Клетки гранулезы как источники активных форм кислорода

Цель исследования. Обобщить данные литературы об источниках активных форм кислорода в клетках гранулезы и их физиологическом и патофизиологическом значении для репродуктивной системы женщины.
Материал и методы. При составлении обзора были использованы публикации из базы данных PubMed.
Результаты. В обзоре подробно рассматривается прооксидантная и антиоксидантная составляющие свободнорадикального гомеостаза клеток гранулезы. Приведены данные о влиянии окислительного статуса гранулезы на успешность процедуры экстракорпорального оплодотворения.
Заключение. Свободные радикалы, производимые клетками гранулезы, играют двоякую роль в гомеостазе яичников, одновременно участвуя во внутриклеточных каскадах и оказывая повреждающее действие на клетки фолликулов. Окислительный статус гранулезы должен приниматься во внимание при создании новых программ вспомогательных репродуктивных технологий.

В настоящее время не вызывает сомнения, что свободнорадикальные реакции играют ключевую роль в жизнедеятельности на всех уровнях организации – от клеток, до органов и систем и организма. В клетках существует не менее полуторадесятков источников активных форм кислорода – супероксидного анион-радикала, пероксида водорода, NO. Свободные радикалы принимают участие в таких важных процессах, как пролиферация клеток, апоптоз, клеточная сигнализация. На другой чаше весов находится система антиоксидантной защиты, представленная водорастворимыми (мочевая кислота, аскорбат) и жирорастворимыми (альфа-токоферол, коэнзим Q10) антиоксидантами. Баланс между активностью источников свободных радикалов и антиоксидантной защитой обеспечивает нормальное функционирование живой системы, дисбаланс приводит к различного рода нарушениям и даже повреждениям. Последнее называется в литературе «окислительным стрессом».

Можно выделить системный свободнорадикальный гомеостаз, относящийся к крови, и локальный – относящийся к конкретному органу или компартменту. Фолликул с яйцеклеткой является сложной биохимической системой, в которой нельзя не учитывать свободнорадикальные реакции. Как показано в нашей работе [1], антиоксидантные свойства фолликулярной жизкости коррелируют с качеством эмбриона при экстракорпоральном оплодотворении, причем, смещение антиоксидантной емкости как в сторону уменьшения, так и увеличения сопровождается ухудшением качества эмбриона. Накоплено много данных об эффективности антиоксидантной терапии при прегравидарной подготовке или бесплодии [2]. Активно изучается роль системного окислительного стресса как фактора, влияющего на исход ЭКО [3].

Для оценки уровня окислительного стресса и поиска путей его возможной коррекции необходимо знать основные источники активных форм кислорода и состояние антиоксидантной защиты, причем не в крови, а непосредственно в яичнике и даже в фолликуле. В фолликуле основным источником активных форм кислорода в фолликуле являются клетки гранулезы. В данном обзоре рассматриваются статьи, посвященные изучению свободнорадикального гомеостаза в этих клетках, а также возможного влияния этих процессов на созревание яйцеклетки и качество эмбриона при ЭКО.

Источники активных форм кислорода в клетках гранулезы

Активные формы кислорода (АФК) генерируюся в гранулезе преовуляторных фолликулов в виде побочного продукта стероидогенеза. На этой стадии развития фолликулы в большей степени подвержены оксидативному стрессу, чем на более ранних стадиях [4]. Первым этапом синтеза является образование прегненолона под действием митохондриального фермента P450scc, который, как и другие члены семейства Р450, в процессе своей работы генерирует свободные радикалы, в частности, гидроксильный радикал.

Прогестерон в яичниках человека синтезируется путем дегидрирования прегненолона ферментом 3β-гидроксистероиддегидрогеназой (ГСДГ), для чего требуется НАД– в качестве акцептора водорода, который, в свою очередь образуется путем окисления НАДН монодегидроаскорбатом по свободнорадикальному механизму. Фермент ГСДГ расположен в агранулярном эндоплазматическом ретикулуме, там же находится и CuZn-супероксиддисмутаза (СОД), которая защищает клетку от супероксидного анион-радикала, вырабатывающегося в ходе активного стероидогенеза [5].

В одном из исследований у псевдобеременных крыс после стимуляции хорионического гонадотропина (ХГ) выброс лютеинизирующего гормона (ЛГ) стимулировал продукцию СОД в яичниках и пероксидазы, причем максимум СОД наблюдали через 30 минут после введения ЛГ, а пероксидазы – через 2–3 часа. Авторы предположили, что этот временной интервал позволяет СОД обеспечить достаточное количество пероксида водорода для пероксидазы. Этот пероксид водорода входит в пероксидазо-аскорбатную систему, запускающую синтез прогестерона [6].

В клетках гранулезы и кумулюса присутствуют НАДФН-оксидаза (NOX)-4 и -5, также в яичнике описана экспрессия NOX-2. Активные формы кислорода (АФК), образуемые NOX, являются участниками регуляторных каскадов созревания ооцита. Так, фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) вызывает сборку NOX на мембране кумулюсных клеток, а ингибитор NOX дифенилиодоний и антиоксидант 1,3-диметил-2-тиомочевина дозозависимо блокируют созревание ооцитов и возобновление в них мейоза [7].

Таким образом, АФК, вырабатываемые NOX в фолликуле, имеют физиологическое значение. Также известно, что с возрастом существует высокий риск развития некачественных эмбрионов и неудачных имплантаций даже при наличии хромосомно и морфологически нормальных ооцитов. В недавнем исследовании Maraldi T. с соавт. уровень экспрессии NOX был снижен у пациенток старше 37 лет, проходивших процедуру ЭКО по поводу мужского фактора бесплодия [8].

Моноаминоксидаза (МАО) – фермент, присутствующий в яичниках и катализиру...

Шестакова М.А., Проскурнина Е.В., Щербакова Л.Н., Панина О.Б.