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 (р>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 (р<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 (р<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 (р=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 (р<0,01). Выявлена тенденция к увеличению НП в III триместре по сравнению с I (р=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 (р<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 (р<0,01), однако в III триместре уровень НП увеличивается по сравнению с I (р<0,01) и II (р<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 (р<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 (р<0,01) и уровня 4-ГН (р<0,05), но на фоне снижения уровня активности каталазы (р<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.