Овариальная токсичность эндокринных дизрапторов: современное состояние проблемы

Введение / Introduction

Формирование женской репродуктивной системы, в частности яичников, начинается на ранних этапах эмбрионального развития, когда гонады пребывают в недифференцированном и функционально незрелом состоянии [1]. Этот критический период характеризуется высокой чувствительностью тканей яичников к воздействиям внешней среды. Особенно уязвимыми считаются пренатальный и неонатальный этапы, в течение которых даже низкие дозы экзогенных соединений, обладающих эндокринной активностью, могут оказывать долгосрочное негативное влияние на закладку и последующую реализацию овариальной функции [2][3].

С наступлением пубертата яичники достигают функциональной зрелости, обеспечивая реализацию ключевых репродуктивных процессов – овуляции, стероидогенеза и регуляции менструального цикла [4]. Однако по мере старения организма, особенно после 40 лет, наблюдается естественное снижение овариального резерва и гормональной активности, что может завершиться полным угасанием функции [5]. Нарушения со стороны яичников, возникающие до наступления физиологической менопаузы, объединяются понятием «дисфункция яичников» и включают ряд патологических состояний, сопровождающихся нарушением менструального цикла, снижением фертильности и гормональным дисбалансом [6].

К наиболее распространенным формам овариальной дисфункции относят преждевременную недостаточность яичников (ПНЯ), синдром поликистозных яичников (СПКЯ) и различные опухолевые образования, каждая из которых может значительно ухудшать репродуктивный потенциал женщины [7][8]. В последние десятилетия растет понимание того, что ключевую роль в формировании этих нарушений может играть воздействие химических веществ, разрушающих эндокринную систему (англ. endocrine-disrupting chemicals, EDC), особенно если контакт с ними происходит в уязвимые периоды онтогенеза [3].

Химические соединения, классифицируемые как EDC, обладают способностью вмешиваться в эндокринную регуляцию, имитируя или блокируя действие естественных гормонов, нарушая их синтез, транспорт, связывание с рецепторами и метаболизм [9]. При этом их токсическое действие может быть как опосредованным через гормональные пути, так и прямым, повреждающим репродуктивные клетки и ткани независимо от взаимодействия с рецепторами [9]. Среди наиболее изученных EDC – синтетические гормоны, фталаты, полихлорированные бифенилы, органохлорные пестициды, металлы, алкилфенолы и другие соединения, широко присутствующие в косметике, продуктах питания, пластмассе, текстиле и бытовой химии [3].

Воздействие EDC реализуется, как правило, пероральным, ингаляционным или трансдермальным путем, приводя к их кумуляции в организме и хроническому нарушению функции эндокринных и репродуктивных органов [10]. Современные исследования демонстрируют, что наиболее выраженные последствия наблюдаются при воздействии EDC в период эмбрионального развития и раннего детства: в эти окна чувствительности происходят закладка и программирование репродуктивной функции [11]. Нарушение этих процессов может проявиться спустя десятилетия в виде бесплодия, ановуляции, преждевременного угасания овариальной функции и эндокринной дисрегуляции [11].

Кроме того, актуальным является вопрос трансгенерационного воздействия EDC; имеются данные, свидетельствующие о том, что контакт с этими соединениями у предшествующих поколений способен повлиять на репродуктивное здоровье потомков, изменяя экспрессию генов и эпигенетические метки в половых клетках [3]. В экспериментах на животных, например, винклозолин (антиандрогенный пестицид) вызывал устойчивые нарушения сперматогенеза и овариогенеза, сохранявшиеся до четвертого поколения потомков [12].

Исследования также показали, что EDC способны вмешиваться в работу гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси (ГГГО), нарушать регуляцию гормонов и изменять экспрессию ключевых рецепторов – эстрогеновых (ЭР), андрогенных (АР) и прогестероновых (ПР), что критически важно для поддержания овариальной функции [13–15].

В условиях повсеместного распространения EDC в окружающей среде и растущих доказательств их негативного влияния на репродуктивное здоровье женщин возникает объективная необходимость в систематизации имеющихся данных.

Цель: проанализировать молекулярные и физиологические механизмы, лежащие в основе EDC-индуцированной дисфункции яичников, а также обозначить потенциальные пути профилактики и стратегии минимизации риска воздействия EDC на репродуктивное здоровье женщин.

Механизмы EDC-индуцированной дисфункции яичников / Mechanisms of EDC-induced ovarian dysfunction

Рецептор-опосредованные механизмы и мишени действия EDC в яичниках / Receptor-mediated mechanisms and targets of EDC action in the ovaries

Функциональное становление женской репродуктивной системы, включая развитие яичников, тесно связано с действием эндогенных гормонов, синтезируемых специализированными эндокринными железами. Эти гормоны реализуют свои биологические эффекты посредством связывания с рецепторами, локализованными как на поверхности клеток, так и внутри них, запуская сигнальные каскады, обеспечивающие созревание фолликулов, овуляцию и секрецию стероидов [16].

В клинической практике известно использование андрогенов, таких как дегидроэпиандростерон (ДГЭА), для стимуляции овариальной функции, особенно у пациенток с низким овариальным резервом. Некоторые исследования подтверждают положительное влияние ДГЭА на качество ооцитов и частоту наступления беременности [17].

Химические соединения, относящиеся к классу EDC, обладают способностью имитировать структуру и активность естественных гормонов, вследствие чего они могут взаимодействовать с рецепторами (ЭР, АР, ПР), нарушая эндокринный гомеостаз [18]. Благодаря высокому сродству к участкам связывания, EDC способны конкурировать с природными лигандами, модулируя рецептор-опосредованные пути и изменяя экспрессию целевых генов, что нарушает физиологическую функцию яичников [19][20].

Особую уязвимость перед воздействием EDC демонстрируют клетки яичников, обладающие высокой плотностью стероидных рецепторов [21]. Такие ксенобиотики, как бисфенол А (БФА), ди(2-этилгексил)фталат (ДЭГФ) и дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), способны оказывать эстрогеноподобные эффекты, нарушая регуляцию ГГГО, что приводит к дисбалансу в синтезе и секреции гонадных стероидов [22][23].

Нарушение андрогензависимых процессов – еще один ключевой механизм, посредством которого EDC влияют на овариальную функцию. Андрогены участвуют в созревании фолликулов и индукции овуляции, однако их эффекты различаются в зависимости от структуры и контекста [24][25]. Например, у Xenopus laevis (гладкая шпорцевая лягушка) тестостерон (500 нМ) и андростендион (100 нМ) эффективно индуцировали мейотическое созревание ооцитов, тогда как дигидротестостерон (100 нМ), несмотря на высокую аффинность к АР, демонстрировал подавляющее действие, что иллюстрирует сложную рецепторную модуляцию [25].

Современные методы молекулярного моделирования и генных репортерных анализов показали, что такие соединения, как БФА, 4-нонилфенол, 4-терт-октилфенол и фталаты, способны эффективно взаимодействовать с андрогенными рецепторами, нарушая нормальную регуляцию транскрипции, регулируемой андрогенами [26][27]. Эти взаимодействия сопровождаются подавлением пролиферации гранулезных клеток, снижением экспрессии ферментов стероидогенеза и нарушением оогенеза, что в экспериментальных моделях проявляется в виде гипоплазии яичников, редукции овариального резерва и снижении фертильности [28].

Кроме прямого взаимодействия с гормональными рецепторами, EDC могут нарушать гормональный баланс за счет воздействия на синтез, транспорт и метаболизм гормонов. Некоторые соединения, включая диоксины и тяжелые металлы (например, свинец и кадмий), не только ингибируют синтез гормонов, но и снижают экспрессию соответствующих рецепторов, нарушая передачу сигнала [29].

Особое внимание заслуживает арилуглеводородный рецептор (англ. aryl hydrocarbon receptor, AhR), который хотя и не относится к классическим гормональным рецепторам, играет важную роль в регуляции экспрессии генов детоксикации и может быть активирован рядом EDC [30][31]. Включение сигнального каскада AhR оказывает модулирующее влияние на ЭР, в том числе через конкуренцию за эстроген-чувствительные элементы и общие кофакторы (например, ядерный транслокатор рецептора ароматических углеводородов), а также способствует убиквитинированию и деградации ЭР, тем самым оказывая антиэстрогенное действие [32][33].

Механизмы действия EDC на яичники многогранны и включают прямое конкурентное связывание с рецепторами, модуляцию транскрипции гормонозависимых генов, ингибирование ферментов стероидогенеза и активацию сигнальных путей, не относящихся к классическим эндокринным. Учитывая высокую чувствительность овариальной ткани к гормональной регуляции, эти взаимодействия могут стать ключевыми триггерами дисфункции яичников и нарушений фертильности.

Молекулярные нарушения сигнальных каскадов в яичниках под действием EDC / EDC-driven molecular disorders of signaling cascades in the ovaries

Нарушения в сигнальных каскадах, регулирующих овариальную функцию, представляют собой один из ключевых механизмов действия EDC. На молекулярном уровне эти вещества способны вмешиваться в геномную регуляцию, связываясь с ядерными рецепторами (преимущественно с ЭР и АР), тем самым изменяя транскрипционный профиль клеток-мишеней [34]. Такой эффект реализуется через трансактивацию генов, ассоциированных с элементами гормонального ответа, после ядерной транслокации лиганд-рецепторного комплекса [34]. Благодаря способности проникать сквозь клеточные мембраны, EDC функционируют как агонисты или антагонисты стероидных гормонов, одновременно модулируя рецепторную активность на уровне мембраны и ядра клетки, что обусловливает широкий спектр потенциальных нарушений [34].

Помимо классических геномных механизмов, EDC активируют и негеномные пути передачи сигнала, взаимодействуя с мембраносвязанными рецепторами, что приводит к быстрой активации вторичных мессенджеров, таких как циклический АМФ, кальций и киназы, например, митоген-активируемая протеинкиназа (англ. mitogen-activated protein kinase, MAPK), фосфоинозитид-3-киназа/протеинкиназа B (англ. phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B, PI3K/Akt). Особое значение имеет G-белок-связанный рецептор 30 (англ. G protein-coupled receptor 30, GPR30), известный также как эстрогеновый рецептор, сопряженный с G-белком 1 (англ. G protein-coupled estrogen receptor 1, GPER1), который структурно отличается от ЭРα/β и опосредует быстрые эффекты как эндогенного 17β-эстрадиола, так и экзогенных эстрогеноподобных веществ [35]. Этот рецептор способствует немедленной активации сигнальных каскадов, регулирующих пролиферацию клеток, апоптоз и секрецию гормонов, в том числе в клетках яичников.

Яркой иллюстрацией мишени для воздействия EDC на уровне сигнальной передачи является онкоген c-fos (англ. cellular-fos), продукт экспрессии которого участвует в регуляции пульсирующей секреции гонадотропинов – фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) через влияние на транскрипцию гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ) [36]. Известно, что воздействие БФА приводит к аномальной активации экспрессии c-fos, нарушая регуляцию сигнального пути рецепторов ФСГ и ЛГ (рФСГ/рЛГ) [37][38]. Эти рецепторы, принадлежащие к семейству GPCR (англ. G protein-coupled estrogen receptor; рецептор, сопряженный с G-белком), активируют внутриклеточные вторичные мессенджеры – цАМФ, инозитолтрифосфат и кальций и играют важнейшую роль в стимуляции фолликулогенеза, стероидогенеза и овуляции [39][40].

Дестабилизация этих путей посредством EDC приводит к нарушению пролиферации гранулезных клеток, угнетению экспрессии ароматазы и снижению синтеза эстрадиола. Например, воздействие диэтилстильбэстрола в дозе 100 мкг/кг у мышей подавляет овуляцию и нарушает рост фолликулов, моделируя гипофункцию яичников [41][42]. В модели Daniorerio (вид пресноводных лучеперых рыб семейства карповых) установлено, что ртуть вызывает деструктивные изменения в сигнальном пути рецептора ГнРГ, что сопровождается снижением фертильности, снижением выживаемости потомства и высокой эмбриональной летальностью [43].

Кроме того, другие EDC, такие как фталаты, нарушают активность PI3K/Akt-сигнального пути, что приводит к подавлению пролиферации клеток гранулезного слоя и дисрегуляции ПР, необходимых для овуляторной функции [44]. Эти механизмы демонстрируют, что EDC вызывают не только гормональный дисбаланс, но и структурные нарушения внутриклеточной передачи сигнала, что приводит к истощению овариального резерва и снижению фертильности.

EDC инициируют широкий спектр нарушений сигнальной трансдукции в яичниках, включая геномные и негеномные механизмы, в основе которых лежит активация или блокада ключевых рецепторов, изменение экспрессии генов, участвующих в регуляции фолликулогенеза, овуляции и синтеза стероидов. Это подчеркивает важность детального изучения межмолекулярных взаимодействий между гормональными и ксенобиотическими сигнальными путями в контексте репродуктивного здоровья.

Апоптоз и пироптоз как механизмы повреждения яичников под действием EDC / Apoptosis and pyroptosis as mechanisms of EDC-caused ovarian damage

Апоптоз – ключевой биологический механизм, обеспечивающий поддержание тканевого гомеостаза, элиминацию дефектных клеток, регуляцию органогенеза и реализацию иммунного надзора [45]. В яичниках физиологическая апоптозная активность играет фундаментальную роль в индукции атрезии фолликулов и завершении овариального цикла. Однако чрезмерная или несвоевременная активация программируемой гибели клеток может нарушить структуру и функциональную целостность фолликулярного аппарата, что в свою очередь ведет к снижению овариального резерва и фертильности.

Растет количество данных, свидетельствующих о способности EDC индуцировать патологические формы клеточной гибели в клетках гранулезного слоя, нарушая баланс между процессами выживания и апоптоза [46][47]. В частности, чрезмерная гибель клеток гранулезы нарушает трофическую микросреду ооцита, что препятствует полноценному росту фолликулов и нарушает гормональную секрецию, необходимую для реализации репродуктивной функции [48].

Некоторые EDC, например ДЭГФ, индуцируют воспалительно-опосредованный тип клеточной гибели – пироптоз через активацию сигнальной оси SLC39A5/NF-κB/NLRP3 (англ. solute carrier family 39 member 5/nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells/NOD, LRR and pyrin domain-containing protein 3; переносчик растворенных веществ семейства 39, член 5/ядерный фактор κB, усиливающий экспрессию легкой цепи иммуноглобулина в активированных В-клетках/белок, содержащий домены NOD, LRR и пирин, тип 3), что приводит к деструкции гранулезных клеток и развитию овариальной дисфункции у лабораторных моделей [49]. Другой пример – воздействие основного токсического метаболита N-гексана, 2,5-гександиона, который вызывает апоптоз в клетках гранулезного слоя яичников крыс при концентрации 60 мМ, что демонстрирует прямой цитотоксический эффект на овариальную ткань [50].

Многочисленные исследования подтверждают, что воздействие EDC может провоцировать преждевременную атрезию фолликулов – процесс, в основе которого лежит апоптоз клеток гранулезы [51][52]. Например, введение 17α-этинилэстрадиола в дозе 200 мкг/кг новорожденным крысам породы Вистар-Имамичи на первые сутки жизни нарушает формирование примордиальных фолликулов, сопровождаясь снижением экспрессии проапоптотического гена Hrk (англ. Harakiri; Харакири), играющего важную роль в регуляции клеточной гибели в яичниках [53].

Помимо женской репродуктивной системы, аналогичные эффекты наблюдаются и в мужских гонадах. Установлено, что воздействие циперметрина индуцирует апоптоз клеток Сертоли за счет усиления взаимодействия митохондрий с эндоплазматическим ретикулумом, вызывая перегрузку митохондрий кальцием по оси IP3R1–GRP75–VDAC1 (англ. inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1/glucose-regulated protein 75/voltage-dependent anion channel 1; рецептор инозитол-1,4,5-трифосфата типа 1/глюкозозависимый белок 75/потенциалзависимый анионный канал типа 1) [54]. Хотя этот эффект описан в контексте мужской репродукции, он подчеркивает универсальность токсического действия EDC на половые клетки и вспомогательные структуры.

Влияние микропластиков также привлекает внимание как новая форма воздействия EDC-подобных соединений. Полиэтиленовые микропластики активируют апоптоз в клетках яичников карпа, в том числе через каскад miR-132/CAPN (англ. microRNA-132/calpain; микроРНК-132/кальпаин), регулирующий экспрессию проапоптотических генов. Дополнительно отмечена активация воспалительного пути TRAF6/NF-κB (англ. TNF receptor-associated factor 6/nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells; фактор, ассоциированный с рецептором опухолевого некроза 6/ядерный фактор κB, усиливающий экспрессию легкой цепи иммуноглобулина в активированных B-клетках), что указывает на сочетанное влияние апоптоза и воспаления в патогенезе нарушения овариальной функции [55].

Эти результаты подчеркивают, что EDC оказывают полиморфное и многокомпонентное воздействие на клетки яичников, нарушая как пролиферативные, так и антиапоптотические механизмы, что приводит к преждевременному истощению фолликулярного пула и, как следствие, снижению фертильности и риску бесплодия. Учитывая критическую роль сбалансированной регуляции клеточной гибели в поддержании овариального резерва, дальнейшее исследование молекулярных механизмов EDC-индуцированного апоптоза является приоритетной задачей в области репродуктивной токсикологии.

Эпигенетические механизмы овариальной дисфункции, индуцированной EDC / Epigenetic mechanisms of EDC-induced ovarian dysfunction

Наряду с прямым действием на гормональные рецепторы и сигнальные пути, EDC способны оказывать долговременное влияние на репродуктивную систему посредством эпигенетических модификаций. Эти изменения, происходящие на уровне регуляции генной экспрессии без изменения первичной последовательности ДНК, включают в себя нарушения метилирования ДНК, модификации гистонов и изменение активности некодирующих РНК [56].

В отличие от краткосрочного взаимодействия с рецепторами, эпигенетическое воздействие EDC может формировать устойчивые фенотипические изменения, передающиеся клеточному потомству, а в ряде случаев и сквозь поколения [57–60]. Например, полихлорированные дифенилы (ПХД) и бензапирен нарушают активность ДНК-метилтрансфераз (англ. DNA methyltransferase, DNMT) – ферментов, ответственных за установление и поддержание метильных паттернов, что сопровождается как гипометилированием, так и гиперметилированием отдельных генов [61][62].

Исследования на клеточных культурах и модельных животных показывают, что бензапирен снижает общие уровни 5-метилцитозина, ингибируя экспрессию DNMT1 и DNMT3a, с последующим формированием геномной нестабильности [63][64]. В экспериментах на рыбах медака воздействие бензапирена индуцировало дифференциально метилированные регионы в сперматозоидах поколения F1, сопровождающиеся нейротоксичностью у потомства, что иллюстрирует потенциал эпигенетической передачи токсического эффекта [65].

Полихлорированные дифенилы также способны нарушать эпигенетическую регуляцию, снижая экспрессию DNMT1 в яичках плодов, что приводит к глобальному гипометилированию ДНК и нарушению сперматогенеза у потомства [61]. Интересно, что воздействие ПХД в период лактации повышает экспрессию DNMT1, DNMT3a/b и DNMT3L в клетках Лейдига, вызывая гиперметилирование промоторов стероидогенных генов, что нарушает синтез тестостерона и гормональный гомеостаз [66].

Модификации гистонов – еще один важнейший эпигенетический механизм, нарушаемый под действием EDC. Воздействие бензапирена на беременных мышей сопровождалось увеличением уровня триметилирования лизина 4 гистона H3 (англ. trimethylation of lysine 4 on histone H3; H3K4me3) в яичках потомства, что коррелировало с активацией транскрипции проапоптотических генов, включая p53, и указывает на возможный механизм наследуемой токсичности [67]. Известно также, что ионы никеля и хрома могут нарушать активность гистон-ацетилтрансфераз и деацетилаз, изменяя ацетилирование и, следовательно, доступность хроматина для транскрипции [68][69].

Современные токсикогеномные исследования, в том числе по воздействию соединений группы ПФАС (перфторалкильные и полифторалкильные соединения), таких как HFPO-TA (англ. hexafluoropropylene oxide trimer acid; кислота тримера гексафторпропиленоксида) и PFOA (англ. perfluorooctanoic acid; перфтороктановая кислота), показывают, что они способны модифицировать уровни метилирования гистонов, например, H3K4me2/3 и H3K9me2/3 (англ. histone H3 lysine 9 di-/trimethylation; ди- и триметилирование 9-го лизина гистона H3), тем самым активируя транскрипцию стероидогенных генов и нарушая эндокринную функцию гонад [70].

Отдельного внимания заслуживает участие некодирующих РНК (non-coding RNA, ncRNA), особенно микроРНК, длинных некодирующих РНК (long non-coding RNA, lncRNA) и кольцевых РНК (circular RNA, circRNA), в эпигенетической регуляции репродуктивной функции. МикроРНК участвуют в регуляции фолликулогенеза, стероидогенеза и лютеинизации, а нарушение их экспрессии под действием EDC связано с развитием дисфункции яичников [71–73]. В свою очередь, lncRNA рассматриваются как перспективные эпигенетические биомаркеры токсического воздействия и активные участники регуляции овариального гомеостаза [51].

Так, хроническое воздействие атразина у Xenopus laevis нарушает экспрессию lncRNA и формирует сети конкурентного связывания микроРНК, влияющие на развитие яичек [74]. Воздействие кадмия (10 мкМ) вызывает эпигенетическую перестройку в гранулезных клетках, проявляющуюся повышением уровня miR-92a-2-5p через C-MYC (англ. сellular MYC; клеточный MYC)-зависимый путь. Это изменение подавляет экспрессию антиапоптотического гена Bcl2 (англ. B-cell lymphoma 2; белок лимфомы В-клеток 2 типа) и способствует активации апоптоза [75][76].

Полиэтиленовые микропластики оказывают комбинированное воздействие на клетки яичников: с одной стороны, они активируют апоптотические каскады через регуляцию miR-132/CAPN, с другой, инициируют эпигенетические изменения, включая снижение экспрессии miR-132. Эти события взаимосвязаны, поскольку эпигенетическая перестройка способствует митохондриальной дисфункции, усиливающей апоптоз, и одновременно приводит к активации воспалительного пути TRAF6/NF-κB. Так, воспалительный ответ рассматривается не как самостоятельный механизм, а как следствие комплексного влияния микропластиков, сочетающего апоптоз и эпигенетические нарушения [55]. Внутриутробное воздействие винклозолина индуцирует гиперэкспрессию miR-132 и miR-195a в гонадах потомства мышей, снижая экспрессию GPER (англ. G-protein-coupled estrogen receptor; эстрогеновый рецептор, связанный с G-белком) и активируя сигнальный путь Hippo, что ассоциируется с дисплазией яичников и матки [77].

Таким образом, EDC воздействуют на репродуктивную систему не только путем рецепторного взаимодействия, но и через сложные эпигенетические механизмы, включающие модификации ДНК, гистонов и регуляторных РНК. Эти изменения могут носить стойкий, трансгенерационный характер и обусловливать фенотипы, ассоциированные с нарушением фертильности и развитием овариальной дисфункции. Углубленное изучение этих механизмов критически важно для идентификации групп риска и разработки молекулярных маркеров, позволяющих диагностировать и предотвращать токсическое воздействие на репродуктивную систему, индуцированное EDC.

Роль окислительного стресса в патогенезе дисфункции яичников, индуцированной EDC / The role of oxidative stress in the pathogenesis of EDC-induced ovarian dysfunction

Митохондриальные механизмы генерации активных форм кислорода (АФК) представляют собой неотъемлемую часть клеточного метаболизма. В ходе окислительно-фосфорилирующих процессов в митохондриях образуются реакционноспособные радикалы, которые при избыточной аккумуляции могут повреждать биомолекулы и клеточные структуры, включая липиды, белки и нуклеиновые кислоты [78][79]. Такое состояние, при котором нарушается баланс между продукцией АФК и антиоксидантной защитой, называется окислительным стрессом и является критическим триггером для активации программируемой клеточной гибели – апоптоза в овариальных структурах [80][81]. Одним из ключевых механизмов, посредством которого реализуется токсическое действие EDC, является индукция окислительного стресса через избыточную генерацию АФК и подавление антиоксидантной системы защиты клеток. Взаимосвязь между концентрацией БФА в моче и повышением маркеров окислительного стресса, таких как 8-OHdG (англ. 8-hydroxy-2’-deoxyguanosine; 8-гидрокси-2’-дезоксигуанозин), HNE-MA (англ. 4-hydroxy-2-nonenal mercapturic acid; меркаптуровая кислота 4-гидрокси-2-ноненаля) и 8-isoPGF2α (англ. 8-iso-prostaglandin F2α; 8-изопростагландин F2α) была подтверждена в популяционном исследовании с участием более 400 взрослых пациентов [82].

Поддержание окислительно-восстановительного гомеостаза в яичниках обеспечивается сложной системой антиоксидантной защиты, включающей супероксиддисмутазу (англ. superoxide dismutase, SOD), каталазу (англ. catalase, CAT), глутатионпероксидазу (англ. glutathione peroxidase, GPx), глутатионредуктазу (англ. glutathione reductase, GR) и другие ферменты, ответственные за нейтрализацию АФК [83]. Дисбаланс этой системы, вызванный воздействием экзогенных соединений, может привести к нарушению фолликулогенеза, атрезии фолликулов, снижению овариального резерва и преждевременному старению яичников.

Одним из ключевых механизмов токсичности EDC является индукция окислительного стресса. Например, 2,3,7,8-тетрахлордибензо-p-диоксин (ТХДД) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), активируя AhR, стимулируют транскрипцию генов, ассоциированных с выработкой АФК, тем самым индуцируя окислительные каскады в клетках яичников [17].

В клетках гранулезного слоя, а также в ооцитах, избыточное накопление АФК может нарушать митохондриальную функцию, провоцируя апоптоз, фиброз стромы и угнетение стероидогенеза [84]. Многочисленные исследования указывают на способность EDC нарушать митохондриальную морфологию и индуцировать выброс АФК, что сопровождается функциональной деградацией клеток яичников [85–87]. Важным компонентом этого процесса является угнетение активности антиоксидантных ферментов, что делает клетки еще более уязвимыми к повреждению [83][88].

Экспериментальные модели подтверждают значимость этого механизма. Так, у мышей линии ICR (англ. Institute of Cancer Research mice; мыши линии Института исследования рака) введение декабромдифенилового эфира (20 мг/кг/сут в течение 28 дней) нарушало метаболизм глутатиона и вызывало накопление ионов меди, провоцируя так называемый купроптоз – форму гибели клеток, зависимую от меди, с выраженным окислительным компонентом [89].

Воздействие БФА у самок швейцарских мышей (в дозах 1 и 5 мг/кг в течение 4 месяцев) приводило к выраженному увеличению продукции АФК в яичниках, сопровождающемуся снижением экспрессии ключевых антиоксидантных генов – SOD1 (англ. superoxide dismutase 1; супероксиддисмутаза 1-го типа, цитозольная форма), SOD2 (англ. superoxide dismutase 2; супероксиддисмутаза 2-го типа, митохондриальная форма), CAT (англ. catalase; каталаза), GPX1 (англ. glutathione peroxidase 1; глутатионпероксидаза 1-го типа) и FOXO3 (англ. forkhead box O3; белок forkhead box O3), что дополнительно подтверждает подавление эндогенной антиоксидантной защиты [90]. Длительное нарушение редокс-гомеостаза в условиях хронического воздействия EDC способствует структурному ремоделированию яичников и формированию фенотипа преждевременного овариального старения [82].

В совокупности, окислительный стресс представляет собой универсальный и многоуровневый механизм, посредством которого EDC реализуют свою токсичность в отношении яичников. Он охватывает митохондриальную дисфункцию, снижение антиоксидантной активности, активацию проапоптотических путей и нарушение энергетического метаболизма, что в конечном итоге приводит к потере овариальной функции и снижению фертильности.

Подходы к профилактике и коррекции репродуктивной токсичности, индуцированной EDC / Approaches to prevention and correction of EDC-induced reproductive toxicity

Было показано, что фталаты и их метаболиты нарушают активность антиоксидантных ферментов и способствуют перекисному окислению липидов, что усиливает клеточное повреждение и снижает фертильность [91][92].

В последние годы активно разрабатываются подходы, направленные на смягчение негативного влияния EDC на функцию яичников. В первую очередь, это стратегии, основанные на использовании антиоксидантов и модуляторов внутриклеточных сигнальных путей.

Антиоксидантные средства и модуляторы митохондриальной функции / Antioxidant agents and modulators of mitochondrial function

Мелатонин (100 мкМ), обладая выраженным антиоксидантным потенциалом, показал эффективность в защите ооцитов от окислительного стресса, индуцированного 2-этилгексилдифенилфосфатом, способствуя восстановлению митохондриального потенциала и нормализации прогрессии мейоза [93]. Аналогичными свойствами обладает птеростильбен (0,5 мкМ), который уменьшал окислительное повреждение ДНК, вызванное хлорпирифосом, в ооцитах свиней, частично за счет активации антиоксидантного пути Nrf2 (англ. nuclear factor erythroid 2-related factor 2; ядерный фактор, связанный с эритроидным 2-фактором типа 2) [94]. Таксифолин (10–20 мг/кг) устранял дисгенезию яичников у эмбриональных крыс, вызванную ДЭГФ, через активацию сигнальной оси SIRT1/PGC1α (англ. sirtuin 1/peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha; cиртуин 1/коактиватор γ-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, 1-альфа) [94][95].

В другом исследовании было показано, что силибинин (50 мкМ), натуральный полифенол из Silybum marianum, эффективно предотвращал митохондриальную дисфункцию и апоптоз в ооцитах свиней, подвергшихся воздействию бутилбензилфталата [96]. Его защитное действие реализуется через стабилизацию цитоскелетных структур, снижение уровня АФК и подавление аутофагии.

Модуляторы сигнальных путей / Signal path modulators

Интересные результаты получены при использовании циклического АМФ (цАМФ), который, в отличие от синтетического прогестина, восстанавливает экспрессию рецепторов прогестерона и медиаторов овуляции в клетках гранулезы, подвергшихся воздействию смеси фталатов, что указывает на его потенциал как сигнального модулятора для коррекции овуляторной дисфункции [44].

Кроме того, введение кисспептина (1 мкг/кг/сут крысам или 50 нМ in vitro) улучшало состояние клеток гранулезы при модели СПКЯ, индуцированной дегидроэпиандростероном, через активацию сигнальных каскадов PI3K/AKT/ERK (англ. phosphoinositide 3-kinase/proteinkinase B (Akt)/extracellular signal-regulated kinase; фосфоинозитид-3-киназа/протеинкиназа B (Akt)/внеклеточная сигнал-регулируемая киназа), повышая клеточную пролиферацию и снижая окислительный стресс [97].

Использование природных соединений / Natural compounds use

Разнообразные биологически активные молекулы растительного происхождения также проявили эффективность в снижении токсичности EDC. Рибофлавин (5 мг/кг) ослаблял фтор-индуцированный ферроптоз в яичках, влияя на активность пути GPX4/Xc⁻ (англ. glutathione peroxidase 4/system Xc⁻; глутатионпероксидаза 4/система Хс⁻) [98]. Цианидин-3-О-глюкозид (20 мкМ) смягчал эффекты зеараленона, восстанавливая сборку примордиальных фолликулов и снижая повреждение ДНК у новорожденных мышей посредством активации пути p53–GADD45a (англ. tumorprotein p53 – growth arrest and DNA-damage-inducible alpha; белок p53 – белок GADD45a, индуцируемый повреждением ДНК и остановкой клеточного цикла) [99]. Добавление витамина С (100 мг/кг) эффективно устраняло нарушение мейоза, вызванное декабромированными дифенилами, через модуляцию деметилирования H3K4me3 и стабилизацию железо-зависимых процессов в клетках [100].

Следует подчеркнуть, что большинство упомянутых подходов (антиоксиданты, модуляторы сигнальных путей, природные соединения) пока изучены в условиях in vitro и на животных моделях. Клинические исследования, подтверждающие эффективность и безопасность этих стратегий у женщин, подвергшихся воздействию EDC, в настоящее время отсутствуют. Этот пробел существенно ограничивает возможности внедрения указанных методов в практику и требует проведения рандомизированных исследований.

Поведенческие и профилактические стратегии / Behavioral and preventive strategies

Наряду с фармакологическими мерами, особое значение приобретают профилактические вмешательства, направленные на снижение общего воздействия EDC. Рациональное питание с исключением консервированных и упакованных продуктов, замена пластиковых контейнеров на стеклянные, отказ от косметики и средств гигиены с подозрительными ингредиентами, а также переход на экологичные бытовые изделия могут значительно снизить внутреннюю экспозицию EDC [101][102].

Вопрос влияния модификации образа жизни на уровень EDC у человека остается малоизученным. Данные об эффективности таких подходов ограничены, и результаты получены преимущественно в экспериментальных моделях или популяционных наблюдениях, а не в интервенционных клинических исследованиях [82][89]. В настоящее время отсутствуют убедительные доказательства того, что изменения рациона, отказ от пластика или выбор экологичных материалов в долгосрочной перспективе снижают концентрацию EDC и улучшают репродуктивные исходы. Этот пробел требует проведения рандомизированных интервенционных исследований с оценкой биомаркеров экспозиции и клинических показателей.

Таким образом, защита репродуктивного здоровья от негативных эффектов EDC должна, вероятно, основываться на комплексном подходе, сочетающем фармакологическую коррекцию, таргетную антиоксидантную терапию, поведенческую профилактику и просвещение населения. Однако эффективность этих мер у женщин подтверждена преимущественно в экспериментальных моделях, что подчеркивает необходимость клинических исследований для обоснования их практической значимости. В условиях нарастающего воздействия ксенобиотиков на популяционный уровень здоровья репродуктивной системы такие меры становятся ключевыми в предотвращении преждевременного истощения овариального резерва и нарушения фертильности.

Обсуждение / Discussion

Широкое распространение EDC в окружающей среде и их доказанная способность нарушать функцию яичников у женщин репродуктивного возраста подчеркивают сложность и многогранность проблемы, которая выходит за рамки узкомедицинской проблемы [103]. Современные данные демонстрируют, что EDC действуют через ряд взаимосвязанных молекулярных механизмов, включая гормональную дисрегуляцию, индукцию окислительного стресса, эпигенетическую перестройку и нарушение апоптоза [35][44][55][75][89]. Однако степень вклада каждого из этих механизмов в формирование клинической картины овариальной дисфункции может значительно варьировать в зависимости от индивидуальной восприимчивости.

Существование межиндивидуальных различий в чувствительности к EDC указывает на возможное участие генетических и эпигенетических факторов, определяющих вариабельность ответов на токсическое воздействие. Генетически детерминированные особенности путей детоксикации, экспрессии гормональных рецепторов или уровня антиоксидантной активности могут объяснять, почему одни женщины демонстрируют выраженные репродуктивные нарушения даже при низком уровне экспозиции, в то время как другие остаются клинически невосприимчивыми. Эта гипотеза требует дальнейшего экспериментального и популяционного подтверждения.

Еще одним критически важным аспектом является эффект сочетанного воздействия нескольких EDC, что более реалистично отражает условия реального мира. При этом различные соединения могут проявлять синергизм, антагонизм или аддитивное действие в отношении общих молекулярных мишеней, включая рецепторы яичников, антиоксидантные системы и сигнальные каскады, регулирующие фолликулогенез [104]. Современная токсикология сталкивается с необходимостью разработки новых подходов к оценке комбинированного действия химических смесей, включая мультифакторное моделирование и методы предиктивной экотоксикологии, способные учитывать перекрестное влияние веществ при хронической экспозиции.

Помимо лабораторных и in vitro моделей, остро стоит задача получения эпидемиологических доказательств, подтверждающих связь между экспозицией EDC и развитием овариальной дисфункции у человека. Крупномасштабные проспективные исследования, интегрирующие данные об уровне воздействия EDC, генетическом фоне и клинических репродуктивных исходах, позволят оценить риски и выявить популяции с наибольшей уязвимостью [105]. Такие исследования также смогут служить основой для формирования норм регулирующего законодательства в области гигиены окружающей среды и репродуктивного здоровья.

Наконец, важнейшим направлением научного поиска остается разработка эффективных терапевтических подходов к профилактике и коррекции нарушений овариальной функции, индуцированных EDC. Ряд доклинических исследований продемонстрировал протективный потенциал антиоксидантных соединений, сигнальных модуляторов и природных метаболитов в отношении клеток гранулезы и ооцитов [93–100]. Тем не менее трансляция этих результатов в клиническую практику требует дополнительных исследований, направленных на изучение фармакодинамики, эффективности и безопасности указанных средств у женщин с повышенным риском токсического воздействия. Необходимо также продолжить поиск новых молекулярных мишеней, участие которых критично для поддержания овариального гомеостаза в условиях стрессогенной нагрузки.

Вместе с тем важную роль играют стратегии первичной профилактики, направленные на снижение воздействия EDC на индивидуальном и популяционном уровнях. Повышение информированности населения о потенциальных источниках EDC, изменение потребительского поведения, улучшение нормативной базы и контроль качества окружающей среды являются неотъемлемыми компонентами комплексной стратегии сохранения репродуктивного здоровья. Принятие проактивных мер по защите нынешних и будущих поколений от неблагоприятных последствий воздействия эндокринных дизрапторов представляет собой один из приоритетов современной медицины и общественного здравоохранения.

Заключение / Conclusion

EDC представляют собой гетерогенную группу химических соединений, способных оказывать системное и многовекторное воздействие на репродуктивную систему женщин, особенно на функциональное состояние яичников. Актуальные данные свидетельствуют о том, что EDC нарушают овариальный гомеостаз через целый ряд взаимосвязанных механизмов, от рецепторного вмешательства и дестабилизации сигнальных каскадов до индуцированного окислительного стресса, эпигенетической перестройки и преждевременной активации программируемой гибели клеток. Комплексное действие этих факторов может привести к снижению овариального резерва, нарушению фолликулогенеза, гормональному дисбалансу и, в конечном итоге, бесплодию.

Несмотря на существенный прогресс в понимании патофизиологических эффектов EDC, многие ключевые аспекты их действия остаются недостаточно изученными. В особенности это касается индивидуальной восприимчивости, комбинированного действия смесей и трансгенерационного влияния на потомство. Необходимы многоуровневые исследования, направленные на идентификацию молекулярных и эпигенетических биомаркеров ранних нарушений овариальной функции, а также на разработку эффективных терапевтических и превентивных стратегий. Особое внимание должно уделяться внедрению технологий мониторинга и просвещению населения в области химической безопасности.

Следует особо подчеркнуть не только научную значимость проблемы, но и ее общественное и клиническое измерение. Защита репродуктивного здоровья женщин в условиях возрастающей химической нагрузки требует интеграции усилий фундаментальной науки, клинической медицины, эпидемиологии и организаторов здравоохранения.