Условно, первый день менструации представляет собой первый день цикла (день 1). Весь цикл подразделяется на две фазы: фолликулярную и лютеиновую.
Средняя продолжительность менструального цикла взрослой женщины – 28-35 дней, из которых примерно 14–21 день приходится на фолликулярную фазу и 14 дней на лютеиновую. Среди женщин в возрасте от 20 до 40 лет существуют относительно небольшие колебания длительности цикла. По сравнению с этим возрастным периодом, более значительные колебания продолжительности отмечаются в течение первых 5-7 лет после менархе и последние 10 лет перед прекращением менструаций (рис.3).
В большинстве случаев, пик продолжительности менструального цикла приходится на 25-30 лет и затем постепенно снижается так, что 40-летнии женщины имеют более короткий цикл. Изменения межменструального интервала происходят в первую очередь из-за изменений в фолликулярной фазе, при этом продолжительность лютеиновой фазы остается относительно неизменной.
Нормальный менструальный цикл – это тонко скоординированный циклический процесс стимулирующих и ингибирующих эффектов, которые приводят к высвобождению одной зрелой яйцеклетки из пула сотен и тысяч примордиальных фолликулов. В регуляции этого процесса участвуют различные факторы, включая гормоны, паракринные и аутокринные факторы, которые идентифицируются по настоящее время. Циклические изменения концентрации гормонов аденогипофиза и яичников показаны на рисунках (рис.1 и рис.2).
Рис.1. Гормональные изменения в ходе нормального менструального цикла. Последовательные изменения концентрации гормонов гипофиза (ФСГ и ЛГ, левая панель) и яичников (эстроген и прогестерон, правая панель) в сыворотке крови во время нормального менструального цикла. Условно, первый день менструации является 1-ым днем цикла (здесь показан, как день-14).
Цикл делится на две фазы: фолликулярная фаза - от начала менструации до резкого роста концентрации ЛГ (день 0) и лютеиновая фаза - от пика концентрации ЛГ до следующей менструации. Для преобразования концентрации эстрадиола в сыворотке в размерность пмоль/л (pmol/L), умножить показатели графика на 3.67, а для преобразования концентрации сывороточного прогестерона в размерность нмоль/л (nmol/L), умножить показатели графика на 3,18.
Рис.2. Менструальный цикл
В настоящем обзоре будет обсуждаться физиология нормального менструального цикла.
Условно, первый день менструации представляет собой первый день цикла (день 1). Менструальный цикл подразделяется на две фазы: фолликулярную и лютеиновую.
Средняя продолжительность менструального цикла взрослой женщины – 28-35 дней, из которых примерно 14–21 день приходится на фолликулярную фазу и 14 дней на лютеиновую [1,2]. Среди женщин в возрасте от 20 до 40 лет отмечаются достаточно незначительные колебания длительности цикла. По сравнению с этим возрастным периодом, более существенные колебания продолжительности менструального цикла отмечаются в течение первых 5-7 лет после менархе и последние 10 лет перед прекращением менструаций (рис.3) [1].
Рис.3. Возрастная зависимость продолжительности менструального цикла. Отображенные перцентили для распределения продолжительности менструального цикла в зависимости от возраста получены на результатах для 200 000 циклов. Удлинение межменструального интервала происходит у женщин сразу после менархе и за несколько лет до менопаузы.
В большинстве случаев, пик продолжительности менструального цикла приходится на 25-30 лет и затем постепенно снижается так, что 40-летнии женщины имеют более короткий цикл. Изменения межменструального интервала происходят в первую очередь из-за изменений в фолликулярной фазе, при этом продолжительность лютеиновой фазы остается относительно неизменной [3].
В дальнейшем в данной статье будут рассмотрены гормональные изменения, а также изменения в яичниках и эндометрии, которые происходят в различных фазах менструального цикла.
Ранняя фолликулярная фаза - это период, когда яичник находится в состоянии наименьшей гормональной активности, что приводит к низким концентрациям эстрадиола и прогестерона в сыворотке крови (рис.1). При освобождении от тормозящих эффектов отрицательной обратной связи эстрадиола, прогестерона и, возможно, ингибина А на гипофиз, приводит в поздней лютеиновой/ранней фолликулярной фазе к увеличению частоты колебаний концентрации гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ) с последующим увеличением сывороточной концентрации фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) приблизительно на 30% [4]. Это небольшое увеличение секреции ФСГ происходит, по-видимому, для вовлечения пула развивающихся фолликулов,
Сывороточная концентрация ингибина B, секретируемого отобранным пулом мелких фолликулов, максимальна в раннюю фолликулярную фазу и может играть роль в подавлении дальнейшего роста концентрации ФСГ в данную фазу цикла (рис.4) [8]. Также в это время происходит резкое увеличение частоты колебаний концентрации ЛГ, от одного колебания каждые 4 часа в поздней лютеиновой фазе до одного колебания каждые 90 минут в раннюю фолликулярную фазу [9].
Рис.4. Уровни гормонов: старший и более молодой репродуктивные возраста. Значения по дням уровня гонадотропинов, половых стероидов и ингибинов в старшей возрастной группе (35-46 лет; n=21) показаны красным, в более молодой (20-34 года; n=23) – синим.
Ранняя фолликулярная фаза также характеризуется уникальным нейроэндокринным феноменом: замедление или прекращение колебаний концентрации ЛГ во время сна, что не происходит в другое время менструального цикла (рис.5). Механизм процесса в настоящее время неизвестен.
Рис.5. Эпизодическая секреция ЛГ в фолликулярную фазу. Паттерны эпизодической секреции ЛГ во время ранней (РФФ), средней (СФФ) и поздней (ПФФ) фолликулярными фазами менструального цикла. День 0 – это день резкого увеличения концентрации ЛГ в середине цикла. В РФФ отмечена уникальная супрессия секреции ЛГ в фазе сна.
Яичники и эндометрий. При УЗ обследовании каких-либо изменений в яичниках, характерных для данной фазы менструального цикла не выявляется, за исключением иногда различимого регрессирующего желтого тела, оставшегося с предыдущего цикла. Эндометрий во время менструации относительно однороден, после завершения менструации он представляет собой тонкий слой. В это время обычно визуализируются фолликулы 3-8 мм в диаметре.
Умеренное увеличение секреции ФСГ в раннюю фолликулярную фазу постепенно стимулирует фолликулогенез и продукцию эстрадиола, что ведет к росту фолликулов из пула, отобранных в данном цикле. Как только несколько фолликулов созревают до антральной стадии, клетки их гранулезы гипертрофируются и делятся, что приводит к увеличению сывороточной концентрации сначала эстрадиола (через ФСГ-стимуляцию ароматазы), а затем ингибина A.
Увеличение продукции эстрадиола по механизму отрицательной обратной связи влияет на гипоталамус и гипофиз, приводя к снижению значений сывороточной концентрации ФСГ и ЛГ, а также к снижению амплитуды колебаний ЛГ. Для сравнения, генерация импульсов ГнРГ несколько ускоряется до средних значений частоты колебаний ЛГ – одно в час (по сравнению с одним за 90 минут в начале фолликулярной фазы). Предположительно стимуляция ГнРГ происходит из-за окончания эффекта отрицательной обратной связи прогестерона от предыдущей лютеиновой фазы. Изменения в яичниках и эндометрии. В первые 7 дней от начала менструации, при УЗ исследовании яичников визуализируются антральные фолликулы, размером 9-10мм. Растущая концентрация эстрадиола в плазме приводит к пролиферации эндометрия, который становится толще, в нем увеличивается количество желез и появляется картина «тройной полосы» (трехслойность), видимая при УЗ исследовании (рис.2) [10].
Концентрация в сыворотке эстрадиола и ингибина A увеличивается ежедневно в течение недели до овуляции, за счет выработки данных гормонов растущим фолликулом. Концентрация ФСГ и ЛГ в сыворотке в это время падает из-за эффектов отрицательной обратной связи от эстрадиола и, возможно, других гормонов, образующихся в яичниках (рис.1). После определения доминантного фолликула ФСГ индуцирует появление ЛГ-рецепторов в яичнике и увеличивает секрецию внутриматочных факторов роста, таких, например, как инсулиноподобный фактор роста - 1 (ИФР-1).
Изменения в яичниках, эндометрии и слизистой цервикального канала. К поздней фолликулярной фазе определен единственный доминантный фолликул, остальной пул созревающих фолликулов останавливается в своем развитии и подвергается атрезии. Доминантный фолликул увеличивается в размерах на 2 мм в день до достижения в зрелом состоянии диаметра 20-26 мм.
Увеличивающаяся концентрация эстрадиола в сыворотке приводит к постепенному утолщению эндометрия матки и увеличению количества и «растяжимости» (кристаллизация слизи) цервикальной слизи. Многие женщины замечают эти изменения характера слизи. Исследования образцов слизи цервикального канала во время менструального цикла демонстрируют пик концентрации муцинового белка MUC5B в позднюю фолликулярную фазу, что может оказаться важным при проникновении сперматозоидов в полость матки [11].
Концентрация эстрадиола в плазме продолжает увеличиваться до тех пор, пока не достигает максимального значения приблизительно за день до овуляции. Затем происходит уникальный нейроэндокринный феномен: быстрый рост в середине цикла [12]. Быстрый рост представляет собой резкий переход от контроля секреции ЛГ гормонами яичника (такими как эстрадиол или прогестерон) механизмом отрицательной обратной связи к внезапному эффекту положительной обратной связи, приводящему к 10-кратному увеличению концентрации ЛГ и несколько меньшему увеличению ФСГ в сыворотке крови (рис.1). В дополнение к эстрогену и прогестерону существуют и другие факторы, вырабатываемые яичниками, которые способствуют быстрому росту концентрации ЛГ. Невозможно достигнуть концентрации ЛГ в сыворотке подобной наблюдаемой в середине цикла простым введением эстрогена и прогестина женщинам в раннем периоде средней фолликулярной фазы [13].
В это время частота колебаний импульса ЛГ происходит примерно один раз в час, но амплитуда колебаний импульса сильно увеличивается. Переход от эффектов отрицательной к эффектам положительной обратной связи в механизме высвобождения ЛГ в настоящее время плохо изучен. Этому может способствовать увеличение числа ГнРГ-рецепторов гипофиза, но при направленном введении ГнРГ в гипофиз изменения, вероятно, не происходят [14].
Изменения в яичниках. Быстрый рост ЛГ инициирует значительные изменения в яичниках. Яйцеклетка в доминантном фолликуле завершает свое первое мейотическое деление. Кроме того, увеличивается локальная секреция активатора плазминогена и других цитокинов, необходимых для процесса овуляции [15,16]. Яйцеклетка высвобождается из фолликула на поверхности яичника примерно через 36 часов после быстрого роста концентрации ЛГ. Затем она мигрирует вниз вдоль по фаллопиевой трубе к полости матки. Процесс разрыва фолликула и высвобождения яйцеклетки находится в тесной связи с быстрым ростом ЛГ; поэтому, измерение концентрации ЛГ в сыворотке или моче может быть использовано для оценки времени овуляции у бесплодных женщин.
Еще до высвобождения яйцеклетки, клетки гранулезы вокруг нее начинают лютеинизироваться и вырабатывать прогестерон. Прогестерон быстро замедляет генератор импульсов ЛГ и, таким образом, к концу фазы быстрого роста импульсы ЛГ становятся менее частыми. Эндометрий. Постепенное увеличение сывороточной концентрации прогестерона оказывает глубокое воздействие на нижние слои эндометрия, что приводит к прекращению митоза и «организации» желез [17]. Это изменение можно обнаружить при УЗ исследовании в относительно короткие сроки после овуляции: картина «тройной полосы» исчезает, эндометрий становится равномерно ярким (рис.2>) [10].
В период средней и поздней лютеиновой фазы секреция прогестерона желтым телом [18] приводит к постепенному увеличению его концентрации. Это, в свою очередь, приводит к прогрессивному снижению частоты колебаний концентрации ЛГ до одного колебания за 4 часа. Колебания концентрации прогестерона начинают происходить вскоре после замедления колебаний концентрации ЛГ. В результате, имеют место значительные колебания в сывороточной концентрации прогестерона во время лютеиновой фазы (рис.6) [19]. Ингибин A также вырабатывается желтым телом и пик его концентрации в сыворотке приходится на середину лютеиновой фазы. Секреция ингибина B фактически отсутствует в лютеиновой фазе (рис.4). Сывороточная концентрация лептина выше всего в лютеиновой фазе [20].
Рис.6. Колебания ЛГ стимулируют высвобождение прогестерона в среднюю лютниновую фазу. Плазменная концентрация лютеинизирующего гормона и прогестерона в течение 24 часов забора образцов крови с 10-минутным интервалом у нормальных женщин, обследованных в среднюю лютеиновую фазу. Между колебаниями ЛГ и увеличением концентрации прогестерона в плазме существует заметная корреляция. Для преобразования концентрации сывороточного прогестерона в нмоль/л (nmol/L) необходимо умножить на 3,18.
В поздней лютеиновой фазе постепенное снижение секреции ЛГ приводит к постепенному снижению продукции прогестерона и эстрадиола желтым телом в отсутствие оплодотворенной яйцеклетки. Однако, при оплодотворении яйцеклетки, последняя имплантируется в эндометрий в течение нескольких дней после овуляции. Ранний эмбриональный период после оплодотворения начинается с производства эмбрионом хорионического гонадотропина, который поддерживает желтое тело и продукцию прогестерона.
Изменения в эндометрии. Снижение выделения эстрадиола и прогестерона из регрессирующего желтого тела вызывает прекращение тока крови к эндометрию, отторжению эндометрия и началу менструации примерно через 14 дней после фазы быстрого роста концентрации ЛГ. Менструации не являются точным маркером гормональных событий в менструальном цикле, так как существует значительная межиндивидуальная изменчивость между началом отторжения эндометрия и падением в сыворотке крови концентрации гормона в лютеиновой фазе (рис.2) [4]. В связи с уменьшением выработки желтым телом стероидов, гипоталамо-гипофизарная система освобождается от действия отрицательной обратной связи, происходит повышение уровня ФСГ и, таким образом, начало следующего цикла.
Перевод выполнен специалистами Центра иммунологии и репродукции
