Окислительный стресс при преэклампсии и при нормальной беременности

Красный А.М., Кан Н.Е., Тютюнник В.Л., Ховхаева П.А., Волгина Н.Е., Сергунина О.А., Тютюнник Н.В., Беднягин Л.А.

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, Москва; Институт биологии развития РАН им. Н.К. Кольцова, Москва; Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Цель исследования. Определить уровень активных форм кислорода (АФК) и антиоксидантной защиты в периферической крови женщин при преэклампсии и физиологической беременности.
Материал и методы. В исследование были включены 29 женщин, из них 10 беременных с тяжелой или умеренной преэклампсией, 11 пациенток с физиологически протекающей беременностью и 8 здоровых небеременных женщин. Уровень АФК и антиоксидантной защиты был определен при помощи прибора FORM 3000 с использованием наборов FORT, FORD (Каллегари, Италия).
Результаты исследования. Установлено, что уровень АФК при физиологически протекающей беременности к III триместру повышается в 2,2 раза. В группе с преэклампсией средние значения АФК были выше в 1,3 раза по сравнению с нормой, но не имели статистически значимых различий. Также не имели значимых различий группы по уровню антиоксидантной защиты. В группе с преэклампсией уровень АФК коррелировал с относительным количеством нейтрофилов и белка в моче, а уровень антиоксидантной защиты имел отрицательную корреляцию с ферментами АЛТ и АСТ.
Заключение. Установленная обратная корреляция между снижением уровня антиоксидантов и увеличением содержания ферментов АЛТ и АСТ указывает на роль антиоксидантов в предохранении клеток от цитолиза во время беременности. Выявленная взаимосвязь между ростом уровня АФК с содержанием белка в моче и, соответственно, тяжестью преэклампсии обосновывает возможность использования определения уровня окислительного стресса в крови беременных женщин для оценки степени тяжести преэклампсии.

Ключевые слова

преэклампсия
окислительный стресс
антиоксидантная защита

Известно, что в течение нормальной беременности наблюдается значительное повышение маркеров окислительного стресса. Окислительный стресс связан с развитием ряда таких заболеваний и осложнений беременности, как преэклампсия (ПЭ), задержка роста плода, сахарный диабет и др. [1–4]. Кроме того, была доказана роль окислительного стресса в сосудистой дисфункции плаценты и нарушении адаптации новорожденного [5].

Показано, что повышенный окислительный стресс во время беременности вызывает нарушения на эпигенетическом уровне, которые приводят к развитию предрасположенности к сердечнососудистым заболеваниям у детей [6, 7]. При исследовании системы мать-плацента-плод было обнаружено, что уровень продуктов перекисного окисления липидов и малонового диальдегида значительно снижен в пупочном канатике по сравнению с материнской кровью [8–10]. Эти данные указывают на ключевую роль плаценты в предохранении плода от негативного воздействия окислительного стресса, возникающего в крови матери во время беременности. Основным продуцентами активных форм кислорода (АФК) являются нейтрофилы, которые способны к поглощению кислорода (респираторному взрыву) с образованием супероксид-аниона кислорода и его производных путем немитохондриальной активации многокомпонентного белкового комплекса НАДФН-оксидазы, способного окислять восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН) и перемещать электроны с НАДФН на молекулярный кислород. Известно, что во время беременности нейтрофилы подвергаются деактивации, и во время «респираторного взрыва» вырабатывается сниженное количество АФК [11]. Однако при ПЭ деактивации нейтрофилов не происходит [12]. Исследование активности ферментов нейтрализующих АФК в крови показали, что у женщин с ПЭ активность фермента супероксиддисмутазы (SOD), дисмутирующего супероксидные радикалы, снижена по сравнению с нормой. При этом ферменты разрушающие перекись водорода (каталаза, глутатионпероксидаза и глутатионредутаза) имеют повышенную активность при ПЭ [13].

Ранее при исследовании плаценты было обнаружено, что при ПЭ в плаценте выражены процессы апоптоза, приводящие к нарушению целостности сосудистой части плаценты, на фоне компенсирующего возрастания уровня экспрессии антиоксидантных ферментов глутатионпероксидазы GPX1 и глутатионредутазы GSR [11].

В связи с чем, в работе был оценен окислительный стресс в крови женщин в III триместре физиологически протекающей беременности и при ПЭ. Для уточнения причин возникновения окислительного стресса, и возможных патологических процессах, развивающихся вследствие окислительного стресса, был изучен ряд биохимических и общих параметров с проведением корреляции с уровнем окислительного стресса.

Материал и методы исследования

В исследование были включены 29 пациенток, в том числе 21 беременная женщина в III триместре беременности. Из них 10 с тяжелой или умеренной ПЭ и 11 женщин с физиологически протекающей беременностью, также было исследовано 8 здоровых небеременных женщин. Все пациентки, включенные в исследование, были сопоставимы по возрасту и исходной клинической характеристике. Средний возраст составил 27,4±1,2, 28,6±1,4 и 26,9±2,2 года соответственно.

Критерии включения в исследование:

  • Для основной группы: одноплодная беременность, наступившая в естественном цикле, осложненная ПЭ.
  • Для группы сравнения: неосложненное течение данной одноплодной беременности, наступившей в естественном цикле. Критерии исключения общие: многоплодная беременность, острые воспалительные заболевания, тяжелая экстрагенитальная патология, аутоиммунные и онкологические заболевания.

Уровень АФК и антиоксидантной защиты был определен с помощью прибора FORM 3000 (Каллегари, Италия) с использованием тестов FORT, FORD соответственно. Тест FORT основан на способности ионов железа катализировать в присутствии гидроперекисей (ROOH) образование свободных радикалов кислорода, при связывании которых производное амина CrNH2 образует устойчивое окрашенное соединение. Интенсивность окраски прямо коррелирует с уровнем АФК в исследуемом образце. Тест FORD основан на взаимодействии предварительно образованных окрашенных радикалов с антиоксидантами исследуемого образца. Интенсивность окраски обратно коррелирует с уровнем антиоксидантов в исследуемом образце. Уровень АФК представлен в виде эквивалентного количества перекиси водорода (ммоль/л; Н2О2), уровень антиоксидантов – представлен в виде эквивалентного количества антиоксиданта тролокса (ммоль/л; тролокс). В качестве исследуемого материала была использована сыворотка венозной крови, полученная путем центрифугирования при 800g в течение 10 мин при 4оС. Для забора крови использовались стандартные пробирки с гепарином в качестве антикоагулянта. От момента забора крови до проведения тестов проходило не более 30 минут. Тесты проводились согласно инструкции изготовителя.

Был проведен корреляцинный анализ полученных результатов с 13 лабораторными показателями (уровень лейкоцитов, нейтрофилов абсолютных и относительных, тромбоцитов, гемоглобина, белка в моче, фибронектина, протромбинового индекса, ферментов аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ)).

Значимость различий между выборками оценивали с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), со значением p<0,05.

Достоверность корреляционных зависимостей определяли при помощи теста ранговой корреляции Спирмена. Достоверными корреляции считались при р<0,05. Данные представлены в виде среднего значения ±стандартное отклонение.

Результаты исследования

Был проведен сравнительный анализ уровня АФК (FORT) и антиоксидантной защиты (FORD) в периферической крови беременных. Установлено, что уровень АФК в норме к III триместру беременности повышается в 2,2 раза (таблица).

Значение уровня АФК в группе небеременных здоровых женщин находилось в диапазоне от 1,80 до 2,44 ммоль/л; Н2О2, среднее значение 2,16±0,26. В группе физиологически протекающей беременности колебалось от 2,44 до 5,74 ммоль/л; Н2О2, среднее значение составили 4,83±1,00. В группе ПЭ уровень АФК составлял от 4,08 до 7,10 ммоль/л; Н2О2, среднее значение 5,37±0,99. Вместе с тем, группе с ПЭ среднее значение FORT было выше на 20%, в отличие от здоровых беременных, статистически значимых различий не выявлено. По уровню антиоксидантной защиты также не было выявлено статистически значимых различий среди исследуемых групп.

Значения уровня антиоксидантов в группе небеременных здоровых женщин находились в пределах от 0,5 до 1,66 ммоль/л; тролокс, среднее значение 0,98±0,47; при физиологически протекающей беременности значимых отличий выявлено не было, и уровень составил от 0,4 до 1,07 ммоль/л; тролокс, среднее значение 0,7±0,25. При ПЭ отмечалось снижение уровня антиоксидантов, не достигающее, однако статистической значимости (0,25–0,89 ммоль/л тролокс), среднее значение 0,6±0,18.

Был проведен корреляционный анализ значений АФК и уровня антиоксидантной защиты в группах с физиологически протекающей беременностью и ПЭ со следующими параметрами: уровень лейкоцитов, нейтрофилов абсолютных и относительных, тромбоцитов, гемоглобина, белка в моче, фибронектина, протромбинового индекса, ферментов АЛТ, АСТ (рисунок).

Было установлено, что в обеих группах имеется корреляция между увеличением уровня ферментов АЛТ, АСТ в крови и снижением антиоксидантной защиты (рисунок). Кроме того, при ПЭ была обнаружена корреляция между повышением уровня АФК с увеличением относительного количества нейтрофилов и уровня белка в моче и положительная корреляция между уровнем окислительного стресса и уровнем протеинурии. В тоже время при физиологической беременности повышение уровня АФК в крови не коррелировало с наличием белка в моче.

Обсуждение результатов

Было установлено, что уровень АФК к III триместру беременности в крови женщин возрастает более чем в два раза по сравнению с небеременными, и не имеет значимых различий при физиологической беременности и ПЭ. Вместе с тем, ПЭ сопровождается увеличением содержания уровня свободных радикалов в 1,3 раза, что свидетельствует о дисбалансе про и антиоксидантных систем. Кроме того, обнаружена корреляция между тяжестью ПЭ, уровнем АФК в крови и протеинурией. Полученные результаты отражают, что при ПЭ достижение уровня АФК даже соответствующее нормативным показателям приводит к развитию патологии. При этом анализ корреляции между протеинурией и уровнем АФК установил пороговое значение АФК выше 4,3 ммоль/л; Н2О2. Причиной развития ПЭ при нормальных уровнях окислительного стресса может быть отсутствие необходимой адаптации организма к беременности. Это подтверждается отсутствием деактивации «респираторного взрыва» нейтрофилов у женщин с ПЭ [12]. При этом происходит более значительная продукция супероксид-аниона кислорода нейтрофилами при взаимодействии с аллогенными клетками плода и плаценты. При ПЭ снижается активность фермента супероксиддисмутазы (SOD), дисмутирующего супероксидные радикалы [8],

что в целом может способствовать разрушению клеток плаценты. Обнаруженная нами корреляция уровня АФК с относительным количеством нейтрофилов в группе ПЭ подтверждает взаимосвязь нейтрофилов с ПЭ. Несмотря на то, что значительный уровень окислительного стресса в крови у женщин с физиологической беременностью не вызывает развития ПЭ, его необходимо контролировать, так как АФК могут вызывать развитие эндотелиальной дисфункции у плода [6, 7]. В данной работе мы не увидели значимых различий в уровне антиоксидантов среди исследуемых групп, что, по-видимому, требует проведения дальнейших исследований.

Заключение

Таким образом, проведенное исследование показывает значимость окислительного стресса в развитии ПЭ и необходимости динамического контроля за уровнем окислительного стресса и антиоксидантной защиты, и обосновывает целесообразность изучения возможности применения антиоксидантов в терапии и профилактике осложнений беременности, в том числе и ПЭ.

Список литературы

1. Harsem N.K., Braekke K., Staff A.C. Augmented oxidative stress as well as antioxidant capacity in maternal circulation in preeclampsia. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2005; 128(1-2): 209-15.

2. Wang C.N., Chen J.Y., Sabu S., Chang Y.L., Chang S.D., Kao C.C. et al. Elevated amniotic fluid F₂-isoprostane: a potential predictive marker for preeclampsia. Free Radic. Biol. Med. 2011; 50(9): 1124-30.

3. Biri A., Onan A., Devrim E., Babacan F., Kavutcu M., Durak I. Oxidant status in maternal and cord plasma and placental tissue in gestational diabetes. Placenta. 2006; 27(2): 327-32.

4. Kressig P., Beinder E., Schweer H., Zimmermann R., von Mandach U. Post-delivery oxidative stress in women with preeclampsia or IUGR. J. Perinat. Med. 2008; 36(4): 310-5.

5. Ávila J.G., Echeverri I., de Plata C.A., Castillo A. Impact of oxidative stress during pregnancy on fetal epigenetic patterns and early origin of vascular diseases. Nutr. Rev. 2015; 73(1): 12-21.

6. Rexhaj E., Paoloni-Giacobino A., Rimoldi S.F., Fuster D.G., Anderegg M., Somm E. et al. Mice generated by in vitro fertilization exhibit vascular dysfunction and shortened life span. J. Clin. Invest. 2013; 123(12): 5052-60.

7. Gan Y., Shen Y.H., Wang J., Wang X., Utama B., Wang J., Wang X.L. Role of histone deacetylation in cell-specific expression of endothelial nitric-oxide synthase. J. Biol. Chem. 2005; 280(16): 16467-75.

8. Suhail M., Suhail S., Gupta B.K., Bharat V. Malondialdehyde and antioxidant enzymes in maternal and cord blood, and their correlation in normotensive and preeclamptic women. J. Clin. Med. Res. 2009; 1(3): 150-7. doi: 10.4021/jocmr2009.07.1252.

9. Takehara Y., Yoshioka T., Sasaki J. Changes in the levels of lipoperoxide and antioxidant factors in human placenta during gestation. Acta Med. Okayama. 1990; 44(2): 103-11.

10. Yüksel S., Yiğit 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; 45(2): 454-9.

11. Crouch S.P., Crocker I.P., Fletcher J. The effect of pregnancy on polymorphonuclear leukocyte function. J. Immunol. 1995; 155(11): 5436-43.

12. Crocker I.P., Wellings R.P., Fletcher J., Baker P.N. Neutrophil function in women with pre-eclampsia. Br. J. Obstet. Gynaecol. 1999; 106(8): 822-8.

13. Ходжаева З.С., Шмаков Р.Г., Коган Е.А., Щеголев А.И., Клименченко Н.И., Акатьева А.С., Вавина О.В., Воднева Д.Н., Романова В.В., Сухих Г.Т. Клинико-анамнестические особенности, плацента и плацентарная площадка при ранней и поздней преэклампсии. Aкушерство и гинекология. 2015; 4: 25-31.

Поступила 20.11.2015

Принята в печать 27.11.2015

Об авторах / Для корреспонденции

Красный Алексей Михайлович, к.б.н., зав. лабораторией цитологии ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, с.н.с. ИБР РАН им. Кольцова. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-22-72. E-mail: a_krasnyi@oparina4.ru
Кан Наталья Енкыновна, д.м.н., зав. акушерским обсервационным отделением ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (926) 220-86-55. E-mail: kan-med@mail.ru
Тютюнник Виктор Леонидович, д.м.н., зав. акушерским физиологическим отделением ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: tioutiounnik@mail.ru
Ховхаева Петимат Ахмедовна, аспирант ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (903) 724-41-44. E-mail: p_hovhaeva@oparina4.ru
Волгина Надежда Евгеньевна, научный сотрудник лаборатории цитологии ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-22-72. E-mail: n_volgina@oparina4.ru
Сергунина Ольга Александровна, врач акушер-гинеколог акушерского обсервационного отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: o_sergunina@ oparina4.ru
Тютюнник Наталия Викторовна, клинический ординатор ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: tysia07@bk.ru
Беднягин Лев Александрович, студент факультета фундаментальной медицины Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Адрес: 119991, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1. Телефон: 8 (926) 556-86-41. E-mail: levbed@mail.ru

Для цитирования: Красный А.М., Кан Н.Е., Тютюнник В.Л., Ховхаева П.А., Волгина Н.Е., Сергунина О.А., Тютюнник Н.В., Беднягин Л.А. Окислительный стресс при преэклампсии и при нормальной беременности. Акушерство и гинекология. 2016; 5: 90-94.
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.5.90-94

Также по теме

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.