Задержка внутриутробного развития: метаболомика как новый подход в решении старой проблемы
Проблема задержки развития плода (ЗРП) остается одной из актуальных в современном акушерстве, входя в перечень больших акушерских синдромов, поскольку не только приводит к неблагоприятным перинатальным и ранним неонатальным исходам, но и может существенно повлиять на долгосрочные прогнозы для здоровья новорожденного. Первое упоминание «гипотезы бережливого фенотипа» было выдвинуто в последнее десятилетие ХХ в. Спустя 30 лет исследования подтвердили связь между низкой массой тела при рождении и кардиометаболическим синдромом, проявляющимся у данных пациентов во взрослой жизни. Во время внутриутробного развития плод с задержкой роста на фоне суби декомпенсации плацентарной перфузии совершает ряд гемодинамических, метаболических и гормональных корректировок, чтобы справиться с неблагоприятной внутриматочной средой, и эти изменения могут стать постоянными и необратимыми. Несмотря на успехи в изучении патогенеза ЗРП, биомаркеры, способные идентифицировать это состояние на ранней стадии и стратифицировать его тяжесть как до, так и после родов, по-прежнему отсутствуют. До сих пор нет уверенности в траектории постнатального развития детей данной когорты, правильном вкладе в их рост особенностей питания с целью предотвращения или, по крайней мере, ограничения долговременных осложнений. В этих условиях нецелевая метаболомика — относительно новая областьГасанбекова А.П., Франкевич Н.А., Франкевич В.Е.
«омиксных» исследований — может быть хорошим методом для исследования метаболических нарушений, обычно связанных с ЗРП.
Заключение: На сегодняшний день накоплен целый ряд исследований, описывающих «раннюю» модель непереносимости глюкозы, резистентности к инсулину, накопления катаболитов и изменения метаболизма аминокислот у новорожденных с ЗРП. Необходимы более крупные исследования, чтобы подтвердить эти результаты и судить об их применимости в клинической практике.
Вклад авторов: Гасанбекова А.П., Франкевич Н.А. – систематический анализ, написание рукописи; Франкевич В.Е. – редактирование рукописи.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
Финансирование: Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ № 22‑15‑00232 «Новые неинвазивные диагностические подходы для оптимизации акушерской тактики, прогнозирования перинатальных исходов и профилактики нарушений постнатального роста при синдроме задержки роста плода».
Для цитирования: Гасанбекова А.П., Франкевич Н.А., Франкевич В.Е. Задержка внутриутробного развития: метаболомика как новый подход
в решении старой проблемы.
Акушерство и гинекология. 2023; 5: 12-20
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2022.298
Ключевые слова
задержка внутриутробного развития
ограничение роста плода
маленький для гестационного возраста
метаболомика
новорожденный
масс-спектрометрия
биомаркеры
Список литературы
1. Cusick S.E., Georgieff M.K. The role of nutrition in brain development: the golden opportunity of the "First 1000 Days". J. Pediatr. 2016; 175: 16‑21. https://dx.doi.org/10.1016/j.jpeds.2016.05.013.
2. Buck Louis G.M., Smarr M.M., Patel C.J. The exposome research paradigm: an opportunity to understand the environmental basis for human health and disease. Curr. Environ. Health Rep. 2017; 4(1): 89‑98. https://dx.doi.org/10.1007/ s40572‑017‑0126‑3.
3. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Клинические рекомендации «Недостаточный рост плода, требующий предоставления медицинской помощи матери (задержка роста плода)». М.; 2022. 76c. Доступно по: https://www.garant.ru/news/1537162/
4. Макаров И.О., Юдина Е.В., Боровкова Е.И. Задержка роста плода. Врачебная тактика. Учебное пособие. 3‑е изд. М.: МЕДпресс‑информ; 2016.
5. Deter R.L., Lee W., Kingdom J.C.P., Romero R. Fetal growth pathology score: a novel ultrasound parameter for individualized assessment of third trimester growth abnormalities. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2018; 31(7): 866‑76. https://dx.doi.org/10.1080/14767058.2017.1300646.
6. Vayssière C., Sentilhes L., Ego A., Bernard C., Cambourieu D., Flamant C. et al. Fetal growth restriction and intra‑uterine growth restriction: guidelines for clinical practice from the French College of Gynaecologists and Obstetricians. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2015; 193: 10‑8. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2015.06.021.
7. Sharma D., Shastri S., Sharma P. Intrauterine growth restriction: antenatal and postnatal aspects. Clin. Med Insights. Pediatr. 2016; 10: 67‑83. https://dx.doi.org/10.4137/CMPed.S40070.
8. Петров Ю.А., Купина А.Д. Фетальное программирование – способ предупреждения заболеваний во взрослом возрасте. Медицинский cовет. 2020; 13: 50‑6.
9. Hales C.N., Barker D.J. Type 2 (non‑insulin‑dependent) diabetes mellitus: the thrifty phenotype hypothesis. Diabetologia. 1992; 35(7): 595‑601. https://dx.doi.org/10.1007/BF00400248.
10. Yates D.T., Macko A.R., Nearing M., Chen X., Rhoads R.P., Limesand S.W. Developmental programming in response to intrauterine growth restriction impairs myoblast function and skeletal muscle metabolism. J. Pregnancy. 2012; 2012: 631038. https://dx.doi.org/10.1155/2012/631038.
11. Barker D.J., Martyn C.N., Osmond C., Hales C.N., Fall C.H. Growth in utero and serum cholesterol concentrations in adult life. BMJ. 1993; 307(6918): 1524‑7. https://dx.doi.org/10.1136/bmj.307.6918.1524.
12. Economides D.L., Nicolaides K.H., Linton E.A., Perry L.A., Chard T. Plasma cortisol and adrenocorticotropin in appropriate and small for gestational age fetuses. Fetal Ther. 1988; 3(3):158‑64. https://dx.doi.org/10.1159/000263348.
13. Norman M. Low birth weight and the developing vascular tree: a systematic review. Acta Paediatr. 20080; 97(9): 1165‑72. https://dx.doi.org/10.1111/ j.1651‑2227.2008.00904.x.
14. Cosmi E., Visentin S., Fanelli T., Mautone A.J., Zanardo V. Aortic intima media thickness in fetuses and children with intrauterine growth restriction. Obstet. Gynecol. 2009; 114(5): 1109‑14. https://dx.doi.org/10.1097/ AOG.0b013e3181bb23d3.
15. Lee M.H., Jeon Y.J., Lee S.M., Park M.H., Jung S.C., Kim Y.J. Placental gene expression is related to glucose metabolism and fetal cord blood levels of insulin and insulin‑like growth factors in intrauterine growth restriction. Early Hum. Dev. 2010; 86(1): 45‑50. https://dx.doi.org/10.1016/j.earlhumdev.2010.01.001
16. Леонова И.А., Иванов Д.О. Фетальное программирование и ожирение у детей. Детская медицина Северо‑Запада. 2015; 6(3): 28‑41.
17. Musa M.G., Kagura J., Pisa P.T., Norris S.A. Relationship between early growth and CVD risk factors in adolescents. J. Dev. Orig. Health Dis. 2016; 7(2): 132‑43. https://dx.doi.org/10.1017/S2040174415007953.
18. Mortaz M., Fewtrell M.S., Cole T.J., Lucas A. Birth weight, subsequent growth, and cholesterol metabolism in children 8‑12 years old born preterm. Arch. Dis. Child. 2001; 84(3): 212‑7. https://dx.doi.org/10.1136/adc.84.3.212.
19. Singhal A., Cole T.J., Fewtrell M., Kennedy K., Stephenson T., Elias-Jones A., Lucas A. Promotion of faster weight gain in infants born small for gestational age: is there an adverse effect on later blood pressure? Circulation. 2007; 115(2): 213‑20. https://dx.doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.106.617811.
20. Gaio P., Verlato G., Daverio M., Cavicchiolo M.E., Nardo D., Pasinato A. et al. Incidence of metabolic bone disease in preterm infants of birth weight <1250 g and in those suffering from bronchopulmonary dysplasia. Clin. Nutr. ESPEN. 2018; 23: 234‑9. https://dx.doi.org/10.1016/j.clnesp.2017.09.008.
21. Raiten D.J., Steiber A.L., Carlson S.E., Griffin I., Anderson D., Hay W.W. Jr. et al. Working group reports: evaluation of the evidence to support practice guidelines for nutritional care of preterm infants‑the Pre‑B Project. Am. J. Clin. Nutr. 2016; 103(2): 648S‑78S. https://dx.doi.org/10.3945/ajcn.115.117309.
22. Franz A.R., Pohlandt F., Bode H., Mihatsch W.A., Sander S., Kron M., Steinmacher J. Intrauterine, early neonatal, and postdischarge growth and neurodevelopmental outcome at 5.4 years in extremely preterm infants after intensive neonatal nutritional support. Pediatrics. 2009; 123(1): e101‑9. https://dx.doi.org/10.1542/peds.2008‑1352.
23. Grantham-McGregor S. A review of studies of the effect of severe malnutrition on mental development. J. Nutr. 1995; 125(8, Suppl.): 2233S‑8S. https://dx.doi.org/10.1093/jn/125.suppl_8.2233S.
24. Chan S.H., Johnson MJ., Leaf A.A., Vollmer B. Nutrition and neurodevelopmental outcomes in preterm infants: a systematic review. Acta Paediatr. 2016; 105(6): 587‑99. https://dx.doi.org/10.1111/apa.13344.
25. Blitz M.J., Rochelson B., Vohra N. Maternal serum analytes as predictors of fetal growth restriction with different degrees of placental vascular dysfunction. Clin. Lab. Med. 2016; 36(2): 353‑67. https://dx.doi.org/10.1016/j.cll.2016.01.006.
26. Dessì A., Pravettoni C., Cesare Marincola F., Schirru A., Fanos V. The biomarkers of fetal growth in intrauterine growth retardation and large for gestational age cases: from adipocytokines to a metabolomic all‑in‑one tool. Expert Rev. Proteomics. 2015; 12(3): 309‑16. https://dx.doi.org/10.1586/ 14789450.2015.1034694.
27. Сукало А.В., Прилуцкая В.А., Солнцева А.В., Уварова Е.В. Современные представления о роли адипоцитокинов в программировании гормонально‑метаболических процессов у маловесных к сроку гестации детей. Педиатрия. Восточная Европа. 2015; 1(09): 130‑41.
28. Palcevska-Kocevska S., Aluloska N., Krstevska M., Shukarova-Angelovska E., Kojik L., Zisovska E. et al. Correlation of serum adiponectin and leptin concentrations with anthropometric parameters in newborns. Srp. Arh. Celok. Lek. 2012; 140(9‑10): 595‑9. https://dx.doi.org/10.2298/sarh1210595p.
29. Milenković S.J., Mirković L.B., Jovandarić M.Z., Milenković D.M., Banković V.V., Janković B.Z. Leptin and adiponectin levels in discordant dichorionic twins at 72 hours of age‑associations with anthropometric parameters and insulin resistance.J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2017; 30(4): 417‑26. https://dx.doi.org/10.1515/ jpem‑2016‑0352.
30. El Shemi M.S., Mohamed M.H., AbdelRahman A.O., Abdel Abdel Al. H., Ramadan N.M. Effect of intrauterine growth pattern on serum visfatin concentrations in full‑term infants at birth and at 6 months of life. J. Neonatal Perinatal Med. 2016; 9(1): 73‑82. https://dx.doi.org/10.3233/NPM‑16915029.
31. Malamitsi-Puchner A., Briana D.D., Boutsikou M., Kouskouni E., Hassiakos D., Gourgiotis D. Perinatal circulating visfatin levels in intrauterine growth restriction. Pediatrics. 2007; 119(6): e1314‑8. https://dx.doi.org/10.1542/peds.2006‑2589.
32. Florio P., Marinoni E., Di., Iorio R., Bashir M., Ciotti S., Sacchi R. et al. Urinary S100B protein concentrations are increased in intrauterine growth‑retarded newborns. Pediatrics. 2006; 118(3): e747‑54. https://dx.doi.org/10.1542/ peds.2005‑2875.
33. Mazarico E., Llurba E., Cabero L., Sánchez O., Valls A., Martín-Ancel A. et al. Associations between neural injury markers of intrauterine growth‑restricted infants and neurodevelopment at 2 years of age. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2019; 32(19): 3197‑3203. https://dx.doi.org/10.1080/14767058.2018.1460347.
34. Gurugubelli Krishna R., Bhat B.V., Bobby Z., Papa D., Badhe B., Chinnakali P. Are Global DNA methylation and telomere length useful biomarkers for identifying intrauterine growth restricted neonates? J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2021; 34(5): 761‑4. https://dx.doi.org/10.1080/14767058.2019.1615875.
35. Костюченко Л.Н. Медицина новой эры: персонализированный подход в нутрициологии. Фарматека. 2018; 2: 27‑35.
36. Wishart D.S., Feunang Y.D., Marcu A., Guo A.C., Liang K., Vázquez-Fresno R. et al. HMDB 4.0: the human metabolome database for 2018. Nucleic Acids Res. 2018; 46(D1): D608‑17. https://dx.doi.org/10.1093/nar/gkx1089.
37. Lindsay K.L., Hellmuth C., Uhl O., Buss C., Wadhwa P.D., Koletzko B. et al. Longitudinal metabolomic profiling of amino acids and lipids across healthy pregnancy. PLoS One. 2015; 10(12): e0145794. https://dx.doi.org/10.1371/ journal.pone.0145794.
38. Dessì A., Atzori L., Noto A., Visser G.H., Gazzolo D., Zanardo V. et al. Metabolomics in newborns with intrauterine growth retardation (IUGR): urine reveals markers of metabolic syndrome. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2011; 24 (Suppl. 2): 35‑9. https://dx.doi.org/10.3109/14767058.2011.605868.
39. Barberini L., Noto A., Fattuoni C., Grapov D., Casanova A., Fenu G. et al. Urinary metabolomics (GC‑MS) reveals that low and high birth weight infants share elevated inositol concentrations at birth. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2014; 27 (Suppl. 2): 20‑6. https://dx.doi.org/10.3109/14767058.2014.954786.
40. Favretto D., Cosmi E., Ragazzi E., Visentin S., Tucci M., Fais P. et al. Cord blood metabolomic profiling in intrauterine growth restriction. Anal. Bioanal. Chem. 2012; 402(3): 1109‑21. https://dx.doi.org/10.1007/s00216‑011‑5540‑z.
41. Cosmi E., Visentin S., Favretto D., Tucci M., Ragazzi E., Viel G. et al. Selective intrauterine growth restriction in monochorionic twin pregnancies: markers of endothelial damage and metabolomic profile. Twin Res. Hum. Genet. 2013; 16(4): 816‑26. https://dx.doi.org/10.1017/thg.2013.33.
42. Horgan R.P., Broadhurst D.I., Dunn W.B., Brown M., Heazell A.E., Kell D.B. et al. Changes in the metabolic footprint of placental explant‑conditioned medium cultured in different oxygen tensions from placentas of small for gestational age and normal pregnancies. Placenta. 2010; 31(10): 893‑901. https://dx.doi.org/10.1016/j.placenta.2010.07.002.
43. Sanz-Cortés M., Carbajo R.J., Crispi F., Figueras F., Pineda-Lucena A., Gratacós E. Metabolomic profile of umbilical cord blood plasma from early and late intrauterine growth restricted (IUGR) neonates with and without signs of brain vasodilation. PLoS One. 2013; 8(12): e80121. https://dx.doi.org/10.1371/ journal.pone.0080121.
44. Moltu S.J., Sachse D., Blakstad E.W., Strømmen K., Nakstad B., Almaas A.N. et al. Urinary metabolite profiles in premature infants show early postnatal metabolic adaptation and maturation. Nutrients. 2014; 6(5): 1913‑30. https://dx.doi.org/10.3390/nu6051913.
45. Liu J., Chen X.X., Li X.W., Fu W., Zhang W.Q. Metabolomic research on newborn infants with intrauterine growth restriction. Medicine (Baltimore). 2016; 95(17): e3564. https://dx.doi.org/10.1097/MD.0000000000003564.
46. Abd El-Wahed M.A., El-Farghali O.G., ElAbd H.S.A., El-Desouky E.D., Hassan S.M. Metabolic derangements in IUGR neonates detected at birth using UPLC‑MS. Egyp. J. Med. Hum. Genet. 2017; 18(3): 281‑7. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejmhg.2016.12.002.
47. Wang L., Han TL., Luo X., Li S., Young T., Chen C. et al. Metabolic biomarkers of monochorionic twins complicated with selective intrauterine growth restriction in cord plasma and placental tissue. Sci. Rep. 2018; 8(1): 15914. https://dx.doi.org/10.1038/s41598‑018‑33788‑y.
48. Bahado-Singh R.O., Yilmaz A., Bisgin H., Turkoglu O., Kumar P., Sherman E. et al. Artificial intelligence and the analysis of multi‑platform metabolomics data for the detection of intrauterine growth restriction. PLoS One. 2019; 14(4): e0214121. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0214121.
49. Stefanaki C., Peppa M., Mastorakos G., Chrousos G.P. Examining the gut bacteriome, virome, and mycobiome in glucose metabolism disorders: Are we on the right track? Metabolism. 2017; 73: 52‑66. https://dx.doi.org/10.1016/ j.metabol.2017.04.014.
50. Huang S., Li N., Liu C., Li T., Wang W., Jiang L. et al. Characteristics of the gut microbiota colonization, inflammatory profile, and plasma metabolome in intrauterine growth restricted piglets during the first 12 hours after birth. J. Microbiol. 2019; 57(9): 748‑58. https://dx.doi.org/10.1007/ s12275‑019‑8690‑x.
Поступила 15.12.2022
Принята в печать 25.04.2023
Об авторах / Для корреспонденции
Гасанбекова Аида Пирмагомедовна, аспирант акушерского отделения, НМИЦ АГП им. акад. В.И. Кулакова Минздрава России, aidoxxa21@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-2882-8163, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.Франкевич Наталья Анатольевна, к.м.н., с.н.с. акушерского отделения, НМИЦ АГП им. акад. В.И. Кулакова Минздрава России, Natasha-lomova@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-6090-586X, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Франкевич Владимир Евгеньевич, д.ф-м.н., руководитель отдела системной биологии в репродукции, НМИЦ АГП им. акад. В.И. Кулакова Минздрава России, СибГМУ Минздрава России, v_frankevich@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-9780-4579, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Также по теме
