С появлением новых успешных методов лечения бесплодия и развития методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) существенно возросла необходимость оптимизации подготовки и проведения различных этапов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).
Повышение результативности ВРТ невозможно без изучения механизмов регуляции имплантации. Наступление беременности во многом зависит от двух составляющих – функционально полноценного эмбриона и рецептивности эндометрия [1]. Достижение оптимальных условий имплантации стало еще более актуальным с внедрением в практику селективного переноса одного эмбриона в полость матки.
Имплантация эмбриона представляет комплекс молекулярных и клеточных взаимодействий, регулируемых пара- и аутокринными факторами [2, 3]. Многие механизмы, которые вовлечены в этот процесс, остаются недоступными для исследования по очевидным причинам. В последние годы отмечается значительный прогресс в создании новых стратегий, позволивших уменьшить число неудач в программах ЭКО. Важная роль в этом направлении отводится поиску новых молекулярно-генетических маркеров, которые позволили бы более точно оценить овариальный резерв и контролировать процесс имплантации эмбриона.
По данным ряда исследований витамин D непосредственно влияет на процессы, участвующие в реализации репродуктивной функции женщины [4]. Витамин D обладает широким диапазоном фундаментальных биологических функций: участвует в поддержании кальциевого гомеостаза, модуляции воспалительных реакций, иммунного ответа, росте и дифференцировке клеток. Метаболиты витамина D осуществляют аутокринную и паракринную функции в контроле пролиферации и дифференцировки клеток. На сегодня активно обсуждаются так называемые «неклассические» эффекты витамина D, среди которых важную роль отводят регуляции фертильности [5]. Таким образом витамин D может быть использован как биомаркер процесса имплантации эмбриона и эффективности программ ВРТ.
Витамин D является стероидным гормоном, который синтезируется в основном в коже под воздействием ультрафиолетовых лучей, а также поступает в организм человека с пищей (10–20%) [6]. Витамин D превращается в 25-гидроксивитамин D (25ОН-D) под воздействием 25-гидроксилазы в печени. Циркулируя в крови, 25ОН-D под воздействием 1а-гидроксилазы в почках преобразуется в активную форму – 1,25-дигидроксивитамин D3 (1,25(OH)2D). Почечный фермент 1а-гидроксилаза встречается и в других органах, таких как яичники, головной мозг, молочные железы, предстательная железа и толстый кишечник, тем самым обеспечивая местный синтез активной формы витамина D [7].
Витамин D и овариальный резерв
Выявлена взаимосвязь витамина D с таким маркером овариального резерва, как антимюллеров гормон (АМГ). Хотя АМГ является одним из самых точных и информативных маркеров овариального резерва, его экспрессия и уровень в сыворотке крови зависит от уровня витамина D [8–11]. АМГ – димерный гликопротеин, относящийся к семейству β-трансформирующих факторов роста. У женщин АМГ синтезируется в гранулезных клетках первичных, преантральных и антральных фолликулов яичника и затем попадает в кровь [12]. Выделяют два основных действия АМГ на яичник: он подавляет первичные стадии роста фолликулов и ФСГ-зависимый рост и селекцию преантральных и небольших антральных фолликулов.
Своего пика АМГ достигает через несколько лет после полового созревания, а затем снижается, отражая состояние овариального резерва женщины [10]. Незначительные колебания АМГ в течение менструального цикла дают ему преимущество перед другими маркерами овариального резерва, такими как уровень фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и ингибина на 3-й день менструального цикла, что делает его клинически значимым и удобным для пациентов. Были проведены исследования, в которых была изучена связь витамина D и АМГ [10]. Доказано непосредственное влияние витамина D на уровень АМГ на клеточном и сывороточном уровнях [12].
Витамин D и исходы программ ВРТ
В проводимых исследованиях по изучению связи между уровнем витамина D и эффективностью программ ВРТ, в частности наступлению клинической беременности, были получены противоречивые результаты [13–19]. Ozkan и соавт. исследовали эту связь у 84 женщин с бесплодием, которым была проведена программа ЭКО [13]. Было выявлено, что у пациенток с более высоким уровнем 25ОН-D в сыворотке крови и фолликулярной жидкости частота имплантации эмбриона была выше, и наблюдалась высокая частота наступления клинической беременности после переноса эмбриона. Дальнейший анализ показал, что повышение уровня 25ОН-D на 1 нг/мл в фолликулярной жидкости увеличивает шанс наступления клинической беременности на 6% [13]. Таким же образом, нормальный уровень витамина D в сыворотке крови (≥30 нг/мл) был ассоциирован с более высокой частотой наступления беременности у пациенток в программах с «донорскими» ооцитами в сравнении с теми пациентками, у которых наблюдался его недостаток или дефицит [14].
Последующие исследования показали, что влияние витамина D на эффективность программ ВРТ может быть опосредовано через влияние на эндометрий [14].
Повторная неудачная попытка имплантации эмбриона в программах ВРТ – довольно распространенная проблема во всем мире, которая влечет за собой большие затраты на следующие попытки ЭКО и негативно отражается на экономике системы здравоохранения. Достижение оптимальных условий для успешной имплантации эмбриона является одной из основных задач при проведении программ ВРТ. Существуют данные о позитивном влиянии витамина D на процесс имплантации эмбриона [15].
Rajael и соавт. провели исследование, в котором сравнивалось влияние 1,25(OH)2D на продукцию цитокинов клетками эндометрия у женщин с повторной неудачной попыткой имплантации эмбриона и у здоровых фертильных женщин [15]. Женщинам из обеих групп проводилось введение витамина D в полость матки. В результате были получены достоверные данные о повышении выработки только интерлейкина-8 в обеих группах, в то время как выработка других цитокинов достоверно не изменилась. На основании полученных данных о влиянии витамина D на клетки эндометрия можно говорить о положительной взаимосвязи между его достаточным уровнем в клетках эндометрия и успешной имплантацией эмбриона как у здоровых фертильных женщин, так и у женщин с неудачными попытками имплантации эмбриона [15].
При этом влияние витамина D, по-видимому, имеет не иммунные механизмы.
Проведенное Polyzos и соавт. исследование показало, что успех процедуры ЭКО зависит, в том числе и от содержания в организме витамина D.
Оказалось, что показатели эффективности ЭКО выше у женщин, которые имеют достаточный уровень этого элемента в организме. Исследователи утверждают, что такие женщины имеют больше шансов забеременеть, чем женщины с дефицитом этого витамина [16].
Ретроспективное исследование когорты из 188 женщин с бесплодием, которым проводилась программа ЭКО, показало положительную корреляцию между уровнем 25ОН-D в сыворотке крови и показателем успешности программ ЭКО среди белых женщин. Однако противоположная картина наблюдалась среди азиатских женщин, где частота наступления беременности была выше у тех, у кого наблюдался более низкий уровень 25ОН-D в сыворотке крови [17].
Другое исследование, проведенное Estes и соавт. для установления предикторов эффективности программ ВРТ, включало 2688 супружеских пар перед первой попыткой ЭКО [18]. С использованием протеомного анализа фолликулярной жидкости, они сравнили уровень 25ОН-D в фолликулярной жидкости у молодых женщин (возраст до 32 лет), разделенных на 2 группы. Первую группу составили женщины с хорошим овариальным ответом (получено ≥11 ооцитов), у которых программа ЭКО закончилась рождением живого ребенка. Во вторую группу были включены женщины с бедным овариальным ответом (получено <11 ооцитов), у которых беременность не наступила. В результате авторы выявили лишь низкую экспрессию только витамин D-связывающего белка (VDBP) в фолликулярной жидкости в группе с успешным исходом программы ВРТ. В то время как уровень 25ОН-D в сыворотке крови и фолликулярной жидкости не коррелировал с исходами программ ВРТ [19].
Противоположные результаты были получены в исследовании, проведенном Anifandis и соавт., которые показали, что высокий уровень 25ОН-D отрицательно влияет на исходы программ ВРТ, а также негативно отражается на качестве полученных ооцитов и эмбрионов [20]. Это исследование проводилось с целью определения корреляции уровня витамина D и глюкозы (в качестве источника энергии для ооцитов) с эффективностью программ ВРТ. Было отмечено статистически незначимое увеличение количества полученных ооцитов среди женщин с высоким уровнем данного витамина в фолликулярной жидкости. Также было продемонстрировано, что у женщин с достаточным уровнем витамина D в сыворотке крови (>30 нг/мл) были получены эмбрионы более низкого качества. Принимая во внимание отрицательную связь между уровнем витамина D и качеством эмбрионов, Anifandis и соавт. пришли к выводу, что высокий уровень данного витамина негативно сказывается на способности эмбрионов к развитию, что приводит к отрицательным исходам ВРТ [20].
Firouzabadi и соавт. исследовали 221 женщину в циклах ЭКО и не обнаружили достоверной связи между частотой наступления беременности и уровнем витамина D в сыворотке крови и фолликулярной жидкости [21].
Целесообразность приема витамина D перед программой ЭКО
Дефицит витамина D – довольно частое явление и встречается у 20–90% женщин репродуктивного возраста [22, 23]. В соответствии с клиническими нормами Общества эндокринологов, дефицит витамина D определяется как уровень 25ОН-D <20 нг/мл, а недостаточность – при уровне 25ОН-D 20–30 нг/мл [24, 25]. Показано, что уровень витамина D существенно влияет на женскую фертильность, причем неблагоприятным является как снижение количества витамина, так и его чрезмерное повышение [26]. Например, во время беременности дефицит витамина D был связан с повышенным риском развития гестационного сахарного диабета, невынашивания беременности, преэклампсии и синдрома задержки роста плода [27–31].
Положительная корреляция витамина D и АМГ в сыворотке крови была изучена в нескольких исследованиях [12]. Были получены достоверные данные, что прием витамина D предотвращает сезонные колебания АМГ в сыворотке крови. Исходя из этого можно говорить о возможности регулирования и поддержки уровня АМГ с помощью витамина D. Таким образом, целесообразно включить в схему предварительного обследования пациенток с бесплодием определение уровня витамина D перед программой ЭКО [32].
С возрастом наблюдается снижение концентрации витамина D3 в сыворотке крови, а у лиц старше 65 лет происходит почти четырехкратное уменьшение способности кожи к выработке витамина D3 из-за снижения концентрации 7-дегидрохолестерола [33]. Таким образом, дополнительное назначение данного витамина женщинам с его дефицитом может положительно отразиться на состоянии овариального резерва женщин старшего репродуктивного возраста. К тому же в настоящее время сохраненный овариальный резерв для женщин старшего репродуктивного возраста является одним из основных условий для вступления в программу ЭКО.
Данные литературы о связи уровня витамина D с исходами программ ВРТ, в частности с частотой наступления клинической беременности, весьма противоречивы, по-видимому, вследствие того, что эффективность программ ВРТ зависит от целого ряда факторов. По этой причине сложно судить о целесообразности применения витамина D у женщин с его недостатком или дефицитом в качестве предварительной подготовки для успешной имплантации эмбриона и наступления беременности в программах ВРТ, что требует дальнейших исследований.
Генетически обусловленные особенности обмена витамина D
Биологическое действие витамина D опосредуется через рецептор витамина D (VDR), который является внутриядерным гормон-рецептором [7]. Этот рецептор регулирует экспрессию ряда генов, вовлеченных во многие биохимические циклы и иммунный ответ. Рецепторы витамина D обнаружены во многих тканях и органах (кишечник, костная ткань, почки, паращитовидная железа, мозг, Т- и В-лимфоциты, сердце, эндотелий сосудов, волосяные луковицы, а также яичники, в частности, гранулезные клетки, матка, плацента, яички и др.).
Рецептор витамина D кодируется геном VDR, полиморфизм которого модулирует биологические эффекты витамина D. Выявлено, что замена 283 A>G (Bsml) связана с изменением экспрессии гена VDR и повышает сывороточный уровень 1,25(OH)2D. Показано, что носители аллеля A обладают более высокой чувствительностью к высоким дозам витамина D3 [34]. FokI полиморфизм во втором экзоне гена VDR, обусловленный заменой тимина на цитозин в первом из двух сайтов инициации трансляции, приводит к синтезу укороченного на три аминокислоты белка (трансляция начинается со второго сайта инициации, лежащего на три кодона дальше). Активность по реализации эффектов 1,25(OH)2D выше у короткого варианта белка, чем у длинного [35].
Имеются данные о влиянии полиморфизма гена VDR на уровень половых гормонов [36].
Исследование полиморфизма гена VDR может способствовать пониманию особенностей биологического эффекта витамина D, в том числе в программах ВРТ, что потенциально может стать основой персонализированного подхода к подготовке и проведению программы ВРТ.
Заключение
Более детальное изучение влияния витамина D на репродуктивную функцию женского организма в будущем может привести к его применению в качестве эффективной, доступной и экономически выгодной терапии в лечении бесплодия у женщин репродуктивного возраста. В настоящее время влияние концентрации витамина D на количество и качество ооцитов и эмбрионов остается не до конца изученным. Данный систематический обзор подчеркивает необходимость проведения дальнейших исследований в направлении влияния витамина D на ответ яичников на стимуляцию гонадотропинами и исходы ЭКО, включая количество и зрелость полученных ооцитов, качество эмбрионов, наступление клинической беременности и рождение здорового ребенка [37].
За последнее десятилетие было проведено множество исследований в области определения маркеров овариального резерва, в том числе такого маркера как АМГ. Большую перспективу имеет проведение дальнейших исследований, базирующихся на возможном положительном влиянии витамина D на овариальный резерв женщин. Это позволит увеличить шансы наступления беременности у женщин со сниженным овариальным резервом естественным путем и повысить эффективность программ ВРТ, снизить затраты и индивидуализировать циклы ЭКО для успешного наступления беременности у пациенток с бесплодием различного генеза [37, 38].
Перспективным, но практически не изученным направлением является изучение роли полиморфизма генов, контролирующих обмен витамина D, при проведении программ ВРТ.
