Структурно-функціональні зміни ендометрія під впливом стероїдних гормонів
Докладно описані морфологічні та функціональні зміни слизової оболонки тіла матки, що відбуваються протягом менструального циклу і на тлі прийому препаратів з естрогенною і прогестагенной активністю. Розглянуто особливості стану ендометрію при його гіперплазії.
Слизова оболонка тіла матки (СОТМ) являє собою складну, багатокомпонентну систему, що складається з покривного і залозистого епітелію, строми, основної речовини, кровоносних судин. Епітеліальний компонент ендометрію утворюють секреторні і миготливі клітини (максимальне число останніх спостерігається в період овуляції) і нечисленні аргірофільних клітини, строму - фібробластоподібних клітини (протягом менструального циклу вони перетворюються з малодиференційованих, юних у зрілі клітини, що активно синтезують колаген і глікозаміноглікани, у фібробласти і фіброціти), гістіоцити (макрофаги), Т-і поодинокі В-лімфоцити і лаброцитів, притому в пізню лютеїнову фазу в стромі СОТМ формуються предецідуальние клітини, присутні численні ендометріальні гранулоцити, поліморфно-ядерні лейкоцити. У жінок дітородного віку зміни в структурних компонентах ендометрія протягом менструального циклу спрямовані на створення умов, сприятливих для імплантації заплідненої яйцеклітини, яка відбувається в середині лютеїнової фази.
На відміну від базального шару ендометрію, який мало змінюється протягом менструального циклу, функціональний шар являє собою діміческую структуру і під впливом стероїдних гормонів, насамперед 17b-естрадіолу (Е2) і прогестерону (ПГ), щодня піддається структурно-функціональних змін. Незважаючи на ідентичну структуру клітин, циклічні зміни в покривному епітелії ендометрію менш виражені, ніж в епітелії маткових залоз.
Морфофункціональні зміни ендометрія найбільш виражені в ділянці дна і тіла матки. Слизова істміческого відділу матки слабо реагує на вплив гормонів, що пов'язують з особливостями васклярізаціі СОТМ, а також з особливостями розвитку матки в онтогенезі.
Відомо, що тривалість більшості менструальних циклів складає 25-30 днів, притому тривалість фолікулярної фази більш варіабельна у порівнянні з лютеїнової фазою, тривалість якої є стабільною і становить 14 ± 2 дні. З огляду на різну тривалість першої половини циклу і виражену індивідуальну варіабельність показників базальної та циклічної секреції естрогенів в цей період менструального циклу, можна припустити, що для повноцінного росту ендометрію під впливом Е2 в фолікулярну фазу (що має важливе значення для подальшої секреторної трансформації СОТМ в результаті дії ПГ ) необхідний різний період часу. Тривалість цього періоду визначається часом, необхідним для зростання домінантного фолікула в яєчнику.
Слід зазначити, що функціональний стан епітеліальних клітин маткових залоз і клітинних елементів строми ендометрія протягом менструального циклу характеризується гетерогенністю.
Про це свідчать дані електронної мікроскопії (різна електронна щільність клітин, інтенсивність розвитку цитоплазматичних органел), результати іммуноморфологічних досліджень та інші показники стану клітинних елементів. Біологічний сенс гено-і фенотипової гетерогенності однорідної популяції клітин в складових компонентах ендометрія полягає в забезпеченні гомеостазу тканини, оскільки гетерогенність на всіх рівнях організації, починаючи з молекулярного, сприяє адаптації клітин і тканини до мінливих умов середовища за рахунок залучення в дію резервних структур.
Морфологічні зміни в складових компонентах ендометрія протягом менструального циклу, що відбуваються під впливом Е2 і ПГ, дозволяють розрізняти ранню, середню та пізню стадії проліферації (відповідно з 4-5-го по 7-й день циклу, 8-10-й та 11 - 14-й дні) і ранню, середню та пізню стадії секреції (відповідно 16-18-й, 19-23-й і 24-28-й дні). Згідно з даними літератури, регенерація ендометрію починається через 36 год і після початку менструації на тлі низького (базального) рівня стероїдних гормонів. Не виключається, що в регенерації ендометрію важливе значення мають фактори росту, що представляють собою пептиди або поліпептиди, що взаємодіють зі специфічними рецепторами мембрани клітин, ініціюючи експресію генів, метаболізм і розподіл клітинних елементів. Експресія багатьох факторів росту, включаючи епідермальний, a-і §-трансформуючий, інсуліноподібний та інші, виявлена як в епітеліальних, так і в стромальних клітинах ендометрію.
З початком підвищення секреції Е2 в крові у залозистому епітелії відзначаються мітози, що дозволяє відрізнити ендометрій ранній стадії проліферації від регенеруючої СОТМ. У міру подальшого підвищення рівня Е2 поряд з посиленням мітотичної активності в складових компонентах ендометрію в стромі останнього розвивається набряк, який характерний для СОТМ середній стадії проліферації. Згідно з нашими спостереженнями, мітотичний індекс у стромі ендометрію в 3 рази нижче, ніж у залозистому епітелії. Переважання мітотичної активності в залозистому компоненті ендометрію в порівнянні з стромальних сприяє появі звитості маткових залоз, яка особливо посилюється під час пізньої стадії проліферації.
Зіставлення функціональної морфології різних клітинних елементів складових компонентів ендометрію свідчить про те, що ріст і диференціювання фібробластоподібних клітин строми ендометрію відбуваються раніше, ніж епітеліальних клітин маткових залоз. На початку стадії проліферації залозистий епітелій представлений малодиференційовані клітинами, тоді як частина стромальних клітин вже приступає до синтетичної діяльності. Як відомо, роль фібробластів у взаєминах з епітеліальними клітинами реалізується через продукти їхньої специфічної секреції, а саме колаген, еластин, протеоглікани і глікопротеїни. Колаген не тільки є опорним каркасом для епітелію, але й відіграє важливу інформаційну роль в індукції мофогенеза, а протеоглікани і глікопротеїни здійснюють трофічну функцію і впливають на розмноження клітин, в тому числі і епітеліальних.
Тому фібробластоподібних клітини строми слід розглядати в якості однієї з найважливіших клітинних популяцій в складній системі підтримання гомеостазу в ендометрії. Через продукти специфічної секреції вони беруть участь у регуляції росту, розмноження та специфічного функціонування залозистого епітелію.
Активну участь в епітеліальної-мезенхімальних взаєминах беруть лімфоцити, які проникають у строму ендометрія з судин і визначають міжтканинних регуляцію проліферації різних типів клітин. Лімфоцити виявлені нами і в міжклітинних просторах залозистого епітелію, в окремих спостереженнях відмічено наявність контактів між лімфоцитами і сусідніми епітеліальними клітинами. Мабуть, лімфоцити можуть безпосередньо брати участь у регуляції мітотичної активності і диференціювання залозистого епітелію.
Залозисто епітелію ендометрію властива спряженість структури і функції в різні фази циклу: в фолікулярну фазу структурно-функціональні особливості епітеліальних клітин маткових залоз характерні для зростаючих і розмножуються клітинних елементів, в лютеїнову фазу - для клітин, що виконують функцію вироблення секрету.
При морфологічному дослідженні ендометрію перші ознаки секреторної трансформації у вигляді появи базальних вакуоль (скупчення глікогену) в клітинах залозистого епітелію спостерігаються через 36-48 год після овуляції. Таким чином, різниця між функціональним станом жовтого тіла (секреція ПГ) і спостережуваними змінами в складових компонентах ендометрія під впливом ПГ складає 1,5-2 дні. Слід також зазначити, що цитоплазматичні органели, які беруть участь у виробленні секрету, з'являються в окремих клітинах залозистого епітелію в кінці стадії проліферації (ще до овуляції). У цьому зв'язку визначення часу овуляції на підставі ульраструктури епітеліальних клітин маткових залоз представляє значні труднощі. Більш інформативними в цьому відношенні є дані морфологічного дослідження СОТМ. Оскільки поява гранул глікогену і гігантських мітохондрій у цитоплазмі залозистого епітелію відбувається вже в кінці стадії проліферації, судження про що сталася овуляції на субмикроскопической рівні можна висловити лише на підставі наявності системи канальців в ядрах клітин залозистого епітелію. Згідно з даними, отриманими спільно з Л.А. Бєляєвої, ультраструктурні та ультрацітохіміческіе особливості даної системи канальців (рибонуклеопротеїдними природа гранулярного матриксу, навколишнього систему, і гранул і фібрил в просвіті канальців) дозволяють вважати її похідної внутрішньої ядерної мембрани.
Мабуть, через систему канальців в ядрах клітин здійснюється транспорт в цитоплазму генетичної інформації (ПГ-індукованих рибонуклеопротеидов), необхідної для сінетза специфічних білків. Наявність системи канальців в ядрах клітин залозистого епітелію свідчить про повноцінну секреторної трансформації ендометрія. Попередні дослідження показали, що у жінок, які страждають на безпліддя при регулярному ритмі менструацій, незважаючи на морфологічні ознаки секреторної трансформації ендометрія система канальців визначається лише в невеликому числі ядер клітин залозистого епітелію.
Під час ранньої стадії секреції глікоген з базального відділу залозистого епітелію ендометрію переміщається в апікальний відділ клітин. Строма ендометрію в ранню стадію секреції у структурно-фунціонально відношенні залишається ідентичною такої пізньої стадії проліферації.
На відміну від ендометрію стадії проліферації, в якому переважно спостерігається анаеробний гліколіз, в СОТМ стадії секреції переважають процеси аеробного гліколізу. Синтез вуглеводів досягає максимальної інтенсивності в кінці ранньої стадії, білків - незабаром після початку середньої стадії секреції.
Як відомо, рідкий вміст в порожнині матки є протягом усього менструального циклу і утворюється в результаті транссудації різних компонентів сироватки крові з судин, а також секреції протеїнів, вуглеводів та інших продуктів обміну, синтез яких здійснюється в залозистому епітелії ендометрію.
Активність виділення секрету епітеліальними клітинами маткових залоз найбільш виражена під час середній стадії секреції, притому кінетика утворення секрету пов'язана з системою ергастоплазма - глікоген - мітохондрії - пластинчастий комплекс. Виділення секрету (секреторні гранули, везикули, глікоген) з сусідніх епітеліальних клітин відбувається за апокриновому типу, асинхронно і в зв'язку з цим триває кілька днів.
У середню стадію секреції (період максимальної секреції ПГ жовтим тілом) в ендометрії поряд з епітеліальних змінюється і стромальних компонентів. Значно посилюється звивистість спіральних артерій і збільшується їх довжина, максимальної інтенсісності досягає мікроциркуляція, розвивається набряк, який пов'язують з підвищенням рівня Е2 в крові в цей період лютеїнової фази.
Морфологічна картина набряку обумовлена не тільки посиленням судинної проникності, але і зміною макромолекулярної структури основної речовини, його трансформацією з золя в гель.
Ми спостерігали розташування судин не лише поблизу маткових залоз, а й безпосередньо під їх базальної мембраною. У цьому зв'язку можна припустити два шляхи регуляції стану залозистого епітелію: прямий вплив на епітеліальні клітини речовин, що надходять з крові (гормони) через стінку судини, і опосередкований вплив через продукти синтетичної діяльності фібробластоподібних клітин строми СОТМ.
Підвищення рівня Е2 в крові на 5-8-й день після преовуляторного піку секреції ЛГ супроводжується появою мітотичної активності в ендотелії кровоносних судин і навколишнього їх стромі, що пов'язують з підвищенням рівня простагландинів в ендометрії.
Зміст Е2 і ПГ в крові в середині другої половини менструального циклу є важливим показником лютеїнової фази. Низький рівень ПГ і Е2 в крові, зменшення тривалості другої половини менструального циклу і неадекватна секреторна трансформація ендометрію характерні для неповноцінною лютеїнової фази. Остання спорадично спостерігається у молодих жінок, її частота з віком збільшується.
Неповноцінна секреторна трансформація ендометрія може бути обумовлена недостатнім розвитком СОТМ у зв'язку з низькою секрецією Е2 в фолікулярну фазу, низькою секрецією ПГ в лютеїнову фазу і підвищеною секрецією Е2 при нормальному рівні ПГ в крові у другу половину менструального циклу. Про неповноцінною секреторної трансформації свідчить невідповідність (оставаніе) циклічних перетворень складових компонентів СОТМ дня менструального циклу або відсутність синхронності у розвитку змін в епітеліальному і стромального компоненту ендометрію під час середньої та пізньої стадії секреції.
Неадекватна реакція залоз і строми ендометрія, ймовірно, обумовлена порушенням співвідношення Е2 і ПГ у крові. Таке припущення грунтується на опублікованих результатах дослідження ендометрію при проведенні циклічної гормональної терапії у жінок, які перенесли оваріектомію.
З початком пізньої стадії секреції навколо спіральних артеріол і капілярів функціонального шару ендометрія починають утворюватися предецідуальние клітини (чи децидуальна тканина, якщо під час середній стадії секреції сталася імплантація заплідненої яйцеклітини). Збільшення числа предецідуальних клітин навколо судин супроводжується формуванням у функціональному шарі ендометрію компактного і спонгиозной шарів. Під час пізньої стадії секреції на тлі зниження рівня Е2 і ПГ у крові ендометрій піддається регресивним змінам. У компактному шарі спостерігається пікноз ядер клітин залозистого епітелію, в прилеглій стромі відзначаються стаз в спіральних артеріолах і гіпоксія, наявність численних лімфоцитів, поліморфно-ядерних лейкоцитів і ендометріальних стромальних гранулоцитів, в імунохімічної відношенні представляють собою великі гранулярні лімфоцити або природні клітини-кілери.
Виділення релаксину, синтезувати який можуть як залізисті, так і стромальні (предецідуальние) клітини ендометрію, сприяє розплавлення аргірофільних волокон строми СОТМ.
У передменструальний період у клітинах епітелію і строми ендометрія відзначається деструкція мембрани лізосом з наступним аутофагоцитоза частини клітинних органел і виходом гідролітичних ферментів в строму, що викликає деполімерізацию кислих гликозаминоглюкуронгликанов і дезінтеграцію тканини ендометрію. На тлі значного зниження рівня ПГ в ендометрії різко посилюється і синтез інтерстиціальної колагенази (матриксних металлопротеиназ-1), що також викликає порушення цілісності позаклітинного матриксу і є одним з факторів, що призводять до менструації.
Слід зазначити, що наявні в літературі дані ставлять під сумнів або спростовують усталену думку про повне відторгнення функціонального шару ендометрію під час менструації. Згідно з цими даними, під час менструації відторгнення піддаються компактний і невелика прилежащая частина спонгиозной шару, лише місцями можливе відторгнення всього функціонального шару. Велика частина спонгиозной шару ендометрію зберігається під час менструації і бере участь в перетвореннях ендометрію протягом следующіго менструального циклу. Слід зазначити, що в передменструальному періоді в клітинах залозистого епітелію, міжклітинних просторах останнього і в макрофагах з'являються базофільні гранули (апоптотичні тільця), що представляють собою фрагменти ядер і клітинних органел, що утворилися в результаті природної генетично детермінованої загибелі клітин (апоптозу).
Їх локалізація в базальному відділі епітелію і прилеглій стромі та наявність отворів у базальній мембрані епітелію послужили основою для припущення, що видалення апоптотичних тілець відбувається не в напрямку просвіту маткових залоз, оскільки цьому перешкоджають десмосоми і щілинні контакти між епітеліальними клітинами, а в напрямку строми з подальшим їх фагоцитозу. Не виключається, що завдяки апоптозу у поєднанні з дегідратацією строми ендометрію відбувається трансформація СОТМ, що зберігається під час менструації, в ендометрій стадії поліфераціі.
Проведене нами вивчення функціональної морфології СОТМ під час менструального циклу показало, що маткову залозу, що оточує її строму і прилеглі кровоносні судини слід розглядати в якості структурної одиниці ендометрію, що представляє собою багатоклітинну систему, життєдіяльність якої забезпечується міжклітинним взаємодією в умовах впливу стероїдних гормонів і паракрінних факторів. Функціональна гетерогенність численних клітинних елементів, що складають цю одиницю, є основою для підтримання гомеостазу і гомеокінеза протягом менструального циклу.
В умовах ановуляції при порушеннях у системі гіпоталамус-гіпофіз-яєчники у результаті триваючого впливу Е2 на складові компоненти ендометрію в останньому розвиваються гіперпластичні зміни вогнищевого або дифузного типу. Згідно з нашими даними, вогнищева гіперплазія функціонального шару в незміненій СОТМ спостерігається рідко, вогнищева аденоматозна гіперплазія - ще рідше. Найбільш часто розвиток вогнищевого аденоматозу відзначається на тлі залозистої та залозисто-кістозної гіперплазії. Виникнення гіперпластичних поразок ендометрію обумовлено змінами епітеліальної-мезенхімальних взаємин, втратою координації між епітеліальних і стромальних компонентів у зв'язку з порушенням дії стероїдів на субклітинному рівні. У розвитку аденоматозної гіперплазії важливе значення має і неадекватна реакція епітеліального компонента на медіатори в умовах гормонального дисбалансу.
Для залізистої (залізисто-кістозної) гіперплазії характерні наявність залоз різної форми і величини, включаючи кістозно-розширені, залозистого епітелію з ознаками проліферації та науці строми (багатої на клітинні елементи) з інфільтрацією лімфоцитами і поліморфно-ядерними лейкоцитами, порушення місцевого кровообігу з появою в судинах тромбів, що викликає некротичні зміни ендометрію і його відторгнення. Залозиста (залозисто-кістозна) гіперплазія ендометрія характеризується порушенням органотіпіческой диференціювання. У порівнянні з незміненою СОТМ в стадії проліферації в гіперпластичних зміненому ендометрії збільшений залозистий компонент.
Вогнищевий аденоматоз і аденоматозна гіперплазія ендометрію відрізняються структурною перебудовою залоз і прліфераціей залозистого епітелію. Дрібні і великі залози, розділені відносно вузькими прошарками строми, стають неправильно звитими, з виростами у напрямку просвіту залози. У залозистому епітелії цитоплазматичні органели більш численні і розвинені, ніж при залізистої гіперплазії, збільшується і зміст мікрофіламентів. Невелика кількість глікогену в гіперплазованому ендометрії може бути обумовлено місцевими порушеннями вуглеводного обміну, можливо, цей глікоген необхідний як джерело енергії для проліферації клітин.
У структурно-функціональному відношенні епітелій маткових залоз при нерезкой аденоматозної гіперплазії мало відрізняється від такого при залозистої гіперплазії ендометрія; це ж стосується ризику виникнення високодиференційований аденокарциноми. Виражена аденоматозна гіперплазія характеризується посиленою проліферацією залозистого епітелію, дезорганізацією останнього, зміною тинкторіальних властивостей цитоплазми клітин. Епітеліальні клітини при вираженій аденоматозної гіперплазії характеризуються тенденцією до порушення цітотіпіческой диференціювання. Згідно з даними літератури, майже у половини жінок з вираженою аденоматозної гіперплазією спостерігається розвиток аденокарциноми.
Механізмом виникнення кровотечі при гіперпластичних зміненому ендометрії є відторгнення некротизованого ділянки у зв'язку з тромбозом судин, який, можливо, обумовлений місцевим дисемінований внутрішньосудинним згортанням, хоча не виключено, що кровотеча може бути обумовлено різким зміною (зниженням) змісту Е2 в крові.
Слід зазначити, що пряма залежність між абсолютними показниками вмісту Е2 в крові та морфологічної картиною гіперплазованого ендометрію відсутня. Структурно-функціональні особливості гіперплазованого ендометрію переважно пов'язані з тривалістю впливу Е2 на складові компоненти СОТМ та місцевими особливостями реакції останніх на гормональний вплив і вплив паракрінних факторів.
Незважаючи на те що канцерогенез ендометрію є мультифакторний, не викликає сумніву, що Е2 може діяти як коканцероген, що сприяє зменшенню тривалості клітинного циклу і що підсилює проліферацію епітеліальних клітин.
Як відомо, Е2 і естрон роблять більш виражене проліферативне вплив на ендометрій, ніж естріол. Естрогенну вплив на складові компоненти СОТМ може бути блоковано ПГ. Введення ПГ при гіперплазованому ендометрії викликає неповноцінну секреторну трансформацію СОТМ, при цьому при тривалому застосуванні ПГ ендометрій стає тонким і його залозистий компонент не виявляє ознак функціональної активності. Слід зазначити, що підбір дозувань препаратів з естрогенною і прогестагенной активністю при лікуванні порушень менструального циклу та діагностуванні патологічних змін менструального циклу і діагностуванні патологічних змін в ендометрії після дослідження тотального зіскрібка СОТМ доцільно проводити під гістологічним контролем (взяття цугу ендометрія).
В даний час використовується великий арсенал гормональних препаратів як з лікувальною метою, так і для попередження вагітності. Для контрацепції найбільш часто призначаються пероральні комбіновані препарати, в яких як естрогенів використовуються етинілестрадіол і местранола. Застосовуються у цих препаратах гестагени відносяться до похідних 17a-ацетоксіпрогестерона і 19-нортестостерона. Гормональні препарати розрізняються вираженістю гестагенного ефекту і додатковим наявністю естрогенного, антиестрогенної, андрогенного і антиандрогенної дії. Морфологічні особливості ендометрію при використанні пероральних контрацептивів пов'язані з режимом їх призначення, дозуванням і тривалістю прийому препарату, вихідним станом СОТМ, а також з тимчасовим параметром в циклі взяття біопсії ендометрію.
В основному, особливо в початковий період застосування пероральних контрацептивів, в ендометрії спостерігається мозаїчна картина: ділянки з різною функціональною активністю (типу стадії проліферації і неповноцінною секреції), переважанням строми над залозистим компонентом, вогнищева децідуаподобная трансформація строми, пригнічення розвитку спіральних артерій і проліферація капілярів в поверхневих відділах ендометрію, набряк. З часом, через 1-1,5 року і пізніше, специфічність реакції ендометрію на гормональний препарат втрачається, СОТМ стає тонкою, набуваючи деяку схожість з атрофічним ендометрієм.
При внутрішньом'язовому застосуванні прогестинів, а саме депо-провера по 150 мг через кожні 90 днів, згідно з дослідженнями, проведеними спільно з В.М. Прилепський і Т.Т. Тагієва, незалежно від вихідного стану СОТМ (незмінена або гіперплазована) у жінок старше 35 років вже через 3 міс товщина ендометрію стає незначною, зазначається вогнищева децідуаподобная трансформація і набряк строми з наявністю в останньої лімфоцитів, щодо численних капілярів з ознаками порушення судинної проникності. Залози нечисленні, вузькі, залозистий епітелій без ознак функціональної активності. У подальшому ендометрій ставав тонким, з одиничними залозами, які іноді важко відрізнити від капілярів, і осередкової децідуаподобной реакцією. Подібні зміни ендометрію відзначаються при застосуванні внутрішньоматкового контрацептиву з прогестероном або левоноргестрелу.
У літературі є повідомлення про зміни ендометрію при застосуванні кломіфену, діназола, RU 486, норпланта та інших стероїдних препаратів. Однак для оцінки їх впливу на стан ендометрію необхідно подальше накопичення фактичного матеріалу