| 第一節 卵巢 一、卵巢的解剖和生理功能 女性生殖系統由卵巢、輸卵管、子宮、陰道和外陰組成。這些器官的主要功能包括分泌激素、排卵、受精和分娩等。 卵巢是女性生殖系統的主要器官,也稱(chēng)女性性腺。位于盆腔上方兩側,借助韌帶與子宮和盆壁相連,韌帶內有卵巢動(dòng)靜脈、淋巴管和神經(jīng)穿過(guò)。卵巢長(cháng)約2-4cm,重約15g,由皮質(zhì)、髓質(zhì)和卵巢門(mén)三部分組成。皮質(zhì)是卵巢的主要結構,由生殖上皮、不同發(fā)育階段的卵泡和卵子組成;髓質(zhì)則由結締組織和卵巢間質(zhì)組成;卵巢門(mén)是卵巢血管進(jìn)入的部位。 卵巢是分泌性激素的器官,其主要功能包括:①產(chǎn)生類(lèi)固醇激素和各種蛋白質(zhì),局部調節卵子發(fā)育和排出;②這些激素釋放至血循環(huán)并對諸多靶器官如子宮、輸卵管、陰道、外陰、乳腺、下丘腦、垂體、脂肪、骨骼、腎臟和肝臟等發(fā)揮作用。
二、卵泡的發(fā)育 (一)婦女一生中卵泡數目的變化 卵泡是女性生殖的基本單位,由生殖細胞即卵子及其周?chē)膬确置诩毎麡嫵?。婦女一生中的卵泡只減不增,如新生女?huà)朊總嚷殉布s含有500000個(gè)卵泡。到青春前期,絕大多數卵泡(平均50%-70%)在各個(gè)階段發(fā)生退化而閉鎖,僅少數卵泡能發(fā)育成排卵前卵泡;青春期時(shí),每側卵巢的卵泡數約83000個(gè);在35歲時(shí),由于卵泡閉鎖和排卵的損失,每側卵巢僅剩約30000個(gè);到58歲時(shí),每側卵巢僅剩不足1000個(gè)卵泡。卵泡閉鎖后殘留的組織成為分散在卵巢間質(zhì)中的內分泌細胞稱(chēng)卵巢間質(zhì)細胞。 (二)卵泡發(fā)育過(guò)程 在垂體促性腺激素作用下,卵泡開(kāi)始生長(cháng)發(fā)育,根據其形態(tài)和功能的特征,通??蓪⒙雅莘譃槭蓟雅?、初級卵泡、次級卵泡、囊狀卵泡和排卵前卵泡。據統計,15-25歲的婦女雙側卵巢平均約有三級卵泡94個(gè),初級和次級卵泡6600個(gè),始基卵泡159000個(gè)??梢?jiàn)在成人卵巢中大多數卵泡都很小,直徑約50μm,僅有卵子和單層顆粒細胞,這種卵泡稱(chēng)始基卵泡,位于卵巢皮質(zhì)周?chē)?。在一定時(shí)間,少數始基卵泡開(kāi)始發(fā)育,至直徑100μm時(shí)稱(chēng)初級卵泡。初級卵泡中的顆粒細胞為單層立方狀,顆粒細胞外的卵泡膜細胞已有小血管生成。隨著(zhù)初級卵泡的發(fā)育,顆粒細胞不斷增生和分裂,成為2-6層細胞,此時(shí)稱(chēng)次級卵泡。每一次月經(jīng)周期,僅有幾個(gè)卵泡能發(fā)育成為三級卵泡。三級卵泡中的顆粒細胞分泌液體并潴留于細胞間隙成為卵泡液。三級卵泡中的卵子直徑達100-130μm,借卵丘將其懸浮于卵泡液中。卵子表面環(huán)繞的一薄層顆粒細胞稱(chēng)放射冠。根據卵泡的大小,三級卵泡又可分為靜息三級卵泡(直徑約1-9mm)、成熟三級卵泡(直徑為10-14mm)和Graafian follicles(直徑為15-25mm)。婦女每個(gè)月經(jīng)周期可有一個(gè)囊狀卵泡發(fā)育到如此之大并在卵巢表面形成水泡樣凸起即為排卵前卵泡。當卵泡發(fā)育到成熟并發(fā)揮其功能時(shí),它具有下述功能:①維持和營(yíng)養卵子;②促進(jìn)卵子成熟和釋放;③準備陰道和輸卵管以助受精;④準備子宮內膜以便受精卵著(zhù)床;⑤提供足夠的激素以支持胚胎,直至胎盤(pán)形成。 (三)卵泡液 卵泡液的形成和卵泡呈囊狀是卵泡發(fā)育成熟的重要標志。卵泡液由血漿滲出物和卵巢局部的分泌物如氨基多糖(GAGs)和類(lèi)固醇激素等組成。由于卵巢血管并未穿過(guò)卵泡基膜,所以卵泡液直接提供了顆粒細胞和卵子的生存環(huán)境;同時(shí)卵泡液的成分反映卵泡激素合成的情況以及卵子成熟、排卵和黃體化等過(guò)程。 1.卵泡液的理化特性 卵泡液呈淡黃色,粘稠。pH值低于血漿或血清,主要受二氧化碳分壓調控。卵泡液的滲透壓接近或低于血漿,其電解質(zhì)濃度如鈉、鎂、銅、氯和無(wú)機鹽則與血漿相似,但鉀濃度比血清高,可能與閉鎖卵泡的顆粒細胞降解所釋放的鉀有關(guān)。 2.卵泡液的成分及功能 (1)蛋白質(zhì):卵泡液的蛋白質(zhì)含量較血漿低,主要來(lái)源于卵泡細胞的分泌和血漿成分,約88%的血漿蛋白可通過(guò)卵泡壁擴散到卵泡腔中。不同大小的蛋白質(zhì)在卵泡液中的濃度不同,一般來(lái)說(shuō),卵泡液中的蛋白質(zhì)含量與其分子量呈倒數關(guān)系,即分子量越大的蛋白在卵泡液中的濃度越低,提示卵泡膜具有分子篩的作用。顯然,在閉鎖卵泡和囊狀卵泡中,由于卵泡膜的分子篩功能受損,卵泡液內含有較高濃度的大分子蛋白質(zhì)。卵泡液中的蛋白質(zhì)包括許多酶,如膠原酶、纖溶酶原激活物和抑制物等。這些酶不僅參與卵泡破裂過(guò)程,而且可防止局部血液凝固,有利于卵子的釋出。最近,從卵泡中檢測出一種絲氨酸蛋白酶抑制物即蛋白C抑制物(PCI),分子量為57000,濃度為8.0μg/ml,較血漿(5.0μg/ml)稍高。通過(guò)檢測小鼠PCImRNA,我們證實(shí)卵巢局部可合成PCI。PCI能抑制多種絲氨酸蛋白酶,如胰蛋白酶、血栓素、血管舒緩素、組織纖溶酶原激活物(tPA)和尿激酶(uPA)等,推測PCI可能參與調節卵子成熟和卵泡破裂的過(guò)程。此外,通過(guò)免疫組織細胞學(xué)技術(shù)發(fā)現,PCI存在于精子頂體膜上,尤其是破損的部位,而且PCI在體外可抑制頂體素的蛋白酶活性,提示PCI可能參與保護精子不被自動(dòng)激活的頂體素消化的作用。PCI還可抑制小鼠體外受精過(guò)程,但在人類(lèi)生殖過(guò)程中的作用尚待進(jìn)一步研究。 (2)蛋白多糖和氨基多糖:蛋白多糖是一糖蛋白,其糖鏈多為長(cháng)鏈氨基多糖。許多長(cháng)鏈氨基多糖連接在一個(gè)蛋白核心上,因此其含糖量比蛋白質(zhì)多得多,故稱(chēng)其為糖蛋白。氨基多糖(GAGs)是由數個(gè)雙糖組成,每一個(gè)雙糖含有一個(gè)氨基乙糖,常為D-葡萄糖胺或D-乳糖胺,至少兩個(gè)雙糖中的一個(gè)含有酸性化合物或硫化物,使其成為高度帶負電的離子,并將正電離子和水藏在分子的內部。因此,氨基多糖的作用是使組織具有彈性和液體粘稠性,并穩定細胞基質(zhì)。在卵泡液中發(fā)現的氨基多糖分子量常為750000-2500000,這么大的分子是無(wú)法通過(guò)血液-卵泡屏障的,因此只能留在卵泡內。在哺乳類(lèi)卵泡液中的氨基多糖主要是硫酸軟骨素和硫酸類(lèi)肝素。這兩種粘多糖比例的變化可能影響卵泡液的粘稠性。已知隨著(zhù)排卵期的臨近,卵泡液的粘稠性是增加的。 (3)促性腺激素和催乳素:卵泡液中的促性腺激素(Gn)隨卵泡的大小、發(fā)育階段和月經(jīng)周期而變化,卵泡液中Gn可以反映血液循環(huán)中的激素水平。卵泡液中的FSH和LH分別不超過(guò)血漿水平的60%和30%,隨著(zhù)卵泡的生長(cháng),其中FSH和LH的水平不斷增高,但LH比FSH升高得更慢,因此不是在所有的卵泡中都能測到LH的,而是在大卵泡中才可能檢出。然而,對于催乳素來(lái)說(shuō),各個(gè)發(fā)育階段的卵泡液中均可測出它的存在,盡管其含量差異很大,為血漿的8%-180%,一般在小卵泡中含量較高,隨卵泡的發(fā)育,其含量會(huì )降低。 (4)類(lèi)固醇激素:在囊狀卵泡中類(lèi)固醇激素的合成功能相當活躍,因此某些激素的水平可比血漿高出40000-100000倍。已知,卵泡液中的激素包括孕激素、雄激素和雌激素,其中雄激素/雌激素比值是檢測卵泡活力和預示排卵的重要指標之一。一般來(lái)說(shuō),大多數卵泡中雄激素含量高于雌激素,僅少數兒個(gè)卵泡(優(yōu)勢卵泡)的卵泡液中雌激素水平才高于雄激素,而且也只有這些卵泡才能繼續發(fā)育成熟。
三、卵泡發(fā)育的調節因子 研究證明,卵泡的生長(cháng)主要靠促性腺激素的刺激,即使是發(fā)育后期的卵泡也需要它的作用。近年來(lái),愈來(lái)愈多的證據表明,除促性腺激素以外,卵巢局部產(chǎn)生的其他諸多因子如類(lèi)固醇激素和卵巢多肽等也參與調節卵泡的發(fā)育過(guò)程。 (一)促卵泡激素 由于前一周期黃體的萎縮,雌激素對垂體的負反饋得以解除,垂體釋放的促卵泡激素(FSH)增加是觸發(fā)新的卵泡發(fā)育的主要因素。一個(gè)5mm大小的卵泡需要FSH的持續刺激才能發(fā)育成為直徑≥20mm的排卵前卵泡,此時(shí)顆粒細胞數目增加5-6倍,達到5000萬(wàn)個(gè)左右。FSH具有以下生理作用:①直接刺激顆粒細胞的增生和分化;②誘導顆粒細胞FSH和LH受體合成,提高顆粒細胞對LH的反應性,以保持排前卵泡的類(lèi)固醇的合成和排卵后黃體的形成;③FSH可與顆粒細胞表面的受體結合,激活腺苷酸環(huán)化酶和cAMP-依賴(lài)性蛋白激酶以誘導基因產(chǎn)物的表達,如芳香化酶活性增加,使更多的雄激素轉化為雌激素;④FSH還能刺激抑制素、激活素和胰島素樣生長(cháng)因子-1(IGF-1)等的合成,這些多肽類(lèi)物質(zhì)在調節優(yōu)勢卵泡的選擇和閉鎖方面起重要作用。 (二)黃體生成素 黃體生成素(LH)在排卵前卵泡類(lèi)固醇合成中起關(guān)鍵作用。在卵泡發(fā)育的后半期,雖然垂體釋放FSH降低,但其釋放LH的脈沖頻率增加,卵泡顆粒細胞LH受體合成也增加,因此卵泡分泌的雌激素增加。卵泡膜細胞和間質(zhì)細胞也有LH受體,在整個(gè)月經(jīng)周期中LH直接作用于這些細胞調節其合成類(lèi)固醇,排卵期垂體釋放的LH,一方面終止顆粒細胞的增生,使雌激素的分泌暫時(shí)受到抑制;另一方面可通過(guò)一系列的連鎖反應,誘發(fā)卵泡破裂和黃體形成。 (三)類(lèi)固醇激素 1.雌二醇(E2)在卵泡發(fā)育過(guò)程中起重要作用。卵泡期E2緩慢升高,此時(shí)高水平的E2可抑制促性腺激素的釋放,使血漿FSH水平降低,這時(shí)低水平的FSH是選擇優(yōu)勢卵泡的重要決定因素之一。動(dòng)物試驗證明,E2能使顆粒細胞增生,其上的FSH和E2受體增加,從而增加卵泡對促性腺激素的反應性;此外,E2還可增強芳香化過(guò)程,使E2本身合成增加。 2.雄激素 在LH的刺激下,卵泡膜細胞可產(chǎn)生雄激素,其中以雄酮最為重要。這種雄激素前體可以穿過(guò)卵泡膜細胞的細胞膜到達顆粒細胞,并在FSH的作用下轉化為E2。在FSH供給不足的情況下,雄酮不能全部轉化為雌激素,剩余的雄酮就被轉化為高活性的雙氫睪酮,可抑制雌激素對顆粒細胞的促增生作用,導致卵泡發(fā)生閉鎖。 (四)多肽類(lèi) 1.上皮生長(cháng)因子和轉化生長(cháng)因子-α 上皮生長(cháng)因子(EGF)是一種含53個(gè)氨基酸的多肽,分子量為6000,存在于機體許多器官和組織包括生殖道中,體內外試驗均證明,EGF是雌激素作用的中介體,具有很強的促細胞分裂作用,可刺激多種細胞增生。轉化生長(cháng)因子-α(transform-ing growth factor-α,TGF-α)在結構和功能上與FGF相似,并作用于同一受體。體內合成的往往是TGF-α的前體,在細胞表面的蛋白酶的作用下被激活為T(mén)GF-α。免疫細胞化學(xué)證明,卵泡膜內層細胞可產(chǎn)生TGF-α,并作用于顆粒細胞上的EGF/TGF-α受體,促進(jìn)顆粒細胞增生,干擾FSH誘導的細胞分化?,F已證實(shí)TGF-α/EGF參與了卵巢的旁分泌調節,起到調節顆粒細胞對FSH的反應性,增強細胞增生和抑制其類(lèi)固醇合成的作用。 2.轉化生長(cháng)因子-β 轉化生長(cháng)因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)由兩個(gè)相同的,分子量12500的多肽組成。目前至少已發(fā)現三種TGF-β,即TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3及其受體(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)存在。Ⅰ,Ⅲ型受體對TGF-β1的親和力較TGF-β2強。Ⅱ型受體對TGF-β1和TGF-β2的親和力相同。免疫細胞化學(xué)證明,小鼠著(zhù)床前的胚胎就開(kāi)始合成TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3,主要位于上皮-間質(zhì)交界處,提示TGF-β與組織分化有關(guān)。卵泡膜細胞和顆粒細胞均可合成TGF-β,卵泡膜細胞是其主要來(lái)源。TGF-β是一種具有多功能的調節因子,根據其產(chǎn)生部位和作用對象不同,可刺激或抑制細胞的生長(cháng)和分化。TGF-β對細胞生長(cháng)和分化作用可能是通過(guò)影響細胞外基質(zhì)的結構,增加細胞粘蛋白如纖維結合素(fibronectin)和細胞對它的反應性而達到的。TGF-β還可刺激顆粒細胞其他功能如FSH誘導的LH受體的產(chǎn)生,FSH誘導的芳香化酶活性,胰島素樣生長(cháng)因子及其抑制物的生成。此外,體外試驗證明,TGF-β還可影響卵泡膜細胞的功能、類(lèi)固醇合成和卵子的成熟。 3.IGFs IGFs是小分子單鏈多肽,分子量為7000,與胰島素前體(proinsulin)結構上很相似。人類(lèi)卵泡膜細胞和顆粒細胞均可合成IGFs。卵泡膜細胞合成的是IGF-1,而顆粒細胞合成的則為IGF-2,并可釋放入卵泡液中。體外試驗證明,一些可刺激顆粒細胞增生的藥物如FSH、HCG或雙丁酰環(huán)磷腺苷,均可誘導IGF-2mRNA的表達,提示IGF-2可能起自分泌調節作用,刺激顆粒細胞的增生。顆粒細胞合成的IGF-結合蛋白(IGF-binding proteins,IGFBPs)可調節該細胞對IGF的局部反應性。卵泡膜細胞不僅合成IGF-1,還合成IGF-1受體。胰島素或IGF-1可刺激體外培養的卵泡膜細胞或間質(zhì)細胞合成雄激素。 4.纖維母細胞生長(cháng)因子 纖維母細胞生長(cháng)因子(fibroblast growth factor,FGF)是一種肝素結合性蛋白(heparin-binding protein),在胚胎的性腺和成人的卵巢均可合成。FGF已被認為是卵巢發(fā)育和黃體生成的血管生長(cháng)因子。同時(shí),它還能作用于顆粒細胞,以改變其類(lèi)固醇合成能力,刺激促性腺激素受體和纖溶酶原激活物的合成。 5.血小板生長(cháng)因子和血管內皮生長(cháng)因子 血小板生長(cháng)因子(platelet derived growthfactor,PDGF)是由兩條多肽鏈即A鏈(17000)和B鏈(16000)通過(guò)二硫鍵組成的聚合物,具有促進(jìn)細胞進(jìn)入生長(cháng)周期的作用。能增強顆粒細胞對FSH誘導的反應性,使孕酮分泌,腺苷酸環(huán)化酶、纖溶酶原激活物和LH受體合成增加。通過(guò)免疫細胞化學(xué)技術(shù)發(fā)現,著(zhù)床前后的胚胎就可合成PDGF,提示它可能與胚胎發(fā)育有關(guān)。PDGF是否在卵巢局部合成仍不清楚,但在卵巢組織中可檢出一種與PDGF結構上相似的多肽類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)血管內皮生長(cháng)因子(VEGF),VEGF在黃體組織中的含量尤高,具有促進(jìn)卵泡血管生長(cháng)的作用。 6.卵泡抑制素和激活素 80年代中期,Ling等從豬卵泡液中分離出一種分子量為32000的蛋白質(zhì),根據其在體外對垂體細胞釋放FSH起抑制或刺激作用而分別被稱(chēng)為抑制素(inhibin)或激活素(activin)。抑制素由α和β兩個(gè)亞單位組成,而激活素則由抑制素中的兩個(gè)β亞單位組成。給于體外培養的卵泡膜細胞以基因重組激活素,可顯著(zhù)地抑制其LH和IGF-1誘導的雄激素合成。相反,微量的抑制素則可顯著(zhù)地增強LH/IGF誘導的雄激素合成,提示抑制素和激活素可能參與調節卵泡膜細胞的類(lèi)固醇合成過(guò)程。同時(shí),激活素可增強FSH對未成熟顆粒細胞孕酮合成的誘導作用,而削弱FSH對成熟顆粒細胞孕酮合成的誘導作用,提示它們可能又是有效的雄激素芳香化自分泌調節物。最近通過(guò)基因敲除技術(shù)發(fā)現體內缺失抑制素基因的小鼠會(huì )發(fā)生卵巢間質(zhì)腫瘤,提示抑制素可能也是卵巢腫瘤抑制基因之一。 7.卵泡成熟抑制素 卵泡成熟抑制素是一種糖蛋白,已發(fā)現至少有三種分子量不同(32000、35000和39000)的形式存在。卵泡成熟抑制素由顆粒細胞合成,其釋放受FSH調節。在體外,卵泡成熟抑制素有抑制垂體細胞釋放FSH的能力,但其效力僅為抑制素的10%-30%。最近的研究表明,卵泡成熟抑制素也是一種激活素結合蛋白,在體外可阻止激活素的作用。 8.促細胞分裂素 (1)白細胞介素-1(IL-1):在卵巢中可觀(guān)測到許多非性腺成分如單核巨噬細胞和多核粒細胞存在,常位于卵泡毛細血管周?chē)?。這些巨噬細胞被激活后可產(chǎn)生一些細胞因子如IL-1,在體外有對抗促性腺激素的作用。由于IL-I又是炎性介質(zhì),所以它還可能參與卵泡的發(fā)育和排卵過(guò)程。 (2)腫瘤壞死因子-α:腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)是一種157個(gè)氨基酸的多肽,具有引起腫瘤壞死作用并參與各種細胞分化的過(guò)程。它也可由卵巢內巨噬細胞合成并作用于顆粒細胞、卵泡膜細胞和間質(zhì)細胞,通過(guò)選擇性的抑制類(lèi)固醇合成的關(guān)鍵酶,從而抑制促性腺激素誘導的孕激素和雄激素的合成。
四、卵子的成熟 (一)卵子的減數分裂 人類(lèi)在胚胎6個(gè)月時(shí),生殖細胞的數目最多,約700萬(wàn)個(gè)。出生后,由于退行性變,僅一百萬(wàn)個(gè)幸存。青春前期和青春期時(shí),這個(gè)數目繼續下降。人類(lèi)大多數細胞都有46個(gè)染色體或23對同源染色體稱(chēng)為雙倍體。在胚胎期或剛出生時(shí),卵細胞即開(kāi)始減數分裂,使每個(gè)卵子內只含有23個(gè)染色體稱(chēng)為單倍體。第一次減數分裂停留于雙線(xiàn)期,此時(shí)卵子內可見(jiàn)明顯的胚泡(GV)。在嬰兒期和青春期后均能見(jiàn)到含GV的卵子。在生殖期,受排卵期促性腺激素峰的影響,卵子開(kāi)始發(fā)生第2次減數分裂,此時(shí)卵子內染色質(zhì)濃縮和核膜中斷稱(chēng)為胚泡斷裂(GVB)。與精子不同的是,卵子分裂時(shí)生成的兩個(gè)子細胞大小不同,其中較小的一個(gè)子細胞稱(chēng)第一極體。排卵時(shí)卵子發(fā)生的第2次減數分裂常停留在中期,但此時(shí)的卵子已具有受精能力。當單倍體精子與卵子融合后,雙倍體又重新形成。 (二)控制卵子減數分裂的機制 1.顆粒細胞對卵子減數分裂的抑制作用 早在1935年P(guān)incus和Enzmann就觀(guān)察到,從卵泡分離出來(lái)的卵子可以自然成熟,提示卵泡中的某些成分可抑制卵子的成熟。進(jìn)一步的研究發(fā)現,卵巢的顆粒細胞對卵子的成熟有抑制作用。最近,已從顆粒細胞中提取出卵子成熟抑制因子(OMI),其化學(xué)特性尚未明了??赡苁且环N分子量為35000的糖蛋白,也稱(chēng)卵泡成熟抑制因子。體外試驗證明,OMI不僅抑制垂體釋放FSH,還能抑制卵子成熟。在體內,OMI可能通過(guò)卵丘細胞介導而發(fā)揮作用,因為OMI只能抑制含有完整卵丘細胞的卵子,而不能抑制去卵丘卵子的減數分裂。此外,OMI還可結合于卵泡抑制素和激活素上,推測激活素促進(jìn)卵子成熟可能就是通過(guò)使OMI失活而起作用的。 2.cAMP調節卵子減數分裂 次黃嘌呤或其他嘌呤具有與OMI同樣的活性,可能與嘌呤抑制cAMP-磷酸二酯酶的活性,使卵子內cAMP水平下降有關(guān)。實(shí)際上,cAMP對卵子的成熟起雙相作用,即持續基礎水平的cAMP使減數分裂停止,而在LH刺激下升高的cAMP則促進(jìn)卵子的減數分裂,使之進(jìn)一步成熟。 3.卵丘-卵子的交流 卵丘細胞可能在調節卵子的減數分裂過(guò)程中起重要作用。在排卵刺激下,LH作用于卵丘細胞上的LH/HCG受體,使卵丘細胞內的cAMP水平升高;同時(shí)卵丘卵子復合體即卵丘細胞縫隙連結顯著(zhù)減少,從而使卵丘-卵子的交流減弱,卵子吸收的氨基酸和尿苷減少,結果是OMI合成的原料減少,卵子減數分裂的抑制被解除,卵子便開(kāi)始成熟。
五、卵泡選擇和閾值理論 卵泡發(fā)育不是同步的,即不是全部的卵泡都同時(shí)從一個(gè)階段發(fā)育到另一個(gè)階段,而是每個(gè)卵泡有其本身發(fā)育的速率。在月經(jīng)周期的1-4天,當某一個(gè)卵泡稍稍發(fā)育得大一些,超過(guò)其周?chē)穆雅輹r(shí),這個(gè)卵泡的顆粒細胞就會(huì )合成較多的FSH和LH受體,在一定血漿水平的FSH作用下便可被選中為優(yōu)勢卵泡。被FSH選中的卵泡在LH的刺激下產(chǎn)生雄激素,并進(jìn)一步芳香化為E2。E2可直接或間接地通過(guò)增強FSH的作用而促進(jìn)IGF-1的產(chǎn)生,進(jìn)一步刺激顆粒細胞增生,優(yōu)勢卵泡便因此而產(chǎn)生。同時(shí)E2又可通過(guò)抑制素使血漿FSH快速下降,從而阻止周?chē)徑穆雅葸M(jìn)一步發(fā)育。然而,如果囊狀卵泡提前形成,而FSH尚未升高至閾值范圍,卵泡就無(wú)法受FSH作用而被選中,因此其合成的雄激素就不能轉化為雌激素,卵泡即發(fā)生閉鎖。 使被選中的卵泡即使在FSH下降時(shí)仍可發(fā)育成熟的機制為何?其可能的解釋有以下幾個(gè)方面:①以往高水平的FSH使卵泡細胞上產(chǎn)生了大量的FSH受體,因此即使在低水平的FSH作用下,卵泡仍可保持良好的反應性和芳香化活性;②卵泡局部產(chǎn)的血管內皮生長(cháng)因子使局部的FSH得到濃縮;③卵泡局部產(chǎn)生的E2繼續刺激細胞的增生和分化;④卵泡合成的激活素和IGF-1可增強FSH的效應,使卵泡膜細胞合成的雄激素增加,從而增加了芳香化的底物,加速芳香化過(guò)程和顆粒細胞的增生即產(chǎn)生所謂的“滾雪球效應”,優(yōu)勢卵泡得以進(jìn)一步發(fā)育。
六、卵泡破裂的機制 (一)平滑肌和壓力學(xué)說(shuō) 哺乳類(lèi)排卵是具有特征性的生物現象,需要卵巢表面健康的組織發(fā)生破裂。大多數動(dòng)物排卵時(shí)整個(gè)卵泡凸出于卵巢表面,形成透明的濾泡斑(macula pellucida或follicular stigma)。這一特征性的現象使得許多早期的研究者們認為,排卵就象“火山爆發(fā)”一樣,認為這是由于卵巢平滑肌的收縮使卵泡內靜脈回流受阻,卵泡壓力增高而導致卵泡破裂。這一平滑肌和壓力學(xué)說(shuō)早在1858年由Rouget提出,曾在文獻中占主導地位達50多年。1963年,Espey和Lipner通過(guò)超敏感的壓力探頭,測定了排卵期卵泡內壓力,發(fā)現排卵前數小時(shí)內卵泡內壓力并未升高,而是穩定于2.4kPa(18mmHg),因此認為卵泡內壓力增高并非卵泡破裂的主要因素。 (二)卵泡微循環(huán)變化 研究發(fā)現,排卵前卵巢和卵泡微循環(huán)發(fā)生變化即血流量先增加后減少。許多血管活性因子如十二烷酸類(lèi)、消炎痛、血小板激活因子(PAF)、激肽原-血管緊張素2、組織胺和緩激肽等都是通過(guò)調節卵巢和卵泡微循環(huán),增加卵泡壁局部纖溶酶原的沉積等而起作用的。 (三)蛋白酶的作用 顯微鏡下發(fā)現,排卵期卵泡壁局部顆粒細胞松散,內皮退化或脫落,卵巢白膜和外層結締組織以及排卵斑頂端膠原消失,提示卵泡破裂和膠原酶樣活性直接相關(guān)。這一假說(shuō)已在許多動(dòng)物試驗得到證明。如給未成熟大鼠注射PMSG和HCG,卵巢間質(zhì)膠原酶Ⅳ的mRNA表達在3-4小時(shí)后顯著(zhù)增加,膠原酶的活性也增加。 給大鼠泡囊內注射膠原酶抑制劑,如半胱氨酸,可抑制卵泡破裂。然而,體內卵泡合成的膠原酶常以酶原的形式存在并牢固地結合于卵泡膜的膠原纖維上,需要其他酶如纖溶酶原激活物(PA)的激活才能發(fā)揮作用。已從小鼠、大鼠和人類(lèi)卵巢中分離出在化學(xué)和免疫上不同的兩種PA即組織纖溶酶原激活物(tPA)和尿激酶(uPA)。tPA主要由顆粒細胞產(chǎn)生,占卵泡總PA活性的80%-90%,而uPA則主要由卵泡膜細胞分泌,僅占卵泡總PA活性的10%。由于卵泡膜的屏障功能,使顆粒細胞合成的PA不能擴散到卵泡外而起局部作用。顆粒細胞合成和釋放tPA不僅受GnRH,FSH,LH,PGs和cAMP等的調節,還受卵巢局部產(chǎn)生的一些細胞因子如EGF,TGF和松弛素等的調節。類(lèi)固醇激素如E2、孕酮、前列腺素、催乳素及cAMP等均不能使離體的顆粒細胞合成和釋放PA,但可增強顆粒細胞對LH的反應性。卵巢中的組織纖溶酶原激活物抑制物-1和-2(PAIs-1,-2)均可調節卵巢局部PA的活性。已知,排卵前卵泡合成的tPA和uPA增加,而PAI-1和PAI-2的合成則降低,因此,總的PA的活性增加。PA可使纖溶酶原激活為纖溶酶,并進(jìn)一步使膠原酶原轉化為膠原酶,最終使卵泡壁上的膠原和細胞外基質(zhì)降解,卵泡壁變薄而發(fā)生破裂。最近,通過(guò)基因敲除技術(shù),使小鼠內僅缺失tPA,uPA或PAI-1單個(gè)基因,其生殖能力不發(fā)生改變,如tPA和uPA兩個(gè)基因同時(shí)缺失,其排卵率則降低26%,提示tPA和uPA在卵泡破裂過(guò)程中起一定作用,但并非絕對需要,其他蛋白酶可能替代tPA和uPA的作用,使纖溶酶原激活為纖溶酶。
七、卵泡閉鎖 據估計,人的卵巢中約99%的卵泡閉鎖可能是由于生長(cháng)因子的不足和死亡因子增多,使卵泡產(chǎn)生所謂的程序化細胞死亡(PCD)或稱(chēng)細胞凋亡。 (一)程序化細胞死亡 PCD由Kerr于1972年首先描述,為一種主動(dòng)的生理過(guò)程,需要新合成的蛋白質(zhì)和DNA參與才能實(shí)現。在形態(tài)學(xué)和發(fā)生機制上與細胞死亡(necrosis)有顯著(zhù)的不同。PCD只影響單個(gè)散在的細胞,細胞發(fā)生萎縮,核染色質(zhì)濃縮,形成球狀凋亡小體。細胞壞死則為被動(dòng)過(guò)程,常因缺氧、中毒、感染和理化因素引起,常累及成群的細胞,細胞結構常遭破壞,甚至發(fā)生細胞溶解。PCD最顯著(zhù)的特征性變化是細胞內鈣鎂依賴(lài)性的核酸內切酶被激活,核內DNA發(fā)生斷裂,形成許多185-200個(gè)堿基大小的DNA片段,在瓊脂電泳上出現明顯的梯狀DNA。而細胞死亡則出現涂片狀DNA。因此,通過(guò)這一簡(jiǎn)便方法便可檢測組織中的PCD的存在。更靈敏的方法可采用放射性核素標記斷裂DNA的3.-端,然后再結合電泳或免疫組化技術(shù)進(jìn)行檢測。 (二)PCD與卵泡閉鎖 卵泡閉鎖的特征是顆粒細胞的數目和雄激素的合成減少,同時(shí)細胞形態(tài)發(fā)生變化,包括細胞固縮、核分裂降低、基膜的完整性破壞和白細胞侵入顆粒細胞層等。早期的研究表明,大鼠卵泡和黃體中有鈣/鎂依賴(lài)性DNA內切酶的存在,這種酶可使DNA發(fā)生斷裂?,F已在許多動(dòng)物的卵巢,尤其是閉鎖卵泡的顆粒細胞層檢出有明顯的PCD特征性的梯狀DNA存在;而正常的囊狀和囊狀前卵泡則無(wú)梯狀DNA存在,可見(jiàn)卵泡閉鎖與PCD有密切關(guān)系。 (三)調節PCD的因素 愈來(lái)愈多的實(shí)驗證實(shí),卵泡顆粒細胞和卵子發(fā)生PCD,受許多因素的調節,如給切除垂體并經(jīng)雌激素處理過(guò)的大鼠GnRH-a可引起卵巢DNA發(fā)生斷裂。相反,LH、FSH和GH則能抑制體外培養的大鼠排卵前卵泡DNA斷裂。卵巢內部產(chǎn)生的一些生長(cháng)因子如IGF-1、EGF、TGF和FGF等也可抑制卵巢顆粒細胞死亡。此外,IL-1也能通過(guò)增加細胞內NO和鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(cGMP)生成而抑制卵巢顆粒細胞死亡。相反,IL-6則增加細胞死亡。上述因素導致卵泡細胞死亡的機制至今尚不清楚,可能是通過(guò)改變某些致腫瘤基因表達,其中包括減少細胞死亡因子如Bax、Bad、Bak、Bcl-x-short和P53等;增加生存因子如Bcl-2、Bcl-xlong和Mcl-1的合成。細胞死亡因子和細胞生存因子的比值是決定細胞命運的主要因素。如當Bax的表達占優(yōu)勢時(shí),細胞發(fā)生死亡;相反,當Bcl-2、Bcl-xlong的表達占優(yōu)勢時(shí),細胞得以生存。隨后,細胞內胱氨酸酶如IL-1轉化酶(IL-1converting enzyme,ICE)和DNA內切酶等被激活,使核染色體發(fā)生濃縮和DNA斷裂。此外,在卵巢間質(zhì)細胞中發(fā)現干細胞因子(SCF)和在卵子上發(fā)現其受體分子c-kit的合成,SCF和c-kit基因的突變造成大多數卵泡缺失卵子,所剩的幾個(gè)卵泡也只停滯在始基卵泡階段,說(shuō)明SCF及其受體在卵子的生存方面起重要作用。
八、黃體的形成和激素產(chǎn)生 在排卵前LH峰的作用下,卵泡膜內層和顆粒細胞的基膜斷裂,卵泡膜內的血管進(jìn)入卵泡腔,并在血管生成因子作用下形成新的血管,此時(shí),卵泡膜細胞明顯增生,并分散于顆粒細胞中間,顆粒細胞雖不增生,但胞漿內的滑面內質(zhì)網(wǎng)增加,線(xiàn)粒體變圓,并蓄積糖原顆粒。此外,LH峰的作用使細胞色素P450支鏈斷裂酶活性增加,17α-hydroxylase cytochrome 450活性降低,這些改變使膽固醇斷裂形成孕烯醇酮,并進(jìn)一步轉化為孕酮。在黃體峰期每天合成孕酮量達25mg(80μmol)。在大多數動(dòng)物包括人類(lèi)的黃體中,含有至少兩種形態(tài)和生化上具有特征性的類(lèi)固醇合成細胞,通常稱(chēng)小黃體細胞(SLC)和大黃體細胞(LLC)。大多數SLC來(lái)自卵泡膜細胞,少數可能由纖維母細胞分化而來(lái)。細胞如梭形,直徑根據種屬不同而異,約為12-22μm不等。胞漿內含有許多滑面內質(zhì)網(wǎng)、線(xiàn)粒體和脂質(zhì)顆粒,因此胞漿染色較深,這是類(lèi)固醇激素分泌細胞的特征性表現。而LLC多來(lái)源于顆粒細胞,細胞呈多面體,胞漿染色淺,含有許多線(xiàn)粒體,粗面內質(zhì)網(wǎng)和滑面內質(zhì)網(wǎng)和高電子密度的分泌顆粒,后者含有催產(chǎn)素或松弛素和生長(cháng)激素(GH)。已知,大小兩種黃體細胞均可分泌孕酮,但其調節機制不同,在基礎條件下,LLC分泌孕酮的速率比SLC高2-40倍。如補充膽固醇合成的底物高密度脂蛋白時(shí),LLC分泌的孕酮會(huì )更高,約占黃體期孕酮分泌的80%以上。用最大有效劑量的LH可使SLC合成孕酮量增加40倍之多,但同量的LH則不能使LLC起反應,因為L(cháng)LC上缺乏LH受體。
九、黃體的萎縮 雖然黃體的形成和分泌功能依賴(lài)LH的作用,但改變LH的分泌本身并不引起黃體萎縮。在黃體期垂體釋放LH最顯著(zhù)的變化是脈沖頻率的下降,即由黃體早期每小時(shí)一個(gè)脈沖降至每4-8小時(shí)一個(gè)脈沖。然而,人工將整個(gè)黃體期LH脈沖頻率控制在每小時(shí)一次,也無(wú)法使黃體的壽命延長(cháng)。相反,如將黃體早期LH頻率脈沖頻率控制在每8小時(shí)一次,也不能使黃體提前萎縮。最近,有人提出黃體年齡對LH敏感性降低的學(xué)說(shuō),即隨著(zhù)黃體的發(fā)育,黃體細胞對LH的敏感性降低,以致需要更多的LH才能維持黃體的生存。動(dòng)物實(shí)驗表明,子宮產(chǎn)生的PGF2α可能參與黃體萎縮的過(guò)程。PGF2α可使LLC內顆粒釋放,溶酶體活性增加,PGF2α能使黃體內血管收縮,血流減少,PGE2還可激活蛋白激酶C(PKC)第二信使系統,使細胞內鈣離子增加,細胞核內DNA發(fā)生斷裂,產(chǎn)生PCD,可見(jiàn)PCD與黃體萎縮也有一定關(guān)系。在雞、牛和豬,無(wú)論是自然或PGF2α引起的黃體萎縮均與PCD有關(guān)。原位標記斷裂的DNA-3.端時(shí)發(fā)現,人卵巢無(wú)論是大黃體細胞或小黃體細胞,在黃體中晚期均可產(chǎn)生PCD。而妊娠黃體則無(wú)PCD產(chǎn)生。此外,PGE2還可使黃體合成催產(chǎn)素,一方面直接作用于黃體,使孕酮分泌減少,另一方面又可作用與子宮,反饋性的使子宮產(chǎn)生更多PGE2。值得提出的是,在猴和人類(lèi)子宮切除后并不影響黃體的壽命和周期性活動(dòng)。因此,人類(lèi)子宮對黃體的溶解作用尚有待進(jìn)一步研究。
第二節 輸卵管 一、輸卵管的解剖 輸卵管是女性生殖系統的主要組成部分之一,具有輸送精子、卵子和受精卵以及提供精子貯存、獲能、頂體反應和受精場(chǎng)所等生理功能。輸卵管長(cháng)為6-15cm,由粘膜和環(huán)狀平滑肌構成。 在解剖上,分傘部、壺腹部、峽部和間質(zhì)部壺腹部與峽部之間稱(chēng)壺腹-峽連接-(AIJ),峽部與間質(zhì)部之間稱(chēng)子宮-輸卵管連接(UTJ)。這些連接部位管壁較厚,管腔變化大。 (一)輸卵管傘部 輸卵管傘部由漿膜、平滑肌和粘膜組成,位于壺腹部的遠端,如一把撐開(kāi)的傘覆蓋于卵巢的表面。傘的頂端為輸卵管腹腔端的開(kāi)口,直徑1-1.5cm。傘部肌纖維稀少,但粘膜皺折豐富。粘膜上皮由纖毛細胞和分泌細胞組成。正常情況下,粘膜上皮細胞的纖毛細胞占60%以上,且纖毛的運動(dòng)朝向宮腔,這種纖毛的擺動(dòng)有助于卵子的輸送。 (二)輸卵管壺腹部 輸卵管壺腹部是指輸卵管腹腔端開(kāi)口至壺腹部-峽部連接之間的一段,長(cháng)約5-10cm,在A(yíng)IJ處管腔直徑僅1-2mm,而靠近傘部直徑可達1cm。壺腹部管腔充滿(mǎn)了富含復雜皺折的粘膜,粘膜為單層上皮,由纖毛細胞、分泌細胞和基底細胞組成。其中纖毛細胞占40%-60%,仍多于其它細胞的數目,且富含微纖毛,纖毛的擺動(dòng)也朝向宮腔。粘膜之外有內環(huán)和外縱兩層平滑肌。壺腹部是精子受精的場(chǎng)所。 (三)輸卵管峽部 輸卵管峽部肌層較厚,由內縱、中環(huán)和外縱三層平滑肌組成。管腔變窄,直徑僅為0.1-0.5mm。粘膜皺折減少,纖毛細胞僅占上皮細胞總數的20%-30%。峽都是精子獲能、頂體反應和精子貯存的主要部位。排卵一旦發(fā)生,貯存于峽部的精子便可緩慢地釋放至壺腹部,使卵子得以受精。 (四)輸卵管間質(zhì)部 輸卵管間質(zhì)部是穿透入子宮肌壁的那一段輸卵管,長(cháng)約1-2.5cm,直徑為0.1-4mm,并隨平滑肌舒縮而變化。粘膜的纖毛細胞在靠近子宮側減少。
二、輸卵管的生理 (一)卵子的撿拾 多數學(xué)者認為,在某些哺乳類(lèi)動(dòng)物如大鼠、狗和兔的卵巢囊,將卵巢和輸卵管傘部包裹在一起,以保證傘部一定能捕捉到囊腔內的游離卵子。在人類(lèi),輸卵管傘也幾乎將卵巢表面覆蓋著(zhù),在輸卵管-卵巢韌帶平滑肌的收縮牽引下,輸卵管傘移向排卵的部位,加上剛釋出的卵子粘稠,可粘附于傘端纖毛上,并隨纖毛的擺動(dòng)移向輸卵管口。以下動(dòng)物實(shí)驗和臨床觀(guān)察提示,卵子進(jìn)入輸卵管還可能通過(guò)其他途徑實(shí)現: 1.不需要輸卵管傘與卵巢表面直接密切接觸,因為僅有本側卵巢和對側輸卵管的婦女,卵子仍可進(jìn)入輸卵管??梢?jiàn),輸卵管可從鄰近的陶氏腔或腹腔內俘獲卵子。 2.Westman(1937)的研究提示,輸卵管的蠕動(dòng)或收縮產(chǎn)生的負壓可將卵子吸入輸卵管。但頂端結扎后的輸卵管仍可撿拾卵子。而且,用心得安阻斷輸卵管肌肉的收縮,卵子撿拾和運輸功能仍未喪失。 3.患不動(dòng)纖毛綜合征的婦女,卵子仍可進(jìn)入輸卵管。 4.盡管輸卵管傘端絕育術(shù)后復通的婦女僅50%妊娠,但動(dòng)物實(shí)驗表明,無(wú)輸卵管傘的動(dòng)物仍可妊娠。 (二)卵子的運輸 入卵巢LH峰后28-36小時(shí)即可發(fā)生排卵,96-120小時(shí)便可在子宮內發(fā)現卵子,提示卵子在輸卵管中的運輸可達80小時(shí)之久。通過(guò)攝像分析發(fā)現,猴和兔卵子在壺腹部朝子宮方向運動(dòng)的速度分別為34μm/s和100μm/s,這一運動(dòng)速度主要靠輸卵管粘膜纖毛活動(dòng)、輸卵管蠕動(dòng)和節斷性收縮。卵子的運輸受激素的調節,并存在較大的種屬差異。如猴和人的卵子在輸卵管中的運輸,發(fā)生在孕激素水平持續上升時(shí),而兔卵子在輸卵管中的運輸開(kāi)始于孕激素水平很低時(shí);相同劑量的雌二醇能阻斷小鼠的卵子在輸卵管的運輸而加速大鼠卵子的運輸,但對人卵的運輸則無(wú)影響。除種屬差異外,激素給予的時(shí)間也很重要。如在排卵前三天給兔注射雌二醇和孕酮,卵子的運輸可加速;但在排卵時(shí)和排卵后給予相同劑量的雌孕激素,則延緩卵子的運輸。此外,α-受體阻斷劑可阻止兔卵子的運輸,但對人和其他動(dòng)物無(wú)效。PGF2α和PGE1可刺激輸卵管收縮,使兔卵子運輸顯著(zhù)加快,但PGE2能顯著(zhù)抑制輸卵管的收縮,而不能阻止卵子的運輸。在人類(lèi),PGE2雖有收縮輸卵管的作用,但對卵子運輸無(wú)影響。 (三)精子的運輸和激活 在哺乳類(lèi)動(dòng)物,進(jìn)入陰道的精子經(jīng)過(guò)重重關(guān)卡,如宮頸粘液、宮腔和輸卵管間質(zhì)部,最后到達輸卵管峽部,且大部分被阻留在輸卵管峽部的近端并在此獲能,發(fā)生頂體反應,等待排卵和受精機會(huì )。僅少部分在數分鐘內便被運送到輸卵管傘部,這可能與生殖道貯存部位發(fā)生飽和有關(guān)。一旦發(fā)生排卵,精子即被從峽部緩慢地釋放到壺腹部,并提供一定數量的最有活力的精子以供受精。 輸卵管的峽部控制精子的釋放相促進(jìn)精子的獲能的機制尚不清楚,可能與下列因素有關(guān):①排卵期輸卵管近端血中孕酮、雄烯二酮和雄二醇以及PGF2α濃度升高,調節峽部平滑肌的收縮性和通透性;②排卵期峽部分泌細胞的分泌功能也最活躍,可分泌多種蛋白質(zhì)如33.8%的白蛋白,44.4%的球蛋白,1.8%的γ球蛋白以及各種各樣的酶,如淀粉酶和乳酸脫氧酶。這些酶能使糖原分解為丙酮酸和葡萄糖,丙酮酸是受精卵分裂和生長(cháng)必需的底物,而葡萄糖則是精子和受精卵的主要能源;③子宮-輸卵管連接處和峽部分泌細胞膜上的碳酸酐酶,調節管腔的酸堿平衡,使碳酸根離子增加,輸卵管pH值由7.1-7.3升高到7.5-7.8,有利于精子的活動(dòng);④峽部的鉀離子抑制和刺激丙酮酸鹽的合成也對精子的活動(dòng)力有作用;⑤排卵期峽部管腔內兒茶酚胺,如多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素的含量比壺腹部高,從而調節峽部平滑肌的張力以控制貯存精子的釋放。
第三節 子宮 子宮呈倒梨形,位于盆腔膀胱之上和直腸之前。未生育婦女子宮長(cháng)7.5cm,寬5.Ocm,厚1.75cm。生育過(guò)的婦女子宮略大,但形態(tài)各異。將子宮縱形切開(kāi),可見(jiàn)兩側輸卵管口上方圓頂狀的子宮底,中間的宮體,下端的宮頸峽部和宮頸。子宮靠闊韌帶將其固定于兩側盆壁,骶韌帶將子宮下部固定于骶骨上,一對宮頸懸韌帶將宮頸和陰道固定于兩側盆壁,一對圓韌帶將兩側子宮角固定于兩側盆壁。子宮體及子宮底壁由以下各層組成:表面覆有薄層的腹膜,中間為很厚的肌層,內層為子宮內膜。子宮內膜又分為功能層和基底層。功能層由上皮及腺體構成,可隨激素的變化而發(fā)生明顯的周期性變化,月經(jīng)期功能層子宮內膜發(fā)生剝脫即產(chǎn)生月經(jīng);而基底層不發(fā)生剝脫,在月經(jīng)后生發(fā)出新的功能層。宮頸部肌層較厚,內膜在月經(jīng)期中并不脫落,但腺體分泌粘液,有時(shí)形成粘液栓,阻礙精子的運動(dòng)和阻止細菌進(jìn)入宮腔。 一、子宮內膜周期性變化與程序化細胞死亡 PCD發(fā)生于包括生殖道在內的許多組織和器官。動(dòng)物實(shí)驗觀(guān)察到,子宮、卵巢、輸卵管以及睪丸和前列腺等器官均有PCD發(fā)生。早期的光鏡和電鏡研究表明,人的子宮內膜也有凋亡小體存在。通過(guò)瓊脂電泳和UNA染色體技術(shù)檢測梯狀帶DNA時(shí)發(fā)現,人的子宮內膜在增生早期(6-10天)、分泌晚期(25-28天)和月經(jīng)期(1-5天)均可見(jiàn)具有PCD特征的DNA斷裂現象;而在增生晚期(11-14天)、分泌早期(15-20天)和分泌中期(21-24天)未見(jiàn)斷裂DNA發(fā)生而主要見(jiàn)大分子DNA。進(jìn)一步通過(guò)原位3.端-DNA標記技術(shù)發(fā)現,PCD在分泌晚期即開(kāi)始出現,先累及子宮內膜間質(zhì)細胞,隨后便慢慢地遍布整個(gè)功能層的各個(gè)細胞成分。PCD的周期性發(fā)生提示其在婦女月經(jīng)周期中起重要調節作用。 子宮內膜產(chǎn)生PCD的機制尚不清楚,但與卵巢類(lèi)固醇激素的周期性變化有關(guān)。子宮內膜的雌孕激素受體作為一種轉錄因子調節與雌孕激素有關(guān)的基因表達,從而使內膜發(fā)生增生和分泌變化。同時(shí),子宮合成的一些多肽類(lèi)生長(cháng)因子及其受體如EGF、PDGF和IGF-1、IGF-2等可能是雌激素發(fā)生效應的介質(zhì),促進(jìn)細胞的增生和分化。最近,通過(guò)免疫細胞化學(xué)技術(shù)發(fā)現,人的子宮早在胚胎期就產(chǎn)生細胞死亡抑制因子如Bcl-2。成年人子宮內膜Bcl-2的表達主要在間質(zhì)細胞中,且成周期性變化,增生晚期達高峰,分泌早期降低,分泌晚期和月經(jīng)期消失。因此推測分泌晚期和月經(jīng)期Bcl-2的消失與內膜細胞的死亡和月經(jīng)的發(fā)生密切相關(guān)。
二、子宮內膜的細胞因子及其受體 (一)EGF及其受體 Ishihara等1990年利用免疫組化技術(shù)發(fā)現,子宮內膜可合成EGF。主要分布于子宮腔上皮和腺上皮以及間質(zhì)細胞中,并呈周期性變化,增生期子宮內膜EGF抗原含量較低,分泌期明顯增加。子宮內膜EGF受體的含量也存在周期性變化即增生期開(kāi)始EGF受體數目逐漸增加,至排卵期達高峰,之后急劇下降,至月經(jīng)前期消失。子宮內膜EGF受體周期性變化的調節機制尚不清楚,可能與雌孕激素變化有關(guān)。在體外雌激素可使子宮內膜腺上皮EGF受體降低40%,而孕激素則使其明顯增加。同時(shí),雌激素也可使間質(zhì)細胞的EGF受體降低,但不如腺體降低的明顯。孕激素對間質(zhì)細胞則無(wú)作用。此外,EGF本身也對其受體起降調節作用。盡管如此,體外實(shí)驗的這一結果并未能解釋子宮內膜EGF受體周期性變化的現象。因此,進(jìn)一步的探討仍有必要。EGF的生理作用在于:①刺激子宮內膜腺上皮和間質(zhì)的增生,并在孕激素的協(xié)同作用下使間質(zhì)發(fā)生分化;②作用于細胞表面的受體,迅速刺激酪氨酸磷酸化,促進(jìn)子宮內膜PGE2的釋放。 (二)PDGF PDGF主要來(lái)源于子宮內膜間質(zhì)細胞,可刺激間質(zhì)細胞本身或其鄰近上皮細胞的增生,因此具有自分泌和旁分泌的作用。同時(shí),PDGF可增強EGF的促細胞增生作用。 (三)IGF-1和IGF-2 通過(guò)原位雜交技術(shù)發(fā)現,IGF-I和IGF-2mRNA廣泛分布于子宮內膜上皮、間質(zhì)和肌層細胞,其合成受雌激素而不是孕激素的調節。雌激素可分別增加IGF-1和IGF-2mRNA合成達20和7倍之多。IGF-1主要在增生期和分泌早期的子宮內膜合成,提示IGF-1可能與子宮內膜增生有關(guān),而IGF-2則在月經(jīng)期子宮內膜剝脫和妊娠早期子宮內膜的再造型中起重要作用。 IGFs的作用受其受體和IGFBPs的調節。已知,子宮內膜可合成Ⅰ型和Ⅱ型兩種受體和四種IGFBPs如IGFBP-1、IGFBP-2、IGFBP-3和IGFBP-4。子宮合成和分泌IGFBP-1的能力受孕激素、松弛素、胰島素和IGFs等多種因素的調節。IGFBPs的生理作用在于抑制IGF-1與分泌期子宮內膜上的IGF-1受體的結合,從而調節IGF-1的作用。 (四)血管活性物質(zhì)和血管生成因子 1.內皮素 內皮素(ET)是一種小分子多肽,分子量為3000來(lái)源于子宮內膜腺上皮和間質(zhì)細胞以及血管內皮細胞,是強有力的血管收縮劑,并對許多其他細胞類(lèi)型包括平滑肌細胞具有促分裂作用。已發(fā)現,至少有3種內皮素即ET-1、ET-2和ET-3以及兩種受體如EA和EB存在。EA位于平滑肌上,而EB位于血管內皮細胞上。這兩種受體均對ET-1具有很強的結合力。通過(guò)原位雜交技術(shù)檢測子宮內膜ET-1mRNA的含量時(shí)發(fā)現,在月經(jīng)期ET-1的合成比增生期和分泌期高,提示ET-1可以直接作用于經(jīng)期子宮內膜的螺旋動(dòng)脈使血管收縮,以促進(jìn)子宮內膜的剝脫;同時(shí)ET-1又可直接或間接地通過(guò)增加IGF-2的合成,促進(jìn)增生期子宮內膜上皮的再生和間質(zhì)的增生。TGF-β和IL-1可刺激子宮內膜合成ET-1,而金屬鏈內切酶(MTP)如腦啡肽酶則可使ET-1降解,因此ET-1/MTP比值是否與黃體期長(cháng)短、功能性子宮出血和著(zhù)床的成敗有關(guān),尚值得進(jìn)一步研究。 2.FGF FGF是一種分子量為18000的肝素結合性血管生長(cháng)因子,主要分布于中等大小血管和平滑肌,毛細血管內皮以及子宮內膜腺上皮上。在體外,FGF對毛細血管內皮細胞具有很強的促分裂作用,在體內,FGF可促進(jìn)血管生成。 3.TGF-β 子宮內膜腺體和間質(zhì)也可合成TGF-β 并具有周期性變化。如子宮內膜TGF-βmRNA在增生期較低,分泌期約增加2倍,妊娠早期蛻膜組織增加5倍,提示TGF-β可能抑制細胞分化期的細胞增生;同時(shí)TGF-β可通過(guò)增加TGFBP-3的分泌以抑制間質(zhì)細胞的增生;TGF-β還可刺激多種細胞外基質(zhì)的分泌,刺激子宮內膜間質(zhì)細胞分泌甲狀旁腺素(PTH)相關(guān)蛋白和促進(jìn)胎盤(pán)鈣離子的運輸。此外,TGF-β還可使侵入性的細胞滋養層轉化為非侵入性的合體滋養層,誘導某些侵入性細胞的MTP和PAI-1的合成,從而限制滋養層的過(guò)度侵入。 4.其他細胞因子 子宮內膜可合成細胞因子如IL-1和IL-6,CSF,干擾素和TNF-α等。這些物質(zhì)可調節子宮內膜細胞的許多功能。 (1)IL-1和IL-6:IL-1有α和β兩種類(lèi)型,兩者之間約26%的氨基酸順序相同,結合于同一受體,產(chǎn)生相似的效應。IL-1α存在于子宮內膜上皮、血管內皮、淋巴細胞和間質(zhì)中;IL-1β也有相似分布,但含量較IL-1α低。已在子宮內膜和間質(zhì)細胞中發(fā)現IL-1受體,提示IL可能對這兩種細胞起自分泌和旁分泌作用。IL-1還可刺激子宮內膜上皮細胞產(chǎn)生PGE2,提示它在月經(jīng)形成中起作用。IL-6也分布在整個(gè)月經(jīng)周期子宮內膜腺上皮和間質(zhì)中。這兩種IL均可刺激細胞增生和激活T淋巴細胞,IL-1還可誘導間質(zhì)細胞分泌IL-6。 (2)集落刺激因子:最初人們認為集落刺激因子(CSF-1)是單核細胞系增生和分化所必需的生長(cháng)因子。隨后的研究發(fā)現,這種生長(cháng)因子在妊娠子宮中的合成增加1000倍之多,提示CSF-1在子宮生理中起重要作用。通過(guò)免疫組化技術(shù)發(fā)現,CSF-1主要分布于子宮內膜腺上皮和血管內皮細胞上,且分泌期的含量較增生期為高。已知,CSF-1通過(guò)結合于其特異的受體,增強酪氨酸蛋白激酶的活性,從而促進(jìn)子宮內膜上皮的增生和分化,起自分泌作用。此外,在妊娠期CSF-1可刺激胎盤(pán)催乳素和滋養細胞合成HCG,調節妊娠早期蛻膜和滋養細胞之間的相互作用。 (3)干擾素-γ(interferon-γ):干擾素γ是一種分子量為23000的蛋白質(zhì),由激活的T細胞產(chǎn)生。近來(lái)發(fā)現,體外培養的子宮內膜也可分泌干擾素和干擾素受體,無(wú)周期性變化。干擾素的作用在于誘導子宮內膜人白細胞抗原(HLA-DR)的表達,抑制子宮內膜上皮細胞的增生。由于T細胞聚集于子宮內膜基底層附近的腺體中,此處激活的T細胞所產(chǎn)生的干擾素,對維持基底層上皮細胞的低增生狀態(tài)和調節上皮-淋巴細胞的相互作用,具有重要意義。 (4)TNF-α:原位雜交和免疫組化均證明,子宮內膜可合成TNF-α且具有周期性變化,如增生期TNF-α的含量增加,分泌早期下降,分泌晚期又增加。TNF-α具有誘導顆粒細胞和巨噬細胞的趨化性,促進(jìn)細胞分裂和維持組織的止血等功能。 綜上所述,子宮局部產(chǎn)生的各種生長(cháng)因子在下列生理過(guò)程中起關(guān)鍵作用:①子宮內膜周期性的細胞分裂和分化;②吸引巨噬細胞到蛻膜樣變的子宮內膜中;③子宮內膜-滋養細胞的相互作用;④早期妊娠的維持;⑤月經(jīng)期子宮內膜的剝脫及再生過(guò)程。
第四節 宮頸 一、宮頸粘液的組成及其周期性變化 宮頸粘液由粘蛋白和水溶性成分兩部分組成。粘蛋白是一種富含碳水化合物的糖蛋白;水溶性成分指無(wú)機鹽如NaC1、蛋白質(zhì),小分子有機物如葡萄糖、氨基酸、多肽類(lèi)和脂質(zhì)等。 宮頸粘液的性質(zhì)受卵巢激素的影響,在排卵期由于雌激素占主導,粘液中水分含量增加(達95%),粘液稀薄。大分子纖維形成平行狀微膠粒,其間隙足以使精子通過(guò);在黃體期時(shí),由于孕激素占主導,粘液水分含量減少,粘液變粘稠,失去平行狀微膠粒結構而不利于精子穿過(guò)。
二、精子在宮頸中的運輸 宮頸是精子進(jìn)入宮腔的主要屏障之一。動(dòng)物實(shí)驗觀(guān)察到,交配時(shí)射入陰道的精子,2小時(shí)后僅有0.6%進(jìn)入子宮,12小時(shí)后其數目增加到1.74%。進(jìn)入宮頸粘液的精子分布并非均勻,主要集中在粘膜表面附近,大多數精子進(jìn)入宮頸的陷凹中貯存起來(lái),精子在宮頸粘液中可存活5-7天。在宮頸凹陷中的精子均為活動(dòng)的精子,因為死精子不能穿過(guò)宮頸粘液,而被粘液中的白細胞吞噬或被排出陰道,隨后活動(dòng)的精子緩慢地由此陷凹釋出并向上運送,以保證數小時(shí)內受精部位有一定數量的活動(dòng)精子存在。 由于精子在月經(jīng)中期宮頸粘液中的運動(dòng)速度僅為2-3mm/min,而性交后很快便可在輸卵管中發(fā)現精子的存在??梢?jiàn),性交時(shí)陰道和子宮收縮形成的負壓對精子穿過(guò)宮頸可能起重要作用。目前普遍接受的觀(guān)點(diǎn)是,精子在女性生殖道內的運輸,其實(shí)并不需要精子本身的活動(dòng)力,因為陰道內的死精子,甚至那些無(wú)活性的物質(zhì)也可同樣被轉運至宮腔。 |
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