Окислительно-восстановительные реакции у беременных - ключ к прогнозированию осложнений гестации

Резюме

Состояние проблемы. Нарушение баланса между продукцией активных форм кислорода (АФК) и азота (АФА) и работой антиоксидантной системы может приводить к структурному повреждению клеток и тканей организма, индуцируя различные патологические процессы. Во время беременности общий уровень окислительного стресса увеличивается. При патологии об­разующиеся АФК и АФА запускают каскад свободнорадикальных реакций, приводящих к появлению в крови продуктов перекисного окисления липидов - малонового диальдегида (МДА), 4-гидроксиноненаля (4-ГН) и нитрозильных производных (НП), которые служат объективными показателями окислительного повреждения белков.

Цель исследования - определение уровня продуктов АФК, АФА и антиоксидантных ферментов в периферической крови беременных женщин в разных триместрах беременности при преждевременных родах (ПР), преэклампсии (ПЭ), синдроме за­держке роста плода (СЗРП) и физиологически протекающей беременности (ФБ).

Материал и методы. Проанализировано течение беременности и исходы родов у 131 женщины в 4 группах. Оценивали уровень окислительного стресса по содержанию в крови продуктов перекисного окисления липидов, белков, содержанию антиоксидантных ферментов глутатионпероксидазы, супероксиддисмутазы и активности каталазы.

Результаты. При физиологической беременности уровень МДА и аддуктов пероксинитрита достоверно увеличивается. В группе ПР достоверных различий уровня МДА между триместрами не выявлено. Уровень НП в группе с ПР увеличивается во II триместре. В группе с ПЭ отмечается увеличение окислительного стресса при прогрессировании беременности. Уровень НП во II триместре возрастает. В группе СЗРП уровень МДА увеличивается при прогрессировании беременности на фоне сниже­ния содержания НП во II триместре и его увеличения в III. При сравнение групп ПР и ПЭ с ФБ отмечается достоверное увеличение уровня НП и 4-ГН, снижение уровня глутатионпероксидазы в группе ПР и активности каталазы в группе ПЭ. В группе СЗРП, напротив, активность каталазы увеличивается по сравнению с ФБ.

Заключение. Проведенные исследования подтвердили повышение уровня окислительного стресса при физиологи­чески протекающей беременности. У женщин с ПЭ и ПР наблюдали повышение содержания в крови продуктов окисли­тельного стресса на фоне ослабления работы антиоксидантных систем. У женщин с СЗРП, напротив, наблюдалось по­вышение активности антиоксидантного фермента каталазы на фоне снижения уровня НП во II триместре и резкого его повышения в III. Полученные данные свидетельствуют о необходимости продолжать изучение окислительного стресса и активности антиоксидантных ферментов как у женщин с физиологически протекающей беременностью для создания общего представления о норме реакции, так и при патологии.

Ключевые слова:преждевременные роды, преэклампсии, синдром задержки роста плода, активные формы азота, малоновый диальдегид, пероксинитрит, каталаза, супероксид-дисмутаза, глутатион-пероксидаза

Акуш. и гин.: новости, мнения, обучение. 2017. № 2. С. 31-36.
DOI: 10.24411/2303-9698-2017-00028


В настоящее время внимание исследователей сосре­доточено на изучении процессов окислительного стресса в организме беременных женщин [1, 2]. Свободнорадикальное окисление необходимо для нор­мального функционирования организма: запуска про­цессов апоптоза, транспорта электронов в дыхательной цепи, синтеза простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов из арахидоновой кислоты и др. Однако нару­шение баланса между активными формами кислорода (АФК) и азота (АФА) и антиоксидантной системой могут приводить к структурному повреждению клеток и тканей организма, индуцируя различные патологические про­цессы.

Во время беременности, как при нормальном ее тече­нии, так и при патологии, происходит увеличение уровня активности окислительного стресса. АФК и АФА вызывают повреждение нутриентов (протеинов, жирных кислот), образуя высокотоксичные вторичные радикалы и тем са­мым запуская каскад свободнорадикальных реакций [1]. Образующиеся в результате этих реакций липидные ра­дикалы нестабильны, что затрудняет их количественное определение в биологических жидкостях. Поэтому для оценки перекисного окисления липидов чаще всего ис­пользуют определение конечных продуктов перекисного окисления - малонового диальдегида (МДА) и 4-гидрок-синоненаль (4-ГН). В результате взаимодействия оксида азота и радикала супероксид аниона образуется пероксинитрит (ONOO-), являющийся одним из сильных окисли­телей, способным вызывать повреждения широкого спек­тра клеточных молекул, от липидов клеточной мембраны и белков до ДНК клетки [3]. Не менее значимой является способность ONOO- модифицировать SH-группы в белках и низкомолекулярных тиолах, таких как глутатион. Аддукты тиольных групп и пероксинитрита, представляющие собой нитрозильные производные (НП), хорошо выявля­ются при анализе и служат более объективными показа­телями окислительного повреждения белков, чем сам пероксинитрит вследствие нестабильности последнего [4].

Токсическое действие АФК и АФА в организме предот­вращается за счет действия системы антиоксидантной защиты. К ней относятся ферментные и неферментные антиоксиданты. Ферментные антиоксиданты включают каталазу, глутатионпероксидазу, супероксиддисмутазу (СОД). Каталаза является гемопротеином, участвующим в реакции разложения пероксида водорода, образующе­гося в результате реакции дисмутации супероксидного радикала. СОД - протеин, содержащий в своем составе Zn2+ и Cu2+. Глутатионпероксидаза - гомотетрамерный селенопротеин, участвующий в реакции инактивации пероксида водорода и пероксидных радикалов при уча­стии глутатиона. Глутатионредуктаза - еще один фермент, представляющий собой флавопротеин, восстанавливаю­щий окисленный глутатион за счет НАДФ-Н.

К неферментным антиоксидантам относятся витамины С, Е и А, карнитин, таурин, цистеин, глутатион, белки, со­держащие селен, коэнзим Q и др.

Цель настоящего исследования - определение уровня продуктов АФК, АФА и антиоксидантных ферментов в периферической крови беременных женщин в разных три­местрах при преждевременных родах (ПР), преэклампсии (ПЭ), синдроме задержке роста плода (СЗРП) и физиоло­гически протекающей беременности (ФБ).

Материал и методы

Проанализированы течение беременности и исходы родов у 131 женщины, вставших на учет в женскую кон­сультацию в I триместре. В ходе исследования в зависи­мости от полученных данных были сформированы 4 груп­пы: 1-я - женщины с физиологической беременностью (ФБ); 2-я - женщины с преждевременными родами (ПР); 3-я - женщины с беременностью, осложненной преэклампсий (ПЭ); 4-я - женщины с беременностью, ослож­ненной синдромом задержки роста плода (СЗРП).

Общие критерии включения в исследование: постанов­ка на учет по беременности и обследование в I триме­стре; одноплодная беременность, наступившая самопро­извольно или в результате программы вспомогательных репродуктивных технологий; родоразрешение через естественные родовые пути или путем кесарева сечения; информированное согласие пациентки на вступление в исследование.

В 1-ю группу вошли 105 женщин. Критерии включе­ния в группу с ФБ: отсутствие осложнений беременности; родоразрешение в сроке от 37 до 40 нед гестации.

Во 2-ю группу вошли 11 женщин. Критерии включе­ния в группу с ПР: родоразрешение в сроке от 22 до 37 нед гестации. У всех женщин, взятых в группу, роды про­изошли в сроке от 33 до 37 нед гестации.

В 3-ю группу вошли 11 женщин. Критерии включения в группу с ПЭ: беременность, осложненная ПЭ, согласно критериям Всемирной организации здравоохранения (развитие ПЭ на сроке гестации >20 нед; повышение диастолического артериального давления >110 мм рт.ст. как один из эпизодов, или повышение диастолического дав­ления >90 мм рт.ст., зарегистрированное ≥2 раз с пере­рывом не менее 4 ч между измерениями; протеинурия >300 мг за 24 ч, или установленная в результате анализа двух чистых проб средней порции мочи или собранной через катетер с перерывом не менее 4 ч при следующих параметрах: 1 г/л, или >2+ по индикаторной полоске, или 0,3 г/л, или >1+ по индикаторной полоске, если р<8 или если ее удельный вес <1030).

4-ю группу составили 11 женщин. Критерии включе­ния в группу с СЗРП: отставание размеров плода от гестационного срока, масса плода при рождении ниже 10-го процентиля для данного срока гестации.

Критерия исключения из исследования: отсутствие со­гласия на вступление в исследование; женщины, встав­шие на учет по беременности во II или в III триместре и, соответственно, не обследованные в I триместре; многоплодная беременность; самопроизвольный выки­дыш или неразвивающаяся беременность; наличие ВИЧ-инфекции; беременность, закончившаяся антенатальной гибелью плода.

II триместре (НП2) - 2,77±0,72 нмоль/мг белка, в III три­местре (НП3) - 3,23±0,69 нмоль/мг белка. Отмечено до­стоверное увеличение уровня НП в III и во II триместрах по сравнению с I (p<0,01; p<0,01 соответственно), а так­же увеличение содержания НП в III триместре по срав­нению со II (р<0,01). Таким образом, уровень НП, так же как и МДА, увеличивается с увеличением срока гестации (рис. 1). Наши данные схожи с зарубежными исследова­ниями [5].

Во 2-й группе беременных среднее значение уровня МДА в I триместре - 22,82±5,41 мкмоль/л, во II триме­стре - 30,28±4,12 мкмоль/л, в III триместре - 32,61±3,11 мкмоль/л. При этом, несмотря на увеличение средней концентрации МДА с увеличением срока гестации, разли­чия в его содержании в разных триместрах были статисти­чески недостоверны >0,05), что, вероятно, может быть связано с малым количеством женщин, вошедших в дан­ную группу, возможно, при увеличении числа пациенток различия могут стать достоверными.

Средний уровень НП в I триместре составил 3,42±0,86 нмоль/мг белка, во II триместре - 3,93±1,02 нмоль/мг белка, в III триместре - 5,02±0,54 нмоль/мг белка. Отме­чается достоверное увеличение уровня НП во II триме­стре по сравнению с I <0,01). При этом содержание НП в крови пациенток в III триместре беременности значимо не отличалось от I и II (p>0,05).

В 3-й группе беременных среднее значение уровня МДА в I триместре составило 25,27±3,56 мкмоль/л, во II триместре - 28,77±3,34 мкмоль/л, в III триместре -30,81±4,01 мкмоль/л. Отмечается достоверное увели­чение МДА во II триместре по сравнению с I <0,05) и в III по сравнению со II (р<0,05). Выявлена тенденция к увеличению уровня МДА в III триместре по сравнению с уровнем МДА в I триместре =0,052). Следовательно, отмечается увеличение уровня МДА при прогрессировании беременности.

Средний уровень НП в I триместре составил 3,31±0,58нмоль/мг белка, во II триместре - 4,03±0,84 нмоль/мг белка, в III триместре - 4,76±0,77нмоль/мг бел­ка. Отмечается достоверное увеличение уровня НП во II триместре по сравнению с I <0,01). Выявлена тенден­ция к увеличению НП в III триместре по сравнению с I =0,51). Не выявлено достоверного различия уровня ПРН между II и III триместрами.

В 4-й группе беременных среднее значение МДА в I триместре составило 25,54±3,97 мкмоль/л, во II триме­стре - 29,52± 5,75 мкмоль/л, в III триместре - 31,09±5,75 мкмоль/л. Отмечается достоверное увеличение уровня МДА во II и в III триместрах по сравнению с I <0,01; p<0,05 соответственно), а также увеличение концентра­ции МДА в III триместре по сравнению со II (р<0,01). Та­ким образом, у женщин с беременностью, осложненной СЗРП, выявлено достоверное увеличение уровня МДА при прогрессировании беременности.

Средний уровень аддукторов пероксинитрита - НП в I триместре равен 2,69±0,62 нмоль/мг белка, во II три­местре - 1,78±0,38 нмоль/мг белка, в III триместре -3,18±0,86 нмоль/мг белка. Отмечается достоверное уменьшение уровня НП во II триместре по сравнению с I <0,01), однако в III триместре уровень НП увеличива­ется по сравнению с I <0,01) и II <0,01) триместрами. Таким образом, с увеличением срока гестации в группе с СЗРП отмечается достоверное увеличение уровень МДА, и хотя уровень НП во II триместре снижается по сравне­нию с I, в III триместре он резко возрастает, что может свидетельствовать об усилении окислительного стресса по мере приближения к родам.

Таким образом, методом однофакторного дисперсион­ного анализа проводилось сравнение средних значений содержания продуктов ПОЛ (МДА1, МДА2, МДА3, 4-ГН), АФА (НП1, НП2, НП3), уровня активности антиоксидантных ферментов (каталазы, глутатионпероксидазы, СОД). При сравнении групп ФБ и ПР выявлено достоверное повы­шение уровня НП в белках во всех 3 триместрах <0,01) и 4-ГН (р<0,05), на фоне снижения уровня глутатионпероксидазы (р<0,05) в группе с ПР (рис. 2). Сравнение групп ФБ и ПЭ выявило похожую тенденцию: достоверное увеличе­ние уровня НП в I-III триместрах <0,01) и уровня 4-ГН <0,05), но на фоне снижения уровня активности каталазы <0,05) в группе беременных с ПЭ (рис. 2, 3). Между группами ФБ и СЗРП отмечено достоверное увеличение уровня активности каталазы (р<0,05) у беременных с СЗРП (рис. 3). Достоверных различий по другим показателям между этими двумя группами не наблюдалось. Не выяв­лено достоверных различий уровней МДА и СОД в группах с патологией по сравнению с группой ФБ.

Заключение

Проведенные исследования подтвердили полученные ранее зарубежные данные об увеличении уровня окис­лительного стресса при прогрессировании беременности при физиологической протекающей беременности.

Сравнение групп ФБ и групп с осложненной беремен­ностью выявило ряд существенных отличий. У женщин, беременность которых закончилась ПР, и у женщин с бе­ременностью, осложненной ПЭ, наблюдалось повышение содержания в крови продуктов окислительного стресса на фоне ослабления антиоксидантных систем, прояв­ляющихся в снижении содержания и уровня активности ключевых защитных ферментов - глутатионпероксидазы и каталазы соответственно.

Во время беременности интенсивность работы митохондриального аппарата повышается, так как к функции обеспечения энергией организма матери добавляется функция трансплацентарного переноса от матери к раз­вивающемуся плоду питательных веществ и продуктов метаболизма обратно. Одновременно с повышением про­дукции энергии митохондриями повышается продукция АФК и АФА, необходимых в небольших концентрациях для поддержания нормальной жизнедеятельности и реализа­ции клеточного сигналинга, а при повышении концентра­ции вызывающих окислительный стресс, оказывающих повреждающее действие на клетки организма и, как след­ствие, нарушающих работу целых систем.

Система продукции и утилизации АФК и АФА тонко ре­гулируется, однако при значительном повышении уровня активных радикалов, которое происходит во время бере­менности, антиоксидантная система организма не успева­ет перестраиваться, а возникающий дисбаланс приводит к накоплению продуктов окислительного стресса в ор­ганизме матери. Такие изменения, по нашему мнению, нормальны - они присутствуют при физиологически про­текающей, неосложненной беременности. Однако нами показано, что у женщин, беременность которых была осложнена ПЭ, а также у женщин, беременность которых закончилась ПР, ожидаемое постепенное повышение со­держания продуктов окислительного стресса в крови на­блюдается в сочетании со снижением уровня и, возмож­но, активности антиоксидантных ферментов.

В то же время у женщин, беременность которых была осложнена СЗРП, напротив наблюдалось повышение уровня активности антиоксидантного фермента каталазы, на фоне снижения уровня НП во II триместре, хотя и его резким повышением в III триместре, что может сви­детельствовать об увеличение окислительного стресса к родам. Можно предположить, что в данном случае на­блюдавшаяся патология стала следствием транзиторного окислительного стресса, произошедшего на критическом для развития плода этапе. В дальнейшем в ответ на по­вышение уровня АФК и АФА и продуктов окислительного стресса активировалась антиоксидантная система, что привело к кажущейся нормализации уровня АФК и АФА, однако не устранило последствий действия окислитель­ного стресса на плод.

Полученные данные свидетельствуют о необходимо­сти продолжить изучение окислительного стресса и ак­тивности антиоксидантных ферментов как у женщин с ФБ для создания общего представления о норме реакции, так и при патологии. Исследования в данном направлении позволят разработать ранний прогностический подход для количественного анализа параметров окислительных маркеров с целью ранней предикции развития патологии и выбора адекватного объема профилактики и лечения подобных осложнений.

Литература

1. Duhig K., Chappell L.C., Shennan A.H. Oxidative stress in pregnancy and reproduction // Obstet. Med. 2016. Vol. 9, N 3. P. 113-116.

2. Wu F., Tian F.J., Lin Y., Xu W.M. Oxidative stress: placenta function and dysfunction // Am. J. Reprod. Immunol. 2016. Vol. 76, N 4. P. 258-271.

3. Rios N., Piacenza L., Trujillo M., Martinez A. et al. Sensitive detection and estimation of cell-derived peroxynitrite fluxes using fluorescein-boronate // Free Radic. Biol. Med. 2016. Vol. 101. P. 284-295.

4. Landino L.M. Protein thiol modification by peroxynitrite anion and nitric oxide donors // Methods Enzymol. 2008. Vol. 440. P. 95-109.

5. Yuksel S., Yigit A.A. Malondialdehyde and nitric oxide levels and catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase levels in maternal blood during different trimesters of pregnancy and in the cord blood of newborns // Turk. J. Med. Sci. 2015. Vol. 45. P. 454-459.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

ГЛАВНЫЕ РЕДАКТОРЫ
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Сухих Геннадий Тихонович
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Курцер Марк Аркадьевич
Академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии педиатрического факультета ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Радзинский Виктор Евсеевич
Член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии с курсом перинатологии медицинского факультета ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»