Pathophysiological aspects of pain syndrome in endometriosis: A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Endometriosis is a chronic and debilitating disease with chronic pelvic pain and infertility. This pathology affects 1 in 10 women worldwide. Chronic pelvic pain is the main complaint of patients with endometriosis, which causes the most discomfort and has a strong impact on the quality of life. Today, the main generally accepted criterion for the severity of pain is the volume of the affected tissue, but most often it does not correspond to the real pain sensations of the patients. In this review of the literature, we have identified and compared the main pathophysiological mechanisms of the development of pain in endometriosis, which help to answer some urgent questions. We have identified 6 mechanisms that sequentially activate and reinforce each other's action, leading to the formation of persistent pain syndrome. There are still gaps in the pathophysiological mechanisms described by us, which requires additional clinical studies. A better understanding of the pathophysiology of pain in endometriosis will help improve diagnostic capabilities, as well as treatment that will be directed at each link in the pathological process.

About the authors

Indira V. Sahautdinova

Bashkir state medical university

Email: akgin1@bashgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2908-8275

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Ufa

Aida U. Hamadyanova

Bashkir state medical university

Email: sagidullin12@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-6197-195X

Cand. Sci. (Med.), Bashkir State Medical University

Russian Federation, Ufa

Liliana R. Gimazetdinova

Bashkir state medical university

Email: lilianka-98@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1029-8157

student

Russian Federation, Ufa

Elvina R. Bashirova

Bashkir state medical university

Email: bashirova.elvin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9358-6263

student, Bashkir State Medical University

Russian Federation, Ufa

Batyrhan S. Fatkullin

Bashkir state medical university

Email: batyr-1998@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2344-5606

student

Russian Federation, Ufa

Radmila R. Hamidullina

Bashkir state medical university

Author for correspondence.
Email: khamidullina_radmila@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0345-3489

student

Russian Federation, Ufa

References

  1. Simoens S, Hummelshoj L, D'Hooghe T. Endometriosis: cost estimates and methodological perspective. Hum Reprod Update. 2007;13(4):395-404. doi: 10.1093/humupd/dmm010
  2. Герасимов А.М., Малышкина А.И., Кулигина М.В., и др. Частота встречаемости и структура наружного генитального эндометриоза у госпитализированных больных. Гинекология. 2021;23(2):184-9 [Gerasimov AM, Malyshkina AI, Kuligina MV, et al. Incidence rate and structure of external genital endometriosis in hospital patients. Gynecology. 2021;23(2):184-9 (in Russian)]. doi: 10.26442/20795696.2021.2.200783
  3. Ballard KD, Seaman HE, de Vries CS, Wright JT. Can symptomatology help in the diagnosis of endometriosis? Findings from a national case-control study. Part 1. BJOG. 2008;115(11):1382-91. doi: 10.1111/j.1471-0528.2008.01878.x
  4. Carranco RC, Zomer MT, Berg CF, et al. Peritoneal retraction pocket defects and their important relationship with pelvic pain and endometriosis. J Minim Invasive Gynecol. 2021;28(2):168-9. doi: 10.1016/j.jmig.2020.05.020
  5. Abbott J, Hawe J, Hunter D, et al. Laparoscopic excision of endometriosis: a randomized, placebo-controlled trial. Fertil Steril. 2004;82(4):878-84. doi: 10.1016/j.fertnstert.2004.03.046
  6. Shakiba K, Bena JF, McGill KM, et al. Surgical treatment of endometriosis: a 7-year follow-up on the requirement for further surgery. Obstet Gynecol. 2008;111(6):1285-92. doi: 10.1097/AOG.0b013e3181758ec6
  7. Surrey ES, Soliman AM, Johnson SJ, et al. Risk of Developing Comorbidities Among Women with Endometriosis: A Retrospective Matched Cohort Study. J Womens Health (Larchmt). 2018;27(9):1114-23. doi: 10.1089/jwh.2017.6432
  8. Радзинский В.Е., Оразов М.Р., Михалева Л.М., Бекулова М.А. Грани проблемы инфильтративного эндометриоза: от патогенеза к эффективной терапии. Гинекология. 2021. 23(2):117-24 [Radzinskii VE, Orazov MR, Mihaleva LM, Bekulova MA. Facets of the problem of infiltrative endometriosis: from pathogenesis to effective therapy. Gynecology. 2021.23(2):117-24 (in Russian)]. doi: 10.26442/20795696.2021.2.200741
  9. Sampson JA. Metastatic or Embolic Endometriosis, due to the Menstrual Dissemination of Endometrial Tissue into the Venous Circulation. Am J Pathol. 1927;3(2):93-110.
  10. Halme J, Hammond MG, Hulka JF, et al. Retrograde menstruation in healthy women and in patients with endometriosis. Obstet Gynecol. 1984;64(2):151-4.
  11. Короткова Т.Д., Адамян Л.В., Степанян А.А., и др. Клеточные и молекулярные факторы врожденного иммунитета в патогенезе наружного генитального эндометриоза у женщин (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2018;24(6):22-31 [Korоtkova TD, Adamyan LV, Stepanian AA, et al. Cellular and molecular factors of innate immunity in the pathogenesis of external genital endometriosis in women (a review). Problemy Reproduktsii. 2018;24(6):22-31 (in Russian)]. doi: 10.17116/repro20182406122
  12. O DF, Roskams T, Van den Eynde K, et al. The presence of endometrial cells in peritoneal fluid of women with and without endometriosis. Reprod Sci. 2017;24(2):242-51. doi: 10.1177/1933719116653677
  13. Tal A, Tal R, Pluchino N, Taylor HS. Endometrial cells contribute to preexisting endometriosis lesions in a mouse model of retrograde menstruation. Biol Reprod. 2019;100(6):1453-60. doi: 10.1093/biolre/ioz039
  14. Dai Y, Li X, Shi J, Leng J. A review of the risk factors, genetics and treatment of endometriosis in Chinese women: a comparative update. Reprod Health. 2018;15(1):82. doi: 10.1186/s12978-018-0506-7
  15. Critchley HOD, Maybin JA, Armstrong GM, Williams ARW. Physiology of the endometrium and regulation of menstruation. Physiol Rev. 2020;100(3):1149-79. doi: 10.1152/physrev.00031.2019
  16. Symons LK, Miller JE, Kay VR, et al. The Immunopathophysiology of Endometriosis. Trends Mol Med. 2018;24(9):748-62. doi: 10.1016/j.molmed.2018.07.004
  17. Hickey M, Ballard K, Farquhar C. Endometriosis. BMJ. 2014;348:g1752. doi: 10.1136/bmj.g1752
  18. Nisenblat V, Prentice L, Bossuyt PM, et al. Combination of the non-invasive tests for the diagnosis of endometriosis. Cochrane Database Syst Rev. 2016;7(7):CD012281. doi: 10.1002/14651858.CD012281
  19. Chapron C, Marcellin L, Borghese B, Santulli P. Rethinking mechanisms, diagnosis and management of endometriosis. Nat Rev Endocrinol. 2019;15(11):666-82. doi: 10.1038/s41574-019-0245-z
  20. Балан В.Е., Орлова С.А., Титченко Ю.П., Федоров А.А. Неинвазивные маркеры эндометриоза и динамика их уровня на фоне гормональной терапии. Проблемы репродукции. 2018;24(5):77-81 [Belan VE, Orlova SA, Titchenko YuP, Fedorov AA. Noninvasive markers of endometriosis and their dynamics during hormone therapy. Problemy Reproduktsii. 2018;24(5):77-81 (in Russian)]. doi: 10.17116/repro20182405177
  21. Адамян Л.В., Андреева Е.Н., Абсатарова Ю.С. и др. Эндометриоз. Федеральные клинические рекомендации по ведению больных. М., 2020 [Adamyan LV, Andreeva EN, Absatarova YS, et al. Endometriosis. Federal clinical guidelines for the management of patients. Moscow, 2020 (in Russian)].
  22. Guerriero S, Saba L, Pascual MA, et al. Transvaginal ultrasound vs magnetic resonance imaging for diagnosing deep infiltrating endometriosis: systematic review and meta-analysis. Ultrasound Obstet Gynecol. 2018;51(5):586-95. doi: 10.1002/uog.18961
  23. Dunselman GA, Vermeulen N, Becker C, et al. ESHRE guideline: management of women with endometriosis. Hum Reprod. 2014;29(3):400-12. doi: 10.1093/humrep/det457
  24. Classification of endometriosis. The American Fertility Society. Fertil Steril. 1979;32(6):633-4.
  25. Hsu AL, Sinaii N, Segars J, et al. Relating pelvic pain location to surgical findings of endometriosis. Obstet Gynecol. 2011;118(2 Pt 1):223-30. doi: 10.1097/AOG.0b013e318223fed0
  26. Stegmann BJ, Sinaii N, Liu S, et al. Using location, color, size, and depth to characterize and identify endometriosis lesions in a cohort of 133 women. Fertil Steril. 2008;89(6):1632-6. doi: 10.1016/j.fertnstert.2007.05.042
  27. Vercellini P, Fedele L, Aimi G, et al. Association between endometriosis stage, lesion type, patient characteristics and severity of pelvic pain symptoms: a multivariate analysis of over 1000 patients. Hum Reprod. 2007;22(1):266-71. doi: 10.1093/humrep/del339
  28. Morotti M, Vincent K, Becker CM. Mechanisms of pain in endometriosis. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2017; 209:8-13. doi: 10.1016/j.ejogrb.2016.07.497
  29. Patel BG, Lenk EE, Lebovic DI, et al. Pathogenesis of endometriosis: Interaction between Endocrine and inflammatory pathways. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2018;50:50-60. doi: 10.1016/j.bpobgyn.2018.01.006
  30. Zheng P, Zhang W, Leng J, Lang J. Research on central sensitization of endometriosis-associated pain: a systematic review of the literature. J Pain Res. 2019; 12:1447-56. doi: 10.2147/JPR.S197667
  31. Berbic M, Fraser IS. Immunology of normal and abnormal menstruation. Womens Health (Lond). 2013;9(4):387-95. doi: 10.2217/whe.13.32
  32. Laux-Biehlmann A, d'Hooghe T, Zollner TM. Menstruation pulls the trigger for inflammation and pain in endometriosis. Trends Pharmacol Sci. 2015;36(5):270-6. doi: 10.1016/j.tips.2015.03.004
  33. Burney RO, Lathi RB. Menstrual bleeding from an endometriotic lesion. Fertil Steril. 2009;91(5):1926-7. doi: 10.1016/j.fertnstert.2008.08.125
  34. Masuda H, Schwab KE, Filby CE, et al. Endometrial stem/progenitor cells in menstrual blood and peritoneal fluid of women with and without endometriosis. Reprod Biomed Online. 2021;43(1):3-13. doi: 10.1016/j.rbmo.2021.04.008
  35. Králíčková M, Vetvicka V. Immunological aspects of endometriosis: a review. Ann Transl Med. 2015;3(11):153. doi: 10.3978/j.issn.2305-5839.2015.06.08
  36. Scholl B, Bersinger NA, Kuhn A, Mueller MD. Correlation between symptoms of pain and peritoneal fluid inflammatory cytokine concentrations in endometriosis. Gynecol Endocrinol. 2009;25(11):701-6. doi: 10.3109/09513590903159680
  37. Bedaiwy MA, Falcone T, Sharma RK, et al. Prediction of endometriosis with serum and peritoneal fluid markers: a prospective controlled trial. Hum Reprod. 2002;17(2):426-31. doi: 10.1093/humrep/17.2.426
  38. Liang Y, Xie H, Wu J, et al. Villainous role of estrogen in macrophage-nerve interaction in endometriosis. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):122. doi: 10.1186/s12958-018-0441-z
  39. Santulli P, Chouzenoux S, Fiorese M, et al. Protein oxidative stress markers in peritoneal fluids of women with deep infiltrating endometriosis are increased. Hum Reprod. 2015;30(1):49-60. doi: 10.1093/humrep/deu290
  40. Santanam N, Kavtaradze N, Murphy A, et al. Antioxidant supplementation reduces endometriosis-related pelvic pain in humans. Transl Res. 2013;161(3):189-95. doi: 10.1016/j.trsl.2012.05.001
  41. Ray K, Fahrmann J, Mitchell B, et al. Oxidation-sensitive nociception involved in endometriosis-associated pain. Pain. 2015;156(3):528-39. doi: 10.1097/01.j.pain.0000460321.72396.88
  42. Wright KR, Mitchell B, Santanam N. Redox regulation of microRNAs in endometriosis-associated pain. Redox Biol. 2017;12:956-66. doi: 10.1016/j.redox.2017.04.037
  43. Asante A, Taylor RN. Endometriosis: the role of neuroangiogenesis. Annu Rev Physiol. 2011;73:163-82. doi: 10.1146/annurev-physiol-012110-142158
  44. Greaves E, Collins F, Esnal-Zufiaurre A, et al. Estrogen receptor (ER) agonists differentially regulate neuroangiogenesis in peritoneal endometriosis via the repellent factor SLIT3. Endocrinology. 2014;155(10):4015-26. doi: 10.1210/en.2014-1086
  45. Tokushige N, Markham R, Russell P, Fraser IS. High density of small nerve fibres in the functional layer of the endometrium in women with endometriosis. Hum Reprod. 2006;21(3):782-7. doi: 10.1093/humrep/dei368
  46. McAllister SL, Dmitrieva N, Berkley KJ. Sprouted innervation into uterine transplants contributes to the development of hyperalgesia in a rat model of endometriosis. PLoS One. 2012;7(2):e31758. doi: 10.1371/journal.pone.0031758
  47. Arnold J, Barcena de Arellano ML, Rüster C, et al. Imbalance between sympathetic and sensory innervation in peritoneal endometriosis. Brain Behav Immun. 2012;26(1):132-41. doi: 10.1016/j.bbi.2011.08.004
  48. Sadeghi M, Erickson A, Castro J, et al. Contribution of membrane receptor signalling to chronic visceral pain. Int J Biochem Cell Biol. 2018;98:10-23. doi: 10.1016/j.biocel.2018.02.017
  49. Maddern J, Grundy L, Castro J, Brierley SM. Pain in Endometriosis. Front Cell Neurosci. 2020;14:590823. doi: 10.3389/fncel.2020.590823
  50. Straub RH, Schradin C. Chronic inflammatory systemic diseases: An evolutionary trade-off between acutely beneficial but chronically harmful programs. Evol Med Public Health. 2016;2016(1):37-51. doi: 10.1093/emph/eow001
  51. Iyengar S, Ossipov MH, Johnson KW. The role of calcitonin gene-related peptide in peripheral and central pain mechanisms including migraine. Pain. 2017;158(4):543-59. doi: 10.1097/j.pain.0000000000000831
  52. Grundy L, Erickson A, Brierley SM. Visceral Pain. Annu Rev Physiol. 2019;81:261-84. doi: 10.1146/annurev-physiol-020518-114525
  53. Li T, Mamillapalli R, Ding S, et al. Endometriosis alters brain electrophysiology, gene expression and increases pain sensitization, anxiety, and depression in female mice. Biol Reprod. 2018;99(2):349-59. doi: 10.1093/biolre/ioy035
  54. Grundy L, Harrington AM, Castro J, et al. Chronic linaclotide treatment reduces colitis-induced neuroplasticity and reverses persistent bladder dysfunction. JCI Insight. 2018;3(19):e121841. doi: 10.1172/jci.insight.121841
  55. Ge P, Ren J, Harrington AM, et al. Linaclotide treatment reduces endometriosis-associated vaginal hyperalgesia and mechanical allodynia through viscerovisceral cross-talk. Pain. 2019;160(11):2566-79. doi: 10.1097/j.pain.0000000000001657
  56. Winnard KP, Dmitrieva N, Berkley KJ. Cross-organ interactions between reproductive, gastrointestinal, and urinary tracts: modulation by estrous stage and involvement of the hypogastric nerve. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;291(6):1592-601. doi: 10.1152/ajpregu.00455.2006
  57. Berkley KJ, McAllister SL, Accius BE, Winnard KP. Endometriosis-induced vaginal hyperalgesia in the rat: effect of estropause, ovariectomy, and estradiol replacement. Pain. 2007;132(1):150-9. doi: 10.1016/j.pain.2007.09.022
  58. Giamberardino MA, Berkley KJ, Affaitati G, et al. Influence of endometriosis on pain behaviors and muscle hyperalgesia induced by a ureteral calculosis in female rats. Pain. 2002;95(3):247-57. doi: 10.1016/S0304-3959(01)00405-5
  59. Berkley KJ. A life of pelvic pain. Physiol Behav. 2005;86(3):272-80. doi: 10.1016/j.physbeh.2005.08.013

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».