Citokinska mreža endometrijuma od menstruacije do implantacije

Zašto je citokinska mreža klinički važna

Obnavljanje endometrijuma usko je povezano sa regenerativnim procesima koji podrazumevaju inflamaciju, proliferaciju, angiogenezu, ćelijsku diferencijaciju i, konačno, remodeliranje tkiva. Na osnovu današnjih saznanja sa velikim stepenom sigurnosti se može reći da pojedini citokini i faktori rasta imaju ključnu ulogu u pravilnom odvijanju endometrijalnog ciklusa i u nidaciji blastociste.

Greške u citokinskoj mreži endometrijuma, jajovoda ili same blastociste mogu dovesti do nekih oblika infertiliteta, do spontanih pobačaja i do grešaka u vremenu nidacije, sa posledičnim razvijanjem vanmaterične, tubarne ili cervikalne trudnoće. Podaci o tome kako deficit pojedinih citokina utiče na sudbinu trudnoće dobijeni su na takozvanim knockout životinjama, kod kojih je genetskom manipulacijom odstranjen ili ugrađen gen za određeni receptor ili citokin.

Endometrijum od puberteta do cikličnih promena

Od završetka embrionalnog razvoja do menarhe endometrijum ne podleže značajnim morfološkim i funkcionalnim promenama, izuzev onih koje su vezane za fizički rast celog organizma. Sa početkom funkcionisanja jajnika u pubertetu započinje njegov ciklični život, praćen krupnim anatomsko-histološkim i funkcionalnim promenama.

Cikličnost tih promena diktiraju hormoni hipotalamo-hipofizno-ovarijalne osovine, kao i steroidni hormoni koji potiču iz drugih izvora, iz masnog tkiva i nadbubrežne žlezde. Polni steroidi se u endometrijalnom ciklusu pojavljuju samo kao prvi intracelularni signal, koji pokreće čitavu kaskadu aktivacije i inhibicije određenih gena. Na osnovu njihove aktivnosti sintetiše se i sekretuje niz citokina i faktora rasta, a oni predstavljaju drugu liniju signala za obnavljanje, rast, diferencijaciju i ablaciju endometrijuma.

Proinflamatorni citokini i menstrualno krvarenje

Menstrualno krvarenje započinje vazodilatacijom i pucanjem krvnih sudova endometrijuma, što remeti normalnu prokrvljenost materične sluzokože i vodi njenom odbacivanju. Precizni molekularni mehanizmi tih događaja još nisu razjašnjeni, ali se zna da im prethodi nagli pad serumske koncentracije progesterona, što je najverovatnije prvi signal za dalja molekularna dešavanja.

Neposredno nakon početka krvarenja aktivira se sistem koagulacije i agregacije trombocita, i to na osnovu aktivnosti Hagemanovog faktora, tkivnih prokoagulacionih faktora oslobođenih iz oštećenog endometrijuma i fosfolipida eksprimiranih na aktiviranim trombocitima i vaskularnim endotelnim ćelijama. Istovremeno se aktiviraju i mehanizmi lize formiranih koaguluma, koji omogućavaju dalje menstrualno krvarenje.

Oba mehanizma, i formiranje i liza koaguluma, zahtevaju sintezu, aktivaciju i adsorpciju koagulacionih proenzima, prostaciklina kao snažnog vazodilatatora, tromboksana kao vazokonstriktora, antitrombina III, proteina C, aktivatora plazminogena i inhibitora aktivatora plazminogena. Aktivirani trombociti su izvor proteina sa osobinama adhezionih molekula, kao što su fibrinogen, fibronektin i von Willebrandov faktor, ali i citokina sa hemotaktičkim dejstvom na leukocite, poput PDGF, TGF-alfa, HB-EGF, TGF-beta i IL-7.

Leukociti i makrofagi u obnavljanju sluzokože

Kao posledica tih dešavanja, menstrualna krv sadrži niz faktora koji privlače i aktiviraju mononuklearne ćelije i leukocite. Formiranje lokalne inflamatorne reakcije na mestu odljubljenog endometrijuma od esencijalne je važnosti za pravilnu i kontinuiranu regeneraciju sluzokože. Eksperimentalne životinje sa deficitom mononuklearnih ćelija imaju poremećen menstrualni ciklus, upravo zbog otežanog odbacivanja endometrijuma, fibroblastne proliferacije i obnavljanja defekta.

Infiltracija neutrofila i monocita, privučenih hemoatraktantima u perimenstrualni endometrijum, može biti jedan od faktora uspešne ablacije sluzokože, ali i antiagregacionih, antikoagulacionih i trombolitičkih fenomena tokom krvarenja. Infiltrisani monociti se posle aktivacije diferenciraju u makrofage, za koje se zna da luče preko sto biološki aktivnih supstanci. Među najaktivnijim faktorima koje sekretuju su GM-CSF, G-CSF, CSF-1, M-CSF, TNF, LIF, OSM, IFN, TGF-alfa, TGF-beta, interleukini i VEGF.

Ovi citokini učestvuju i u regulaciji metabolizma eikosanoida, prostaglandina, tromboksana i leukotriena, koji i sami imaju značajnu ulogu u koagulacionoj i zapaljenjskoj kaskadi. Neutrofilni granulociti sekretuju proteolitičke enzime koji potpomažu ablaciju endometrijuma, nakon čega i sami propadaju, a makrofagi ih fagocituju. Zajedničkim dejstvom svi ovi faktori vode degradaciji endometrijuma, posledičnoj zapaljenjskoj reakciji i regeneraciji koja je veoma slična zarastanju mehaničkih povreda.

Citokini, faktori rasta i angiogeneza

Kod zdravih odraslih žena angiogenetski procesi se odvijaju samo na četiri mesta: u žutom telu, u posteljici tokom njenog razvoja, u endometrijumu tokom menstrualnog ciklusa i u procesima zarastanja povreda. Proces uključuje proliferaciju angioblasta kroz međućelijski matriks, njihovu diferencijaciju u endotelne ćelije, tubulogenezu, odnosno rekanalizaciju, i formiranje kapilarnih petlji.

Proteolitički enzimi su presudni za efikasnost angiogeneze, jer omogućavaju razbijanje međućelijskog veziva i usmeravaju migraciju, proliferaciju i diferencijaciju endotelnih ćelija. Ti enzimi, kao i njihovi aktivatori i inhibitori, otkriveni su u endometrijumu, a njihova aktivnost povezana je sa citokinima kao što su IL-1, IL-8, TNF-alfa, GM-CSF, VEGF, EGF, TGF-beta, PDGF i IGF-I.

Receptori i mRNK specifična za sintezu navedenih citokina dokazani su na endotelnim ćelijama kapilara i arteriola endometrijuma. Endotelne ćelije endometrijalnih krvnih sudova sekretuju VEGF i receptore za VEGF, koji je jedan od najvažnijih faktora endometrijalne angiogeneze, što ukazuje na autokrinu regulaciju tog procesa. Kako VEGF sekretuju i endometrijalni makrofagi i granulociti, postoji i mogućnost parakrinog uticaja tih ćelija na angiogenezu.

Postmenstrualna ekspresija citokina

Regeneracija endometrijuma započinje pre nego što se menstrualno krvarenje potpuno zaustavi, i to u vreme kada je serumska koncentracija estrogena na niskom nivou. Zato se došlo do zaključka da regenerativne procese iniciraju faktori koji sigurno nisu polni steroidi. Danas znamo da su to faktori rasta i citokini, koje uglavnom izlučuju endometrijalni makrofagi.

Ti faktori iniciraju proliferaciju stromalnog i glandularnog kompartmenta endometrijuma. Proliferacija se višestruko intenzivira pod uticajem estrogena tokom prve faze ciklusa, dostiže maksimum u periovulatornom periodu i završava se dva do tri dana posle ovulacije. U drugoj fazi ciklusa, pod uticajem progesterona, ćelije sluzokože zaustavljaju proliferativnu aktivnost, diferenciraju se i započinju sekretornu aktivnost.

Na endometrijalnim ćelijama folikularne faze dokazani su receptori za interleukine, LIF, GM-CSF, CSF-1, G-CSF, TNF-alfa, EGF, TGF-alfa, TGF-beta, PDGF, VEGF i IGF. Ovi citokini regulišu proliferaciju, diferencijaciju i angiogenezu endometrijuma, delom direktnim dejstvom na endometrijalne ćelije, delom modulacijom efekata polnih steroida i uticajem na steroidogenetsku aktivnost jajnika.

Interleukin 1 i priprema sluzokože

Endometrijalna ekspresija interleukina potvrđena je metodama kao što su Northern blot analiza, RNase protection assay i kvantitativni RT-PCR test. Njima je dokazana ekspresija svih dvadeset poznatih interleukina. IL-1, koji obuhvata IL-1alfa i IL-1beta, produkuju uglavnom monociti, makrofagi, mast ćelije, T i B limfociti.

Postoje dva tipa receptora za IL-1. Tip I se uglavnom pojavljuje na imunskim ćelijama, a tip II na neimunskim, između ostalog i na endometrijumu, gde se tokom kasne sekretorne faze može dokazati i tip I. Značajna endometrijalna sekrecija IL-1 i ekspresija njegovih receptora počinju nekoliko dana posle ovulacije, intenziviraju se tokom sekretorne faze i dostižu maksimum neposredno pred menstruaciju. IL-1 tako ima važnu ulogu u pripremi endometrijuma za menstrualnu ablaciju ili za decidualnu transformaciju.

Svoje efekte IL-1 ostvaruje uglavnom stimulacijom sinteze i sekrecije prostaglandina i TNF-alfa. Iz tog razloga nesteroidni antiinflamatorni lekovi poput indometacina, koji snažno inhibiraju sintezu prostaglandina, mogu odgoditi menstrualno krvarenje ili ometati decidualizaciju endometrijuma.

Interleukin 2, NK ćelije i implantacija

IL-2, koji uglavnom sekretuju Th ćelije, ima mitogeno i aktivirajuće dejstvo na T i B limfocite i na NK ćelije. Osim toga, stimuliše oslobađanje IFN-gama, IL-3, IL-4, IL-5 i GM-CSF, koji sa svoje strane podstiču ekspresiju molekula MHC klase II; IFN-gama je u tom smislu naročito aktivan.

Aktivacijom citotoksičnih T limfocita i NK ćelija IL-2 ima ulogu ne samo u odbrani sluzokože materice od mikroba i tumorskih ćelija, već i u pripremi endometrijuma za implantaciju blastociste, kao i u nekrozi i ablaciji sluzokože u fazi menstrualnog krvarenja. Tokom trudnoće ovi citokini imaju snažno abortivno dejstvo.