Мукоцилиарный аппарат маточных труб и патогенетические аспекты его нарушений, их роль в бесплодии и перспективы коррекции (аналитический обзор)

Введение. Одним из ключевых механизмов и звеньев в функционировании репродуктивной системы женщины является мукоцилиарный аппарат (МЦА) маточных труб (МТр). Огромная роль его нарушений в патогенезе заболеваний репродуктивных органов и бесплодии, с одной стороны, и недостаточная изученность и освещенность этой темы в литературе, с другой, явились инициирующими факторами для проведения настоящей работы.

Цель исследования: усовершенствовать представления о МЦА репродуктивных органов и о роли его нарушений в развитии заболеваний и бесплодия, а также выявить возможные перспективы коррекции этих нарушений.

Материалы и методы. Проведен поиск публикаций и анализ литературных данных путем использования различных научных баз, включая Index Medicus, PubMed/MEDLINE, Embase, Cochrane Library и российские профильные журналы, касающиеся гинекологии, акушерства и репродукции. Поиск осуществлялся за значительный период времени – c 1980 по 2020 гг.

Результаты. Анализ позволил в оригинальном разрезе показать морфофункциональные, структурно-генетические особенности и другие важные аспекты МЦА МТр. Продемонстрировано влияние различных факторов в развитии разного рода патологического процесса, в том числе способного стать причиной бесплодия. Кроме того, отражено состояние МЦА МТр на фоне заболеваний, включая генетически детерминированные.

Заключение. Роль нарушений МЦА МТр в развитии патологического процесса и бесплодии значительна и заслуживает пристального внимания, поскольку эти нарушения нередко не диагностируются стандартными методами и требуют для их верификации использования морфофункциональных способов исследования. Рассматриваются перспективы диагностики и коррекции нарушений МЦА МТр.

1. De Angelis C., Nardone A., Garifalos F. et al. Smoke, alcohol and drug addiction and female fertility. Reprod Biol Endocrinol. 2020;18(1):21. https://doi.org/10.1186/s12958-020-0567-7.

2. Lyons R.A., Saridogan E., Djahanbakhch1 O. The reproductive significance of human Fallopian tube cilia. Hum Reprod Update. 2006;12(4):363–72. https://doi.org/10.1093/humupd/dml012.

3. Marra A.N., Li Y., Wingert R.A. Antennas of organ morphogenesis: the roles of cilia in vertebrate kidney development. Genesis. 2016;54(9):457– 69. https://doi.org/10.1002/dvg.22957.

4. Van der Linden P.J. Theories on pathogenesis of endometriosis. Hum Reprod. 1996;11(Suppl 3):53–65. https://doi.org/10.1093/humrep/11.suppl_3.53.

5. Sleigh M.A., Blake J.R., Liron N. The propulsion of mucus cilia. Am Rev Respir Dis. 1988;137(3):726–41. https://doi.org/10.1164/ajrccm/137.3.726.

6. Sanderson M.J., Sleigh M.A. Ciliary activity of cultured rabbit tracheal epithelium: beat pattern and metachrony. J Cell Sci. 1981;47:331–47.

7. Paltieli Y., Weichselbaum A., Hoffman N. et al. Physiology: Laser scattering instrument for real time in vivo measurement of ciliary activity in human Fallopian tubes. Hum Reprod. 1995;10(7):638–41. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a136147.

8. Raidt J., Werner C., Menchen T.et al. Ciliary function and motor protein composition of Human Fallopian Tubes. Hum Reprod. 2015;30(12):2871– 80. https://doi.org/10.1093/humrep/dev227.

9. Анохин П.К. Избранные труды. Кибернетика функциональных систем. Под ред. К.В. Судакова. М.: Медицина, 1998. 400 с.

10. Vasques G., Boeckx W., Brosens I. Prospective study of tubal mucosal lesions and fertility in hydrosalpinges. Hum Reprod. 1995;10:1075–8. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.humrep.a136097.

11. Tabolt P., Geiske C., Knoll M. et al. Oocyte pickup by the mаmmalian oviduct. Mol Biol Cеll. 1999;10(1):5–8. https://doi.org/10.1091/mbc.10.1.5.

12. Di Carlantonio G., Shaoulian R., Knoll M. et al. Analysis of ciliary beat frequencies in hamster oviducal explants. J Exp Zool. 1995;272(2):142–52. https://doi.org/10.1002/jez.1402720208.

13. Leese H.J., Tay J.I., Reischl J., Downing S.J. Formation of Fallopian tubal fluid: role of a neglected epithelium. Reproduction. 2001;121(3):339–46. https://doi.org/10.1530/rep.0.1210339.

14. Saint-Dizier M., Schoen J., Chen S. et al. Composing the early embryonic microenvironment: physiology and regulation of oviductal secretions. Int J Mol Sci. 2020;21(1):223. https://doi.org/10.3390/ijms21010223.

15. Paltieli Y., Eibschitz I., Ziskind G. et al. High progesterone levels and ciliary dysfunction: a possible cause of ectopic pregnancy. J Assist Reprod Genet. 2000;17(2):103–6. https://doi.org/10.1023/a:1009465900824.

16. Abe H., Oikawa T. Observations by scanning electron microscopy of oviductal epithelial cells from cows at follicular and luteal phases. Anat Rec. 1993;235(3):399–410. https://doi.org/10.1002/ar.1092350309.

17. Рождественская А.И. О транспорте яйца из яичника в матку (Моторная способность фаллопиевой трубы человека). Ленинград: типография им. Лоханкова, 1947. 71 с.

18. Schwaiger T. An updated review on hormone replacement therapy for menopausal women. Natural Medicine J. 2020;12(2). Available at: https://www.naturalmedicinejournal.com/journal/2020-02/updated-reviewhormone-replacement-therapy-menopausal-women.

19. Halbert S.A., Becer D.R., Szal S.E. Ovum transport in the rat oviductal ampulla in the absence of muscle contractility. Biol Reprod. 1989;40:1131– 6. https://doi.org/10.1095/biolreprod40.6.1131.

20. Becker-Heck A., Loges N.T., Omran H. Dynein dysfunction as a cause of primary ciliary dyskinesia and other ciliopathies. In: Dyneins. Structure, Biology and Disease. Ed. S.M. King. Academic Press: Elsevier, 2012. 602–27.

21. Shirley B., Reeder R.L. Cyclic changes in the ampulla of the rat oviduct. J Exp Zool. 1996;276(2):164–73.

22. Frappart L., Berger G., Bethouart M. et al. L'epithelium tubaire. Microscopie electronique a balayage au cours du cycle menstruel, de la grossesse et de la menopause. J Gynecol Obstet Biol Reprod (Paris). 1980;9(3):307–13.

23. Hagiwara H., Shibasaki S., Ohwada N. Ciliogenesis in the human oviduct epithelium during the normal menstrual cycle. J Electron Microsc (Tokyo). 1992;41(5):321–9.

24. Mahmood T., Saridogan E., Smutna S. et al. The effect of ovarian steroids on epithelial ciliary beat frequency in the human Fallopian tube. Hum Reprod. 1998;13(11):2991–4. https://doi.org/10.1093/humrep/13.11.2991.

25. Saridogan E., Djahanbakhch O., Puddefoot J.R. et al. Angiotensin II receptors and angiotensin II stimulation of ciliary activity in human fallopian tube. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81(7):2719–25. https://doi.org/10.1210/jcem.81.7.8675601.

26. Rizos D., V. Maillo V. Lonergan P. Role of the oviduct and oviduct-derived products in ruminant embryo development. Anim Reprod. 2016;13(3):160– 7. https://doi.org/10.21451/1984-3143-AR863.

27. Eddy C.A, Pauerstein C.J. Anatomy and physiology of the fallopian tube. Clin Obstet Gynecol. 1980;23(4):1177–93. https://doi.org/10.1097/00003081-198012000-00023.

28. Wollen A.L., Flood P.R., Sandvei R., Steier J.A. Morphological changes in tubal mucosa associated with the use of intrauterine contraceptive devices. Br J Obstet Gynaecol. 1984;91(11):1123–8. https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.1984.tb15088.x.

29. Brosens I.A., Vasgues G. Fimbrial microbiopsy. J Reprod Med. 1976;16(4):171–8.

30. Zhao W., Yan M., Li Ch. et al. Levonorgestrel decreases cilia beat frequency of human fallopian tubes and rat oviducts without changing morphological structure. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2015;42(2):171–8. https://doi.org/10.1111/1440-1681.12337.

31. Li C., Zhang H.-Y., Liang Y. et al. Effects of Levonorgestrel and progesterone on Oviductal physiology in mammals. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):59. https://doi.org/10.1186/s12958-018-0377-3.

32. Talbot P., Lin S. The effect of cigarette smoke on fertilization and pre-implantation development: assessment using animal models, clinical data, and stem cells. Biol Res. 2011;44(2):189–94.

33. Knoll M., Talbot P. Cigarette smoke inhibits oocyte cumulus complex pick-up by the oviduct in vitro independent of ciliary beat frequency. Reprod Toxicol. 1998;12(1):57–68. https://doi.org/10.1016/s0890-6238(97)00100-7.

34. Leng Z., Moore D.E., Mueller B.A. at al. Characterization of ciliary activity in distal Fallopian tube biopsies of women with obstructive tubal infertility. Hum Reprod. 1998;13(11):3121–7. https://doi.org/10.1093/humrep/13.11.3121.

35. Guerri G., Maniscalchi T., Barati S. et al. Syndromic infertility. Acta Biomed. 2019;90(Suppl 10):75–82. https://doi.org/10.23750/abm.v90i10-S.8764.

36. Healy D.L., Trounson A.O., Andersen A.N. Female infertility: course and treatment. Lancet. 1994;343(8912):1539–44. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(94)92941-6.

37. Hafner L.M. Pathogenesis of fallopian tube damage caused by Chlamydia trachomatis infections. Contraception. 2015;92(2):108–15. https://doi.org/10.1016/j.contraception.2015.01.004.

38. Torrone E., Papp J., Weinstock H. Prevalence of Chlamydia trachomatis genital infection among persons aged 14–39 years – United States, 2007– 2012. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2014;63(38):834–8.

39. Geisler W.M. Diagnosis and management of uncomplicated Chlamydia trachomatis infections in adolescents and adults: summary of evidence reviewed for the 2015 Centers for Disease Control and Prevention Sexually Transmitted Diseases Treatment Guidelines. Clin Infect Dis. 2015;61(Suppl 8):S774–S784. https://doi.org/10.1093/cid/civ694.

40. Wyrick P.B. Intracellular survival by Chlamydia. Cell Microbiol. 2000;2(4):275–82. https://doi.org/10.1046/j.1462-5822.2000.00059.x.

41. Patton D.L., Moore D.E., Spadoni L.R. et al. A comparison of the fallopian tube's response to overt and silent salpingitis. Obstet Gynecol. 1989;73(4):622–30.

42. Schuchardt L., Rupp J. Chlamydia trachomatis as the cause of infectious infertility: acute, repetitive or persistent long-term infection? Curr Top Microbiol Immunol. 2016;412:159–80. https://doi.org/10.1007/82_2016_15.

43. Lenz J.D., Dillard J.P. Pathogenesis of Neisseria gonorrhoeae and the host defense in ascending infections of human Fallopian tube. Front Immunol. 2018;9:2710. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02710.

44. Baczynska A., Funch P., Fedder J. et al. Morphology of human Fallopian tubes after infection With Mycoplasma genitalium and Mycoplasma hominis – in vitro organ culture study. Hum Reprod. 2007;22(4):968–79. https://doi.org/10.1093/humrep/del455.

45. Biolatti B., Pau S., Galloni M. The epithelial pathology of bovine genital tuberculosis. J Comp Pathol. 1989;100(2):137–44. http://doi.org/10.1016/0021-9975(89)90124-2.

46. Ahmadi F., Zafarani F. Shahrzad G. Hysterosalpingographic appearances of female genital tracttuberculosis: Part I. Fallopian tube. Int J Fertil Steril. 2014;7(4):245–52.

47. Chowdhury N.N. Overview of tuberculosis of the female genital tract. J Indian Med Assoc. 1996;94(9):345–6.

48. Курило Л.Ф., Любашевская И.А., Дубинская В.П., Гаева Г.Н. Кариологический анализ состава незрелых половых клеток эякулята. Урология и нефрология. 1993;(2):45–7.

49. Ajonuma L.C., Ng E.H., Chow P.H. et al. Increased cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) expression in the human hydrosalpinx. Hum Reprod. 2005;20(5):1228–34. http://doi.org/10.1093/humrep/deh773.

50. He Q., Tsang L.L., Ajonuma L.C., Chan H.C. Abnormally up-regulated cystic fibrosis transmembrane conductance regulator expression and uterine fluid accumulation contribute to Chlamydia trachomatis-induced female infertility. Fertil Steril. 2010;93(8):2608–14. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2010.01.040.

51. Mansour R.T., Aboulghar M.A., Serour G.I., Riad R. Fluid accumulation of the uterine cavity before embryo transfer: a possible hindrance for implantation. J Vitro Fert Embryo Transfer. 1991;8:157–159. https://doi.org/10.1007/BF01131707.

52. Lyons R.A., Djahanbakhch O., Saridogan E., Naftalin A.A. Peritoneal fluid, endometriosis, and ciliary beat frequency in the human fallopian tube. Lancet. 2002;360(9341):1221–2. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(02)11247-5.

53. Reeve L., Lashen H., Pacey A. Endometriosis affects sperm-endosalpingeal interactions. Hum Reprod. 2005;20(2):448–51. https://doi.org/10.1093/humrep/deh606.

54. Xia W., Zhang D., Ouyang J. et al. Effects of pelvic endometriosis and adenomyosis on ciliary beat frequency and muscular contractions in the human fallopian tube. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):48. https://doi.org/10.1186/s12958-018-0361-y.

55. Papathanasiou А., Djahanbakhch O., Saridogan E., Lyons R.A. The effect of interleukin-6 on ciliary beat frequency in the human fallopian tube. Fertil Steril. 2008;90(2):391–4. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2007.1379.

56. Lyons R.A., Djahanbakhch O., Mahmood T. et al. Fallopian tube ciliary beat frequency in relation to the stage of menstrual cycle and anatomical site. Hum Reprod. 2002;17(3):584–8. https://doi.org/10.1093/humrep/17.3.58457.

57. Полянских Л.С., Петросян М.А., Морозкина С.Н., Базиян Е.В. Современные представления о селективных модуляторах рецепторов эстрогенов. Журнал акушерства и женских болезней. 2019;68(6):99–106. https://doi.org/10.17816/VOWD68699-106.

58. Barra F., Romano A., Grandi G. et al. Future directions in endometriosis treatment: discovery and development of novel inhibitors of estrogen biosynthesis. Expert Opin Investig Drugs. 2019;28(6):501–4. https://doi.org/10.1080/13543784.2019.1618269.

59. Sugamata M., Ihara T., Uchiide I. A new therapy for human endometriosis: the therapeutic value of leukotriene receptor antagonist for endometriosis. Open J Obstet Gynecol. 2015;5(6):313–8. https://doi.org/10.4236/ojog.2015.56045.

60. Afzelius B.A. Ciliary structure in health and disease. Аcta Otorhinolaryngol Belg. 2000;54(3):287–91.

61. Зиверт А.Н. Случай врожденной бронхоэктазии у больного с обратным расположением внутренностей (situs inversus). Русский врач. 1902;1(38):1361–2.

62. Kartagener M. Zur hatogenese der Bronchiektasen. I. Metteilung: Bronchiektasen bei Situs viscerum inversus. Beitr Klein Tuberk. 1933;83:498–501.

63. Raid J., Werner C., Menchen T. et al. Ciliary function and motor protein composition of human fallopian tubes. Hum Reprod. 2015;30(12):2871– 80. https://doi.org/10.1093/humrep/dev227