Synthesis of cytokines during physiological pregnancy

Full Text

Введение

Беременность – физиологический процесс, во время которого действуют особые механизмы, регулирующие взаимоотношения между аллогенными организмами. Благодаря наличию комплекса иммунологических механизмов, действующих начиная с самых ранних сроков беременности, материнский организм не отторгает эмбрион, который является по сути полуаллогенным трансплантатом, обладающим продуктами отцовских генов – уникальными дифференцировочными антигенами [1, 2, 3]. Специфическая перестройка материнского организма, обеспечивающая нормальное развитие и выживание плода, сопровождается морфологическими и функциональными изменениями в иммунной системе беременной [4, 5]. Одна из важнейших физиологических функций цитокинов в организме – регуляция эмбриогенеза, закладка и развитие органов иммунной системы. Они обеспечивают процесс межклеточной кооперации, способствуя пролиферации, дифференцировке, активации и гибели лимфоидных клеток, а также процессы гемопоэза, ангиогенеза, нейроиммуноэндокринных взаимоотношений [6, 7, 8].

Среди диагностических показателей представляет интерес оценка цитокинового статуса при физиологически протекающей беременности, поскольку изменения сывороточной концентрации цитокинов, обладающих многочисленными биологическими эффектами, способны быть индикаторами системных иммунных расстройств и патологии беременности [9, 10, 11].

Целью данного исследования явилось изучить сывороточную концентрацию провоспалительных (IL-1β, IL-6, TNFα, IFNγ) и противовоспалительных (IL-4, IL-10) цитокинов в динамике физиологически протекающей беременности.

Материалы и методы

У 94 женщин с физиологически протекающей беременностью, находившихся на учете консультативной поликлиники № 26 г. Ташкента, проводили изучение уровня сывороточных цитокинов. Возраст беременных женщин колебался от 21 до 37 лет, составляя в среднем 26,3±1,5 года. При составлении групп по триместрам беременности было выявлено, что у 35 женщин был I триместр беременности; у 31 – II триместр и у 28 женщин – III триместр беременности. Контрольную группу оставили 30 практически здоровых небеременных женщин, которые были сопоставимы по возрасту.

Уровень цитокинов 1β, IL-6, TNFα, IFNγ, IL- 4, IL-10 определяли в сыворотке периферической крови с помощью набора реагентов производства ООО «Цитокин» (Санкт-Петербург, Россия) методом ИФА по предложенной производителем инструкции. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью t-критерия Стьюдента, используя стандартный пакет статистических программ Windows 2000.

Результаты и обсуждение

Результаты проведенных исследований показали, что при физиологически протекающей беременности имеет место однонаправленное изменение концентрации про- и противовоспалительных цитокинов на протяжении всего периода гестации (табл. 1). Максимальное напряжение основных регуляторных систем организма происходит в первом триместре беременности, где выявлено достоверное повышение уровня всех исследованных цитокинов. Уровень IL-1β повышался в первом триместре беременности в 7,8 раза (p < 0,01). Второй и третий триместр характеризовался дальнейшим повышением этого интерлейкина в периферической крови, уровень которого максимально повышался в 8,6 раза в третьем триместре (p < 0,001).

 

ТАБЛИЦА 1. ЦИТОКИНЫ ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ПРОТЕКАЮЩЕЙ БЕРЕМЕННОСТИ (M±m)

TABLE 1. CYTOKINES DURING PHYSIOLOGICAL PREGNANCY (M±m)

Цитокины Cytokines	Контрольная группа Control group	Сроки гестационного периода Gestational period
		I триместр I trimester	II триместр II trimester	III триместр III trimester
IL-1β	21,5±2,2	168,0±8,9*	183±15*	185,0±19,0*
IL-4	20,9±2,4	230,0±6,5*	190,0±17,4*	140,0±18,4*1, 2
IL-6	22,8±2,5	41,3±2,3*	78,2±3,6*1	54,4± 2,9*1, 2
IL-8	16,3±1,9	104,0±3,7*	29,8±1,7*1	19,5±1,9*1, 2
IL-10	13,7±0,8	42,6±2,9*	38,5±2,5*	39,8±2,0*
TNFα	25,6±2,3	36,8±2,4*	39,4±2,4*	48,3±3,1*2
IFNγ	18,7±2,7	29,1±2,5*	26,8±2,5*	31,4±2,4*2

Примечание. * – значения достоверны по отношению к группе небеременных. *¹ – значения достоверны по отношению к I триместру беременности. *² – значения достоверны по отношению ко II триместру беременности (p < 0,05-0,001).

Note. *, values are reliable in relation to the non-pregnant group. *¹, values are reliable in relation to the first trimester of pregnancy. *², values are reliable in relation to the second trimester of pregnancy (p < 0.05 -0.001).

 

Полученные нами данные свидетельствуют, что в первом триместре беременности продукция противовоспалительного цитокина IL-4 резко возрастает. Так, уровень IL-4 превышал значения контрольной группы в 11 раз – 230±6,5 пкг/ мл против значений небеременных женщин 20,9±2,4 пкг/мл, p < 0,001 (рис. 1).

 

Рисунок 1. Уровень про- и противовоспалительных цитокинов, пг/мл

Figure 1. Level of pro- and anti-inflammatory cytokines, pg/mL

 

Во втором триместре беременности уровень IL-1β повысился до 183±15 пкг/мл (p < 0,001), оставаясь в 8,5 раза выше значений небеременных женщин и в III триместре – до 185±19,0 пкг/ мл, p < 0,001. При анализе продукции IL-4 выявлено постепенное снижение уровня без скачка во втором триместре беременности, но также оставаясь повышенным почти в 7 раз по сравнению с группой небеременных женщин: 190±17,4 пкг/ мл, 140±18,4 пкг/мл соответственно против 20,9±2,4 пкг/мл, p < 0,001.

Вполне вероятно, что усиление продукции цитокинов периферическими моноцитами отражает общий характер их активации, но не способствует развитию воспалительного ответа. Возможно, при беременности активированные периферические моноциты развивают реакции, в большей степени направленные на сдерживание воспаления, чему способствует высокий уровень продукции IL-4 и IL-10 (42,6±2,9 пкг/ мл, 38,5±2,5 пкг/ мл и 39,8±2,8 пкг/мл в I, II и III триместрах беременности соответственно против 13,7±0,8 пкг/мл в группе небеременных, p < 0,01). Известно, что IL-4 блокирует синтез IL-1 и участвует в дифференцировке клеток в синергизме с IL-5 и IL-12 [5, 7, 9]. Интерлейкин-4 синтезируется активированными Th2, что свидетельствует о включении иммунных реакций материнского организма, связанных с Th2-зависимым путем. По современным представлениям, физиологическое развитие беременности сопровождается смещением системного иммунного ответа в сторону Th2-доминирования, что ослабляет и подавляет неблагоприятные клеточноопосредованные реакции материнского организма в отношении плода [5, 9].

Полученные результаты подтверждают данные других авторов, выявивших повышение уровня IL-4 и IL-10 в первую половину беременности [1, 3].

Как известно, IL-10 является многофункциональным цитокином, регулирующим функцию не только Т-клеток, но и моноцитов/макрофагов и NK [4, 5]. Недавно было показано, что IL- 10 продуцируется регуляторными CD4⁺CD25⁺ лимфоцитами. Супрессорное воздействие его на клетки реализуется различными путями: непосредственным подавлением выработки провоспалительных цитокинов, угнетением экспрессии антигенпрезентирующих молекул и через индукцию синтеза IL-1ra [7, 8].

Интерес большинства ученых, занимающихся иммунологией репродукции, долгое время был сконцентрирован на проблеме Th1/Th2-шифта при беременности. В настоящее время уже нет сомнений в том, что усиление реакций Th2-типа не является основным механизмом иммунорегуляции во время беременности [9, 10].

Однако большинство исследователей считают момент усиления влияния цитокинов Th2-типа важным фактором в поддержании иммунологического равновесия при беременности [7, 11]. Мы придерживаемся их мнения.

Как видно из рисунка 2, наступление беременности характеризуется практически одинаковым уровнем увеличения IL-6 (в 1,5 раза) и IFNγ (в 1,6 раза) в первом триместре беременности: 41,3±2,3 пкг/мл и 29,1±2,5 пкг/мл против значений группы небеременных женщин – 27,9±2,5 пкг/мл и 18,7±2,7 пкг/мл соответственно, p < 0,01.

 

Рисунок 2. Уровень IL-6 и IFNγ в динамике физиологической беременности, пг/мл

Figure 2. IL-6 and IFNγ levels in the dynamics of physiological pregnancy, pg/mL

 

Но в дальнейшем секреция этих цитокинов в процессе гестации имеет разнонаправленные значения. Так, уровень IL-6 во втором триместре достоверно повышался относительно начального периода гестации – 78,2±3,6 пкг/мл (p < 0,05), а в третьем триместре значительно снизился, оставаясь, однако, повышенным относительно контрольных значений – 22,8±2,5 пкг/мл, (p < 0,05).

А секреция IFNγ во втором триместре несколько снизилась – 26,8±2,5 пкг/мл- относительно первого триместра, а затем повысилась практически до значений первого триместра – 31,4±2,4 пкг/мл.

IL-8 продуцируется различными типами клеток и играет неодназначную роль при беременности, являясь с одной стороны провоспалительным, а с другой – защитным цитокином, обеспечивающим ангиогенез и защиту плацентарных оболочек. Наши данные показали резкое увеличение уровня этого цитокина с наступлением беременности – 104,6±4,7 пкг/мл по сравнению с небеременными – 16,3±1,9 пкг/ мл, p < 0,001. По-видимому, высокое содержание IL-8 связано не только с иммунокомпетентными клетками, а с другими продуцентами IL-8, такими как эндотелиоциты, фибробласты и др. [9].

С прогрессированием беременности уровень IL-8 в III триместре приблизился к значениям небеременных женщин (p < 0,01).

Динамика изменений концентрации TNFα, запускающего каскад провоспалительных цитокинов, обнаруживала следующие особенности. В начале гестационного процесса уровень TNFα повышался в 1,2 раза по сравнению с аналогичным показателем вне беременности (p < 0,05). Во втором триместре наблюдалось дальнейшее повышение уровня TNFα (p < 0,05), максимальное значение которого было зафиксировано в третьем триместре (p < 0,01). Повышенный уровень TNFα, вероятно, необходим для поддержания выработки других провоспалительных цитокинов, в том числе IL-1β.

 

Рисунок 3. Уровень IL-8 и TNFα в динамике физиологической беременности, пг/мл

Figure 3. IL-8 and TNFα levels in the dynamics of physiological pregnancy, pg/mL

 

Заключение

Таким образом, содержание классических провоспалительных цитокинов, повышаясь в ранние сроки гестации, либо сохранялось во второй половине беременности на прежнем уровне (IFNγ, TNFα) на фоне повышения противовоспалительных цитокинов (IL-4, IL-10), которые играют важную роль в реализации противовоспалительных реакций, либо достоверно повышалось, что свидетельствует о формировании своеобразной формы иммунной толерантности периферического типа, направленного на сохранение генетически чужеродного плода. Увеличение в сыворотке крови уровня провоспалительных цитокинов IL-1β, TNFα, IFNγ в третьем триместре позволяет констатировать состояние повышенной активации иммунокомпетентных клеток в первом триместре беременности в ответ на рост антигенной нагрузки со стороны плода. Одновременное повышение в первом триместре уровня IL-4 и IL-10 отражает влияние фактора, ограничивающего системную активацию материнского организма путем ингибирования усиленной продукции провоспалительных цитокинов. Данное состояние постепенно нормализуется во второй половине гестационного процесса, обеспечивая адекватное развитие плода и успешное вынашивание беременности.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что на уровне цитокиновой сети существуют механизмы фетопротекции, нарушение которых может быть причиной невынашивания, особенно в критические периоды развития беременности.

About the authors

B. Z. Khamdamov

Bukhara State Medical University

Email: nozam91@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Faculty and Hospital Surgery

Uzbekistan, Bukhara

D. O. Turdyeva

Bukhara State Medical University

Email: nozam91@mail.ru

Independent Research

Uzbekistan, Bukhara

N. B. Rustamova

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

Author for correspondence.
Email: nozam91@mail.ru

Basic Doctoral Student (PhD)

Uzbekistan, Tashkent

References

Supplementary files