Эндометриоз является отягощающим заболеванием, которое встречается у 5—10% женщин репродуктивного возраста, становится частой причиной бесплодия, тазовой боли и характеризуется наличием ткани эндометрия (эпителиальные клетки и строма) вне матки [1]. Эндометриальная ткань может быть обнаружена в брюшной полости таза и маточных трубах, затрагивать яичники, кишечник, мочевой пузырь и редко — более дистальные участки тела [2]. Женщины с эндометриозом часто страдают от таких симптомов, как неменструальная тазовая боль, болезненные менструальные спазмы, боль во время полового акта, быстрая утомляемость и бесплодие, что может приводить к существенному снижению качества жизни [3].
С учетом высокой распространенности и заболеваемости глобальная нагрузка на здравоохранение, связанная с эндометриозом, оценивается в сотни миллиардов евро в год [4]. Современный «золотой стандарт» для диагностики эндометриоза — лапароскопическая хирургия с последующим гистопатологическим подтверждением [5].
Своевременное установление диагноза осложняется в связи с задержкой информированности о наличии заболевания и неправильным толкованием симптомов [6]. Диагноз может быть еще более отсрочен, если больная не решается пройти дорогостоящую и инвазивную лапароскопическую процедуру. Действительно, задержка в диагностике эндометриоза может составлять более десяти лет. Из-за вынужденных интервалов ко времени установления окончательного диагноза у большинства женщин проявляются симптомы — от умеренных до тяжелых. Это приводит к увеличению затрат на последующее лечение и снижает качество жизни [7].
Очевидно, что существует большая потребность в надежных данных о механизмах патогенеза развития заболевания, которые могут обеспечить как диагностику в реальном времени, так и новые методы лечения.
К числу перспективных белков-маркеров эндометриоза следует отнести вазоактивный интестинальный нейропептид (VIP). История изучения первичной функции VIP представлена в литературе 1970—1997 гг. Функция VIP осуществляется за счет ослабления повреждений после травм, ингибирования пролиферации Т-клеток и выработки цитокинов, ингибирования некоторых функций макрофагов, таких как фагоцитоз, окислительный стресс, хемотаксис, ингибирование LPS-индуцированной продукции IL-6 и TNF-α [8].
Функциональные отношения между VIP и оксидом азота (NO) довольно сложны. NO и VIP могут регулировать взаимное высвобождение как в тканях, так и в нейронах. Уровень VIP ниже при ожогах, чем при травме. NO не усиливает воздействие VIP, а, наоборот, ослабляет, но эта взаимосвязь не всегда сохраняется при всех повреждениях, особенно при острых травмах. Возникает вопрос, как VIP может вмешиваться в воздействие или в синтез NO? Получены доказательства того, что VIP не действует как ингибитор NO-синтаз (NOS), но может заблокировать одно или несколько критических действий, которые связаны с токсичностью NO [9].
При расслаблении гладких мышц VIP и NO взаимодействуют, тогда как в других ситуациях, таких как воспалительный ответ, они играют противоположную роль. Воспаление повышает вероятность того, что VIP может регулировать образование и активность NOS. Действительно, в моделях травм с участием нейронов NOS и VIP не ингибируют синтез NO, но предотвращают его токсическое действие [10]. Однако гораздо меньше известно о роли VIP в экспрессии или активности индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS), специфичной для макрофагов NOS, в ответ на воспаление. Для дальнейшего уточнения роли, которую играют VIP и полипептид активации аденилатциклазы гипофиза (PACAP) в ослаблении воспалительного ответа, рассмотрены эффекты воздействия обоих нейропептидов in vitro и in vivo на продукцию NO и транскрипцию iNOS в активированных перитонеальных макрофагах. Считается, что в этот процесс вовлечены молекулярные механизмы, в том числе специфические рецепторы, внутриклеточные сигнальные пути и ядерные трансактивирующие факторы, которые опосредуют действие VIP/PACAP для синтеза NO [11].
Взаимосвязь между VIP и PACAP в первую очередь проявляется во взаимодействии с рецептором 1-го типа к VIP (VPAC1), который участвует в ингибировании экспрессии iNOS на уровне транскрипции. Так, в LPS/IFN-g-стимулированных макрофагах наблюдается два внутриклеточных пути: цАМФ-зависимый путь, который преимущественно ингибирует трансактивацию IRF-1, и цАМФ-независимый путь, который блокирует связывание NF-kB с промотором iNOS. Ингибирование транскрипции iNOS с помощью VIP/PACAP может иметь терапевтический потенциал, поскольку избыточное продуцирование NO влияет на повреждение тканей, характерное для нескольких воспалительных и аутоиммунных заболеваний [11].
Циклооксигеназа 2-го типа (COX2) весьма сенситивна к воспалительным реакциям и нередко их индуцирует. Поэтому экспрессия COX2 может рассматриваться как биомаркер воспалительной боли в центральной нервной системе и на периферии. Простагландин 2-го типа (PGE2), продуцируемый под влиянием COX2, воздействует на периферические ноцицепторы, понижая порог чувствительности и повышая возбудимость ноцицепторных сенсорных волокон. Это вызывает хроническую боль вследствие воспаления. Полученный в экспериментальных условиях PGE2 под действием COX2 повышает тонус матки и ее сокращения, вызывает вазоконстрикцию сосудов и индуцирует боль. COX2 может индуцировать продукцию большого количества медиаторов воспаления, в том числе простагландинов, провоспалительных интерлейкинов, и способствовать развитию дисменореи при эндометриозе [12].
Учитывая известную роль VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в развитии воспаления и регуляции вазодилатации и вазоконстрикции, мы предположили потенциальное участие этих белков в индукции боли, связанной с эндометриозом.
Цель исследования — оценить роль VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в вазоконстрикции и вазодилатации сосудов эндометрия и индукции боли при эндометриозе.
Материал и методы
Основная группа. Под наблюдением находились 78 женщин в возрасте 27—37 лет с перитонеальной формой эндометриоза I—III стадии согласно классификации Американского общества репродуктивной медицины (rASRM), установленного во время проведения лапароскопии, как это описано нами ранее [8]. Больные распределены на две подгруппы: без наличия признаков хронической тазовой боли (32 пациентки) и с наличием признаков хронической тазовой боли (46 пациенток).
Контрольная группа — 39 пациенток, которым произведена стерилизация с использованием лапароскопического доступа. Эндометриоз у пациенток этой группы исключали после исследования висцеральной и париетальной брюшины на наличие гетеротопических эндометриоидных очагов, как это описано ранее [8].
Дизайн исследования. Выполнено ретроспективное одномоментное исследование, одобренное Этическим комитетом ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России. Информированное согласие на участие в исследовании и использование крови и ткани эндометрия получено у всех пациенток. Рандомизация и рекрутинг больных осуществляли совместно с д.м.н., проф. А.С. Гаспаровым, д.м.н. Н.И. Волковым, д.м.н. Т.Е. Самойловой, д.м.н. Е.Д. Дубинской, д.м.н. Е.А. Межевитиновой, д.м.н. А.В. Лединой, к.м.н. М.А. Шороховой, к.м.н. М.Ф. Дорфманом, к.м.н. Н.С. Щетининой, к.м.н. А.С. Онищенко, врачом О.М. Векилян, врачом К.Р. Набиевой.
Характеристика образцов ткани и сыворотки крови. Образцы эутопического и эктопического эндометрия получены во время лапароскопии, как это описано нами ранее [8]. Верификацию гистологических диагнозов в эутопическом и эктопическом эндометрии осуществляли в Академической больнице г. Уппсала, Швеция. Образцы эктопического эндометрия содержали эндометриальный железистый эпителий, окруженный стромальной тканью и сосудами. Кровь для исследования получали из кубитальной вены в стандартных условиях у всех пациенток утром перед операцией.
Обозначение обследованных групп для исследования тканей: ЭУК/Б– — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью.
Обозначение обследованных групп для исследования крови и перитонеальной жидкости: К/Б– — контрольная группа, без боли; Э/Б– — эндометриоз, без боли; Э/Б+ — эндометриоз, с болью.
Иммуногистохимический анализ (Immunohistochemistry, IHC). Иммуногистохимическое окрашивание эутопического и эктопического эндометрия проводили в условиях стандартного протокола, как это описано нами ранее [13]. Неспецифического окрашивания не было. Серия образцов изучена как минимум дважды.
Экспрессия VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в сосудах эутопического и эктопического эндометрия. Для визуализации применяли поликлональные антитела к VIP (AB982; EMD Millipore Corp., США) с системой EnVision G|2 System/AP, Permanent Red (Dako, Inc., Дания, Agilent Technologies, США); для VIPR1 — кроличьи моноклональные антитела (SP234, Sigma-Aldrich, Inc., США); для iNOS — мышиные моноклональные антитела (NOS2 antibody, C-11: sc-7271, Santa Cruz Biotechnology, Inc., США); для COX2 — ослиные поликлональные антитела (sc-1745, Santa Cruz Biotechnology, Inc., США). Интенсивность иммуногистохимического окрашивания в баллах (SCORE) оценивалась в 5 прилежащих областях при увеличении 400 крат: 0 — сравнима с негативным контролем; 1 — при слабом окрашивании (едва видно, но не более); 2 — между слабым и сильным окрашиванием; 3 — сильное окрашивание. Уровень SCORE был независим от экспериментальных данных.
Проведение вестерн-блоттинга (Western blotting, WB) для VIP, VIPR1, iNOS, COX2. Суммарный белок из эутопического и эктопического эндометрия женщин контрольной группы, эутопического и эктопического эндометрия больных с эндометриозом без боли и с болью выделяли и анализировали, как это описано нами ранее [8]. Использовали для VIP поликлональные антитела (AB982; EMD Millipore Corp., США); для VIPR1 — кроличьи моноклональные антитела (SP234, Sigma-Aldrich, Inc., США), для iNOS — мышиные моноклональные антитела (NOS2 antibody, C-11: sc-7271, Santa Cruz Biotechnology, Inc., США), для COX2 — ослиные поликлональные антитела (sc-1745, Santa Cruz Biotechnology, Inc., США), для Actinβ (C4) — мышиные моноклональные антитела (sc-47778, Santa Cruz Biotechnology, Inc., США).
Проведение извлечения РНК и количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени (Real-time polymerase chain reaction, RT-qPCR) для VIP, VIPR1, iNOS, COX2. Суммарную РНК из эутопического и эктопического эндометрия женщин контрольной группы, эутопического и эктопического эндометрия больных с эндометриозом без боли и с болью, сравнительной группы с болью выделяли и анализировали, как это описано нами ранее [8]. РНК экстрагировали с помощью набора RNeasy Mini Kit (Qiagen, Нидерланды) после разрушения образцов ткани в TissueLyser II (Qiagen, Нидерланды) в соответствии с инструкциями производителя. Использовались праймеры Thermo Fisher Scientific (США): для VIP — Hs00175021-m1; для VIPR1 — Hs00910459_g1; для iNOS (NOS2) — Hs00167257_m1; для СОХ2 (PTGS2) — Hs00153133_m1; для человеческого β-актина (ACTB) — 4326315E. Относительные изменения экспрессии генов проанализированы с использованием метода 2-ΔΔT [8].
Анализ VIP, VIPR1, NOS, COX2 в сыворотке крови и перитонеальной жидкости. Анализ содержания проводили с помощью иммуноферментного анализа (Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) с применением стандартных наборов: для VIP (нг/мл) — EK-064-16 (Phoenix Pharmaceuticals, Inc., США); для VIPR1 (нг/мл) — Vasoactive Intestinal Peptide Receptor 1, VIPR1, SEC596Hu (Cloud-Clone Corp., США); для NOS (нг/мл) — code K205-100, colorimetry abs 540 nm, BioVision, Inc. (США); для COX2 (нг/мл) — CSB-E-10103 h (Cusabio Biotech Co., Ltd., Китай). Проведение реакций и расчет результатов осуществляли в стандартных условиях согласно рекомендациям производителя.
Статистический анализ. Для анализа результатов использовали статистические компьютерные программы IBM SPSS Statistics 20. Результаты исследования представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). В зависимости от конкретных условий применялись: ANOVA, критерий Уилкоксона, U-критерий Манна—Уитни. Различия между группами считали статистически значимыми при p<0,05.
Результаты
Описание больных основной группы. Анализ анамнестических и клинических данных у больных с перитонеальной формой эндометриоза по сравнению с женщинами контрольной группы показал наличие характерных признаков — бесплодия, хронических тазовых болей, метроррагии, диспареунии. При лапароскопии наблюдались гетеротопии на брюшине различной локализации. Возраст и индекс массы тела у пациенток группы с эндометриозом без боли и группы с эндометриозом с болью статистически значимо не различались. Статистически значимо дисменорея наблюдалась чаще у женщин группы без боли, а сочетание дисменореи и диспареунии — чаще у исследуемых группы с болью. Хроническая тазовая боль статистически значимо чаще наблюдалась у больных с болью (5,2 по сравнению с 0,0 по визуально-аналоговой шкале (ВАШ)). В соответствии с критериями rASRM о распространенности эндометриоза на брюшине отсутствовали статистически значимые различия между пациентками исследуемых групп. Полученные данные позволяли провести сравнение изучаемых показателей в перитонеальной жидкости, в крови, в эктопическом и эутопическом эндометрии у больных. Расширенная клиническая характеристика больных не противоречила ранее представленным данным [8].
Сравнение экспрессии VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в микрососудах (SCORE) по данным IHC в эутопическом эндометрии женщин контрольной группы без боли (ЭУК/Б–) и у больных с перитонеальной формой эндометриоза в эутопическом (ЭУЭ/Б–) и эктопическом (ЭКЭ/Б–) эндометрии без боли и в эутопическом (ЭУЭ/Б+) и эктопическом (ЭКЭ/Б+) эндометрии с болью. Как следует из данных, приведенных в табл. 1, наименьшая экспрессия VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в микрососудах эутопического эндометрия отмечена у пациенток контрольной группы, статистически значимо она повышалась у больных с эндометриозом без боли, достигая наибольших и статистически значимых значений у женщин группы ЭУЭ/Б+. Аналогичные изменения наблюдались и в эктопическом эндометрии у больных с эндометриозом.
Обращают на себя внимание факты отсутствия статистически значимых различий изученных показателей экспрессии белков у женщин групп эутопического эндометрия без боли и эктопического эндометрия с болью. Следовательно, накопление VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в микрососудах эутопического и эктопического эндометрия не зависит от локализации эндометрия и связано с индукцией боли.
Сравнение относительных уровней белков VIP, VIPR1, iNOS, COX2 по данным WB в эутопическом эндометрии пациенток контрольной группы без боли (ЭУК/Б–) и у больных с перитонеальной формой эндометриоза в эутопическом (ЭУЭ/Б–) и эктопическом (ЭКЭ/Б–) эндометрии без боли и в эутопическом (ЭУЭ/Б+) и эктопическом (ЭКЭ/Б+) эндометрии с болью. Результаты представлены в табл. 2. Полученные данные свидетельствуют о том, что наиболее низкие значения экспрессии VIP, VIPR1, iNOS, COX2 получены в эндометрии женщин контрольной группы. При эндометриозе с отсутствием хронической тазовой боли величина экспрессии белков статистически значимо возрастает. Сочетание эндометриоза и хронической тазовой боли приводит к статистически значимому увеличению экспрессии белков VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в эутопическом эндометрии. В эктопическом эндометрии у пациенток группы ЭКЭ/Б+ наблюдались наиболее выраженные и статистически значимые значения экспрессии изученных белков.
Таблица 2. Экспрессия белков VIP, VIPR1, iNOS, COX2 у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии по данным вестерн-блоттинга
Маркеры | Вестерн-блоттинг (WB) | p | ||||
группы | ||||||
ЭУК/Б– | ЭУЭ/Б– | ЭУЭ/Б+ | ЭКЭ/Б– | ЭКЭ/Б+ | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
VIP/beta-actin | 0,09±0,06 | 0,27±0,12 | 0,42±0,05 | 0,11±0,04 | 0,37±0,14 | 1—2,3; 4—5 |
VIPR1/beta-actin | 6,5±3,28 | 7,27±4,44 | 9,94±2,17 | 3,05±1,85 | 9,95±3,92 | 1—2,3; 4—5 |
iNOS/beta-actin | 0,09±0,02 | 0,31±0,06 | 0,41±0,07 | 0,24±0,05 | 0,49 ±0,11 | 1—2,3; 4—5 |
COX2/beta-actin | 1,3±0,25 | 2,37±0,31 | 3,87±0,14 | 2,05±0,37 | 5,67±0,75 | 1—2,3; 4—5 |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. VIP — вазоактивный интестинальный пептид; VIPR1 — рецептор 1-го типа к VIP; iNOS — индуцибельная синтаза оксида азота; COX2 — циклооксигеназа 2-го типа; ЭУК/Б– — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью; вестерн-блоттинг (WB) — экспрессия белков.
Учитывая, что для проведения WB использовали экстракт белков из тканей эндометрия, нельзя утверждать, что полученные результаты связаны только с эндометриальными сосудами. В то же время именно сосуды составляют основную часть ткани эндометрия, поэтому свидетельствовать обратное невозможно. Приведенные результаты дополняют данные IHC (см. табл. 1).
Таблица 1. Экспрессия белков VIP, VIPR1, iNOS, COX2 (SCORE, сосуды) у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии по данным иммуногистохимического анализа
Показатели (SCORE, сосуды) | Иммуногистохимический анализ (IHC) | p | ||||
группы | ||||||
ЭУК/Б– | ЭУЭ/Б– | ЭУЭ/Б+ | ЭКЭ/Б– | ЭКЭ/Б+ | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
VIP | 0,9±0,1 | 1,3±0,3 | 1,8±0,4 | 1,6±0,2 | 1,9±0,3 | 1—2,3; 2—3; 4—5 |
VIPR1 | 0,7±0,4 | 1,2±0,2 | 1,6±0,5 | 0,5±0,1 | 1,3±0,3 | 1—2,3; 2—3; 4—5 |
iNOS | 1,3±0,3 | 1,7±0,1 | 2,1±0,1 | 1,6±0,1 | 2,2±0,1 | 1—2,3; 2—3; 4—5 |
COX2 | 0,9±0,1 | 1,2±0,2 | 1,4±0,1 | 0,9±0,3 | 1,2±0,2 | 1—2,3; 2—3; 4—5 |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. VIP — вазоактивный интестинальный пептид; VIPR1 — рецептор 1-го типа к VIP, iNOS — индуцибельная синтаза оксида азота; COX2 — циклооксигеназа 2-го типа; ЭУК/Б– — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью; IHC — экспрессия белков по шкале SCORE в сосудах по данным иммуногистохимического анализа.
Сравнение относительной экспрессии mRNA VIP, mRNA VIPR1, mRNA iNOS, mRNA COX2 (RT-qPCR) в эутопическом эндометрии женщин контрольной группы без боли (ЭУК/Б–) и у больных с перитонеальной формой эндометриоза в эутопическом (ЭУЭ/Б–) и эктопическом (ЭКЭ/Б–) эндометрии без боли и в эутопическом (ЭУЭ/Б+) и эктопическом (ЭКЭ/Б+) эндометрии с болью. Результаты изучения экспрессии мРНК VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в эутопическом и эктопическом эндометрии у женщин с эндометриозом в зависимости от наличия или отсутствия тазовой боли представлены в табл. 3. Как следует из приведенных данных, экспрессия генов VIP, VIPR1, iNOS, COX2 в эутопическом эндометрии в норме (ЭУК/Б–) и у больных с эндометриозом без тазовой боли (ЭУЭ/Б–) статистически значимо не различалась. У больных с эндометриозом в эутопическом эндометрии и тазовой болью экспрессия генов VIP, VIPR1, iNOS, COX2 была статистически значимо увеличена по сравнению с показателями у женщин контрольной группы. В эктопическом эндометрии у больных с болью экспрессия генов VIP, VIPR1, iNOS, COX2 по сравнению с показателями у больных без боли была статистически значимо увеличена.
Таблица 3. Экспрессия генов VIP, VIPR1, iNOS, COX2 у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в эутопическом и эктопическом эндометрии по данным количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени (RT-qPCR, mRNA expression)
Маркеры | RT-qPCR (mRNA expression) | p | ||||
группы | ||||||
ЭУК/Б– | ЭУЭ/Б– | ЭУЭ/Б+ | ЭКЭ/Б– | ЭКЭ/Б+ | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
VIP/beta-actin | 0,0012±0,0008 | 0,0012±0,0004 | 0,0054±0,0044 | 0,0024±0,0014 | 0,0102±0,0057 | 1,2—3; 4—5 |
VIPR1/beta-actin | 0,0059±0,0004 | 0,0073±0,0052 | 0,0233±0,0092 | 0,0125±0,0043 | 0,0179±0,0029 | 1,2—3; 4—5 |
iNOS/beta-actin | 0,001±0,0004 | 0,001±0,0006 | 0,0052±0,0032 | 0,0022±0,001 | 0,01±0,006 | 1,2—3; 4—5 |
COX2/beta-actin | 0,0034±0,0003 | 0,0082±0,0048 | 0,01683±0,0067 | 0,0126±0,0024 | 0,0189±0,0031 | 1,2—3; 4—5 |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. VIP — вазоактивный интестинальный пептид; VIPR1 — рецептор 1-го типа к VIP; iNOS — индуцибельная синтаза оксида азота; COX2 — циклооксигеназа 2-го типа; ЭУК/Б– — эутопический эндометрий, контрольная группа, без боли; ЭУЭ/Б– — эутопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭУЭ/Б+ — эутопический эндометрий, эндометриоз, с болью; ЭКЭ/Б– — эктопический эндометрий, эндометриоз, без боли; ЭКЭ/Б+ — эктопический эндометрий, эндометриоз, с болью; RT-qPCR (mRNA expression) — экспрессия мРНК по данным количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени.
При экстракции мРНК из тканей эндометрия для проведения RT-qPCR извлекалась суммарная мРНК без разделения по принадлежности типу клеток (например, клеток микрососудов). Однако полученные данные полностью отражают и дополняют результаты, приведенные в табл. 1, 2.
Сравнение содержания VIP, VIPR1, NOS, COX2 в крови и в перитонеальной жидкости у больных с перитонеальной формой эндометриоза и хронической тазовой болью по данным иммуноферментного анализа. Как следует из данных, представленных в табл. 4, статистически значимое повышение уровней VIP, VIPR1, NOS, COX2 в крови и в перитонеальной жидкости наблюдается у больных с эндометриозом и болью и достигает максимальных значений. Отмечено, что у женщин контрольной группы и у больных с эндометриозом без боли содержание VIP, VIPR1, NOS, COX2 статистически значимо увеличено в крови по сравнению с перитонеальной жидкостью. У больных с болью эти показатели в крови и в перитонеальной жидкости были статистически незначимы.
Таблица 4. Содержание белков VIP, VIPR1, NOS, COX2 у женщин контрольной группы и у больных эндометриозом в крови и в перитонеальной жидкости по данным иммуноферментного анализа (ELISA)
Маркеры | ELISA (нг/мл) | p | |||||
группы | |||||||
К/Б– | Э/Б– | Э/Б+ | |||||
кровь | ПЖ | кровь | ПЖ | кровь | ПЖ | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
VIP | 5,5±3,2 | 1,1±0,9 | 13,4±3,7 | 9,3±4,6 | 19,6±4,3 | 16,4±5,8 | 1—3,5; 3—5; 2—4,6; 4—6 |
VIPR1 | 1,7±0,7 | 1,4±0,6 | 2,1±0,7 | 1,9±0,7 | 2,5±0,54 | 2,82±0,54 | 1—3,5; 3—5; 2—4,6; 4—6 |
NOS | 4,7±1,3 | 2,7±0,9 | 6,4±1,6 | 3,3±1,5 | 19,8±1,7 | 21,7 ±9,6 | 1—3,5; 3—5; 2—4,6; 4—6 |
COX2 | 12,7±1,7 | 19,2±1,7 | 18,3±2,2 | 29,1±2,2 | 24,8±2,9 | 36,4±2,9 | 1—3,5; 3—5; 2—4,6; 4—6 |
Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). Различия определяли с помощью критерия Манна—Уитни. VIP — вазоактивный интестинальный пептид; VIPR1 — рецептор 1-го типа к VIP; NOS — синтаза оксида азота; COX2 — циклооксигеназа 2-го типа; К/Б– — контрольная группа, без боли; Э/Б– — эндометриоз, без боли; Э/Б+ — эндометриоз, с болью; кровь — сыворотка крови; ПЖ — перитонеальная жидкость, ELISA — иммуноферментный анализ.
Полученные результаты показывают, что VIP, VIPR1, NOS, COX2 не только высоко экспрессируются в ткани эутопического и эктопического эндометрия у больных с эндометриозом и болью (см. табл. 1—3), но и их содержание по данным ELISA (нг/мл) изменено в сторону статистически значимого увеличения в крови и перитонеальной жидкости. Несомненно, что наиболее важными являются результаты измерений в перитонеальной жидкости, которые показывают и доказывают прямую взаимосвязь приведенных данных в тканях эутопического и эктопического эндометрия с перитонеальной жидкостью.
Блок-схема изменения вазоконстрикции и вазодилатации сосудов в эутопическом и эктопическом эндометрии при эндометриозе: индукция боли. На рисунке представлена модель формирования боли при патологической вазоконстрикции и вазодилатации сосудов в эктопическом и эутопическом эндометрии с учетом звеньев патогенеза эндометриоза. Суммируя результаты проведенного исследования, посчитали целесообразным объединить полученные данные в блок-схеме, отражающей модель многочисленных преобразований в зависимости от экспрессии VIP, VPAC1, iNOS, COX2, которые влияют на вазоконстрикцию и вазодилатацию сосудов эутопического и эктопического эндометрия при эндометриозе. Сформировано три основных блока. VIP и VIPR1 являются одними из основных факторов, обусловливающих вазодилатацию сосудов и воспаление микроокружения [8]. Синтазы оксида азота (nNOS, iNOS) активируют нитрозативный стресс и обеспечивают вазодилатацию сосудов [14]. Проявление функции вазоконстрикции связано с активностью COX2 за счет избыточного синтеза простагландинов (PTG) [15].
Рис. Изменение вазоконстрикции и вазодилатации сосудов в эутопическом и эктопическом эндометрии при эндометриозе — индукция боли (блок-схема).
Участие факторов, приводящих к вазоконстрикции и вазодилатации, может изменять функцию сосудов и тем самым индуцировать формирование боли. Сочетанное воздействие на состояние сосудов разнонаправленных механизмов способствует развитию воспаления микроокружения, что дополняет одновременное проявление нитрозативного стресса. Несомненно, боль не отражается самостоятельно вследствие избыточной вазодилатации, но именно эти изменения являются основой для проявления гипоксии и активации окислительного и нитрозативного стресса, воспаления микроокружения. Начиная с 1984 г. в наших многочисленных работах по проблеме эндометриоза мы искали ответ на вопрос о причинах гипоксии, активации свободнорадикальных реакций, аберрантного ангиогенеза и нейрогенеза в эктопическом и эутопическом эндометрии при эндометриозе [16]. Только с использованием самых современных методов исследования удалось обнаружить одну из возможных причин появления гипоксии в эктопическом и эутопическом эндометрии при эндометриозе — за счет избыточной вазодилатации микрососудов. Это состояние может быть представлено как изменение соотношения между вазодилатацией и вазоконстрикцией в сторону вазодилатации микроокружения. Расширение сосудов, последующее увеличение проницаемости сосудистой стенки и, как следствие, проникновение алгогенных веществ плазмы крови в околососудистое пространство формируют нейрогенное воспалении, с чем и связано чувство боли.
Обсуждение
Соотношение между вазоконстрикцией и вазодилатацией является одной из основополагающих основ метаболизма и жизнедеятельности тканей. Так VIP, пептидный нейротрансмиттер, состоит из 28 аминокислот, обнаруженных в начале 70-х годов прошлого века. VIP модулирует иннервацию кровеносных сосудов во всем организме, действуя как мощный вазодилататор и вызывая расслабление гладких мышц. Кроме этого, VIP регулирует как врожденный, так и адаптивный иммунитет на множественных уровнях дифференцировки и активации иммунных клеток [17]. VIP вырабатывается во многих тканях позвоночных, включая кишечник, поджелудочную железу и супрахиазматические ядра гипоталамуса. VIP обычно секретируется нервными окончаниями и иммунными клетками желудочно-кишечного тракта [18]. Он выполняет несколько функций, включая секрецию воды и электролитов, сокращение гладкой мускулатуры кишечника, расширение периферических кровеносных сосудов и ингибирование стимулированной гастрином секреции желудочной кислоты.
Биологическое действие VIP в основном инициируется и опосредуется связыванием его VIP/гипофизарных рецепторов, вызывающих аденилатциклазивирующие пептиды (VPAC), которые включают VPAC1 и VPAC2 (VIPR1 и VIPR2 соответственно). Эти рецепторы принадлежат к суперсемейству рецепторов, связанных с G-белком. Они активируются через гетеротримерные G-белки, что приводит к образованию цАМФ для их биологических эффектов [19]. Рецепторы VPAC1 и VPAC2 проявляют сходство с VIP, но могут выполнять разные функции. M. Yadav и соавт. сообщили, что нокаут VPAC2 стимулировал вызванный декстрансульфатом натрия (DSS) колит у мышей, тогда как нокаут VPAC1 защищал мышей от DSS-индуцированного колита. Они предположили, что VPAC1 (но не VPAC2) является рецептором, с помощью которого VIP стимулирует вызванный DSS колит [20].
Предыдущие исследования показали, что рецепторы VPAC часто обнаруживаются во многих опухолях человека. В то время как наличие VPAC1 характерно при раке толстой кишки, молочной железы, предстательной железы и легких, VPAC2 в основном выявляется при лейомиоме и раке простаты [21]. Кроме того, антагонисты VIP, которые нацелены на его рецептор VPAC1, разработаны для лечения рака толстой кишки in vivo, рака легких in vivo и рака молочной железы in vitro [22]. Однако точные функции VPAC, которые сверхэкспрессируются в раковых клетках, изучены не полностью. Эти данные подразумевают, что VIP и VPAC могут вызывать несколько потенциальных эффектов.
Вазодилатация является первичной ролью VIP, а уровень экспрессии его рецепторных систем (VPAC) в кровеносных сосудах является критическим. Хотя в исследованиях описана экспрессия VPAC в кровеносных сосудах, но нет анализа различия экспрессии VPAC в кровеносных сосудах, окружающих опухоли, по сравнению с таковыми в нормальных тканях [23]. Выяснение этого аспекта дает возможность лучше понять роль VPAC1 в развитии опухоли. Предыдущие исследования показали, что рецепторы VPAC высоко экспрессируются в макрофагах у больных с хронической обструктивной болезнью легких [24]. Следовательно, VPAC1 может играть исключительную роль в регуляции заболеваний, опосредованных макрофагами. Однако различия между экспрессией VPAC в ассоциированных с опухолью макрофагах и в макрофагах в нормальных тканях неясны, несмотря на сравнение экспрессии VPAC1 в кровеносных сосудах и макрофагах при раке толстой кишки и нормальных тканей [25].
NO является нестабильным свободнорадикальным газом, который опосредует многие физиологические и токсические функции, такие как цитотоксичность макрофагов, нейротрансмиссия, нейротоксичность и регулирование кровяного давления. Синтазы оксида азота (NOS) — семейство ферментов, которые катализируют превращение L-аргинина в NO и L-цитруллин, можно разделить на две основные группы: конституационные NOS и индуцибельные NOS (iNOS). Нейрональная NOS и эндотелиальная NOS конституционно выражены в тканях, и их активность зависит от высоких внутриклеточных уровней Ca21. Макрофаги экспрессируют транскрипционно индуцибельную форму NOS (iNOS), независимую от повышения уровня Ca21 и не обнаруживаемую в неактивированных клетках [26].
Синергическая комбинация стимулов требуется для максимальной индукции мРНК iNOS, после чего начинается синтез и возникает длительное образование NO. Образование NO за счет iNOS является одним из основных механизмов макрофагов, направленным на проявление ими цитотоксичности по отношению к опухолевым клеткам, бактериям, простейшим, гельминтам и грибкам. Экспрессия iNOS связана с обобщенным или локализованным воспалительным ответом, возникающим в результате инфекции или травмы тканей. Несмотря на весьма полезную функцию NO в защите организма, устойчивая продукция NO может быть вредной, так как его образование может быть вызвано цитокинами и/или воспалительными стимулами, например при экспериментальном артрите, воспалительных заболеваниях кишечника, гипотонии, связанных с септическим шоком, и других типах травмы тканей [27]. Следовательно, избирательное ингибирование экспрессии этого фермента представляет собой важную терапевтическую цель.
Показано, что VIP, PACAP, NOS, PAC1, VPAC1 и VPAC2 играют роль в активации парасимпатического оттока сигналов из мозга во время приступов мигрени. Это наблюдение основано на наличии иммунореактивности в нейронах и в нервных волокнах при иммунофлюоресцентном окрашивании VIP и PACAP, но не в ганглиозных клетках. В то же время иммунореактивность PAC1 и VPAC1 обнаружена в сателлитных глиальных клетках человека, что связано с вовлечением этих пептидов во внутриганглионарную активность [28].
Рецепторы PACAP/VIP (PAC1, VPAC1 и VPAC2) присутствуют в сенсорных нейронах и в гладких мышцах сосудов, связаны с тригеминоваскулярной системой. Активация тригеминоваскулярной системы стимулирует выделение воспалительных нейропептидов в окончаниях тройничного нерва на сосудах твердой мозговой оболочки [29]. Следствие этого — расширение сосудов, увеличение проницаемости сосудистой стенки и проникновение алгогенных веществ плазмы крови в околососудистое пространство с формированием нейрогенного воспаления, с чем и связано чувство боли [30].
Гипоксия играет ключевую роль в воспалении при физиологических и патологических состояниях, когда спрос в клеточном кислороде превышает предложение. Гипоксия вызывает глубокие изменения в транскрипции генов, а индуцируемый гипоксией фактор (HIF) является основным ее регулятором. Изоформа HIF-1α может рассматриваться как основная транскрипционно активная изоформа HIF. Фосфатаза 2-го типа с двойной специфичностью (DUSP2) может приводить к длительной активации р38 MAPK и к увеличению экспрессии COX2. HIF-1α подавляет экспрессию DUSP2 и приводит к устойчивой активации р38 МАРК, тем самым способствует аберрантному синтезу COX2 в строме эктопического эндометрия при эндометриозе [12].
Заключение
Таким образом, полученные результаты указывают на то, что при сравнительном анализе содержания вазоактивного интестинального пептида, рецептора 1-го типа к вазоактивному интестинальному пептиду, синтаз оксида азота, циклооксигеназы 2-го типа в перитонеальной жидкости и в крови по данным иммуноферментного анализа, экспрессии в сосудах по данным иммуногистохимического анализа, экспрессии белка по данным вестерн-блоттинга, экспрессии mRNA по данным количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных с эндометриозом и тазовой болью показано статистически значимое увеличение изученных показателей у больных этой группы. Следовательно, на протеомном и транскриптомном уровнях доказана роль вазоактивного интестинального пептида в реализации воспаления микроокружения совместно с рецептором 1-го типа к вазоактивному интестинальному пептиду, индуцибельной синтазой оксида азота, циклооксигеназой 2-го типа. Накопление в микрососудах вазоактивного интестинального пептида и его рецептора, индуцибельной синтазы оксида азота, циклооксигеназы 2-го типа приводит к избыточной вазодилатации за счет перечисленных факторов с одновременной вазоконстрикцией микрососудов за счет циклооксигеназы 2-го типа и сгенерированных простагландинов. Сверхэкспрессия вазоактивного интестинального пептида и его рецептора 1-го типа, индуцибельной синтазы оксида азота по отношению к циклооксигеназе 2-го типа указывает на превалирование вазодилатации над вазоконстрикцией, что и обусловливает развитие изменений в регуляции микрососудов и способствует как проявлению воспаления микроокружения и нитрозативного стресса, так и накоплению нейропептидов и проявлению нейрогенного воспаления. Суммируясь, выявленные изменения способствуют реализации боли при эндометриозе. Несоответствие между вазодилатацией и вазоконстрикцией микрососудов эндометрия при эндометриозе может быть использовано для оценки боли и выбора тактики лечения.
Работа выполнена в рамках государственного задания Минздрава России «Разработка подходов для неинвазивной диагностики эндометриоза на основе омиксных технологий», госрегистрация №АААА-А19-119021490132-9 на период 01.01.19—31.12.21.
Благодарность. Выражаем благодарность Prof. M. Olovsson, PhD C. Moberg, PhD Th. Kunovac Kallak, E. Davey (Department of Women’s and Children’s Health, Uppsala University, Uppsala, Sweden) за участие в обсуждениях и поддержку. Работа выполнена по теме «Изучение ассоциации между эндометриальными маркерами эутопического и эктопического эндометрия и тазовой болью у женщин с эндометриозом», учетный номер Минобрнауки России в НТИМИ 0431/01/15. Финансовая, научная, правовая и политическая поддержка осуществлялась Шведской Королевской академией наук, Шведским медицинским исследовательским советом (грант №8683), Фондом планирования семьи в Уппсале, Университетом Уппсалы, Швеция, Rudbeck laboratory, The Human Protein Atlas, ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России и Министерством здравоохранения Российской Федерации.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Бурлев В.А.
Сбор и обработка материала — Бурлев В.А., Ильясова Н.А.
Статистическая обработка — Бурлев В.А., Ильясова Н.А.
Написание текста — Бурлев В.А.
Редактирование — Бурлев В.А.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts for interest.