Оплодотворение (фертилизации)

Вероятность фертилизации зависит от времени полового сношения отно­сительно момента овуляции. Это обусловлено тем, что после эякуляции сперма сохраняет жизнеспособность 3—5 дней, а ооцит — порядка 24 ча­сов. Оптимальным местом фертилизации являются фаллопиевы трубы, по­скольку это увеличивает возможность имплантации зиготы в наиболее бла­гоприятное для ее развития место матки — на задней стенке в верхней ее трети. Сперматозоиды, попавшие во влагалище женщины во время поло­вого акта, примерно через 30 мин после эякуляции достигают устьев фал­лопиевых труб, а еще через 15 мин —их ампулярной части, где обычно происходит оплодотворение яйцеклетки.

В репродуктивном тракте мужчины сперматозоиды имеют низкую опло­дотворяющую способность. Нормальная оплодотворяющая способность сперматозоидов формируется после эякуляции в женском репродуктивном тракте. Формирование нормальной оплодотворяющей способности спер­матозоидов, или капацитация, происходит в результате образования спер­мы, т. е. смешивания сперматозоидов с семенной жидкостью во влагали­ще, а также во время продвижения сперматозоидов через слизь шейки матки. Продвижению сперматозоидов в просвете фаллопиевых труб спо­собствуют собственная двигательная активность сперматозоидов и направ­ленные в сторону каудального отдела труб волны сокращения гладких мышц стенки яйцевода. Двигательная активность сперматозиодов, находя­щихся в каудальной части фаллопиевых труб, возрастает через несколько минут после овуляции. Это свидетельствует о том, что ооцит или фоллику­лярные клетки высвобождают сигнальные факторы, которые активируют подвижность сперматозоидов (хемотаксис) и направляют их в зону оплодо­творения. Только небольшая часть сперматозоидов человека (2—12 %) об­ладает хемотаксисом, т. е. реагирует на хемостимуляцию фолликулярными факторами. Поэтому в оплодотворении ооцита избирательно участвуют только капацитированные сперматозоиды. Следующим физиологическим процессом, предшествующим фертилизации, является акросомальная ре­акция сперматозодида.

Физиологическая роль акросомальной реакции заключается в слиянии акросомальной мембраны сперматозоида с наружной мембраной его го­ловки и формировании в обеих мембранах пор, через которые способны выходить из сперматозоида акросомальные энзимы. Эти энзимы способны разрушать контакты между гранулезными клетками холмика (cumulus oophorus), внутри которого находится^ ооцит, формируя путь проникнове­ния к нему сперматозоида через толстую прозрачную оболочку (zona pellu- cida). Основным физиологическим активатором акросомальной реакции сперматозоида является zona pellucida, гликопротеины которой связывают­ся с олигосахаридами полипептидов мембраны сперматозоида. Физиологи­ческим эффектом связывания рецепторов zona pellucida с мембраной го­ловки сперматозоида является увеличение концентрации ионов Са²⁺ спер­матозоида. Молекулярный механизм этого процесса связан с открытием Т- типа потенциалзависимых кальциевых ионных каналов в мембране голов-

Рис. 16. II. Акросомальная реакция сперматозоида.

Zona pellucida ооцита связывается с рецепторами мембраны головки сперматозоида (напри­мер, спермадгезином — СА). Активированные рецепторы мембраны сперматозоида при уча­стии Gi-белка стимулируют мембранный белок, транспортирующий Н₊-ионы из цитоплазмы сперматозоидов, что увеличивает в ней pH (1). Активация рецепторов мембраны сперматозои­да стимулирует образование вторичных посредников инозитол-3-фосфата (ИФЗ), а также цик­лического аденозин-монофосфата. ИФЗ открывает кальциевые ионные каналы акросомы и мембраны сперматозоида. В результате в цитоплазме сперматозоида повышается концентра­ция ионов Са²⁺. Вторичные посредники стимулируют образование энзимов, вызывающих раз­рушение мембраны акросомы и головки сперматозоида. Акросомальная реакция модулируется прогестероном и у-аминомасляной кислотой. При этом прогестерон является основным регу­лятором проницаемости кальциевых ионных каналов мембраны головки сперматозоида. От­крывание калиевых потенциалзависимых ионных каналов (2) гиперполяризует мембрану го­ловки сперматозоида и инактивирует потенциалзависимые кальциевые ионные каналы. АР — акросома, ФИ2 — фосфатидилинозитол, ДАГ — диацилглицерол.

ки сперматозоида в результате ее деполяризации (непрямой эффект связы­вания рецепторов zona pellucida с рецепторами мембраны сперматозоида, действие прогестерона). Прогестерон в наибольшей степени влияет на уве­личение концентрации ионов Са²⁺ внутри сперматозоида человека, так как активирует натриевые ионные каналы и, таким образом, вызывает деполя­ризацию мембраны сперматозоидов. Прогестерон увеличивает взаимодей­ствие у-аминомасляной кислоты с ГАМК_А-рецепторами мембраны сперма­тозоидов, что увеличивает выход ионов хлора из цитоплазмы и также уси­ливает деполяризацию их мембраны.

Через открытые каналы ионы Са²⁺ диффундируют внутрь сперматозоди- да по концентрационному градиенту из внеклеточной среды. Увеличение концентрации ионов Са²⁺ внутри сперматозоида происходит за счет высво­бождения ионов из депо акросомы при участии системы семейства Gi-бел- ков, вторичного посредника инозитол-3-фосфата, цАМФ и при условии высокого внутриклеточного pH (рис. 16.11). Инозитол-З-фосфат и цАМФ изменяют активность соответственно протеинкиназы С и протеинкиназы А, что приводит к фосфорилированию различных протеинов (протеолити­ческий фермент акрозин, нейраминидаза и гиалуронидаза), которые вызы­вают образование пор в мембране сперматозоида, выходят во внеклеточ­ную среду и растворяют толстую оболочку ооцита. Проникновение голов­ки сперматозоида через отверстие в zona pellucida вызывает диффузию ио­нов Са²⁺ из головки сперматозоида во внеклеточную среду, окружающую ооцит. В присутствии ионов Са²⁺ из ооцита высвобождаются субстанции, которые изменяют свойства поверхностных гликопротеинов zona pellucida, что препятствует проникновению через нее других сперматозоидов. Изме­нение свойств поверхностных гликопротеинов zona pellucida называется зональной реакцией и свидетельствует о том, что ооцит оплодотворен одним сперматозоидом. В момент зональной реакции из ооцита высвобождается проядро ооцита (второе полярное тельце) (см. рис. 16.1) с гаплоидным числом хромосом и происходит его слияние с проядром сперматозоида, также содержащего гаплоидное число хромосом. В результате образуется зигота с диплоидным числом хромосом.

16.5. Имплантация оплодотворенной яйцеклетки

После начального периода митотической сегментации зиготы, благодаря слабым движениям ресничек реснитчатых клеток слизистой оболочки ма­точных труб в направлении матки, оплодотворенная яйцеклетка транспор­тируется к матке, и оказывается в ней через 5 дней после овуляции (18— 19-й день менструального цикла). К этому времени эндометрий матки под влиянием эстрогенов и прогестерона полностью сформирован для имплан­тации оплодотворенной яйцеклетки.

Оптимальные условия для имплантации яйцеклетки имеют место в се­редине лютеальной фазы овариального цикла, когда под влиянием прогес­терона желтого тела полностью сформировался функциональный слой эн­дометрия. Процесс имплантации происходит после контакта бластоцисты со стенкой матки, как правило, в ее верхней задней области. В течение од­ного часа после начала имплантации в матке происходят изменения в стромальной ткани матки, называемые децидуализацией, течение которой зависит от эстрадиола-17р и прогестерона.

Децидуализация характеризуются ростом проницаемости стенки сосу­дов функционального слоя эндометрия, в результате которого возникает местный тканевой отек, сопровождающийся изменением состава межкле­точного матрикса, структуры стромальных клеток и увеличением прони­цаемости капилляров. В этих условиях трофобластные клетки бластоцисты полностью погружаются в глубину слизистой оболочки эндометрия. Этот процесс называется интерстициальной имплантацией. Имплантация яйце­клетки в эндометрий матки регулируется хорионическим гонадотропином, который продуцируется в трофобластных клетках бластоцисты после нача­ла его внедрения в слизистую оболочку матки. С другой стороны, имплан­тация зародыша вызывает усиление афферентных импульсов от рецепто­ров слизистой оболочки матки в гипоталамус. Постоянный поток этих аф­ферентных импульсов активирует секрецию либерина в гипоталамусе и приводит к непрерывной секреции в кровь лютропина аденогипофиза. Не­прерывный характер секреции лютропина тормозит следующий менстру­альный цикл у беременной женщины:

Беременность

По мере того как эмбрион внедряется в слизистую оболочку матки (в сред­нем 48 ч), материнские сосуды слизистой оболочки повреждаются, а вновь развивающиеся фетальные кровеносные сосуды оказываются погруженны­ми непосредственно в материнскую кровь. В результате образуется гемохо­риальная плацента, которая разделяет, по крайней мере, одним слоем эн­дотелиальных клеток капилляров на протяжении всего периода беременно­сти кровь плода и матери. Это позволяет поддерживать между организмом матери и плода газообмен и обмен веществ.

16.6.1. Функции плаценты

Плацента является местом диффузии и активного транспорта метаболитов, дыхательных газов и электролитов между матерью и плодом, за исключе­нием клеток и больших молекул белков. Проникновение веществ из крови матери в кровь плода и в обратном направлении регулируется функцией плацентарного барьера, образованного эпителием ворсинок и эндотелием погруженных в них капилляров. Функциями плаценты является дыхатель­ная (обмен О₂ из крови матери в кровь плода и СО₂ в обратном направле­нии), питательная (расщепление белков, углеводов и жиров энзимами плаценты и синтез питательных веществ, поступающих в кровь плода), экскреторная (выведение продуктов метаболизма из крови плода в кровь матери), детоксикационная (например, лекарственных препаратов, прини­маемых во время беременности женщиной) и эндокринная. Плацента вы­полняет во время беременности роль эндокринного органа, синтезирую­щего стероидные, пептидные и белковые гормоны. Функциями гормонов плаценты являются сохранение беременности, регуляция обмена веществ в организме матери и плода, структурная и физиологическая подготовка мо­лочных желез беременной женщины к лактации. В отношении продукции гормонов плод и плацента функционируют совместно и представляют со­бой фетоплацентраную единицу (рис. 16.12).

Диффузия кислорода через плацентарную мембрану является жизненно необходимым процессом для развития плода. В среднем напряжение О₂ в синусах плаценты составляет 50 мм рт. ст., в крови плода — примерно 30 мм рт. ст. При столь низком градиенте О₂ эффективность кислород- транспортной функции поддерживается за счет фетального гемоглобина, его высокой концентрации в крови плода (на 50 % выше, чем в крови ма­тери), а также эффекта Бора. Физиологическая роль последнего состоит в том, что повышенная концентрация углекислого газа в крови матери по­нижает сродство кислорода с гемоглобином и облегчает отдачу О₂ из эрит­роцитов при газообмене в плаценте и способствует кислородному снабже­нию организма плода при низком его содержании в крови матери. Угле­кислый газ непрерывно образуется в тканях плода и выводится из его ор­ганизма через плаценту в кровь матери. В крови плацентарных синусов со­держание углекислого газа не превышает 40 мм рт. ст. Напряжение СО₂ в крови плода на 2—3 мм рт. ст. выше, чем в крови матери. Это достаточно низкий градиент концентрации СО₂, но он не препятствует эффективному выведению из организма плода углекислого газа, поскольку проницаемость углекислого газа через гемохориальную плаценту в 20 раз выше, чем у ки­слорода. В крови небеременной женщины напряжение углекислого газа выше (46 мм рт. ст.), чем в крови беременной. Понижение содержания уг­лекислого газа в крови беременной женщины вызвано стимуляцией дыха­тельного центра половыми стероидами; эстрогеном и прогестероном. В ре­зультате в крови плода также поддерживается пониженное содержание СО₂ — не выше 40 мм рт. ст.

Основным источником углеводов, используемых плодом, является глю­коза. Перенос через плацентарную мембрану глюкозы осуществляется пу­тем облегченной диффузии. В мембране трофобластных клеток имеется белок — переносчик глюкозы, однако в крови плода ее содержание на

эпиандростерон эпиандростерон дегидроэпиандростерон сульфат (синтезируется в организме плода)

Рис. 16.12. Схема продукции стероидных гормонов в плаценте и в организме плода.

В начале П триместра берменности, когда желтое тело прекращает свою функцию, основным источником эстрогенов и прогестерона становится плацента. Оптимальный синтез эстрогена осуществляется в условиях нормальной функции надпочечников плода. Дигидроэпиандросте- рон, который синтезируется в надпочечниках матери и плода, транспортируется с кровью в плаценту, где он ароматизируется в эстрогены. Примерно 50 % дигидроэпиандростерона син­тезируется в надпочечниках плода. Основным эстрогеном, продуцируемым плацентой, являет­ся эстриол; в меньшем количестве продуцируются эстриол-17р и эстрон-17р. Напротив, во время менструального цикла основным эстрогеном является эстадиол-17р. Синтез в плаценте эстриола происходит за счет 16а-гидрокси-дегидроэпиандростерона, образующегося в орга­низме плода. Напротив, эстрадиол и эстрон синтезируются за счет дигидроэпиандростерона как организма матери, так и плода. В конце беременности концентрация эстриола в плазме крови равна 400 нМ/л, а эстрадиола — 50 нМ/л.

20—30 % ниже, чем в крови матери. Аминокислоты транспортируются че­рез плаценту механизмом активного транспорта, и их концентрация в крови плода выше, чем в крови матери. Жирные кислоты с короткой це­пью и глицерол диффундируют через плацентарный барьер свободно по концентрационному градиенту. В плаценте или в организме плода они яв­ляются источником синтеза более сложных липидов. Жирорастворимые витамины свободно диффундируют через плаценту, а водорастворимые — с помощью механизма активного транспорта. Белки, исключая материн­ские белковые и пептидные гормоны, не проникают из крови матери в кровь плода через плаценту. Исключение составляет иммуноглобулин IgG, который транспортируется через плацентарный барьер в кровь плода с по­мощью специфического белка переносчика. Большинство минеральных веществ и электролитов свободно диффундирует через плацентарный барьер. Однако развивающийся плод испытывает повышенные потребно­сти в минеральных веществах. Поэтому в его крови поддерживается поло­жительный минеральный баланс (например, ионов Са²⁺, Fe²⁺, Na⁺, К⁺) за счет работы специфических мембранных ионных насосов клеток плацен­тарного барьера.

Выведение продуктов метаболизма^ образующихся в организме плода, осуществляется путем диффузии: прежде всего, это касается мочевины, мочевой кислоты и креатинина. Уровень мочевины в крови плода ниже, чем в крови матери, так как это вещество диффундирует через плацентар­ную мембрану достаточно легко. Напротив, креатинин диффундирует ме­нее легко, но его диффузия происходит достаточно эффективно из-за вы­сокого градиента концентрации между кровью плода и матери.

16.6.2. Плацентарные гормоны

Клетки трофобласта во время его имплантации в функциональный слой эндометрия дифференцируются в цитотрофобласт и синцитиотрофобласт Оба типа клеток секретируют белковые и пептидные гормоны, а син- цитиотрофобластные — стероидные. Функция гормонов плаценты — это регуляция нормального течения беременности и развития плода. В плацен­те синтезируются хорионический гонадотропин, хорионический сомато­маммотропин, плацентарный лактогенный гормон, а также стероиды — эс­трогены и прогестерон

Человеческий хорионический гонадотропин. Секреция этого гормона на­чинается на ранних этапах беременности — примерно с 9-го дня гестации. В течение I триместра беременности концентрация гормона в плазме кро­ви беременной женщины интенсивно нарастает до максимума на 9-12-й неделях (рис. 16.13). Появление гормона в моче женщины является тестом на наличие беременности. Функция хорионического гонадотропина ис­ключительно важна для продолжения беременности. В течение овариаль­ного цикла, если оплодотворения не происходит, прогестерон желтого тела и эстрогены тормозят секрецию лютропина в аденогипофизе, поддерживая сохранение желтого тела. В период снижения концентрации прогестерона и эстрогенов в плазме крови беременной женщины происходит меструа- ция. Во время беременности стабильный уровень концентрации эстроге­нов и прогестерона в плазме крови поддерживает нормальное функцио­нальное состояние эндометрия. Это обеспечивается регулирующим эффек­том хорионического гонадотропина, который во время беременности дей­ствует как плацентарный гонадотропин. С начала II триместра беременно­сти плацента способна самостоятельно продуцировать достаточное количе­ство эстрогенов и прогестерона, при участии которых эндометрий поддер­живается в нормальном функциональном состоянии, независимо от секре­ции гормонов в желтом теле. С этого периода концентрация хориониче-

Рис. 16.13. Динамика содержания в плазме крови уровня человеческого хориониче­ского гонадотропина, прогестерона и эстрогенов в различные сроки беременности.

Во время беременности постоянно возрастает уровень эстрогена в плазме крови. В I триместре его основным источником являются клетки желтого тела. В этот же период беременности уве­личивается концентрация прогестерона в плазме крови, который продуцируется в плаценте. С началом II триместра, когда желтое тело прекращает функционировать, основным источни­ком эстрогенов и прогестерона является плацента.

ского гонадотропина в плазме крови беременной женщины постепенно снижается, а желтое тело может функционировать без регулирующего влияния хорионического гонадотропина. В этот период развития плода физиологическая роль гормона заключается в стимуляции секреции клет­ками Лейдига фетального тестостерона, а клетками надпочечников — де­гидроэпиандростерона. Эти гормоны необходимы для нормального разви­тия наружных половых органов у плода, т. е. становлению фенотипическо­го пола.

Эстрогены, На протяжении беременности концентрация эстрогенов в плазме крови беременной женщины постоянно увеличивается (см. рис. 16.13). Основным эстрогеном, синтезируемым в плаценте, является эстри­ол, в меньшем количестве синтезируются эстрадиол-170 и эстрон-170. На­пример, в поздний период беременности концентрация эстриола в плазме крови женщины составляет 400 нМ/л, а эстрадиола — порядка 50 нМ/л. Плацентарный синтез эстриола обеспечивается 16а-гидрокси-дегидроэпи- андростероном, который поступает только от плода, в то время как источ­ником эстрадиола-170 и эстрона-170 является дегидроэпиандростерон ма­тери и плода. Поэтому нормальная концентрация эстрогенов в моче бере­менной женщины отражает нормальное функционирование фетоплацен- тарной единицы. Если снижается функционирование организма плода, то существенно понижается экскреция с мочой эстриола в общем количестве выводимых из организма беременной женщины эстрогенов.

Прогестерон. В течение беременности лютропин аденогипофиза стиму­лирует рост и гормональную активность материнского желтого тела. Жел­тое тело секретирует прогестерон, который является наиболее важным гор­моном в отношении сохранения жизнеспособности плода во время его развития в полости матки. Примерно с 12-й недели беременности в плазме крови беременной женщины сохраняется постоянный повышенный уро­вень прогестерона, который достигает концентрации порядка 500 нМоль/л во II и III триместрах беременности (см. рис. 16.13). Гормон существенно снижает сократительные свойства миометрия во время беременности, по­скольку тормозит функцию всей системы окситоциновых рецепторов в матке.

К концу беременности, которая продолжается в среднем 9 мес, в крови беременной женщины уровень прогестерона снижается. Происходит «сме­щение» содержания в плазме крови половых гормонов в сторону эстроге­нов, которые резко увеличивают чувствительность миометрия к окситоци­ну. Под действием окситоцина повышается сократительная активность мускулатуры матки. К началу родов возрастает концентрация в амниотиче­ской жидкости некоторых простагландинов (F₂, Ej и Е₂), которые также стимулируют родовую деятельность. Эффекты окситоцина и простагланди­нов на миометрий реализуется через цАМФ, при этом происходит деполя­ризация мембранного потенциала клеток за счет повышения проницаемо­сти мембран миоцитов для ионов натрия. Повышается также проницае­мость мембран миоцитов для ионов каДьция, мобилизация которых из вне­клеточной среды необходима для начала активной родовой деятельности.

Человеческий хорионический соматомаммотропин. Нормальная концен­трация этого гормона в плазме крови беременной женщины является ос­новным индикатором нормального развития плода. Имеется прямая зави­симость нарастания концентрации гормона в плазме крови беременной женщины по мере увеличения массы плаценты, однако этот феномен не получил объяснения. По структуре и функции гормон идентичен пролак­тину аденогипофиза и поэтому имеет другое название — человеческий пла­центарный лактоген. Действие гормона на ткани идентично гормону роста, поскольку они имеют одинаковую молекулярную структуру. Гормон сти­мулирует захват протеинов клетками тканей и усиливает рост тела плода. Этот гормон обладает также липолитическим действием, что позволяет ор­ганизму беременной женщины использовать запасы жира в ее организме как альтернативный источник энергии при дефиците белков и углеводов. Хорионический соматомаммотропин оказывает антиинсулиновый эффект, что сохраняет уровень глюкозы в крови на необходимом для жизнедея­тельности организма плода и матери уровне. На ранних этапах беременно­сти недостаточная секреция гормона в плаценте может стать причиной спонтанного аборта, а на поздних — служит показателем недостаточной секреторной функции плаценты.

Пролактин. В период беременности секреция пролактина в гипофизе женщины прогрессивно увеличивается, превышая в 10 раз его содержание в крови небеременной женщины. Функция гормона проявляется в совме­стном действии эстрогена и прогестерона на развитие секреторных отделов молочных желез у беременной женщины. Во время всего периода беремен­ности высокая концентрация в плазме крови беременной женщины эстро­генов и прогестерона тормозит в ее молочных железах продукцию молока под влиянием пролактина, хотя лактогенная функция молочных желез формируется на четвертом месяце гестации. Пролактин резко усиливает продукцию молока лишь после снижения в плазме крови эстрогенов и прогестерона, что имеет место непосредственно перед родами. Высокий же уровень пролактина в плазме крови у кормящей женщины тормозит в ран­ний период после родов начало овариального цикла, что обусловливает аменорею послеродового периода.

Релаксин в I триместре беременности секретируется клетками желтого тела, а в поздние сроки — децидуальными клетками эндометрия. Функция этого гормона в наибольшей степени проявляется в подготовке родовых путей к родам: расслабление тазовых связок и, особенно, шейки матки. В течение беременности гормон снижает возбудимость клеток миометрия и их сократительную способность.

Роды и лактация

16.7.1. Роды

Физиологический процесс, возникающий в конце беременности, когда плод через родовые пути женщины изгоняется из матки, называется рода­ми. Два процесса обеспечивают изгнание плода из матки: координирован­ные сокращения миометрия и раскрытие шейки матки. Биомеханика ро­дов состоит из фазы раскрытия шейки матки, изгнания плода и послеродово­го периода. Ритмические сокращения миометрия, или схватки, свидетель­ствуют о начале родовой деятельности. Во время схваток волна мышечного сокращения распространяется со дна на тело и далее в сторону шейки мат­ки. Это укорачивает и расширяет шейку матки, а также повышает давле­ние в плодном пузыре. Шейка матки постепенно расширяется и формиру­ется единый родовой канал, через который плод изгоняется из матки. Обо­лочка плодного пузыря разрывается под влиянием внутриматочного давле­ния. Изгнанию плода способствуют потуги — ритмические схватки, скоор­динированные с сокращением мышц брюшного пресса. После рождения ребенка начинается послеродовый период, в течение которого под влиянием сокращений матки отслаивается плацента.

На протяжении беременности гладкие мышечные клетки миометрия повышают чувствительность к стимулирующему действию эстрогенов: уве­личиваются размер и масса гладких мышечных клеток матки, передача возбуждения между клетками осуществляется через щелевые контакты, или нексусы. Во время беременности физиологическое действие прогесте­рона на мембрану гладкомышечных клеток миометрия проявляется в ги­перполяризации мембранного потенциала. Гиперполяризация блокирует потенциалзависимые кальциевые ионные каналы в мембране гладкомы­шечных клеток и, таким образом, исключается возможность их сокраще­ния во время беременности.

Гладкие мышцы матки во время родов являются главной тканью-мише­нью для действия гормона нейрогипофиза — окситоцина. Окситоцин син­тезируется во время беременности в тканях матки — амнионе, хорионе и децидуальной оболочке. Образующийся в клетках этих тканей окситоцин достигает паракринно с амниотической жидкостью миометрия и способен стимулировать его сокращение.

Окситоцин на фоне его нормального содержания в плазме крови бере­менной женщины вызывает сокращение миометрия во время родов в ре­зультате резкого увеличения концентрации окситоциновых рецепторов в хориодецидуальной ткани, вызывающего повышение чувствительности миометрия к действию окситоцина. Физиологический механизм повыше­ния чувствительности миометрия к окситоцину заключается в следующем. Во время III триместра беременности концентрация эстрогенов и прогес­терона в плазме крови беременной женщины достигает плато. Однако в соотношении эстрогены/прогестерон последний доминирует и, таким об­разом, тормозит сокращение матки. Синтез окситоцина в децидуальной оболочке эндометрия стимулирует высвобождение простагландина ПГР_2а, который вызывает лютеолиз желтого тела. Прекращение функции желтого тела приводит к снижению концентрации прогестерона в плазме крови бе­ременной женщины к концу III триместра беременности. Примерно за 24 ч до начала родов в плазме крови беременной женщины в соотношении концентрации эстрогены/прогестерон начинают доминировать эстрогены. Понижение концентрации прогестерона в плазме крови восстанавливает возбудимость гладкомышечных клеток матки. Эстрогены активируют про­дукцию в миометрии простагландинов, увеличение концентрации которых стимулирует образование в гладкомышечных клетках матки рецепторов ок­ситоцина. В результате в течение нескольких часов, предшествующих на­чалу родов, плотность окситоциновых рецепторов на мембране гладкомы­шечных клеток матки увеличивается примерно в 200 раз, возрастает коли­чество нексусов между гладкими мышечными клетками матки. Эти про­цессы являются основой механизма повышения чувствительности миомет­рия к окситоцину. Пик плотности окситоциновых рецепторов на мембране гладкомышечных клеток матки приходится на ранний период родовой дея­тельности, поэтому с началом родовой деятельности окситоцин начинает стимулировать сокращение матки при такой его концентрации в плазме крови, которой недостаточно для активации ее сокращений вне периода беременности. Во время родовой деятельности потенциалы действия в клетках миометрия распространяются по гладкомышечному синцитию, что является источником координированных сокращений отделов матки во время родов.

После родов концентрация окситоциновых рецепторов в миометрии интенсивно снижается, только за первые 24 ч концентрация мРНК, кон­тролирующей синтез окситоциновых рецепторов в гладкомышечных клет­ках матки, снижается примерно в семь раз. Это обусловлено тем, что от­торжение плаценты во время родов вызывает резкое снижение концентра­ции эстриола в плазме крови женщины, в результате снижаются продук­ция простагландинов и уровень мРНК в клетках миометрия, контролирую­щей образование окситциновых рецепторов. Снижение количества оксито­циновых рецепторов в тканях матки в послеродовый период исключает ак­тивацию ее сокращений во время лактации, когда рефлекторно возрастает уровень окситоцина в плазме крови.'

16.7.2. Лактация

Во время беременности молочные железы развиваются, что позволяет ма­тери после родов адекватно обеспечивать питанием новорожденного. Раз­витие молочных желез во время беременности регулируется гормонами пролактином, эстрогенами и прогестероном, под действием которых сти­мулируется развитие протоков, долей и альвеол молочных желез, а следо­вательно, их подготовка к периоду вскармливания ребенка после родов ма­теринским молоком. Физиологические эффекты пролактина на молочные железы включают их рост и развитие (маммогенез), синтез молока (лакто­генез) и поддержание секреции молока (галактопоэз). Пролактин влияет на морфогенез молочных желез двумя путями: до первой беременности гормон контролирует ветвление протоков, во время беременности — непо­средственно контролирует развитие долек и альвеол. Лактогенез и галакто­генез контролируются пролактином, который секретируется лактотрофами аденогипофиза. Однако его физиологические действие на молочные желе­зы осуществляется только в комплексе с другими гормонами и факторами роста. Например, развитие молочных желез до первой беременности про­исходит под влиянием на молочные железы пролактина, эстрогенов, про­гестерона и глюкокортикоидов. В ранние сроки беременности гипертро­фия структурных элементов протоков, долей и альвеол в молочных железах происходит под влиянием эстрадиола и прогестерона. Пролактин и инсу­лин стимулируют рост тканей. В ткани молочных желез во время беремен­ности синтезируются специфические факторы роста, в частности эпидер­мальный фактор роста, трасформирующийся в a-фактор роста. Молочные железы способны продуцировать молоко с четвертого месяца беременно­сти, поскольку к этому времени полностью завершается развитие протоков и долей и происходит дифференциация альвеол. Последние выстланы ку­бическим секреторным эпителием, способным к синтезу и секреции моло­ка при участии миоэпителиальных клеток, которые окружают снаружи стенку альвеол и выводные протоки секреторных отделов молочной желе­зы. Основная функция пролактина в процессе лактогенеза — стимуляция транспорта из плазмы крови в цитоплазму секреторных клеток альвеол мо­лочной железы аминокислот, синтез секреторными клетками белков моло­ка (казеин, а-лактальбумина), транспорт глюкозы внутрь альвеолярных клеток и синтез молочного сахара лактозы. В период беременности про­лактин не стимулирует секрецию молока в молочных железах, поскольку эстрогены и, особенно, прогестерон тормозят действие пролактина на сек­реторные клетки молочных желез (рис. 16.14). После родов в плазме крови матери происходит снижение концентрации прогестерона, и пролактин начинает стимулировать секрецию молока в альвеолярных клетках. Во вре­мя лактации в секреторных отделах секретируются вода, электролиты, жи­ры, а-лактоальбумин, казеин, сывороточный альбумин, лактоферрин, ли­зоцим, лактоза, антитела IgA.

Рис. 16.14. Секреция материнских гормонов, вызывающая лактацию.

До рождения плода эстрогены и прогестерон тормозят секрецию молока в молочных железах, несмотря на высокую концентрацию этого гормона в плазме крови беременной женщины. После родов уровень пролактина в плазме крови снижается, но остается более высоким, чем у небеременной женщины. Этот уровень концентрации пролактина в плазме крови поддержива­ется только в течение 3—4 нед, если не начинается грудное вскармливание ребенка, а затем снижается. После рождения ребенка нормальная секреция пролактина в гипофизе матери поддерживается за счет нейроэндокринного рефлекса, возникающего у кормящей женщины во время кормления ребенка грудью.

Во время кормления ребенка грудью рефлекторно возникает сокраще­ние миоэпитеальных клеток альвеол молочных желез у кормящей женщи­ны, и молоко выдавливается из них в протоки молочных желез.

Нейроэндокринный рефлекс выделения молока. Рефлекторное выделение молока у матери из секреторных отделов молочных желез во время корм­ления ребенка грудью называется нейроэндокринным рефлексом (рис. 16.15). Рефлекс возникает, когда ребенок начинает сосать сосок. При этом происходит стимуляция тактильных рецепторов кожи сосковой об­ласти. Нервные импульсы от рецепторов поступают в спинной мозг, а за­тем к нейронам супраоптического и паравентрикулярного ядер гипотала­муса, которые секретируют окситоцин. Эти нейроны гипоталамуса генери­руют электрическую активность в среднем каждые 5— 15 мин в виде корот­кого, длительностью 3—4 с, высокочастотного разряда потенциалов дейст-

Медиальной пучок переднего/озга

вия. Во время каждого залпа активности нейросекреторных клеток гипота­ламуса потенциалы действия достигают терминалей нейронов, локализо­ванных в нейрогипофизе, и в плазму крови кормящей ребенка женщины выделяется окситоцин, который с кровью транспортируется к молочным железам. В мембранах миоэпителиальных клеток молочных желез локали­зованы рецепторы к окситоцину. Этот гормон при взаимодействии с ре­цепторами мембраны миоэпителиальных клеток секреторных отделов мо­лочных желез вызывает внутри клеток образование вторичного посредника инозитол-3-фосфата, который открывает кальциевые ионные каналы сар­коплазматического ретикулума этих клеток. Высвобождение из депо ионов Са²⁺ вызывает сокращение гладкомышечных клеток и продвижение молока из альвеолярных клеток в протоки и синусы молочных желез. При кормле­нии ребенка грудью из синусов молочной железы молоко поступает в ро­товую полость ребенка. У кормящей женщины, в среднем через 30—60 с после начала кормления ребенка грудью, молоко начинает активно выде­ляться в протоки молочной железы.

Для нормальной секреции молока в молочных железах кормящей жен­щине необходимо придерживаться постоянного режима кормления ребен­ка, что сохраняет секрецию пролактина и препятствует снижению лакта­ции. Это поддерживает в грудном молоке содержание иммуноглобулинов, особенно IgA, неспецифических антимикробных факторов (лизоцим, лак­тоферрин), которые обеспечивают неспецифические защитные реакции в организме новорожденного в период формирования у него механизмов клеточного иммунитета.

ГЛАВА 17

Сенсорные системы

Сенсорные системы человека являются частью его нервной системы, спо­собной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным и необходимым условием суще­ствования человека. Термин «сенсорные (лат. sensus — чувство) системы» сменил название «органы чувств», сохранившееся только для обозначения анатомически обособленных периферических отделов некоторых сенсор­ных систем (как, например, глаз или ухо). В отечественной литературе в качестве синонима сенсорной системы применяется предложенное И. П. Павловым понятие «анализатор», указывающее на функцию сенсор­ной системы.