Физиология репродуктивной системы. Уровни регуляции.
Репродуктивная система человека - это функциональная саморегулирующаяся система, гибко приспосабливающаяся к изменению состояния внешней среды и самого организма.
Репродуктивная функция женщины сопряжена с беременностью и родами. Беременность может наступить только после созревания системы репродукции, которая включает в себя яичники и матку, а также регулирующие их деятельность механизмы нейрогуморально-гормональной системы.
Репродуктивный, или детородный, период — один из самых длительных в жизни женщины. В связи с состоянием репродуктивной системы различают: внутриутробный период; период новорожденности (до 1 года); детства (до 7—8 лет); полового созревания — препубертатный (до 14 лет) и пубертатный (до 17 лет); детородный, или репродуктивный (до 40—45 лет). Далее наступает последняя менструация — менопауза (menos — месяц, pauses —окончание), а затем следует постменопауза, связанная с постепенным увяданием организма. 2-3 года до менопаузы (пременопауза) и 2 года после нее (ранняя постменопауза) называют периодом перименопаузы. Пременопауза представляет собой переходный период, который ранее назывался климактерическим. В это время постепенно угасает функция яичников, наблюдается дисбаланс гормонов, участвующих в регуляции репродуктивной функции.
|
|
Выделение этих периодов жизни женщины в определенной мере условно, так как индивидуальные колебания чрезвычайно велики. Большое значение имеют национальность, условия жизни, особенности климата. Так, в южных районах препубертатный и пубертатный периоды, а также менопауза у женщин наступают раньше.
В физиологии общепринятым является принцип гомеостаза, сформулированный Клодом Бернаром. Согласно этому принципу, любой из показателей обмена веществ должен находиться в определенных и достаточно узких пределах, чтобы оставаться совместимым с жизнью. Примерами служат константы кислотно-основного состояния организма и газовый состав крови, функция эндокринных желез и обмен глюкозы и т.д.
Однако, изучая функционирование женской репродуктивной системы, всегда следует помнить, что ей свойственны постоянная изменчивость, цикличность протекающих процессов, а ее равновесие необычайно подвижно. Более того, в организме женщины циклически меняется не только состояние органов гипоталамо-гипофизарно-яичниковой оси и органов-мишеней, но и функция эндокринных желез, вегетативная регуляция, водно-солевой обмен и др. В целом почти все системы органов женщины претерпевают более или менее глубокие изменения в связи с менструальным циклом.
|
|
В регуляции репродуктивной системы выделяют пять уровней, которые действуют по принципу прямой и обратной связи благодаря наличию во всех звеньях цепи рецепторов к половым и гонадотропным гормонам.
Первым (высшим) уровнем регуляции репродуктивной системы являются кора головного мозга, гипоталамус и экстрагипоталамические церебральные структуры, лимбическая система, гиппокамп, миндалевидное тело.
О роли ЦНС в регуляции менструального цикла было известно до выделения гормонов и нейросекретов. Наблюдали прекращение менструаций при стрессах, при очень большом желании иметь беременность или при боязни забеременеть у женщин с неустойчивой психикой. В настоящее время в коре головного мозга, в гипоталамусе и экстрагипоталамических структурах выявлены специфические рецепторы к половым гормонам. Кроме того, в ответ на внешние и внутренние раздражители в коре и подкорковых структурах происходят синтез и выделение нейротрансмиттеров и нейропептидов, которые влияют прежде всего на гипоталамус, способствуя синтезу и выделению рилизинг-гормона.
Корой головного мозга выделяются эндогенные опиодные пептиды (ЭОП): энкефалины, эндорфины и динорфины. Эти субстанции обнаруживаются не только в различных структурах мозга и вегетативной нервной системы, но и в печени, легких, поджелудочной железе и других органах, а также в некоторых биологических жидкостях (плазма крови, содержимое фолликула). По современным представлениям, ЭОП оказывают воздействие на гипоталамус.
К важнейшим нейротрансмиттерам, т.е. веществам-передатчикам, относятся норадреналин, дофамин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), ацетилхолин, серотонин и мелатонин.
Церебральные нейротрансмиттеры регулируют выработку гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ); норадреналин, ацетилхолин и ГАМК стимулируют их выброс, а дофамин и серотонин оказывают противоположное действие.
Нейропептиды (эндогенные опоидные пептиды, кортикотропин-рилизинг фактор и галанин) также влияют на функцию гипоталамуса и на сбалансированность функционирования всех звеньев репродуктивной системы.
Вторым уровнем регуляции репродуктивной системы является гипоталамус, в котором секретируются стимулирующие (либерины) и блокирующие (статины) нейрогормоны. Клетки, которые выделяют нейрогормоны, обладают свойствами как нейронов, так и эндокринных желез.
Гипоталамус секретирует ГнРГ, содержащие фолликулостимулирующий (РГФСГ — фоллиберин) и лютеинизирующий (РГЛГ — люлиберин) гормоны, которые воздействуют на гипофиз.
Рилизинг-гормон ЛГ (РГЛГ - люлиберин) выделен, синтезирован и подробно описан. Выделить и синтезировать рилизинг-фолликулостимулирующий гормон до настоящего времени не удалось.
Секреция ГнРГ генетически запрограммирована и носит пульсирующий (цирхоральный) характер: пики усиленной секреции гормона продолжительностью несколько минут сменяются 1-3-часовыми интервалами относительно низкой секреторной активности. Частота и амплитуда секреции ГнРГ в преовуляторный период на фоне максимального выделения эстрадиола значительно больше, чем в раннюю фолликулярную и лютеиновую фазы.
Деятельность гипоталамуса тесно связана с функцией гипофиза.
К третьему уровню регуляции относится передняя доля гипофиза (аде- ногипофиз), в котором синтезируются фолликулостимулирующий гормон, или фоллитропин (ФСГ); лютеинезирующий, или лютропин (ЛГ); пролактин (ПрЛ); адренокортикотропный (АКТГ); соматотропный (СТГ); тиреотропный или тиролиберин (ТТГ); ФСГ, ЛГ, ПрЛ воздействуют на яичник. ПрЛ стимулирует рост молочных желез и лактацию, контролирует секрецию прогестерона желтым телом путем активации образования в них рецепторов к ЛГ.
|
|
Синтез ПрЛ аденогипофизом находится под тоническим блокирующим контролем дофамина, или пролактинингибирующего фактора. Ингибиция синтеза ПрЛ прекращается во время беременности, лактации. Основным стимулятором синтеза ПрЛ является ТТГ, синтезируемый в гипоталамусе.
Остальные гормоны гипофиза влияют на соответствующие их названию железы внутренней секреции. Только при сбалансированном выделении каждого из гомонов гипофиза возможна нормальная функция репродуктивной системы.
К четвертому уровню регуляции репродуктивной функции относятся периферические эндокринные органы (яичники, надпочечники, щитовидная железа). Основная роль принадлежит яичникам, а другие железы выполняют собственные специфические функции, одновременно поддерживая нормальное функционирование репродуктивной системы.
Пятый уровень регуляции репродуктивной функции составляют чувствительные к колебаниям уровней половых стероидов внутренние и внешние отделы репродуктивной системы (матка, маточные трубы, слизистая оболочка влагалища), а также молочные железы. Наиболее выраженные циклические изменения происходят в эндометрии.
Цикличность системы, регулирующей репродуктивную функцию, определяется прямой и обратной связью между отдельными звеньями. Так, ФСГ, благодаря рецепторам в фолликулярных клетках яичника, стимулирует выработку эстрогенов (прямая связь). Эстрогены, накапливаясь в большом количестве, блокируют выработку ФСГ (обратная связь).
Во взаимодействии звеньев репродуктивной системы различают «длинную», «короткую» и «ультракороткую» петли. «Длинная» петля - воздействие через рецепторы гипоталамо-гипофизарной системы на выработку половых гормонов. «Короткая» петля определяет связь между гипофизом и гипоталамусом, «ультракороткая» петля — связь между гипоталамусом и нервными клетками, которые осуществляют локальную регуляцию с помощью нейротрансмиттеров, нейропептидов, нейромодуляторов и электрических стимулов.
Эта система, регулирующая репродуктивную функцию организма определяет двухфазные изменения в яичниках, матке и во всем организме женшины.
|
|
Отражением зрелости репродуктивной системы является установление менструального цикла.
МЕНСТРУАЛЬНЫЙ ЦИКЛ
Менструальный цикл подразумевает циклически повторяющиеся изменения во всем организме женщины, преимущественно в репродуктивной системе, внешним проявлением которых служат кровяные выделения из половых органов — менструации. На протяжении менструального цикла в яичниках происходит созревание яйцеклетки, а в случае оплодотворения — имплантация зародыша в подготовленную слизистую оболочку матки.
Менструации — повторяющиеся с определенным интервалом кровяные выделения из половых путей в течение репродуктивного периода. В норме менструации отсутствуют во время беременности и лактации.
Первая менструация (менархе) наступает в 10—12 лет до созревания яйцеклетки или она может быть следствием созревания ее. Следовательно, половой акт, произошедший до первой менструации, может привести к беременности. После менархе менструации либо сразу становятся регулярными, либо в течение 1—1,5 лет наступают через 2-3 мес и только по прошествии этого времени становятся регулярными.
Появление менструаций еще не свидетельствует о готовности организма к вынашиванию беременности. Если беременность наступила до 17 лет, то беременных относят к категории «юных» первородящих. Считают, что «юные первородящие» ни в физическом, ни тем более в психологическом плане не готовы к рождению и воспитанию ребенка. Женский организм полностью готов к родам в возрасте 17—18 лет.
Большинство акушеров 1-й день менструации принимают за 1-й день менструального цикла.
Продолжительность менструального цикла у 60% женщин составляет 28 дней. Эту величину принимают за основную, по отношению к ней принято рассчитывать длительность отдельных фаз цикла. Однако эта величина в норме может колебаться 28±7 дней (от 21 до 35 дней). Длительность менструации 3—7 дней, кровопотеря составляет 40-60 мл.
Созревание яйцеклетки в яичнике и секреторные преобразования эндометрия отражают циклические изменения в организме женщины — менструальный цикл, они и предопределяют возможность наступления беременности.
ЯИЧНИКИ
Менструальный цикл имеет две четкие фазы; 1-я фаза - фолликулиновая, 2-я — лютеиновая. В 1-ю фазу происходят рост фолликула (фолликулогенез) и созревание яйцеклетки, что приводит к овуляции — нарушению целостности фолликула и попаданию яйцеклетки в брюшную полость, во 2-ю, лютеиновую, фазу на месте разорвавшегося фолликула образуется желтое тело.
При рождении в яичниках девочки находится примерно 2 млн при- мордиальных фолликулов. Их основная масса претерпевает атретические изменения в течение всей жизни, и только очень небольшая часть проходит полный цикл развития от примордиального до зрелого с образованием в последуюшем желтого тела. Ко времени менархе в яичниках содержится 200—400 тыс. примордиальных фолликулов. На протяжении одного менструального цикла развивается, как правило, только один фолликул с яйцеклеткой. Созревание большего числа фолликулов способствует многоплодной беременности.
В фолликулогенезе различают образование примордиального фолликула, преантрального, антрального, доминантного.
Примордиальный фолликул представляет собой незрелую яйцеклетку, окруженную фолликулярным и гранулезным (зернистым) эпителием. Снаружи фолликула имеются соединительные тека-клетки вытянутой формы. В течение менструального цикла от 3 до 30 примордиальных фолликулов преобразуются в преантральные.
Преантральный, или первичный, фолликул больше примордиального из- запролиферации гранулезного слоя. Яйцеклетка несколько увеличена и окружена блестящей оболочкой — zona pellicida.
Гранулезные клетки антрального, или вторичного, фолликула увеличиваются и продуцируют фолликулярную жидкость, которая, накапливаясь, образует полость яйцеклетки.
Доминантный (преовуляторный) фолликул выделяется к 8-му дню цикла из антральных фолликулов. Он самый крупный, диаметром до 20 мм. Доминантный фолликул имеет богато васкуляризированный слой гранулезных клеток и тека-клеток. Наряду с ростом доминантного фолликула созревает яйцеклетка (ооцит), в которой происходит мейоз. Образование доминантного фолликула сопровождается обратным развитием, или атрезией, остальных вступивших в развитие (рекрутированных) фолликулов.
Овуляция — разрыв созревшего доминантного фолликула и выход из него в брюшную полость яйцеклетки. Овуляция сопровождается кровотечением из разрушенных капилляров. После выхода яйцеклетки в полость фолликула быстро врастают образующиеся капилляры. Гранулезные клетки подвергаются лютеинизации: в них увеличивается объем цитоплазмы и появляютсялипидные включения — образуется желтое тело.
Желтое тело — транзиторное гормонально-активное образование, которое вне зависимости от продолжительности менструального цикла функционирует в течение 14 дней. Если беременность не наступает, то желтое тело регрессирует, если же происходит оплодотворение, то оно прогрессирует и достигает своего апогея.
Рост, созревание фолликула и образование желтого тела сопровождаются продуцированием половых гормонов как гранулезными клетками фолликула, так и тека-клетками.
К половым стероидным гормонам яичника относятся эстрогены, прогестерон и андрогены. 90% этих гормонов находится в связанном состоянии, оставшиеся 10% дают биологический эффект.
Эстрогены подразделяются на три фракции различной активности: эстрадиол, эстриол, эстрон. Наиболее активен эстрадиол, наименее — эстрон. Количество половых гормонов меняется на протяжении менструального цикла, что определяется активностью гранулезных клеток. По мере роста фолликула увеличивается синтез всех половых гомонов, но преимущественно эстрогенов. В период от овуляции до начала менструации к эстрогенам присоединяется прогестерон, выделяемый клетками желтого тела. Андрогены выделяются в яичнике межуточными клетками и тека-клетками, их уровень на протяжении менструального цикла не меняется.
Таким образом, в фазу созревания фолликула происходит преимущественно секреция эстрогенов, в фазу образования желтого тела — прогестерона. Половые гормоны, синтезируемые яичниками, влияют на ткани- и органы-мишени, содержащие рецепторы к ним: это половые органы (матка, молочные железы), губчатое вещество костей, мозг, эндотелий и гладкие мышечные клетки сосудов, миокард, кожа и ее придатки (волосяные фолликулы и сальные железы) и др.
В коже под влиянием эстрадиола и тестостерона активируется синтез коллагена, что способствует поддержанию ее эластичности. Повышенная сальность, акне, фолликулиты, пористость и избыточное оволосение ассоциируются с усилением воздействия андрогенов.
В костях эстрогены, прогестерон и андрогены поддерживают нормальное ремоделирование, предупреждая костную резорбцию.
Баланс эстрогенов и андрогенов предопределяет как активность метаболизма, так и распределение жировой ткани в организме.
Половые стероиды (прогестерон) заметно модулируют работу гипотала- мического центра терморегуляции.
С рецепторами к половым стероидам в ЦНС, в структурах гиппокампа, регулирующих эмоциональную сферу, а также в центрах, контролирующих вегетативные функции, связывают феномен «менструальной волны» в дни, предшествующие менструации. Этот феномен проявляется разбалансировкой процессов активации и торможения в коре мозга, колебаниями тонуса симпатической и парасимпатической систем (особенно заметно влияющих на функционирование сердечно-сосудистой системы), а внешне проявляется изменением настроения и некоторой раздражительностью. У здоровых женщин эти изменения, однако, не выходят за физиологические границы.
Помимо стероидных гормонов, яичники выделяют и другие биологически активные соединения: простагландины, окситоцин, вазопрессин, релаксин, эпидермальный фактор роста (ЭФР), инсулиноподобные факторы роста (ИПФР-1 и ИПФР-2).
Полагают, что факторы роста способствуют пролиферации клеток гранулезы, росту и созреванию фолликула, селекции доминирующего фолликула.
В процессе овуляции определенную роль играют простагландины F2α и E2, а также содержащиеся в фолликулярной жидкости протеолитические ферменты, коллагеназа, окситоцин, релаксин. Овуляция тесно связана с увеличением (пиком) эстрогенов.
Циклическая секреция половых гормонов (эстрогены, прогестерон) приводит к двухфазным изменениям эндометрия, направленным на восприятие оплодотворенного плодного яйца.