Immunolokalizacja i immunoekspresja receptorów hormonów

Perinatologia, Neonatologia i Ginekologia, tom 4, zeszyt 4, 223-226, 2011
Immunolokalizacja i immunoekspresja
receptorów hormonów steroidowych estrogenowego
oraz progesteronowego w jajowodach a płodność kobiet
KATARZYNA BITTEL1, AGNIESZKA BRODOWSKA1, SYLWESTER CIEĆWIEŻ1, BEATA RUSIN1,
ANDRZEJ STARCZEWSKI1, JACEK BRODOWSKI2, MARIA LASZCZYŃSKA3
Streszczenie
Prawidłowa budowa i funkcja jajowodów jest jednym z niezbędnych elementów koniecznych do uzyskania spontanicznej ciąży. Budowa histologiczna jajowodu jest inna w poszczególnych jego odcinkach, a dodatkowo zmienia się
w zależności od fazy cyklu miesiączkowego oraz wieku kobiety. Zróżnicowana budowa jajowodu wynika z wahań
stężeń hormonów steroidowych oraz zmiany ekspresji specyficznych dla nich receptorów. W pracy dokonano przeglądu piśmiennictwa dotyczącego budowy morfologicznej oraz funkcji poszczególnych komórek jajowodu, a także immunolokalizacji i immunoekspresji receptorów hormonów steroidowych: estrogenowego i progesteronowego w różnym
okresie życia kobiet. W świetle aktualnego piśmiennictwa, budowa i funkcja jajowodu ma wpływ nie tylko na płodność
kobiet w wieku rozrodczym, lecz także na występowanie raka jajnika u kobiet po menopauzie.
Słowa kluczowe: jajowód, receptor estrogenowy, receptor progesteronowy
Wstęp
Od wielu lat wiadomo, że drożność oraz właściwa
funkcja jajowodów jest warunkiem niezbędnym uzyskania
naturalnej ciąży. W licznych badaniach wykazano także, iż
im dłużej trwa niedrożność jajowodów, zwłaszcza w ujściu
macicznym, tym trudniej jest przywrócić właściwe funkcjonowanie jego śluzówki, a w wielu przypadkach jest to
zupełnie niemożliwe. Pacjentki te najczęściej są kwalifikowane do leczenia metodą zapłodnienia pozaustrojowego.
Kluczowa rola jajowodów w zachowaniu płodności
kobiet wynika z jego unikalnej, zróżnicowanej morfologii
oraz funkcji, zależnych od wieku oraz fazy cyklu miesiączkowego. W ostatnim czasie szeroko dyskutowany jest również wpływ obecności jajowodów u kobiet po menopauzie
na częstość występowania raka jajnika.
Budowa morfologiczna jajowodu oraz funkcja poszczególnych komórek
Morfologicznie jajowód zbudowany jest z trzech warstw utworzonych przez błonę śluzową, mięśniową i surowiczą [1]. W błonie śluzowej jajowodu podścielisko pokryte jest nabłonkiem jednowarstwowym zbudowanym z komórek cylindrycznych, które ze względu na zróżnicowanie
histologicznie można zaliczyć do grupy komórek rzęskowych (CC – ciliated cells) lub bezrzęskowych (NCC – non ciliated cells). Trzeci typ komórek występujący w nabłonku
to komórki przypodstawne z małymi hiperchromatycznymi
jądrami przypominające komórki limfoidalne [3].
Nabłonek jajowodu wykazuje tendencje do tworzenia
pseudowarstw na skutek stłaczania się sąsiadujących ze
sobą komórek o różnych wysokościach. Wykazano, że
komórki rzęskowe mogą występować w czterech różnych
postaciach: jako urzęsione, odrzęsiające się, odrzęsione
i urzęsiające się [2].
Komórki bezrzęskowe to typowe komórki wydzielnicze produkujące wydzielinę o charakterze cząstek glicerynowych lub rzadziej kropli lipidowych. Komórki te tworzą w części szczytowej kopulaste uwypuklenia lub
wypustki błony komórkowej o różnej wysokości, w przeciwieństwie do komórek rzęskowych o raczej płaskiej powierzchni. Jednakże również część komórek rzęskowych
pełni funkcję wydzielniczą, wykazując wówczas ultrastrukturalne cechy komórek NCC [3].
W podścielisku błony śluzowej występują komórki
o charakterze myofibroblastów o unikalnym charakterze
różnicowania się w komórki doczesnowe w przypadku
wystąpienia ciąży jajowodowej.[6] Ich fizjologiczna funkcja to udział w transporcie oocytu, którą pełnią wraz z komórkami mięśni gładkich poprzez modyfikowanie kurczliwości śluzówki. Limfocyty, monocyty i komórki tuczne to
pozostałe elementy morfotyczne podścieliska zawieszone
w strukturze włókien retikulinowych i kolagenowych, tworzących także podporę dla naczyń krwionośnych i limfatycznych [1].
Błonę mięśniową jajowodu tworzą dwie warstwy o odmiennym przebiegu. Grubsza, wewnętrzna warstwa ma
przebieg okrężny, zewnętrzna, cieńsza – podłużny. Skurczom perystaltycznym błony mięśniowej przypisuje się
udział w transporcie komórki jajowej i płynu jajowodowego w kierunku jamy macicy [1].
1
Klinika Ginekologii i Uroginekologii Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie
2
Samodzielna Pracownia Podstawowej Opieki Zdrowotnej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie
3
Samodzielna Pracownia Embriologii i Biologii Komórki Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie
224
K. Bittel, A. Brodowska, S. Ciećwież, B. Rusin, A. Starczewski, J. Brodowski, M. Laszczyńska
Budowa nabłonka jajowodu zmienia się w zależności
od fazy cyklu miesiączkowego kobiety i jej wieku, co ma
bezpośredni związek ze stężeniem hormonów płciowych.
Nie jest ona również jednakowa na całej długości jajowodu, co jest związane ze zróżnicowaniem procesów zachodzących w okresie rozrodczym w poszczególnych jego
częściach [3, 4].
Wykazano między innymi zwiększanie się odsetka
komórek wydzielniczych w porównaniu do komórek rzęskowych wraz ze zbliżaniem się do ujścia macicznego jajowodu. Szczególną przewagę ilościową komórki wydzielnicze wykazują w cieśni jajowodu. W tej części jajowodu
ich aktywność wydzielnicza jest największa i bywa porównywalna do aktywności gruczołów endometrialnych.
Należy jednak podkreślić, że aktywność komórek wydzielniczych zależy bezwzględnie od fazy cyklu miesiączkowego. Aktywność komórek NCC narasta w fazie folikularnej
i przedowulacyjnej. Obserwowane jest wówczas gromadzenie ziarnistości wydzielniczych tuż pod błoną komórkową oraz wzmożone pofałdowanie jej powierzchni w postaci kopulastych lub palczastych uwypukleń. Takiej aktywności nie obserwowano w okolicy strzępek jajowodu, gdzie
wydzielanie pozostawało przez cały cykl na tym samym,
niewielkim poziomie, porównywalnym do wydzielania
w fazie lutealnej w pozostałych częściach jajowodu [4].
U kobiet po menopauzie, które przyjmowały menopauzalną terapię hormonalną, aktywność wydzielnicza
komórek NCC była wysoka (porównywalna do aktywności
w bańce i cieśni u kobiet regularnie miesiączkujących)[3].
W okresie pomenopauzalnym dochodzi do stopniowej,
lecz w efekcie znacznej utraty ilości komórek rzęskowych
na całej długości jajowodu [7, 8]. Komórki wydzielnicze
ulegają spłaszczeniu i w niektórych przypadkach na ich powierzchni pojawiają się nietypowe pofałdowania o charakterze mikrozmarszczek [5, 8]. Nie obserwowano tworzenia typowych ziarnistości wydzielniczych w częściach
szczytowych komórek NCC, kopulastych uwypukleń błony
komórkowej i występowania wewnątrzkomórkowych struktur w świetle jajowodu [4]. Przemiany te są związane ze
zmniejszeniem stężenia krążących we krwi estrogenów, co
potwierdzają badania morfologii i ultrastruktury jajowodów
u kobiet stosujących po menopauzie terapię hormonalną.
W tych przypadkach nie wykazano zmian wstecznych
i utraty funkcji nabłonka [4].
Immunolokalizacja i immunoekspresja receptorów
hormonów steroidowych: estrogenowego i progesteronowego w jajowodzie
Wraz ze zmianami stężeń krążących hormonów sterodowych zmianie ulega ekspresja specyficznych dla nich
receptorów. Receptory steroidowe są receptorami wewnątrzkomórkowymi. Są syntetyzowane w cytoplazmie
i transportowane aktywnie do jądra komórki, gdzie oczekują na swój ligand. Hormony steroidowe wnikają przez błonę komórkową, aby następnie połączyć się z białkiem
receptorowym. Tak powstały kompleks wykazuje właściwości niezbędne dla związania się z jądrowym DNA, co
zapoczątkowuje kaskadę procesów zakończonych syntezą
białka. Receptory, które pozostają wolne ulegają szybkiemu rozpadowi, te związane z hormonem – wolniejszemu.
Zachodzący obrót puli receptorowej zapewnia szybką
i precyzyjną odpowiedź komórki docelowej na aktualne
stężenie hormonu [9, 10].
W badaniach jajowodów ludzkich wykazano obecność
receptorów estrogenowych (estrogen receptor – ER) oraz
progesteronowych (progesteron receptor – PR) w jądrach
komórek nabłonka, podścieliska oraz komórek mięśniowych [10, 12]. Dzięki zastosowaniu specyficznych przeciwciał monoklonalnych przeciwko ER i PR oraz bardzo czułych metod immunocytochemicznych możliwe stało się
oznaczenie lokalizacji oraz gęstości tych receptorów. Wykazano zmienność gęstości receptorów steroidowych w przebiegu długości jajowodu, co wiąże się z różnorodnością procesów zachodzących w poszczególnych jego częściach.
Ekspresja ER i PR w tkankach wykazuje także zmienność
w przebiegu cyklu miesiączkowego kobiety [10, 14].
W badanych jajowodach wykazano znacząco większą
koncentrację receptorów sterydowych w bańce w porównaniu do cieśni. Interesujący jest fakt, że przewaga ta występowała w jajowodach kobiet w okresie rozrodczym,
a także w okresie około- i pomenopauzalnym [13].
W przeprowadzonych badaniach oznaczano również
koncentrację receptorów estrogenowych i progesteronowych w poszczególnych częściach jajowodu w zależności
od fazy cyklu miesiączkowego pacjentki. W przyśrodkowej
części jajowodu gęstość receptorów estrogenowych i progesteronowych ulegała najmniejszym zmianom. Utrzymywała się odpowiednio dla ER na średnim, a dla PR na
wysokim poziomie podczas fazy folikularnej oraz w środku cyklu, a następnie ulegała zmniejszeniu w fazie lutealnej. W bańce jajowodu gęstość ER we wczesnej fazie
folikularnej była na niskim poziomie, tuż przed owulacją
stopniowo wzrastała, by osiągnąć swój szczyt w momencie
jajeczkowania, a następnie w późnej fazie lutealnej ponownie osiągała niski poziom charakterystyczny dla początku cyklu. Zmienność gęstości PR w bańce była zbliżona do oznaczanej w cieśni jajowodu. Największą zmienność gęstości ER zanotowano w okolicy ujścia brzusznego
jajowodu. Wraz z upływem czasu w przebiegu cyklu
miesiączkowego, duża ich gęstość na początku gwałtownie
malała wraz ze zbliżaniem się do owulacji, aby następnie
ponownie łagodnie wzrosnąć we wczesnej fazie folikularnej i pozostać na średnim poziomie aż do końca cyklu.
W przeciwieństwie do tak znaczących wahań gęstości ER,
receptor progesteronowy występował w lejku jajowodu
przez całą fazę cyklu na jednakowym, wysokim poziomie
[10].
Podsumowując powyższe obserwacje należy stwierdzić, że koncentracja receptora progesteronowego w jajowodzie ulega niewielkim wahaniom w przebiegu cyklu
Immunolokalizacja i immunoekspresja receptorów hormonów steroidowych w jajowodach a płodność kobiet
miesiączkowego. Utrzymuje się na wysokim poziomie ulegając nieznacznemu tylko obniżeniu w fazie wydzielniczej
cyklu w cieśni i bańce jajowodu. Zmiany koncentracji receptora estrogenowego są silniej zaznaczone. W każdym
odcinku jajowodu w każdej z faz cyklu oznaczano inną ich
gęstość, lecz największe różnice występują w bańce i lejku.
W okresie okołoowulacyjnym koncentracja ER w bańce
była bardzo wysoka zaś w lejku bardzo niska. Odwrotną
zależność zanotowano w późnej fazie lutealnej. Zmiany te
wiążą się niewątpliwie z odmienną funkcją obu tych części
jajowodu. Zadanie lejka ogranicza się prawie wyłącznie do
wychwytu uwolnionego oocytu, a w bańce w której zachodzi proces zapłodnienia, konieczne jest zintegrowanie
kapacytacji z odżywieniem i transportem zapłodnionej komórki jajowej do miejsca jej przeznaczenia.
Do chwili obecnej istnieje niewiele danych mówiących
o lokalizacji i ekspresji ER oraz PR w jajowodach kobiet po
menopauzie. Część autorów stwierdza, że gęstość obu typów receptorów pozostaje na niskim poziomie w całym
jajowodzie, a w jednym z badań wykazano, że koncentracja tych receptorów jest większa w bańce jajowodu w porównaniu z jego cieśnią [10, 11, 13].
Wydaje się jednak, że dokładne określenie immunolokalizacji i immunoekspresji ER i PR w jajowodach kobiet
po menopauzie może mieć znaczenie w aspekcie występowania raka jajnika, zwłaszcza u kobiet w tym wieku.
W świetle aktualnego piśmiennictwa udowodniono bowiem niższą częstość raka jajnika u kobiet po przebytej
sterylizacji, nawet o około 18-40%, w porównaniu do tych,
które nie były poddane takiemu zabiegowi. Wykazano również, że zmiany patologiczne, łącznie z nowotworzeniem
wykazującym wszystkie cechy surowiczego raka jajnika
często dotyczą najpierw błony surowiczej jajowodu (serous tubal intraepithelial neoplasia, STIC), kiedy komórki
nowotworowe spływają z jajowodów do miednicy mniejszej, a wtórnie obejmują jajniki i stąd rak jajnika często
rozpoznawany jest w III stadium zaawansowania klinicznego. Dlatego też badacze amerykańscy postulują, aby
u kobiet po menopauzie z populacyjnym ryzykiem raka jajnika wykonywać raczej obustronne, profilaktyczne usunięcie jajowodów, a nie jajników, z uwagi na funkcję hormonalną jaką pełnią gonady u kobiet w tym wieku [15-17].
Piśmiennictwo
[1] Sawicki W., (2009) Histologia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL,
Warszawa.
[2] Starczewski A.,(2000) Wpływ estradiolu i 17-hydroksyproges-
teronu na procesy regeneracji ujścia brzusznego jajowodu
po jego operacyjnym udrożnieniu. PAM, Szczecin.
[3] Crow J., Amso N.N., Lewin J., Shaw R.W. (1994) Morphology
and ultrastructure of fallopian tube epithelium at different
stages of the menstrual cycle and menopause. Hum. Reprod.
9(12): 2224-33.
225
[4] Amso N.N., Crow J., Lewin J., Shaw R.W (1994) A compara-
tive morphological and ultrastructural study of endometrial
gland and fallopian tube epithelia at different stages of the
menstrual cycle and the menopause. Hum. Reprod. 9(12):
2234-41.
[5] Makabe S., Motta P.M., Naguro T. et al. (1998) Microanatomy
of the female reproductive organs in postmenopause by
scanning electron microscopy. Climacteric. 1(1): 63-71.
[6] Hagiwara H., Ohwada N., Aoki T. et al. (2008) Immunohistochemical and electron microscopic observations of stromal
cells in the human oviduct mucosa. Med. Mol. Morphol.
41(4): 221-6. Epub 2008 Dec 24.
[7] Donnez J., Casanas-Roux F., Ferin J., Thomas K., (1983)
Changes in ciliation and cell height in human tubal epithelium in the fertile and post-fertile years. Maturitas 5(1):
39-45.
[8] Correr S., Makabe S., Heyn R. et al. (2006) Mikroplicae-like
structures of fallopian tube in postmenopausal women as
shown by electron microscopy. Histol. Histopathol. 21(3):
219-26.
[9] Speroff L, Fritz M.A., (2007) Kliniczna endokrynologia i niepłodność. MediPage.
[10] Amso N.N., Crow J., Shaw R.W. (1994) Comparative immuno-
histochemical study of oestrogen and progesterone receptors in the fallopian tube and uterus at different stages of the
menstrual cycle and the menopause. Hum. Reprod. 9(6):
1027-37.
[11] Anjana S., Nandedkar T.D., Raghavan V.P. et al. (1999) Cha-
racterization and localization of estrogen and progesterone
receptors of human fallopian tube. Indian Journal of Experi-
ment Biology 37 Sept. pp. 893-899.
[12] Teilmann S.C., Clement C.A., Thorup J. et al. (2006) Expres-
sion and localization of the progesterone receptor in mouse
and human reproductive organs. Journal of Endocrinology
191, 525-535.
[13] Coppens M.T., De Boever J.G., Dhont M.A. et al. (1993) To-
phographical distribution of oestrogen and progesterone receptors in the human endometrium end Fallopian tube.
Histochemistry 99: 127-131.
[14] Pollow K., Inthraphuvasak J., Manz B. et al. (1981) A compa-
rison of cetoplasmatic and nuclear estradiol and progesterone receptors in human Fallopian tube and endometrial tissue. Fertility and Sterility 36, No.5.
[15] Allison M.A., Manson J.E., Langer R,D. et al.(2008) Women's
Health Initiative and Women's Health Initiative Coronary
Artery Calcium Study Investigators. Oophorectomy, hormone therapy, and subclinical coronary artery disease in women with hysterectomy: the Women's Health Initiative coronary artery calcium study. Menopause. 15: 639-647.
[16] Amsterdam A., Keren-Tal I., Aharoni D., Dantes A. et al. (2003)
Steroidogenesis and apoptosis in the mammalian ovary. Steroids 68: 861-867.
[17] Brodowska A., Starczewski A, Laszczyńska M, Szydłowska
I. (2005) Ovarian androgenesis in women after menopause.
Pol. Merk. Lek. 19: 90-103.
J
Katarzyna Bittel
Klinika Ginekologii i Uroginekologii
Pomorski Uniwersytet Medyczny
70-252 Police, ul. Siedlecka 2
e-mail: [email protected]
226
K. Bittel, A. Brodowska, S. Ciećwież, B. Rusin, A. Starczewski, J. Brodowski, M. Laszczyńska
Immunolocation and immunoexpression steroid hormone receptors, estrogen
and progesterone on the fallopian tubes, and fertility of women
Proper structure and function of the fallopian tubes is one of the essential elements necessary for a spontaneous
pregnancy. Histological structure fallopian tube is different in each of its sections, and also varies depending on the
phase of the menstrual cycle and age of the woman. Diversified construction due to fluctuations in the oviduct of steroid hormone concentrations and changes in the expression of specific receptors for them. This paper reviews the
literature on morphology and function of individual cells, fallopian tube, and immunoexpression and immunolocation
steroid hormone receptors: estrogen and progesterone at different times of life for women. In light of current literature,
the structure and function of the fallopian tube has an impact not only on the fertility of women in reproductive age
but also on the occurrence of ovarian cancer in postmenopausal women.
Key words: oviduct, estrogen receptor, progesterone receptor