Роль ЛГ в стимуляции яичников.

ДИСКУССИЯ 

Роль ЛГ в стимуляции яичников.

Введение

На фармакологию стимуляции яичников оказала влияние теория двух клеток, двух гонадотропинов (Fevold, 1941; Short, 1962), и поэтому исторически сложилось, что протоколы стимуляции яичников включали как ЛГ, так и ФСГ с целью воссоздания нормальной физиологии фолликулогенеза.  Различия во взглядах на роль ЛГ при стимуляции яичников, а также доступность человеческого  рекомбинантного ФСГ (рФСГ) и антагонистов гонадотропин-рилизинг гормонов (Гн-РГ) привели к   расхождениям в лечебных подходах  при стимуляции яичников. В настоящее время многие протоколы стимуляции овуляции проводятся без биоактивности ЛГ. Необходимость добавления и количество ЛГ для оптимальной стимуляции яичников является предметом обсуждений. Было проведено несколько исследований (Zelinski-Wooten et al., 1995; Vendola et al., 1998), которые более ясно помогли понять действие андрогенов, эстрогенов, гонадотропинов и инсулина на уровне развития фолликула и созревания ооцита, что позволило избежать гипотетического подхода и пересмотреть историческую теорию двух клеток, двух гонадотропинов. Рекомбинантные гонадотропины дают клиницистам уникальную возможность подстраивать протоколы стимуляции яичников в соответствии с историей болезни пациентки с целью, как увеличения количества получаемых ооцитов, так и улучшения их качества. Действительно, если андрогены не приводят к атрезии фолликула, если наличие ЛГ напрямую оказывает влияние на качество ооцитов или развитие эмбриона и если избыточные концентрации ЛГ оказывают повреждающее воздействие только на клетки гранулезы при синдроме поликистозных яичников (СПКЯ), тогда добавление ЛГ к протоколам стимуляции яичников может оказывать положительное влияние. Клинические исследования, в которых проводились сравнения препаратов, содержащих активность ЛГ с чистыми препаратами ФСГ, имели целью оценить частоту наступления беременности, количество полученных ооцитов и процент отмены циклов. Однако для оценки значимости ЛГ в протоколах стимуляции яичников конечной целью исследования должно, вероятно, быть и качество ооцитов, частота оплодотворения, скорость роста эмбриона  и его качество, частота имплантации, выживаемость эмбрионов после криоконсервации и, вероятно, формирование бластоцисты. Является ли необходимым добавление ЛГ или оно только предпочтительно в процессе стимуляции яичников было темой продолжающихся дебатов  (Filicori, 1999).

Физиология и действие ЛГ

Стероидогенез: что если андрогены стимулируют рост фолликула?

Хорошо известна роль ЛГ как в яичниковом стероидогенезе, так и при овуляции. Так как нормальная овуляция невозможна без ЛГ (Weiss et al., 1992; Latronico et al., 1996; Toledo et al., 1996), точная роль ЛГ при фолликулогенезе и созревании ооцита недостаточно ясна. Клетки теки (ТК) постоянно экспрессируют рецепторы ЛГ, а ЛГ стимулирует продукцию субстратов андрогенов клетками теки начиная с фетального периода и до менопаузы (Adashi, 1996; Gougeon, 1996). Клетки гранулезы (ГК) приобретают собственные рецепторы ЛГ в средней-поздней фолликулярной фазе под влиянием ФСГ  (Erickson et al., 1979). На этой стадии ФСГ и ЛГ действуют в синергизме для поддержки развития фолликула, увеличивают активность ароматазы в  ГК и ингибируют продукцию, а также подготовку фолликула и ооцита к пику ЛГ в середине цикла.
Андрогены являются субстратом для синтеза эстрогенов в ГК в процессе ароматизации, но также они оказывают и аутокринное/паракринное влияние. Считалось, что андрогены принимают участие в атрезии фолликула и апоптозе ГК из-за их действия в мышиных яичниках  (Billig et al., 1993). Однако недавние исследования свидетельствуют о том, что они могут действовать как факторы роста в преантральных и малых антральных фолликулах приматов  (Vendola et al., 1998). Эти исследования свидетельствуют о том, что андрогены, являясь предшественниками синтеза эстрогенов в ГК, оказывают также трофическое действие на развитие фолликулов у приматов. Те же авторы обнаружили, что терапия ФСГ значительно увеличивает экспрессию андрогеновых рецепторов в первичных фолликулах, способствуя формированию положительного механизма, посредством которого ФСГ стимулирует развитие фолликула на ранних стадиях (Weil et al., 1999). Таким образом, андрогены не только не способствуют атрезии фолликулов у приматов, но, похоже, что они действуют синергично с ФСГ и стимулируют рост фолликула и стероидогенез.      

Отсутствие ЛГ у человека: эксперименты природы

Несколько клинических ситуаций, где ЛГ либо отсутствует, либо полностью неактивен, предоставляют необходимые данные для нашего понимания роли ЛГ в развитии фолликула. При синдроме Каллмана женщины находятся в глубоком гипогонадотропном состоянии, а развитие фолликула можно стимулировать экзогенным введением гонадотропинов.  Введение таким пациенткам только очищенного или рекомбинантного ФСГ способствует развитию множества фолликулов, но при этом отмечаются неадекватные концентрации эстрадиола. В некоторых исследованиях было отмечено меньшее количество преовуляторных фолликулов по сравнению с пациентками, получавшими комбинацию ФСГ и ЛГ (Shoham et al., 1991), тогда как другие исследователи не отметили никаких различий (Balasch et al., 1995).  Введение ФСГ без ЛГ пациенткам с гипогонадотропным гипогонадизмом приводит к меньшим концентрациям эстрадиола в плазме, нормальным концентрациям ингибина, снижению толщины эндометрия, снижению частоты овуляции, частоты оплодотворения и меньшему количеству криоконсервированных эмбрионов по сравнению с пациентками, получавшими ЧМГ   (Shoham et al., 1991; Schoot et al., 1994; Balasch et al., 1995; Kousta et al., 1996). Более значимо не отмечено наступления беременности у тех женщин, которые получали только ФСГ для стимуляции яичников, несмотря на добавление эстрадиола  (Hull et al., 1994; Balasch et al., 1995). Некоторые различия в результатах исследований, представленных выше, можно объяснить гетерогенностью синдрома гипогонадотропного гипогонадизма, а также возможной персистенцией секреции эндогенного ЛГ.
В той же степени у женщин с первичной аменореей и бесплодием из-за гомозиготной инактивации мутации гена рецептора ЛГ отмечаются низкие концентрации эстрадиола, хотя при гистологическом исследовании яичников находят все стадии развития фолликула вплоть до больших антральных фолликулов  (Latronico et al., 1996; Toledo et al., 1996).
Прием антагонистов Гн-РГ в высоких дозах может имитировать естественный дефицит ЛГ.  В eвропейском исследовании  по подбору  дозы Ганиреликса (European Ganirelix Multicentre Dose-Finding Study) прием антагонистов Гн-РГ в максимальной дозе (2 мг ежедневно) в процессе стимуляции яичников рФСГ приводил к глубокой супрессии гонадотропинов, снижению концентрации эстрадиола и укорочению фолликулярной фазы. Эти изменения сопровождались низкой частотой имплантации (1,5%) и наступления беременности (3,8%) и более высокой частотой выкидыша (13%)  (Ganirelix Dose-Finding Study Group, 1998). Интересно, что такие несоизмеримые результаты отмечены даже в шести различных группах по дозе с похожим числом антральных фолликулов, полученных ооцитов, частоте оплодотворения и количеству эмбрионов, пригодных для переноса.

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что:

• развитие фолликула по крайней мере до преовуляторной стадии, может происходить и без высоких концентраций эстрадиола и при отсутствии значимой биоактивности ЛГ в фолликулярную фазу;

• глубокая супрессия ЛГ и последующее снижение концентрации стероидов может оказывать влияние на созревание ооцита и/или развитие эндометрия. 

Влияние эстрогенов

Общей характеристикой «экспериментов природы», которые рассматривались выше, при которых отсутствует активность ЛГ, является очень низкая концентрация эстрадиола после введения ФСГ. Значимым экстрагонадным эффектом повышения концентрации эстрогенов в фолликулярную фазу является рост эндометрия, адекватная шеечная слизь и подготовка гипофиза к пику в середине цикла  (Shoham et al., 1995). Все больше данных о том, что на уровне яичника эстрогены также действуют как паракринно, так и аутокринно на растущий фолликул и ооцит (Wu et al., 1993, Kuiper et al., 1996, Couse et al., 1997; Enmark et al., 1997).
 

Естественные энзимные дефекты в биосинтезе эстрадиола

Роль эстрогенов в развитии фолликула и созревании ооцита не до конца ясна. Было опубликовано три случая множественного развития фолликулов при экзогенном введении гонадотропинов у женщин с врожденной энзимной недостаточностью пути синтеза эстрогенов: недостаточностью 17α-гидроксилазы  (Rabinovici et al., 1989; Meirow et al., 1996), недостаточностью 17-20 десмолазы (Pellicer et al., 1991). Несмотря на видимый нормальный фолликулогенез, получение ооцитов и оплодотворение, не было отмечено ни одной беременности при введении экзогенных гонадотропинов у подобных пациенток. В одном из случаев (Rabinovici et al., 1989) два оплодотворенных эмбриона остановились в развитии на стадии 7 бластомеров через 75 часов после пункции  фолликулов. В ГК таких пациенток отмечено снижение способности к ароматизации экзогенных андрогенов, что может быть связано с недостаточностью эстрадиола или андрогенов в фолликулярном окружении (Meirow et al., 1996).
Были представлены случаи двух пациенток, не являвшихся родственниками, с мутацией гена ароматазы CYP19, приведшей к полному отсутствию ароматазной активности. У обеих пациенток отмечено наличие больших яичниковых кист, напоминавших фенотип СПКЯ, что свидетельствует о том, что рост антральных фолликулов может быть и при отсутствии внутрияичникового биосинтеза эстрогенов  (Conte et al., 1994; Morishima et al., 1995).

Исследования на модели нечеловекообразных обезьян

Изучение приматов предоставляет значимую информацию о роли эстрогенов в созревании ооцитов и их оплодотворяемости. Введение макакам in vivo ингибиторов ароматазы при стимуляции гонадотропинами приводило к снижению на 84% концентрации циркулирующего эстрадиола, но не нарушало созревания фолликула и преовуляторных механизмов  (Zelinski-Wooten et al., 1993). Однако ооциты, подвергшиеся внутрифолликулярно высоким соотношениям андрогены: эстрадиол либо не возобновляли мейоз, либо подвергались дегенерации. Таким образом, высокие соотношения андрогены: эстрадиол во внутрифолликулярном окружении, похоже, нарушают нормальное созревание ядра у макак, что также предполагалось и у женщин  (McNatty et al., 1979).  Во втором эксперименте те же исследователи вводили ингибитор 3β-гидроксистероид дегидрогеназы (3β-ГСД) взрослым самкам макак резус, которые стимулировались очищенным человеческим ФСГ и ЧМГ  (Zelinski-Wooten et al., 1994). В результате концентрации эстрадила составляли 7% от контроля на протяжении фолликулярной фазы. Рост фолликула и созревание ядра ооцита не нарушались гипоэстрогенным окружением. Тем не менее ингибирование 3β-ГСД препятствовало оплодотворению зрелых ооцитов метафазы II (15%) и метафазы I in-vitro созревших ооцитов (31%) по сравнению с группой контроля.  Эти данные свидетельствуют о том, что для достижения ооцитом способности к оплодотворению необходимы эстрогены. Наконец, та же команда изучала способность эмбрионов к развитию, аспирированных у макак, получавших антагонисты Гн-РГ и стимуляцию человеческим рФСГ в виде монотерапии или в комбинации с человеческим рекомбинантным ЛГ (рЛГ) (Weston et al., 1996).  Рост фолликула и его созревание происходили нормально при приеме одного экзогенного рФСГ.  Тогда как рост множества фолликулов требовал более длительного времени при стимуляции только рФСГ, общее количество фолликулов не отличалось при наличии или отсутствии рЛГ; в группе только рФСГ больше ооцитов завершили мейоз к метафазе II и оплодотворились (89 и 52% в комбинированной группе). Получившиеся 127 эмбрионов были криоконсервированы для последующей оценки. Отмечено достоверное различие в выживаемости эмбринов после размораживания (56 и 78%) и частота развития бластоцист в культуре между эмбрионами в группах только рФСГ и рФСГ+рЛГ. Беременности наступали в обеих группах, одна беременность из восьми в группе рФСГ, две из трех в сочетанной группе. Таким образом, похоже, что ФСГ сам по себе может обеспечить адекватный гаметогенез для получения эмбрионов; однако воздействия ЛГ (и последующий синтез эстрадиола) могут улучшать качество эмбриона после разморозки и повышать частоту дробления.  Выживаемость после криоконсервации может быть значимым маркером интегрированности цитоплазмы эмбриона и мембранного компонента. Высокая частота оплодотворения, похоже, указывает на то, что адекватное созревание ядра может отмечаться и при лечении только рФСГ. При достижении адекватных условий культивирования частота формирования бластоцист также может быть надежным индикатором жизнеспособности эмбриона. Похоже, что скорость развития также выше, если фолликулы подвергались воздействию ЛГ с самого начала протокола стимуляции, а не на более поздних стадиях стимуляции  (Wolf et al., 1989). В данном исследовании отмеченные различия в частоте имплантации нельзя объяснить различиями в росте эндометрия, так как все эмбрионы были криоконсервированы, а затем переносились при одинаковых гормональных условиях.

Клиническое применение

Из физиологических и фундаментальных исследований, представленных выше, становится более понятным, что некоторая активность ЛГ необходима для оптимального созревания и развития системы фолликул-ооцит в процессе стимуляции овуляции. Это подтверждает и концепция «двух клеток, двух гонадотропинов», подчеркивая, что стимуляция тека клеток ЛГ и гранулезных клеток ФСГ гормонами ФСГ и ЛГ необходима для адекватного биосинтеза эстрадиола (Fevold, 1941), но, возможно, также и для оптимального созревания фолликул-ооцит.
Большинство доступных клинических исследований, в которых сравниваются  протоколы стимуляции ЧМГ с очищенным мочевым ФСГ у пациенток в протоколах с агонистами Гн-РГ в программе ЭКО, имеют некоторые ограничения, например, включение небольшого количества пациенток, нечеткие критерии включения, гетерогенность протоколов стимуляции, неправильная рандомизация и неполное описание статистических методов. Таким образом, в этих исследованиях не удалось установить необходимость включения ЛГ (в форме ЧМГ или рЛГ) в длинных протоколах с агонистами Гн-РГ.  Доступные в настоящее время результаты двух мета-анализов, похоже, не являются надежными, так как в них включены статистически неправильные исследования (Daya et al., 1995; Loumaye et al., 1997). В нашем обзоре литературы представлены некоторые полезные клинические исследования, в которых отражены важные различия в исходах между протоколами стимуляции  (Balasch et al., 1996; Fleming et al., 1996; Soderstrom-Anttila et al., 1996; Westergaard et al., 1996) (табл. 1 ).
Количество активности ЛГ, которое фактически необходимо для нормального развития фолликула и ооцита, в настоящее время неизвестно, но, вероятно, оно очень низкое, так как <1% рецепторов ЛГ в фолликулах необходимо связать для обеспечения нормального стероидогенеза (Catt and Dufau, 1977; Doerr, 1979; Chappel and Howles, 1991). В очень элегантном исследовании по подбору дозы Европейская группа по изучению рекомбинантного ЛГ сравнивала различные дозы рЛГ, которые добавлялись к рФСГ для индукции овуляции у 34 пациенток с гипогонадотропным гипогонадизмом (Recombinant Human LH Study Group, 1998). Пациентки, получавшие  две наибольшие дозы (75 и 225 МЕ/день рЛГ), имели достоверно большее количество больших фолликулов, а также более высокие показатели эстрадиола в пересчете на фолликул, чем в двух других группах (0 или 25 МЕ/день рЛГ). Беременности также отмечены только в группах с наибольшей дозой рЛГ, тогда как 11 циклов из 15 пришлось отменить из-за очень плохого ответа в двух других группах (табл. 2). Интересно, что уровень сывороточного ЛГ оставался ниже порога определения (1,0 МЕ/л) у всех, кроме трех пациенток, которые получали 225 МЕ/день рЛГ. Хотя, возможно,  существуют индивидуальные вариации в дозах ЛГ, необходимые для обеспечения нормального развития фолликула, у большинства пациенток, получавших 75 МЕ/день рЛГ, отмечен адекватный ответ при концентрациях  в сыворотке ЛГ ниже порога чувствительности. Таким образом, концентрации остаточного эндогенного ЛГ после адекватного подавления гипофиза агонистами Гн-РГ, несомненно, достаточны для достижения адекватного созревания фолликула в процессе стимуляции яичников очищенным человеческим мочевым ФСГ или рекомбинантным ФСГ. Тем не менее было высказано предположение о том, что десенситизация  агонистами Гн-РГ у некоторых нормогонадотропных женщин может приводить к глубокой супрессии концентрации ЛГ, нарушая адекватный синтез эстрадиола. Таким образом, в случаях, когда в протоколах стимуляции используется чистый или рекомбинантный ФСГ после десенситизации агонистами Гн-РГ, очень низкие концентрации сывороточного ЛГ могут отрицательно влиять на исходы программы ЭКО.  Возможно, что некоторым нормогонадотропным  женщинам после глубокого подавления агонистами Гн-РГ могут понадобиться ЛГ-содержащие препараты. В проспективном исследовании  Fleming изучал влияние глубокой супрессии ЛГ в фолликулярную фазу на концентрации сывороточного эстрадиола и качество ооцитов (табл.3) (Fleming et al., 1998).

Протоколы стимуляции с антагонистами Гн-РГ

Антагонисты Гн-РГ являются новыми эффективными препаратами для стимуляции яичников. Вводимые в фармакологических дозах, они способствуют быстрой, хотя и полностью обратимой конкурентной блокаде рецепторов на уровне гипофиза. В ранее цитированном исследовании по подбору дозы (Ganirelix Dose-Finding Study Group, 1998) наилучшие результаты были отмечены с дозировкой 0,25 мг/день начиная с 6 дня стимуляции (табл. 4). В этой группе отмечена не только наибольшая частота наступления беременности, но также и наименьшая частота выкидышей, тогда как количество полученных зрелых ооцитов было одинаковым во всех  группах. Интересно, что концентрации ЛГ определялись на протяжении всего периода стимуляции антагонистами (на уровне >1 МЕ/л) через 8 часов после инъекции ганиреликса. Эта остаточная активность ЛГ могла быть причиной относительно высоких концентраций эстрадиола (1160 пг/мл) в день введения ХГЧ, а также более высокой частоты прогрессирующей беременности и низкой частоты прерывания беременности.  Тем не менее необходимо отметить, что относительно небольшое количество пациенток в каждой группе (n = 60) не позволило сделать каких-либо достоверных статистических сравнений. Глубокая супрессия концентраций эндогенного ЛГ может потребовать введения препаратов ФСГ, обогащенных ЛГ.  Необходимы дальнейшие исследования для определения минимальных или оптимальных концентраций ЛГ или соотношения ФСГ/ЛГ для обеспечения идеальной стимуляции яичников для каждой пациентки. 

ЛГ и поликистозные яичники

В нескольких исследованиях был отмечен повреждающий эффект избыточных концентраций ЛГ у женщин с СПКЯ  (Chappel and Howles, 1991; Shoham et al., 1993). Стимуляция атрезии андрогенами под действием ЛГ, преждевременное возобновление мейотического созревания ооцита, нарушение взаимодействия ГК в яйценосном бугорке и нарушение созревания ооцита – вот некоторые механизмы, которыми, как считается, объясняется плохое качество ооцита и эмбриона, а также снижение частоты оплодотворения, наблюдаемые у пациенток с СПКЯ.  Однако введение ЧМГ пациенткам с СПКЯ с или без подавления агонистами Гн-РГ не приводит к значимому повышению концентрации ЛГ  (Sagle et al., 1991; Filicori et al., 1988). Содержание ЛГ в препаратах ЧМГ такое же, как и ФСГ, но период полураспада ЛГ значительно короче, чем у ФСГ, даже если некоторые препараты ЧМГ фактически содержат ХГЧ. Хотя экзогенный ФСГ присутствует через 24 часа после введения, ЛГ к этому времени полностью выводится  (Yen et al., 1968). Таким образом, ежедневные концентрации ЛГ остаются низкими в течение стимуляции ЧМГ, тогда как экзогенно вводимый ФСГ аккумулируется под действием супрессии агонистами Гн-РГ  (Filicori, 1999).
Исследования культуры ГК у пациенток с СПКЯ свидетельствуют о том, что влияние ЛГ значительно усиливается при наличии инсулина (Willis et al., 1996). Когда ГК преинкубировались с инсулином, базальный и ЛГ-индуцированный синтез стероидов достоверно увеличивался. Таким образом, гиперинсулинемия, часто отмечаемая у пациенток с СПКЯ, усиливает действие концентраций ЛГ на яичники, который уже и так может быть повышен у таких женщин путем повышения ответа ГК на действие ЛГ. Действительно, влияние ЛГ на созревающие  фолликулы  при СПКЯ схоже с действием ЛГ во время пика (Willis et al., 1996). Более того, тогда как ГК обычно нормально отвечают на ЛГ, при достижении фолликула 9-10 мм в диаметре, ГК у ановуляторных женщин с СПКЯ преждевременно отвечают на ЛГ в меньших фолликулах диаметром 4 мм  (Willis et al., 1998).
В заключениe, сам по себе ЛГ, не оказывает негативного воздействия на нормальные ГК. Гипотетитески повреждающий эффект высоких концентраций ЛГ, наблюдаемый у пациенток с СПКЯ, похоже, связан с сопутствующей гиперинсулинемией (и/или инсулинрезистентностью).   
 

Выводы

• нет достоверных клинических исследований, что ЛГ, содержащийся в препаратах для стимуляции овуляции, отрицательно влияет на результаты программы ЭКО;

• возможно, что у некоторых нормогонадотропных женщин наступает глубокая супрессия при стандартном подавлении агонистами Гн-РГ, и таким женщинам может потребоваться дополнительное  введение ЛГ к протоколам стимуляции

• так как не существует надежных методов по стоимости-эффективности для определения группы женщин, которым необходимо дополнительное введение ЛГ, представляется практичным постоянно добавлять ЛГ к протоколам стимуляции яичников;

• необходима разработка новых стратегий стимуляции яичников, сочетающих очищенный или рФСГ (с оптимальным профилем изоформ) и рекомбинантный ЛГ, ЧМГ или ХГЧ в различных количествах, индивидуально подобранных для пациенток

                               
Рисунок 1.  Теория двух клеток, двух гонадотропинов. E2 = эстрадиол

(Х) Холестерин, (А) андрогены, (Э) эстрогены
ЛГ, тека-клетки,  гранулезные клетки, ароматаза, ФСГ, ЛГ
Преантральный, антральный, доминантный, преовуляторный
Селекция, ранняя доминантная стадия, поздняя доминантная стадия – финальное созревание
Рост и выборка; ранняя фолликулярная фаза, средняя фолликулярная фаза, поздняя фолликулярная фаза
    
Webtrack, July 27, 2000

Новый комментарий