Повреждение нервных волокон обнаружено у больных с эндометриозом с сильным болевым синдромом. Имеется много исследований, подтверждающих, что болевое ощущение у больных с эндометриозом коррелирует с нейрональной гипертрофией и повышенной инвазией нервных волокон [1]. Ранее подтверждено, что плотность нервных волокон при перитонеальном эндометриозе в эктопическом эндометрии выше, чем в брюшине у женщин без эндометриоза [2]. Наиболее высокая плотность нервных волокон наблюдалась при глубоко инфильтративных формах с участием кишечника [3]. Учитывая дисбаланс симпатической и сенсорной иннервации при эндометриозе, можно предположить, что нарушения нейрогенеза симпатических и сенсорных нервов могут способствовать прогрессированию эндометриоза и особенно генерации невропатической боли [4].

Тем не менее точный механизм возникновения инвазии нервных волокон при эндометриозе не известен. К числу кандидатов следует отнести взаимодействие макрофагов, нервных волокон, нейропептидов и проинфламаторный процесс. Каждый из перечисленных факторов вносит свой вклад в развитие патологического процесса, но совместно они могут приводить к проявлению инвазии нервных волокон при эндометриозе.

При анализе работ, отраженных в поисковой системе PubMed за 20 лет по разделам «эндометриоз» (27 389 публикаций), «эндометриоз, нервные волокна» (1260 публикации), «эндометриоз, нейропептиды» (1503 публикации), «эндометриоз, макрофаги» (591 публикация), всего «эндометриоз, нервные волокна, нейропептиды, макрофаги» (3354 публикации), выбрано 44 работы, имеющие статистически значимые различия в представленных результатах (р<0,001) и высокий индекс международного цитирования. Критерии включения статей в предлагаемый обзор основаны на принципах пошаговой информационной значимости результатов в соответствии с рекомендациями «The Cochrane Hepato-Biliary Group (The CHBG)».

Цель обзора — выделение потенциальной роли различных повреждений нервных волокон для разработки патогенетического варианта патологической инвазии нервных волокон при эндометриозе и обоснования применения новых потенциальных лечебных мишеней.

Иннервация тканей при эндометриозе. Патологическая иннервация при эндометриозе впервые продемонстрирована V. Anaf и соавт. [5], которые наблюдали периневральную инвазию в ректовагинальную перегородку при глубоком инфильтративном эндометриозе. Кроме этого показано, что наличие нервных волокон связано с сопутствующими болевыми симптомами у больных с перитонеальной формой эндометриоза [6]. Наличие нервных волокон при эндометриозе связано с тяжестью дисменореи [7]. В дальнейшем исследования подтвердили наличие и высокую экспрессию сенсорных, симпатических и парасимпатических нервных волокон при повреждении брюшины по сравнению с нормальной брюшиной [2]. В частности, медленный немиелинизированный сенсор C и более быстрые миелиновые Aδ нервные волокна выявлены в эктопическом эндометрии на модели эндометриоза у крыс линии Спрег-Доули [8] и больных с перитонеальной формой эндометриоза [2]. Несмотря на доказательства того, что наличие нервных волокон тесно связано с болью у больных эндометриозом, многие вопросы до сих пор остаются нерешенными. Предполагают, что проинфламаторная среда и гипериннервация являются важными факторами, способствующими проявлению патофизиологии эндометриоза [9]. Это подтверждается увеличенной плотностью чувствительных нервных волокон и уменьшенной симпатической иннервацией в гетеротопиях при эндометриозе [10].

Вещество P (SP) — первый член семейства пептидов тахикининов, названный «новаторским нейропептидом», поскольку знания, полученные в результате исследований тахикининов, позволили понять особенности других нейропептидов. Действительно, открытие активности SP в экстрактах головного мозга и кишечника, влияющего на сократительную способность кишечника и уровень кровяного давления, ознаменовало идентификацию первого из многих «нейропептидов кишечника», которые также присутствуют в кишечных нейронах, энтероэндокринных клетках, нейронах мозга и являются сильными медиаторами нейрогенного воспаления [11]. Обнаружение SP подтверждено в брюшине [2], при глубоком инфильтративном эндометриозе [12] и в перитонеальной жидкости [13]. Предполагается, что SP обладает способностью поддерживать рост гетеротопий при эндометриозе [14].

В то же время периферические симпатические нейротрансмиттеры и их сопутствующие факторы, такие как норэпинефрин, нейропептид Y и аденозин, обладают потенциалом ингибировать важные воспалительные функции [15]. Следовательно, дисбаланс симпатических и чувствительных нервных волокон при эндометриозе может приводить к нарушению провоспалительных и противовоспалительных реакций.

Взаимодействие нервов и макрофагов при эндометриозе. Нервные волокна и макрофаги являются важными компонентами при эндометриозе. Целесообразно предположить, что взаимодействие нервов и макрофагов может опосредовать патофизиологию изменений при эндометриозе, включая воспаление и гипериннервацию, тем самым усугубляя прогрессирование заболевания. Известно, что макрофаги М1 и М2 коррелируют с воспалительными и противовоспалительными реакциями, это означает, что поляризация макрофагов может быть важной стадией в этом взаимодействии.

Большинство белков, обсуждаемых выше, могут секретироваться макрофагами, подразумевая роль макрофагов в нейрогенезе при эндометриозе. В исследованиях также акцентируется роль макрофагов в их воздействии на симпатические нервы. Ингибирование сигнального пути Notch (семейство трансмембранных белков, содержащих повторяющиеся внеклеточные последовательности — домены EGF и DSL) может приводить к ослаблению роста симпатического нерва, вызванного NGF, путем поляризации макрофагов в направлении фенотипа М2 [16]. Следовательно, можно предположить, что существует сходная связь между поляризацией макрофагов и нейрогенезом при эндометриозе. При повреждении периферических нервов макрофаги являются основными клетками, удаляющими миелин и аксональные белки [17]. Эти рекрутированные макрофаги в условиях гипоксии в микросреде эндометриоза поляризуются в сторону М2 фенотипа [18]. Впоследствии они активируют формирование кровеносных сосудов путем высвобождения VEGF-A в очаг поражения, при этом способствуя миграции клеток Шванна и облегчая регенерацию периферических аксонов [19]. Хотя точный механизм, лежащий в основе нейрогенеза при эндометриозе, не установлен, нейрогенез, вызванный повреждением периферических нервных волокон, имеет большое значение. Известно, что эндометриоз может быть следствием денервации и реиннервации матки [20] или различных травм тазовых вегетативных нервов [21]. Таким образом, поляризация макрофагов и взаимодействие между нервами и макрофагами в восстановлении периферической нервной системы обеспечивают важное понимание участия макрофагов в нейрогенезе при эндометриозе. Взаимодействие макрофагов и нервных волокон способствует проявлению нейровоспаления и формированию боли при эндометриозе, что в конечном итоге приводит к повреждению нервных волокон.

Непрямой нейрогенез при эндометриозе. Нейротрофины представляют собой семейство белков, которые важны для развития, поддержания, выживания и дифференциации нейронов в центральной и периферической нервной системе [22]. Они принадлежат к классу факторов роста и секретируемых белков и включают в себя в том числе фактор роста нервов (NGF), нейротрофический фактор мозга (BDNF), нейротрофин-3 (NT-3) и нейротрофин-4 (NT-4) [23]. Экспрессия семейства нейротрофинов не только исследована при эндометриозе, но и широко подтверждена в макрофагах [24]. Экспрессия мРНК NGF при эндометриозе яичников и глубоком инфильтрирующем эндометриозе оказалась значительно выше, чем в эутопическом эндометрии и в контроле [25]. Эти выводы четко подтверждают роль нейротрофинов в разрастании и дисбалансе сенсорных и симпатических нервных волокон при эндометриозе.

В настоящее время установлен источник нейротрофинов. Так, активация NT-3 и BDNF вызвана макрофагами в зависимости от уровня эстрадиола, способствуя нейрогенезу в эктопическом эндомет-рии [26].

Следовательно, макрофаги являются важным источником нейротрофинов, которые необходимы для прорастания нервов и перестройки сенсорных и симпатических нервных волокон. Эти доказательства подтверждают тот факт, что макрофаги могут участвовать в процессе нейрогенеза путем секреции нейротрофинов в эктопическом эндометрии.

Помимо нейротрофинов имеются и другие белки, которые участвуют в нейрогенезе при эндомет-риозе. Они являются белками для аксонов, включая семафорины и их плексиновые и нейропилиновые рецепторы [27], щелевые лиганды и их обходные (ROBO) рецепторы [28], а также эфрины (Eph) и их Eph-рецепторы [29].

Фактор белок отталкивания аксонов (Sema3A) обнаружен в эндометриоидных гетеротопиях [27], при этом подтверждена роль макрофагов M2 в регуляции Sema3A [30]. Однако сосуществование нервно-репеллентного фактора (Sema3A) и NGF в эктопическом эндометрии кажется несовместимым с прорастанием нервных волокон, но повышенная концентрация NGF может отменить Sema3A-индуцированное воздействие на разрастание аксонов [31]. Эти данные устраняют несоответствие между Sema3A и NGF и указывают, что NGF и семафорины в эктопическом эндометрии имеют взаимосвязанные соотношения. Нарушение этих соотношений приводит к дисбалансу в сенсорно-симпатической иннервации.

Роль синхронизации роста и дифференцировки между нервными волокнами и микрососудами при эндометриозе. Как же достигается состояние, при котором наблюдается синхронизация между ростом и дифференцировкой нервных волокон и микрососудов? Наиболее изученной является сосудистая система, которая включает интегрированные структуры артерий, артериол, капилляров, венул и вен для обеспечения циркуляции крови, транспорта кислорода и других газов к тканям-мишеням. Кровеносные сосуды, которые образуются во время роста и развития, обычно возникают в результате прорастания из уже существующих сосудов в процессе ангиогенеза, однако это редко встречается во взрослом организме в нормальных тканях и при физиологических условиях [32].

В то же время эндометрий представляет собой исключение: строго регулируемое изменение концентрации эстрогена и прогестерона в яичниках циклически запускает ремоделирование сосудистой системы с ангиогенезом и лимфагенезом [33]. Эстрогены во время пролиферативной стадии менструального цикла вызывают быстрый рост сосудистой сети. Прогестерон во время секреторной фазы контролирует созревание капиллярного субэпителиального сплетения и развитие спиральных артериол. Быстрая смена уровня гормонов в перименструальном периоде запускает восстановление эндометрия.

Известно, что ангиогенез является необходимым условием для роста гетеротопий in vivo при эндометриозе. Неоваскуляризация эктопического эндометрия включает в себя как обычный прорастающий ангиогенез, так и фактический васкулогенез [34]. Этот процесс имеет несколько общих черт с ремоделированием сосудов, проявляется в поврежденных тканях и абсолютно необходим для заживления ран [32]. Он физиологически зависит от активации макрофагов, поскольку истощение макрофагов в экспериментальных моделях заживления ран ставит под угрозу образование VEGF и нарушает неоваскуляризацию [35]. Снижение или задержка дифференцировки миофибробластов, реэпителизация, отложение коллагена и пролиферация клеток также приводят к истощению макрофагов и разрушению сосудов [36].

Наряду с изменением проницаемости сосудов и активизации их роста, сосудисто-эндотелиальный фактор роста (VEGF) проявляет себя как нейротрофический фактор и стимулирует рост аксонов [37]. К тому же первый рецептор к VEGF (VEGFR1) способен активироваться в периферических ганглиях в ответ на повреждение аксонов, что также подтверждено в патогенезе эндометриоза [38].

Прямыми доказательствами роли ангиогенных факторов роста в реализации функции нервной системы являются проведенные нами исследования, которые показали, что в спинномозговой жидкости перед проведением комбинированной спинально-эпидуральной анестезии у беременных при кесаревом сечении установлены высокие концентрации ангиогенных факторов роста: СЭФР-А, первый растворимый рецептор СЭФР (рСЭФР Р1), ангиопоэтин-1, ангио-поэтин-2. При наличии у беременных гиперкинетического типа гемодинамики и умеренной гипоксемии наблюдалось увеличение концентрации СЭФР-А в спинномозговой жидкости [39].

Установлено, что активация VEGFR1 приводит к повышению выживаемости нервных клеток и стимулирует рост аксональных отростков. Кроме этого VEGF обладает способностью транспортироваться в нервных волокнах ретроградно и действовать уже на уровне нейрональных клеток. Известно, что рецептор NRP1 является корецептором второго рецептора VEGF (VEGFR2), при этом повышенная концентрация VEGF активирует передачу сигналов к VEGF-NRP1-VEGFR2 и тем самым обеспечивает хемоаттрактивные сигналы, необходимые для роста симпатических нервов [37].

Несомненно, представляются важными факты о том, что активированные макрофаги являются основным источником VEGF при эндометриозе и именно они способствуют как регенерации периферических нервов, так и аберрантному нейрогенезу [19].

Следовательно, в настоящее время накоплен относительно небольшой объем данных о синхронизации роста и дифференцировки между нервными волокнами и микрососудами. Тем не менее показано, что эти две как бы различные системы имеют много общего, апример, они регулируются в своем росте сходными или одинаковыми факторами роста, имея единый их источник — макрофаги. Будучи посредниками между двумя системами, макрофаги участвуют в отражении и восстановлении конфликтов между ними. Изменение этих компетенций у макрофагов приводит к конфликту и дисфункции между нервными волокнами и микрососудами.

Воспаление микроокружения и нитрозативный стресс при эндометриозе. Рост микрососудов и нервных волокон сопровождается ремоделированием тканей, и, следовательно, наблюдаются признаки воспаления. Участвуют ли в этом воспалении нейропептиды и могут ли они индуцировать воспаление посредством роста микрососудов? В подтверждении роли нейропептидов при эндометриозе показано, что больные с эндометриозом и хронической тазовой болью имеют более высокую экспрессию вазоактивного интестинального пептида (VIP) в эутопическом эндометрии, чем больные с эндометриозом без хронической боли. У больных с эндометриозом в крови содержание VIP повышено в 2 раза без боли и в 2,7 раза с болью по сравнению с контролем [40]. В последующем на транскриптомном и протеомном уровнях доказана роль VIP как нейромедиатора воспаления микроокружения в формировании боли при эндометриозе [41].

Кроме этого накоплен большой объем знаний о роли синтазы оксида азота (NOS) и ее сопряженности с механизмами регуляции и повреждения клеток. Результаты собственных исследований показали, что в пролиферативный потенциал ткани эктопического эндометрия вносят свой вклад эпителий желез и эндотелий сосудов. При неактивной форме эндометриоза содержание NOS в крови и в перитонеальной жидкости нормализовано, а при активной форме эндометриоза повышено в 4,2 раза в крови и 8,03 раза в перитонеальной жидкости по сравнению с контролем. Активная форма эндометриоза характеризуется повышением экспрессии индуцибельной NOS (iNOS) в эндотелии сосудов эндометрия вне зависимости от места локализации. Экспрессия эндотелиальной NOS (eNOS) носит базовый и нормализованный характер. При активной форме эндометриоза в эутопическом и эктопическом эндометрии наблюдается превалирование ингибиторов апоптоза над активаторами, а при неактивной — активаторов над ингибиторами.

Материалами проведенного исследования доказано влияние iNOS и eNOS в эндотелии сосудов на пролиферативную активность и апоптоз в эпителии желез эктопического эндометрия при эндометриозе. Эти процессы могут являться одними из основных факторов, обусловливающих и поддерживающих воспаление микроокружения в местах локализации эктопического эндометрия [42].

Продолжением этих исследований явились наши данные о том, что при сравнительном анализе содержания NOS UCHL1 (убиквитин карбоксил-терминальная гидролаза L1), VIP (вазоактивный интестинальный пептид) в перитонеальной жидкости и в крови (ELISA, иммуноферментный анализ), экспрессии нейрональной NOS (nNOS) и iNOS, уровня VIP в сосудах, плотности UCHL1 и VIP (IHC, иммуногистохимия), экспрессии белка nNOS, UСLH1, VIP (WB, вестерн-блоттинг), экспрессии mRNA nNOS, mRNA UBLH1, mRNA VIP (PCR, полимеразно-цепная реакция) в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных с эндометриозом и тазовой болью показано статистически значимое увеличение изученных показателей. Следовательно, на протеомном и транскриптомном уровнях доказана роль нитрозативного стресса, вызванного nNOS и iNOS, что приводит к усилению экспрессии нейропептидов VIP и UCHL1 в эутопическом и эктопическом эндометрии у больных с эндометриозом и тазовой болью. Это связано с нарушением «дренажной» функции протеасом и накоплением белков, не подвергнувшихся деградации, и началом проявления нейрогенного воспаления. Полученные результаты могут быть использованы для оценки вклада нитрозативного стресса в реализацию боли при нейрогенном воспалении [43].

К сожалению, в доступных литературных источниках отсутствуют данные, которые могли бы подтвердить или опровергнуть полученные результаты. Тем не менее они не противоречат известным фактам, но еще и дополняют и расширяют сферу новых научных знаний.

Однако обращают на себя особое внимание данные о том, что антиангиогенное лечение в эксперименте статистически значимо уменьшает образование новых кровеносных сосудов, число макрофагов, тучных клеток и нервных волокон, обеспечивая обоснование для тестирования антиангиогенных агентов в качестве нового терапевтического подхода к лечению тяжелой тазовой боли, связанной с перитонеальным эндометриозом [44].

Патогенетическая модель роли инвазии и повреждения нервных волокон в реализации боли у больных с эндометриозом с учетом нитрозативного стресса и воспаления микроокружения. На основании анализа и суммирования данных литературы и собственных результатов исследований разработана модель, представленная в качестве блок-схемы (рисунок). На рисунке отражена роль инвазии и повреждения нервных волокон в реализации боли у больных с эндометриозом. Как следует из рисунка, иннервация тканей при эндометриозе и взаимодействие нервных волокон и макрофагов осуществляются при сопряженном взаимодействии воспаления микроокружения и нитрозативного стресса. Для этого активируются нейтропептиды UCHL1, VIP и его рецептор VPAC1, а также NOS (nNOS, iNOS, eNOS). Сверхнормативная экспрессия этих белков за счет активации соответствующих генов приводит к чрезмерной инвазии и повреждению нервных волокон. В то же время для роста нервных волокон усиливается мобилизация нейротрофинов (NGF, BDNF, NT-3, Sema3A, Eph, EphR), которые в нормальных условиях осуществляют синхронизацию роста и дифференцировку между нервными волокнами и микрососудами, а также контролируют непрямой нейрогенез эндометрия. Ангиогенез при этом осуществляется за счет ангиогенных факторов роста (VEGF, VEGF1, VEGF2). При дальнейшем нарастании воспаления микроокружения и нитрозативного стресса активируются макрофаги, вследствие чего наблюдается десинхронизация роста и дифференцировки между нервными волокнами и микрососудами. Все это приводит к еще большей инвазии и повреждению нервных волокон. Конечным компонентом этого процесса является нейрогенное воспаление и хроническая боль.

Роль инвазии и повреждения нервных волокон в реализации боли у больных с эндометриозом.

Разработанный патогенетический вариант развития боли при эндометриозе позволяет выделить терапевтические варианты ее купирования за счет контроля непрямого нейрогенеза и снижения уровня нейропептидов и/или активности рецепторов к ним, или применения ингибиторов NOS. Представленные варианты, конечно, не могут касаться всех новых терапевтических воздействий на боль при эндометриозе, но они вносят ряд новых существенных положений.

Заключение

Таким образом, проведен анализ данных литературы об иннервации тканей при эндометриозе, взаимодействии нервов и макрофагов, непрямом нейрогенезе, роли синхронизации роста и дифференцировки между нервными волокнами и микрососудами, вкладе воспаления микроокружения и нитрозативного стресса. На основании результатов анализа разработана патогенетическая модель роли инвазии и повреждения нервных волокон в реализацию боли у больных с эндометриозом с учетом нитрозативного стресса и воспаления микроокружения. Так, возникновение ненормированного воспаления микроокружения и нитрозативного стресса является источником избыточного образования нейропептидов, нейротрофинов, ангиогенных факторов роста, чему способствует активация макрофагов. Нарушение синхронизации роста и дифференцировки между нервными волокнами и микрососудами способствует усилению непрямого нейрогенеза и возникновению хронической боли. Представленная модель позволяет не только выделить ряд омиксных маркеров для диагностики боли при эндометриозе, но и вести поиск новых методов терапевтического воздействия для лечения этого заболевания.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минздрава РФ «Разработка подходов для неинвазивной диагностики эндометриоза на основе омиксных технологий», № госрегистрации: АААА-А19-119021490132-9 на период 01.01.19—31.12.21.

Благодарность. Выражаем благодарность professor M.Olovsson Department of Women’s and Children’s Health, Uppsala University, Uppsala, Sweden за участие в обсуждениях и поддержку. Работа выполнена по теме: «Изучение ассоциации между эндометриальными маркерами эутопического и эктопического эндометрия и тазовой болью у женщин с эндометриозом», учетный номер Минобрнауки России в НТИМИ 0431/01/15. Финансовая, научная, правовая и политическая поддержки осуществлялись Шведской Королевской Академией наук, Шведским медицинским Исследовательским Советом (гранд №8683), Фондом планирования семьи в Уппсале, Университетом Уппсалы, Швеция, Rudbeck laboratory, Human Protein Atlas.

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

The author declare no conflicts of interest.