Growth factor dysregulation and placental dysfunction

Full Text

Введение

Изучение плацентарной дисфункции не теряет своей актуальности на протяжении многих лет и продолжает оставаться приоритетным направлением в современном акушерстве и перинатологии.

Плацентарная дисфункция (ПД) представляет собой комплексное состояние, характеризующееся изменениями в структуре и функционировании плаценты, а также нарушением ее способности адаптироваться к изменяющимся условиям в организме матери. Эти изменения могут вызывать разнообразные нарушения в плацентарной функции, включая нарушения в транспорте питательных веществ и кислорода, нарушения трофического обеспечения плода, а также дисбаланс эндокринной и метаболической активности, что может оказать отрицательное воздействие на здоровье и развитие плода и новорожденного [1, 5].

ПД имеет многочисленные причины, включая патологии сердечно-сосудистой системы (например пороки сердца, нарушения кровообращения, артериальная гипертензия и гипотензия), заболевания почек, печени, легких и крови, хронические инфекции, нарушения нейроэндокринной системы (например, сахарный диабет, нарушения функции щитовидной железы, патология гипоталамуса и надпочечников), а также акушерско-гинекологические проблемы, социальные и бытовые факторы, а также ряд других патологических состояний [2].

Одним из наиболее значимых патогенетических факторов, приводящих к развитию ПД, является недостаточность инвазии цитотрофобласта. Если к окончанию I триместра беременности не полностью реализуется первая волна инвазии, то это приводит к тому, что уже с ранних сроков беременности имеет место сниженный объем притекающей материнской крови к плаценте. При недостаточности второй волны инвазии цитотрофобласта в миометральные сегменты спиральных артерий сосуды сохраняют эндотелий, среднюю оболочку и эластические мембраны. Узкий просвет спиральных артерий, их резистентность и чувствительность к сосудодвигательным раздражителям препятствуют нормальному кровотоку, что не обеспечивает адекватного прироста маточно-плацентарного кровообращения и, в конечном итоге, приводит к уменьшению кровоснабжения плаценты и ишемии ворсин. Нарушение кровотока в спиральных артериях сопровождается также геморрагическими нарушениями в межворсинчатом пространстве. Патология спиральных артерий может привести как к преждевременной отслойке плаценты, так и к ее острому геморрагическому инфаркту [1, 2].

Нарушение формирования ворсинчатого дерева играет важную роль в развитии ПД, что опосредуется нарушением ангиогенеза в ворсинах. От процессов ангиогенеза и васкулогнеза напрямую зависит нормальное развитие плаценты [6]. Оба процесса имеют решающее значение, потому что от них зависит эффективная транспортировка кислорода, питательных веществ и выведение продуктов обмена веществ [1, 4].

Васкулогенез и ангиогенез – это сложные процессы, которые контролируются различными сигнальными молекулами, такими как цитокины и ростовые факторы, а также через взаимодействие эндотелиальных клеток между собой, элементы экстрацеллюлярного матрикса и клетки окружающей среды, такие как макрофаги, гладкие мышечные клетки, фибробласты и адипоциты [4].

Целью настоящего исследования явилось изучение сывороточных факторов роста у женщин с плацентарной дисфункцией.

Материалы и методы

В рамках настоящего исследования были обследованы 47 беременныx женщин, со сроком гестации 26-40 недель, с установленным диагнозом «плацентарная дисфункция», которые находились под наблюдением в акушерском отделении городского родильного комплекса № 3 г. Ташкента. Всем беременным осуществлялось комплексное клинико-лабораторное обследование. Оценивались возраст, акушерско-гинекологический и соматический анамнез, течение настоящей беременности. Контрольную группу составили 35 женщин с физиологически протекающей беременностью.

Иммунологические исследования проводились в лаборатории Иммунология репродукции Института иммунологии и геномики человека АН РУз.

Определение сывороточного уровня ростовых факторов (VEGF-A и PlGF) и растворимой fms-подобной тирозинкиназы-1 (sFlt-1), проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-систем АО «Вектор-Бест» (Россия) и ЗАО «БиоХимМак» (Россия), в соответствии с рекомендациями производителя. Количественную оценку результатов проводили методом построения калибровочной кривой, отражающей зависимость оптической плотности от концентрации для стандартного антигена и позволяющих сравнение с ним исследуемых образцов.

Статистическая обработка результатов исследований осуществлялась методами вариационной статистики, реализованными стандартным пакетом прикладных программ BioStat LE 7.6.5.

Данные были статистически обработаны с использованием обычных подходов, результаты представлены как выборочное среднее (M) и стандартная ошибка среднего (m); медиана (Ме), характеризующая центральную тенденцию, и верхний и нижнего квартили, характеризующие разброс значений показателя у 50% респондентов (Q_0,25-Q_0,75), где Q_0,25 – 25% перцентиль, Ме – 50% процентиль, Q_0,75 – 75% процентиль. Достоверность различий средних величин (p) сравниваемых показателей оценивали по критерию Стьюдента (t).

Результаты и обсуждение

Как известно, ключевыми факторами, регулирующими ангиогенез гестационного периода, являются VEGF и PlGF [9].

Полученные результаты сывороточных уровней факторов роста приведены в таблице 1.

 

ТАБЛИЦА 1. СЫВОРОТОЧНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ФАКТОРОВ РОСТА В ГРУППАХ БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН С РАЗЛИЧНЫМИ СРОКАМИ ГЕСТАЦИИ

TABLE 1. SERUM LEVELS OF GROWTH FACTORS IN GROUPS OF PREGNANT WOMEN AT DIFFERENT GESTATIONAL AGES

Показатель Indicator	M±m, пг/мл M±m, pg/mL	Me (Q0,25-Q0,75)	Min, пг/мл Min, pg/mL	Max, пг/мл Max, pg/mL
Контрольная группа (26-30 недель), n = 17 Control group (26-30 weeks), n = 17
VEGF A	109,22±3,60	102,8 (96,7-132,5)	93,50	132,51
PlGF	622,13±24,34	610,4 (587,3-691,3)	380,14	819,32
Беременные женщины с ПД (26-30 недель), n = 25 Pregnant women with PD (26-30 weeks), n = 25
VEGF A	68,06±3,15***	68,0 (63,1-75,2)	32,36	95,03
PlGF	59,47±2,79***	68,6 (44,8-72,1)	39,80	79,42
Контрольная группа (32-40 недель), n = 18 Control group (32-40 weeks), n = 18
VEGF A	126,56±3,52	128,2 (113,6-132,4)	103,59	162,33
PlGF	362,60±19,00	353,4 (300,0-430,6)	241,21	526,51
Беременные женщины с ПД (32-40 недель), n = 22 Pregnant women with PD (32-40 weeks), n = 22
VEGF A	75,44±3,78***	77,4 (57,4-91,4)	45,60	97,91
PlGF	41,91±2,43***	44,9 (33,6-50,1)	18,77	61,58

Примечание. * – достоверно по сравнению с данными контрольной группы (* – р < 0,05, ** – р < 0,01,*** – р < 0,001). Ме – медиана, Q_0,25 (процентиль) – 25%, Q_0,75 (процентиль) – 75%.

Note. *, significant compared to the control group (*, p < 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.001). Me, median; Q_0.25 (percentile), 25%; Q_0.75 (percentile), 75%.

 

Семейство VEGF включает несколько групп: А, В, С, D, E. VEGF повышает выработку NO и PGI2 (простациклин), вызывая вазодилатацию, антитромботический эффект, снижает адгезию лейкоцитов, обладает противовоспалительными свойствами. Эти данные свидетельствуют о защитных функциях сосудистых факторов роста [1, 7].

VEGF влияет на развитие новых кровеносных сосудов и выживание незрелых сосудов (сосудистая поддержка), связываясь с двумя близкими по строению мембранными тирозинкиназными рецепторами (рецептор-1 VEGF и рецептор-2 VEGF) и активируя их. Эти рецепторы экспрессируются клетками эндотелия стенок кровеносных сосудов. Связывание VEGF с этими рецепторами запускает сигнальный каскад, который в конечном итоге стимулирует рост эндотелиальных клеток сосуда, их выживание и пролиферацию. Эндотелиальные клетки участвуют в таких разнообразных процессах, как вазоконстрикция и вазодилатация, презентация антигенов, а также служат очень важными элементами всех кровеносных сосудов как капилляров, так и вен или артерий [1, 8].

Согласно результатам, приведенным в таблице 1, анализ сывороточной концентрации VEGF-А в группе беременных женщин с ПД, со сроком гестации 26-30 недель была значимо снижена на 37,6% со средним значением 68,06±3,15 пг/мл, тогда как у беременных женщин с физиологически протекающей беременностью, аналогичным сроком гестации данный показатель составил 109,2±3,60 пг/мл (р < 0,001).

Также было выявлено, что в группе беременных женщин с ПД, со сроком гестации 32-40 недель сывороточное содержание VEGF-А было достоверно снижено на 40,4% и в среднем составило 75,44±3,78 пг/мл, а в группе беременных женщин с физиологически протекающей беременностью, аналогичным сроком гестации данный показатель составил 126,56±3,52 пг/мл (р < 0,001).

Плацентарный фактор роста (PlGF) осуществляет свое воздействие на эндотелий через специфическое связывание с рецептором VEGF-R1. По данным литературы, PlGF воздействует больше на процессы ангиогенеза, чем васкулогенеза, однако также отмечается, что PlGF влияет на мобилизацию мезенхимальных предшественников эндотелиальных клеток, которые участвуют в васкулогенезе [10].

Оценка содержания сывороточного уровня PlGF установила, что в группе беременных женщин с ПД, со сроком гестации 26-30 недель синтез был значимо снижен в 10,4 раза и в среднем составил 622,13±24,34 пг/мл, тогда как у беременных женщин с физиологически протекающей беременностью, аналогичным сроком гестации данный показатель составил 622,13±24,34 пг/мл (р < 0,001) (табл. 1).

Также определено, что в группе беременных женщин с ПД, со сроком гестации 32-40 недель сывороточная концентрация PlGF была достоверно снижена в 8,6 раза, со средним значением 41,91±2,43 пг/мл, против значений группы беременных женщин с физиологически протекающей беременностью, аналогичным сроком гестации, который в среднем составил 362,60±19,00 пг/мл (р < 0,001) (табл. 1).

Ангиогенез, или процесс формирования новых сосудов, регулируется не только ангиогенными факторами, но также и антиангиогенными молекулами. Эти последние играют ключевую роль в поддержании баланса между образованием новых сосудов и их регрессией, предотвращая чрезмерное расширение сосудистой сети. Антиангиогенные факторы выражаются на поверхности эндотелиальных клеток и являются основным механизмом контроля за инвазией клеток и ростом новых сосудов [1, 12].

К антиангиогенным факторам относятся VEGF-R1 (Flt-1), также известный как FMS-подобная тирозинкиназа, VEGF-R2 (Flk-1, KDR), VEGF-R3 (Flt-4) и эндоглин. Растворимые формы этих рецепторов способны связывать сосудистые факторы роста в циркуляции, замедляя или блокируя процессы ангиогенеза [1, 12]. sFlt-1 представляет собой растворимую изоформу Flt-1, которая является трансмембранным рецептором VEGF. Хотя sFlt-1 лишен трансмембранного домена, он содержит лигандсвязывающий участок и способен связывать циркулирующие VEGF и PlGF, предотвращая связывание фактора роста с трансмембранным рецептором. Таким образом, sFlt-1 обладает антиангиогенным эффектом [1, 3, 10].

Изучение сывороточного уровня sFlt-1 выявило достоверно максимальные значения в группе беременных женщин с ПД на сроке гестации 32-40 недель. Так, концентрация sFlt- 1 в данной группе беременных женщин была повышена в 4,3 раза со средним показателем 11791,60±104,90 пг/ мл против значений группы беременных женщин с физиологическим течением беременности, аналогичным сроком гестации, которые в среднем составили 2726,58±102,57 пг/мл (р < 0,001) (рис. 1).

 

Рисунок 1. Сывороточная концентрация sFlt-1 в группах обследованных беременных женщин с разными сроками гестации (пг/мл)

Примечание. * – достоверно по сравнению с данными контрольной группы (* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001).

Figure 1. Serum concentration of sFlt-1 in groups of examined pregnant women at different gestational ages (pg/mL)

Note. *, statistically significant compared to the control group data (*, р < 0.05; **, р < 0.01; ***, р < 0.001).

 

Анализ полученных результатов содержания sFlt-1 в сыворотке периферической крови установил, что в группе беременных женщин с ПД на сроке 26-30 недель синтез изученного антиангиогенного фактора роста сосудов был повышен в 4,9 раза со средним значением 10513,35±71,16 пг/ мл, тогда как в группе беременных женщин с физиологическим течением беременности аналогичным сроком гестации в среднем составил 2117,94±78,57 пг/мл (р < 0,001) (рис. 1).

Соотношение между sFlt-1 и PlGF может служить важным показателем для оценки риска преэклампсии и других осложнений беременности.

Значительное увеличение этого соотношения, особенно при одновременном повышении уровня sFlt-1 и снижении PlGF, может свидетельствовать о повышенном риске преэклампсии. Как правило, уровень sFlt-1 повышается, а PlGF снижается перед началом клинических проявлений преэклампсии, делая это соотношение важным индикатором ранней диагностики и прогнозирования этого осложнения [1, 13].

В настоящем исследовании было изучено соотношение sFlt-1 к PlGF, согласно которым было установлено, что что в группе беременных женщин с ПД на сроке 26-30 недель гестации данный показатель составил в среднем до 176,20 раза (р < 0,001), а в группе беременных женщин с ПД на сроке гестации 32-40 недель в среднем до 233,62 раза (р < 0,001) против показателей контрольных группы женщин с физиологическим течением беременности (26-30 недель – 9,73±0,51 пг/мл и 32-40 недель – 7,43±0,39 пг/ мл) (рис. 2).

 

Рисунок 2. Соотношение содержания sFlt-1/PlGF в группах обследованных беременных женщин с разными сроками гестации (пг/мл)

Примечание. * – достоверно по сравнению с данными контрольной группы (* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001).

Figure 2. Ratio of sFlt-1/PlGF levels in groups of examined pregnant women at different gestational ages (pg/mL)

Note. *, statistically significant compared to the control group data (*, р < 0.05; **, р < 0.01; ***, р < 0.001).

 

Полученные результаты свидетельствуют о том, что повышенное содержание растворимой sFlt-1 и одновременное понижение уровней VEGF-А и PlGF у беременных женщин на сроках гестации 26-40 недель может предвещать развитие осложнений беременности, включая преэклампсию и задержку роста плода, увеличить риск преждевременного родоразрешения из-за нарушений плацентарного кровотока и дефицита кислорода для плода, привести к ухудшению микроциркуляции, а недостаточные уровни VEGF-А и PlGF могут способствовать дисфункции эндотелия сосудов, что также может способствовать развитию гестоза.

Таким образом, изученные ангиогенные и антиангиогенные факторы роста сосудов являются важными показателями и могут служить маркерами для прогнозирования осложнений беременности для активного медицинского вмешательства в поддержании здоровья как матери, так и ребенка.

Выводы

1. Установлено достоверное снижение сывороточной концентрации VEGF-А в группах беременных женщин с ПД со сроком гестации 26-40 недель.
2. Выявлено значимое снижение уровня PlGF в сыворотке периферической крови в группах беременных женщин с ПД со сроком гестации 26-40 недель.
3. Определено достоверное повышение синтеза сывороточного sFlt-1 в группах обследованных беременных женщин с ПД со сроком гестации 26-40.
4. Установлен выраженный дисбаланс соотношения sFlt-1 к PlGF в группах беременных женщин с ПД в сыворотке периферической крови.

About the authors

Z. Sh. Azizova

Institute of Human Immunology and Genomics of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: zuhra_0203@list.ru

PhD (Biology), Senior Research Associate

Uzbekistan, Tashkent

G. Z. Eshimbetova

Center for the Development of Professional Qualifications of Medical Workers

Email: zuhra_0203@list.ru

PhD, MD (Medicine), Professor

Uzbekistan, Tashkent

D. M. Zhuraeva

Institute of Human Immunology and Genomics of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: zuhra_0203@list.ru

Independent Applicant

Uzbekistan, Tashkent

References

Supplementary files