Гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ, гонадолиберин, люлиберин, гонадорелин) представляет собой декапептид, который вырабатывается в гипоталамусе и играет центральную роль в регуляции женской репродуктивной функции. ГнРГ высвобождается из нейронов гипоталамуса цирхорально, связывается со специфическими гонадотропными рецепторами гипофиза, что приводит к секреции лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ). Оба гормона секретируются в системный кровоток и регулируют гаметогенез и стероидогенез в яичниках.
Рецептор ГнРГ связан с лигандом Gq/G11, который активирует фосфолипазу C. Этот фермент приводит к образованию нескольких молекул вторичного посредника. Среди них критически важными являются диацилглицерин (DG) и инозитол-1,4,5-трифосфат (IP3). DG приводит к активации протеинкиназы C, а IP3 высвобождает Ca2+ из внутриклеточных пулов, что приводит к секреции и синтезу ЛГ и ФСГ [1–4]. Рецепторы ГнРГ и их функции регулируются самим ГнРГ и стероидными гормонами яичников.
Циклический характер секреции гонадотропинов во многом зависит от эффекта обратной связи гормонов яичников на гипоталамус и гипофиз. У взрослых мужчин и женщин гипоталамическая пульсирующая секреция ГнРГ приводит к экспрессии и высвобождению ФСГ и ЛГ передней долей гипофиза. ФСГ и ЛГ регулируют функцию половых желез – яичек и яичников. У обоих полов ФСГ стимулирует продукцию гамет, а ЛГ – экспрессию стероидных гормонов гонадами. Повышенный уровень стероидных гормонов ингибирует выработку ГнРГ посредством отрицательной обратной связи [5–7].
Применение пульсирующей инъекции ГнРГ у пациентов с гипоталамической аменореей способно возобновить регулярные менструальные циклы [2]. Напротив, длительная хроническая стимуляция гипофизарных гонадотрофов агонистами ГнРГ приводит к десенсибилизации рецептора ГнРГ. Подавление секреции гонадотропина и, следовательно, функции половых желез является основой клинического эффекта агонистов ГнРГ. Длительное их применение приводит к угнетению функции яичников [2, 3, 8]. Антагонисты ГнРГ действуют путем конкурентного связывания с рецепторами ГнРГ гипофиза [2, 3, 5].
Гипофизарное действие гонадотропин-рилизинг-гормона и аналогов ГнРГ
ГнРГ связывается со специфическими рецепторами гонадотропных гормонов гипофиза. Активация этих рецепторов приводит к синтезу молекул передачи сигнала, которые инициируют экзоцитоз гонадотропинов и участвуют в экспрессии мРНК ЛГ и ФСГ. Агонисты ГнРГ были синтезированы путем замены аминокислот в молекуле ГнРГ. Применение агонистов ГнРГ приводит к пролонгированному стимулирующему действию на рецептор ГнРГ с начальным высвобождением гонадотропинов и затем – длительным подавлением секреции ЛГ и ФСГ. Секреция гонадотропинов, возникающая после применения агонистов ГнРГ, является результатом активации механизмов, идентичных наблюдаемым после введения ГнРГ. Подавление секреции гонадотропинов происходит в основном за счет десенсибилизации. Напротив, ингибирование высвобождения ЛГ и ФСГ, наблюдаемое после введения антагонистов ГнРГ, связано с конкурентной блокадой действия ГнРГ на уровне рецепторов [3, 5, 9, 10].
Регуляция рецепторов гонадотропин-рилизинг-гормона
Количество рецепторов ГнРГ регулируется действием ГнРГ в зависимости от времени и дозы. Умеренные дозы ГнРГ или агонистов ГнРГ приводят к начальному снижению уровня рецепторов с последующим длительным повышением. Постоянное воздействие на гонадотрофы высоких концентраций ГнРГ индуцировало уменьшение сайтов связывания [3, 6, 8].
Было показано, что регуляция рецепторов ГнРГ происходит после приема стероидов в экспериментальной модели на животных. В культуре клеток гипофиза крыс эстрадиол увеличивал количество рецепторов ГнРГ после длительного применения и снижал связывание ГнРГ после кратковременного лечения. Прогестерон оказывал исключительно стимулирующее действие на рецепторы ГнРГ, хотя стероид оказывает ингибирующее действие на стимулированное агонистом высвобождение ЛГ. В клетках aT3-1 эстрадиол снижал количество рецепторов ГнРГ, что указывает на различия между физиологическими клеточными реакциями клеток ocT3-l и первичными гипофизарными клетками [2, 3, 8]. Также выявлено, что гонадные пептиды активин А и фоллистатин являются регуляторами рецепторов ГнРГ. Активин А может модулировать реакцию гонадотрофов на ГнРГ за счет увеличения экспрессии рецепторов ГнРГ, фоллистатин оказывает антагонистическое действие [3, 8].
Действие гонадотропин-рилизинг-гормона и аналогов ГнРГ на яичники
В женских репродуктивных органах ГнРГ оказывает преимущественно ингибирующее действие на стероидогенез яичников, овуляцию, транспорт яйцеклеток, имплантацию, беременность и рост матки [7, 8, 11]. Некоторые из этих эффектов обусловлены прямым действием ГнРГ в соответствующих тканях. Поскольку ГнРГ не достигает яичников в концентрациях, которые могут вызвать данный эффект, предполагается, что в основе физиологической роли ГнРГ в яичниках может лежать паракринный механизм. Ингибирующее действие ГнРГ на стероидогенез включает подавление индуцируемой агонистом продукции цАМФ, а также снижение активности 3-гидроксистероиддегидрогеназы, которая метаболизирует предшественник прегненолон в прогестерон. Действие ГнРГ в яичниках опосредовано через сайты связывания с высоким сродством, которые были обнаружены в гранулезе и лютеиновых клетках [8, 12–14].
Клинический эффект подавления овариальной функции
Побочные эффекты ГнРГ проявляются симптомами наступления менопаузы, что связано со снижением концентрации эстрогенов в крови. У пациенток возникают приливы, сухость влагалища, снижение либидо, головная боль, эмоциональная лабильность. Однако снижение уровня эстрогенов не оказывает влияния на циркулирующие липиды через 6 месяцев лечения агонистом ГнРГ.
Гипоэстрогения в результате терапии агонистами ГнРГ приводит к деминерализации костной ткани. Повышенная концентрация кальция обнаруживается в моче и в сыворотке крови, что говорит об усилении костного обмена. Обратимость потери костной массы неполная через 6 месяцев после прекращения лечения в большинстве исследований. При кратковременном лечении в течение 6 месяцев потеря костной массы ограничена и не оказывает клинического эффекта [1, 5, 10, 15].
Клиническое применение агонистов гонадотропин-рилизинг-гормона
Агонисты ГнРГ можно использовать в пульсирующем или непрерывном режимах для лечения эстрогензависимых состояний, включая эндометриоз, лейомиому матки, преждевременное половое созревание и меноррагию. Пульсирующий режим ГнРГ может использоваться для индукции полового созревания у пациентов с гипогонадотропным гипогонадизмом и успешно применялся для индукции развития фолликулов или выработки сперматозоидов с последующей беременностью из зрелых ооцитов. Агонисты ГнРГ также широко используются для краткосрочного лечения эндометриоза и миомы матки; при этом средний объем миомы уменьшается на 30–50% в течение периода лечения. К сожалению, остеопороз будет развиваться в условиях низкого уровня эстрогена, вызванного длительным применением агонистов ГнРГ. Таким образом, лечение обычно ограничивается 6 месяцами, если только не назначена какая-либо форма режима добавления эстрогена (add-back терапия). В результате агонисты ГнРГ обычно используются при подготовке к операции или у женщин в перименопаузе, ожидающих наступления менопаузы и естественного прекращения функции яичников [1, 3, 5, 15].
С учетом того, что многие ткани экспрессируют рецепторы ГнРГ и ГнРГ, эти аналоги могут быть использованы для их прямого действия на ткани-мишени, а не просто косвенно через снижение продукции гонадных стероидов. Например, аналоги ГнРГ также могут быть использованы для лечения широкого спектра видов рака, которые экспрессируют рецептор ГнРГ, включая рак молочной железы, поджелудочной железы и яичников. Одним из потенциальных недостатков использования агонистов ГнРГ является так называемый «эффект вспышки». Эффект обострения относится к временному увеличению высвобождения ЛГ и ФСГ из секреторных гранул в ответ на начало лечения агонистом ГнРГ до окончательного подавления экспрессии ГнРГ, вызванного насыщением ГнРГ. Для достижения полностью гипогонадотропного гипогонадного состояния требуется примерно 1–3 недели применения агонистов ГнРГ. Побочные эффекты терапии агонистами ГнРГ связаны с дефицитом половых гормонов и сходны с симптомами менопаузы, включая приливы, сухость влагалища и остеопению. Преимущество антагонистов ГнРГ состоит в том, что они обходят «эффект вспышки» и немедленно снижают уровень гонадотропина; терапевтический эффект проявляется через 24–72 ч. Первоначальные антагонисты ГнРГ имели ограниченное клиническое применение из-за связанного с ними высвобождения гистамина; однако у новых антагонистов нет этого нежелательного побочного эффекта. Антагонисты ГнРГ в основном использовались для лечения бесплодия и рака предстательной железы на поздних стадиях. В настоящее время разрабатываются и изучаются более удобные для пациентов перорально активные составы для лечения более широкого спектра состояний [1, 5, 9].
Новое применение аналогов ГнРГ связано с сохранением фертильности у пациентов, проходящих химиотерапию по поводу рака или ревматологических заболеваний, таких как красная волчанка [16]. Индуцированная химиотерапией ранняя менопауза хорошо известна в литературе, и с улучшением показателей выживаемости, особенно среди пациенток в пременопаузе, сохранение фертильности становится все более важным. Исследование пациентов с раком молочной железы в пременопаузе продемонстрировало снижение ранней менопаузы на 17% у пациенток, получавших аналог ГнРГ бусерелин-депо до и во время химиотерапии [1, 5, 14].
Активация рецептора ГнРГ инициирует определенную последовательность эффектов, которые приводят к каскаду внутриклеточных реакций. Основным внутриклеточным сигналом, приводящим к экзоцитозу гонадотропинов, является увеличение [Са2+]. Другие молекулы передачи сигнала оказывают положительное и отрицательное регулирующее действие, что важно для усиления, поддержания и прекращения пути клеточной активации. Способность агонистов ГнРГ подавлять секрецию гонадотропинов обусловлена длительной десенсибилизацией гонадотрофов, которая включает потерю рецепторов и разобщение от механизмов передачи сигнала. Ключевой задачей дальнейших исследований применения агонистов ГнРГ является поиск протоколов для улучшения переносимости препарата без снижения эффективности схемы. Таким путем, по мнению ряда авторов, может стать увеличение межинъекционного интервала при применении препарата бусерелин-депо до 5–6 недель [5, 10, 15].
Агонисты гонадотропин-рилизинг-гормона в протоколах вспомогательных репродуктивных технологий
В настоящее время актуальной остается проблема улучшения демографических показателей, в том числе за счет повышения эффективности вспомогательных репродуктивных технологий. Далеко не последнюю роль в решении данной проблемы играют агонисты ГнРГ. Результативность программ экстракорпорального оплодотворения напрямую зависит от функционального состояния эндометрия, его зрелости и готовности к имплантации [4, 7, 11, 13, 14, 17].
Как в отечественной, так и в иностранной литературе представлены результаты исследований маркеров рецептивности эндометрия для адекватной оценки и разработки лечебно-профилактических мероприятий. Эндометрий восприимчив для имплантации эмбриона только в течение ограниченного периода, в которое наблюдается максимальная его рецептивность. Это так называемое «окно имплантации», период которого составляет несколько дней – примерно с 20-го по 24-й день нормального менструального цикла, на 6–10-й день после пика ЛГ [7, 13, 14]. Для успешной имплантации необходима синхронизация между эмбрионом и эндометрием.
В ряде исследований было показано, что ГнРГ и рецептор ГнРГ присутствуют в эндометрии женщин на протяжении всего менструального цикла с повышением экспрессии рецепторов ГнРГ в децидуализированных стромальных клетках в лютеиновой фазе [4, 11, 13, 14, 17].
В ходе исследований отечественных авторов [13, 14] было доказано, что прогностически благоприятными критериями наступления беременности являются: наличие в период «окна имплантации» более 20% клеток поверхностного эпителия со зрелыми пиноподиями, а также высокий уровень экспрессии ГнРГ и рецептора ГнРГ в эндометрии. С другой стороны, эндометрий женщин с бесплодием и неудачными попытками экстракорпорального оплодотворения характеризовался нарушением рецептивности эндометрия, что проявлялось отставанием секреторных изменений, более низким количеством клеток поверхностного эпителия, содержащих зрелые пиноподии, а также низкой экспрессий ГнРГ и рецептора ГнРГ [13, 14]. Пока не до конца ясен механизм, лежащий в основе предлагаемого благоприятного действия агонистов ГнРГ в лютеиновой фазе. Есть предположения, что он может воздействовать на эмбрион, эндометрий и на желтое тело. Назначение агонистов ГнРГ для поддержки лютеиновой фазы повышает частоту наступления беременности в циклах донации ооцитов у реципиентов с подавленной овуляцией и отсутствием желтого тела, что предполагает прямое влияние агониста ГнРГ на эмбрион [11, 12, 17]. В исследованиях [12, 13] было показано, что низкие дозы агонистов ГнРГ (100 мкг бусерелина) способны оказывать стимулирующее действие на желтое тело.
Заключение
ГнРГ является одним из ключевых регуляторов женской репродуктивной системы. Воздействие на рецепторы ГнРГ позволяет модулировать эффекты ГнРГ на органы мишени. Детальное изучение рецепторных механизмов ГнРГ создало теоретическую базу для клинического применения агонистов ГнРГ в различных областях клинической гинекологии: онкогинекологии, гинекологической эндокринологии различных возрастных периодов, сохранении фертильности при лечении системных заболеваний. Также данная группа препаратов расширяет возможности вспомогательных репродуктивных технологий.
