После открытия водо-, кислородо- и глицерин-проницаемости аквапоринов (AQPs) была также установлена пропускаемость разнообразных метаболически важных растворенных веществ через AQPs: мочевины, двуокиси углерода, оксида азота, молочной кислоты, перекиси водорода (Н₂О₂), уксусной кислоты, аммиака, арсенитов, борной кислоты, кремниевой кислоты, антимонита, селенита [49, 53]. Установлено, что AQPs играют физиологически важную роль в поглощении, транслокации, секвестрировании и экструзии этих молекул [13].

Несомненно, что наиболее значимым достижением являются данные, опубликованные в 2017 г. J. Zwiazek и соавт. [53], которые установили в эксперименте, что увеличение транспорта кислорода через AQPs после 7 дней лечения гипоксии сопровождается повышением уровня АТФ в гипоксических апикальных корневых сегментах. Эти результаты показывают не только функциональную значимость аквапорин-опосредованного транспорта кислорода, но и возможность контролировать скорость его трансмембранного переноса.

Роль H₂O₂-направленных трансмембранных окислительно-восстановительных процессов сигнализации отражает контекст нашего понимания этого явления. Обобщение участия AQPs на основе физико-химических и экспериментальных доказательств в трансмембранном транспорте H₂O₂ обеспечивает перспективу изучения роли AQPs. Использование различных экспериментальных методов показывает, что изоформы AQPs способны к пассивной диффузии H₂O₂ через биологические мембраны и, следовательно, решающим образом могут воздействовать на проницаемость мембраны для Н₂О₂. AQPs и контролируемые ими регуляторные механизмы участвуют в модулировании redox signaling за счет межклеточных и внутриклеточных потоков H₂O₂. AQPs-опосредованный трансмембранный транспорт Н₂О₂ и сопряженный с ним redox signaling имеют важное физиологическое значение для дальнейшего движения сигнальных событий от внеклеточных изменений до непосредственно воздействия на транскриптом через каскад преобразований в цитозоле [15].

Эндометрий человека представляет собой динамическую ткань, в которой наблюдаются циклические изменения, включая пролиферацию, дифференцировку и отек ткани для подготовки бластоцисты к имплантации [19]. Если беременность не наступает во время «окна имплантации» (обычно 6—10-й день после пика ЛГ), функциональный слой эндометрия отторгается, что сопровождается менструальным кровотечением. В эндометрии во время начала имплантации происходит резкое увеличение сосудистой проницаемости на ограниченном участке [22, 43]. Несомненно, AQPs играют определенную роль в этом процессе за счет преобразования внутриматочных и эндометриальных сосудов. Отек эндометрия изменяется на протяжении всего менструального цикла, достигая максимума после «окна имплантации» [31]. Восприимчивость эндометрия к эмбриону характеризуется отеком стромы, митозом эпителиальных клеток, сосудистой пролиферацией с последующим образованием спиральных артерий, а также формированием пиноподий [50].

Известно, что менструальный цикл контролируется стероидными гормонами: эстрогены отвечают за пролиферацию эндометрия, а прогестерон подавляет рост эндометрия и индуцирует созревание и дифференцировку железистых и стромальных клеток [8]. Эстрогены являются доминирующими гормонами во время первой фазы цикла, в то время как прогестерон достигает максимальной концентрации в середину секреторной фазы. Следовательно, прогестерон индуцирует менструальное кровотечение и в то же время он имеет большое значение для наступления и сохранения беременности [31].

Отек эндометрия во время менструального цикла, как правило, увеличивается ближе к менструации [31]. Механизм отека до конца не изучен, но есть основания полагать, что AQPs могут принимать активное участие в этом процессе. AQPs являются водно-селективными мембранными белками с активностью в тканях с высоким уровнем водного транспорта, например — в почках [13].

В настоящее время были идентифицированы более 11 различных AQPs млекопитающих [13]. Их функция заключается в поддержании внутренней среды живых клеток путем регулирования обмена воды и ионов гомеостаза [40].

Экспериментальные исследования, проведенные с разделением ткани матки на эндометрий и миометрий, подтвердили участие эстрадиола и прогестерона в регуляции AQP1 и AQP5 на уровне мРНК. Также показана вовлеченность аденилатциклазы/цАМФ в регуляцию AQP1 и AQP5 в эндометрии и миометрии. Полученные данные являются важными для понимания циклических изменений в матке и эндометрии, связанных с подготовкой к наступлению беременности. Показано, что повышенная экспрессия AQP5 зависела: от уровня эстрадиола, сигнальных путей, связанных с фосфорилированием, повышенной клеточной пролиферацией, инвазией трофобласта. Высказано мнение о том, что активация гена AQP5 может способствовать формированию эктопических эндометриальных гетеротопий [30].

Следовательно, роль AQPs в эндометрии в норме и при патологии до конца не изучена. Исследованиями последних лет накапливаются данные, указывающие на взаимосвязь между транспортом веществ через AQPs и функциональной активностью тканей через регуляцию ангиогенеза. Работ, посвященных ангиогенным свойствам AQPs эндометрия у больных с перитонеальной формой эндометриоза, в доступной литературе встретить не удалось.

Цель исследования — изучить содержание AQP1, AQP2, рСЭФР-А, рСЭФР Р-2 в крови и в перитонеальной жидкости, оценить интенсивность экспрессии AQP1, AQP2, СЭФР-А, СЭФР Р-2 в сосудах эутопического и эктопического эндометрия и плотность микрососудов (ПМС) в норме и у больных с перитонеальной формой эндометриоза.

Под наблюдением находились 65 больных с бесплодием и перитонеальной формой эндометриоза, диагностированного во время лапароскопии. Рандомизация и подбор больных осуществлялись совместно с д.м.н. Т.Е. Самойловой, д.м.н. Е.Д. Дубинской, д.м.н., проф. А.С. Гаспаровым, 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. Клиническая характеристика больных представлена нами ранее [3—5, 42]. Исследование одобрено этическим комитетом ФГБУ «НЦАГиП им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России. Письменное информированное согласие на участие в исследовании было получено от всех пациенток.

Критерии включения в исследование: женщины репродуктивного возраста (от 27 до 37 лет); перитонеальная форма эндометриоза I—II стадии, согласно классификации Американского общества репродуктивной медицины [44], бесплодие, отсутствие приема других гормональных препаратов для лечения наружного генитального эндометриоза на протяжении 3 мес перед началом исследования. Клинические проявления наружного генитального эндометриоза: нарушение менструальной функции (мено- и метроррагии), боли в нижних отделах живота и поясничной области различной интенсивности, диспареуния, бесплодие.

Критерии исключения: возраст пациентки старше 37 лет, наружный генитальный эндометриоз IV стадии, аллергические реакции на гозерелина ацетат, беременность, лактация, средняя и тяжелая экстрагенитальная патология.

Всем пациенткам были выполнены оперативные вмешательства путем лапароскопии с использованием оборудования фирмы «Karl Stors» (Германия): иссечение и/или коагуляция очагов наружного генитального эндометриоза, разделение спаек в области малого таза, сальпингоовариолизис. В процессе операции с целью исключения внутриматочной патологии производилась жидкостная гистероскопия с помощью жесткого гистероскопа с микрогистероскопической насадкой и наружным диаметром 88 мм («Karl Stors», Германия), а также диагностическое выскабливание слизистой матки.

Больным перед оперативным лечением был проведен забор крови для лабораторных исследований. В ходе хирургической операции проведено раздельное диагностическое выскабливание полости матки и биопсия эндометрия. При непосредственной визуализации гетеротопий осуществлялась их биопсия.

Контрольную группу составили 20 пациенток, которым производилась стерилизация с использованием лапароскопического доступа. Эндометриоз в этой группе исключался после тщательного исследования висцеральной и париетальной брюшины на наличие гетеротопических эндометриоидных очагов. Ультразвуковое и гистероскопическое исследования матки позволили исключить у пациенток этой группы наличие аденомиоза.

Ультразвуковое исследование органов малого таза у больных проводилось до оперативного лечения и после окончания курса терапии с помощью аппарата Aloka SSD-2000 с использованием трансвагинального датчика с частотой 7,5 МГц.

Кровь для исследования получали из кубитальной вены в стандартных условиях у всех пациенток утром до операции. Образцы сыворотки крови и перитонеальной жидкости хранили при –70 °С до момента исследования. Все образцы биопсии эндометрия были получены в LH+7 (±2), исходя из ежемесячной оценки фазы менструального цикла и дня менструального цикла образцов эндометрия, согласно стандартным критериям.

Иммуногистохимический анализ. Образцы тканей эутопического эндометрия делились на две части, одну — направляли для морфологического исследования, вторую — консервировали в растворе формалина для иммуногистохимического анализа. По данным патоморфологического исследования, все полученные образцы представляли собой ткань эндометрия.

Оценка экспрессии AQP1, AQP2 и соответствующее распределение по клеточным элементам выполнены при использовании полуколичественной системы гистологической шкалы (HSCORE) [41]: ΣPi(i+1), где i — интенсивность окрашивания (от 0 — слабое окрашивание до 3 — самое интенсивное окрашивание), Pi — процент окрашивания эпителиальных клеток для каждой интенсивности от 0 до 100%.

Анализ экспрессии СЭФР-А и его рецептора СЭФР Р2 в эутопическом и эктопическом эндометрии проводился с использованием иммуногистохимического метода в условиях стандартного протокола, как описано нами ранее [17]. Результаты учитывали с помощью цифровой обработки данных и программы Image-Pro Plus (версия 4.0 for Windows) и выражали в условных единицах (усл.ед.): 0 усл.ед. — отсутствие реакции, 1 усл.ед. — от 0,1 до 33,3%, 2 усл.ед. — от 33,3 до 66,6%, 3 усл.ед. — от 66,6 до 99,9%. Процент реакции вычислялся от максимального значения экспрессии. Для визуализации использовали моноклональные антитела к AQP1, AQP2, СЭФР-А, СЭФР-Р1 (DAKO A/S, Дания).

Определение плотности микрососудов (ПМС) проводили, как описано ранее [3, 4], в стандартных условиях с использованием иммуногистохимического метода и последующей цифровой обработкой данных с помощью программы Image-Pro Plus (версия 4.0 for Windows). Все результаты выражались в усл.ед. в 1 мм². Для визуализации микрососудов использовали моноклональные антитела к CD31 (DAKO A/S, Дания).

Анализ сыворотки крови. Определение содержания в сыворотке крови и перитонеальной жидкости AQP1 (от 0,313 до 20 нг/мл), AQP2 (от 0,25 до 16 нг/мл), СЭФР-А, рСЭФР Р1 проводили с помощью иммуноферментного анализа с применением стандартных наборов (USCN life Science Inc., Wuhan, Китай; R&D systems, США). Постановку реакции 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 как средние±стандартное отклонение (М±SD). В зависимости от конкретных условий применялись: ANOVA, критерий Вилкоксона, U-критерий Манна—Уитни. Различия между группами считались достоверными при p<0,05.

Характеристика больных. Клинические данные у больных с перитонеальной формой эндометриоза по отношению к контрольной группе характеризовались бесплодием, хроническими тазовыми болями, метроррагиями, диспареунией, а при лапароскопии — различной локализацией гетеротопий, что соответствовало нашим ранее опубликованным результатам и данным литературы [3—5, 42].

Содержание в сыворотке крови и перитонеальной жидкости AQP1, AQP2, СЭФР-А, рСЭФР Р2 в норме и у больных с перитонеальной формой эндометриоза. Как следует из табл. 1, у больных с перитонеальной формой эндометриоза по отношению к контролю было статистически значимо снижено содержание AQP1 в крови и перитонеальной жидкости. Причем в перитонеальной жидкости оно было статистически значимо выше по отношению к его содержанию в крови. Содержание AQP2 в сыворотке крови и перитонеальной жидкости было статистически значимо выше у больных с эндометриозом по сравнению с контролем. В то же время в контрольной группе отсутствовали различия в содержании AQP2 в сыворотке крови и перитонеальной жидкости. У больных с эндометриозом содержание AQP2 в перитонеальной жидкости было выше, чем в сыворотке крови.

Содержание СЭФР-А в сыворотке крови и перитонеальной жидкости было достоверно выше у больных с эндометриозом по сравнению с контрольной группой. В контрольной группе не выявлено различий в содержании СЭФР-А в сыворотке крови и перитонеальной жидкости. В то время как у больных с эндометриозом содержание СЭФР-А было статистически значимо выше в перитонеальной жидкости. Содержание рСЭФР Р2 в сыворотке крови у больных с эндометриозом не отличалось от такового в контроле, но статистически значимо было повышено в перитонеальной жидкости. В контрольной группе содержание рСЭФР Р2 в крови было статистически значимо выше, чем в перитонеальной жидкости, а у больных с эндометриозом оно было выше в перитонеальной жидкости по сравнению с содержанием в сыворотке крови.

Данные по показателям ангиогенеза в крови и перитонеальной жидкости соответствуют нашим ранее опубликованным результатам [16, 17].

Экспрессия AQP1, AQP2 в сосудах и показатели ангиогенеза в середине секреторной фазы эутопического и эктопического эндометрия в норме и у больных с перитонеальной формой эндометриоза. Как следует из табл. 2, у больных с эндометриозом экспрессия AQP1 в сосудах эутопического и эктопического эндометрия была различной и статистически значимо снижена по отношению к контролю. При этом она была статистически значимо ниже в эктопическом эндометрии. В то же время экспрессия AQP2 в эутопическом и эктопическом эндометрии была статистически значимо выше по сравнению с контролем. Причем в эктопическом эндометрии она была статистически значимо выше в сравнении с эутопическим эндометрием.

Показатели ангиогенеза демонстрируют статистически значимое повышение экспрессии в сосудах СЭФР-А и ПМС в 1 мм² в эктопическом эндометрии по отношению к контролю и эутопическому эндометрию. Отмечаются и достоверно значимые различия в экспрессии СЭФР-А в сторону повышения по отношению к контролю. Экспрессия СЭФР Р-2 в сосудах характеризуется статистически значимым снижением в эутопическом и эктопическом эндометрии при эндометриозе. Приведенные результаты уровня ангиогенеза в эутопическом и эктопическом эндометрии соответствуют нашим данным [17] и данным литературы [18].

Сравнительная характеристика роли AQPs для активации или ингибирования ангиогенеза. В течение 2010—2014 гг. нами проведены исследования по теме «Изучение ассоциации между эндометриальными маркерами и фертильностью у женщин с и без эндометриоза» (учетный номер в НТИМИ № 0465/03/10) между ФГБУ НЦАГиП им. В.И. Кулакова Минздрава России и Department of Women’s and Children’s Health, Uppsala University, Уппсала, Швеция по поиску молекулярных предикторов наступления или ненаступления беременности у больных с бесплодием и перитонеальной формой эндометриоза до и после лечения. Об этом В.А. Бурлевым и Н.А. Ильясовой было детально изложено в публикации в 2017 г. [6]. Авторами приведены диагностические данные о 16 эутопических эндометриальных иммуногистохимических предикторах наступления или ненаступления беременности у больных с перитонеальной формой эндометриоза до и после лечения. Представлены показатели: alphaB-crystallin характерен для стресса, ПМС, СЭФР-A, СЭФР Р1 — для ангиогенеза, ЭР, ЭР-α, ЭР-β, ПР-А+В, ПР-В рецепторы к стероидам, IL-1RI, IL6-Rα, LIF, LIF-Rα, gp130, SOCS1. Приведенные показатели охватывают наиболее значимые процессы, которые могут участвовать в формировании бесплодия, обусловленного недостаточной функциональной активностью эутопического эндометрия. Характерными нарушениями в эндометрии для ненаступления беременности являются: низкий уровень экспрессии белков стресса (alphaB-crystallin), высокая активность ангиогенеза (ПМС), высокая активность рецепторов эстрадиола (ЭР-α) и низкая активность рецепторов прогестерона (ПР-А+В, ПР-В), низкая активность рецептора интерлейкина IL-1 (IL-1RI), нарушение сигнального пути LIF (LIF, LIF-Rα, gp130, SOCS1). Однако этим результатам не дана соответствующая оценка, исходя из современных представлений.

Одним из вариантов, объясняющих указанные изменения, могут быть результаты, приведенные в табл. 1, 2 и на блок-схеме 1. Как следует из блок-схемы 1, при нарушении транспорта Н₂О₂ через AQPs возникает влияние на redox signaling (RS) и сопряженные с ним системы в эндометрии при эндометриозе. При этом наблюдается изменение взаимодействия VEGFs против VEGFRs на наружной стороне мембраны и на внутренней стороне соответствующей модификации тирозинспецифической протеинкиназы с дальнейшей трансдукцией сигнала в геном и транскриптом, что в конечном итоге приводит к аберрантному ангиогенезу. Аналогичные изменения характерны и для сигнальной системы LIF. Это модификация на наружной мембране клеток эндометрия LIF vs LIFR, далее gp130 vs SOCS1, YAKs tyrosin kinase vs STATs с дальнейшим видоизменением при трансляции в геном и транскриптом, что в конечном итоге может приводить к воспалительному стрессу (стресс эндоплазматического ретикулума) [1]. Представленные модификации трансляции сигнала через мембрану клеток в эндометрии при эндометриозе связаны как с состоянием AQPs и redox signaling, так и с воздействием на них стероидов (эстрогены, прогестерон), сигнал от которых транслируется в ядро клеток (ядерные рецепторы стероидов).

Применительно для цели данного исследования блок-схема 1 может быть упрощена до блок-схемы 2 в связи с объяснением сравнительных взаимоотношений транспорта Н₂О и Н₂О₂ в эндометрии и активацией или ингибированием ангиогенеза. В соответствии с блок-схемой 2 в норме между сосудами, поверхностным или железистым эпителием в эндометрии наблюдается равновесие между транспортом Н₂О и Н₂О₂ через AQPs. При повышении транспорта Н₂О и Н₂О₂ через AQPs наблюдается активация ангиогенеза, а при его снижении — ингибирование ангиогенеза. Следовательно, сопряженные между собой потоки Н₂О и Н₂О₂ между клетками выполняют медиаторную функцию для обеспечения синхронизации между отеком ткани и ангиогенезом для достижения функциональной активности.

Открытие В.А. Бурлевым в 1992 г. роли свободнорадикального окисления (СРО), или оксидативного (окислительного) стресса (ОС) в системе мать—плацента—плод позволило показать, что эндометрий является частью этой системы [2]. Несмотря на значительное число гипотез о роли СРО (ОС), к настоящему времени так и не получено подтверждения преимуществ влияния антиоксидантных добавок на состояние эндометрия, овуляцию, наступление или течение беременности. Основная масса доказательств в поддержку терапевтического воздействия антиоксидантов опосредуется через экспериментальные исследования на животных или в лабораторных условиях [11].

Все это требует иных подходов к пониманию роли ОС и антиокислительной активности в регуляции сигнальных путей в патогенезе репродуктивной патологии. К числу таких направлений исследования следует отнести роль AQPs и связанные с ними redox signaling (RS). Первый аквапорин (AQP1) был обнаружен у человека в клетках крови. AQPs существуют в мембране как гомотетрамеры, причем каждый AQP мономер содержит две поры, которые, сворачиваясь вместе, образуют канал для воды. Все AQPs представлены по-разному как в тканях, так и в процессе развития тканей. Например, AQPs 1—4 и 6 выражены в почках (концентрация мочи), в то время как AQP1 и AQP4 находятся в различных частях головного мозга, обеспечивая образование спинномозговой жидкости. Другие APQs расположены в семенниках, трахее, легких, глазах и других органах и тканях [33].

AQP2 представляет собой интегральный белок в форме песочных часов, состоящий из 271 аминокислоты и разделенный на шесть мембраноохватывающих сегментов [14]. AQP2 хорошо изучен в собирательных трубочках в почке человека, где его экспрессия регулируется вазопрессином [13]. Важность AQP2 для проницаемости воды и электролитов подтверждается тем фактом, что мутация гена AQP2 вызывает нефрогенный несахарный диабет [20].

В 2003 г. экспрессия AQP2 была изучена в периимплантационный период у мышей, и полученные данные были сомнительными [46]. До настоящего времени мало информации об экспрессии AQP2 в репродуктивных органах у человека. Результаты же опубликованных исследований частично противоречат друг другу относительно обнаружения AQP2 в эндометрии человека. Так, A. Mobasheri и соавт. [40] не смогли обнаружить AQP2 в эндометрии, в то время как R. He и соавт. [25] подтверждают присутствие AQP2 в эндометрии.

По данным A. Hildenbrand и соавт. [27], для AQP2 было показано увеличение его экспрессии в железистом эпителии в середине и конце секреторной фазы, что совпадает с увеличением отека эндометрия. Следовательно, AQP2 участвует в водном транспорте в эндометрии человека и может играть определенную роль в циклических изменениях эндометрия. AQP2 может быть экспрессирован для снижения секреции в период «окна имплантации», а также в развитии отека после «окна имплантации» и во время менструаций.

Для выполнения секреторной и имплантационной функций эндометрию необходимо осуществлять регулируемый транспорт воды через мембраны. Тем не менее отсутствуют исследования, описывающие механизмы циклических изменений эндометрия в соответствии с его секреторным рисунком, который, несомненно, имеет большое значение для имплантации. Эндометрий созревает для подготовки к имплантации. Эмбрион может иметь контакт с эндометрием только в течение ограниченного времени, в период «окна имплантации». Восприимчивость эндометрия к эмбриону характеризуется отеком стромы, митозом эпителиальных клеток, сосудистой пролиферацией с последующим образованием спиральных артерий, а также формированием пиноподий [27].

Наличие AQP1 в кровеносных сосудах эндометрия указывает на возможное участие AQP1 в регуляции ангиогенеза. Кроме того, аберрантный ангиогенез при меноррагиях может доказывать потенциальную роль AQP1 в эндометрии. Показано, что экспрессия AQP1 наблюдалась исключительно в кровеносных сосудах эндометрия, в то время как в эндометриальных железах и в стромальных клетках не отмечалось специфического окрашивания. При этом количество кровеносных окрашенных сосудов было значительно выше в контрольной группе, чем в группе с меноррагией [39].

Ранее показана роль AQP1 в ангиогенезе. M. Endo и соавт. [21] и A. Vacca и соавт. [51] сообщили о сильной экспрессии белка AQP1 в опухолевых микрососудах. Экспериментально [34] показано, что миграция клеток заметно усиливается, когда AQP1 активно экспрессируются, в то время как рост и адгезия не зависели от экспрессии AQP1. Ангиогенез является одним из важнейших компонентов обновления эндометрия. Тем не менее сроки и механизм нового формирования сосуда в эндометрии во время менструального цикла по-прежнему в значительной степени неизвестны. Использование хорион-аллантоисной мембраны куриного эмбриона как тест для ангиогенеза в естественных условиях показало, что эндометрий имеет потенциал развития кровеносных сосудов в течение всего менструального цикла [36]. Во время менструаций наблюдается ремоделирование поврежденных кровеносных сосудов. После этого в течение пролиферативной фазы эндометрий быстро растет при поддержке формирующихся новых кровеносных сосудов. Секреторная фаза характеризуется дифференциацией с образованием спиральных артерий и субэпителиального капиллярного сплетения [24]. Существуют два пика миграционной активности эндотелиальных клеток в начале и середине/конце пролиферативной фазы цикла [45]. Тем не менее отсутствуют изменения плотности сосудов эндометрия в течение менструального цикла у женщин с нормальной потерей крови или с меноррагиями [38].

Роль AQP1 в опухолевом ангиогенезе была исследована S. Saadoun и соавт. [47]. При этом клетки меланомы имплантировали подкожно мышам дикого типа и нулевым мышам. Рост опухоли значительно замедлился у AQP1-дефицитных мышей. По данным M. Mints и соавт. [39], число кровеносных сосудов, положительно окрашенных AQP1, было значительно ниже в группе с меноррагиями по сравнению с таковыми в контрольной группе. Причины этих изменений пока не известны и не были описаны ранее. Высказано предположение, что меноррагии связаны с аберрантным ангиогенезом.

J. Kooy и соавт. [32] в 1996 г. наблюдали увеличение пролиферации эндотелиальных клеток в эндометрии у пациенток с меноррагией по сравнению с контрольной группой. Другое исследование [9] показало, что пролиферативный индекс эндотелиальных клеток был выше у женщин с чрезмерной менструальной кровопотерей.

Установлено интенсивное окрашивание AQP2 на апикальной поверхности эпителия, в том числе пиноподиях. Поверхность окрашивания не изменяется в течение цикла, но наличие AQP2 на пиноподиях предполагает, что эпителиальные клетки, из которых торчат эти структуры, участвуют в регуляции секреции матки [39].

В матке у мышей во время имплантации отмечена экспрессия AQP5 на апикальной поверхности [35], в то время как AQP2 не были обнаружены [46]. Кроме того, показано интенсивное верхушечное окрашивание AQP2 на поверхностном эпителии в течение менструального цикла. Вполне возможно, что AQP2 эндометрия человека имеет ту же функцию, что и AQP5 у мышей, но более расширенную [27].

Показано, что эстрогены участвуют в повышающей регуляции AQP2 в матке у мышей [29]. В эндометрии человека увеличение экспрессии AQP2 в апикальной поверхности железистого эпителия и поверхности полостного эпителия совпадает с повышением уровня прогестерона в середине лютеиновой фазы в крови. Однако, учитывая непрерывное увеличение экспрессии AQP2 в течение поздней лютеиновой фазы, можно предположить, что и другие факторы, нежели стероидные гормоны, участвуют в регуляции AQP2. Установленное наличие AQP2 в эндометрии человека [29] противоречит недавним исследованиям на основе микрочипов. A. Mobasheri и соавт. [40] установили, что AQP2 выявляется только в фаллопиевых трубах человека, в то время как AQP3 был обнаружен в эндометрии. Эти противоречивые результаты можно объяснить тем, что микроматричные исследования не обязательно обнаруживают все мРНК. Исследование J. Horcajadas и соавт. [28] показало, что в секреторную фазу при проведении нескольких последовательных исследований с использованием микрочипов только пять регулируемых генов были общими. Тем не менее экспрессия AQP2 в эндометрии человека подтверждается в работе R. He и соавт. [25].

Установлена проницаемость через AQPs как Н₂О, так и Н₂О₂. Известно, что Н₂О₂ используется клетками в качестве основного окислительно-восстановительного метаболита, действующего в системе окислительно-восстановительного зондирования, сигнализации и регулирования окислительно-восстановительного потенциала. Накопление, транспорт и захват H₂O₂ в биологических параметрах, а также результаты этих перемещений H₂O₂ в настоящее время изучаются. Роль H₂O₂ в окислительно-восстановительных путях сигнализации в физиологических условиях (1—10 нмоль H₂O₂) обозначается как окислительный эустресс. Более высокие концентрации H₂O₂ (10—100 нмоль) связаны с адаптивными ответными реакциями на стресс (адаптивный стресс). Сверхфизиологические концентрации H₂O₂ (больше 100 нмоль) повреждают биомолекулы — окислительный стресс [48].

Так, спорным вопросом при нейродегенеративных заболеваниях является участие активных форм кислорода, приводящих к повреждению нейронов или к нейропротекции. Показано, что H₂O₂ может выступать в качестве мессенджера для регуляции экспрессии нейропротекторного гена LIF и его уровень зависит от увеличения redox signaling за счет модуляции LIF мРНК. Следовательно, повреждения, вызванные повышенным образованием активных форм кислорода в нейронах сетчатки, приводят к стабилизации LIF мРНК, которая позволяет получать устойчивые проявления LIF-зависимого сигнального пути, необходимого для сохранения нейронов [12].

Поскольку AQPs проницаемы для H₂O₂ и, следовательно, за счет своих физико-химических свойств они способны выступать в качестве redox signaling от места своего образования к необходимому месту. Среди различных метаболитов кислорода Н₂О₂ считается наиболее подходящей для redox signaling. Redox signaling регулируется с помощью контроля над ферментативной активностью или на транскрипционном уровне. H₂O₂ модулирует активность транскрипционных факторов: у бактерий (OxyR and PerR), у эукариотов (Yap1, Maf1, Hsf1, Msn2/4), в клетках млекопитающих (AP-1, NRF2, CREB, HSF1, HIF-1, TP53, NF-κB, NOTCH, SP1, SCREB-1). Основное влияние Н₂О₂ на окислительно-восстановительное регулирование происходит с помощью тиоловых пероксидаз с включением цистеина [23]. Согласно редокс-кодексу «Об окислительно-восстановительной организации белков через кинетически контролируемые НАД и НАДФ системы», H₂O₂ играет центральную роль в качестве окислителя. Ингибирование окислительно-восстановительных реакций за счет фосфорилирования/дефосфорилирования белков определяется окислительно-восстановительной чувствительностью тирозинфосфатазы (PTP). Окисление и инактивация PTPs приводят к увеличению уровня содержания стационарного фосфорилированного белка, что весьма негативно влияет на равновесие всей системы. Примерами могут служить PTEN (фосфатаза и гомолог ангиотензина), cdc25 фосфатазы, и PTP1B (протеинтирозинфосфатаза 1B). Фосфатаза 1 (PP1) ингибируется окислительно-восстановительным окислением через активный центр, содержащий железо. В свою очередь внутриклеточное железо является фактором, определяющим состояние Н₂О₂-индуцированной окислительно-восстановительной сигнализации. Все эти процессы играют существенную роль в реализации сигнальных путей, способных влиять на функциональную активность тканей [53].

Показано, что AQP8 позволяет осуществлять двунаправленный перенос H₂O и H₂O₂ через биологические мембраны. В зависимости от его концентрации H₂O₂ оказывает противоположное воздействие, усиливая факторы роста и сигнализации в физиологических условиях, но вызывая серьезные повреждения клеток при его избытке. Следовательно, проницаемость для Н₂О₂ находится под жестким контролем в живых клетках [37]. Кроме того, известные разнообразные условия для клеточного стресса, в том числе гипертермии, гипоксии и стресса эндоплазматического ретикулума [7], обратимо ингибируют проницаемость Н₂О₂ и Н₂О для AQP8. Предотвращение накопления внутриклеточных активных форм кислорода (ROS) во время стресса противодействует блокадой AQP8. После того как ингибирование осуществлено, транспорт через AQP8 может быть восстановлен за счет активации восстановителей. Показано отсутствие нарушений Н₂О₂ или Н₂О в клетках, экспрессирующих мутантный AQP8, в котором цистеин 53 заменен на серин. Клетки, экспрессирующие этот мутант, более устойчивы к действию стресса за счет лекарственного воздействия, радиационно-индуцированного торможения роста или гибели. Следовательно, контролирование AQP8 опосредованного транспорта Н₂О₂ обеспечивает новый механизм регулирования передачи сигналов и выживаемость клеток во время стресса [37].

Приведенные результаты особой роли AQPs в регуляции жизнедеятельности клеток дополняют данные о том, что AQP1 в клетках гранулезы может быть одним из факторов, который модулирует индивидуальный ответ яичника на экзогенный гонадотропин, а уровень мРНК AQP7 связан с эффективностью оплодотворения и может заменять маркер зрелости ооцита. Следовательно, экспрессия AQP7 может свидетельствовать об адекватном фолликулогенезе и созревании здоровых ооцитов при проведении программы ЭКО [26].

На блок-схеме 3 показаны пути воздействия стресс-регуляции на транспорт Н₂О₂ и Н₂О через AQPs в эутопическом эндометрии при эндометриозе:

— при нормальной экспрессии AQPs наблюдается эусоответствие между избирательным транспортом Н₂О₂ и Н₂О, что позволяет поддерживать нормализованное фосфорилирование/дефосфорилирование белков рецепторов на внешней и внутренней мембране клеток за счет redox signaling (окислительный эустресс);

— при недостаточной экспрессии AQPs наблюдается блокада или выраженное снижение транспорта Н₂О₂ и Н₂О, сопровождающиеся умеренным отеком и избыточным накоплением Н₂О₂. На этом фоне активизация redox signaling приводит к изменению соотношения фосфорилированных/дефосфорилированных белков, изменению внутриклеточных сигнальных путей и, в конечном итоге, повреждению ДНК (что обусловливает гибель клеток или создает условия для функциональной недостаточности эутопического эндометрия), снижению способности наступления и сохранения беременности (окислительный стресс);

— при избыточной экспрессии AQPs наблюдается выраженный отек, умеренное накопление Н₂О₂ и умеренный redox signaling, что приводит к усилению ангиогенеза, пролиферации и проявлению способности клеток к развитию эктопического эндометрия (адаптивный стресс, или ангиогенно-пролиферативный стресс).

Что же может влиять на экспрессию AQPs в эндометрии? Например: антитела к AQPs [10], активность ядерных или мембранных рецепторов к эстрогенам и прогестерону [52], выраженность и локализация redox signaling, фосфорилирование/дефосфорилирование белков [48], экспрессия мутантных AQPs [37], стресс эндоплазматического ретикулума/воспалительный стресс [1, 7] и другие факторы. Несомненно, будущее покажет механизмы повреждения AQPs в эндометрии при различных патологических состояниях реп