Особенности межклеточных взаимодействий при эндометриозе

Исследователи продолжают поиск причин имплантации и дальнейшего развития элементов эндометрия в тканях малого таза.

Хотя ретроградное поступление менструальной крови, вероятно, представляет собой обычное явление, эндометриоз развивается не у всех женщин. В одних наблюдениях распространенность эндометриоидных поражений минимальна и процесс может оставаться бессимптомным, в других эндометриоз распространяется по всей полости малого таза и становится причиной различных жалоб. Более того, в ряде случаев эндометриоза возможно самоизлечение, а в других случаях болезньь упорно рецидивирует, несмотря на интенсивную терапию. Ряд авторов полагают, что случаи “слабого” эндометриоза не следует считать болезнью, требующей специального лечения. По их мнению, это физиологическое явление, связанное с регулярным ретроградным забросом менструальной крови. Однако не понятно, что служит границей между этим состоянием и эндометриозом как болезнью.

Эти проблемы в настоящее время находятся в центре изучения. Очевидно, что, помимо общих признаков иммунодефицита и аутоиммунизации, существуют какие-то другие факторы (возможно, их совокупность), определяющие восприятие частиц эндометрия со стороны брюшины малого таза, которая создает условия для имплантации этих частиц, вместо того чтобы опознать их как чужеродные и способствовать их уничтожению.

В последние годы получены достаточные данные, подтверждающие ведущую роль генетических факторов в возникновении эндометриоза, а также уточняющие значение дисфункции иммунной и репродуктивной систем в развитии этой патологии.

На основании генеалогического анализа и определения генетико-биохимических маркеров выявлены следующие закономерности:

- в развитии эндометриоза существенную роль играют генетические факторы;

- имеется достоверная связь между определенными генетическими факторами и анатомической локализацией эндометриоидных поражений;

- на основе экспрессии биохимических генетических маркеров можно установить наличие или отсутствие предрасположенности к эндометриозу или уже развившемуся заболеванию.

Соответственно при эндометриозе нарушение функции клеток связано с экспрессией дефектных генов в результате мутации. Наблюдаемые семейные случаи заболевания указывают на возможность участия в патогенезе эндометриоза сложных генетических дефектов, предположительно касающихся нескольких генов. Вероятно, один или несколько дефектов генов отвечают за предрасположенность к развитию эндометриоза. Может оказаться достаточно только одной этой предрасположенности, а может потребоваться и участие факторов внешней среды.

Значительного внимания заслуживают исследования, указывающие на генетическую детерминированность имунных нарушений, инициирующих развитие эндометриоза.

Расстройства клеточного и гуморального иммунитета при эндометриозе определены с антигенами HLA.

Можно полагать, что эндометриоз наследственно детерминирован генами, ассоциированными с определенными антигенами системы HLA, а именно НА, А10, В5, В27.

Разумеется, только первичным генетически детерминированным иммунным дефектом невозможно объяснить всего многообразия клинико-морфологических проявлений эндометриоза. Имеет значение и характер локальных нарушений тканевого гомеостаза непосредственно в области малого таза. Эти процессы привлекают внимание исследователей, а анализ результатов постоянно расширяет знание о механизмах контроля тканевой пролиферации, вопалительных и дистрофических реакций.

Значительное место отводят макрофагам, непосредственно реагирующим на присутствие чужеродных элементов. Макрофаги “перемещают” эритроциты, поврежденные тканевые фрагменты и, возможно, эндометриальные клетки, которые попадают в брюшную полость.

Установлено, что при эндометриозе общее количество и активность брюшинных макрофагов возрастают.

Отмечена зависимость между тяжестью течения эндометриоза и макрофагальной реакцией перитонеальной жидкости, а также доказано повышение содержания макрофагов в очагах эндометриоза.

На современном этапе представляет интерес концепция, выдвинутая W.P. Damowski и соавт. (1988), в последующем несколько видоизмененная R.W. Shaw (1993):

- ретроградное перемещение эндометриоидных фрагментов при менструации бывает у всех женщин;

- отторжение или имплантация этих фрагментов зависит от функции иммунной системы;

- эндометриоз отражает недостаточность иммунной системы, которая передается по наследству;

- иммунная недостаточность может быть как качественной, так и количественной, приводящей к эндометриозу;

- выработка аутоантител - это реакция на эктопический эндометрий и она в свою очередь может способствовать бесплодию при эндометриозе.

Данная гипотеза в сущности представляет комбинацию имплантационной и иммунологических теорий. Эта концепция утверждает, что эндометриоидные фрагменты перемещаются через маточные трубы у всех женщин. В брюшной полости они перераспределяются иммунной системой, представленной главным образом перитонеальными макрофагами. Эндометриоз может развиваться тогда, когда брюшинная распределительная система переполняется из-за возрастающего ретроградного перемещения эндометриоидных элементов. Эндометриоз возникает и тогда, когда брюшинная распределительная система имеет дефект или несовершенна. Эктопическая эндометриальная пролиферация заканчивается образованием аутоантител.

Показано, что, кроме фагоцитарной деятельности, брюшинные макрофаги регулируют местные процессы, относящиеся к репродукции, путем освобождения простагландинов, гидролитических ферментов, протеаз, цитокинов, акторов роста, инициирующих тканевые повреждения.

В последние годы значительное внимание уделялось изучению роли простагландинов при эндометриозе. Потенциальными источниками выработки простагландинов в брюшной полости являются брюшина и макрофаги. Кроме того, происходит пассивная диффузия простагландинов из органов, асположенных в брюшной полости, и высвобождение яичниками во время разрыва фолликула при овуляции. В результате исследований установлено немаловажное значение простагландинов в патогенезе эндометриоза.

Повышение концентрации простагландинов в плазме крови женщины предрасполагает к формированию заболевания, влияя на цитопролиферативную активность и дифференциацию клеток эндометриоидной ткани. Простагландины, возможно, стимулируют рост эндометрия, манифестируют основные клинические симптомы - дисменорею и бесплодие.

Простагландины и иммунокомплексы представляют не единственные физиологические регуляторы межклеточного взаимодействия. Другими факторами, определяющими судьбу эктопической ткани эндометрия, являются цитокины и факторы роста.

Помимо клеток иммунной системы, другие клетки способны секретировать подобные сигнальные молекулы, которые стали называть цитокинами. Цитокины - это пептиды-медиаторы, способствующие взаимодействию клеток. Накоплен определенный материал о роли цитокинов, обеспечивающих благоприятные условия для внедрения и развития жизнеспособных элементов эндометрия. Биологический потенциал цитокинов состоит в регуляции взаимодействия макрофагов с элементами тканей, ормировании очагов воспаления и иммуномодуляции. По сути цитокины - универсальные регуляторы процессов воспаления. Известно, что различные клеточные популяции способны секретировать одинаковые цитокины. Макрофаги, В-клетки и некоторые субпопуляции Т-лимфоцитов продуцируют похожий набор цитокинов. Очевидно, активация определенной группы клеток приводит к синтезу набора цитокинов и индукции связанных с ними функций.

При эндометриозе в перитонеальной жидкости увеличивается концентрация таких цитокинов, как интерлейкин-1, интерлейкин-6, основными продуцентами которых являются макрофаги. Отмечена корреляция уровня интерлейкина-1 и стадии распространения эндометриоза. Цитокины, накапливаемые в ходе локальной активации макрофагов, замыкают цепь обратной связи, которая обеспечивает вовлечение в процесс новых медиаторов. Кроме того, полагают, что интерлейкин-1 обладает рядом свойств, которые могут быть связаны с эндометриозом. Так, интерлейкин-1 индуцирует синтез простагландинов, стимулирует пролиферацию фибробластов, накопление коллагена и образование фибриногена, .е. процессы, которые могут способствовать образованию спаек и фиброзу, сопутствующих эндометриозу. Он также стимулирует пролиферацию В-клеток и индукцию образования аутоантител. Установлено, что наряду с половыми гормонами и цитокинами важными регуляторами клеточной пролиферации и дифференцировки являются факторы роста.

Эти факторы продуцируются неспециализированными клетками, присутствующими во всех тканях, и оказывают эндокринное, паракринное, аутокринное и интракринное действие. Особого интереса с точки зрения патогенеза эндометриоза заслуживает один из способов действия факторов роста, получивший название интракринного взаимодействия. Факторы роста при этом не секретируются и не нуждаются в поверхностных рецепторах, опосредующих их активность. Они остаются внутри клетки и действуют непосредственно как внутриклеточные посредники, егулируя клеточные функции. Различают эптдермальный, омбоцитарный, инсулиноподобные и другие факторы роста.

Высвобождение факторов роста дополняет эффект других действующих агентов, способствуя не только пролиферации, но и дистрофическим изменениям в тканях. Процессу накопления факторов роста и цитокинов способствует то, что они также вырабатываются в атакуемых макрофагами клетках тканей, прежде всего в эпителиальных клетках, ибробластах и др.

При эндометриозе в перитонеальной жидкости была обнаружена повышенная экспрессия фактора некроза опухолей а (ФНО-а) . Оценивается значение эпидермального фактора роста в процессе пролиферации клеток эндометрия как возможного активатора пролиферативных особенностей фибробластов и эпителиальных клеток.

Интересно отметить, что при моделировании эндометриоза в эксперименте его развитие тесно связано с накоплением в ткани гетеротопий эпидермального фактора роста, инсулиноподобного фактора роста и ФНО-а. Одновременно эти факторы роста влияют на развитие спаек. Это представляется весьма важным для понимания патомеханизмов эндометриоза, аспространение которого тесно связано с пролиферацией элементов гетеротопий, азрастанием соединительной ткани.

Таким образом, можно предположить, что клетки эндометриоидных очагов непосредственно участвуют в процессах пролиферации и дальнейшего распространения патологического процесса.

Помимо факторов роста, клеточная пролиферация контролируется также протоонкогенами, поскольку превращение в клеточные онкогены и изменение их экспресии или активации, вызванное мутациями, транслокациями и амплификацией, приводят к изменению клеточного роста. Эти молекулы межклеточного взаимодействия рассматривают в качестве одних из перспективных тканевых маркеров пролиферативной активности в широком спектре различных патологических процессов, в том числе и опухолевых.

Клеточные онкогены кодируют синтез белков, которые называются онкобелками, или онкопротеинами. Следует отметить, что все известные онкопротеины участвуют в передаче митогенетических сигналов от клеточной мембраны до ядра к определенным генам клеток. Это значит, что большинство факторов роста и других цитокинов в той или иной степени могут взаимодействовать с онкобелками.

Изучая содержание и функциональную активность одного из онкобелков, передающего ростовые сигналы на ДНК - с-myc, отметили определенную закономерность его экспрессии при эндометриоидных поражениях. Очаги аденомиоза, эндометриоидные кисты и эндометриоидный рак яичников характеризуется высокой экспрессией с-myc, которая резко возрастает в злокачественной опухоли, что можно использовать для их дифференциальной диагностики.

Следовательно, накопление в клетках очагов эндометриоза онкобелка с-myc может приводить к усиленному связыванию факторов роста, которые синтезируются самими же эндометриоидными клетками, что стимулирует рост патологического образования по аутокринному механизму.

В геноме клеток обнаружены гены, которые, напротив, тормозят пролиферацию клеток и оказывают антионкогенное действие. Потеря клеткой таких генов может приводить к развитию рака. Наиболее изученными антионкогенами являются p53 и Rb (retinoblastoma gene). Ген-супрессор p53 был назван молекулой 1995 г. Регуляция пролиферативной активности клетки посредством p53 осуществляется вызыванием или невызыванием апоптоза.

Апоптоз - это генетически запрограмированная смерть клеток в живом организме. Нарушение апоптоза имеет значение для канцерогенеза на всех стадиях. На стадии инициации мутировавшие клетки могут погибать в результате апоптоза, и опухоль не развивается. На стадиях промоции рост опухолевых клеток также ограничивается апоптозом.

Активация неизмененной формы p53 на фоне активности клеточных онкогенов с-myc и C - fos приводит опухолевые клетки к смерти в результате апоптоза, что происходит в опухоли спонтанно и может усиливаться при действии радиации и химических препаратов.

Мутации или инактивации p53 другими способами на фоне усиления экспрессии онкобелков (онкогенов) - с-myc, с-fos, с-bcl, наоборот, заканчиваются усилением пролиферации клеток с возможной злокачественной трансформацией.

Сложные взаимодействия между онкобелками с-myc, с-fos, с-bcl и антионкогенами p53 и Rb осуществляют равновесие между пролиферацией и апоптозом.

Сущность процесса апоптоза клеток заключается в следующем :

- клетки, которые должны включиться в программу самоликвидации, экспрессируют гены, индуцирующие процесс апоптоза и соответственно продуцируются специфические белки (“домены смерти”);

- происходит активация эндонуклеаз, которая фрагментирует ДНК и ядро ;

- ядро клетки и сама клетка распадаются на апоптотические тельца, которые окружены мембраной. Содержимое клетки не попадает в окружающее пространство и отсутствует какая-либо реакция (в том числе воспалительная) ;

- клетка, подвергнутая апоптозу, отделяется от ряда соседних клеток и поглощается макрофагами или утилизируется соседними клетками. Весь процесс занимает от нескольких минут до 1 -3 ч.

Ингибиторами апоптоза является семейство онкогенов bcl-2. Онкогены этого семейства кодируют специфические белки (ВСL-2). Блокируя апоптоз, они способствуют выживанию тех клеток, которые должны быть самоуничтожены, но сохранились.

Повышенная экспрессия генов-ингибиторов апоптоза и индукторов пролиферации усиливает пролиферативную активность биологически нецелесообразных клеток, придает им повышенную устойчивость, необычайную выживаемость, езистентность к самоуничтожению.

К генам, индуцирующим апоптоз, относятся Fas/Aро1, актор некроза опухоли (ФНО), природный (дикий) тип р-53, который восстанавливает ДНК. Р-53 удлиняет пресинаптическую фазу (G1). Если клетка не успевает за это время пройти репарацию, апоптоз индуцируется и клетка ликвидируется. Ингибиторами апоптоза (кроме генов семейства bcl-2) являются повышенная продукция гонадотропных гормонов (ФСГ и ЛГ), их неупорядочная секреция, накопление факторов соматической мутации клеток, старение организма, нарушение метаболизма (оксидантный стресс) и др.

Процесс пролиферации диаметрально противоположен апоптозу. Активизируют пролиферацию гены Ki-67, кодирующие ядерный белок, участвующий в митотическом делении клеток, а также ген c-myc, егулирующий вступление клетки из фазы G1 (пресинтетической) в фазу S (синтетическую).

Усиленная экспрессия гена c-myc сохраняет (повышает) пролиферативную активность клетки, нарушая (замедляя) клеточную дифференцировку. Нерегулируемая экспрессия c-myc может привести к онкогенезу.

Механизм апоптоза выработан в процессе эволюционного развития с появлением многоклеточных организмов и межклеточной регуляции отдельных функций клеток и глубоко физиологичен, ак как направлен на сохранение генетически заданной численности клеток, стабилизацию границ близко соприкасающихся тканей (эндометрий-миометрий), предотвращение накопления и переноса патологически измененной ДНК в другие клетки в процессе митотического деления.

Подавление апоптоза приводит к возникновению гиперпластических, пролиферативных и опухолевых заболеваний.

Регуляторами апоптоза, действующими на уровне целостного организма, являются гормоны. Действие гормонов на клеточном и молекулярном уровне опосредовано цитокинами, интерлейкинами, остовыми факторами, генами и специфическими онкопротеинами.

Начало энлометриоза связано только с наличием менструального цикла, во время которого клетки эндометрия экспрессируют гены индукторы и ингибиторы апоптоза. На протяжении фазы пролиферации и ранней секреции апоптоз низкий, что имеет глубокий физиологический смысл. В позднюю стадию пролиферации экспрессия ингибитора апоптоза (ген-ингибитор bcl-2) максимально снижается, что усиливает апоптическую самоликвидацию зараженных вирусом, поврежденных, биологически нецелесообразных клеток эндометрия, в том числе с высоким пролиферативным потенциалом. Апоптоз, как физиологический процесс, носит защитный характер.

Изучение роли апоптоза и пролиферации в генезе внутреннего эндометриоза позволили сделать следующие выводы:

- в очагах эндометриоза и гиперплазированном эндометрии имеют место низкий апоптоз и высокая пролиферативная активность клеток;

- источником участков эндометриоза могут являться клетки гиперплазированного эндометрия. Гистохимические исследования подтверждают данные о преобладании эпителия пролиферирующего типа в очагах эндометриоза и гиперплазированного эндометрия по сравнению с неизмененным эндометрием у пациенток с аденомиозом и у здоровых женщин;

- необычная выживаемость клеток эктопического эндометрия обусловлена их высоким пролиферативным потенциалом, а также тем, что они не были ликвидированы путем генетической программы самоуничтожения как нецелесообразные;

- в патогенезе аденомиоза и гиперплазии эндометрия играет роль высокая экспрессия генов - ингибиторов апоптоза, а именно bcl-2;

- высокий пролиферативный потенциал очагов внутреннего эндометриоза обусловлен интенсивной экспрессией индукторов пролиферации Ki-67 и c-myc;

- низкий апоптоз, высокий пролиферативный потенциал, а также нарушение состношения процессов пролиферации и апоптоза, обусловливают способность эктопированных клеток гиперплазированного эндометрия к автономному росту, при котором снижается зависимость от гормональных воздействий, ак как клетки переходят на ауто- и паракринный механизмы регуляции;

- доказано нарушение баланса молекулярно-генетических показателей процессов пролиферации и апоптоза (абсолютно низкий апоптоз и высокая пролиферативная активность) в очагах эндометриоза и гиперплазированном эндометрии.

Низкий апоптоз и повышенная пролиферативная активность клеток гиперплазированного эндометрия, по-видимому, сопровождают процесс их перемещения в другие ткани и органы, поскольку у такого клона клеток изменена плазмолемма, что способствует более легкой миграции через базальные мембраны и внеклеточный матрикс. Не исключено, что как метастатический эмбол, гиперплазированные эндометриальные клетки имеют защитное фибриновое покрытие, предохраняющее их от элиминации клетками иммунной системы. Возможно, что защитое покрытие снижает количество гормональных рецепторов в эктопических очагах эндометриоза.

Таким образом, современные сведения о молекулярно-генетических особенностях различных вариантов эндометриоидных поражений позволяют рассматривать эндометриоз как хроническое заболевание с признаками автономного роста гетеротопий, с нарушением биологической активности клеток эндометрия. Автономный рост очагов эндометриоза означает отсутствие контроля за пролиферацией и дифференцировкой клеток гетеротопий со стороны организма женщины. Это вовсе не означает, что эндометриоидные клетки находятся в пролиферативном хаосе. Эндометриоидные клетки переходят на итра-, ауто- и паракринный механизмы регулирования своего роста, что выражается в утрате контактного торможения и приобретении “бессмертия”. Таким образом, известно, что очаги эндометриоза становятся непосредственными продуцентами факторов роста, рецепторов факторов роста, цитокинов, онкогенов при отсутствии экспрессии гена-супрессора p53, инициируя нарушения равновесия органов и тканей брюшной полости, усугубляя имеющийся иммунодефицит. Следовательно, можно предполагать формирование стойкого порочного круга патологических процессов, способствующих приживлению новых частиц эндометриоидной ткани, распространению уже имеющихся эктопий, формированию глубокоинвазивных и распространенных форм эндометриоза.