Citokini I Ovulacija

www.medicacentar.info

Medica Centar privatna ginekolosko-akuserska ordinacija Novosadska 1/c, Nis, Srbija tel: 018-249-178; 064-295-1004

http://www.medicacentar.info

CITOKINI I OVULACIJA Proces ovulacije, kao i dogadjaji koji predhode samoj rupturi folikula usko su povezani sa mehanizmima zapaljenjske reakcije tako da danas preovladava misljenje da je ovulacija izmedju ostalog i inflamatorni proces. Zapajenjska reakcija zahvata zid folikula ili samo jedan njegov deo i doprinosi slabljenju folikularnog zida na mestu buduce rupture. U peri-ovulatornim zbivanjima aktivno ucesce uzimaju ovarijalni makrofazi, mononuklearni granulociti, limfociti, fibroblasti i njihovi produkti kao sto su proinflamatorni citokini, prostaglandini i proteoliticki enzimi. Smatra se da IL-1b, TNF-a i GM-CSF imaju najznacajniju ulogu u aktivaciji periovulatorne zapaljenjske reakcije. Ovi citokini podsticu sintezu i sekreciju prostaglandina, aktiviraju sve imunske celije jajnika i podsticu sekreciju granulocitnih proteaza (1). Najznacajniji ovarijalni pul sekrecije IL-1b su makrofazi. Ovaj citokin ima vaznu ulogu u fiziologiji folikulogeneze i ovulacije zahvaljujuci efektima kao sto je povecanje kapilarne permeabilnosti, aktivaciji kolagenza, stimulaciji sinteze prostaglandina i hijaluronske kiseline i td. (2). U eksperimentima perfuzije jajnika pacova u in vivo uslovima dobijeni su interesantni podaci o ulozi IL-b na ovulaciju. Naime, intraarterijska inokulacija IL-1b rezultuje ovulacijom u 100% slucajeva, dok je inokulacija LH znatno manje efikasna u tom smislu. Inokulacija www.medicacentar.info

1

www.medicacentar.info

LH i IL-1b takodje ima za posledicu indukciju ovulacije sa efikasnoscu od 100%. Intraarterijska inokulacija IL-2 nema nikakvog efekta na ovulaciju. Inokulacija indometacina sa LH ili LH+IL-1b znacajno inhibise ovulaciju, ali ne i u slucaju kada se ovulacija stimulise samo IL-1b. Ovi podaci nedvosmisleno ukazuju na prostaglandine kao medijatore ovulatornih efekata LH. U isto vreme, je ptvrdjena pretpostvka da IL-1b ima samo "pomocnicku" ulogu u periovulatornim i ovulatornim mehanizmima ali nikako primarnu (3). U istom svetlu se mogu shvatiti rezultati istrazivanja na IL-1 deficijentnim (knockout) misicama. Naime ova istrazivanja su pokazala da se kod ovih zivotinja procesi folikulogeneze i ovulacije odvijaju neometano. Ukoliko zelite da saznate vise o tome – kliknite na stranicu http://www.medicacentar.info/Citokini_i_funkcija_jajnika.htm Ovarijalni TNF-a uglavnom potice iz makrofaga i granuloznih celija. Intraarterijska perfuzija jajnika TNF-a dovodi do ovulacija, najverovatnije uz posredovanje prostaglandina. Medjutim, TNF-a ne pokazuje sinergisticke efekte sa LH u odnosu na ovulaciju (4). Perfuzija jajnika indometacinom i TNF-a je pracena znacajno manjim procentom ovulacija. GM-CSF je takodje jedan od citokina ukljucenih u ovulatorna zbivanja. Preovulatorna folikularna tecnost sadrzi znacajno vece koncentracije GM-CSF nego sto je to slucaj sa folikulima iz anovulatornih ciklusa. Folikularna sekrecija GM-CSF je najverovatnije pod kontrolom TNF-a, IL-1b i LH (5). Medjutim, kako GM-CSF deficijentni misevi nemaju problema sa ovulacijom, smatra se da ovaj citokin i nije od presudne vaznosti za ovulaciju (6). IL-8 je takodje jedan od proinflamatornih citokina vaznih za ovulatorna zbivanja. Mehanizmi akcije IL-8 i podsticanja ovulacije najverovatnije se baziraju na prostaglandinskim mehanizmima. Preouvulatorni folikuli sadrze znacajno vece koncentracije IL-8 od folikula iz anovulatornih ciklusa (7). Osim navedenih citokina, vecina autora je misljenja da najveci broj proinflamatornih citokina i citokina koji imaju uticaja na sintezu i sekreciju prostaglandina mogu imati vaznu ulogu u folikulogenezi, selekciji dominantnog folikula, maturaciji folikula i ovulaciji. CITOKINI I SUDBINA FOLIKULA

Sa endokrinoloskog aspekta rast folikula zavisi od produkcije androstenediona i njegove konverzije u estradiol. Androstenedion se sintetise u intersticijalnim celijama teke, a njegova konverzija se dogadja u granuloznim celijama folikula. LH promovise sintezu androstenediona, dok FSH stimulise konverziju ovog androgena u estradiol. Citokini mogu imati uticaja na bilo koji nivo produkcije androstenediona njegovu konverziju u estradiol, kao i na produkciju LH i FSH. Osim toga, citokini mogu izmeniti broj i osteljivost receptora za LH i FSH sto naravno donosi i odredjene www.medicacentar.info

2

www.medicacentar.info

promene u intenzitetu i kvalitetu steroidogeneze. Nijedan citokin nema esencijalnu ulogu u rastu, maturaciji folikula i ovulaciji, ali se zna da njihovi zbirni efekti, kao i medjusobni odnosi imaju vaznu ulogu u navedenim procesima. Sa druge strane, FSH i LH ucestvuju u kreiranju citokinske mreze jajnika. Na primer, FSH regulise aktivnost IGF-I i IGF-II na indirektan nacin, tako sto inhibise sintezu IGF-BPs cime doprinosi povecanju koncentracije nevezanih molekula IGF. Rezultat ovog efekta FSH je veca aktivnost IGF i znacajnije ostvarivanje njegovih efekata na rast folikula. Stimulacija steroidogeneze pod uticajem IGF-I je znacajnija u prisustvu FSH dok se svi efekti FSH potenciraju u prisustvu IGF-I (8). TGF-b je jos jedan citokin ciji su konacni efekti povezani sa prisustvom FSH. Proliferacija granuloznih celija posredovana TGF-b je daleko znacajnija u prisustvu FSH, dok je produkcija EGF stimulisana FSH je znacajnija u prisustvu TGF-b. TGF-b povecava afinitet receptora za FSH na granuloznim celijama, cime se objasnjava amplifikatorska uloga TGF-b u odnosu na efekte FSH (9). Proinflamatorni citokini kao sto su IFN-g, TNF-a i IL-1 imaju vaznu regulatornu ulogu u fizioloskom ovarijalnom ciklusu i patoloskim procesima. TNF-a moze da stimulise proliferaciju granuloznih celija, ali i sintezu progesterona u ranim stadijumima diferencijacije granuloznih celija sto moze da bude uzrok atrezije folikula (10). U isto vreme, TNF-a pokazuje sinergisticke efekte sa IFN-g u smislu inhibicije sinteze progesterona dok je sinteza estrogenih hormona inhibisana pod uticajem TNF-a bez obzira na prisustvo IFN-g (11). Niske koncentracije TNF-a u folikularnoj tecnosti su udruzene sa ubrzanom folikularnom maturacijom, dok se visoke vrednosti folikularnog TNF-a mogu registrovati u preovulatornom periodu, zajedno sa povecanjem broja imunskih celija, njihovom aktivacijom, povecanom sintezom prostaglandina i padom produkcije estradiola. IFN-g je citokin koji inhibise sintezu progesterona i estradiola. Koncentracija IFNg u folikularnoj tecnosti atreticnih folikula je znacajno veca u odnosu folikule sa normalnim rastom i sazrevanjem. Osim toga dokazano je da IFN-g indukuje apoptozu granuloznih celija (5). Najverovatnije je da su ova dva efekta odlucujuca za atreticko dejstvo IFN-g. Osim toga, aktivacija imunskih celija pod uticajem IFN-g i pojacana ekspersija MHC molekula klase II na imunskim celijama, doprinose ubrzanoj atreziji folikula. Konacni efekti pojacane aktivnosti IFN-g najcesce se ocitavaju kao autoimunska ovarijalna bolest (AOD), anovulacija, PCO sindrom i prevremeno gasenje ovarijalne funkcije (12). Uzimajuci u obzir da je kompletan IL-1 sistem (receptori, ligandi, receptorski antagonisti) dokazan u tkivu jajnika, jasno je da IL-1 igra vaznu ulogu u fiziologiji i patologiji jajnika. Generalno govorceci IL-1 inhibise steroidogenezu, ali postoji manji broj ekspreimentalnih modela koji u specificnim uslovima dokazuju i drugacije efekte ovog citokina. Luteinizirane granulozne celije u in vitro uslovima u prisustvu IL-1 (1-50 ng/ml) sintetisu progesteron dok je sinteza estradiola inhibisana (11). Best i sar. (11) su pokazali da IL-1a inhibise sintezu estradiola dok IL-b nema uticaja na sintezu ovog hormona. Na sintezu progesterona u luteiniziranim granuloznim celijama nema uticaja ni IL-1a ni IL-b (61). Nema www.medicacentar.info

3

www.medicacentar.info

preciznih podataka o ulozi IL-1 u selekciji dominantnog folikula, ali je poznato da IL-b ima vaznu ulogu procesu ovulacije. Neposredno pred ovulacije koncentracija IL-b u folikularnoj tecnosti se naglo povecava sto je praceno skokom produkcije prostaglndina, kolagenaza, hijaluronske kiseline i razlicitih glikoproteina (sema 1). Oplodjnje nije "sudar" spermatozoida i jajne celije vec mnogo vise od toga.

www.medicacentar.info/movies/oplodjenje.wmv CITOKINI I REGRESIJA ZUTOG TELA

Nakon ovulacije teka luteinske i granulozne celije podlezu luteinizaciji sto predstavlja prvi korak u formiranju zutog tela. Zuto telo luci progesteron, hormon koji ucestvuje u pripremi endometrijuma za uspesnu implantaciju. Ukoliko oplodjenje ili nidacija izostanu, zuto telo mora podleci regresionim procesima radi obnavljanja ciklusa folikulogeneze. Iako detaljni mehanizmi luteolize nisu u potpunosti poznati, zna se da imunske celije i njihovi produkti ucestvuju u ovom prcesu. Makrofazi, aktivirani T limfociti i granulocitni leukociti su dokazani u zutom telu. Njihov broj, stepen aktivacije i sekrecije uglavnom proinflamatornih citokina raste sa starenjem zutog tela, a narocito u slucajevima kada do oplodjenja ili nidacije nije doslo (13). Citokini kao sto su TNF-a i IFN-g se takodje javljaju u zutom telu, dok se koncentracija IFN-g narocito povecava sa napredovanjem luteolitickih procesa. Koncentracija IFN-g je u direktno proporcionalnom stepenu aktivacije imunskih celija, ekspresije aktivacionih molekula na imunskim celijama i intenzitetu medjusobne komunikacije imunskih celija. Pretpostavlja se da je luteoliza povezana sa prestankom funkcionisanja i propadanjem luteiniziranih granuloznih celija. Naime, postoje dokazi da aktivirani makrofazi zutog tela fagocituju granulozne celije i da se u makrofazima zutog tela u odmakloj fazi luteolize mogu videti granule zutog pigmenta (13,14). Osim toga, aktivirani T limfociti, TNF-a i IFN-g mogu posredovati u inicijaciji apoptoze granuloznih celija (14). Pitanje primarnog uzroka smrti granuloznih celija za sada nije dovoljno rasvetljeno, mada se najlogicnijom cini pretpostavka da aktivirani T limfociti, TNF-a i IFN-g indukuju apoptoticku smrt granuloznih celija, a da se makrofazi u ovom slucaju pojavljuju kao "cistaci" celijskog detritusa (14,15). Ukoliko zelite da saznate vise o tome – kliknite na stranicu http://www.medicacentar.info/Citokini_i_funkcija_jajnika.htm

www.medicacentar.info

4

www.medicacentar.info

TNF-a uglavnom inhibise sintezu progesterona, ali su ipak poznati eksperimentalni modeli kada ovaj citokin ne utice znacajnije na sintezu progesterona ili je podstice. Medjutim, IFN-g uvek inhibise sintezu progesterona, kao i TNF-a kada deluje u prisustvu IFN-g. Zbirni inhibitorni ucinak na sintezu progesterona TNF-a i IFN-g je daleko veci od njihovih pojedinacnih inhibitornih ucinaka, sto ukazuje na sinergisticki inhibitorni efekat ova dva citokina kada je u pitanju sinteza progesterona (13,14,15). Ranije je pomenuto da IFN-g podstice ekspresiju MHC molekula na imunskim i granuloznim celijama sto je u funkciji kvalitetnije medjucelijske komunikacije i aktivacije imunskih celija. U pogledu stepena ekspresije MHC molekula na lutealnim imunskim celijama LH pokazuje antagonisticke efekte u odnosu na IFN-g. Naime, LH suprimira ekspresiju MHC molekula klase II na lutealnim imunskim celijama, najverovatnije prevenirajuci apoptoticke i luteoliticke efekte ovih celija na granulozne celije (12,16,17). IL-6 i IL-1 takodje inhibisu sintezu progesterona i to najverovatnije preko mehanizama stimulacije sinteze prostaglandina, ubrzavanja luteolitickih procesa i aktivacije lutealnih imunskih celija (18).

Sema 1. Dijagram efekata citokina na ovulaciju 3D rekonstrukcija - Krvni sudovi ovulatornog folikula - kliknite ovde http://www.medicacentar.info/images/Vaskularizacija_periovulatorni.jpg 3D rekonstrukcija - Mreza krvnih sudova ovulatornog folikula - kliknite ovde (clip) http://www.medicacentar.info/movies/Vaskularizacija_periovulatorni.avi

www.medicacentar.info

5

www.medicacentar.info

Animacije normalnog oplodjenja: www.medicacentar.info/movies/oplodjenje.wmv Literatura: 1. Vassalli P. The pathophysiology of tumor necrosis factors. Annu Rev Immunol. 1992; 10:411452. 2. Dor J. et al. Paracrine mechanism of ovarian regulation. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1996; 65(1):25-28. 3. Brannstrom M. et al. Ovulatory effect of interleukin-1 beta on the perfused rat ovary. Endocrinology. 1993; 132(1):399-404. 4. Brannstrom M. et al. Involvement of leukocyte and cytokines in the ovary process and corpus luteum function. Human Reprod 1993; 8:1762-1775. 5. Brannstrom M. et al. Rat ovary produces cytokines during ovulation. Biol Reprod 1994; 50:8894. 6. Stanly E. et al. Granulocyte/macrophage colony-stimulating factor deficient mice show no major perturbation of hematopoiesis but develop a characteristic pulmonary pathology. Proc Nat Acad Sci USA 1994; 91:5592-5596. 7. Gazvani M.R. et al. Follicular fluid concentrations of interleukin-12 and interleukin-8 in IVF cycles. Fertil Steril 2000; 74(5):953-958. 8. Mason H.D. et al. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) inhibits production of IGF-binding protein-1 while stimulating estradiol secretion in granulosa cells from normal and polycystic human ovaries. J Clin Endocrinol Metab. 1993; 76(5):1275-1279. 9. Dunkel L. et al. Follicle-stimulating hormone receptor expression in the rat ovary: increases during prepubertal development and regulation by the opposing actions of transforming growth factors beta and alpha. Biol Reprod. 1994; 50(4):940-948. 10. Punnanen J. et al. Demonstration of TNF- in preovulatory follicular fluid: Its association with serum 17-stradiol and progesterone. Gynecol Obstet Invest 1992; 33:80-84. 11. Best C.L. et al. Modulation of human granulosa cell steroid production in vitro by tumor necrosis factor alpha: implications of white blood cells in culture. Obstet Gynecol. 1994; 84(1):121-127. 12. Hill J.A. et al. Induction of class II major histocompatibility complex antigen expression in human granulosa cells by interferon gamma: a potential mechanism contributing to autoimmune ovarian failure. Am J Obstet Gynecol. 1990; 162(2):534-540. 13. Best C.L. et al. Localization and characterization of white blood cell populations within the human ovary throughout the menstrual cycle and menopause. Hum Reprod. 1996; 11(4):790797. 14. Cataldo N.A. et al. Interferon-gamma and activin A promote insulin-like growth factor-binding protein-2 and -4 accumulation by human luteinizing granulosa cells, and interferon-gamma promotes their apoptosis. J Clin Endocrinol Metab. 1998; 83(1):179-186. 15. Roby K.F. et al. Immunological evidence for a human ovarian tumor necrosis factor-alpha. J Clin Endocrinol Metab. 1990; 71(5):1096-1102. 16. Best C.L. et al. IL-1 and  modulation of luteinized human granulosa cells estrogen and progesterone biosynthesis. Human Reprod 1996; 3206-3210. 17. Fairchild D.L. et al. Interferon-gamma induction of major histocompatibility complex antigens on cultured bovine luteal cells. Biol Reprod. 1989; 40(3):453-457. 18. Gorospe W.C et al. IL-6: effects on an production by rat granulosa cells in vitro. Endocrinology 1992; 130:1750-1752.

www.medicacentar.info

6