Зовнішньоклітинний матрикс. Більшість його компонентів виробляється стромальними фібробластоми. Протягом проліферативної фази статевого циклу фібронектин і колагени типів ІІІ, V та VI є головними інтерстеціальними компонентами. При наближенні імплантації колагенові волокна розсмоктуються і міжклітинний матрикс стає менш в’язким, знижується стромальна імунореактивність до колагенів типів ІІІ і V, а колаген типу VI майже зовсім зникає – це спричиняє набряк слизової та збільшення зовнішньоклітинного простору. На ранній стадії лютеїнової фази циклу навкого стромальних клітин з’являються ламінін та фібронектин. Колаген починає активно синтезуватись на заключній стадії циклу – на початку трансформації стромальних клітин у перидецидуальні. Рахується, що саме зовнішньоклітинний матрикс чітко визначає межи, у яких відбуваються клітинні процеси раннього ембріонального розвитку: міграція, імплантація, а потім і плацентація. [27]
Таким чином, процес імплантації контролюється складними взаємодіями великої кількості сигнальних і ефекторних сполук, які продукуються ендометрієм, імунокомпетентними клітинами матері та ембріоном. Однак власно імплантації передують процеси, які розвиваються в ендометрії в секреторній фазі статевого циклу. У відповідності з цим реакція ендометрію в ході імплантації поділяється на три фази:
Перша фаза. Знаходиться під контролем естрогенів та прогестерона і характеризується змінами у покривних та залозистих епітеліальних клітинах ендометрію, результатом чого є підготовка до опозиції та приєднання бластоцисти. Гормональні впливи на ендометрій залежать від наявності ядерних рецепторів до стероїдних гормонів. Наростання концентрації рецепторів спостерігається у напрямі від функціонального шару до базального, що корелює із встановленням максимальної рецептивності матки, необхідної для імплантації. Паралельно зі змінами в системі стероїдних рецепторів, клітини епітелію піддаються змінам у структурі цитоскелету та профілю секреції білків. Ці зміни можуть бути попереджені антагоністами прогестеронових рецепторів у лютеїновій фазі циклу.
Друга фаза. Модуляція гормональних стероїдних ефектів ембріональними факторами. Початок секреції бластоцистою хоріонічного гонадотропіну та інших білків ранньої вагітності викликає додаткові зміни у клітинах ендометрію. В клітинах покривного епітелію відбувається ендореплікація, утворюються “епітеліальні бляшки”. Залозистий епітелій відповідає на дію ембріональних регуляторів модифікацією головного секреторного продукта – глікоделіну, який дає імуннопротекторний ефект у відношенні вагітності, що починається. Стромальні фібробласти починають процес свого диференціювання, набувають децидуального фенотипу и починають продукувати актинові філаменти.
Третя фаза. Інвазія трофобласта і перебудова стромального компонента ендометрію. При цьому на покривному епітелії зникають “епітеліальні бляшки”, залозистий епітелій залишається високо секреторно активним. В цій фазі закінчується трансформація фібробластів в децидуальні клітини, які починають синтезувати і секретувати весь спектр ростових факторів, які властиві для ранніх стадій вагітності.
3.3 Процеси адгезії
Маркерами ендометріальної функціональності та готовності ендометрію до імплантації є молекули адгезії. Адгезія - це процес прикріплення бластоцисти до поверхні матки. Цей процес опосередкований активністю цитоскелету, специфічних білків адгезії та їх рецепторів, що забезпечує адекватну локалізацію бластоцисти і активацію внутрішньоклітинних сигнальних біохімічних шляхів, що супроводжує клітинну активацію. Всі молекули, які приймають участь в процесах адгезії, є клітинними поверхневими рецепторними білками. Є 4 основних групи таких молекул: інтегріни, кадгеріни, селектини та супергруппа іммуноглобілінов [27], [14].
Інтегріни взаємодіють з різними лігандами, включаючи глікопротеїни зовнішньоклітинного матриксу та молекули на клітинних мембранах. Вони полегшують міграцію та прикріплення клітин до матриксу, опосередковують міжклітинні взаємодії та передачу сигналів. Ендометрій відноситься до тканин з високим рівнем експресії інтегрінів, які відіграють значну роль у процесах запліднення, імплантації та розвитку плаценти. Рахується, що присутність трьох типів цих сполук – a1b1, a4b1, avb3 - тільки протягом 20-24 дня циклу полегшує імунологічне розпізнавання ембріона та забезпечує позитивний результат імплантації. Цікаво, що додавання деяких молекул адгезії у культуральне середовище підвищувало якість ембріонів та збільшувало частоту їх наступної імплантації при трансплантації [6], [27].
Клітинна адгезія - важливий регулятор апоптозу. Індукція апоптозу за рахунок порушення взаємодії клітин із субстратом особливо добре проявляється в ендотеліальних та епітеліальних клітинах. Показано, що зміни у структірі інтегринів можуть вплинути на розвиток апоптоза.
3.4 Апоптоз на ранніх стадіях ембріонального розвитку
Це запрограмована клітинна смерть, яка контролюється генетично та характеризується активацією протеолітичних ферментів (каспаз), специфічною фрагментацією ДНК, розривами плазматичної мембрани та розпадом клітини на апоптичні тільця. Саме апоптозом контролюються характерні морофологічні зміни, які визначають готовність ендометрію до імплантації бластоцисти. Встановлено, що апоптоз розвивається у специфічних популяціях клітин ендометрію протягом усього статевого циклу. В ранньому проліферуючому ендометрію апоптозу підлягають клітини функціонального шару, у пізню проліферативну фазу і до самої середини секреторної фази ознак апоптозу в ендометрії не спостерігається. [18]
На початку пізньої секреторної фази апоптоз знову спостерігається у стромальних клітинах ендометрію. Початку апоптозу в залозах і стромі передує зниження концентрації 17-β естрадіолу та прогестерону у сироватці крові. Зниження кількості рецепторів до естрогену і прогестерону в матковому епітелії обернено корелює з ростом апоптичного індекса в цих тканинах. Клітини базального шару не піддаються апоптозу ні в одну з стадій естрального циклу. Продемонстровано, що можна експериментально моделювати запуск процесів апоптозу в ендометрії тварин in vitro шляхом вилучення стероїдних гормонів. Встановлено, що активація апоптоза в ендометрії корелює із змінами в концентрації 17-β естрадіолу та прогестерону у сироватці крові під час циклу, концентрацією клітинних рецепторів до естрогенам і прогестерону, а також з кількісними характеристиками проліферативних і секреторних змін в епітеліальних і стромальних клітинах ендометрію.
Показано участь апоптичних змін ендометрію в ході нормального процесу імплантації мишачих ембріонів. [28].
3.5 Роль трофобласта у процесах інвазії
Після прикріплення бластоциста починає зморщуватись і вкорочуватись та в інвазивну стадію вступає більш ущільненою. На цій стадії головну роль відіграє трофобласт, оскільки саме цією частиною бластоциста занурюється в строму. Занурення відбувається з обох боків – всередині знаходиться частина ембріобласту. Тобто трофобластична частина керує всім процесом інвазії взагалі. Бластоциста в такому стані набуває біполярну вісь симетрії – таку ж саму орієнтацію приймають і клітини строми в тому місці, куди імплантується бластоциста – очевидно, що регуляція є двосторонньою і взаємною.
При цитологічних дослідження (фарбуванні) тотальних препаратів добре видно короткі хрестоподібні структури волокон актину трофобласту поверх більш темних волокон стромального актину, розташованих нижче. Існують дані, які підтверджують наявність волокон актину та цитокератину в самих клітинах трофобласту на останніх стадіях перед інвазією, що може служити своєрідним “якорем” для укорінення в строму. Трофобласт проростає в строму так глибоко, що покривний епітелій повністю змикається над ним. [7]
4. Роль білкових ростових факторів у встановленні вагітності
4.1 Ростові фактори – регулятори ембріонального розвитку
При підготовці материнського організму до імплантації в якості локальних клітинних медіаторів дії стероїдів, які задіяні в циклічних змінах ендометрію, виступають ростові фактори. В доімплантаційний період вони присутні в ендометріальній тканині в дуже значних кількостях. Епідермальний фактор росту (ЕФР), інсуліноподібні фактори росту (ІФР-1 і 2), фактор росту фібробластів (ФРФ), фактори росту родини трансформуючих факторів росту (ТФР) активують мітотичну активність і властивість до диференціації клітин ендометрію, що підвищує сприйнятливість його до бластоцисти, яка імплантується під час “вікна імплантації”. Дією факторів росту опосередковуються специфічні зміни кількісного і якісного складу субпопуляцій лейкоцитів, які обумовлюють адекватну материнську імуносупресію та ендометріальну відповідь на занурення трофобласта.
Джерелом синтезу та секреції більшості ростових факторів і цитокінів є епітеліальні клітини, макрофаги та лімфоцити. Експериментально доведено, що синтез цитокінів нативними клітинами-кіллерами знаходиться під контролем прогестерону. Фактори росту і цитокіни являють собою декілька родин пептидів, які залучені у паракринні, інтракринні та аутокринні механізми регуляції клітинних реакцій за рахунок зв’язування із специфічними рецепторами клітинної поверхні [3], [23].
ссавець вагітність імплантація
4.2 Механізми дії ростових факторів
На відміну від ендокринних механізмів регуляції клітинної проліферації існують паракринні механізми, які діють на тканинному рівні. При цьому ростові фактори здійснюють дію головним чином на сусідні клітини.
Аутокринний тип регуляції – це коли клітини відповідають на дію фактору, який продукують самі і мають на нього рецептори. Цей тип регуляції має велике значення в період раннього ембріонального розвитку, коли йде активне розмноження ембріональних плюрипотентних клітин.