Анализ информативности определения мелатонина при синдроме поликистозных яичников

Обоснование

Синдром поликистозных яичников (СПЯ) – одно из самых распространенных эндокринных заболеваний у женщин [1]. Пациентки чаще всего обращаются к врачу с проблемой нерегулярных менструаций, акне, гирсутизма и бесплодия. Частота синдрома, по данным разных авторов, от 17 до 35% женщин в популяции. Критериями диагностики являются клинические и/или биохимические признаки гиперандрогении, ановуляция и поликистозные яичники по данным ультразвукового исследования (УЗИ) (для постановки диагноза достаточно 2 из 3 критериев). СПЯ – диагноз исключения, поэтому необходимо проводить дифференциальную диагностику с другими эндокринными заболеваниями, имеющими схожую клиническую симптоматику [2].

Более чем 50% больных с СПЯ имеют ожирение по абдоминальному типу и инсулинорезистентность (ИР) [1]. Наряду с указанными патологиями часто обнаруживают дислипидемию и артериальную гипертензию – все эти состояния являются компонентами метаболического синдрома, которые в совокупности с гиперандрогенией могут приводить к серьезным последствиям: развитию сахарного диабета, сердечно-сосудистой патологии и раку эндометрия [1, 3].

Этиология и патогенез синдрома до сих пор точно не изучены. В настоящее время в центре внимания многих ученых находится мелатонин – гормон эпифиза, который, помимо регулирования цикла сон-бодрствование, имеет множество дополнительных, но не менее важных функций: он обладает иммуностимулирующим действием, регулирует репродуктивную функцию, участвует в фолликулогенезе [4–6]. Синтезируется этот гормон ночью в отсутствие света, падающего на сетчатку, днем же или при наличии искусственного освещения его продукция прекращается. Из клеток эпифиза мелатонин через кровь разносится по всему организму, попадая в том числе в фолликулярную жидкость яичников. Секреция мелатонина эпифизом имеет циркадианный ритм и характеризуется низким уровнем производства в течение дня и высокой продукцией в ночное время; максимальна она, как правило, в 2.00–4.00, в дальнейшем постепенно снижается. С 7–8 утра и до 20.00, в среднем, концентрация мелатонина в крови минимальна [7].

Помимо перечисленных функций, мелатонин играет роль антиоксиданта и нейтрализует свободные радикалы, уменьшая тем самым последствия окислительного стресса [8, 9]. Антиоксидантная способность мелатонина превосходит другие соединения, которые уменьшают окислительный стресс: маннитол, глютатион и витамин Е [10].

На сегодняшний день найдены доказательства того, что мелатонин синтезируется в яичниках, эндометрии и плаценте, при этом продукция не зависит от фазы день-ночь [11]. Первое свидетельство о том, что гормон синтезируется непосредственно в яичнике, было предоставлено в 1997 г. Itoh M.T. и соавт. [12, 13]. С использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии были проанализированы экстракты яичников, полученные в течение дня от крыс virgo, в которых был идентифицирован мелатонин. Экспериментально Itoh M.T. и соавт. обнаружили, что и в яичниках человека также синтезируется этот гормон [13].

Стоит отметить, что концентрация мелатонина в фолликулярной жидкости по результатам исследований в три раза выше, чем в одновременно собранном образце крови [6]. По мере приближения овуляции уровень фолликулярного мелатонина повышается, хотя в общий кровоток он не попадает [14]. В эксперименте доказано, что концентрация этого гормона выше в жидкости крупных фолликулов, чем в небольших фолликулах, что позволяет предположить, что повышение его в преовуляторных фолликулах может способствовать овуляции. Вместе с фолликулостимулирующим гормоном мелатонин играет важную роль в созревании фолликула, обеспечивая его рост, что подтверждает факт повышения количества атретических фолликулов в яичниках после пинеалэктомии у крыс [15].

Одним из серьезных последствий СПЯ является бесплодие, требующее иногда применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Для женщин с бесплодием низкое качество ооцитов является общей и не поддающейся коррекции проблемой, которая приводит к неудачным попыткам экстракорпорального оплодотворения. Способность мелатонина улучшать состояние ооцитов и эмбрионов обнаружена на человеческих ооцитах при использовании его синтетического аналога в протоколах ВРТ [16].

Несмотря на высокое содержание в крови (обусловленное отрицательной обратной связью), о чем можно судить по высокому уровню основного метаболита мелатонина 6-сульфатоксимелатонина в моче, у пациенток с СПЯ концентрация мелатонина в яичниках может быть снижена по сравнению со здоровыми женщинами [9]. Повышенный уровень мелатонина усиливает секрецию и амплитуду импульса лютеинизирующего гормона, что, в свою очередь, нарушает процесс роста и созревания фолликулов.

Одним из факторов, ухудшающих метаболизм, могут быть нарушения сна, что подтверждается эпидемиологическими данными [17], а также экспериментальными исследованиями, в которых повторяющиеся ночи недостаточного сна снижали чувствительность к инсулину, без компенсаторной секреции инсулина у здоровых взрослых [18]. ИР, нарушение толерантности к глюкозе и другие изменения метаболических параметров встречаются при некоторых физиологических или патофизиологических состояниях, связанных со снижением уровня мелатонина в крови: старение, сахарный диабет, посменная работа и высокий уровень освещенности окружающей среды в ночное время [19, 20].

Достаточно распространенной патологией при СПЯ являются сомнологические нарушения [12]. Одним из негативных факторов, влияющих на качество сна у пациенток с СПЯ, может быть суточное колебание уровня сывороточного мелатонина. N. Shreeve и соавт. (2013 г.) было проведено исследование среди пациенток с СПЯ и здоровых женщин. На основании Питсбургского опросника и Эпвортской шкалы сна были проанализированы сомнологические характеристики каждой участницы, исследован гормональный спектр и определен 6-сульфатоксимелатонин в моче. В группе СПЯ был зарегистрирован более высокий процент «плохого сна» по данным самоотчетов по сравнению с контрольной группой. Женщины с СПЯ чувствовали себя более апатичными в течение дня вследствие «плохого сна» по сравнению с контрольной группой, эффективность их сна также была ниже [21]. В ночное время уровень 6-сульфатоксимелатонина был в 1,6 раза выше в группе СПЯ по сравнению с контрольной группой. Повышенный уровень мелатонина в ночное время в группе СПЯ потенциально может действовать в качестве акцептора свободных радикалов с учетом высокого уровня окислительного стресса, характерного для данных пациенток.

Цель

Изучить информативность определения мелатонина и его связь с сомнологическими нарушениями при СПЯ.

Методы

Дизайн исследования

В исследовании участвовали 60 пациенток с СПЯ в возрасте 17–35 лет. Диагноз СПЯ устанавливался на основании роттердамских критериев (2003) [82]. Группу контроля составили здоровые женщины (n=60) с регулярным менструальным циклом. У каждой участницы было получено информированное согласие на комплексное обследование.

В зависимости от индекса массы тела (ИМТ) каждая группа была разделена на 2 подгруппы: 1 – ИМТ≥25 кг/м2, 2 – ИМТ<25 кг/м2. Расчет величины ИМТ производился по формуле отношения массы тела в килограммах к квадратному значению роста, выраженному в метрах (кг/м2).

Каждая участница прошла анкетирование, клинико-анамнестическое и гормональное обследование.

Анкетирование пациенток проводилось на основании анкеты балльной оценки субъективных характеристик сна (оценка времени засыпания и продолжительности сна, количества ночных пробуждений и сновидений, качества утреннего пробуждения). Нормальным считался сон при ≥22 балла, 19–21 балл – пограничные значения, <19 баллов – сон нарушен [22].

У каждой участницы осуществлялся забор крови в 8.00 для определения концентрации мелатонина и инсулина. У пациенток, которым планировалось проведение электрокаутеризации яичников, выполнен забор фолликулярной жидкости во время операции (по возможности – из доминантного фолликула). В качестве группы контроля были набраны женщины, которым проводилась диагностическая лапароскопия по поводу трубного фактора бесплодия. Количественное определение мелатонина в сыворотке крови и фолликулярной жидкости проводилось с использованием высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии, состоящей из ультравысокоэффективного жидкостного хроматографа Perkin Elmer Flexar FX-15 и гибридного трехквадрупольного масс-спектрометра с линейной ионной ловушкой AB Sciex QTrap 5500.

Также участницы исследования проводили самостоятельно в домашних условиях сбор слюны в контейнеры начиная с 7.00 каждые 4 ч в течение одних суток для определения концентрации мелатонина методом ELISA. Ночью забор проводился при минимальном освещении. Пациентки с СПЯ и здоровые женщины группы контроля осуществляли сбор суточной мочи, в которой в дальнейшем проводилось исследование уровня 6-сульфатоксимелатонина методом ELISA.

Критерии соответствия

Критериями включения в группу обследованных стали: возраст – от 17 до 35 лет включительно; наличие нерегулярного менструального цикла; признаки поликистозных яичников по данным УЗИ; клинические признаки гиперандрогении; отсутствие какой-либо гормональной терапии в течение 6 месяцев накануне исследования; информированное согласие на комплексное обследование и лечение.

Критерии исключения: наличие противопоказаний к предлагаемому лечению; наличие хронических экстрагенитальных заболеваний в стадии обострения и субкомпенсации; выявление острых и обострения хронических воспалительных заболеваний половых органов; наличие опухолевидных и опухолевых заболеваний половых органов.

Условия проведения

Исследование проводилось на базе ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России, Главного военного клинического госпиталя ВВ МВД РФ.

Этическая экспертиза

Выписка из протокола № 9 Заседания Этического Комитета ФГБУ «Эндокринологический научный центр» МЗ от 11.09.2013: планируемая научная работа соответствует этическим стандартам добросовестной клинической практики и может быть рекомендована для представления Ученому совету ФГБУ ЭНЦ.

Статистический анализ

Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием прикладных программ STATISTICA (StatSoft Inc. США, версия 6.0). Для анализа вида распределений применялись критерии Шапиро-Уилка и Лиллиефорса, дисперсии распределений признаков оценивались с помощью F-критерия в процедуре дисперсионного анализа ANOVA. Учитывая небольшие объемы выборок и распределения, отличающиеся от нормального, были использованы непараметрические методы анализа данных. Анализ связи (корреляции) двух количественных признаков осуществлялся непараметрическим методом ранговой корреляции по Спирмену, а количественного и порядкового – по Кендаллу.

Результаты

Группа пациенток с СПЯ и группа контроля не отличалась по возрасту и ИМТ. Средний возраст составил 25 лет.

По данным первичного анкетирования на основании анкеты балльной оценки субъективных характеристик сна в группе пациенток с ИМТ≥25 кг/м2 у 60% участниц были обнаружены отклонения в сомнологическом профиле (30,0% – явная патология и 30,0% – пограничные значения). В группе пациенток с ИМТ<25 кг/м2 у 70% были выявлены сомнологические нарушения (26,7% – явная патология и 43,3% – пограничные значения). Пациентки с СПЯ достоверно отличались по сомнологическому профилю по сравнению со здоровыми женщинами (р<0,05).

Сравнительная характеристика больных СПЯ и группы контроля представлена в табл. 1 и 2.

* сравнение 1 и 2 подгруппы, ** сравнение 1 и 3 подгруппы, *** сравнение 2 и 4 подгруппы

Больные СПЯ и ИМТ≥25 кг/м2 отличались более выраженной гиперинсулинемией, по сравнению с группой контроля соответствующей категории ИМТ, а также при сравнении с группой СПЯ и ИМТ<25 кг/м2. Была обнаружена достоверная обратная корреляция уровня инсулина и баллов по данным балльной анкеты субъективных характеристик сна (р=0,04), т.е. более высокая степень нарушений сна по данным анкетирования была взаимосвязана с более выраженной гиперинсулинемией.

У пациенток с СПЯ по сравнению с группой контроля были достоверно выше уровень 6-сульфатоксимелатонина в моче, ночной уровень мелатонина в слюне (03.00) и мелатонина в крови. При этом уровень мелатонина в фолликулярной жидкости был ниже у пациенток с СПЯ. Достоверных различий по уровням мелатонина в слюне среди группы СПЯ и контроля в другие часы не найдено. Уровень 6-сульфатоксимелатонина в моче в группе пациенток с ИМТ>25 кг/м2 достоверно был выше почти в 2,5 раза по сравнению с группой контроля аналогичного ИМТ, а в подгруппах с ИМТ<25 кг/м2 – в 1,7 раза выше в группе больных. Пациенты с СПЯ в зависимости от ИМТ не отличались друг от друга по уровню мелатонина в крови.

Была обнаружена достоверная корреляция уровня мелатонина в крови и степени нарушения сна по данным анкеты балльной оценки субъективных характеристик сна (р=0,04), уровня мелатонина в слюне в 03.00 и уровня 6-сульфатоксимелатонина в суточной моче (р=0,01).

Обсуждение

Для СПЯ характерна высокая степень активности окислительного стресса, который ухудшает созревание яйцеклеток, независимо от того, есть ли у пациенток избыточный вес или ожирение и метаболические нарушения [23]. Мелатонин, синтезированный яичниками, может поступать в фолликулярную жидкость. Основная часть мелатонина, обнаруживаемая в яичнике и преовуляторной фолликулярной жидкости, получена из кровотока. Вследствие ановуляции при СПЯ в овариальных фолликулах уменьшается поглощение мелатонина из кровотока и увеличивается количество атретических фолликулов и, следовательно, концентрация мелатонина в сыворотке может увеличиться вследствие развития обратной реакции на снижение концентрации в фолликулах [9].

Сниженная концентрация мелатонина в фолликулярной жидкости и повышенное ее значение в крови, по данным нашего исследования, говорят о развитой отрицательной обратной связи этих двух параметров. Понижение концентрации мелатонина в фолликулярной жидкости у пациенток с СПЯ нарушает созревание фолликулов и приводит к ановуляции (один из основных критериев диагностики заболевания). Использование метода хромато-масс-спектрометрии повышает диагностическую точность, т.к. он позволяет определять ультранизкие концентрации веществ.

Следствием дефицита мелатонина в яичнике и его повышения в крови также является повышение 6-сульфатоксимелатонина в моче по принципу отрицательной обратной связи. При этом по данным нашего исследования ИМТ не оказывал значимого влияния на степень повышения гормона в крови и его метаболита в моче. Определение мелатонина в слюне в 03.00 имеет наибольшую диагностическую ценность, т.к. именно в это время продукция гормона максимальна. При этом в подтверждение механизма отрицательной обратной связи его превышение в 2,5 раза было характерно для пациенток с СПЯ.

С точки зрения ВРТ мелатонин является мощным фактором профилактики последствий окислительного стресса, особенного у женщин с СПЯ, у которых несмотря на высокие уровни антимюллерова гормона качество яйцеклеток низкое, поэтому в данной ситуации его использование является патогенетически обоснованным [16, 24].

Корреляция уровня мелатонина в ночной слюне и его метаболита в суточной моче свидетельствует о системном действии данного гормона у пациенток с СПЯ. Поэтому возможно для проведения диагностического поиска использовать неинвазивные методики определения мелатониндефицитного состояния, что может иметь преимущества у некоторых групп больных.

По данным Naqvi S. и соавт., чуть более одной трети пациенток с СПЯ (38%) отметили нарушенный ночной сон [25], что согласуется с результатами нашего исследования, при этом сомнологические расстройства ухудшают чувствительность тканей к инсулину. Нарушенный сон признан фактором риска развития ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний и синдрома обструктивного апноэ сна у пациенток с СПЯ и расценивается как фактор риска смертности от всех причин. Диагностика и коррекция нарушений сна должны стать основой профилактики развития метаболического синдрома и улучшить качество жизни пациенток.

Корреляция уровня мелатонина в крови и степени сомнологических нарушений, по данным анкеты балльной оценки субъективных характеристик сна, позволяет использовать данную методику в комплексной диагностике больных, с учетом распространенности патологии сна у этой категории женщин.

Заключение

Таким образом, СПЯ – полиэтиологичное заболевание, немаловажную роль в формировании и прогрессировании которого играет мелатонин. При СПЯ необходимо проводить скрининг сомнологических нарушений для комплексной оценки состояния пациенток. Использование возможности коррекции сомнологических и, как следствие, репродуктивных нарушений у пациенток с СПЯ с помощью синтетического аналога мелатонина позволит улучшить процесс созревания доминантного фолликула и развития полноценной яйцеклетки. Комбинированная терапия у пациенток с ановуляторным бесплодием существенно улучшит прогноз фертильности и позволит реализовать репродуктивную функцию.

Дополнительная информация

Источник финансирования

Исследование выполнено при финансовом обеспечении гранта Президента РФ №МК-7813.2015.7.

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.