Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

MELATONIN INFLUENCE ON THE PROCESSES OF CELL RENEWAL IN GENITAL ENDOMETRIOSIS

Kachurina M.S. 1 Zaynetdinova L.F. 1 Kurenkov E.L. 1
1 South Ural Medical University
Endometriosis is one of the most important medical and social problems. This leads to functional and structural disorders in the reproductive system, change of psychoemotional state of women, sexual dysfunctions. Thus it’s very important to take into account a significant decline in the quality of patients life. There are many theories of the origin of endometriosis, however, no single theory can fully explain the pathogenesis of this disease. The manifestation of clinical picture of the disease and the risk of recurrence interrelated with changes in defined molecular biological markers. Of special interest are reports of reduced apoptosis in endometriosis and enhancing proliferative activity of cells as ectopic and of the eutopic endometrium. Obviously, apoptosis is induced by some endogenous factors. In recent years, one of the key factors in the paracrine system include melatonin. Taking into account a large number of melatonin-producing cells in many organs, the wide range of biological activity of melatonin and its regulator of biological rhythms, it has been suggested that melatonin may play a key role as a paracrine signal molecule for the local coordination of cellular functions and intercellular relationships. One of the most important biological properties of melatonin is its ability to control cell division. In this article reflects the role of the processes of cell renewal in the development of endometriosis and the influence on these processes of melatonin.
melatonin
endometriosis
proliferation
apoptosis.

Несмотря на более чем вековую историю изучения, эндометриоз остаётся одной из главных загадок нашего времени. Среди гинекологической патологии в структуре он занимает третье место. Около 50% женщин с сохранённой менструальной функцией страдают эндометриозом. По данным ВОЗ, при обращении пациентки с болевым синдромом к врачам общей практики, диагноз эндометриоза устанавливается только через 6 лет. В течение этого времени у пациенток увеличивается число и интенсивность боли (хроническая тазовая боль, дисменорея, диспареуния) [1].

Это приводит к функциональным и структурным расстройствам в репродуктивной системе, изменению психоэмоционального состояния, сексуальным дисфункциям, социальной дезадаптации женщины. При этом очень важно учитывать значительное снижение качества жизни пациенток [2; 3]. Кроме того, наличие эндометриоза негативно сказывается на функции яичников [4, 5]. Нарушаются процессы фолликуло-, оогенеза и раннего эмбриогенеза, что приводит к бесплодию [6; 7].

Впервые морфологически эндометриоз в научной литературе описал V. Rokitansky (1860), назвав его «аденомиома». Термин «эндометриоз» в клинической практике предложил J. Sampson в 1925 году.

По гистологическому строению эндометриоз характеризуется наличием эпителиальных и стромальных элементов эндометрия в эктопическом месте [8]. При этом соотношение железистого эпителия и стромы в различных эндометриоидных очагах отличается в зависимости от локализации процесса [2].

Многообразие локализаций эндометриоза и разнообразие клинической картины привело к большому числу теорий его происхождения. Однако ни одна из них не может полностью объяснить возникновение и разрастание эндометриоидных гетеротопий за пределами слизистой оболочки матки и особенности клинического течения эндометриоза. Остается открытым вопрос, почему часть клеток эндометрия сохраняет жизнеспособность вне полости матки и обладает способностью к инфильтративному росту в окружающие ткани [9].

В результате этого возникают трудности, с которыми сталкивается врач при выборе метода лечения пациентки и особенно в процессе профилактики и своевременной диагностики рецидива заболевания. При ведении пациенток с эндометриозом следует учитывать, что это хроническое заболевание, склонное к рецидивированию. Поэтому современный подход к лечению таких пациенток включает хирургическое лечение и длительную медикаментозную терапию, направленную на сохранение репродуктивной функции, улучшение качества жизни и предотвращение рецидивов заболевания. При этом терапия должна быть эффективной, безопасной при длительном применении, хорошо переносимой и финансово доступной.

От злокачественной опухоли эндометриоз отличает отсутствие клеточной атипии и зависимость клинической картины от менструального цикла [2; 3]. Установлено, что вариант эндометриоза яичников, при котором характерна чрезмерная пролиферация клеток и устойчивость к апоптозу, коррелирует с повышением риска развития светлоклеточного и эндометриоидного рака яичников [10].

При эндометриозе в организме женщины развиваются определённые патологические процессы, протекающие на фоне ослабления Т-клеточного звена иммунитета, повышенной пролиферативной активности клеток гетеротопичекого и эутопического эндометрия при наличии эстрогенного влияния. При этом манифестация клинической картины заболевания и риск рецидивирования взаимосвязаны с изменениями определенных молекулярно-биологических маркёров. Следовательно, современные данные о происхождении и развитии эндометриоза указывают на то, что это заболевание мультифакторное и системное [2].

Имея в арсенале современные методы молекулярной диагностики, в последнее время активно изучаются новые аспекты патогенеза эндометриоза, а именно - роль нарушения регуляции пролиферации, апоптоза, неоангиогенеза и адгезии [11; 12]. Для эндометриоидного очага характерны признаки автономного роста и дисбаланс между пролиферативной и апоптотической активностью клеток [13]. В последние годы исследователи, используя возможности иммуногистохимического анализа, изучают роль различных биомолекулярных маркёров в прогнозировании течения эндометриоза [11; 14]. Представляет большой интерес изучение активности районов ядрышковых организаторов для оценки степени напряженности рибосомального синтеза в клетках эктопированных очагов эндометрия, а также в перифокальной зоне [15].

Эндометриоидные гетеротопии могут проникать в различные ткани, достигать кровеносных и лимфатических сосудов, а также способны диссеминировать. Отмечено, что соотношение железистого эпителия и стромы в очагах эндометриоза различной локализации неодинаково. Разрастание именно стромального компонента эндометриоидного очага вызывает инфильтрацию и дальнейшую деструкцию пораженной ткани. Достоверно установлено, что при аденомиозе и ретроцервикальном эндометриозе преобладает стромальный компонент. При этом в эктопиях при эндометриозе яичников, париетальной и висцеральной брюшины, связочного аппарата матки соотношение стромального и эпителиального компонента может быть различно [2].

Состав и количество стромы влияет на циклические изменения эпителия в очагах эндометриоза. Пролиферация эпителия невозможна без стромы, так как она играет важную роль в дифференцировке и функциональной активности эпителиального компонента [2].

Особый интерес вызывают сообщения о снижении апоптоза и повышении пролиферативной активности клеток как эктопического, так и эутопического эндометрия, что приводит к увеличению клеточности эндометриодных очагов [2; 16].

Очевидно, что апоптоз индуцируется какими-то эндогенными факторами. Оказалось, что апоптоз многих клеток может быть вызван лишением их необходимых факторов роста или гормонов. Эффект факторов роста и гормонов на индукцию и подавление апоптоза обусловлен их действием на специфические рецепторы: мембранные (в случае большинства факторов роста) или ядерные (в случае половых гормонов и глюкокортикостероидов), причем реакция клеток зависит от уровня экспрессии ими этих рецепторов [17].

Определяя интенсивность апоптоза (CD-95, Bcl-2, bax), пролиферации (PCNA, Ki-67, c-myc), неоангиогенеза (CD-64), инвазии (MMPS) и экспрессии факторов роста (EGF, FGF, EGFR, IGF, PDGF) в эутопическом эндометрии и эндометриоидной гетеротопии, некоторые исследователи предполагают возникновение эндометриоза из клеток гиперплазированного эндометрия [14]. По данным Ищенко А.И., Кудриной Е.А (2008), особенностью морфологической структуры эндометриоза является отсутствие корреляции между митотической активностью эктопий эндометриоза и морфологической характеристикой эндометрия. Кроме этого, отмечается полиморфизм железистого компонента очага эндометриоза. Железистый компонент у одной и той же пациентки может соответствовать разным фазам менструального цикла [2].

Cornillie F.J. et al. (1990) отмечают взаимосвязь между стромально-мезенхимальными соотношениями в очагах эндометриоза и состоянием стероидной рецепции в них. В ходе исследований отмечено снижение количества прогестероновых и эстрогеновых рецепторов в эндометриоидных очагах. Имеются работы, указывающие на то, что по мере удаления эндометриоидного очага от матки в нем снижается количество рецепторов [2; 18]. Гормоны в большинстве случаев не оказывают прямого влияния на активность очага эндометриоза, а активируют различные факторы роста и другие компоненты паракринной системы [3].

В последние годы к одному из ключевых факторов паракринной системы относят мелатонин.

Мелатонин (МТ) впервые был обнаружен в эпифизе в 1958 году. Он является основным регулятором биологических ритмов в организме человека [19]. МТ представляет собой 5-метокси-N- ацетилированный дериват серотонина (N- ацетил-метокситриптамин), а ключевыми ферментами его синтеза являются N-ацетилтрансфераза (НАТ) и гидроксииндол-О-метилтрансфераза (ГИОМТ).

В течение суток в организме человека вырабатывается около 30 мкг мелатонина. Порядка 80% этого количества синтезируется ночью. Максимальное количество мелатонина секретируется в 2.00 часа ночи [20].

За прошедшие годы было доказано, что МТ влияет на множество биологических процессов в организме человека [21]. Он участвует в созревании и развитии полового аппарата, пигментном обмене, работе иммунной системы, регуляции настроения и сна, пролиферации и дифференцировке клеток [20; 22; 23]. Мелатонин является одним из самых мощных антиоксидантов в организме [24; 25]. Кроме того, уровень мелатонина влияет на развитие, течение и прогноз онкологических заболеваний [26; 27].

По данным литературы, за первую половину прошлого века средний вес эпифиза зрелого плода уменьшился почти в два раза [28]. По-видимому, это может быть связано с изменением условий жизни человека по мере развития цивилизации. Негативно на человека влияют высокая световая «загрязненность» ночных городов, шум от автомобилей и самолётов, использование телевидения и компьютера, а также нарушение естественных для человека циклов активности–покоя и сна–бодрствования. Принимая во внимание большое количество мелатонин-продуцирующих клеток во многих органах, широкий спектр биологической активности мелатонина и его свойство регулятора биологических ритмов, было выдвинуто предположение, что мелатонин может играть ключевую роль в качестве паракринной сигнальной молекулы для локальной координации клеточных функций и межклеточных связей [20; 29].

В настоящее время установлено, что мелатонин синтезируется не только в эпифизе, но и в мелатонин-продуцирующих клетках за его пределами [20]. Эти клетки являются составной частью диффузной нейроэндокринной системы (ДНЭС). Данная система играет важную роль в процессе адаптации и поддержания гомеостаза организма. В пределах ДНЭС выделяют 2 звена: центральное и периферическое. К центральному звену относятся мелатонин-продуцирующие клетки эпифиза и сетчатки. Выработка мелатонина в этих клетках зависит от ритма свет-темнота. К периферическому звену относятся все остальные мелатонин-продуцирующие клетки в других органах, продукция гормона в которых, по-видимому, не зависит от степени освещённости [30].

 Клетки, вырабатывающие мелатонин, найдены в ЖКТ, дыхательных путях, поджелудочной железе, надпочечниках, щитовидной железе, тимусе, мозжечке, мочеполовой системе, плаценте, сетчатке, печени, яичниках, эндометрии и других органах [30-32]. Кроме того, даже тучные клетки, тромбоциты, эпителиоциты, NK-клетки, эозинофилы вырабатывают мелатонин [31].

Очень важным свойством мелатонина является его влияние на процессы деления клеток [33]. В ходе работ были получены данные, что мелатонин может ингибировать рост клеток, зависящих от половых стероидных гормонов [34-36].

Большое количество работ посвящено изучению факторов, оказывающих влияние на секрецию МТ. В ходе исследований не было выявлено явных половых различий в продукции МТ у человека в различные возрастные периоды жизни. Не были выявлены значимые различия в секреции мелатонина в разные фазы менструального цикла [20].

Доказано, что мелатонин влияет на активность репродуктивной системы. Он активирует центральное звено через рецепторы гипоталамо-гипофизарной области, оказывая антигонадотропное действие. Кроме того, мелатонин действует на периферическое звено репродуктивной системы, регулируя секрецию эстрогенов яичниками [37]. В ходе исследований рецепторы к мелатонину обнаружены на клетках антральных фолликулов и желтого тела в яичниках крыс. Таким образом, может реализовываться прямое влияние мелатонина на функцию яичников [38; 39]. Наличие рецепторов мелатонина в ЦНС и половых железах, а также рецепторов к эстрогенам в эпифизе отражает сложную двустороннюю взаимосвязь между секрецией мелатонина и эстрогенов.

Влияние мелатонина на функцию яичников у человека до сих пор изучено недостаточно. Однако в ходе наблюдений отмечено, что при дисфункции половой системы нарушается нормальная секреция мелатонина. А при изменении секреции этого гормона происходят нарушения в репродуктивной системе [40-42].

Мелатонин является самым сильным эндогенным антиоксидантом, поглощая свободные радикалы. Он модулирует иммунный ответ, стимулируя выработку цитокинов и интерферона, усиливая цитотоксическую функцию NK-клеток. Кроме того, доказано, что мелатонин способен подавлять клеточную пролиферацию и индуцировать апоптоз [24].

Антиопухолевые эффекты мелатонина, по мнению исследователей, заключаются в его влиянии на синтез и секрецию гипофизарных и половых гормонов, вовлечённых в рост опухолей, модуляцию иммунного ответа на наличие опухолевых клеток, действие как эндогенного антиоксиданта и его прямые цитотоксические эффекты на опухолевые клетки [43; 44].

При исследовании злокачественных опухолей молочной железы отмечено, что мелатонин увеличивает процент гибели их в форме апоптоза [45].

Guney M. et al. (2008), а также Cetinkaya N. (2015) провели проспективное, плацебо-контролируемое исследование, в ходе которого показали, что мелатонин приводит к регрессии и атрофии эндометриоидных гетеротопий у крыс [37; 46; 47].

В 2014 г. группой исследователей были изучены показатели 6-СОМТ и СА-125 у пациенток с эндометриозом. По результатам работы, различий в уровне 6-СОМТ в группе пациенток с эндометриодными кистами яичников и без эндометриоза не выявлено. При этом наблюдалась отрицательная корреляция между уровнем 6-СОМТ и СА-125, но статистически не значимая [37; 46; 48].

Гены, регулирующие апоптоз, относят к 3 группам: гены-супрессоры апоптоза (типа bcl-2 и bcl-x); гены, которые кодируют исполнительные элементы апоптоза (bax); промежуточные гены (Fas\Fasлиганд, р53, myc и WAF1). Онкосупрессорный ген р53 задерживает прогрессию опухолевых клеток на стадии G1. На фоне этого происходит повреждение ДНК, а далее - апоптоз клеток [49]. Обнаружено, что экспрессия р53 и WAF1 генов в MCF-7 опухолевых клетках увеличивается при действии мелатонина [49]. Взаимосвязи между уровнем мелатонина и экспрессией bcl-2, bcl-x и bax в ходе исследований пока получено не было, что представляет большой интерес для ученых [20].

Lisoni P. еt al. (1994) изучили концентрацию МТ в 8 часов утра в сыворотке крови пациенток с локально ограниченными опухолями молочной железы, не получавших лечения. Кроме того, была оценена пролиферативная активность клеток опухоли с использованием экспрессии маркера Ki-67. Более высокие уровни мелатонина были у пациенток со слабой пролиферативной активностью клеток и отрицательной реакцией Ki-67, что может указывать на антипролиферативное действие мелатонина [50].

При раке яичника было продемонстрировано снижение концентраций мелатонина наряду с усилением экспрессии гена р53, что подтверждает предположение об экстрапинеальном мелатонине как местном паракринном факторе, препятствующем опухолевому росту [23; 27].

Известно, что синтез МТ имеет чётко выраженный суточный ритм. Он зависит от степени освещенности, приема определённых лекарственных препаратов, соблюдения ритма сон-бодрствование. Поэтому при изучении мелатонина необходимо соблюдение строгих правил забора биологических жидкостей. Уже упоминалось, что максимальное количество мелатонина вырабатывается в организме человека в 2 часа ночи, что создаёт трудности при его определении. Забор крови в данной ситуации нарушает естественный процесс сна и сам, непосредственно, влияет на процесс выработки мелатонина. Поэтому более удобно определение ночной экскреции его основного метаболита, которым является 6-сульфатоксимелатонин (6-СОМТ), в моче. Пробы мочи для анализа 6-СОМТ собирают у пациентов с 23 часов вечера до 7 утра. Установлено, что уровень 6-СОМТ, измененный в данной порции мочи, отражает ночное содержание мелатонина в крови, измеренное в 2 часа ночи. При этом следует отметить, что этот метод не нарушает сон, что важно для получения корректных результатов определения мелатонина. Для достоверного определения МТ и его метаболитов имеет значение отмена за 5-7 дней некоторых лекарственных препаратов (альфа- и бета- блокаторов, успокоительных средств, инсулина, нейролептиков, антидепрессантов) [20].

Таким образом, представляет интерес исследование роли мелатонина как местного паракринного фактора, влияющего на процесс клеточного обновления в гетеротопических очагах при эндометриозе яичников. Это может позволить внедрить в практику новые методики прогнозирования течения и лечения эндометриоза с учетом особенностей патогенеза, что может снизить частоту рецидивов данного заболевания.