The role of ferritin in preparation for IVF cycles against the background of pre-latent iron deficiency

• Voronkova Viktoriya V.
• Lyudmila Yu. Karakhalis

Abstract

Backgrоund. Currently, iron deficiency is underestimated, leading to the neglect of prelatent iron deficiency, a condition that develops even with normal hemoglobin levels.

The aim of the study was to evaluate the impact of iron deficiency on the course of in vitro fertilization (IVF) protocols (number and quality of oocytes, embryos) and the pregnancy rate.

Material and methods. A prospective observational study was conducted in three groups: group 1 (n=24) with an initial hemoglobin level of 120 g/l and above, group 2 (n=62) with an initial hemoglobin level below 120 g/l and group 3 (n=30) patients with a ferritin level ≥50.0 μg/L. Blood parameters were studied: complete blood count, ferritin, total iron-binding capacity, and iron levels. The number of antral follicles was calculated for 2–3 days of the menstrual cycle. Statistical analysis methods were used [Statistica 13 package (Tibco, USA) and Microsoft Excel 2016].

Results. Although iron levels did not differ between groups, ferritin in group 3 was significantly different from those in group 1 (p<0.001) and group 2 (p<0.001). Considering the ferritin level ≥50.0 μg/L as the norm, the group 3 demonstrated advantages in the number of antral follicles [in comparison with groups 1 (p=0.001) and 2 (p<0.001)], oocytes [in comparison with groups 1 (p=0.019) and 2 (p<0.001)], including mature (MII) with a statistically significant difference between groups 1–3 (p=0.007) and 2–3 (p<0.001), as well as in the number of embryos – with a statistically significant difference between groups 1/3 (p=0.008) and groups 2/3 (p<0.001). Significant differences were found in the number of clinical pregnancies between group 1 and group 2 (p=0.039) and group 2 and group 3 (p=0.003); and ongoing pregnancies between group 2 and group 3 (p=0.025). The highest number of live births was in group 3 (43.3%). A statistically significant relationship was established between the groups and the IVF method (p=0.034).

Conclusion. Live birth rates in IVF protocols are influenced by ferritin levels, which contribute to higher oocyte counts, mature (MII) oocytes, and the number of embryos obtained. Monitoring ferritin levels during the preconception period before the IVF protocol will increase the effectiveness of assisted reproductive technology programs.

Keywords: ferritin; in vitro fertilization; pregravid period

Введение

Бесспорно, железо занимает ключевую позицию в пре­гравидарном периоде, поскольку его дефицит относится к числу наиболее распространенных глобальных проблем здравоохранения [1-4]. При этом дефицит железа до сих пор недооценен [5, 6], в том числе во время родов и в послеродовом периоде [7]. А прелатентный дефицит железа зачастую игнорируется при прегравидарной подготовке, в том числе при планировании циклов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Изолированный дефицит железа сопровождается уровнем ферритина ниже 30 мкг/л [8], при этом надо учитывать, что ферритин - это белок острой фазы воспаления [9], и при подтверждении данного процесса уровень ферритина менее 100 мкг/л сопровождает железодефицитную анемию. Учитывая, что до 40% беременностей в I триместре сопровождаются дефицитом железа, необходимо ориентироваться на возможный дефицит железа при показателях ферритина менее 50 мкг/л [10, 11].

На основании этих данных нам представилось интересным и необходимым оценить подготовку к проведению протоколов экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) среди пациенток с нормальным уровнем гемоглобина (от 120 г/л и выше), с исходной анемией (гемоглобин ниже 120 г/л) и уровнем ферритина от 50 мкг/л и выше.

Цель исследования - оценить влияние дефицита железа на течение протоколов ЭКО (число и качество ооцитов, эмбрионов) и частоту наступления беременности.

Материал и методы

Нами проведено проспективное наблюдательное исследование, в котором приняли участие 116 пациенток, готовящихся к проведению стимуляции. Все они были разделены на 3 группы: 1-я группа (n=24) с исходным уровнем гемоглобина от 120 г/л и выше, 2-я группа (n=62) с исходным уровнем гемоглобина ниже 120 г/л и 3-я группа (n=30) - пациентки с уровнем ферритина от 50,0 мкг/л.

В группах проведено исследование показателей крови: общий анализ крови, определяли уровни гемоглобина (норма 120-140 г/л), эритроцитов (норма 3,9-4,7×10¹²/л), гематокрита (норма 36-46%), тромбоцитов (норма 150-400×10⁹/ л), МСН (Mean Corpuscular Hemoglobin - среднее содержание гемоглобина в эритроците, норма 27-32 пг), ферритина (при прелатентном дефиците железа уровень ферритина ниже 50 мкг/л, норма 10-120 мкг/л), общую железосвязывающую способность сыворотки крови (норма 45,3-77,1 ммоль/л), уровни железа (норма 9,0-30,4 мкмоль/л).

Считали число антральных фолликулов на 2-3-й дни менструального цикла (норма - не менее 5-6 фолликулов в одном срезе в каждом яичнике) на ультразвуковых аппаратах Flex Focus 1202 (Дания) и ProFocus 2202 (Дания).

С целью обработки полученных данных и для решения поставленной задачи использовали методы статистического анализа [пакет STATISTICA 13 (Tibco, США) и Microsoft Excel 2016].

Результаты

В возрастном аспекте статистически значимой разницы нами между группами не выявлено (р=1,0): в 1-й группе возраст составил 33,79±4,61, во 2-й группе - 34,42±3,91 и в 3-й группе - 34,4±4,78 года (рис. 1).

Не выявлено также статистической разницы в показателе индекса массы тела, который составил в 1-й группе 23,24±

4,52 кг/м², во 2-й группе - 21,7±2,97 кг/м² и в 3-й группе - 22,88±3,45 кг/м². Между 1-й и 2-й группой р=0,66, между 2-й и 3-й группой р=0,489 (рис. 2).

При анализе данных репродуктивного анамнеза обращало на себя внимание то, что попытки проведения ЭКО были только в 1-й группе (у 10 пациенток - 41,67%) и во 2-й группе (у 29 пациенток - 46,77%). В 3-й группе попытки проведения ЭКО зарегистрированы не были. При анализе с использованием критерия χ² получено значение p>0,05, следовательно, соответствующие показатели - статистика Фи, коэффициент сопряженности и коэффициент Крамера - оказались близки к нулю. Это указывает на слабую взаимосвязь между изучаемыми признаками: распределение относительных частот попыток ЭКО в 1‑й и 2‑й группах практически не различалось. Статистический анализ частоты диагностирования бесплодия по группам не обнаружил значимых межгрупповых различий (p>0,05). Распределение выглядело следующим образом: в 1-й группе бесплодие I - 12 пациенток (50,0 %), бесплодие II - 12 пациенток (50,0 %); во 2-й группе бесплодие I - 31 пациентка (50,0 %), бесплодие II - 31 пациентка (50,0 %); в 3-й группе бесплодие I - 11 пациенток (36,7 %), бесплодие II - 19 пациенток (63,3 %). При оценке продолжительности бесплодия выявлено, что наиболее длительным оно было во 2-й группе - 6,13±4,03 года, в 1-й группе длительность бесплодия составила 5,17±3,66 года, в 3-й группе - 4,8±3,65 года. Межгрупповые различия по длительности бесплодия не достигали порога статистической значимости (р>0,05).

Нами проведено сравнение показателей общего анализа крови К (табл. 1).

Самым высоким показатель гемоглобина был в 1-й группе и статистически значимо отличался от 2-й (р<0,001) и 3-й (р<0,001) групп. Между 2-й и 3-й группой также выявлена статистически значимая разница (р=0,002) (рис. 3). Отличие в уровне эритроцитов установлено только между 2-й и 3-й группой (р<0,001). Статистически значимо отличались показатели уровня гематокрита между 1-й и 2-й группой (р<0,001), между 1-й и 3-й группой (р<0,001). Уровень МСН значимо отличался между 1-й и 2-й группой (р=0,011) и между 2-й и 3-й группой (р=0,049).

Нами были изучены маркеры дефицита железа в 3 группах (табл. 2).

Выявлены отличия только в уровне ферритина, который был наиболее высоким (76,07±13,13 мкг/л) в 3-й группе и статистически значимо отличался от уровней 1-й группы (р<0,001) и 2-й группы (р<0,001) при отсутствии отличий между 1-й и 2-й группой (р=1,0). Таким образом, несмотря на выявленные различия в уровне гемоглобина между 1-й и 2-й группой, показатели ферритина в обеих группах были сопоставимы (рис. 4).

Учитывая потенциальное влияние нарушений углеводного обмена на метаболизм железа [12, 13], в рамках исследования был проведен анализ уровня глюкозы в группах. Статистический анализ не выявил значимых межгрупповых различий (p=1,0 между всеми группами): 1‑я группа - 5,08±0,64 ммоль/л, 2‑я группа - 4,94±0,4 ммоль/л, 3‑я группа - 4,94±0,46 ммоль/л.

В соответствии с поставленной целью исследования проведен анализ числа антральных фолликулов, а также оценены количество и качество полученных ооцитов. Соответствующие данные представлены в табл. 3.

Число антральных фолликулов статистически значимо отличалось между 1-й и 3-й группой (р=0,001) и между 2-й и 3-й группой (р<0,001). Выявлены значимые отличия в числе наиболее зрелых (MII) ооцитов между 1-й и 3-й группой (р=0,007) и между 2-й и 3-й группой (р<0,001). Проведенный анализ позволил заключить, что повышенный уровень ферритина (≥50,0 мкг/л) в 3‑й группе ассоциировался с более высоким числом антральных фолликулов (15,97±3,08), соответствующим норме, а также с отличиями по количеству зрелых ооцитов (MII) - 11,6±4,64 - в сравнении с 1-й и 2-й группами. Статистический анализ выявил значимые различия в количестве полученных эмбрионов между 3-й группой и остальными группами: по сравнению с 1-й группой - p=0,008; по сравнению с 2-й группой - p<0,001. В 3-й группе количество эмбрионов составило 3,77±1,01. При этом уровни гормонов, характеризующих овариальный резерв, не отличались между группами.

В рамках исследования выполнено сравнение исходов протоколов ЭКО в выделенных группах (табл. 4).

Наиболее низкими показатели клинической (33,9%) и прогрессирующей (32,3%) беременности были во 2-й группе с исходной анемией. При этом статистически значимые различия в частоте клинической беременности выявлены: между 1‑й и 2‑й группой (p=0,039); между 2‑й и 3‑й группой (p=0,003). По числу прогрессирующих беременностей значимые отличия зафиксированы только между 2‑й и 3‑й группой (p=0,025). Хотя статистически значимых межгрупповых различий по числу живорождений выявлено не было, максимальный показатель зарегистрирован в 3-й группе (уровень ферритина ≥50,0 мкг/л) - 43,3% пациенток.

Обсуждение

Анализ представленных данных показал, что для пациенток 2-й группы характерным является наличие гипохромной анемии (показатель МСН имел минимальное значение, равное 19,7 пг). Данный факт обосновывает необходимость проведения исследований по определению маркеров дефицита железа [14]. В ходе исследования не обнаружено межгрупповых различий по уровню железа. При этом статистический анализ выявил значимые отличия показателя ферритина в 3‑й группе по сравнению с 1‑й и 2‑й группами. Анализ показал, что в 1‑й группе отмечались низкие значения ферритина (18,66±17,62 мкг/л) при нормальном уровне гемоглобина, а во 2-й группе - сходные низкие показатели (20,97±16,18 мкг/л) на фоне изначально диагностированной анемии. Принимая за норму уровень ферритина ≥50,0 мкг/л, мы выявили лучшие репродуктивные показатели в 3-й группе: статистически значимо большее число антральных фолликулов (в сравнении с 1-й и 2-й группами); наибольшее общее число ооцитов: различия с 1‑й группой (p=0,019), со 2-й группой (p<0,001); максимальное число зрелых ооцитов (MII) со статистически значимой разницей между 1-й и 3-й (р=0,007) группой и между 2-й и 3-й группой (р<0,001). Отличалось и количество полученных эмбрионов между 1-й и 3-й группой (р=0,008) и между 2-й и 3-й группой (р<0,001).

Нами выявлены значимые отличия в числе клинических беременностей между 1-й и 2-й группой (р=0,039) и между 2-й и 3-й группой (р=0,003), а также в показателях прогрессирующей беременности между 2-й и 3-й группой (р=0,025). Наиболее высоким число живорождений было в 3-й группе (43,3%) и, хотя оно не имело значимой разницы в сравнении с показателями в других группах исследования, все-таки было выше на 18,3%, чем в 1-й группе, и выше на 17,5%, чем во 2-й группе. Нами установлена слабая статистически значимая взаимосвязь между группами и методом ЭКО (р=0,034).

Таким образом, оптимальные показатели зафиксированы в группе пациенток, у которых уровень ферритина исходно был выше 50,0 мкг/л и не превышал уровень 100,0 мкг/л, что соответствует профилактическим рекомендациям в отношении целого ряда заболеваний, в том числе и неалкогольной жировой болезни печени [15]. Хотя клинические рекомендации устанавливают целевой уровень ферритина не ниже 40 мкг/л при терапии препаратами железа, в настоящее время отсутствуют стандартизированные протоколы его мониторинга в период прегравидарной подготовки [16, 17]. Результаты данного исследования свидетельствуют о том, что уровень ферритина оказывает влияние на частоту живорождений в протоколах ЭКО, коррелируя с увеличением числа ооцитов, зрелых (MII) ооцитов и полученных эмбрионов.

Заключение

В программу подготовки к протоколам ЭКО целесообразно включить определение уровня ферритина - показателя, не входящего в стандартный диагностический алгоритм [18]. Это особенно актуально для: пациенток с нарушениями менструального цикла; женщин с неудачными попытками проведения протоколов стимуляции в анамнезе; пациенток старше 30 лет. Отсутствие прегравидарного мониторинга уровня ферритина перед проведением протокола ЭКО снижает эффективность программ ВРТ.

References

1. Kumar A., Sharma E., Marley A., et al. Iron deficiency anaemia: pathophysiology, assessment, practical management. BMJ Open Gastroenterol. 2022; 9 (1): e000759. DOI: https://doi.org/10.1136/bmjgast-2021-000759
2. Benson A.E., Shatzel J.J., Ryan K.S., et al. The incidence, complications, and treatment of iron deficiency in pregnancy. Eur J Haematol. 2022; 109 (6): 633–42. DOI: https://doi.org/10.1111/ejh.13870
3. Elmore C., Ellis J. Screening, treatment, and monitoring of iron deficiency anemia in pregnancy and postpartum. J Midwifery Womens Health. 2022; 67 (3): 321–31. DOI: https://doi.org/10.1111/jmwh.13370
4. Stuklov N.I., Basiladze I.G., Kisly N.D. Iron deficiency in Russia: main problems and possible solutions. Akusherstvo i ginekologiya [Obstetrics and Gynecology]. 2021; (11): 237–44. DOI: https://doi.org/10.18565/aig.2021.11 (in Russian)
5. Young M.F., Oaks B.M., Rogers H.P., et al. Maternal low and high hemoglobin concentrations and associations with adverse maternal and infant health outcomes: an updated global systematic review and meta-analysis. BMC Pregnancy Childbirth. 2023; 23 (1): 264. DOI: https://doi.org/10.1186/s12884-023-05489-6
6. Ali S.A., Tikmani S.S., Saleem S., et al. Hemoglobin concentrations and adverse birth outcomes in South Asian pregnant women: findings from a prospective Maternal and Neonatal Health Registry. Reprod Health. 2020; 17 (suppl 2): 154. DOI: https://doi.org/10.1186/s12978-020-01006-6
7. Makukhina T.B., Penzhoyan G.A., Dontsova M.V. Prediction of bleeding in labor in women with uterine scar as a tool to prevent massive blood loss: an observational cohort study. Kubanskiy nauchniy meditsinskiy vestnik [Kuban Scientific Medical Bulletin]. 2024; 31 (2): 41–54. DOI: https://doi.org/10.25207/1608-6228-2024-31-2-41-54 (in Russian)
8. Malesza I.J., Bartkowiak-Wieczorek J., WinklerGalicki J., et al. The dark side of iron: the relationship between iron, inflammation and gut microbiota in selected diseases associated with iron deficiency anaemia – a narrative review. Nutrients. 2022; 14 (17): 3478. DOI: https://doi.org/10.3390/nu14173478
9. Karakhalis L.Yu., Andreeva M.D., Akhidzhak A.N. Effect of inflammation on iron level in pregnant women. Farmakologiya & farmakoterapiya [Pharmacology & Pharmacotherapy]. 2023; (1): 26–33. DOI: https://doi.org/10.46393/27132129_2023_1_26 (in Russian, English abstract)
10. Auerbach M., Abernathy J., Juul S., et al. Prevalence of iron deficiency in first trimester, nonanemic pregnant women. J Matern Fetal Neonatal Med. 2021; 34 (6): 1002–5. DOI: https://doi.org/10.1080/14767058.2019.1619690
11. Hansen R., Spangmose A.L., Sommer V.M., et al. Maternal first trimester iron status and its association with obstetric and perinatal outcomes. Arch Gynecol Obstet. 2022; 306 (4): 1359–71. DOI: https://doi.org/10.1007/s00404-022-06401-x
12. Cheng Y., Li T., He M., et al. The association of elevated serum ferritin concentration in early pregnancy with gestational diabetes mellitus: a prospective observational study. Eur J Clin Nutr. 2020; 74 (5): 741–8. DOI: https://doi.org/10.1038/s41430-019-0542-6
13. Khambalia A.Z., Aimone A., Nagubandi P., et al. High maternal iron status, dietary iron intake and iron supplement use in pregnancy and risk of gestational diabetes mellitus: a prospective study and systematic review. Diabet Med. 2016; 33 (9): 1211–21. DOI: https://doi.org/10.1111/dme.13056
14. Stuklov N.I. Iron deficiency anemia in the practice of a gynecologist. Algorithms of diagnosis, prevention and treatment. Akusherstvo i ginekologiya [Obstetrics and Gynecology]. 2016; (7): 99–104. DOI: https://doi.org/10.18565/aig.2016.7.99-104 (in Russian)
15. Shatokhin Yu.V., Snezhko I.V., Burnasheva E.V., Ryabikina E.V., Degtereva E.V. Importance of ferritin research in clinical practice. Yuzhno-Rossiyskiy zhurnal terapevticheskoy praktiki [South Russian Journal of Therapeutic Practice]. 2024; 5 (3): 102–13. DOI: https://doi.org/10.21886/2712-8156-2024-5-3-102-113 (in Russian)
16. Resolution of the expert council on iron deficiency anemia in women. Akusherstvo i ginekologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Obstetrics and Gynecology: News, Opinions, Training]. 2020; 8 (4): 28–36. DOI: https://doi.org/10.24411/2303-9698-2020-14004 (in Russian)
17. Clinical guidelines «Iron deficiency anemia». Moscow, 2021: 24 p. (in Russian)
18. Stuklov N.I., Koval’chuk M.S., Gurkina A.A., Kisly N.D. Epidemiology of iron deficiency in Russia: serum ferritin values depending on sex and age. Klinicheskaya meditsina [Clinical Medicine]. 2023; 101 (6): 308–14. DOI: https://doi.org/10.30629/0023-2149-2023-101-6-308-314 (in Russian)

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)