У даній статті розглянуто роль, яку відіграє у яєчнику антимюллеровий гормон (АМГ), представник факторів росту і диференціації з числа трансформуючого фактора росту β. АМГ здійснює інгібуючий вплив на залучення примордіальних фолікулів до циклу розвитку і також може інгібувати залежний від фолікулостимулюючого гормону відбір домінуючих фолікулів. Окрім згаданої функціональної ролі в яєчнику, АМГ сироватки є чудовим претендентом на роль маркера оваріального резерву, не лише у пацієнтів клінік з лікування безпліддя, а й у жінок під час та після онкотерапії.

Яєчник є унікальним органом жіночого організму. Для виконання двох його основних функцій – синтезу жіночих статевих стероїдних гормонів і жіночих гамет – клітини яєчника безперервно проходять програму розвитку, яка певною мірою схожа на численні процеси, що відбуваються упродовж ембріонального розвитку. Іншим унікальним аспектом є те, що яєчник припиняє функціонувати ще задовго до того, як починає згасати функція інших органів у процесі старіння, що призводить як до безпліддя, так і до настання фізіологічних процесів, пов’язаних із відсутністю жіночих статевих стероїдних гормонів, тобто до менопаузи.

Під час ембріонального розвитку в яєчнику розташовується популяція зародкових статевих клітин, які після міграції і проліферації вступають у першу стадію мейозу, але не завершують цей процес. Вказані зародкові статеві клітини оточуються соматичними клітинами, які формують так звані примордіальні фолікули приблизно на 20-й тиждень вагітності, тоді як зародкові статеві клітини, не оточені соматичними, гинуть шляхом апоптозу. Одразу ж після утворення, деякі примордіальні фолікули входять до пулу фолікулів, що ростуть: оточений соматичними клітинами ооцит збільшується в розмірах, а клітини, що його оточують (які тепер називаються клітинами зернистого шару), набувають стовпчастої форми і починають проліферувати, так званий процес рекрутменту (залучення, recruitment). Цей процес триває упродовж життя до тих пір, поки не виснажиться пул примордіальних фолікулів, результатом чого є настання менопаузи у жінок. Фолікули, що ростуть, підлягають загибелі шляхом атрезії – процесу, який передбачає апоптоз зернистих клітин і ооцита. Атрезія настає у тому випадку, якщо фолікул не буде врятований від загибелі гонадотропним гормоном гіпофіза - фолікулостимулюючим гормоном (ФСГ). Такий порятунок, також відомий як селекція, можливий лише після статевого дозрівання, коли активується ендокринна вісь гіпофіз-статеві залози. У фолікулах, які продовжують ріст під контролем ФСГ (множинні у таких видів як миша чи щур; зазвичай лише один у людини), врешті-решт запускається механізм вивільнення ооцита для запліднення під дією ще одного гонадотропіну – лютеїнізуючого гормону (ЛГ). У ході овуляції завершуються відстрочені кінцеві стадії мейозу ооцитів.

Такий процес здається дуже «марнотратним». Очевидно, після періоду ембріонального розвитку нові примордіальні фолікули не формуються, хоча нещодавно ці класичні погляди на функціонування яєчника були піддані сумніву з боку Johnson et al. (2), які, використовуючи поєднання різних методів клітинної біології, показали, що в яєчнику мишей може відбуватися часткове новоутворення примордіальних фолікулів. Однак, залишається незрозумілим, наскільки цей процес може сприяти продовженню тривалості життя популяції примордіальних фолікулів. Із приблизно 7 мільйонів зародкових статевих клітин, присутніх у яєчнику людини в період ембріонального розвитку, лише близько 500 кінець кінцем пройдуть овуляцію і отримають можливість бути заплідненими. Таким чином, процеси рекрутменту і селекції фолікулів безумовно повинні бути під строгим контролем.

Існує дві ключові точки в розвитку, які визначають майбутню долю примордіального фолікула (Мал. 1): 1) рекрутмент і початок росту й селекції фолікула; 2) порятунок фолікула від атрезії і подальша селекція преовуляторного фолікула (1).

ФАКТОРИ, ЯКІ БЕРУТЬ УЧАСТЬ В РЕКРУТМЕНТІ

Молекулярні механізми, які регулюють рекрутмент примордіальних фолікулів, значною мірою залишаються невідомим. Швидкість, з якою відбувається рекрутмент, залежить від розмірів пулу примордіальних фолікулів, що підтверджується спостережуваним експоненціальним зменшенням кількості фолікулів у яєчнику з віком (3). Крім того, виявлено декілька ростових факторів, які задіяні в ініціації чи інгібуванні росту. Так, було виявлено, що ріст примордіальних фолікулів стимулюється фактором стовбурових клітин (SCF) – важливим фактором росту під час міграції і проліферації первинних зародкових статевих клітин (4) – та іншими факторами росту, наприклад фактором, що інгібує лейкемію (LIF), інсуліном, основним фактором росту фібробластів (bFGF) (5-8). Також у цьому процесі залучені ростові фактори з родини трансформуючого фактора росту β (TGF-β). Фактор морфогенезу кісток 4 (BMP4) стимулює виживання примордіальних фолікулів і перехід від примордіального до первинного фолікула в культурі in vitro (6). Окрім того, відсутність GDF9, ооцит-специфічного представника родини TGF-β, приводить до блокування фолікулогенезу на стадії первинного фолікула (9), хоча сам по собі GDF9, здається, не задіяний у рекрутменті примордіальних фолікулів (7).

АНТИМЮЛЛЕРОВИЙ ГОРМОН

Нещодавно було виявлено, що ще один представник родини TGF-β – антимюллеровий гормон (АМГ) – відіграє важливу роль у регуляції процесу рекрутменту. АМГ вперше виявили як фактор ембріональних яєчок, який сигналізує регресію мюллерових проток у плоду чоловічої статі. Однак, експресія АМГ відбувається і в яєчнику (Мал. 2). Усі фолікули, що ростуть, аж до досягнення стадії антрального фолікула у мишей (10) чи розміру приблизно 6 мм у людини (10,11), експресують АМГ. Насправді, перші стовпчасті клітини в перехідних примордіальних фолікулах також є позитивними за імунореактивністю на АМГ. Такий характер експресії білка АМГ вказує на те, що АМГ може відігравати особливу роль у регуляції росту фолікула: його експресія здійснюється одразу ж після рекрутменту і припиняється у фолікулах, відібраних для овуляції. Для вивчення ймовірної ролі АМГ у рекрутменті фолікулів було визначено динаміку розвитку фолікулів у мишей з нуль-мутацією гена АМГ (12). У яєчниках 4-місячних мишей з нуль-мутацією за геном АМГ було виявлено майже втричі більше фолікулів, що ростуть, ніж у мишей дикого типу; при цьому кількість примордіальних фолікулів була знижена [Мал. 3; (10)]. Підвищення кількості фолікулів, що ростуть, спостерігалося вже на 25-му дні, перед початком естрального циклу в мишей, а посилення рекрутменту призводило до передчасного виснаження пулу примордіальних фолікулів у 13-місячних мишей з нуль-мутацією за геном АМГ (Мал. 3). Такі результати вказували на те, що АМГ може мати інгібуючий вплив на рекрутмент фолікулів. Справді, АМГ інгібує рекрутмент примордіальних фолікулів у in vitro культурах неонатальних яєчників (13).

Мал. 1. Модель функціональної ролі АМГ в яєчнику. Фолікулогенез позначено стрілками між, відповідно, первинним, преантральним, малим антральним фолікулом і фолікулом, що пройшов селекцію. Рекрутмент і селекція позначені пунктирними лініями. АМГ продукується малими фолікулами, що ростуть, і здійснює інгібуючий вплив на рекрутмент фолікулів і ФСГ-залежну селекцію.

Таким чином, синтезований малими фолікулами, що ростуть, АМГ здійснює паракринний вплив на примордіальні фолікули, інгібуючи їхній рекрутмент до пулу фолікулів, що ростуть. Як показано на Рис. 1, АМГ також послаблює вплив ФСГ на фолікули, що ростуть. У культурах клітин зернистого шару АМГ інгібує ФСГ-залежну індукцію активності ароматази та експресію рецептора ЛГ (14). На фолікулах 14-денної миші було показано, що АМГ інгібує ФСГ-залежний ріст фолікулів (15). Більше того, введення ФСГ мишам з нуль-мутацією за геном АМГ призвело до більш інтенсивного й тривалого розвитку фолікулів (15). Таким чином, АМГ є одним із факторів, які вказують на розмір пулу фолікулів, що ростуть. АМГ контролює розмір пулу, інгібуючи як його збільшення (рекрутмент), так і зменшення (селекцію).

АНТИМЮЛЛЕРОВИЙ ГОРМОН ЯК МАРКЕР ФЕРТИЛЬНОСТІ

Той факт, що АМГ виступає в ролі інтраоваріального сигналу, який вказує на розмір пулу фолікулів, що ростуть, може мати важливе значення для клінічних потреб. Одним з питань, вирішенням яких приділяють увагу клініки з лікування безпліддя, є спосіб визначення оваріального резерву, який являє собою оцінку як кількісних, так і якісних характеристик оваріального пулу фолікулів. Зменшення оваріального резерву називається оваріальним старінням. Окрім того, важливими параметрами для оцінки оваріального резерву є якість ооцитів, кількість примордіальних фолікулів, що залишились у яєчнику (16). Однак, пряме вимірювання запасу примордіальних фолікулів у жінок утруднено, хоча є дані, що кількість фолікулів, які ростуть, корелює з розміром пулу примордіальних фолікулів, з якого відбувається рекрутмент фолікулів, що ростуть (17,18). Таким чином, маркер, який вказує на кількість всіх фолікулів, що перейшли з пулу примордіальних фолікулів до пулу фолікулів, що ростуть, може бути хорошим непрямим маркером для оцінки кількісних аспектів оваріального резерву. Підрахунок антральних фолікулів з використанням вагінального ультразвукового дослідження дозволяє отримати дані про кількість фолікулів, що ростуть, і, відповідно, про розмір пулу примордіальних фолікулів. Також запропоновано використовувати в якості показників оваріального резерву рівні ФСГ й інгібіну В. Існують переконливі дані, які свідчать на користь того, що АМГ може служити хорошим кандидатом на роль маркера для визначення оваріального резерву. АМГ також експресується у фолікулах людини одразу ж після рекрутменту і безпосередньо до стадії селекції (діаметр 4-6 мм) (11). Рівні АМГ в сироватці у жінок з нормальним циклом зменшуються з віком і на період настання менопаузи виявленню не підлягають (19). Крім того, рівні АМГ сироватки значною мірою корелюють із кількістю антральних фолікулів (r = 0,66/0,71; n = 41) ( 19 ).

Мал. 2. Експресія АМГ у яєчниках мишей. АМГ визначали з використанням моноклонального антитіла до АМГ щура, миші і людини. (11). А) АМГ присутній у первинних (PY), преантральних (PA) і малих антральних (SA) фолікулах. В) Рівень АМГ зменшується не тільки в антральних фолікулах (А), а у великих і атретичних (At) фолікулах.

Можливість успішного застосування рівнів АМГ сироватки як показника оваріального резерву також вивчали у жінок, які проходили цикл екстракорпорального запліднення (ЕКЗ). Використовуючи трансвагінальне ультразвукове дослідження, визначали гормональні показники і кількість антральних фолікулів на 3-й день менструального циклу у 119 пацієнток з ЕКЗ, не раніше ніж за 3 місяці до проходження ЕКЗ (20). Визначені показники проаналізували після розподілу пацієнток на дві групи на підставі кількості ооцитів, отриманих після проведення ЕКЗ: жінки з нормальною відповіддю (отримано чотири і більше ооцитів) і жінки зі слабкою («бідною») відповіддю (отримано менш ніж чотири ооцити і відмінено ЕКЗ). Яєчники жінок з нормальною відповіддю містили значно більше антральних фолікулів, що росли, аніж яєчники жінок зі слабкою відповіддю на ЕКЗ. Крім того, рівні АМГ сироватки у цих жінок зі слабкою відповіддю були нижчими, ніж у жінок з нормальною відповіддю (Таблиця 1). Рівні АМГ сироватки значною мірою корелюють з AFH, кількістю отриманих фолікулів, віком, рівнями інгібіну В і ФСГ. До того ж, логістичний регресійний аналіз прогностичних моделей слабкої чи нормальної відповіді показав, що рівні AFH та АМГ однаково важливі для прогнозування, оскільки обчислена площа під характеристичною ROC-кривою (ROCAUC) становила, відповідно, 0,86 і 0,85 (20). ROCAUC визначає чутливість діагностичного тесту і може варіювати в межах від 0,5 (безкорисний класифікатор) і 1,0 (ідеальний класифікатор). Такі дані свідчать на користь спостережень, зроблених під час іншого дослідження, у якому також було виявлено кореляцію між рівнями АМГ у сироватці і кількістю ооцитів, отриманих у жінок, що проходили ЕКЗ (21).

Мал. 3. Динаміка фолікулів у яєчниках мишей дикого типу, гетерозигот і мишей з нуль-мутацією за геном АМГ. У верхньому ряду подано кількості примордіальних фолікулів, тобто розмір пулу, що залишився. У нижньому ряду подано кількість малих, неатретичних фолікулів, які відображають пул фолікулів, що ростуть. Рисунок зроблено на підставі даних, наданих Durlinger et al. (10).

Таблиця 1. Результати аналізу оваріального резерву у пацієнтів, що проходили ЕКЗ, розділених на дві групи: з нормальною і слабкою відповіддю.

* Кількість пацієнтів становила 77 у групі з нормальною відповіддю (сім відмін ЕКЗ через занадто високу відповідь) і 19 у групі зі слабкою відповіддю (включаючи 16 відмін). Дані взято і адаптовано із van Rooij et al. ( 20 ).

Нещодавно можливість використання АМГ як маркера оваріального резерву дослідили у молодих жінок, які пройшли лікування від раку у дитинстві (22). У цьому дослідженні було показано, що молоді жінки, які вижили після раку, пережили часткову втрату оваріального резерву, що супроводжувалось зниженням рівня АМГ та підвищенням рівня ФСГ в сироватці, а також зниженням оваріального об’єму, але не кількості антральних фолікулів. Такі результати свідчать про потребу подальшого дослідження АМГ як маркера оваріального резерву, також і в (молодих) жінок, які проходять онкотерапію.