Менструальный цикл представляет собой ряд естественных изменений в выработке гормонов и структурах матки и яичников женской репродуктивной системы , которые делают беременность возможной. Овариальный цикл контролирует выработку и высвобождение яйцеклеток и циклическое высвобождение эстрогена и прогестерона . Маточный цикл управляет подготовкой и поддержанием слизистой оболочки матки (матки) для приема эмбриона . Эти циклы являются параллельными и скоординированными, обычно длятся от 21 до 35 дней, со средней продолжительностью 28 дней. Менархе (начало первой менструации) обычно происходит в возрасте около 12 лет; менструальные циклы продолжаются около 30–45 лет.
Естественные гормоны управляют циклами; циклический подъем и падение фолликулостимулирующего гормона стимулирует выработку и рост ооцитов (незрелых яйцеклеток). Гормон эстроген стимулирует слизистую оболочку матки ( эндометрий ) к утолщению, чтобы разместить эмбрион, если произойдет оплодотворение . Кровоснабжение утолщенной слизистой оболочки обеспечивает питательными веществами успешно имплантированный эмбрион. Если имплантация не происходит, слизистая оболочка разрушается, и выделяется кровь. Вызванная падением уровня прогестерона, менструация (в просторечии «месячные») представляет собой циклическое отторжение слизистой оболочки и является признаком того, что беременность не наступила.
Каждый цикл происходит в фазах, основанных на событиях либо в яичнике (овариальный цикл), либо в матке (маточный цикл). Овариальный цикл состоит из фолликулярной фазы , овуляции и лютеиновой фазы ; маточный цикл состоит из менструальной, пролиферативной и секреторной фаз. Первый день менструального цикла — это первый день менструации, которая длится около пяти дней. Примерно на четырнадцатый день яйцеклетка обычно высвобождается из яичника.
Менструальный цикл может вызвать у некоторых женщин предменструальный синдром с симптомами, которые могут включать болезненность груди и усталость . Более серьезные симптомы, которые влияют на повседневную жизнь, классифицируются как предменструальное дисфорическое расстройство и испытывают 3–8% женщин. В течение первых нескольких дней менструации некоторые женщины испытывают менструальные боли , которые могут распространяться от живота до спины и верхней части бедер. Менструальный цикл можно изменить с помощью гормональной контрацепции .
Менструальный цикл охватывает овариальный и маточный циклы. Овариальный цикл описывает изменения, которые происходят в фолликулах яичника, [ 1 ] тогда как маточный цикл описывает изменения в эндометриальной оболочке матки. Оба цикла можно разделить на фазы. Овариальный цикл состоит из чередующихся фолликулярной и лютеиновой фаз , а маточный цикл состоит из менструальной фазы , пролиферативной фазы и секреторной фазы. [2] Менструальный цикл контролируется гипоталамусом в мозге и передней долей гипофиза в основании мозга. Гипоталамус выделяет гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ), который заставляет близлежащую переднюю долю гипофиза выделять фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ). До полового созревания ГнРГ выделяется в небольших постоянных количествах и с постоянной скоростью. После полового созревания ГнРГ высвобождается большими импульсами, а частота и величина этих импульсов определяют, сколько ФСГ и ЛГ вырабатывается гипофизом. [3]
Измеряемая от первого дня одной менструации до первого дня следующей, продолжительность менструального цикла варьируется, но в среднем составляет 28 дней. [4] Цикл часто менее регулярен в начале и конце репродуктивной жизни женщины. [4] В период полового созревания организм ребенка начинает созревать во взрослое тело, способное к половому размножению ; первый период (называемый менархе ) наступает примерно в 12 лет и продолжается около 30–45 лет. [5] [6] Менструальные циклы заканчиваются в менопаузе , которая обычно наступает в возрасте от 45 до 55 лет. [7] [8]
Между менархе и менопаузой яичники регулярно чередуются между лютеиновой и фолликулярной фазами в течение ежемесячного менструального цикла. [9] Стимулируемые постепенно увеличивающимся количеством эстрогена в фолликулярной фазе, выделения крови прекращаются, и слизистая оболочка матки утолщается. Фолликулы в яичнике начинают развиваться под влиянием сложного взаимодействия гормонов, и через несколько дней один, а иногда и два, становятся доминирующими, в то время как недоминирующие фолликулы уменьшаются и умирают. Примерно в середине цикла, примерно через 10–12 часов после повышения лютеинизирующего гормона, известного как выброс ЛГ, [4] доминирующий фолликул выпускает ооцит , в ходе события, называемого овуляцией . [10]
После овуляции ооцит живет в течение 24 часов или меньше без оплодотворения , [11] в то время как остатки доминирующего фолликула в яичнике становятся желтым телом — телом с основной функцией выработки большого количества гормона прогестерона . [12] [a] Под влиянием прогестерона слизистая оболочка матки изменяется, чтобы подготовиться к потенциальной имплантации эмбриона для установления беременности. Толщина эндометрия продолжает увеличиваться в ответ на повышение уровня эстрогена, который выделяется антральным фолликулом (зрелым фолликулом яичника) в кровоток. Пиковые уровни эстрогена достигаются примерно на тринадцатый день цикла и совпадают с овуляцией. Если имплантация не происходит в течение примерно двух недель, желтое тело дегенерирует в белое тело , которое не вырабатывает гормоны, что приводит к резкому падению уровней как прогестерона, так и эстрогена. Это падение приводит к тому, что матка теряет свою слизистую оболочку во время менструации; Примерно в это время достигаются самые низкие уровни эстрогена. [14]
В овуляторном менструальном цикле овариальный и маточный циклы совпадают и координируются и длятся от 21 до 35 дней, при этом средняя продолжительность менструального цикла у популяции составляет 27–29 дней. [15] Хотя средняя продолжительность менструального цикла человека аналогична продолжительности лунного цикла , между ними нет причинно-следственной связи. [ 16 ]
Яичники содержат конечное число стволовых клеток яйцеклетки , гранулезных клеток и клеток теки , которые вместе образуют примордиальные фолликулы. [12] Примерно на 20 неделе беременности в яичнике уже формируется около 7 миллионов незрелых яйцеклеток. К моменту рождения девочки это число уменьшается примерно до 2 миллионов, а к моменту наступления первой менструации — до 300 000. В среднем одна яйцеклетка созревает и высвобождается во время овуляции каждый месяц после менархе. [17] Начиная с полового созревания, они созревают до первичных фолликулов независимо от менструального цикла. [18] Развитие яйцеклетки называется оогенезом , и только одна клетка переживает деления , ожидая оплодотворения. Остальные клетки отбрасываются как полярные тельца , которые не могут быть оплодотворены. [19] Фолликулярная фаза является первой частью овариального цикла и заканчивается завершением антральных фолликулов . [9] Мейоз (деление клеток) остается незавершенным в яйцеклетках, пока не сформируется антральный фолликул. В течение этой фазы обычно полностью созревает только один фолликул яичника и готовится выпустить яйцеклетку. [20] Фолликулярная фаза значительно укорачивается с возрастом, продолжаясь около 14 дней у женщин в возрасте 18–24 лет по сравнению с 10 днями у женщин в возрасте 40–44 лет. [14]
Под влиянием повышения фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в первые дни цикла стимулируется несколько фолликулов яичников. Эти фолликулы, которые развивались большую часть года в процессе, известном как фолликулогенез , конкурируют друг с другом за доминирование. Все, кроме одного из этих фолликулов, перестанут расти, в то время как один доминирующий фолликул — тот, который имеет больше всего рецепторов ФСГ — продолжит созревать. Остальные фолликулы погибают в процессе, называемом фолликулярной атрезией . [21] Лютеинизирующий гормон (ЛГ) стимулирует дальнейшее развитие фолликула яичника. Фолликул, который достигает зрелости, называется антральным фолликулом, и он содержит яйцеклетку (яйцеклетку). [22]
Клетки теки развивают рецепторы, связывающие ЛГ, и в ответ секретируют большое количество андростендиона . В то же время клетки гранулезы, окружающие созревающий фолликул, развивают рецепторы, связывающие ФСГ, и в ответ начинают секретировать андростендион, который преобразуется в эстроген ферментом ароматазой . Эстроген подавляет дальнейшее производство ФСГ и ЛГ гипофизом. Эта отрицательная обратная связь регулирует уровни ФСГ и ЛГ. Доминирующий фолликул продолжает секретировать эстроген, а растущий уровень эстрогена делает гипофиз более восприимчивым к ГнРГ из гипоталамуса. По мере повышения уровня эстрогена это становится сигналом положительной обратной связи , который заставляет гипофиз секретировать больше ФСГ и ЛГ. Этот всплеск ФСГ и ЛГ обычно происходит за один-два дня до овуляции и отвечает за стимуляцию разрыва антрального фолликула и высвобождения ооцита. [18] [23]
Примерно на четырнадцатый день яйцеклетка высвобождается из яичника. [24] Это называется овуляцией и происходит, когда зрелая яйцеклетка высвобождается из фолликулов яичника в полость таза и попадает в фаллопиеву трубу , примерно через 10–12 часов после пика выброса ЛГ. [4] Обычно только один из 15–20 стимулированных фолликулов достигает полной зрелости, и высвобождается только одна яйцеклетка. [25] Овуляция происходит только примерно в 10% циклов в течение первых двух лет после менархе, а к возрасту 40–50 лет количество фолликулов яичника истощается. [26] ЛГ инициирует овуляцию примерно на 14-й день и стимулирует образование желтого тела. [2] После дальнейшей стимуляции ЛГ желтое тело вырабатывает и выделяет эстроген, прогестерон, релаксин (который расслабляет матку, подавляя сокращения миометрия ) и ингибин (который подавляет дальнейшую секрецию ФСГ). [27]
Выделение ЛГ созревает яйцеклетка и ослабляет стенку фолликула в яичнике, заставляя полностью развитый фолликул высвобождать свой ооцит. [28] Если он оплодотворен спермой, ооцит быстро созревает в оотиду , которая блокирует другие сперматозоиды и становится зрелой яйцеклеткой. Если он не оплодотворен спермой, ооцит дегенерирует. Зрелая яйцеклетка имеет диаметр около 0,1 мм (0,0039 дюйма), [29] и является самой большой клеткой человека. [30]
Какой из двух яичников — левый или правый — овулирует, по-видимому, случайно; [31] неизвестен процесс координации левого и правого. [32] Иногда оба яичника выпускают яйцеклетку; если обе яйцеклетки оплодотворяются, результатом становятся разнояйцевые близнецы . [33] После выхода из яичника в полость таза яйцеклетка попадает в фаллопиеву трубу с помощью фимбрии — бахромы ткани на конце каждой фаллопиевой трубы. Примерно через день неоплодотворенная яйцеклетка распадается или растворяется в фаллопиевой трубе, а оплодотворенная яйцеклетка достигает матки через три-пять дней. [34]
Оплодотворение обычно происходит в ампуле , самой широкой части маточных труб. Оплодотворенная яйцеклетка немедленно начинает процесс эмбрионального развития . Развивающемуся эмбриону требуется около трех дней, чтобы достичь матки, и еще три дня, чтобы имплантироваться в эндометрий. К моменту имплантации он достигает стадии бластоцисты : именно тогда начинается беременность. [35] Потеря желтого тела предотвращается оплодотворением яйцеклетки. Синцитиотрофобласт (внешний слой образовавшейся бластоцисты, содержащей эмбрион, который позже становится внешним слоем плаценты) вырабатывает хорионический гонадотропин человека (ХГЧ), который очень похож на ЛГ и сохраняет желтое тело. В течение первых нескольких месяцев беременности желтое тело продолжает секретировать прогестерон и эстрогены на несколько более высоких уровнях, чем при овуляции. После этого и в течение оставшейся части беременности плацента секретирует высокие уровни этих гормонов – вместе с хорионическим гонадотропином человека (ХГЧ), который стимулирует желтое тело к секреции большего количества прогестерона и эстрогенов, блокируя менструальный цикл. [36] Эти гормоны также подготавливают молочные железы к выработке молока [b] . [36]
Продолжительностью около 14 дней [4] , лютеиновая фаза является заключительной фазой овариального цикла и соответствует секреторной фазе маточного цикла. Во время лютеиновой фазы гормоны гипофиза ФСГ и ЛГ заставляют оставшиеся части доминантного фолликула трансформироваться в желтое тело, которое вырабатывает прогестерон. [38] [c] Повышенный уровень прогестерона начинает вызывать выработку эстрогена. Гормоны, вырабатываемые желтым телом, также подавляют выработку ФСГ и ЛГ, которые необходимы желтому телу для поддержания себя. Уровень ФСГ и ЛГ быстро падает, и желтое тело атрофируется. [40] Падение уровня прогестерона вызывает менструацию и начало следующего цикла. С момента овуляции до того, как отмена прогестерона вызвала начало менструации, этот процесс обычно занимает около двух недель. Для отдельной женщины фолликулярная фаза часто различается по продолжительности от цикла к циклу; Напротив, продолжительность ее лютеиновой фазы будет довольно постоянной от цикла к циклу и составит от 10 до 16 дней (в среднем 14 дней). [14]
Маточный цикл состоит из трех фаз: менструальной, пролиферативной и секреторной. [41]
Менструация (также называемая менструальным кровотечением, менструацией или периодом) является первой и наиболее очевидной фазой цикла матки и впервые происходит в период полового созревания. Называемая менархе, первая менструация происходит в возрасте около двенадцати или тринадцати лет. [8] Средний возраст, как правило, позже в развивающихся странах и раньше в развитых странах . [42] При преждевременном половом созревании это может произойти уже в возрасте восьми лет, [43] и это все еще может быть нормой. [44] [45]
Менструация начинается каждый месяц из-за падения уровня эстрогена и прогестерона и высвобождения простагландинов , [20] которые сужают спиральные артерии . Это заставляет их спазмироваться , сокращаться и разрываться. [46] Кровоснабжение эндометрия прекращается, и клетки верхнего слоя эндометрия (функционального слоя) лишаются кислорода и умирают. Позже весь слой теряется, и только нижний слой, базальный слой, остается на месте. [20] Фермент , называемый плазмином, разрушает сгустки крови в менструальной жидкости, что облегчает отток крови и разрушенную слизистую оболочку матки. [47] Кровотечение продолжается в течение 2–6 дней, и теряется около 30–60 миллилитров крови, [15] и является признаком того, что беременность не наступила. [48]
Поток крови обычно служит признаком того, что женщина не забеременела, но это нельзя воспринимать как уверенность, так как несколько факторов могут вызвать кровотечение во время беременности . [49] Менструация происходит в среднем один раз в месяц от менархе до менопаузы, что соответствует фертильным годам женщины. Средний возраст менопаузы у женщин составляет 52 года, и обычно она наступает между 45 и 55 годами. [50] Менопаузе предшествует стадия гормональных изменений, называемая перименопаузой . [7]
Эуменорея обозначает нормальную, регулярную менструацию, которая длится около первых 5 дней цикла. [24] Женщины, которые испытывают меноррагию (сильное менструальное кровотечение), более подвержены дефициту железа , чем среднестатистический человек. [51]
Пролиферативная фаза — это вторая фаза маточного цикла, когда эстроген заставляет слизистую оболочку матки расти и пролиферировать. [40] Последняя часть фолликулярной фазы совпадает с пролиферативной фазой маточного цикла. [31] По мере созревания фолликулы яичников секретируют все большее количество эстрадиола , эстрогена. Эстрогены инициируют образование нового слоя эндометрия в матке со спиральными артериолами. [2]
По мере повышения уровня эстрогена клетки шейки матки вырабатывают тип цервикальной слизи [53] , которая имеет более высокий pH и менее вязкая , чем обычно, что делает ее более благоприятной для сперматозоидов. [54] Это увеличивает шансы на оплодотворение, которое происходит примерно на 11-14 день. [11] Эту цервикальную слизь можно обнаружить как обильные вагинальные выделения, напоминающие сырые яичные белки. [55] Для женщин, которые практикуют осознание фертильности , это признак того, что овуляция может произойти, [55] но это не означает, что овуляция обязательно произойдет. [15]
Секреторная фаза является заключительной фазой маточного цикла и соответствует лютеиновой фазе овариального цикла. Во время секреторной фазы желтое тело вырабатывает прогестерон, который играет жизненно важную роль в том, чтобы сделать эндометрий восприимчивым к имплантации бластоцисты ( оплодотворенной яйцеклетки, которая начала расти). [56] Гликоген , липиды и белки секретируются в матку [57] , а цервикальная слизь загустевает. [58] На ранних сроках беременности прогестерон также увеличивает приток крови и снижает сократимость гладких мышц матки [22] и повышает базальную температуру тела . [59]
Если беременность не наступает, овариальный и маточный циклы начинаются заново. [47]
Только две трети явно нормальных менструальных циклов являются овуляторными, то есть циклами, в которых происходит овуляция. [15] Другая треть не имеет овуляции или имеет короткую лютеиновую фазу (менее десяти дней [60] ), в которой выработка прогестерона недостаточна для нормальной физиологии и фертильности. [61] Циклы, в которых овуляция не происходит ( ановуляция ), распространены у девочек, у которых только что началась менструация, и у женщин в период менопаузы. В течение первых двух лет после менархе овуляция отсутствует примерно в половине циклов. Через пять лет после менархе овуляция происходит примерно в 75% циклов, и в последующие годы этот показатель достигает 80%. [62] Ановуляторные циклы часто явно идентичны обычным овуляторным циклам. [63] Любое изменение баланса гормонов может привести к ановуляции. Стресс, беспокойство и расстройства пищевого поведения могут вызвать падение ГнРГ и нарушение менструального цикла. Хроническая ановуляция встречается у 6–15% женщин в репродуктивном возрасте. В период менопаузы нарушение регуляции гормональной обратной связи приводит к ановуляторным циклам. Хотя ановуляция не считается заболеванием, она может быть признаком основного состояния, такого как синдром поликистозных яичников . [64] Ановуляторные циклы или короткие лютеиновые фазы являются нормальными, когда женщины находятся в состоянии стресса или спортсмены увеличивают интенсивность тренировок. Эти изменения обратимы по мере уменьшения стрессовых факторов или, в случае спортсменки, по мере адаптации к тренировкам. [60]
Хотя это нормальный и естественный процесс, [65] некоторые женщины испытывают предменструальный синдром с симптомами, которые могут включать акне , болезненность груди и усталость . [66] Более серьезные симптомы, которые влияют на повседневную жизнь, классифицируются как предменструальное дисфорическое расстройство и испытываются от 3 до 8% женщин. [4] [67] [66] [68] Дисменорея (менструальные спазмы или менструальные боли) ощущается как болезненные спазмы в животе, которые могут распространяться на спину и верхнюю часть бедер в течение первых нескольких дней менструации. [69] [70] [71] Изнурительная менструальная боль не является нормой и может быть признаком чего-то серьезного, например, эндометриоза . [72] Эти проблемы могут существенно повлиять на здоровье и качество жизни женщины , и своевременное вмешательство может улучшить жизнь этих женщин. [73]
Существуют распространенные культурно обусловленные заблуждения о том, что менструальный цикл влияет на настроение женщин, вызывает депрессию или раздражительность, или что менструация — это болезненный, постыдный или нечистый опыт. Часто нормальные колебания настроения женщины ложно приписываются менструальному циклу. Большая часть исследований слаба, но, по-видимому, наблюдается очень небольшое увеличение колебаний настроения во время лютеиновой и менструальной фаз и соответствующее снижение в течение остальной части цикла. [74] Изменение уровней эстрогена и прогестерона в течение менструального цикла оказывает системное воздействие на аспекты физиологии, включая мозг, обмен веществ и опорно-двигательный аппарат. Результатом могут быть тонкие физиологические и наблюдаемые изменения в спортивных результатах женщин, включая силовые, аэробные и анаэробные результаты. [75]
Изменения в мозге также наблюдаются на протяжении менструального цикла [76], но не приводят к измеримым изменениям в интеллектуальных достижениях, включая академическую успеваемость, решение проблем и память. [77] Улучшения в способности к пространственному мышлению во время менструальной фазы цикла, вероятно, вызваны снижением уровней эстрогена и прогестерона. [74]
У некоторых женщин овуляция сопровождается характерной болью [d], называемой mittelschmerz (немецкий термин, означающий среднюю боль ). Причина боли связана с разрывом фолликула, что приводит к небольшой потере крови. [20]
Даже в норме изменения уровня гормонов во время менструального цикла могут увеличить частоту возникновения таких расстройств, как аутоиммунные заболевания , [81] , которые могут быть вызваны повышением уровня эстрогена в иммунной системе . [4]
Около 40% женщин с эпилепсией обнаруживают, что их приступы случаются чаще в определенные фазы менструального цикла. Эта катамениальная эпилепсия может быть вызвана падением прогестерона, если это происходит во время лютеиновой фазы или около менструации, или всплеском эстрогена, если это происходит во время овуляции. Женщины, у которых регулярные менструации, могут принимать лекарства непосредственно перед менструацией и во время нее. Варианты включают добавки прогестерона, увеличение дозы их обычного противосудорожного препарата или временное добавление противосудорожного средства, такого как клобазам или ацетазоламид . Если это неэффективно или когда менструальный цикл женщины нерегулярен, то лечение заключается в остановке менструального цикла. Этого можно достичь с помощью медроксипрогестерона , трипторелина или гозерелина или путем постоянного использования оральных контрацептивов. [82] [83]
Гормональные контрацептивы предотвращают беременность, подавляя секрецию гормонов ФСГ, ЛГ и ГнРГ. Гормональная контрацепция, содержащая эстроген, например, комбинированные оральные контрацептивы (КОКП), останавливает развитие доминирующего фолликула и всплеск ЛГ в середине цикла и, таким образом, овуляцию. [84] Последовательное дозирование и прекращение приема ККП может имитировать маточный цикл и вызывать кровотечение, напоминающее менструацию. В некоторых случаях это кровотечение более слабое. [85]
Методы гормональной контрацепции, основанные только на прогестине, не всегда предотвращают овуляцию, но вместо этого работают, не давая цервикальной слизи стать благоприятной для спермы. Гормональная контрацепция доступна в различных формах, таких как таблетки, пластыри , кожные имплантаты и гормональные внутриматочные средства (ВМС). [86]
У большинства самок млекопитающих есть эстральный цикл , но только у десяти видов приматов, четырех видов летучих мышей , землероек-слонов и каирской колючей мыши ( Acomys cahirinus ) есть менструальный цикл . [87] [88] Циклы такие же, как у людей, за исключением длины, которая колеблется от 9 до 37 дней. [89] [87] Отсутствие непосредственной связи между этими группами предполагает, что четыре различных эволюционных события привели к возникновению менструации. [90] Существует четыре теории эволюционного значения менструации: [90]