність до живонародження і Тreg дифференціації еволюціонували спільно.
У плода все майже дзеркально: материнські мікрохимерні клітини (ММК) знаходять з другого триместру вагітності, так само вектор диференціації лімфоцитів перемикається вбік CD4+ FOXP3+ Тreg. Адже адаптивна імунна система плоду вже здатна до специфічної відповіді, тому Тreg так само відповідає за вироблення толерантності до неуспадкованих материнських антигенів (НМА), джерелом яких вважають ММК.
Цікавим також є те, що розповсюдження ММК йде паралельно з розвитком тимусу й периферичних органів лімфатичної системи у плоду.
Індукція імунної толерантності, ймовірно, не є єдиною функцією ММК, адже така вертикальна передача клітин відбувається й у видів, адаптивна імунна система яких не розвивається до народження.
Важливими питаннями є те, чому мікрохимерні клітини лишаються в тілі матері та її дитини такий довгий час після народження, і чи є в них якась функція. Описані цікаві випадки постнатальної НМА-специфічної толерантності, такі як зниження сенситизації до Rh фактору у Rh- жінок, народжених від Rh+ матерей.
Довготривале приживання трансплантованої нирки значно покращується, якщо антигени донора мають збіг з НМА реципієнта, важкість відповіді трансплантат-проти-хазяїна після алотрансплантації кісткового мозку також знижується, якщо антигени донора співпадають також і з НМА. Можливе пояснення таких явищ таке, що підтримка імунної толерантності спостерігається і в постнатальному періоді і навіть на десятки років вперед. Толерантність забезпечується НМА-специфічною популяцією Тreg лімфоцитів, пул яких, в свою чергу, підтримується за допомогою ММК. Штучне зниження кількості ММК призводить до швидкого зменшення популяціїї Тreg.
Пояснення, чому це явище досить поширене серед плацентарних і які його можливі пристосувальні функції, було знайдено при дослідженні вагітності у наступному поколінні мишей із виявленими ММК. Імовірність спонтанного аборту індукованого інфекцією бактерії Listeria monocytogenes, або зменшенням пулу CD4+ FOXP3+ Тreg, зменшувалася, якщо батьком був самець, антигени якого співпадають з НМА самки, тобто НМА-специфічні Тreg лімфоцити матері, кількість яких зросла під дією ММК, також мали специфічність до антигенів батька, що й збільшувало рівень толерантності та імовірність нормальної вагітності.
Таким чином, пул мікрохимерних клітин, що знаходиться довгий час після народження у тілі дитини, може підвищувати вірогідність успішної вагітності у неї в майбутньому.
Збереження фетальних мікрохимерних клітин у тілі матері (описано випадок виділення ДНК Y-хромосоми з крові жінки через 27 років після народження сина) може пояснити факт переваги одного партнера для наступних вагітностей. Кількість ускладнень вагітності зменшується при другій вагітності, якщо батьком є той же партнер, через зростання рівня толерантності до його антигенів з кожною наступною вагітністю. Якщо батьком є новий партнер, то цей ефект нівелюється.
Хороші, погані, химерні
Але, як будь який фізіологічний процес, конститутивний мікрохимеризм має також інший бік медалі – може призводити до патологічних станів. Щодо впливу конститутивного мікрохимеризму на здоров’я, дані лишаються спекулятивними, адже є ті, які кажуть про можливий протективний ефект мікрохимерних клітин, і ті, що вказують на них, як на учасника патогенезу, при одних і тих самих захворюваннях.
Наявність пулу фетальних мікрохимерних клітин (ФМК) у жінок пов’язують з розвитком аутоімунних та ідіопатичних запальних захворювань, за умови, якщо вони провокують неправильну імунну відповідь. У жінок репродуктивного віку знаходять підвищену кількість фетальних мікрохимерних клітин у крові, або органах, що є мішенню аутоімунної відповіді. В той же час, епідеміологічні дані свідчать про те, що ризик розвитку аутоімунних захворювань знижується при збільшенні кількості вагітностей.
Ще більше захоплення викликають дані, що показують як ФМК, що мають мультипотентність, заміщують пошкоджені материнські тканини в умовах моделювання захворювань у лабораторних тварин – міокард після інфаркту, нейрони при хворобі Паркінсона та після інсульту, бета-клітини при діабеті. Більше того, ФМК, які знаходяться в молочних залозах, стимулюють лактацію, а в мозку можуть підвищувати увагу матері до дитини.
У плода підвищений рівень ММК знаходять при дерматоміозиті, діабеті 1-го типу, склеродермії. І майже дзеркально, є дані про можливість ММК заміщувати пошкоджені тканини дитини – бета-клітини підшлункової залози при діабеті 1 типу, кардіоміоцити при вовчаковій вродженій кардіоміопатії.
Можливий також вплив ММК на розвиток імунної системи дитини, бо розсіювання ММК у лімфоїдні органи плода співпадає просторово й у часі з критичними етапами розвитку його імунної системи, допомагаючи у постнатальній експозиції до патогенів і заселенню організму мікробіотою, чому допомагає вже створений пул Тreg, які блокують надмірну імунну відповідь.
Кількість ММК у плода також залежить від таких факторів, як хірургічні втручання in utero, травматичні ураження чи інфекційні захворювання матері.
Поки не вистачає опису закономірностей розподілу мікрохимерних клітин у тілі матері й дитини та їх фенотипових характеристик, щоб пояснити всі їх фізіологічні й патологічні впливи на організм, тож нам лишається чекати, або ж долучатись до створення нових валідних моделей для вивчення цих явищ і підтвердження провокативних гіпотез.
На завершення
Розвивається теорія розширення імунологічної ідентичності за межі «своє–чуже», адже пул мікрохимерних клітин може бути дуже мобільний.
Наприклад, Y-хромосомну ДНК з високою частотою знаходили у крові дівчат підліткового віку в разі, якщо вони мали рідного старшого брата. Тобто мікрохимерні клітини потрапляли спочату в тіло матері, а згодом до наступної дитини!
Низка дослідників мають екстравагантну думку про можливу передачу мікрохимерних клітин через покоління, для цього навіть розроблена методика датування синтезу ДНК за кількістю ізотопу 14С. Сукупність цих мікрохимерних клітин називають «мікрохіомом» (за аналогією до мікробіому) для описання цієї розширеної до певних антигенів, що спільні для близьких родичів, імунологічної ідентичності. Але ця теорія ще чекає на своє підтвердження.
Сучасна наука пропонує складне та захопливе описання вагітності, взаємодії матері і дитини, функції плаценти2.
Сучасні дані підтверджують або спростовують велику кількість різноманітних гіпотез, складаючись у незвичайні та неочікувані структуровані пояснення раніше незрозумілих явищ, відкриваючи нові підходи до лікування хвороб, покращення якості життя, появи нових технологій. «О, який чудесний світ новий».
Перелік літератури знаходиться у редакції.
1 Kinder JM, Stelzer IA, Arck PC, Way SS. Immunological implications of pregnancy-induced microchimerism. Nat Rev Immunol. 2017 Aug;17(8):483-494. doi:10.1038/nri.2017.38.
2. А почитати про них детальніше можна у цих чудових статтях: Ritzel RM et al., PNAS. 2017, doi:10.1073/pnas.1607002114; Guettier C et al, Hepatology. 2005, PMID:15962317; Boddy AM et al, Bioessays. 2015, doi:10.1002/bies.201500059.
До вашої уваги – ще один матеріал від авторів науково-популярного порталу «Моя наука» у нашій новій рубриці «Дивовижний світ науки». Портал створений для того, щоб з'являлося більше зрозумілих та якісних текстів українською мовою про наукові досягнення та відкриття, про українських дослідників. Тому й автори цієї рубрики – українські науковці у галузі біології та медицини.
Умови успішної посадки корабля Бластоциста на планеті Матка
Наталія Штефан,
портал «Моя наука» my.science.ua
У людини, порівняно з іншими видами, доволі низька фертильність. За даними досліджень1, максимальна ефективність зачаття на цикл становить приблизно 30%. Це означає, що серед 100 фертильних пар у період першого ж досліджуваного циклу відбувається 30 успішних зачать. Крім того, спостерігається доволі велика кількість випадків, коли вагітність виявляють за підвищеним рівнем хоріонічного гонадотропіну (гормон, який виділяється хоріоном ембріона після імплантації) та прогестерону жовтого тіла, але вона переривається до настання клінічно виражених проявів вагітності. Хоча при цьому може спостерігатись затримка менструального циклу всього на декілька днів або навіть не спостерігатись2. Це означає, що ембріон, швидше за все, ненадійно закріпився на внутрішній поверхні матки. Чому це так складно? Спробуємо розібратись.
І тут для полегшення сприйняття можна провести таку аналогію. Уявіть собі, що треба посадити корабель з екіпажем на поверхні планети. Зрозуміло, що для такої складної місії потрібно дуже багато. І одна невеличка поламка у будь-якій з ланок може бути причиною цілковитої невдачі. Важливо налаштувати всі «прилади», все добре підготувати, розрахувати запаси. Отже, що потрібно для успішного досягнення такої мети? По-перше, необхідно мати засоби зв’язку та контролю «посадки корабля». Такими засобами якраз і виступають: зі сторони матері – прогестерон, що виробляється жовтим тілом яєчника, та естроген (гормон фолікулярного апарату яєчників); зі сторони ембріону – хоріальний гонадотропін. Ці речовини глобально регулюють процес імплантації та подальшої вагітності. Цікаво, що вони впливають в першу чергу на матку. Отже, приймаюча «планета» також «знає», що до неї прибудуть гості. Їх потрібно влаштувати якнайкраще, бо вони гостюватимуть впродовж дев’яти місяців, і тому Матка ретельно готується до цієї події.
Під впливом різних гормонів впродовж менструального циклу відповідно існує три фази розвитку ендотелію: пререцептивна, рецептивна і нерецептивна (фаза відновлення). Ці фази були визначені як такі при дослідженнях на мишах, коли підсаджували ембріони. Відповідно, бластоциста може імплантуватись лише під час рецептивної фази, коли спостерігається формування мікровиступів на апікальній поверхні (піноподій) (рис. 2). У людини рецептивна фаза настає на 7 день після овуляції (що відповідає ранній лютеїновій фазі, при якій підвищується рівень прогестерону) і максимальна рецептивність досягається на середині лютеїнової фази (8–10 день після овуляції) (рис. 1). Далі у пізню лютеїнову фазу матка переходить у нерецептивну фазу аж до настання менструації. Зрозуміло, що першою структурою матки, яка контактує з бластоцистою, є епітелій порожнини матки, тому він відіграє основну роль у рецептивності та обміні сигналами між іншими частинами матки. Хоча деякі дослідження стверджують, що не менш важливу функцію відіграє строма, оскільки у ній відбувається значна зміна експресії генів. Вважають, що вона також може «керувати» рецептивністю епітелію3.
Експресія (генів) – процес, у ході якого спадкова інформація, закодована у вигляді ДНК, використовується для синтезу функціонального продукта – білка або РНК. Словом, якщо підвищується експресія якогось гену, то відбувається збільшення кількості білка, який закодований у послідовності цього гена. Так само зміна експресії може означати, що змінився певний набір білків у клітині, коли попередньо цей набір був іншим.
Оскільки за нашою аналогією з посадкою корабля гормони прогестерон та естроген є керувальними сигналами, то, відповідно, мають бути і прилади, що сприймають ці сигнали. Такими «приладами» є рецептори. Вони активуються у відповідь на зв’язування з гормонами та передають сигнал далі, що відповідно змінює їх функціональну активність. Активовані комплекси рецепторів прямують в ядро і взаємодіють там зі специфічними ділянками ДНК. Це, в свою чергу, призводить до активації або інгібування генів (регуляція експресії за допомогою білкових комплексів, що сприяють зчитуванню інформації з ДНК – транскрипційних факторів). Наприклад, до естрогену – це рецептори ERa та ERb. На мишах було доведено, що ERa критично важливий для дії естрогену, оскільки «вимкнення» гену цього рецептора призводило до повної нефертильності. Якщо ж вимикати гени рецепторів прогестерону, то виявляється, що рецептор PR-A є ключовим для імплантації, а при вимкненні PR-В спостерігається нормальна фертильність.
«Вимкнення» генів (генетичний нокаут) – генетична методика, при якій вибрані дослідником гени стають недієздатними або не функціональними (від терміну в боксі, коли боєць отримує настільки значний удар, що не може далі продовжувати змагання – нокаут).
Під впливом естрогену у проліферативній фазі відбувається ріст фолікулів, збільшується кількість клітин та строми епітелію, розвиваються залози епітелію. Рання секреторна фаза відзначається потовщенням ендометрію та формуванням жовтого тіла, яке згодом і виділяє прогестерон, що сприяє підготовці епітелію матки до імплантації – залози стають секреторними, спостерігається клітинна диференціація строми (предецидуалізація). У всіх досліджених видів прогестерон є абсолютно необхідним для імплантації. Без нього вона взагалі не відбувається. Однак, якщо подивитись на гормональний фон після овуляції (рис. 1), перед рецептивною фазою спостерігається ще й виділення естрогену. Високий рівень естрогену, що накладається на секрецію прогестерону, якраз і визначає рецептивне вікно (рис. 1) у середині лютеїнової фази на 20–24 дні циклу, що призводить до імплантації та подальшої вагітності. У мишей видалення яєчників перед тим, як відбулась преімплантаційна секреція естрогену, спричинює затримку імплантації та навіть призупинення розвитку ембріона (діапауза). Такий стан можна підтримувати впродовж декількох днів за допомогою штучного додавання прогестерону. А проведення ін’єкції естрогену може індукувати процес імплантації впродовж 24–48 годин після попереднього введення прогестерону. Це означає, що естроген запускає процеси імплантації на прогестероновому фоні.
Довгий час вважалось, що імплантація ембріона керується його власним призначенням і це пов’язано власне з його здатністю імплантуватися. Немає сумніву, що розвиток ембріона є критичним для досягнення успішної імплантації. Але найбільш свіжі докази свідчать про те, що ендометрій займає ключову позицію у керуванні часом та успішністю імплантації ембріона.
Після запліднення яйцеклітини відбувається декілька поділів. У порожнину матки ембріон потрапляє вже на стадії морули. Там він перебуває у «вільному плаванні» приблизно 2–3 дні перед тим, як прикріпитись до поверхні ендометрія.
Сама імплантація відбувається приблизно на 6–7 день запліднення, коли морула перейшла у стадію бластоцисти (рис. 2). мРНК материнського походження, яка обумовлювала синтез білків у період ранніх стадій ембріона, починає деградувати. Паралельно відбувається активація геному ембріона, інформація починає зчитуватись саме з генів ембріону.
Перший фізичний контакт між готовою до імплантації бластоцистою та рецептивною маткою – апозиція – короткочасний, динамічний та нестабільний процес. На цьому етапі бластоцисті властиві ролінг (коли вона «котиться» по поверхні ендометрію) та хомінг (здатність клітин мігрувати у конкретні місця в організмі) в середину інвагінації, утвореної епітелієм. Мікроворсинки на апікальній поверхні трофобласту переплітаються із шароподібними виступами – піноподіями – на апікальній поверхні епітелію матки (рис. 2). До речі, формування піноподій корелює з максимальною рецептивністю ендометрія. Не дивлячись на те, що їхні функції залишаються нечітко з’ясованими, вважається, що вони функціонально важливі для переносу макромолекул, абсорбції рідин з порожнини матки та полегшення адгезії бластоцисти. Стабільна адгезія, на відміну від перших спроб нашого «корабля» зістикуватися з планетою, характеризується тісною фізичною взаємодією, між трофобластом та епітелієм формується функціональний взаємозв’язок, перебудовується цитоскелет клітин ендометрія, активуються різноманітні внутрішньоклітинні сигнальні каскади.
Важливу роль у процесі адгезії виконують інтегрини та кадгерини. Зокрема, інтегрини демонструють цикл-залежні зміни рівня експресії з підвищенням b3 та пониженням a4 субодиниць у період імплантаційного вікна. Наявність avb3 та avb5 інтегринів на апікальній поверхні епітелію є критичним для взаємодії між ендометрієм та трофобластом [4]. Інтегрини також присутні і на поверхні бластоцисти. Зокрема a5b1 субодиниця інтегрину під час активації бластоцисти переміщується на апікальну поверхню, що може бути важливим для початкового приєднання до епітелію матки4. Окрім цього, у процесі адгезії бере участь L-селектин, що знаходиться на поверхні бластоцисти. Він фізично з’єднується з молекулами (лігандами) на епітелії матки за принципом «ключ до замка». Усі взаємодії L-селектину, кадгеринів та інтегринів базуються на чіткій відповідності форми молекул, які мають об’єднатись і знаходяться на різних поверхнях.
У багатьох ссавців приєднання бластоцисти збігається з підвищенням проникності судин в місці апозиції5 та децидуалізацією строми епітелію (поступове формування децидуальної оболонки). Епітеліальні клітини зміщуються від базальної мембрани, що дозволяє трофобласту поміщатись між клітинами епітелію, а згодом і проникати далі у строму (інвазія).
Крім того, нещодавні дослідження свідчать, що клітини трофобласту навіть здатні до ендоцитозу епітеліальних клітин (ентоз), що в буквальному сенсі означає поїдання ендометрію бластоцистою [4]. Закінчується інвазія повним вбудовуванням бластоцисти у строму ендометрія, а епітелій з боків відновлюється, щоб закрити місце імплантації (рис. 3). Під час інвазії клітини цитотрофобласту прагнуть дістатись спіральних артеріол матки. Це досягається завдяки тиску кисню, тому таким чином інвазія відбувається саме в артеріоли, а не венули [4]. Судини з високим опором та малими отворами в результаті стають судинами з великими отворами та низьким опором, що полегшує притік крові до ембріону. Вражаючою особливістю вторгнення цитотрофобласту є те, що він модулює експресію своїх молекул адгезії таким чином, щоб відповідати профілю ендотеліальних клітин, які йому зустрілись. Відбувається зменшення кількості рецепторів адгезії, характерних для стовбурових клітин цитотрофобласту (інтегрину a6b4, епітеліального кадгерину) та збільшення експресії рецепторів адгезії, характерних для ендотелію, включаючи кадгерини (судинний ендотеліальний кадгерин, кадгерин-11), рецептори родини імуноглобулінів G, а також інтегрини avb3 та a1b1. Такий процес називають «судинною мімікрією», що допомагає клітинам трофобласту уникати реакції материнської імунної системи.
Будь-який процес в організмі, пов’язаний із перебудовою або формуванням нового (а вагітність якраз і є таким процесом), неможливо уявити без факторів росту. У період імплантаційного вікна спостерігається їх підвищена експресія, особливо в місці апозиції ембріона (рис. 2). Серед них багато з родини епідермальних факторів росту (EGF). Доведено, що експресія рецепторів до EGF регулюється естрогеном та прогестероном. Один із таких рецепторів – НВ-EGF – стимулює ріст та розвиток бластоцист у лабораторних умовах (in vitro) та може індукувати експресію ендометріального інтегрину avb3, необхідного для приєднання бластоцисти.
Серед інших факторів росту одну з головних ролей у процесі імплантації відіграє LIF – фактор, що інгібує лейкемію (назва походить від його властивостей пригнічувати неконтрольоване розмноження лейкемічних клітин). Він належить до цитокінів (класу білкових молекул, які регулюють міжклітинні взаємодії в організмі, керують відповідями імунної та інших систем), родини IL-6 і контролює диференціацію клітин. Дія LIF, опосередкована через рецептори LIF-R та gp130, активує внутрішньоклітинний каскад реакцій, запускаючи функціональні відповіді, важливі для децидуалізації та імплантації. Активація LIF-R рецепторів у відповідь на зв’язування з LIF регулюється естрогеном та прогестероном. Естроген індукує секрецію LIF у залозах ендометрію. Вважається, що це основна мішень естрогену в ендометрії. Потрапляючи в порожнину матки, LIF зв’язується з рецепторами на поверхні епітеліальних клітин, що робить матку рецептивною для бластоцисти. Пік експресії LIF припадає на імплантаційне вікно, а у секреторній фазі не знайдено білків LIF. У мишей із вимкненими генами LIF спостерігалась нормальна овуляція, ооцити запліднювались, але ембріони не могли імплантуватись через дефективність процесу децидуалізації. Такий же ефект спостерігався при блокуванні гену рецепторів gp130 в матці. На противагу цьому, ембріони з вимкненими генами рецепторів LIF-R до LIF могли спокійно імплантуватись [4]. Це означає, що LIF може передавати сигнали іншими шляхами.
Відомо також, що у жінок із неплідністю та повторюваними викиднями спостерігається знижений рівень експресії у зразках рідин після промивання порожнини матки порівняно з фертильними жінками [4]. Окрім всього іншого, LIF приймає участь у диференціації цитотрофобласту6 у синцитієтрофобласт та сприяє секреції хоріонічного гонадотропіну.
Крім того, що для нашого «корабля» слід будувати щось нове під впливом факторів росту, йому потрібно розчистити «посадкове місце». У матці активно відбувається перебудова тканин, формування плаценти та оболонок плода, але для цього необхідно спочатку зруйнувати існуючі структури. Функцію руйнівників виконують спеціальні ферменти – матриксні металопротеїнази. Вони розщеплюють матрикс білків клітин ендометрію і присутні як в ендометрії, так і в клітинах ембріону. Основною металопротеїназою, яка регулює інвазію цитотрофобласту, є ММР-9.
Все вищеописане демонструє складність процесу імплантації. Хоча це далеко не все, що ми знаємо. І далеко не все, що ще можна дізнатись. Дивлячись на цю складну систему, легко уявити, як невеличкі поломки можуть призвести до небажаних наслідків. Нерідко трапляється, що імплантація не відбувається. Але якщо імплантація відбулась, але «корабель» сів криво, це буде відображатись впродовж усієї вагітності і в гіршому випадку призведе, знову ж таки, до викидня. Наприклад, у пацієнток із прееклампсією спостерігається неглибока інвазія цитотрофобласту і відповідно обмежена внутрішньосудинна інвазія. Такий цитотрофобласт не зміг перемкнути набір своїх молекул адгезії на такий, що схожий на набір у материнських ендотеліальних клітинах. І таким чином, замість того, щоб судини стали з великими отворами і низьким опором, вони залишаються такими, як були, з малими отворами та високим опором. Відповідно, у пацієнток спостерігаються підвищення тиску та клінічні симптоми прееклампсії.
Як бачимо, якщо щось пішло не так від самого початку, наслідки можуть бути глобальні. І не так вже й просто посадити корабель на планету на 9 місяців для життя та розвитку.
Повний перелік літератури знаходиться у редакції.
Zinaman MJ, Clegg ED, Brown CC, O’Connor J, Selevan SG. Estimates of human fertility and pregnancy loss. Fertil Steril [Internet]. 1996;65(3):503–9.
Allen Wilcox, Clarice Weinberg, John O’Connor, Donna Baird, John Schlatterer, Robert Canfield, Glenn Armstrong BN. Incidence of early loss of pregnancy. N Engl J Med. 1988;319.
Cha J, Sun X, Dey SK. Mechanisms of implantation: strategies for successful pregnancy. Nat Med [Internet]. 2012 Dec;18(12):1754–67.
Farquharson RG, Stephenson MD. Early Pregnancy. 2017.
Dey SK, Lim H, Das SK, Reese J, Paria BC, Daikoku T, et al. Molecular cues to implantation. Endocr Rev. 2004;25(3):341–73.
Про структуру трофобласту і чому він такий, читайте у номері ЗТЖ №3(78) квітень 2017, «Віруси, які дарують нам життя»
Ендометріоз – це захворювання, яке характеризується наявністю ендометріальних залоз і строми поза межами порожнини матки. Вважають, що це захворювання може траплятися у 75% жінок із гінекологічною симптоматикою, при цьому звичайною є гіподіагностика
Hirsch M, Duffy J, Davis CJ, Nieves Plana M, Khan KS Diagnostic Accuracy of Cancer Antigen 125 for Endometriosis: A Systematic Review and Meta-analysis. BJOG. 2016;123:1761-1768
Золотим стандартом діагностики ендометріозу є гістологічне дослідження, однак воно потребує хірургічного втручання, що у свою чергу, зумовлює відтермінування діагнозу. За цей час захворювання прогресує, що погіршує стан пацієнтки, викликає потребу об’ємніших хірургічних втручань та зростання ризиків, асоційованих з ендометріозом, зокрема, кардіологічного (див. ЗТЖ №5/2016). Через це суттєвою допомогою клініцисту були б неінвазивні тести, які давали би змогу виявити ендометріоз на ранньому етапі.
З метою неінвазивної діагностики енометріозу запропонували різні біохімічні маркери, із яких виділяють як найінформативніші ракові антигени 235 (CA 125) та 19-9 (СА 19-9), антиендометріальні антитіла (anti-endometrial Abs), інтерлейкін 6 (іnterleukin-6 (IL-6).
На жаль, раніші дослідження діагностичної точності цих біохімічних маркерів – як самих собою, так і в поєднанні один з одним або із іншими дослідженнями, наприклад, ультрасонографічним – не дали можливості рекомендувати їх для практичного застосування.
У цьому дослідженні автори поставили за мету виявити діагностичну точність рівня СА-125 в діагностиці ендометріозу у тих випадках, коли діагноз пізніше підтверджували гістологічно.
Методи та результати
Автори відібрали 24 публікації із бібліотек EMBASE, MEDLINE і Web of Science, які з’явилися до січня 2016 року. Ці публікації охоплювали дані про близько 4 тисячі пацієнток із гістологічно підтвердженим ендометріозом. Стадії захворювання визначали згідно класифікації American Fertility Society. Із цих публікацій 14 були включені в мета-аналіз.
Точність у передбаченні ендометріозу визначали при пороговому значенні СА-125 30 МО/мл. При цьому чутливість загалом становила 52% (95% ДІ 37,9–66,4), а специфічність 93% (95% ДІ 89,4–95,1).
При помірному ендометріозі чутливість цього порогового значення СА-125 була нижчою та становила 24% (95% ДІ 18,8–32,1), а при поширеному ендометріозі набагато вищою – 63% (95% ДІ 47,2–76,5).
При застосуванні інших порогових значень СА-125 чутливість і специфічність коливалися у широких межах, що не давало можливості рекомендувати ці порогові значення для практичного застосування (рис. 1).
Сильні та слабкі моменти дослідження
У цьому дослідженні вперше застосували послідовну стратегію відбору даних, чітку методологію і статистичну обробку. Усі дослідження, які увійшли в цей огляд, мають як кінцеву точку гістологічну верифікацію діагнозу. Крім того, автори досліджень, які увійшли в цей огляд, виключали стани, які можуть також спричинити підвищення рівня СА-125: рак яєчників, фіброміому матки та запальні захворювання тазових органів.
Натомість у раніших дослідженнях були методологічні недоліки, які випливали із відбору досліджень типу випадок-контроль та недоліків діагностики ендометріозу, яка базувалася головним чином на візуальній оцінці при лапароскопії.
Слабкими моментами цього дослідження є визначення рівня СА-125 різними методиками.
Висновки
Автори вважають, що рівень СА-125 30 МО/мл і вище є корисним критерієм «включення». Це означає, що при першому звертанні пацієнтки з тазовим болем чи неплідністю дослідження рівня цього маркера дає змогу запідозрити ендометріоз і виконати глибше дослідження для підтвердження чи заперечення цього діагнозу. Це допомагає уникнути затримки в діагностиці, раніше розпочати лікування та обрати тактику, яка буде найвідповіднішою для кожної конкретної пацієнтки.
Водночас негативне значення цього тесту не дає змоги виключити захворювання, оскільки у 49% жінок із ендометріозом рівень СА-125 не досягає порогового значення.
На практиці це означає, що підвищення рівня СА-125 вище порогового значення 30 МО/мл дає змогу відібрати пацієнток, які потребують глибшого обстеження. У решти пацієнток, які звертаються із відповідною симптоматикою, не можна виключити ендометріоз, однак можна спочатку обрати емпіричне лікування, після чого вирішувати про подальшу тактику.
Щоб звести до мінімуму кількість хибно негативних результатів, автори наголошують на доцільності обмежитися визначенням рівня СА-125 лише у пацієнток із відповідною симптоматикою. Доцільність такої рекомендації полягає в тому, що саме симптоматика, з якою звертаються пацієнтки, змушує шукати способи лікування, і саме такі жінки будуть мати найбільшу користь у прийнятті рішення про наступний крок.
Водночас доцільним є вивчення інших біохімічних маркерів, які б давали більшу точність у неінвазивній діагностиці ендометріозу. Такими маркерами можуть стати НЕ-4 та miRNA.
Скорочений виклад
Зореслави Городенчук.
Діагностиці спинномозкової кили у плода присвячено багато досліджень з моменту, як з’явилась пренатальна діагностика. Ця вада розвитку, незважаючи на численні дослідження щодо діагностики, лікування та профілактики, досі не сходить з п’єдесталу актуальних. Сучасний ракурс інтересів щодо вивчення цієї проблеми розвернутий у бік ранньої діагностики. Завдяки достатньо широкому впровадженню потужних ультразвукових машин, що обладнані функціями аналізу об’ємних зображень, з’явились умови для покращення діагностики цієї достатньо інвалідизуючої вади розвитку в рамках першого ульразвукового скринінгу. Саме цьому присвячена ця публікація
Вади формування нервової трубки у плода є найчастішими. За своєю тяжкістю та частотою, за даними ВООЗ [6], вони займають провідне місце поряд із вадами серця та хромосомною патологією та лідирують за рівнем причин захворюваності та смертності новонароджених [6]. Частота вад нервової трубки різна – від 1:500 до 1:2000 живих новонароджених у різних регіонах світу і етнічних групах населення, у середньому 1:1000 [6, 5]. У табл. 1 наведена клінічна класифікація вад формування нервової трубки у плода для кращого розуміння структури патології.
Вступ
Рак шийки матки (РШМ) є третім найбільш розповсюдженим онкологічним захворюванням серед жінок у світі та сьомим у загальній популяції. Щороку реєструється біля 530 000 нових випадків та біля 270 000 смертей від цього захворювання (Arbyn M. et al. 2011: 2675-2686; Ferlay J. et al. 2010: 2893-2917). Практично всі випадки РШМ виникають у результаті персистенції ВПЛ ВКР (Walboomers J.M. et al. 1999: 12-19). Однак, РШМ є рідкісним ускладненням широко розповсюдженої інфекції. Так, ризик інфікування ВПЛ ВКР протягом життя складає біля 80%, але у більшості випадків вірус нейтралізується імунною системою людини і не призводить до пошкоджень епітелію. У свою чергу, більша частина ВПЛ-інфекції, що не була знищена, викликає ураження, які є «продуктивними», тобто призводять до збільшення копій вірусу. Незважаючи на те, що подібні інфекції не демонструють жодних ознак клітинної трансформації, з морфологічної точки зору у них часто спостерігаються такі ж ознаки дисплазії, які характерні для передракових станів. Невелика частина ВПЛ-інфекції може перейти у «трансформуючу», яка характеризується зміненою експресією вірусних генів Е6 та Е7. Такий стан може призвести до раку, але на цей перехід у більшості випадків потрібно багато років. Таким чином, актуальним є впровадження у клінічну практику нових маркерів, що допоможуть визначити короткостроковий ризик малігнізації дисплазії, асоційованої з трансформуючою фазою ВПЛ-інфекції.
У даній статті ми оглянемо останні досягнення, що дозволяють глибше зрозуміти розвиток та прогресування трансформуючих ВПЛ-інфекцій. У центрі уваги залишаються генетичні та епігенетичні зміни клітин, що лежать в основі злоякісної трансформації, а також їх вплив на розвиток нових молекулярних інструментів для скринінгу раку шейки матки.
Розвиток паліломовірусної інфекції
Після інфікування ВПЛ рак шийки матки розвивається у декілька етапів: персистенція ВПЛ, ВПЛ-опосередкована трансформація епітеліальних клітин, розвиток передракових уражень (CIN1-3) і прогресія до інвазивної карциноми. Передракові стани можуть розвитись впродовж 3–5 років після первинного інфікування (Snijders P.J. et al. 2006: 152-164), але подальша прогресія у інвазивний рак може зайняти до 20–30 років (McCredie M.R. et al. 2008: 425-434; Vink M.A. et al. 2013: 1161-1169). Таким чином, є достатньо часу для виявлення передракового стану, що сприяло успіху цитологічного скринінгу для зниження захворюваності і смертності від раку шийки матки у країнах західного світу (Peto J. Et al. 2004: 249-256).
Розглянемо особливості розвитку продуктивних та трансформуючих інфекцій. Продуктивні інфекції розвиваються при потраплянні вірусу до базальної мембрани, після чого він проникає до базальних епітеліальних клітин. У інфікованих базальних клітинах вірусний геном реплікується разом з клітинною ДНК та існує у вигляді епісом. У цих клітинах експресія вірусних білків підтримується на низькому рівні, що дозволяє уникнути імунної відповіді. Після поділу одна з клітин підлягає диференціації та виходить з клітинного циклу. Процес диференціації призводить до активації експресії вірусних генів, у тому числі E6 та E7, які повертають клітину у S-фазу клітинного циклу і таким чином підтримують розмноження вірусного геному. у верхньому шарі епітелію проходить останній етап життєвого циклу вірусу, який полягає у зборці вірусних частинок, які виходять з диференційованих клітин, що злущуються (Chow L.T. et al. 2010: 422-449). Продуктивні інфекційні ураження шийки матки можуть призвести до клітинних змін низького та помірного ступеня і гістологічно проявляються у вигляді CIN1-2. Зміни, викликані продуктивною інфекцією, зазвичай спонтанно регресують протягом 1–2 років у результаті елімінації вірусу шляхом формування клітинної імунної відповіді на продукти генів Е2, Е6 та Е7. Існують різні механізми виходу вірусу з-під контролю імунної системи, такі як вірус-опосередковане пригнічення вродженого імунітету, пригнічення функції ефекторних Т-лімфоцитів, збільшення кількості регуляторних Т-клітин у мікрооточенні пухлини, та інші (Stern P.L. et al. 2012: F71-F82). Втрата імунного контролю має вирішальне значення для ВПЛ-опосередкованого канцерогенезу, однак ВПЛ є необхідним фактором не тільки для ініціації, але і для подальшої трансформації клітини (Hausen H. 2000: 690-698).
Морфологічно CIN3 та частина CIN2 є наслідком трансформуючої ВПЛ-інфекції, при якій відбувається рання гіперекспресія вірусних генів Е6 та Е7 у проліферуючих клітинах. Тим не менше, CIN2, пов’язані з продуктивною інфекцією, морфологічно не відрізняються від CIN2, що виникла у результаті трансформуючої інфекції. У контексті клітинного циклу Е6 та Е7 є вірусними онкогенами, безпосереднім результатом дерегуляції експресії яких при трансформуючій інфекції є порушення регуляції клітинного циклу та системи репарації ДНК. Клітинами, які є найбільш чутливими до трансформації ВПЛ, є клітини перехідної зони від плаского до циліндричного епітелію (SJC-перехід). Припускається, що саме ця популяція клітин є клітинним попередником більшості випадків раку шийки матки (Herfs M. et al. 2012: 10516-10521), у той час, як продуктивні інфекції розвиваються виключно з інфікованих базальних клітин плоского епітелію, що вистилає ектоцервікс або суміжну зону трансформації (Mcnairn A.J., Guasch G. 2011: 21-28).
Клітини SJC-переходу мають унікальний профіль експресії деяких генів, таких як Цитокератин 7, матриксна протеїназа 9, гуанін деаміназа та ген переднього градієнту 2, а білки, що ними кодуються, є маркерними для цих клітин (Herfs M. et al. 2012: 10516-10521). Експресія цих білків не індукується генами Е6 та Е7 у клітинах плаского епітелію у умовах in vitro та зменшується після видалення клітин SJC-переходу при конізації шийки матки.
Таким чином, SJC-специфічний профіль експресії у дисплазіях і раках шийки матки не є набутим у процесі трансформації, а відображає ембріональне походження клітин. Цікаво, що всі досліджені випадки раку шийки матки, більшість станів CIN2-3 та третина CIN1 мали профіль експресії SJC (Herfs M. et al. 2012: 10516-10521; Herfs M. et al. 2013: 1311-1318). Висока трансформаційна чутливість SJC-клітин у порівнянні з клітинами плаского епітелію ектоцервіксу та зони трансформації підтверджується також тим фактом, що ВПЛ-асоційовані передракові стани високого ступеню злоякісності зустрічаються у 20 раз частіше у шийці матки (що містить клітини SJC-переходу), ніж у інших ділянках статевої системи, де SJC-клітини відсутні, таких як піхва та вульва (Martel C. et al. 2012: 607-615).
Кінцевим результатом дерегуляції експресії Е6 та Е7 є хромосомна нестабільність (Korzeniewski N. et al. 2011: 113-122), яка, ймовірно, забезпечує потенційну можливість для накопичення змін у онкогенах і прогресію у злоякісне захворювання.
Первинні ефекти дерегуляції Е6 та Е7
До недавнього часу вважалось, що вплив онкогенів Е6 та Е7 на функцію відповідно р53 та RB1, є основними подіями, що призводять до злоякісної трансформації. Так, супресія RB1 продуктом гену Е7 призводить до підвищеної проліферації клітин, а Е6 активує убіквітин-опосередковану деградацію р53, що перешкоджає нормальному р53-залежному апоптозу, індукованому генотоксичним стресом (Moody C.A., Laimins L.A. 2010: 550-560; Klingelhutz A.J., Roman A. 2012: 77-98).
Сьогодні стало очевидним, що р53 і RB1 є не єдиними посередниками трансформаційної дії Е6 та Е7. Деякі з цих шляхів призводять до ремоделювання хроматину (McLaughlin-Drubin M.E., Munger K. 2013: 1231-1249). Е6 та Е7 можуть також модулювати метилювання ДНК, що впливає на експресію різних генів. Так, Е6 може підвищувати активність ДНК метилтрансферази DNMT1 шляхом супресії р53 (Au Yeung C.L. et al. 2010: 1599-1604), а Е7 здатен безпосередньо зв’язуватись та активувати DNMT1 (Burgers W.A. et al. 2007: 1650-1655).
У підтримку цих даних, отриманих у експериментах in vitro, було показано, що DNMT1 та DNMT3b активуються у ураженнях CIN3 та РШМ (Wilting S.M. et al. 2006: 220-230; Sawada M. et al. 2007: 211-217; Leonard S.M. et al. 2012: 1286-1293). Подальша модулююча дія Е7 на епігенетичне перепрограмування реалізується через індукцію лізин-деметилаз гістонів KDM6A та/або KDM6B. У результаті деметилювання гістонів активується експресія ряду генів, одним з яких є Р16 (або INK4a) (Laughlin-Drubin M.E. et al. 2011: 2130-2135). Гіперекспресія р16 є однією з основних ознак активності ВПЛ у клітині (Wentzensen N., Knebel D.M. 2007: 315-330) (Мал. 2).
Крім того, відомо, що Е6 та Е7 гени ВПЛ 16 типу прямо та опосередковано впливають на експресію різних типів мікроРНК. Так, Е6 пригнічує експресію miR-218, miR-23b, miR—34а (Martinez I. et al. 2008: 2575-2582; Wang X. et al. 2009: 637-647; Au Yeung C.L. et al. 2011: 2401-2410), а Е7 опосередковано стимулює експресію кластера miR-15а/16-1 та знижує експресію miR-203 (Melar-New M., Laimins L.A. 2010: 5212-5221).
Вторинні ефекти дерегуляції Е6 та Е7
Тривалий період часу, який потрібен для переходу з передракового стану у інвазивний рак, означає, що у реалізації трансформуючої дії Е6 та Е7 є додаткові генетичні події, що необхідні для злоякісної прогресії. Відомо, що одним з наслідків дерегуляції Е6 і Е7 є геномна нестабільність клітини (Moody C.A., Laimins L.A. 2010: 550-560; Korzeniewski N. et al. 2011: 113-122), яка сприяє подальшому накопиченню аберацій у генах клітини-хозяїна. Ці аберації можуть бути як генетичні, так і епігенетичні, деякі з яких призводять до інактивації генів онкосупресорів або активації онкогенів.
Аберації клітини-хозяїна при розвитку РШМ включають делеції, зміну числа копій, мутації ДНК, а також зміну рівня метилювання генів, що кодують білки та мікроРНК (Agarwal S.M. et al. 2011: D975-D979). Найбільш розповсюдженими хромосомними абераціями при РШМ є збільшення генетичного матеріалу у довгому (частота 0,55) та зменшення – у короткому плечі 3-ї хромосоми (частота 0,36), а також втрата генетичного матеріалу у області довгого плеча 11-ї хромосоми (частота 0,33) (Thomas L.K. et al. 2014: 85-98). Мутації як при плоскоклітинному раку, так і при аденокарциномі шийки матки найбільш часто зустрічаються у гені PIK3CA (Wright A.A. et al. 2013: 3776-3783; Ojesina A.I. et al. 2013: 371-375). Але хромосомні та генні аберації вивчені лише для раку шийки матки і невідома їх частота при передракових станах.
Найбільш важливим з клінічної точки зору при ураженнях шийки матки є зміна рівня метилювання ДНК. Аберантні моделі метилювання були описані для різного числа генів-супресорів при CIN та РШМ (Wentzensen N. et al. 2009: 293-299).
Найчастіше, як при плоскоклітинному раку, так і при аденокарциномах, гіперметилюються гени молекул клітинної адгезії (CADM1), кадгерина 1 (CDH1), апоптоз-асоційованої протеїнкінази 1 (DAPK1), EBP41L3, FAM19A4, мієліну і лімфоцитів (MAL), парного домену 1 (Рах1), домену, що містить PR-14 (PRDM14) і теломерази зворотньої транскриптази (TERT). Експресія частини з цих генів пов’язана з інгібуванням канцерогенезу епітелію шийки матки, а отже їх гіперметилювання призводить до втрати їх функції, у той час, як біологічна значимість більшості подій метилювання при ураженнях шийки матки поки залишається нез’ясованою.
Окрім зміни профілю експресії кодуючих генів, при трансформації поступово змінеюється і профіль експресії мікроРНК. Так, було продемонстровано зниження активності miR-126, miR-143 та miR-145, а також активацію miR-15b, miR-16, miR-146а і miR-155 (Zheng Z.M., Wang X. 2011: 668-677; Kaczkowski B. et al. 2012: 216-231; Saavedra K.P. et al. 2012: 13). У декількох дослідженнях було продемонстровано, що зміна експресії деяких мікроРНК є доволі ранньою подією при ВПЛ-асоційованому канцерогенезі (Wilting S.M. et al. 2013: 106-116; Li Y. et al. 2011: 484-495; Cheung T.H. 2012: 2876-2884; Pereira P.M. et al. 2010: e11780). Водночас, для більшості мікроРНК підвищення їх експресії є вторинною подією (Wilting S.M. et al. 2013: 106-116), яка частково є наслідком збільшення копій генетичного матеріалу на хромосомі 5р, що кодує ендонуклеазу Drosha, яка є відповідальною за формування мікроРНК. Пригнічення мікроРНК часто відбувається шляхом метилювання їх регуляторних ділянок. Так, інгібування mir-124-1, mir-124-2, mir-124-3, mir-149, mir-203, mir-375, mir-641 і mir-128 у клітинах раку шийки матки було пов’язано саме з гіперметилюванням відповідних генів (Wilting S.M. et al. 2010: 167; Wilting S.M. et al. 2013: 220-228; Yao T. et al. 2013: 175; Botezatu A. et al. 2011: 121-128).
Кореляція молекулярного профілю з тривалістю існування CIN
За сучасними уявленнями, CIN3 та частина CIN2 є трансформуючими ураженнями шийки матки. Морфологічно, CIN3 є найбільш важким передраковим станом, однак насправді це гетерогенне захворювання (Yang H.P. et al. 2012: e29051; Wentzensen N. et al. 2013: 148-154; Castle P.E. et al. 2012: 241-246). Ця гетерогенність пов’язана з різною тривалістю захворювання, оскільки у більшості пацієнтів дана неоплазія може існувати протягом 20–30 років, що є необхідним для її прогресії у інвазивний рак (Vink M.A. et al. 2013: 1161-1169).
Крім того, за даними багатьох досліджень, при відсутності лікування, тільки частина CIN3 буде прогресувати у інвазивний рак (McCredie M.R. et al. 2008: 425-434; Ostor A.G. 1993: 186-192). Таким чином, короткостроковий ризик прогресії трансформуючої CIN у інвазивну карциному сильно варіює.
Рядом досліджень було виявлено різні генетичні та епігенетичні порушення, що зустрічалися при CIN3 з різною частотою (Thomas L.K. et al. 2014: 85-98; Wentzensen N. et al. 2009: 293-299; Szalmas A., Konya J. 2009: 144-152). Оскільки деякі з даних аберацій практично завжди присутні у інвазивних карциномах шийки матки, то очевидним є те, що дані молекулярні зміни характеризують найбільш важкі випадки трансформуюцих CIN, які існують протягом довгого періоду. Це підтверджується нещодавніми результатами, які демонструють, що більша тривалість ВПЛ-інфекції асоціюється з більшою кількістю хромосомних аберацій (Bierkens M. et al. 2011: E579-E585). У трансформуючих CIN з тривалим періодом попередньої ВПЛ-інфекції (>5 років) спостерігалась значно вища частота хромосомних аберацій (біля 16,5% ДНК-зондів на мікрочіпах CGH мали відхилення від норми), у порівнянні з жінками, у яких ВПЛ-інфекція була <5 років (частота відхилення 2,8%). Частота хромосомних аберацій при ураженнях CIN3 складає 28,8%, а при наявності довгострокової ВПЛ-інфекції у анамнезі, їх геномний профіль є дуже подібним на профіль інвазивних карцином. Також, було встановлено, що у ураженнях CIN3 з тривалою ВПЛ-інфекцією рівень метилювання генів CADM1, MAL і FAM19A4 був значно підвищений і досягав значень, які спостерігали при інвазивній карциномі (Bierkens M. et al. 2013: 1293-1299; De Strooper L.M. et al. 2014: 1251-1257). Ці дані підтверджують, що збільшення генетичних та епігенетичних змін відображає більшу тривалість захворювання.
Маркери для сортування ВПЛ-позитивних жінок
Завдяки високій чутливості виявлення CIN2, CIN3 і раку шийки матки (CIN2+), ВПЛ-тестування сьогодні стає основним методом цервікального скринінгу (Arbyn M. et al. 2012: F88-F99; Ronco G. et al. 2014: 524-532). Основним його недоліком є знижена на 2–4% у порівнянні з цитологічним методом чутливість у виявленні CIN2+ уражень, та виявлення транзиторних інфекцій, що призводить до гіпердіагностики та надмірного об’єму терапії.
Для компенсації цього недоліку були запропоновані різні алгоритми сортування пацієнтів, що дозволять обмежити терапевтичні заходи і пов’язані з ними фінансові витрати. Цитологічне дослідження з та без генотипування 16 та 18 типів ВПЛ на сьогодняшній день є загальноприйнятим інструментом сортування ВПЛ-позитивних жінок (Katki H.A. et al. 2013: S28-S35; Dijkstra M.G. et al. 2013: 55-63; Rijkaart D.C. et al. 2012: 975-981). Альтернативні алгоритми відбору ВПЛ-позитивних жінок для проведення кольпоскопії засновані на аналізі морфологічних та молекулярних маркерів.
Низкою досліджень було продемонстровано, що імуногістохімічне дослідженні р16 та Кі-67 на цитологічних зразках є непоганою стратегією сортування ВПЛ-позитивних пацієнток (Carozzi F. et al. 2013: 168-176; Petry K.U. et al. 2011: 505-509). До інших імуногістохімічних маркерів-кандидатів відносяться топоізомераза 2А та МСМ2, експресія яких корелює з важкістю заховорювання (Conesa-Zamora P. 2013: 1412-1424; Reuschenbach M., Knebel D.M. 2013: 1358-1370). Обмеженням даної стратегії є суб’єктивна оцінка результатів, яка як і при цитологічному дослідженні, залежить від якості зразка та кваліфікації цитолога. Тому на сьогодні переспективними є епігенетичні молекулярні маркери, оскільки метод виявлення порушення метилювання при РШМ є високочутливим, об’єктивним і може бути застосований як на гістологічних, так і на цитологічних зразках. Генетичні зміни, такі як мутації та зміна числа копій ДНК, є менш привабливими маркерами сортування. Мутації у протоонкогенах та генах-супресорах, зустрічаються лише у частині пухлин шийки матки (Wright A.A. et al. 2013: 3776-3783; Ojesina A.I. et al. 2013: 371-375), а зміна числа копій генетичного матеріалу хоча і виявляється частіше, але має обмежену чутливість через низький вміст клітин з абераціями у клінічних зразках.
На даний момент лише невелика кількість маркерів метилювання була протестована на предмет їх можливого застосування у якості сортування ВПЛ-позитивних жінок. Першою панеллю маркерів, що повністю пройшли клінічну валідацію, стала панель з трьох маркерів CADM1, MAL і mir124-2.
Валідація проводилась на зразках, отриманих самостійно у рамках проспективного рандомізованого клінічного дослідження з проведенням аналізу у жінок, що не були учасниками програми регулярного цервікального скринінгу (Verhoef V.M. et al. 2014: 315-322). У даному дослідженні порівнювали чутливість виявлення уражень CIN2+ за допомогою аналізу метилювання у ВПЛ-позитивних жінок на матеріалі, забраному самостійно (експериментальна група), та цитологічного дослідження додаткового матеріалу, отриманого лікарем.
За результатами дослідження, аналіз метилювання ДНК мав щонайменше таку ж чутливість, як і цитологічне дослідження.
Було продемонстровано, що підвищення рівня метилювання корелювало з важкістю та тривалістю CIN. Високі рівні метилювання були виявлені у всіх зразках з довготривалими важкими ураженнями, у той час як у зразках жінок з РШМ показники були найвищими (Bierkens M. et al. 2013: 1293-1299).
Продемонстровано, що 100% зразків з супутнім РШМ мали позитивний результат тримаркерної панелі CADM1-MAL-mir124-2 (Widschwendter A. et al. 2004: 3396-3400).
Такі результати призвели до появи першого комерційного тесту на основі визначення рівня метилювання для сортування ВПЛ-позитивних жінок – Precursor M test (PentaGen).
Іншою панеллю, яка продемонструвала аналогічні результати у виявленні РШМ та запущених трансформуючих інфекцій, став маркер FAM19A4 в поєднанні з тією ж мікроРНК miR124-2. Результати клінічного випробування даної панелі продемонстрували її 100% чутливість у виявлені плоскоклітинної та аденокарциноми шийки матки, 88,9% у виявленні CIN2 та 52.4 – CIN2 (De Strooper L.M. et al. 2016: 341-347). Результатом клінічної валідації цієї панелі став тест Qiasure від компанії Qiagen.
Таким чином, сьогодні у клінічній практиці доступні тести, які здатні виявляти всі інвазивні карциноми і довготривалі, важкі трансформуючі CIN з високим короткостроковим ризиком розвитку раку, відсіюючи ураження, що мають низький ризик прогресії (мал. 3).
Дана концепція передбачає, що ВПЛ-позитивні пацієнтки з позитивним тестом на метилювання повинні бути спрямовані на кольпоскопію через наявність раку, або пізніх стадій трансформуючого ураження з високим ризиком прогресії. Тоді як жінки з негативним результатом метилювання не потребують негайного виконання кольпоскопії через дуже низький ризик виникнення раку найближчим часом. Замість цього, жінкам даної групи може бути запропоновано повторне дослідження через 12–18 місяців. Особливо важливим такий підхід може бути для вагітних жінок, оскільки лікування уражень шийки матки буде показано тільки при позитивному результаті метилювання, тим самим знижуючи ризик дострокових пологів, що могли виникнути у результаті лікування (Bruinsma F.J. 2011: 1031-1041; Arbyn M. et al. 2008: 1284; Kyrgiou M. et al. 2006: 489-498). Таку тактику сортування ВПЛ-позитивних жінок пропонує виробник Precursor M Test.
Не так радикально програму скринінгу пропонує змінювати компанія Qiagen. Так, при первинному ВПЛ-скринінгу жінкам з позитивним ВПЛ-тестом пропонується подвійне тестування – цитологічне дослідження + метилювання, а при позитивному результаті первинного цитологічного скринінгу – ВПЛ-тест + метилювання. У обох випадках ми маємо 4 різні групи і 3 подальші тактики.
При позитивному результаті метилювання незалежно від результату іншого тесту рекомендується кольпоскопія. Така рекомендація базується на більшій чутливості маркерів метилювання до важких предракових станів та РШМ у порівнянні з ВПЛ- та ПАП-тестом. При негативному результаті обох тестів рекомендується спостереження, з повторним візитом через 12 місяців.
Окрему, доволі велику групу при сортуванні жінок з позитивним результатом першого скринінгового тесту, будуть становити жінки з негативним результатом метилювання при позитивному результаті ПАП-, або ВПЛ-тесту. Згідно діючих рекомендацій, такі жінки мають бути направленні на кольпоскопію з можливим виконанням біопсії.
Виробник тесту Qiasure не заперечує, але наголошує на низькому короткостроковому ризику розвитку раку і пропонує бути більш консервативними при прийнятті рішення: лікування vs спостереження (Мал. 4) (QIAsure clinical brochure, Qiagen, 2016).
Висновки
Різниця між продуктивними (СIN1-2) і трансформуючими (CIN2-3) ураженнями має важливі наслідки для клінічного спостереження жінок з цими змінами. Продуктивні та трансформуючі CIN2 не можуть бути розрізненні з морфологічної точки зору, що призводить до надмірного лікування вказаних патологій.
Визначення молекулярних маркерів, пов’язаних з переходом від вірусної інфекції до РШМ, може бути використано для молекулярної класифікації патології шийки матки у доповнення до існуючої морфологічної класифікації (CIN1-3). За допомогою молекулярних методів діагностики гістологічні зміни CIN1-2, які асоційовані з продукцією вірусу (продуктивні CIN) та мають низький ризик прогресії, можливо відрізнити від CIN2-3, що являють собою вірусну трансформацію (трансформуюча CIN). У свою чергу, трансформуючу CIN можливо розділити за епігенетичними змінами на ранню та пізню. Жінки з ранніми трансформуючими CIN, які характеризуються нормальним профілем метилювання маркерних генів, мають низький короткостроковий ризик розвитку раку і за ними слід встановити більш ретельне спостереження. Жінки з пізніми стадіями трансформуючих CIN, які проявляються гіперметилюванням маркерних генів, мають високий ризик короткострокової прогресії у рак і потребують негайного лікування. Відповідно, виявлення гіперметилювання ДНК може стати показом для лікування CIN2/CIN3 уражень і у перспективі замінити існуючі алгоритми сортування, засновані на цитологічному дослідженні і генотипуванні 16/18 типів ВПЛ, а сумісність дослідження метилювання з ВПЛ-тестуванням може дозволити виконувати повний молекулярно-генетичний скринінг цервікальних пошкоджень.
Перелік літератури знаходиться у редакції.
Незважаючи на той факт, що менструація трапляється у половини людей на Землі, цей феномен довгий час був табу, при цьому така табуйованість вплинула і на дослідження фізіології менструації. Скажімо, у гарному підручнику «Фізіологія людини та тварини», що випустила кафедра фізіології людини та тварини біологічного факультету КНУ у 2001 році, тема менструації (як і взагалі фізіологія статевої системи) не описується. Це призводить не лише до незнання жінками їхнього власного тіла та особливостей фізіології, але й до відсутності достатнього дослідження таких феноменів як дисменорея — біль під час менструації. Лише в останні декілька десятирічь ця тенденція змінюється. Сьогодні у цьому короткому огляді ми опишемо провідну гіпотезу наявності менструації, а також розглянемо основи її фізіології.
Отже, для початку: що таке менструація? Для того, аби відповісти на це запитання, слід першочергово згадати анатомію (рис. 1). У плацентарних ссавців (до яких належить і людина) матка, де за умов вдалої вагітності знаходиться та розвивається зародок у ембріональний період до народження, має два шари: міометрій, м’язовий шар, та ендометрій — епітеліальну вистілку матки. Саме ендометрій формує плаценту, яка з’єднує материнський організм з ембріоном і живить його. Решта ссавців — сумчасті та однопрохідні — плаценту не формують (наприклад, кенгуру вирощує своїх дитинчат у сумці).
Тепер можна розглянути питання менструації. Цей термін описує процес відлущування ендометрію у відповідь на циклічну зміну гормонального фону самиці. Менструацію, крім жінок, мають самиці всіх вузьконосих мавп (куди, крім гомінід, входить родина мавпових, наприклад макаки, павіани та мандрили) але менструацію також мають кажани-крилани та землерийки-тенреки. У решти видів плацентарних тварин ендометрій не відшаровується, а натомість розщеплюється і «всмоктується».
Цикли гормонів доволі давно відомі. Від них залежить перехід та перебіг фолікулярної, овуляторної та лютеїнової фаз циклу (рис. 2).
Менструація розпочинається у відповідь на різке зниження рівня прогестерону. Але відшаровування ендометрію виникає лише за умов ненастання вдалої вагітності. Тому потрібно згадати про статеві клітини та запліднення.
Статеві клітини, або гамети — яйцеклітина та сперматозоїд — мають половинний генетичний набір хромосом та спеціалізовані на запліднення й формування зиготи. Кожна з гамет, як яйцеклітина, так і сперматозоїд, проходить спеціалізований процес дозрівання.
Яйцеклітина, або ооцит, закладається ще до народження, під час ембріонального періоду. Далі під час статевого дозрівання жінки яйцеклітина «прокидається», проходить частину свого дозрівання та овулює. Завершальний етап дозрівання та формування зрілої яйцеклітини відбувається лише за умови запліднення. Цей процес утворення яйцеклітини називається оогенезом (від. лат. «ova» — яйце).
Що найважливіше в оогенезі? В першу чергу, це, звісно, правильний розподіл хромосом та формування половинного їх набору. При з’єднанні жіночої та чоловічої гамет формується зигота. Кожна гамета несе половинний набір хромосом. Нагадаємо, у людини всього 46 хромосом, при цьому вони парні — 23 пари хромосом, 22 з яких нестатеві (автосоми), 23 пара — статева. Залежно від того, статева пара XX чи XY, буде формуватися генетична стать зародка — жіноча та чоловіча, відповідно. Неправильна кількість хромосом — анеуплоїдія — є причиною таких станів як синдром Дауна (замість двох — три 21 хромосоми), синдром Патау (три 13 хромосоми) тощо. Більшість анеуплоїдних ембріонів не формують вдалу вагітність, натомість відбувається спонтанний викидень. Тобто, мати правильну кількість хромосом дуже важливо для життєздатності ембріона. При нормальному заплідненні формується нормальний набір хромосом або 23+23=46. Половинний набір хромосом при дозріванні гамет досягається за допомогою мейотичного поділу (рис. 4).
Загалом поділ клітин — це основа життя на планеті. Всі живі організми діляться, таким чином підтримують своє існування (так, віруси не мають механізму автономного поділу, а є паразитами інших організмів, тому виникає питання, чи є вони живими) — від бактерій, одноклітинних ядерних до багатоклітинних організмів. Проте більшість з цих поділів є мітотичними. Тобто зі збереженням сталого набору хромосом. І лише мейотичний поділ дозволяє статевим клітинам поєднуватися і таким чином формувати новий організм з половин генетичного матеріалу батьків, тому саме мейоз є основою статевого розмноження різних видів.
Мейотичний поділ з’являється дуже давно в еволюційному дереві життя, починаючи від одноклітинних ядерних організмів, таких як дріжджі.
Еволюційне питання появи статевого розмноження доволі цікаве і не до кінця з’ясоване, ті ж дріжджі в основному діляться нестатево брунькуванням, але можуть формувати спори і розмножуватися статево [1]. Але статевий спосіб розмноження — єдиний для нас – ссавців.
Під час оогенезу у ссавців клітина-попередниця яйцеклітини подвоює свій генетичний набір, а потім розпочинається перший мейотичний поділ. У нормі тоді ця клітина має 46*2 хромосом, тобто 92. Це відбувається ще до народження, і в такому стані клітина залишається впродовж років та десятирічь. Потім у відповідь на лютеїнізуючий гормон перший мейотичний поділ закінчується, і починається — проте не закінчується! — другий мейотичний поділ і клітина овулює. Ця клітина містить уже 46 хромосом. Завершення мейотичного поділу відбувається лише при заплідненні. Тоді яйцеклітина містить в собі 23 материнські хромосоми, але вже також і 23 батьківські хромосоми із сперматозоїда. Згодом вони з’єднуються і формується зигота.
Зигота починає вже мітотичний, звичайний поділ з підтримкою сталого набору хромосом, і нарощує в собі кількість клітин, формуючи бластулу. У людини приблизно на 9-й день після запліднення бластула приєднується до ендометрію матки та формується плацента. Тоді ембріон отримує потрібні поживні речовини для подальшого росту і настання вдалої вагітності.
Проте з кінця XX століття відомо, що більшість запліднених яйцеклітин у людини не формують життєздатного зародка.
Тут варто зазначити, що вивчати запліднення ссавців доволі важко. Яйцеклітини ссавців потребують постійних температурних умов та специфічного середовища для життя. А запліднення відбувається всередині організму, на відміну від деяких інших видів голкошкірих, амфібій чи риб. Проте процедура штучного запліднення вже існує більше 50 років і це дозволило науковцям вивчати цей процес краще. Таким чином, відсоток запліднених яйцеклітин, що спонтанно абортуються, коливається від 50 до 75% залежно від дослідження.
Але загалом можна казати, що більшість запліднених яйцеклітин не дають життєздатного зародка. При цьому мова йде про здорових людей, у яких можуть формуватися вдалі вагітності. Тобто цей процес фізіологічний і нормальний, як для біологічного виду людини [2].
Цікаво, що інші ссавці — миші — які є найкраще вивченим модельним організмом, не мають такого великого показника втрати запліднених яйцеклітин шляхом спонтанного викидня. У них цей відсоток значно нижчий. Це можна пояснити молекулярними особливостями проходження мейозу яйцеклітин у людини в порівнянні з мишами.
Справа в тому, що під час мейотичного поділу, також як і під час мейозу, існує специфічний апарат у клітині, який забезпечує рівне розподілення хромосом між новоутвореними дочірніми клітинами. Цей апарат має назву веретена поділу (рис. 5, 6). Воно складається з мікротрубочок, що ростуть з двох полюсів клітини, приєднуються до кожної з хромосомних пар, а під час поділу розтягують до полюсу половину кожної пари. На полюсах існує специфічна структура, центріоль, що разом з декількома допоміжними білками формує центросому, і з якої ростуть мікротрубочки веретена поділу. У такому вигляді веретено поділу існує в ссавців у мітозі та у мейозі сперматозоїдів. Але яйцеклітини втрачають одну з центріолей, і в них формування веретена поділу для мейозу повинно відбуватися без цієї органели.
При цьому втрата центріолі може нести еволюційне значення. Так існує гіпотеза, що через втрачену центріоль у ссавців ніколи не відбувається самозапліднення яйцеклітини (партеногенез). Натомість яйцеклітина отримує центріоль при заплідненні від сперматозоїда, в якому ця органела знаходиться в основі хвоста [3].
За відсутності центріолі мейоз яйцеклітини все одно формує веретено поділу. І цікавим є те, що шляхів формування та направлення мікротрубочок веретена поділу в мишей два: ацентріолярний, опосередкований основними центрами організації мікротрубочок (MTOC), та опосередкований ГТФ-азою RAN. Натомість людина втратила в еволюції перший шлях і залишилася лише з другим [4].
Таким чином, веретено поділу — структура, яка забезпечує рівномірне розподілення хромосом між дочірніми клітинами під час поділу — у яйцеклітини людини, на відміну від яйцеклітин миші, не має додаткового біохімічного шляху формування мікротрубочок. Це може пояснити більшу кількість анеуплоїдій, тобто тих клітин, де кількість хромосом не є нормальною, саме в людини.
Тут ми можемо повернутися до питання менструації. Цей процес також нехарактерний для більшості ссавців, на відміну від людини. Чи може він бути пояснений більшою кількістю анеуплоїдних зигот?
Зародок формує плаценту, приєднуючись до ендометрію матки. За таких умов тканини плаценти синтезують гормон хоріонічний гонадотропін, що впливає на жовте тіло, і спонукає продовження синтезу прогестерону. Настає вагітність.
При відсутності запліднення яйцеклітина проходить крізь матку, не формуючи плаценту. Тоді немає синтезу хоріонічного гонадотропіну і рівень прогестерону падає. Відбувається відшаровування ендометрію [5].
Якщо зигота анеуплоїдна, у багатьох випадках плацента або взагалі не формується, або формується не оптимальним чином. За таких умов також вплив на жовте тіло або відсутній, або недостатній. І рівень прогестерону падає, відбувається відшаровування ендометрію. Включно з анеуплоїдною зиготою.
Тому з еволюційної точки зору наявність менструації у людини можна пояснити як механізм контролю зародків проти анеуплоїдій. А коріння більшої кількості анеуплоїдій можна шукати у відсутності додаткового шляху формування мікротрубочок веретена поділу під час мейозу яйцеклітини.
Цікавим є те, що протягом останніх десятирічь погляд лікарів та науковців на менструацію змінився. З табуйованої теми ця тема стала вивчатися набагато краще. Допомагають цьому процесу також і використання планувальників менструального циклу у смартфонах, таких як Clue [6]. Ця програма розроблена у співробітництві із Інститутом Кінсі, і дані менструального циклу можуть бути використані для дослідження цього питання.
Так, встановлено, що співіснування жінок разом не призводить до синхронізації менструальних циклів, як вважалося раніше.
Також змінюється погляд лікарів на біль під час менструації — дисменорею. Оскільки значний відсоток жінок має дисменорею, довгий час лікарі не звертали уваги на це питання. Воно було непереборною даністю, з якою змиряються як лікарі, так і жінки, у яких болить низ живота. Проте зараз є все більше свідчень того, що цей біль необов’язково терпіти.
Звичайно, довге ігнорування цього питання призвело до того, що причини дисменореї не до кінця з’ясовані навіть сьогодні. Відомо, що не всі жінки мають біль. Також відомо, що дисменорея залежить від рівня прогестерону. Основна гіпотеза вказує на те, що чим більший рівень прогестерону у жінки, тим більші будуть скорочення міометрію під час менструації, і таким чином у тканинах утворюється гіпоксія — знижена кількість кисню. Але це лише найрозповсюдженіша гіпотеза, і дисменорею слід вивчати далі. Також дисменорея буває вторинною, тобто такою, що походить від розвитку іншої патології. Тому наразі дослідники все більше радять жінкам звертатися до лікаря і не терпіти біль під час менструації. Принаймні задля того, аби впевнитися, що цей біль не викликаний патологічним процесом. Але дисменорея погіршує життя великій кількості жінок, тому сучасний світ намагається знайти вирішення цієї проблеми.
Також відшаровування ендометрію та втрата крові зараз є популярною моделлю дослідження формування рани без формування шраму. Це доволі унікальний випадок і дослідники його активно вивчають — чому не заростає ендометрій сполучною тканиною. Адже за інших ран, наприклад на шкірі від пошкодження покривів, формується шрам зі сполучної тканини.
Отже, менструацію у людини можна пояснити з точки зору молекулярної генетики, як механізм контролю зигот проти анеуплоїдій. Також менструація останнім часом стала предметом досліджень як з огляду покращення життя жінок, що страждають на дисменорею, так і як модель загоювання ран без формування шрамів. А це значить, що нас очікують подальші відкриття у цій галузі фізіології, які згодом неодмінно призведуть до поліпшення якості життя жінок.
Повний перелік літератури на сайті extempore.info
Развитие представлений о регуляции родовой деятельности способствовало возрастанию частоты индуцированных родов в прошлые десятилетия. Указанная тенденция сопровождалась значительным возрастанием частоты абдоминального родоразрешения. В этом был найден «корень зла» всех проблем. Сейчас акцент сделан на доброжелательном отношении к женщине и увеличении количества нормальных родов. Внедрены эффективные методы преиндукции родов. И, тем не менее, частота кесарева сечения остается очень высокой. В данной статье рассмотрены методы мониторинга физиологических родов, которые внедрены и широко используются во всем мире.
Партограмма – простой и недорогой метод графического отображения динамики родового акта. Для ее ведения используют заранее напечатанную стандартную форму, в которую акушерки или врачи акушеры-гинекологи вписывают различные параметры родов. Большинство партограмм имеют три отдельные секции, содержащие информацию о состоянии матери, плода и характере родовой деятельности [4, 12].
Первым акушером, который начал графически отображать динамику родового акта, был Эммануэль Фридман в 1954 году. Он провел исследование раскрытия шейки матки в родах, включавшее 100 первородящих африканок с доношенной беременностью. Скорость раскрытия шейки матки впервые была изучена в сантиметрах (см) в час [9]. Фридман получил сигмовидную кривую раскрытия шейки матки, напоминавшую букву “S”. Этот график был назван цервикограммой. Клинические возможности использования цервикограммы акушерками в родах было изучено в госпиталях Зимбабве, а затем Родезии [20]. В 1972 году Филпотт и Кастл осуществили дальнейшее развитие концепции Фридмана, проведя исследования родов у 624 женщин. Эти ученые внесли ценные дополнения, добавив к графику скорости раскрытия шейки матки линии тревоги и действия [18]. Они ввели термин «партограмма».
Линия тревоги была рассчитана с учетом раскрытия шейки матки со скоростью 1 см в час (угол наклона – 45 градусов) в активную фазу I периода родов. При замедлении темпа раскрытия шейки матки партографическая кривая пересекала линию тревоги, что давало возможность диагностировать слабость родовой деятельности и приступить к родоусилению путем амниотомии и инфузии раствора окситоцина. Если достаточного эффекта от медикаментозной коррекции не было, то партографическая кривая пересекала линию действия, расположенную на расстоянии в 4 часа правее лини тревоги [21]. В дальнейшем партограмма была одобрена на заседании рабочей группы ВОЗ в Монте-Видео (Уругвай) в 1986 году.
Более чем через 20 лет после изобретения партограммы под эгидой ВОЗ было проведено проспективное нерандомизированное исследование, включавшее 35484 женщины, в Юго-Восточной Азии. Внедрение партограммы позволило снизить показатель затяжных родов с 6,4% до 3,4%, частоту родоактивации – с 20,7% до 9,1%, экстренного кесарева сечения – с 9,9% до 8,3% и мертворождений – с 0,5% до 0,3% [12]. Выводы позволили рекомендовать партограмму для повсеместного внедрения в клиническую практику. Очевидным преимуществом использования партограммы была возможность вовлечения акушерок в процесс ведения физиологических родов, что сокращало количество медицинского персонала и имело экономический эффект. Однако, возникала необходимость проведения дополнительного обучения медицинских работников. Также существует мнение, что партограмма влияет на автономию акушерок и мешает реализации индивидуального подхода в ведении пациенток [6, 13].
Необходимо отметить, что в дальнейшем оригинальная партограмма была значительно видоизменена с помощью нормативных документов ВОЗ (2003), что обеспечило простоту и доступность ее использования [19, 20, 21]. В данный момент партограмма является «содружественной» пользователю, что было подтверждено широкомасштабным рандомизированным исследованием, проведенным в Индии в 2011 году. На сегодняшний день использование партограммы является неотъемлемой частью концепции безопасного материнства. Кокрановский обзор использования партограммы свидетельствует о том, что данные, подтверждающие улучшение клинических результатов, носят ограниченный характер [12]. Однако, результаты других исследований указывают на то, что использование партограммы может способствовать сокращению продолжительности родов и некоторому улучшению исходов для матери и плода [17].
Вместе с тем, существуют реальные опасения, что использование партограммы может приводить к возрастанию частоты амниотомий, родоусиления окситоцином и анальгезии в родах [3]. В двух рандомизированных исследованиях не было отмечено значительного снижения уровня абдоминального родоразрешения, инструментальных вагинальных родов и низкой оценки по Апгар [4]. Однако в условиях низкой обеспеченности медицинским персоналом использование партограммы снижало частоту кесаревых сечений [7]. Интересно, что не установлено различий в уровне этого показателя при наличии 2- или 4-часового интервала до линии действия [10]. При этом отсутствие линии действия при наличии линии тревоги способствовало снижению уровня кесаревых сечений [12]. Но эти тенденции не оказывали влияния на исходы для матери и плода [17].
Партограмма – это всего лишь стандартное отображение клинической информации, интерпретация которой является задачей врача. На уровень различных вмешательств в родах может оказывать влияние время, когда пациентка поступила в родильный зал. В основном это происходит в активную фазу I периода родов. Необходимо четко представлять акушерскую ситуацию. Это может дать возможность определить наличие активной фазы, установить необходимость начала родоусиления и, в ряде случаев, констатировать неэффективность медикаментозной коррекции слабости родовой деятельности. Это очень важно, так как наличие достаточной «зрелости» шейки матки способствует лучшей реализации силы маточного сокращения в процессе ее раскрытия.
Известно, что регулярная родовая деятельность при «незрелой» шейке матки часто приводит к дистрессу плода [11]. В настоящий момент существуют определенные разночтения в определении начала активной фазы [1, 2, 5, 8]. В большинстве случаев роженицы были переведены при открытии шейки матки 3–5 см при наличии регулярной родовой деятельности [14, 15, 16, 20].
У женщин, которые были переведены в родильный блок при открытии шейки матки менее 4 см, было отмечено возрастание частоты назначения окситоцина. При этом частота кесаревых сечений была увеличена в два раза [11].
Таким образом, чем больше открытие шейки матки на момент поступления в родзал, тем больше шансов на вагинальные роды. Практически дифференциальный диагноз латентной и активной фазы представляет собой сложную задачу. Ее реализация требует времени, необходимого для оценки темпов раскрытия шейки матки в динамике наблюдения [3, 21]. Поэтому наличие 3, 4 или даже 5 см открытия шейки матки не всегда достаточно для подтверждения наличия активной фазы. Регулярная родовая деятельность возникает еще в латентную фазу родов.
Результаты, полученные Занг и соавт., демонстрируют, что начало подъема (ускорения) кривой раскрытия шейки матки у первородящих значительно отличается [21]. Было установлено, что продолжительность активной фазы по Фридману была значительно дольше: 5,5 часов вместо ранее указанных 2,5 часов. В одной из последующих работ было указано что скорость раскрытия шейки матки в этот период времени составляла 0,5–0,7 см/час у первородящих и 0,5–1,3 см/час у повторнородящих [1]. В одном из исследований продолжением данного тезиса явилось заключение, что активная фаза у первородящих начинается только с 6 см [4]. В данной ситуации отсутствует необходимость дальнейшего динамического наблюдения за темпом раскрытия шейки матки и роженица должна быть госпитализирована в родблок. На основании этого Американский колледж акушеров-гинекологов принял консенсус, в котором указано, что активная фаза родов начинается с момента раскрытия шейки матки 6 см [1]. Результатом этой теоретизации является вывод о повсеместной практике госпитализации рожениц в родильный блок до фактического начала активной фазы, что является источником акушерской агрессии.
Фундаментальные исследования позволили установить отличия латентной и активной фаз. По мере развития родовой деятельности нарастают провоспалительные изменения (лейкоцитарная реакция) в организме матери. В латентную фазу эти изменения выражены недостаточно [14]. Поэтому у пациенток с одинаковым открытием шейки матки воспалительная реакция может быть выражена в различной степени. Таким образом, воспаление определяет переход латентной фазы в активную. Также существуют данные, что на темп раскрытия шейки матки оказывает влияние индекс массы тела. У тучных пациенток скорость деформационной реконструкции шейки матки снижена [8]. В любом случае, активная фаза – период наиболее быстрого раскрытия шейки матки. Основной нерешенный вопрос – когда он начинается у большинства рожениц?
Необоснованно раннее назначение окситоцина (в латентную фазу) способствует возникновению тахисистолических сокращений матки и дистресса плода по данным кардиотокографии [2]. При этом именно дистресс плода был показанием к кесареву сечению у 2/3 пациенток, получавших родоактивацию [21]. Использование окситоцина хоть и приводило к возрастанию частоты абдоминального родоразрешения, но способствовало уменьшению продолжительности родового акта приблизительно на 2 часа [16]. У 7 из 10 женщин, которым было проведено кесарево сечение в связи с упорной слабостью родовой деятельности, инфузия раствора окситоцина была начата до 5 см [16, 21].
Эта бесконечная мозаика доказательств наводит на мысль, что одной партограммы недостаточно для достоверной оценки клинической ситуации. Показания к родоактивации должны быть четко определены с учетом опыта ведущих акушерских школ мира. В одном из исследований было показано, что инфузию окситоцина, начатую до 5 см открытия шейки матки, следует продолжать на протяжении всего родового акта [15].
По-видимому, необходим международный консенсус о доказательных подходах к мониторингу сократительной деятельности матки в родах и методах коррекции ее аномалий. Это позволит развеять множество застарелых мифов об акушерской агрессии и представить себе реальную картину в области возможностей мониторинга родового акта.
Полный перечень литературы на сайте.
Современное состояние и перспективы
С момента появления электронного мониторинга частоты сердечных сокращений (ЧСС) плода прошло около полувека. Такой солидный временной интервал позволяет оценивать результаты повсеместного внедрения этой технологии в акушерство и строить определенные прогнозы на будущее. Наиболее распространенной методикой оценки ЧСС в антенатальном периоде и в процессе родов является кардиотокография (КТГ) (Nelson K. B. 2016; Pinas A., Chandraharan E. 2016; Redman C. 2015; Sholapurkar S. L. 2017). КТГ основана на регистрации ультразвуковой волны, отраженной от клапанного аппарата сердца. В этой технологии используется механический кардиоинтервал. Математический аппарат метода включает в себя аутокорреляцию, что подразумевает наличие временнного усреднения ЧСС. Поэтому КТГ не позволяет точно определить ЧСС плода в указанное время, но дает возможность изучать изменчивость или вариабельность сердечного ритма (ВСР) (Hoyer D. et al. 2017). То есть данный метод способен оценивать как кратковременные (осцилляции), так и длительные (акцелерации и децелерации) изменения сердечного ритма плода.
Поскольку ВСР связана с автономной (вегетативной) функцией, то количественная оценка общей мощности спектра ВСР, высокочастотной (вагальной) и низкочастотной (симпатической) составляющих позволяет оценивать влияние регуляторных механизмов на гемодинамику плода (Arias-Ortega R. et al. 2015; David M. et al. 2007). С другой стороны, развитие и созревание автономной нервной регуляции плода является известным критерием оценки его состояния. Безусловно, нарушения нейровегетативной регуляции являются маркером неблагополучия. Поэтому оценка ВСР является удобным подходом к изучению регуляторных механизмов, лежащих в основе поведенческих реакций плода. Это очень важно, так как в соответствии с концепцией «внутриутробного программирования» многие из заболеваний человека являются следствием нарушенной автономной нервной регуляции в антенатальном периоде. Поэтому мониторинг ВСР плода имеет отношение не только к диагностике острого или хронического страдания плода, но и к прогнозированию болезней сердечно-сосудистой системы, метаболических, когнитивных и поведенческих нарушений в будущем (Hoyer D. et al. 2014).
Автономная нервная регуляция распространяет свое влияние на функционирование всех органов и систем. Поэтому оценка параметров ВСР является «окном» в мир регуляторных механизмов плода. Установленная взаимосвязь между увеличением размеров желудочков сердца и возрастающим сердечным выбросом свидетельствует о том, что способность к регуляции гемодинамики появляется по мере развития автономной нервной регуляции в периоде созревания плода (De Vore G. R. 2005). Поэтому кардиоритм является одним из немногих доступных сигналов в пренатальном периоде, на основе которых возможно оценивать функциональное состояние и развитие плода.
В практической работе акушер-гинеколог сталкивается с проблемой диагностики состояния плода. Первыми, кто использовал для этого КТГ, были E. Hon и R. Caldeyro-Barcia. Уже в то время было известно, что брадикардия и (или) длительные децелерации являются признаками страдания плода. Они предложили выделять ранние (доброкачественные или физиологические), поздние и вариабельные децелерации по отношению к началу схватки.
Безусловно, диагностика терминального состояния не представляет сложностей. Проблемой до сих пор остается низкая специфичность в отношении прогнозирования угрожаемых состояний плода (Redman C. 2015).
Тем не менее, в середине 80-х годов прошлого века в Великобритании было показано, что использование КТГ в родах снижает частоту интранатальной гибели плода, а нестрессовый тест (НСТ) позволяет прогнозировать дистресс плода (Sholapurkar S. L. 2015). Еще ранее в США установили целесообразность применения стрессового (окситоцинового) теста (Ugwumadu A. 2014).
Однако, в дальнейшем доказательства диагностической точности КТГ в отношении дистресса плода стали вызывать значительные сомнения. Основным результатом электронного мониторинга плода стало многократное возрастание частоты абдоминального родоразрешения при отсутствии снижения уровня перинатальных повреждений нервной системы и детского церебрального паралича (Nelson K. B. et al. 2016). Высокая частота ложно-положительных результатов КТГ имеет достаточное теоретическое обоснование. В антенатальном периоде существует несколько стационарных состояний плода: спокойного и активного сна, бодрствования (двигательной активности). Основой НСТ является учащение частоты сердечных сокращений плода в ответ на его шевеления. Это опосредовано симпатическими влияниями. Во время сна закономерно регистрируется ареактивный НСТ, что необходимо принимать во внимание (Sholapurkar S. L. 2017). Поэтому биофизическая активность плода не позволяет обозначить «серую» зону между удовлетворительным состоянием и дистрессом плода. Основой диагностики дистресса плода в родах по данным КТГ является появление децелераций. Ранние децелерации, связанные с физиологической реакцией плода на схватку, не представляют опасности (Ayres-de-Campos D. et al. 2015). Децелерации также могут возникать ввиду сдавления предлежащей части, активации барорецепторов в ответ на компрессию пуповины или рефлекса Безольд–Яриша, связанного со сниженным венозным возвратом от плаценты (Sholapurkar S. L. 2013, 2015, 2017). Наиболее исследованным механизмом развития децелераций является периферический хеморефлекс, приводящий к развитию гипотензии у плода. При этом у здорового плода хорошие адаптационные способности препятствуют появлению гипотензии и ишемических повреждений в ответ на схватку (Ayres-de-Campos D. et al. 2015). В общем, децелерации могут быть поделены на две группы. К первой относятся доброкачественные (негипоксические) парасимпатические рефлекторные децелерации. А во второй группе – гипоксические (связанные с хеморефлексом) децелерации, сопровождающиеся кардиодепрессивным влиянием (Sholapurkar S. L. 2017). Поэтому далеко не все вариабельные децелерации свидетельствуют о дистрессе плода.
В 2008 годув National Institute of Child Health and Human Development были приняты рекомендации по стандартизации системы классификации параметров КТГ. Среди них: базальная частота и ее вариабельность, акцелерации, децелерации и изменения, связанные с сократительной деятельностью матки. Также впервые было указано, что умеренная ВСР плода или наличие акцелераций являются подтверждением отсутствия ацидемии у плода в момент исследования, а сниженная ВСР плода или отсутствие акцелераций не могут быть предикторами ацидемии (Ugwumadu A. 2014). National Institute for Health and Care Excellence в 2014 году рекомендовал разделять вариабельные децелерации на типичные и атипичные (Sholapurkar S. L. 2017).
Сложность интерпретации и сомнения в обоснованности визуальной оценки записи привела к появлению автоматизированного анализа параметров КТГ еще 36 лет назад (Fanelli A. et al. 2013). Использование критериев Dawes-Redman способствует некоторому снижению частоты ложноположительных результатов диагностики дистресса плода (Redman C. 2015). При этом STV (кратковременные вариации) признаны стандартным показателем оценки состояния плода у беременных группы высокого риска (мекониальные воды или преэклампсия).
Основной задачей применения КТГ в родах является снижение уровня перинатальной патологии. При этом прогностическая ценность положительного результата – не более 30% (Ayres-de-Campos D. et al. 2015). В настоящий момент существуют рекомендации ACOG об использовании КТГ в родах только у пациенток группы высокого риска. А вот у женщин с неосложненным течением беременности результаты разочаровывают. Было установлено, что чуствительность применения КТГ в родах для прогнозирования гибели плода была 57%, а специфичность – 69% (Nelson K. B. et al. 2016).
Обзор Кохрейна в 2013 году не подтвердил, что КТГ мониторинг в родах снижает частоту интранатальной гибели плода по сравнению с аускультацией сердца плода. В этом обзоре было показано увеличение частоты кесаревых сечений и оперативных пособий в родах через естественные родовые пути. При этом относительный риск ацидемии и детского церебрального паралича были одинаковыми. Поэтому, по-прежнему, низкая специфичность метода требует дополнения в виде рН-метрии крови из предлежащей части плода (Redman C. 2015). Развиваются и альтернативные методы мониторинга плода в родах: пульсоксиметрия и анализ ЭКГ, полученной с предлежащей части плода (Per Olofsson et al. 2014). Однако, ACOG и RCOG не рекомендовали использование пульсоксиметрии в родах (Ayres-de-Campos D. et al. 2015). Последние данные из Кохрейновского обзора не продемонстрировали преимуществ дополнительного анализа сегмента ST по сравнению с изолированным использованием КТГ в родах (Belfort M. A. et al. 2015 ; Pinas A. 2016).
Несмотря на указанные недостатки, КТГ остается наиболее широко используемым методом мониторинга плода. Акушеры-гинекологи во всем мире отводят ему роль юридической защиты в случае рождения ребенка в нарушенном состоянии (Ayres-de-Campos D. et al. 2015). Наличие записи с удовлетворительными параметрами может служить подтверждением отсутствия дистресса плода в момент регистрации.
Существуют определенные перспективы использования КТГ для прогнозирования развития синдрома задержки роста плода. При этом STV и LTV (долговременные вариации) являются наиболее информативными показателями (Fanelli A. et al. 2013). Полученнные результаты могут быть основанием для проведения скрининга на синдром задержки роста плода, особенно в странах с низким уровнем жизни (Hoyer D. et al. 2017). В условиях сельской местности проведение мониторинга ВСР плода у женщин с преэклампсией, недостаточным питанием, экстрагенитальными заболеваниями можно считать экономически обоснованным. В отношении протокола исследования следует заметить, что достаточно получасовой записи. Максимальный уровень показателя LTV отмечается во время периодов бодрствования плода, а STV имеет наибольшее значение во время спокойного сна (Ortiz M. R. et al. 2013; Redman C. 2015). Учитывая, что оптимальное соотношение возможной активности и сна плода отмечается именно за полчаса, то этот временной интервал является наиболее приемлемым для записи КТГ.
Электрофизиологические методы (магнитокардиография и неинвазивная ЭКГ плода) позволяют изучать морфологические параметры комплекса PQRST, достоверно определять показатели ВСР плода на основе регистрации первичных биоэлектрических процессов в сердце для дальнейшего автоматизированного анализа (Bolin E. H. et al. 2016; BeharJ. et al. 2016). Взаимосвязь между STV (показатель вагусной активности по данным КТГ) и SDNN (линейный показатель мощности автономного тона по данным магнитокардиографии или неинвазивной ЭКГ плода) дает надежду на клиническое использование этих методов в перинатологии. Группа немецких ученых разработала комплексный показатель fABAS, который значительно превосходит STV по возможности оценивать созревание автономной нервной регуляции в процессе гестации. Также существуют предварительные данные, свидетельствующие о том, что fABAS позволяет оценивать функциональное состояние плода независимо от стационарного состояния (Hoyer D. et al. 2014, 2017).
Магнитокардиграфия обеспечивает наилучшее качество записи, но не имеет практической перспективы ввиду чрезвычайной дороговизны аппаратуры. В настоящий момент всего лишь несколько исследовательских центров мира имеют в наличии подобное оборудование. Неинвазивная ЭКГ плода, регистрируемая с передней брюшной стенки матери, является перспективным направлением развития мониторинга плода (Fuchs T. et al. 2016). В данный момент эта технология находится на самой начальной стадии внедрения в перинатологию. Основной проблемой является низкое соотношение сигнал/шум, что требует наличия сложных алгоритмов обработки сигналов в программном обеспечении.
Тем не менее, уже появляются данные о возможности применения интервала QT и соотношения T/QRS в диагностике дистресса плода (Behar J. et al. 2016; Lakhno I. 2015, 2016). Также есть результаты, позволяющие использовать неинвазивную ЭКГ плода для диагностики аритмий (Lakhno I. et al. 2017). Этот метод имеет значительные преимущества перед КТГ. Параллельная регистрация кардиоритма матери и плода при проведении неинвазивной ЭКГ позволила установить взаимосвязь между ВСР матери и плода и сформулировать теорию «вагусных отражений» (May L. E. et al. 2014; Lakhno I. 2017).
В апреле прошлого года в университете г. Ланкастер (Великобритания) состоялась конференция ESGCO 2016, в рамках которой была проведена специальная секция, посвященная росту и созреванию плода (Hoyer D. et al. 2017). Было проведено обобщение опыта использования КТГ, магнитокардиографии и неинвазивной ЭКГ плода для мониторинга созревания плода. В настоящий момент проводится подготовка к Jena cooperation study под руководством проф. D. Hoyer. В ходе исследования планируется оценить возможности применения fABAS путем обработки сигналов, регистрируемых с помощью КТГ, магнитокардиографии и неинвазивной ЭКГ плода.
Перинатология – отрасль медицины, направленная на охрану здоровья плода. Она обладает значительным арсеналом методов изучения его поведенческих реакций. Однако, многие проблемы далеки от своего решения. Возможно, необходимо использование новой методологической базы на основе углубленного изучения регуляторных механизмов гемодинамики плода. Это позволит надеяться на лучшее.
Перечень литературы находится в редакции.
Сердечная недостаточность плода – неспособность сердца обеспечить достаточный кровоток, необходимый всем тканям организма, критическое состояние плода.
Сердечная недостаточность или кардиальная дисфункция – это, главным образом, патология миокарда, терминальная ее стадия, когда миокард «устал».
Оценка функции миокарда – часть мониторинга кардиоваскулярной системы плода. Есть мнение, что мониторинг сердечной функции плода (функциональная эхокардиография)должен быть включен в клинические протоколы антенатального наблюдения ряда патологических состояний плода.
Своевременная диагностика причин бесплодия является залогом эффективности лечения. Учитывая, что в структуре причин данного состояния половина приходится на мужской фактор, важно провести комплексное обследование для выявления этиологии и проведения соответствующего лечения, включая выбор метода ВРТ. В статье изложены алгоритмы лабораторных методов диагностики. Особый акцент сделан на правилах направления мужчин на данное обследование с учетом факторов, которые могут повлиять на результаты, оптимальных комплексах лабораторных тестов и алгоритмах интерпретации результатов. Рекомендации сформированы на основе опубликованного в 2018 году руководства “Testosterone Therapy in Men With Hypogonadism: An Endocrine Society. Clinical Practice Guideline».
Клинические варианты результатов лабораторного обследования
Мужчина с низким уровнем Т общего
Это может сочетаться с:
нормальным уровнем Т свободного. Часто это может наблюдаться на фоне ожирения, которое ведет к снижению уровня синтеза ГСПГ. Клинических признаков андрогенного дефицита не будет;
нормальным уровнем Т свободного на фоне мутации в гене ГСПГ, которая ведет к дефициту данного глобулина и, соответственно, очень низким уровням Т общего. Клинических признаков андрогенного дефицита нет, уровни гонадотропных гормонов – в пределах нормы;
низким уровнем ГСПГ, которое может быть при целом ряде заболеваний и состояний (в первую очередь, ожирении, сахарном диабете 2 типа, приеме андрогенов) и нормальным уровнем Т свободного.
Вывод: не всегда низкий уровень Т общего свидетельствует о андрогенном дефиците.
Мужчина с нормальным уровнем Т общего.
Это может сочетаться с:
повышенным уровнем синтеза ГСПГ в результате возрастных изменений (пожилой возраст), приема некоторых противосудорожных препаратов, ВИЧ-инфекции, тиреотоксикоза и при других состояниях, что приведет к низкому уровню Т свободного и развитию клиники андрогенного дефицита.
Вывод: не всегда нормальный уровень Т общего свидетельствует о нормальном андрогенном статусе.
Кроме того, важно учитывать возрастную динамику синтеза Т общего и учитывать, что несмотря на то, что уровни синтеза снижаются, более важным в определении клиники андрогенного дефицита является возрастное увеличение синтеза ГСПГ, что является дополнительным фактором в развитии гипогонадизма (снижения фракции биодоступного тестостерона).
Поэтому полной корреляции между уровнями Т общего и клиникой гипогонадизма не всегда наблюдается.
Определение уровня тестостерона свободного для оценки андрогенного статуса должно использоваться при условии использования лабораторных методов, обеспечивающих высокую чувствительность в отношении данной фракции тестостерона (метод равновесного диализа, масс-спектрометрии). В случаях, когда данные методы недоступны, рекомендовано использовать расчетные индексы.
Лабораторные методы, которые сегодня доступны для определения гормонального статуса, имеют различную чувствительность для определения Т свободного. Широко распространенные методы иммунного анализа не обеспечивают достаточной чувствительности, поэтому мировые рекомендации по оценке свободной фракции тестостерона рекомендуют использовать или метод равновесного диализа, или масс-спектрометрии, жидкостной хроматографии. Именно данные методы позволяют повысить чувствительность оценки андрогенного статуса на основании свободного тестостерона, однако их высокая стоимость значительно ограничивает возможности использования данных методов в повседневной практике.
Интерпретация уровня Т общего должна учитывать данные о лабораторном методе диагностики. При использовании лабораторных методов и реагентов сертифицированных CDC, предлагаются следующие референтные пределы для Т общего (мужчины 19–39 лет, без ожирения):
Тест
нг/дл
нмоль/л
Перцентиль
Т общ.
264-916
9,2-31,8
2,5-97,5
303-852
10,5-29,5
5-95
В мировой практике сегодня одним из важных вопросов лабораторных методов определения тестостерона общего и свободного является стандартизация. Данная программа была начата в 2010 году проектом CDC по стандартизации определения тестостерона общего и на сегодня есть лабораторные методы и реагенты, которые прошли данную стандартизацию, однако, как отмечено в руководстве, по-прежнему остаются достаточно распространенными варианты не сертифицированных. Поэтому в данном случае врач может ориентироваться на вышеуказанные референтные пределы при использовании сертифицированных, в остальных случаях – на референтные пределы лаборатории. Ситуация по тестостерону свободному более сложная, стандартизации еще не проведено и поэтому указывается на возможность ориентироваться на референтные пределы лаборатории. Однако, учитывая, что важным диагностическим критерием является снижение (т. е. нижний предел нормы), необходимо учитывать, что методы иммунного анализа имеют недостаточную диагностическую чувствительность для определения низких уровней данных гормонов.
Диагноз гипогонадизма ставится только у мужчин с симптомами и признаками, соответствующими дефициту тестостерона и последовательно однозначными низкими уровнями Т общего и/ или свободного (или путем прямого определения или на основании расчетных индексов) в сыворотке при условии соблюдения вышеуказанных требований к условиям тестирования.
У мужчин с установленным дефицитом андрогенов рекомендуется провести дополнительное обследование.
Проведение дифференциальной диагностики: первичный или вторичный гипогонадизм.
Для определения тактики ведения мужчины с гипогонадизмом и выборе схемы лечения необходимо обязательно дифференцировать:
Первичный гипогонадизм: гипергонадотропный (первичное поражение яичек с потерей ингибирования обратной связи, приводящий к увеличению лютеинизирующего (ЛГ) и фоликулостимулирующего (ФСГ) гормона);
Вторичный гипогонадизм: гипогонадотропный (гипоталамо-гипофизарное заболевание, вызывающее абсолютный или относительный дефицит гонадотропина).
Низкие уровни тестостерона будут в обоих случаях, ключевым в дифференциальной диагностике являются уровни ЛГ и ФСГ. Важно учитывать, что в развитии гипогонадизма могут принимать участие различные механизмы, особенно в ситуациях хронических, мультиорганных заболеваний, в том числе, при синдроме перегрузки железом, хронической почечной недостаточности, сахарном диабете и, как результат, возрастных изменениях. С точки зрения лабораторной картины, необходимо правильно интерпретировать уровни гонадотропных гормонов в случаях сочетания двух вариантов, т. к. повышенные уровни в результате первичного гипогонадизма могут нивелироваться низкими уровнями характерными для вторичного. В результате отмечается снижение уровня тестостерона на фоне нормальных уровней гонадотропных гормонов.
Это важно для выбора тактики лечения: если для мужчин с первичным гипогонадизмом в качестве терапевтических стратегий решения вопросов бесплодия рассматриваются варианты вспомогательных репродуктивных технологий, то для мужчин с вторичным гипогонадизмом это использование гонадотропной терапии.
Важно учитывать, что лабораторные методы, позволяющие оценивать уровни ЛГ и ФСГ (методы иммунного анализа), восприимчивы к интерференции биотина, который может принимать пациент. Это ведет к ложновысоким или ложнонизким значениям и в руководстве рекомендовано отменить прием биотина в течение как минимум 72 часов перед лабораторным тестированием для получения корректных уровней гормонов.
После установления, первичный или вторичный гипогонадизм, следующим шагом рекомендовано проведение комплексного обследования для установления этиологии.
В таблице 2 указаны наиболее распространенные этиологические факторы первичного и вторичного гипогонадизма, которые важно исключить для решения вопроса о тактике лечения. При этом важно обратить внимание на разделение причин на функциональные и органические.
Диагностический комплекс обследования мужчины для установления этиологии гипогонадизма будет зависеть от формы (первичный или вторичный). Об этом – в следующем номере, где мы рассмотрим не только необходимый комплекс традиционных лабораторных тестов (кариотипирование, гормональные исследования, спермограмма), но и алгоритм постановки диагноза синдрома перегрузки железом, который является одной из органических причин вторичного гипогонадизма.
И в завершение этой части статьи – ответы на вопросы, которые были в начале и краткий алгоритм обследования.
Тестом первой линии оценки является определение уровня Т общего.
Учитывая, что целый ряд факторов влияет на уровни данного гормона, рекомендованы строгие условия сдачи анализа: утром, до 11:00, строго натощак, на фоне полного физического покоя, отсутствия любого острого заболевания и ночного графика работы.
Обязательным является сбор медикаментозного анамнеза для рекомендации отмены препаратов, которые влияют на уровни синтеза (при клинической возможности). Если это невозможно – важно учитывать характер влияния приема на уровни синтеза при интерпретации результатов.
Важно уточнять факт приема пациентом биотина, который может существенным образом повлиять на прохождение иммунного анализа. В руководстве рекомендовано отменять его за 72 часа до прохождения тестирования не только тестостерона, но и других гормонов при условии, если используется метод иммунного анализа. Важно учитывать, что характер влияния может быть как в сторону увеличения уровней, так и снижения.
Если у мужчины есть состояния или заболевания, которые могут повлиять на синтез ГСПГ или его результаты находятся в зоне нижнего предела референса или снижены, рекомендовано определять уровни тестостерона свободного методом равновесного диализа. Если данный метод недоступен, использовать расчетные показатели (индексы свободного тестостерона или биодоступного тестостерона).
Учитывать при интерпретации результатов референтные пределы, указанные в руководстве, или референтные пределы лаборатории.
Для постановки диагноза гипогонадизма требуется не менее двух последовательно низких результата уровня тестостерона (или общего в клинических ситуациях без влияния на синтез ГСПГ, или свободного при условии использования метода равновесного диализа или масс спектрометрии, или расчетных показателей) при условии соблюдения вышеуказанных условий сдачи анализа и наличии симптомов и признаков, соответствующих дефициту тестостерона.
Таким образом, однократное выявление низких уровней Т не может быть основанием для постановки диагноза гипогонадизма, в первую очередь, в случаях нарушения уровня синтеза ГСПГ вследствие целого ряда заболеваний. Кроме того, нормальные уровни при повторном тестировании могут отражать естественный процесс колебаний синтеза данного гормона.