В течение многих десятилетий продолжаются исследования процесса овуляции, но по-прежнему остаются вопросы. При достижении пика лютеинизирующего гормона (ЛГ) в зрелом фолликуле происходят следующие физиологические процессы: в ооците возобновляется мейоз, комплекс ооцит—кумулюс (КОК) отрывается от клеточной стенки и после деградации последней выходит за пределы яичника. Одновременно в клетках гранулезы происходит лютеинизация (превращение фолликула в желтое тело). Многие аспекты этого сложного процесса оставались непонятными. Например, отсутствие активных рецепторов к ЛГ на поверхности ооцита и клеток кумулюса делало неясным пусковой механизм возобновления мейоза. Кроме того, долгое время не могли обнаружить фермент, растворяющий при овуляции клеточную стенку фолликула. Теория о повышении давления в фолликуле во время овуляции оказалась неверной. Показано, что извлечение КОК из антрального фолликула размером 7—10 мм и более может вызвать возобновление мейоза, и метод созревания ооцита in vitro (in vitro maturation — IVM) начали использовать в клинической практике [1]. Обширные молекулярно-биологические исследования позволили получить новые данные, касающиеся этого важнейшего события в репродуктивной функции человека.

Овуляция — сложный физиологический процесс, который включает созревание ооцита, выход ооцита из фолликула и формирование желтого тела. Два последних этапа связаны в основном с клетками гранулезы и выраженными в них изменениями экспрессии генов.

Созревание ооцита состоит из нескольких этапов. Во-первых, продолжается мейоз от стадии диктиотены профазы первого деления до стадии метафазы второго деления. Во-вторых, происходят морфологические изменения в ооците — исчезновение герминативного везикула, конденсация хромосом, формирование первого веретена мейотического деления, завершение первого деления с выходом первого полярного тела и формирование второго веретена деления. В-третьих, в ооците происходит сложный каскад биохимических изменений (рис. 1)

До овуляции в яичнике человека ооциты находятся в стадии профазы первого деления мейоза, что соответствует фазе G2 клеточного цикла. У млекопитающих переход из стадии G2 к стадии М и соответственно возобновление мейоза могут осуществляться спонтанно после удаления ооцита из фолликула, достигшего определенного размера. В качестве агента, предотвращающего вхождение ооцита в продолжение мейоза, современная наука рассматривает циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) в высокой концентрации, который проникает в ооцит из клеток прилежащей гранулезы и кумулюса через щелевые контакты, образующиеся при участии коннексина-43 (белка щелевого контакта α-1, Сn43). Этот уровень поддерживается также путем стимуляции аденилатциклазы (АС) через клеточный рецептор GPR3 неизвестным лигандом (рис. 2)

Высокий уровень цАМФ в ооците млекопитающих и человека поддерживает регуляцию протеинкиназы, А (РКА) и специфических для ооцита регуляторов этого фермента, «зацепляющих» протеинкиназу, А протеинов, — proteinkinase A anchoring proteins (AKAPs). В свою очередь высокий уровень протеинкиназы, А блокирует синтез регулятора клеточного цикла циклина В1, а также активацию комплекса циклин В1 и киназы p34cdc2. Этот комплекс называется «мейозинициирующий фактор» (MPF) или фактор, инициирующий М-фазу. До начала процесса возобновления мейоза этот комплекс находится в неактивной форме (pre-MPF). При снижении концентрации цАМФ во время овуляции, в процессе разрушения щелевых контактов между ооцитом и клетками гранулезы, происходят активация и увеличение числа копий молекул MPF под воздействием фермента фосфатазы cdc25. Активация MPF приводит к разрушению герминативного везикула, конденсации хромосом и формированию первого веретена деления мейоза, выделения первого полярного тела. MPF стимулирует также синтез Mos-фактора, который активирует митогенактивируемую протеинкиназу (MAPK). Она контролирует поздние этапы созревания ооцита, а также совместно с MPF переход ооцита к так называемой интерфазе, т. е. к остановке мейоза на стадии метафазы второго деления. Эта остановка продолжается до оплодотворения ооцита сперматозоидом (см. рис. 2).

В связи с развитием технологии IVM возник вопрос о размерах фолликула, при которых извлечение ооцита из фолликула может привести к успешному возобновлению мейоза. Все это заставило ученых искать факторы, которые могут влиять на способность ооцита к реинициации мейоза. Одним из таких факторов являются так называемые мейозактивирующие стеролы (MAS), которые вырабатываются в клетках гранулезы в ответ на действие гонадотропинов. MAS проникают в ооцит через щелевые контакты или паракринным путем. В ооците они действуют как кофакторы при активации MPF и, возможно, отвечают за готовность ооцита к возобновлению мейоза. В последние годы появились сообщения о способности к регуляции мейоза в фолликулах высших млекопитающих клеточно-специфическими фосфодиэстеразами (PDEs). Обнаружено несколько типов этих ферментов — PDE3A в ооците, а PDE4 — в клетках гранулезы. Высказано предположение, что PDE3A вызывает активацию MPF как фактор, способствующий падению концентрации цАМФ и РКА в ооците. Выяснено, что ингибиторы PDE3A вызывают подавление процесса созревания ооцита, в то время как ингибиторы PDE4 способствуют созреванию ооцитов в культуре в отсутствие стимулирующего действия гонадотропинов (рис. 3).

Не менее важные процессы происходят во время овуляции в других клетках овулирующего фолликула — в кумулюсе и пристеночной части гранулезы, в клетках теки и стромы яичника, а также в клетках эндотелия близлежащих сосудов.

Молекулярно-биологические исследования последних лет выявили основные процессы, происходящие в клетках гранулезы зрелого фолликула, после достижения пика Л.Г. Первый — это так называемая псевдовоспалительная реакция, сопровождающаяся экспрессией специфических генов, которая готовит фолликул к «выбросу» ооцита и формированию зрелого КОК. Она связана с регуляцией синтеза простагландинов. Второй процесс связан с переходом клеток гранулезы от продукции эстрадиола к продукции прогестерона и эстрадиола, и функцией желтого тела, а также с регуляцией генов стероидогенеза.

Несколько лет назад опубликованы работы, в которых описано изучение процесса овуляции и экспрессии специфических генов с применением метода дифференциального выделения генов. Исследование проведено на крысах. В качестве агента, вызывающего овуляцию, использован препарат хорионического гонадотропина человека (чХГ). Изучена экспрессия более 20 генов, играющих важную роль в овуляции, причем уровень экспрессии исследован в течение 72 ч с интервалом в несколько минут от момента введения чХГ до формирования полноценного желтого тела. Овуляция у крысы происходит через 12—14 ч после введения чХГ [5] (см. таблицу).

Для каждого фактора дана информация по времени экспрессии после овуляторного сигнала, а также приведены данные об экспрессии данного фактора у человека.

Первым геном, экспрессия которого повышается в клетках гранулезы после введения чХГ, является ALAS, кодирующий ген фермента синтетазы аминолевулиновой кислоты. Этот фермент играет важную роль в так называемом ответе острой фазы, специфической реакции, регулирующей синтез про- и противовоспалительных медиаторов. Экспрессия ALAS повышается через 30 мин после введения чХГ и достигает пика через час, после чего резко падает и достигает базального уровня ко времени овуляции. Далее незначительные уровни экспрессии определяются при формировании желтого тела [5]. У человека данный ген находится на хромосоме 3p21.1, и аналоги этого фермента принимают участие в синтезе гемоглобина. Роль ALAS в овуляторной функции у женщины не изучена. Однако в последние годы появились публикации, в которых функцию ALAS связывают с регуляцией у человека циркадных ритмов [6].

Вторым геном, экспрессия которого повышается в течение 30 мин после овуляторного пика, является ген Egr-1, который кодирует протеин-1 раннего ростового ответа (early growth response protein-1). Этот фактор транскрипции регулирует экспрессию более 100 генов, в том числе генов интерлейкина-1b и фактора некроза опухоли α, играющих важную роль в воспалительной реакции и в овуляции. Уровень экспрессии гена Egr-1 достигает максимума через 2—4 ч после введения чХГ, остается значительным ко времени овуляции, но при формировании желтого тела падает до базального уровня. У человека ген Erg-1 находится на хромосоме 5q31.1. В последние годы появились данные, что Erg-1 играет роль в регуляции аденозинтрифосфата в клетках гранулезы овулирующего фолликула человека, а также MAPK [7]. Выяснено также, что этот фактор влияет на дисфункцию яичника при ожирении [8].

Кроме того, с регуляцией воспалительного ответа в овулирующем фолликуле связана экспрессия гена GCS, который кодирует γ-глутаминцистеинсинтетазу (γ-glutamincysteine synthetase). Этот фермент, экспрессия которого происходит в клетках пристеночной гранулезы и прилежащей теки, регулирует синтез глутатиона — важного трипептида, предохраняющего клетки от оксидативного стресса во время ответа острой фазы воспаления. Экспрессия гена GCS достигает пика через 4—8 ч после овуляторного выброса и резко снижается ко времени овуляции. У человека этот ген находится на хромосоме 6p12. Известно, что регуляция антиоксидантной системы глутатиона и γ-глутаминцистеинсинтетазы осуществляется в предовуляторном фолликуле под воздействием фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и эстрадиола [9].

Ген COX-2 фермента циклооксигеназы-2 (COX-2) играет важную роль в синтезе простагландинов, а также в регуляции воспалительного ответа и формирования межклеточного матрикса КОК. Экспрессия этого гена в овулирующем фолликуле крысы резко возрастает через 4 ч и также резко снижается через 8 ч после введения чХГ. Мыши с направленной мутацией в этом гене обладают сниженной фертильностью [10]. У человека ген COX-2 находится на хромосоме 1q25.2—q25.3. В последние годы увеличился интерес к клиническому применению ингибиторов COX-2. Например, применение ингибитора COX-2 в течение 5 дней перед овуляцией предотвращает выход фолликулов без нарушения длины менструального цикла у макак. Высказано предположение о возможности применения этого препарата для контрацепции у женщин [11, 12]. Сообщается также, что ингибиторы COX-2 могут предотвратить синдром гиперстимуляции яичников, как показано на эксперименте с крысами [13].

Идентичной экспрессии предыдущего гена является экспрессия гена эпирегулина. Эпирегулин — член семейства эпидермального фактора роста (EGF) и совместно с другими представителями этого семейства (амфирегулин и бетацеллюлин) играет важнейшую роль в регуляции овуляции у человека. Именно эти факторы являются передатчиками овуляторного сигнала от клеток пристеночной гранулезы к КОК [14]. У человека ген Epiregulin находится на хромосоме 4q13.3.

Ген амфирегулина находится на хромосоме 4q13—q21 [15]. Уровень амфирегулина коррелирует с дозой ФСГ, необходимой для ответа на овариальную стимуляцию в программе экстракорпорального оплодотворения и переноса эмбриона [16]. На модели приматов показано, что амфирегулин играет важную роль при созревании ооцитов в программе IVM [17]. Кроме того, подтверждено влияние амфирегулина и эпирегулина на поддержание жизнеспособности желтого тела [18]. Ген бетацеллюлина, согласно базе данных Национального института здоровья США NCBI Entrez Gen, также находится на хромосоме 4q13—q21; возможно, этот белок является продуктом альтернативного сплайсинга.

Ранее других выявлен ген PACAP, который кодирует последовательность гипофизарного полипептида, активирующего аденилатциклазу (PACAP). Этот 38-аминокислотный полипептид, схожий по структуре с глюкагоном и рилизинг-фактором, впервые обнаружен в гипофизе. Исследования последних лет показали, что PACAP играет роль в регуляции синтеза прогестерона, в воспалительной реакции во время овуляции, а также противодействует апоптозу клеток гранулезы человека [19]. Пик экспрессии этого фактора наступает через 4—8 ч после введения чХГ, затем резко снижается до начального уровня. У человека ген PACAP находится на хромосоме 7p14.

Важнейшую роль в регуляции процесса овуляции играет экспрессия гена TSG-6, который кодирует так называемый ген-6, стимулируемый фактором некроза опухоли. Уровень экспрессии этого гена начинает повышаться примерно через 2 ч после введения овуляторной дозы чХГ, достигая пика примерно через 4—8 ч, после чего резко снижается. Экспрессия TSG-6 происходит под воздействием цитокинов интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли-α. Функцией данного гена является регуляция образования зрелого КОК, а также регуляция факторов воспаления. Этот ген у человека находится на хромосоме 2q23.3. Продукт этого гена играет важную роль в процессе расширения кумулюса при овуляции [20].

Представляет интерес регуляция в клетках гранулезы экспрессии гена STAR, который кодирует так называемый стероидогенный острый регуляторный белок (StAR).

Перед овуляцией в клетках гранулезы не происходит экспрессии StAR, она начинает нарастать через 2 ч после овуляторной дозы чХГ. Пик достигается через 4—8 ч, после чего уровень экспрессии несколько снижается к моменту овуляции и снова поднимается ко времени формирования полноценного желтого тела. Функция данного гена заключается в регуляции синтеза половых гормонов, а именно в трансформации холестерола в прегненолон — основной предшественник в синтезе прогестерона. Таким образом, StAR является главным регулятором в лютеинизации клеток гранулезы. Более того, мыши, с нарушенной мутацией, в этом гене остаются бесплодными. У человека ген STAR находится на хромосоме 8p11.2, и мутация по этому гену может приводить к липоидной врожденной гиперплазии надпочечников, при которой продуцируется мало стероидов. Описан также фенотип девочек с мутацией по гену STAR, у которых в пубертатном периоде наблюдались кисты яичников больших размеров, с угрозой разрывов последних, а также преждевременное истощение яичников [19].

Характер экспрессии гена 3-α-HSD 3-α-гидроксистероидной дегидрогеназы (3-α-HSD) схож с геном STAR. Этот фермент участвует в метаболизме половых стероидов и синтезе прогестерона из прегненолона. У человека этот ген находится на хромосоме 10p15—p14.

Кроме того, во время овуляции отмечено повышение экспрессии в клетках гранулезы поверхностного антигена CD63. До овуляции экспрессия гена CD63 происходит в клетках теки и стромы яичника, но не в гранулезе. Однако экспрессия этого гена резко повышается в яичнике через 2 ч после овуляторного воздействия чХГ, и пик экспрессии наступает через 4—8 ч, после чего она снижается. Функция этого антигена до конца не известна, однако имеются предположения, что она может быть связана с процессами заживления повреждений при воспалительной реакции. Антиген CD63 относится к семейству тетраспанинов, которые отвечают за передачу сигнала с поверхности клетки. Обнаружено много копий РНК CD63 в клетках гранулезы человека [21]. Врожденное отсутствие CD63 у человека вызывает синдром Германски—Пудлака, который характеризуется снижением уровня пигментации кожи, волос и глаз, кровотечениями, связанными с нарушением агрегации тромбоцитов, а также повышенной аккумуляцией липофусцина в клетках. У человека этот ген находится на хромосоме 12q12—q13.

Ген PDE4 кодирует связанную с цАМФ фосфодиэстеразу, которая участвует в воспалительной реакции. Мыши, мутантные по этому гену, бесплодны. У крыс пик экспрессии этого гена в клетках гранулезы образуется через 8 ч после введения чХГ, причем значительный уровень экспрессии сохраняется и во время овуляции. У человека этот ген находится на хромосоме 5q12. Применение ингибитора PDE4 у крыс может вызвать овуляцию [22].

Крайне важной является экспрессия в клетках гранулезы гена ADAMTS-1, который кодирует матриксную металлопротеиназу (ММР), содержащую многочисленные повторы тромбосподина-1. Этот фермент имеет специфическую особенность. В отличие от других ММР семейства ADAM, ADAMTS-1 выделяется непосредственно в межклеточный матрикс. Важнейшей функцией этого фермента является растворение молекул межклеточного матрикса воспаленной ткани [23]. Экспрессия гена ADAMTS-1 начинается через 4 ч после введения чХГ, достигает пика к моменту овуляции и снижается к моменту формирования полноценного желтого тела. Существует предположение, что именно фермент ADAMTS-1 вызывает растворение соединительнотканной стенки фолликула [24]. Для экспрессии ADAMTS-1 в овулирующем фолликуле необходимо начало продукции прогестерона. У человека ген ADAMTS-1 находится на хромосоме 21q21.2 и определяет способность ооцита к оплодотворению сперматозоидом [25]. Недавно получены данные, что ADAMTS-1 играет роль в патогенезе синдрома поликистозных яичников (СПКЯ) и даже может определять вероятность имплантации при проведении процедуры экстракорпорального оплодотворения [26].

Ген TIMP-1 кодирует тканевый ингибитор ММР-1 и экспрессируется в клетках теки. Характер экспрессии схож с экспрессией гена ADAMTS-1, пик совпадает со временем овуляции. Физиологическая роль этого фактора, вероятно, связана с модуляцией действия ADAMTS-1 и других протеиназ во время овуляции. У человека ген TIMP-1 находится на хромосоме Xp11.3. Выяснено, что TIMP-1 регулируется уровнем ФСГ и трийодтиронина, и через этот фермент может осуществляться связь между щитовидной железой и яичником. Возможно, TIMP-1 играет роль в функционировании и регрессе желтого тела [27]. Показано, что повышенная экспрессия TIMP-1 наблюдается в очагах эндометриоза, и этот фактор может влиять на нарушения овуляции при этом заболевании [28].

В клетках теки экспрессируется ген CBR фермента карбонилредуктазы (CBR), функция которого состоит в регуляции метаболизма половых стероидов. Уровень экспрессии этого гена повышается через 2 ч после введения чХГ, достигает пика через 8 ч и снижается ко времени овуляции. У человека ген CBR находится на хромосоме 21q22.12. В последние годы выяснилось, что уровень экспрессии гена CBR повышен у пациенток с СПКЯ [29].

Исследования последних лет показали, что в яичнике крысы после введения овуляторной дозы чХГ происходят изменения в экспрессии генов и в клетках эндотелия сосудов [30]. Выяснено, что экспрессия гена PAP-III, кодирующего панкреатитассоциированный протеин III (pancreatitis-associated protein III), повышается в клетках эндотелия через 2 ч после введения чХГ, достигая пика через 8 ч, после чего снижается. Физиологическая роль данного фактора состоит в защитном действии от факторов воспаления во время овуляции, сопровождающегося гиперемией, экссудацией и протеолизом. Исследования также показали, что экспрессия этого гена в основном выражена в эндотелии сосудов ворот яичника. У человека ген PAP-III находится на хромосоме 2p12.

Как указано выше, некоторые гены STAR, ALAS, могут экспрессироваться не только в клетках гранулезы овулирующего фолликула, но и в клетках желтого тела. Вместе с тем существует ряд генов, экспрессия которых происходит только в формирующемся желтом теле.

Ген GST кодирует глутатион-S-трансферазу — фермент, ответственный за конъюгацию глутатиона к электрофильным компонентам, таким как ненасыщенные карбонилы. Эта реакция предотвращает отрицательное воздействие оксидативного стресса на клетки во время овуляторного процесса. Экспрессия гена GST незначительна во время овуляции, однако повышается через 24 ч после введения чХГ и быстро нарастает, достигая максимума при формировании полноценного желтого тела через 72 ч. У человека этот ген находится на хромосоме 6p12.2.

Еще одним геном, экспрессия которого проявляется в желтом теле, является MT-1, кодирующий металлотионеин-1 (metallothionein-1). Этот фактор регулирует активность ММР, например ADAMTS-1. Экспрессия данного фактора незначительна во время овуляции, однако через 24 ч после введения чХГ его уровень резко повышается в лютеинизированных клетках гранулезы и остается высоким в течение 12 дней. МТ-1 предотвращает повреждения клеток при оксидативном стрессе, возникающем при овуляции [5]. Ген МТ-1 находится на хромосоме 16q13.

После того, как мы рассмотрели последовательность экспрессии генов у человека и экспериментальных животных при овуляции, необходимо описать последовательность происходящих при овуляции физиологических процессов.

Для начала следует отметить, что на овуляторный пик ЛГ может ответить только зрелый преовуляторный фолликул, характеристики которого описаны нами ранее [31]. Для формирования полноценного фолликула необходимо воздействие на клетки гранулезы ФСГ и в меньшей степени эстрадиола. Вместе с тем давно известно, что число рецепторов к ЛГ на клетках кумулюса во много раз меньше, чем на клетках пристеночной гранулезы [32].

Показано также, что добавление высоких доз ЛГ к КОК in vitro не вызывает овуляторных изменений в последних. Под такими изменениями обычно понимают расширение КОК. Более того, высокие дозы ФСГ, в несколько раз превосходящие физиологические, могут вызывать овуляторные изменения в КОК in vitro и в преовуляторных фолликулах in vivo как у грызунов, так и у высших приматов [33—36].

При этом воздействие высоких доз ФСГ на преовуляторные большие антральные фолликулы вряд ли имеет физиологическое значение, так как несмотря на наличие расширения КОК, ФСГ не вызывает выраженной лютеинизации в клетках пристеночной гранулезы.

Таким образом, возникла парадоксальная ситуация. С одной стороны, малое число рецепторов к ЛГ на клетках кумулюса не может вызвать овуляторные процессы под воздействием ЛГ или чХГ, с другой — воздействие ФСГ на рецепторы кумулюса также не может вызвать полноценной овуляции. Однако исследования показали, что при культивировании КОК совместно с клетками пристеночной гранулезы чХГ может вызывать овуляторные изменения. Это означает, что при воздействии на рецепторы ЛГ, расположенные на пристеночной гранулезе, появляются факторы, способные вызывать овуляторные изменения в КОК. Выявлено, что эти факторы относятся к семейству EGF (амфирегулин, эпирегулин, бетацеллюлин).

Овуляторный пик ЛГ действует на клетки пристеночной гранулезы через расположенные на поверхности рецепторы и путем активации классической системы G-белков и АС, которая в свою очередь регулирует уровень цАМФ (рис. 4).

В свою очередь цАМФ вызывает активацию таких ферментов, как протеинкиназа А, внеклеточно-регулируемая киназа первого и второго типов Erk½, а также факторы транскрипции p-CREB, Sp1, Sp 2, Rhox 5. Они запускают экспрессию таких факторов, как амфирегулин, эпирегулин, бетацеллюлин, рецептор к прогестерону, фермент ADAMTS-1, внутриклеточный регулятор метаболизма различных белков катепсин-L, фактор Egr-1, белок верзикан, участвующий в расширении КОК.

Важнейшим фактором, определяющим взаимодействие между овуляторным сигналом, который воздействует на клетки пристеночной гранулезы и КОК, является выделение биологически активных молекул, относящихся к семейству EGF. Показано, что эти факторы (амфирегулин, эпирегулин, бетацеллюлин) начинают выделяться клетками пристеночной гранулезы через 1—3 ч после пика Л.Г. Их предшественники представляют собой встроенные в мембрану клетки интегральные белки. Под действием неизвестных протеаз от этих белков отщепляются биологически активные факторы, выходящие в фолликулярную жидкость и способные воздействовать на рецепторы в клетках кумулюса. Через специфические рецепторы амфирегулин, эпирегулин, бетацеллюлин активируют систему RAS (гидролаза гуанозинатрифосфата, связанная с рецептором), которая в свою очередь взаимодействует с MAPK 3-го и 1-го типов (MAPK-3, MAPK-1). Их активация приводит к блокированию действия ФСГ на клетки гранулезы фолликула, снижает синтез эстрадиола и пролиферацию клеток гранулезы, что обеспечивает лютеинизацию. Более того, существует мнение, что именно низкой активностью MAPK-3 и MAPK-1 в клетках гранулезы у женщин с СПКЯ можно объяснить нечувствительность к пику ЛГ [37].

В свою очередь фосфорилирование MAPK-3 и MAPK-1 приводит к экспрессии фактора транскрипции CCAAT/enhancer-binding protein-β, который вызывает синтез COX-2, TSG-6, гиалуронансинтазы-2 (HAS-2) — основных факторов расширения КОК.

Расширение КОК является одной из важнейших предпосылок нормального процесса овуляции (рис. 5).

Процесс расширения КОК заключается в формировании специфического комплекса гиалуроновой кислоты (ГК), которая представляет собой белковую сердцевину этого комплекса и различных боковых цепей гликозаминовых полимеров. Непосредственное «подстраивание» этих боковых цепей приводит к «разбуханию» КОК. ГК входит в состав рыхлой соединительной ткани и синовиальной жидкости суставов, играя роль смазки. Синтез Г.К. повышается в процессе заживления ран. Несомненна ее роль и в эмбриогенезе. В настоящее время считается, что нарушения синтеза ГК в соединительной ткани проявляются увеличением «шейной складки» у плода с синдромом Дауна, которые можно обнаружить в конце I триместра беременности.

ГК представляет собой длинный линейный высокомолекулярный (несколько тысяч дальтон) глюкозаминоглюкан, состоящий из чередующихся мономеров D-глюкуроновой кислоты и D-глюкозамина. ГК синтезируется в клетках кумулюса и в той части гранулезы, которая прилежит к полости фолликула. Под воздействием пика ЛГ в этих клетках происходит резкая активация фермента синтетазы ГК 2-го типа, что приводит к резкому увеличению концентрации ГК в межклеточном пространстве.

Тесно связана с синтезом ГК и продукция фермента COX-2, который участвует в синтезе простагландина Е2. Следует отметить, что у мышей с направленными мутациями в гене СОХ-2 простагландина Е2 процесс овуляции резко нарушен вследствие невозможности расширения КОК. Результаты исследований показали, что пик ЛГ вызывает индукцию синтеза в клетках гранулезы ряда протеинов из семейства EGF — амфирегулина, эпирегулина и бетацеллюлина. Эти факторы действуют на рецепторы EGF на клетках кумулюса и вызывают индукцию гена СОХ-2.

Расширение КОК является по-своему уникальным процессом. Для успешного формирования этого комплекса необходимо участие как ооцита, так и продуктов синтеза клеток гранулезы и компонентов сыворотки крови. Рассмотрим этот процесс подробно. К молекуле ГК в процессе расширения, как к каркасу, могут подстраиваться различные молекулы, например, синтезируемый в клетках гранулезы продукт гена TSG-6. Как указано выше, экспрессия гена TSG-6 тесно связана с периодом овуляции. Еще одним фактором, способным связываться с ГК, является верзикан — протеогликан, представляющий собой комплекс белка с хондроитинсульфатом. Верзикан обладает способностью к связыванию с N-концевым доменом Г.К. Мыши с направленной мутацией в генах верзикана или ГК прекращают свое развитие на эмбриональной стадии вследствие дефектов в формировании сердечной мышцы. В клетках гранулезы верзикан синтезируется под действием пика ЛГ, и этот процесс тесно связан с расширением КОК. Схожими с верзиканом структурой и функцией обладает и продуцируемый гранулезой протеогликан — бревикан.

Крайне важным процессом в расширении КОК является взаимодействие между ГК и так называемым сывороточным ингибитором протеиназы (serum-derived inter-α-inhibitor — IαI). IαI продуцируется в печени, находится в высокой концентрации в крови и попадает в межклеточное пространство при воспалении. В процессе овуляции проницаемость базальной мембраны фолликула нарушается, и IαI проникает в фолликулярную жидкость. IαI — высокомолекулярный протеогликан, который состоит из центральной части, носящей название легкая цепь IαI (букинин, или мочевой ингибитор трипсина), и двух ковалентно связанных с ней так называемых тяжелых цепей. При взаимодействии ГК с IαI происходит присоединение тяжелых цепей к основной молекуле ГК с выделением комплекса букинин—хондроитинсульфат (легкой цепи).

Прежде чем рассмотреть биохимические процессы, происходящие при выходе ооцита при овуляции, необходимо напомнить те клеточные структуры, которые отделяют оторвавшийся от стенки фолликула КОК от поверхности яичника. К ним относятся слой пристеночной гранулезы, базальная мембрана фолликула, слои внутренней и внешней теки, ассоциированные с коллагеновым межклеточным матриксом, белочная оболочка — слой соединительной ткани, окружающей яичник и богатой коллагеном I типа, и поверхностный эпителий яичника [38].

Исследования на мышах с выключенной функцией определенных генов и изучение экспрессии генов во время овуляции выявили, что фактором, инициирующим процесс выхода КОК за пределы фолликула, является запуск экспрессии гена рецептора прогестерона в клетках гранулезы фолликулов под воздействием овуляторного пика Л.Г. Экспрессия гена рецептора прогестерона вызывает посредством неизвестного до сих пор механизма (возможно, посредством полипептида РАСАР) экспрессию и выделение фактора ADAMTS-1 (ММР, содержащей многочисленные повторы тромбосподина-1). Этот фермент к настоящему времени признается главным фактором, ведущим к разрыву фолликула во время овуляции как у человека, так и других видов млекопитающих [39, 40]. ADAMTS-1 является мультифункциональным ферментом, состоящим из нескольких доменов.

Так, домен ММР, содержащийся в ADAMTS-1, модифицирует специфические MMP, которые растворяют белки клеточной стенки фолликула такие, как бревикан, верзикан и синдекан. Домен дизинтегрина может связывать и растворять белки клеточной адгезии интегрины. Домен ADAMTS-1, содержащий повторы тромбоспондина, может регулировать ангиогенез в стенке овулирующего фолликула [41].

Эти данные соответствуют результатам гистологических и гистохимических исследований, полученным в последние годы. Показано, что в строме яичника в периовуляторный период наблюдается экспрессия ММР-1, ММР-2, ММР-9 и ММР-14, катепсина-L и калликреинов. Все эти факторы делают стенку овулирующего фолликула рыхлой и находятся под контролем ADAMTS-1. Определенную роль играет также TIMP-1 (тканевый ингибитор ММР-1), который регулирует процесс разрушения клеточных оболочек теки [38]. Важную роль в процессе овуляции играет ангиогенез во время разрыва фолликула. Блокирование с помощью иммунизации фактора роста эндотелия сосудов типа, А (VEGF-А) или рецептора к этому фактору, приводит у приматов к нарушению процесса разрыва фолликула [42, 43]. Другим феноменом, наблюдае