2.1. Овогенез. Его морфологическое и гормональное обеспечение

2.1.1. Фаза размножения. Примитивные фолликулы

Фаза размножения женских половых клеток начинается в раннем эмбриогенезе: на 5–6-й неделе эмбриогенеза зачатки гонад заселяются первичными половыми клетками, которые активно пролиферируют, так же как и образующиеся из них овогонии (рис. 2.2).

А. Схема эмбриона.	Б. Срез. 5-я неделя эмбриогенеза	В. Срез. 6-я неделя
5-я неделя эмбриогенеза		эмбриогенеза

Г. Женская гонада.	Д. Мужская гонада.
12-я неделя эмбриогенеза	7-я неделя эмбриогенеза

Рис. 2.2. Формирование женской и мужской гонады (по K.L. Мoor, 1998, c изменениями): 1 — первичная почка; 2 — мезонефральный проток; 3 — закладка гонады; 4 — гоноциты; 5 — метанефрогенная ткань; 6 — дивертикул мезонефрального протока; 7 — парамезонефральный проток; 8 — половой валик; 9 — мозговое вещество адпочечника; 10

— кора надпочечников; 11 — аорта; 12 — симпатический ганглий; 13 — кишка; 14 — половые тяжи;

15 — урогенитальная брыжейка; 16 — мезенхима; 17 — поверхностный эпителий яичника; 18 — внутрияичниковая сеть; 19 — белочная оболочка яичка;

20 — извитые семенные канальцы

21

При митозе отмечается неполная цитотомия овогоний, в результате чего в гонаде образуется половой синцитий (это имеет место и в семеннике: сперматогонии образуют синцитий). С началом половой дифференцировки яичника (8-я неделя эмбриогенеза) мигрировавшие клетки мезонефроса, которые формируют внутриячниковую сеть в виде тяжей и канальцев, начинают вырабатывать мейоз-индуцирующую субстанцию, в результате чего овогонии превращаются в овоциты I порядка и вступают в мейоз (т. е. начинается фаза роста, см. рис. 2.1). Этот процесс инициируется в центре яичника, где наиболее тесные контакты овогоний и клеток внутриячниковой сети. Поэтому процесс вступления в фазу роста происходит асинхронно: одни половые клетки продолжают делиться митозом, другие начинают мейоз. В связи с этим окончание фазы размножения приходится на период с 8-й по 14-ю неделю эмбриогенеза. В этот же период из овогоний и клеток целомического эпителия (будущих фолликулярных клеток) формируются примитивные фолликулы.

2.1.2. Фаза малого роста. Примордиальный и первичный фолликулы

Итак, после 8-й недели эмбриогенеза овоциты I порядка вступают в период роста, который делится на периоды малого и большого роста. Особенностью периода малого роста является его необычайная длительность — до нескольких десятков лет.

Впериоде малого роста овоциты I порядка незначительно увеличиваются

вразмерах и вступают в первое деление мейоза, в профазе которого они существуют столь длительное время. Самые значительные события этого периода протекают в ядре овоцита и связаны с синтезом м- и рРНК. Рибосомальная и матричная РНК заготавливаются впрок — они будут использоваться после оплодотворения.

Напомним, что в зиготене профазы I происходит конъюгация гомологичных парных хромосом. Этот контакт позволяет гомологичным хромосомам в пахитену профазы I обмениваться генетическим материалом (кроссинговер), поэтому зрелая гамета с гаплоидным набором хромосом несет генетическую информацию от обоих родителей, что определяет разнообразие индивидуумов.

К 7-му месяцу внутриутробного развития эти процессы в ядре овоцита I порядка в основном завершаются, первичные овоциты приобретают оболочку из фолликулярных клеток (примордиальный фолликул) и вступают в длительный период покоя до наступления половой зрелости. Предполагается, что фолликулярные клетки секретируют вещество, получившее название ингибитор созревания овоцита, которое и сдерживает мейоз. Блокирование развития половой клетки в стадии диплотены до конца ее пребывания в

22

яичнике весьма рационально, т. к. гаплоидная яйцеклетка быстро стареет, что чревато хромосомными аберрациями.

С этого времени и до периода полового созревания в корковом веществе яичника можно встретить примордиальные и первичные фолликулы (редко), которые несут первичный овоцит (тетраплоидная клетка, развитие которой приостановилось на диплотенной стадии профазы первого деления мейоза). Отличаются эти фолликулы друг от друга видом фолликулярных клеток: в примордиальном фолликуле они плоской формы и лежат в один ряд, а в первичном — кубической или цилиндрической формы, могут располагаться в несколько рядов (рис. 2.3А, Б). Когда в фолликуле формируется двухслойный эпителий, то происходит образование прозрачной оболочки овоцита. Эта оболочка сохраняется до начала имплантации эмбриона и выполняет ряд важнейших функций как по отношению к половой клетке, так и по отношению к зародышу. Она достаточно прочна и, вместе с тем, эластична, проницаема для микро- и непроницаема для макромолекул, а значит, выполняет защитную и трофическую функции (подробнее — см. «Строение овоцита», «Оплодотворение»).

А

Б1

Б2

В

Г

Рис. 2.3. Фолликулы разной степени зрелости (по W. J. Hamilton, 1976):

А— примордиальный фолликул. Б1, Б2 — первичные фолликулы.

В— вторичный фолликул. Г — третичный фолликул.

23

1 — ядро; 2 — ядрышко; 3 — цитоплазма; 4 — митохондрии; 5 — комплекс Гольджи; 6 — жировые включения овоцита; 7 — фолликулярные клетки: 7а — зернистая зона, 7б — лучистый венец; 8 — базальная мембрана фолликула; 9 — прозрачная оболочка; 10 — полость фолликула; 11 — внутренняя тека; 12 — наружная тека;

13 — покровный эпителий яичника

Большая часть имеющихся фолликулов — примордиальные, которые хаотически начинают рост и превращаются в первичные фолликулы, но не достигают окончательной зрелости и подвергаются атрезии. На 7-м месяце эмбриогенеза в яичнике находятся до 10 млн овоцитов, к рождению их остается не более 2 млн, а за период от рождения до менопаузы атрезии подвергаются 99,98 % заложенных внутриутробно фолликулов. И только 0,02 % закладки созревают и овулируют (примерно 400 фолликулов).

Длительность пребывания овоцита в мейозе может быть очень значительной (иногда более 45 лет), причем в это время половые клетки подвергаются воздействию неблагоприятных факторов. Поэтому чем старше женщина, тем выше вероятность повреждения половых клеток и выше риск бесплодия или рождения ребенка с генетическими аномалиями.

2.1.3. Фаза большого роста. Образование и селекция вторичного фолликула

Для дальнейшего развития фолликула и продолжения роста овоцита необходим более высокий, чем во внутриутробном и препубертатном периоде уровень гонадотропных гормонов, выработка которых, в свою очередь, зависит от гонадолиберина. В детстве (до 8 лет) устанавливаются иерархические связи между гипоталамусом, гипофизом и яичниками, хотя уровень секреции гормонов в этих органах низкий. В пубертатном периоде секреция гонадолиберина гипоталамусом постепенно приобретает ритмичный характер, в ответ становятся ритмичными выбросы гонадотропинов гипофизом. Активируется стероидогенная функция гонад, формируется механизм отрицательной обратной связи между яичником и гипоталамо-гипофизарным комплексом: эстроген и прогестерон влияют на секрецию либо гонадотропоцитов гипофиза, либо гонадолибериновых нейронов гипоталамуса, однако не непосредственно, а через нейроны лимбической системы (имеющие рецепторы к половым гормонам) с помощью нейротрансмиттеров и нейромедиаторов разной химической природы. Например, повышение уровня эстрогенов в крови приводит к снижению уровня ФСГ и повышению уровня ЛГ.

Итак, с начала полового созревания уровень ФСГ повышается до величины, достаточной для стимуляции тех 5–20 фолликулов, которые находятся в наиболее кровоснабжаемых участках гонады. Однако пика развития — третичного фолликула — достигнет лишь один (изредка больше).

24

ФСГ стимулирует рост и примордиального, и первичного фолликула, но т. к. в первичном фолликуле больше фолликулярных клеток (это единственные клетки, имеющие рецепторы к ФСГ), чем в примордиальном, то «доза» захваченного ФСГ выше, а значит и шансов достичь пика развития больше. Интересно, что рост примордиального фолликула до первичного продолжается 85 дней. Т. е. фолликул, который созреет в данном менструальном цикле начинает свой рост, по крайней мере, за два цикла до настоящего.

ФСГ связывается рецепторами клеточной поверхности фолликулярных клеток и посредством аденилатциклазного механизма приводит к изменению экспрессии генов, влияющих:

−на собственную пролиферацию;

−синтез ферментов (ароматазы и стероидогенного цитохрома), ответственных за образование эстрогенов из андрогенов (постоянно в небольшом количестве синтезируются окружающими фолликул соединительнотканными клетками теки);

−образование рецепторов к ЛГ;

−синтез других важных белков (полипептидных факторов роста и связывающих протеинов (инсулиноподобные факторы роста IGFs, IGFBPs); протеолитических ферментов и ингибиторов (активатора тканевого плазминогена ТРА, его ингибитора РАI), вовлеченных в разрыв фолликула; регуляторных пептидов — ингибина, активина, фоллистатина; протеина

теплового шока hsp90 и т. д.). Фактор активации тромбоцитов вовлекается в огромное количество процессов при репродукции, начиная от овуляции и заканчивая родами. Так, он участвует в сокращении гладких миоцитов теки фолликула при овуляции;

− на стимуляцию транспорта жидкости в полость третичного фолликула. Таким образом, под влиянием ФСГ фолликулярные клетки размножаются, выделяют большое количество гликозаминогликанов, которые раздвигают фолликулярные клетки и формируют полость фолликула — образуется вторичный фолликул. Фолликулярные клетки, лежащие ближе к базальной мембране, насыщаются андрогенами, которые диффундируют из окружающих клеток теки и синтезируют из них эстрогены (в основном, эстрадиол). Увеличение в крови эстрадиола усиливает секрецию ЛГ и подавляет секрецию ФСГ (по принципу отрицательной обратной связи). ЛГ стимулирует в текоцитах синтез андрогенов, что обеспечивает (после их конвертации) еще больший уровень эстрогенов. Это так называемый 2- клеточный или 2-гипофизотропный механизм эстрогенового синтеза. Небольшое количество эстрогенов синтезируется также рассеянными группами

стромальных клеток яичника (интерстициальными клетками).

Эстрогены стимулируют дальнейшую пролиферацию фолликулярных клеток и рост овоцита: количество клеток гранулезы стремительно

25

увеличивается, фолликул растет, овоцит вступает в период большого роста, его размеры возрастают благодаря накоплению вителлина и развитию органелл, но мейоз не завершается (рис. 2.1, 2.3).

На этапе вторичного фолликула происходит окончательный выбор того единственного фолликула, который достигнет стадии третичного. Те фолликулы, которые имеют большую чувствительность к ФСГ (имеют наименьший порог или больше рецепторов к ФСГ), начинают расти и секретировать эстрадиол быстрее других. Эстрадиол подавляет секрецию ФСГ и усиливает секрецию ЛГ гипофизом. Поэтому уровень ФСГ в крови сильно понижается для того, чтобы поддерживать развитие других вторичных фолликулов, и они подвергаются атрезии. Созревающий фолликул продолжает развитие в присутствии низкой концентрации ФСГ, поскольку фолликулярных клеток, а следовательно, и рецепторов к ФСГ достаточно, чтобы захватить это небольшое количество ФСГ из крови и предотвратить атрезию. Кроме того, и ЛГ поддерживает рост фолликула за счет «поставки сырья» (андрогенов) из клеток теки для синтеза эстрогенов (женские половые гормоны также стимулируют пролиферацию фолликулярных клеток). Наблюдения над экстрактами фолликулярных клеток или их культурой показали, что развивающийся фолликул может продуцировать диффундирующие ангиогенные факторы (предположительно, фактор роста сосудистого эндотелия), которые приводят к селективной васкуляризации фолликула. Значит, плотность капилляров, которые кровоснабжают «избранный» фолликул, выше, чем у других зрелых фолликулов, и эта повышенная плотность приводит к преимущественному снабжению гонадотропинами развивающегося фолликула. Кроме перечисленного, чувствительность растущего фолликула к гонадотропинам повышают и различные пара- и аутокринные воздействия. Известно много потенциальных регуляторных веществ, продуцируемых вторичным фолликулом: трансформирующие факторы роста (TGFα и TGFβ), продуцируемые ЛГ-стимулированными клетками теки, повышают чувствительность фолликулярных клеток к ФСГ; инсулиноподобные факторы роста IGFs, ингибин, активин, фоллистатин, синтезируемые фолликулярными клетками, могут повысить чувствительность клеток теки к ЛГ.

Доминантный вторичный фолликул (антральный, полостной) имеет полость, заполненную фолликулярной жидкостью (продукт деятельности фолликулярных клеток и васкуляризированной теки), и оболочку — теку (рис. 2.3). Внутренняя часть теки богато кровоснабжена, ее клетки синтезируют андрогены, главным образом, андростенедион. Во время фолликулярной фазы яичник обеспечивает 30 % андростенедиона в периферической крови, а надпочечник — остальные 70 %. В середине цикла вклад яичника составляет около 60 % из-за увеличения синтеза и секреции стероидов-предшественников

26