Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ НОРМАЛЬНОГО МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА Менструальный ц и к л (МЦ) - это проявление цикличес­ кой деятельности системы гипоталамус-гипофиз-яичники, выра­ жающееся в последовательных изменениях функций и структуры репродуктивного тракта женщины (яичников, матки, маточных труб, эндометрия, влагалища). Продолжительность МЦ в активный репродуктивный пе­ риод составляет 28±5 дней. Увеличение промежутков происходит в период полового созревания и климакса, что является проявле­ нием ановуляторных циклов, возникающих в эти периоды и ха­ рактеризующихся нарушением секреции эстрадиола и гонадотропинов, изменением других элементов репродуктивной системы. Нормальный МЦ включает ряд последовательных этапов: - первая половина (пролиферативная) включает развитие фолликулов и формирование доминантного фолликула (фоллику­ лярная фаза), длится с 1-го по 14-й день и заканчивается овуляцией; - вторая половина (секреторная) - включает образование и развитие жёлтого тела (лютеиновая фаза), длится с 15 по 28-й день; - отторжение функционального слоя эндометрия - менс­ труация - с 1-го по 5 день МЦ. Все перечисленные процессы контролируются гипоталамическими гормонами (ФСГ и ЛГ), которые и обусловливают циклические изменения выработки яичниковых гормонов (эст­ рогенов, андрогенов и прогестинов). Последние, в свою очередь, по принципу обратной связи оказывают влияние на секретор­ ную активность центральных звеньев (гипоталамуса и гипофиза). Система является саморегулирующейся и функционирует в тече­ ние всего репродуктивного периода (от менархе до менопаузы). В начале первой половины МЦ низкий уровень Е в крови стимулирует выработку гипоталамического нейрогормона гонадолиберина, что проявляется учащением (до 1 часа) пиков его сек2 178 Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы Рис.14. Взаимодействие гонадотропинов с яичниками в ре­ гуляции созревания фолликулов и стероидогенеза (из С.С.К. Йена, Р.Б. Джаффе, 1998). реции. Это приводит к активации выработки гипофизом ФСГ и прогрессирующему увеличению его концентрации в крови (от 2-3 до 15-25 МЕ/л). Прирост уровня в крови ФСГ стимулирует активацию роста нескольких (от 3 до 30) примордиальных фолликулов. Примордиальный фолликул покрыт одним слоем фолликулярных клеток (гранулёза) и окружён базальной мембраной. К началу пе­ риода полового созревания число этих фолликулов составляет 200-400 тысяч. В течение репродуктивного периода 98% примор­ диальных фолликулов погибает; 2% достигает стадии первичного 179 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А и вторичного; около 400 развивается в граафов пузырёк с последу­ ющей овуляцией (в течение каждого цикла ­ 1, реже ­ 2). Развитие фолликула происходит по схеме: примордиаль­ ный фолликул → первичный фолликул → вторичный фолликул → третичный фолликул (граафов пузырёк). Крайне редко может образовываться два граафовых пузырька. Остальные фолликулы подвергаются обратному развитию с формированием атретических тел. Основные изменения касаются фолликулярных (гранулёзных) клеток, число которых существенно возрастает. Они формируют пузырчатый фолликул и синтезируют фолликулярную жидкость, в которой накапливается большое количество половых стероидных гормонов и других веществ: 1. Гормоны гипофиза: ­ ФСГ, ­ ЛГ, ­ Прл, ­ окситоцин, ­ вазопрессин; 2. Стероидные гормоны: ­ эстрогены, ­ андрогены, ­ прогестины; 3. Белки плазмы; 4. Ферменты: ­ ароматаза; ­ плазминоген; 20α­гидрокситеоиддегид­ рогеназа; 17β­гидроксистероидде­ гидрогеназа; ­ 17α­гидроксилаза; ­ 3β­гидроксистероиддегид­ рогеназа; ­ С ­лиаза; ­ фермент, отщепляющий боковую цепь. 17­20 180 5. Протеогликаны: ­ гиалуроновая кислота, ­ хондроитинсерная кислота, ­ гепарина сульфат; 6. Стероидсвязывающий белок; 7. Нестероидные овариальные фак­ торы: ­ ингибин, ­ ингибитор ароматазы; ­ ингибитор лютеинизации, ­ ингибитор созревания овоцитов, ­ стимулятор лютеинизации. Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы Граафов фолликул обладает высокой способностью синте­ зировать эстрогены. Их местное взаимодействие с гонадотропинами координирует процесс окончательной дифференцировки предовуляторного фолликула. Наряду с ускорением синтеза эстроге­ нов в течение короткого промежутка времени граафов фолликул подвергается следующим изменениям: - в гранулёзных клетках стероидогенез переключается с эс­ трогенов на прогестины; - лютеинизация гранулёзных клеток; - возобновление мейоза, необходимого для созревания овоцита; - возникновение дифференцированных гранулёзно-лютеиновых клеток, принимающих участие в овуляторных процессах. Эпителий первичного фолликула имеет рецепторы к ФСГ, эстрогенам и Тс. Последний вырабатывается клетками внутрен­ ней теки фолликула и является субстратом для образования эст­ рогенов. Этот процесс катализирует ароматаза, стимуляция кото­ рой регулируется ФСГ. Е активирует дальнейшую пролиферацию фолликулярных клеток и экспрессию в них большого количества рецепторов к ФСГ и стероидам, а это приводит к ещё большей вы­ работки Е . Избыток Тс, который образуется клетками теки, угне­ тает пролиферацию фолликулярного эпителия. По мере развития фолликула его клетки под воздействием ФСГ приобретают рецеп­ торы к ЛГ. Необходимо подчеркнуть ключевое значение Е для адек­ ватной регуляции центрального звена репродуктивной системы. Особенность влияния этого гормона на гипоталамо-гипофизарную систему заключается в том, что при низком содержании эстрогенов гонадолиберин стимулирует образование в базофилах (гонадотрофах) передней доли гипофиза ФСГ, а при высоком - ЛГ. Поэтому, прирост концентрации в крови Е со второй половины фолликулярной фазы (7-8 дни МЦ) переключает гипофизарный синтез с ФСГ на ЛГ. Кроме того, имеет место ещё один механизм торможения 181 2 2 2 2 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А выработки ФСГ. Он реализуется посредством прямого подавления гипофизарной секреции ФСГ α­ингибином. Последний представ­ ляет собой пептидный гормон, вырабатываемый зернистым клет­ ками растущих фолликулов яичника. Таким образом, нарастающий со второй половины фолли­ кулярной фазы уровень Е и α­ингибина по механизму положи­ тельной обратной связи тормозит секрецию ФСГ. Эти сдвиги пре­ дотвращают дальнейший рост других фолликулов. Для проявления данного эффекта у женщин уровень Е выше порогового ­ более 0,5 нмоль/л (200 пг/мл) ­ должен сохра­ няться более 50 часов. Овуляция наступает через 24­36 часов после возникновения надпорогового уровня Е и через 10­12 часов пос­ ле пика ЛГ. По материалам ВОЗ надёжным индикатором овуляции служит начало повышения уровня ЛГ, которое наступает за 28­32 часа до разрыва фолликула. Выброс ЛГ в середине цикла сопро­ вождается повторным содружественным выбросом ФСГ. В предовуляторном фолликуле после увеличения концент­ рации ЛГ происходит повышение уровня цАМФ, что индуцирует: ­ созревание овоцита; ­ лютеинизацию гранулёзных клеток; ­ повышение продукции Пг и простагландинов (Е и F); ­ снижение активности ингибиторов созревания овоцита и лютеинизации; ­ активацию протеолитических ферментов (коллагеназа, плазмин), переваривающих стенки фолликула и увеличивающих её растяжимость. Эти изменения способствуют высвобождению овоцита. Окружающие овоцит гранулёзные клетки обеспечивают его защи­ ту и механическую поддержку. После овуляции доминантный фолликул трансформиру­ ется в жёлтое тело. Фолликул становится жёлтым вследствие из­ менений биосинтеза стероидных гормонов, происходящих в пос­ товуляторном периоде. Функция жёлтого тела устанавливается по завершении лютеинизации лопнувшего фолликула. Максимум 182 2 2 2 Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы его активности приходится на 7-8-й день после пика секреции ЛГ, функциональный регресс - за 2-3 дня до наступления менс­ труации. Процессы роста и регресса жёлтого тела сопровождают­ ся изменениями его кровотока и сосудистого русла. Жёлтое тело (подобно доминирующему фолликулу) доминирует, угнетая рост фолликулов в обоих яичниках, и только после гибели жёлтого тела начинается рост группы новых фолликулов. По завершении овуляции ЛГ, взаимодействуя, с рецепто­ рами фолликулярных клеток и клеток теки фолликула, вызывает их железистый метаморфоз и синтез стероидов, особенно Пг и, в меньшей степени, Е и андрогенов. Пг, действуя по механизму отрицательной обратной связи, угнетает секрецию ЛГ, что и спо­ собствует снижению его содержания в крови. По количествен­ ному содержанию Пг в крови принято судить о полноценности лютеиновой фазы. Его уровень достигает максимума на 8-й день после выброса ЛГ. Во второй половине лютеиновой фазы при от­ сутствии оплодотворения под влиянием высокого содержания в крови Пг и Е тормозится секреция ЛГ. Это ведёт к снижению стероидогенной способности лютеиновых клеток, регрессии жёлтого тела. Содержание Е и Пг за 2-3 дня до менструации снижается до минимума, что растормаживает секрецию ФСГ в гипофизе и способствует сокращению спиральных артерий функционального слоя эндометрия и, соответственно, наступлению менструального кровотечения. 2 2 2 День 0 - первый день менструации. В течение первой по­ ловины цикла, или фолликулярной фазы, фолликулы яичника на­ чинают развиваться, и появляется доминантный фолликул, выра­ батывающий Е . Растущая концентрация эстрогена стимулирует утолщение эндометрия. Примерно на 14-й день под влиянием уве­ личенного содержания Е происходит выброс ЛГ, который вызыва­ ет овуляцию. После овуляции оставшийся фолликул превращается в секретирующее Пг и Е жёлтое тело. Эндометриальная выстилка становится более васкуляризированной и секретирующей и гото­ ва для имплантации оплодотворённой яйцеклетки. В отсутствии 183 2 2 2 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А Рис. 15. Менструальный цикл (из В.М. Кэттайл, Р.А. Арки, 2001). поддержки ХГЧ трофобласта (в случае имплантации зародыша), жёлтое тело перестаёт функционировать, содержание Е и Пг пада­ ет, и начинается менструация. Повышение базальной температуры тела во время овуляции вызвано увеличением содержания Пг. 184 2 Гормонодиагностика патолог ии репродуктивной системы Менструальное (эндометриальное) кровотечение наступа­ ет через 3 дня после начала лютеолиза. При этом в эндометрии развиваются глубокие морфологические изменения: 1. Вследствие прекращения поступления Пг возникают спаз­ мы спиралевидных артерий → уменьшается приток крови к эндомет­ рию → в нём развивается гипоксия → образуются тромбы. 2. Снижается эластичность сосудистой стенки, они стано­ вятся ломкими. При этом базальный слой эндометрия продолжает снабжаться кровью, т.к. прямые артерии не изменяются. 3. В функциональном слое эндометрия ишемизированные участки некротизируются. 4. Спиралевидные артерии после длительного спазма расши­ ряются → усиливается приток крови к эндометрию. 5. Вследствие хрупкости сосудов в них возникают множест­ венные разрывы → в строме эндометрия начинаются кровоизлия­ ния, образуются гематомы. 6. Функциональный слой некротизируется → происходит его отторжение → расширенные сосуды эндометрия вскрываются → наступает маточное кровотечение. В день менструации в организме практически нет овари­ альных гормонов, т.к. секреция Пг уже прекратилась, а секреция эстрогенов ещё не началась. Регрессия жёлтого тела индуцирует рост очередного фолликула. Перед началом менструации в эндометрии синтезируют­ ся простагландины, обладающие вазоконстрикторным действи­ ем. Они образуются в высоких концентрациях в эндометрии и во время менструации (обнаруживаются в менструальной крови). Их действием объясняются активные сокращения матки во время менструации. Синтез и секреция простагландинов регулируется эстрогенами и Пг: Е стимулирует, а Пг ­ ингибирует их секрецию. В эндометрии синтезируется простациклин ­ простагландин, сни­ жающий агрегацию тромбоцитов и оказывающий вазодилятатор­ ное действие. Его уровень влияет на выраженность и длительность менструального кровотечения. 185 2 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А Под влиянием начавших вновь синтезироваться эстроге­ нов в матке активизируется регенерация эндометрия и усиливает­ ся пролиферация эпителия за счёт донышек маточных желез, со­ хранившихся в базальном слое. Через 2­3 дня пролиферативного процесса менструальное кровотечение прекращается и начинает­ ся очередной постменструальный период. Кроме описанных выше основных гормонов, регулирую­ щих овариально­менструальный цикл, существуют другие вещес­ тва, оказывающие влияние на этот процесс: 1. ИФР­1. Стимулирует рост фолликулов. 2. Прл: ­ ингибирует ароматазу гранулёзных клеток посредством угнетения продукции цАМФ, что задерживает превращение анд­ рогенов в эстрогены, и, тем самым вызывает гиперандрогенемию; ­ увеличивает содержание Пг в лютеиновых клетках, сни­ жая скорость его метаболизма; ­ нарушает процессы фолликулогенеза и функционирова­ ние жёлтого тела. 3. Дезоксикортикостерон (ДОКС). Обладая солезадержива­ ющим и вазоконстрикторным действием, участвует в регуляции водно­минерального баланса и сосудистых изменений в период лютеиновой фазы. 4. Релаксин. Обнаруживается в яичниках в малых концен­ трациях (в 20­50 раз меньше, чем в жёлтом теле беременности). Жёлтое тело способно увеличивать секрецию релаксина в ответ на ХГЧ в середине лютеиновой фазы. 5. Окситоцин: ­ вызывает высвобождение простагландина F ; ­ действует на гладкие мышцы, вызывая сокращения глад­ комышечных элементов яичника и выталкивая яйцеклетку при овуляции; ­ участвует в поддержании микросреды яичника. 6. Вазопрессин: ­ вазоконстрикторные свойства обеспечивают местный контроль микроциркуляции в яичнике; ­ возможно, ингибирует биосинтез андрогенов. 2α 186 Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы Рис. 16. Овариально-менструальный цикл (из Ю.И. Афанасьева, Н.А. Юриной, 1999). I - менструальная фаза; II - пост­ менструальная фаза; III - предменструальная фаза: 1 - извитая ар­ терия эндометрия; 2 - прямая артерия эндометрия; 3 - спазм и рег­ рессия терминальных ветвей извитых артерий (ишемическая фаза); 4 - кровоизлияние в эндометрий; 5 - примордиальный фолликул в яичнике; 6 - растущие фолликулы; 7 - зрелый (граафов) фолликул; 8 - овуляция; 9 - жёлтое тело в стадии расцвета; 10 - обратное раз­ витие (инволюция) жёлтого тела; 11 - передняя доля гипофиза; 12 - воронка промежуточного мозга; 13 - задняя доля гипофиза; ФСГ - действие фоллитропина на растущие фолликулы; ЛГ - действие лютропина на овуляцию и образование жёлтых тел; Прл - действие пролактина на сформированное жёлтое тело; Е - действие эстроге­ на на матку, стимулирующее рост эндометрия (постменструальная или пролиферативная фаза); Пг - действие прогестерона на эндо­ метрий (предменструальная фаза). 7. Овариальный ингибин (фолликулостатин). Синтезируется в гранулёзных клетках. Его концентрация в фолликуле возрастает по мере его созревания. Прогестерон тормозит его секрецию, андрогены - стимулируют. Оказывает воздействия: 187 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А - селективно ингибирует секрецию ФСГ, не влияя на высво­ бождение ЛГ; - совместно с эстрогенами опосредует обратную связь гранулёзы с ФСГ. 8. Фолликулярный протеин, ингибирующий ароматазу. Содержится в венозной крови яичников, фолликулярной жидкости и гранулёзных клетках. Его активность изменяет­ ся параллельно активности ингибина (увеличивается по мере созревания фолликула и снижается при его лютеинизации). Физиологическая функция до конца не установлена, возможно, участвует в процессах интраовариальной саморегуляции, пре­ дупреждает увеличение яичников в ответ на стимуляцию гонадотропином. 9. Ингибитор созревания овоцита. Синтезируется гра­ нулёзными клетками. Может препятствовать созреванию овоцита (механизм не выяснен). 10. Ингибиторы и стимуляторы лютеинизации. Роль этих факторов не выяснена, возможно, они являются существенными компонентами микросреды фолликула. Косвенно о показателях гормонального фона в дина­ мике МЦ можно судить по изменению базальной температуры тела. Методика её определения достаточно проста и может быть рекомендована женщинам для самостоятельного применения. Температуру необходимо измерять утром сразу после пробужде­ ния в течение 5-6 мин в прямой кишке или в полости рта. Овуляция проявляется повышением базальной температуры на 0,5°С (до 37°С и выше), что связано с железистым метаморфозом фолликула и выработкой им Пг. Повышение температуры тела, происходящее под влиянием Пг, длится всю лютеиновую фазу. При НМЦ гинеколог, направляя пациентку для гормональ­ ных исследований, часто затрудняется с точным определением се­ редины МЦ, поскольку даже при отсутствии признаков какой-либо патологии она возможна в интервале от 8 до 20 дня. Вероятность сдвига овуляции от середины цикла (в норме 14-й день) сущест188 Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы венно увеличивается, когда длительность МЦ более чем на 5 дней превышает или, наоборот, короче нормальной. В этих случаях результаты гормональных исследований, выполненных, как рекомендует классическая схема на 7-й, 14-й и 21-й дни МЦ являются недостаточно информативными. Например, когда длительность цикла составляет всего 21-22 дня исследование гормонального фона, выполненное на 14 и 21 дни - не информа­ тивно, поскольку овуляция, если и имеется, то протекает гораздо раньше 14 дня (на 7-8 дни МЦ) и, соответственно, показатели со­ держания Е оказываются ниже, а Пг - выше овуляторной нормы. Исследования, выполненные на 21-й день, вообще не являются не­ обходимыми, так как начало менструации характеризуется заведо­ мо низкими значениями содержания половых гормонов в крови. В этом плане при назначении гормональных исследований можно рекомендовать пациентке с Н М Ц ориентироваться не на календарное определение 14-го дня МЦ, а на результаты измерения базальной температуры. Кровь для анализа на содержание гормо­ нов необходимо брать в тот день, когда обнаружится повышение температуры от предшествующего уровня на 0,5°С или более. Этот период и необходимо считать овуляторным. Затем, зная среднюю продолжительность МЦ и момент наступления овуляции, нужно вычислить середину II (лютеиновой) фазы МЦ и повторно опре­ делить содержание гормонов в крови. Эти результаты необходимо сравнивать с показателями на 21-й день нормального цикла. Оптимальной диагностической процедурой следует счи­ тать УЗИ, которое в динамике позволяет отслеживать рост фол­ ликула. К середине фолликулярной фазы (7 день) уже формирует­ ся доминирующий фолликул, который имеет диметр до 20 мкм. К овуляции он вырастает до 1-2,5 см в диаметре за счёт накопления в нём жидкости. Следующим немаловажным вопросом при назначении ис­ следования гормонального фона МЦ необходимо считать целесо­ образность определения тех или иных гормонов и их сочетаний. Во многом этот вопрос регламентируется видом патологии, хотя, 189 2 Зяблицев С.В., Синяченко О.В., Бочарова Е.А., Чернобривцев П.А разумеется, более широкий спектр определённых гормонов не пов­ редит врачу при постановке диагноза. С целью экономии ресурсов лабораторной базы клиники для получения достаточно полной информации о состоянии нейро­гормональной регуляции МЦ необходимо выбрать ключевые показатели. 7­й день МЦ являет­ ся наиболее показательным сроком для определения большинства гормонов, т.к. в этот период их содержание в крови стабильно и не подвержено индивидуальным колебаниям. В этот период необхо­ димо назначить определение в крови уровней ФСГ, ЛГ, эстрогенов (Е ), Прл, Тс, ДГЭА и/или ДГЭА­С, Кр, 17α­ГП, 11­дезокси­Кс. На 14­й день целесообразно определение ЛГ, Е и Пг; на 21­й ­ ФСГ и Пг. По приросту уровня ФСГ на 7­й день по сравнению с 21­м (в норме ­ в 2­3 раза) можно судить об адекватности центральной регуляции фолликулогенеза. Прирост уровня Е на 14­й день по сравнению с 7­м днём (в 8­10 раз) свидетельствует об адекватной центральной стимуляции овуляции и процессе созревания фолли­ кула. Увеличение уровня в крови ПГ на 21 день по сравнению с 14­ м (в 4­5 раз) указывает на нормальное созревание жёлтого тела. 2 2 2 Примерные концентрации гормонов в крови по фазам нормального МЦ приведены в таблице. Содержание Прл, Кр в ди­ намике МЦ меняется мало и составляет, соответственно, 3,2­13,4 нг/мл, 0,3­5,4 нмоль/л и 220,1­509,0 нмоль/л. Таблица. Уровни гормонов у относительно здоровых жен­ щин репродуктивного возраста на 7, 14 и 21 дни МЦ (собственные данные) 190 Трийод-тиронин нмоль/л 12,09 1,61 4,13 13,23 67 216,7 22,8 96,1 333,3 55 3,30 0,57 0,31 5,43 56 382,7 21,2 220,1 470,8 74 1,442 124,4 1,898 0,146 4,4 0,084 0,38 79,1 1,18 3,85 158,0 2,69 136 157 155 12,76 1,10 29,70 1,83 0,835 0,043 7,39 1,16 4,935 0,355 12,26 0,56 211,9 16,0 3,53 0,44 376,9 23,5 1,624 124,3 0,170 6,0 6,30 25,05 86 11,01 56,82 128 0,57 1,69 152 2,65 10,14 121 3,08 6,69 52 3,60 12,89 96 97,37 332,6 32 0,38 5,08 98 269,3 509,0 65 0,41 4,14 32 80,25 1,28 155,5 2,83 58 52 5,13 0,71 2,0 12,2 32 9,61 1,37 2,03 18,11 38 0,440 0,052 0,208 0,810 101 33,69 2,13 7,16 49,84 173 6,64 0,71 2,13 9,41 36 13,39 0,82 3,82 13,41 116 211,4 21,0 100,7 303,6 33 2,64 0,51 0,41 4,79 77 417,4 23,9 224,5 506,9 77 2,365 0,396 0,37 3,96 27 119,1 4,7 86,2 149,5 70 Тирок-син , нмоль/л 2,615 0,208 0,45 3,34 54 ТТГ, мМЕ/л Кр, нмоль/л 1,39 0,19 0,10 3,33 82 Прл, нг/мл Тс, нмоль/л ДГЭА-сульфат, мкг/100 мл 17α-ГП, нмоль/ л 0,291 0,038 0,110 0,511 139 Пг, нмоль/л Е , нмоль/л 10,67 1,08 2,50 18,06 80 2 ЛГ, МЕ/л 10,58 1,21 3,01 12,04 95 1,812 0,107 2,167 0,121 1,22 2,55 55 Гормонодиагностика патологии репродуктивной системы 191 7 день МЦ Среднее (М) Станд ошибка (m) Минимум Максимум N 14 день МЦ Среднее (М) Станд ошибка (m) Минимум Максимум N 21 день МЦ Среднее (М) Станд ошибка (m) Минимум Максимум N ФСГ, МЕ/л Статистические величины