Милованов А.П.

Лаборатория патологии женской репродуктивной системы НИИ морфологии человека РАМН, Москва

Волощук И.Н.

Кафедра акушерства, гинекологии и перинатологии Первого Московского медицинского государственного университета им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия

Депортированный синцитиотрофобласт и плацентарные микрочастицы в организме матери при нормальной беременности и преэклампсии (28 лет спустя)

Журнал: Архив патологии. 2017;79(1): 61-67

Просмотров : 18

Загрузок : 2

Как цитировать

Милованов А. П., Волощук И. Н. Депортированный синцитиотрофобласт и плацентарные микрочастицы в организме матери при нормальной беременности и преэклампсии (28 лет спустя). Архив патологии. 2017;79(1):61-67. https://doi.org/10.17116/patol201779161-67

Авторы:

Милованов А.П.

Лаборатория патологии женской репродуктивной системы НИИ морфологии человека РАМН, Москва

Все авторы (2)

В акушерстве и плацентологии до сих пор остаются загадочными клеточные и субклеточные элементы эпителия ворсин, выявляемые в венозной крови, оттекающей из матки. Они обозначаются различными терминами: депортированный синцитиотрофобласт (англ.: DSTB), изолированные или свободные симпласты, многоядерные агрегаты, плацентарные микрочастицы и даже плацентарный «мусор». Общими их свойствами являются отделение с поверхности ворсин, депортация в омывающую материнскую кровь, проникновение через венозные коллекторы матки в нижнюю полую вену, правый отдел сердца, магистральные легочные сосуды и, наконец, в капиллярную сеть легких. При оценке дальнейшей судьбы и роли плацентарных депортантов, главным образом многоядерных агрегатов, или свободных симпластов, использовали лишь догадки и предположения. В 1989 г. мы опубликовали статью, посвященную свободным симпластам в межворсинчатом пространстве плацент на 6—14-й неделе нормально протекающей беременности. Представлено подробное описание депортированного синцитиотрофобласта [1]. В течение последующих 10 лет появились лишь отдельные работы по многоядерным агрегатам [2—5].

В первое десятилетие XXІ века интерес акушеров к плацентарным депортантам резко возрос, поскольку появилась возможность выявлять и оценивать их количество в венозной крови с помощью проточной цитометрии и иммуномаркеров. Чаще всего используются антитела к компонентам синцитиотрофобласта, таким как С8 (цитокератин 8), PLAP (плацентарная щелочная фосфатаза) и другие маркеры. Мощными стимулами к изучению плацентарных депортантов стали работы о роли производных синцитиотрофобласта в качестве триггеров возникновения преэклампсии [2, 6, 7]. Появились обзоры о плацентарных депортантах и их роли в патогенезе преэклампсии [8—10]. Однако большинство авторов склонны рассматривать проблему депортированного синцитиотрофобласта в целом, без необходимой дифференцировки на микроскопически различимые объекты и мельчайшие наночастицы. В связи с этим один из последних обзоров [11] носит характерное название «Важен ли размер плацентарного «мусора» в патофизиологии преэклампсии?».

Депортированный синцитиотрофобласт (ДС, англ.: Trophoblast deportation, DSTB)

Впервые многоядерные клетки внутри просветов легочных капилляров наблюдал немецкий патолог G. Schmorl (1893) у 14 из 17 женщин, умерших от эклампсии [12]. Он назвал их «plazentarzellen», подчеркивая плацентарную природу многоядерных агрегатов. Эти клетки были обнаружены в легких женщин и при нормально протекающей беременности, но в большем количестве — в случаях эклампсии. В последующие годы ДС находили в легких матерей на разных сроках неосложненной беременности [13, 14]. ДС представляет собой округлое, жизнеспособное образование диаметром от 100 до 20 мкм, отделившееся от эпителия ворсин. Снаружи оно покрыто щеточной каймой, повторяя структуру поверхностного слоя синцитиотрофобласта. Сохранные микроворсинки в составе ДС обеспечивают иммуноинертность многоядерных агрегатов и препятствуют свертыванию окружающей материнской крови. Под микроворсинками видна полоска общей цитоплазмы и в центре — 6—20 сближенных ядер. Надежными отличительными признаками ДС являются их размеры, изоляция от синцитиотрофобласта, отсутствие базального слоя, элементов стромы и ворсинчатого цитотрофобласта. С помощью сканирующей электронной микроскопии мы наблюдали этапы последовательного истончения участка синцитиотрофобласта, соединяющего ДС с эпителием ворсин, и отрыва ДС в межворсинчатое пространство [1, 5]. Типичные симпласты встречаются вдали от ворсин, непосредственно в просветах венозных коллекторов плацентарной площадки. В 1999 г. опубликована работа [4], авторы которой в крови из маточных вен, взятой во время кесарева сечения, обнаружили типичные по строению многоядерные агрегаты, такие же как в межворсинчатом пространстве. Эти данные приведены потому, что отдельные морфологи считают ДС артефактами — срезами макушек извитых ворсин, с чем мы категорически не согласны. Интересны попытки подсчитать суточный выход ДС из плаценты в легкие женщин при неосложненной беременности. По данным F. Ikle [14], в сутки в организм матери попадает около 100 000 многоядерных депортантов. В руководстве по патологии плаценты K. Benirschke и P. Kaufmann [15] указали, что суточное количество ДС составляет 2—3 г. Эти интересные цифры требуют подтверждения. Существует несколько гипотез происхождения ДС и их роли в материнском организме.

Во-первых, до сих пор многие авторы считают ДС исходом локального повреждения (дегенерации) или старения синцитиотрофобласта, выстилающего слоя ворсинчатого дерева, омываемого материнской кровью. Это косвенно подтверждается наличием даже в нормальных по структуре плацентах микродефектов синцитиотрофобласта, замещенных иммуноинертным фибриноидом. Сейчас данная гипотеза в большей степени относится к происхождению плацентарных микрочастиц, которые рассматриваются ниже.

Во-вторых, ДС, несущий наполовину антигены отца, имеет важное значение в развитии иммунологической толерантности матери к развивающемуся плоду [16], в частности, фагоцитоз плацентарных депортантов материнскими макрофагами меняет фенотип этих клеток в сторону избыточной секреции противовоспалительных цитокинов [17].

В-третьих, по нашему мнению, ДС — это особый, «упакованный» вид физиологического транспорта плацентарных гормонов, факторов роста и других белков для реализации их прямого действия на эндотелий легочных капилляров беременных женщин. Это подтверждается высокой иммуноэкспрессией антител к β-субъединице хорионического гонадотропина (ХГ) человека в свободных симпластах [1, 5]. Будучи намного больше диаметра легочного капилляра, ДС блокируется в эндотелиальной «ловушке» легких. Известно, что масса эндотелиоцитов составляет 30% всей клеточной массы легких и они выполняют роль мощного фильтра, освобождающего венозную кровь от серотонина (сильный вазоконстриктор и агрегант тромбоцитов), превращают ангиотензин І в ангиотензин ІІ. Воздействие на рецепторы легочных эндотелиоцитов стимулирует биосинтез оксида азота (NO), простациклина, простагландина (PGE2) и активатора плазминогена (PAI-1) [18—20]. С учетом этих данных постоянное проникновение в концентрированном виде плацентарных гормонов и белков в эндотелий капилляров легких имеет важное физиологическое значение, хотя детали этого процесса еще не полностью расшифрованы. Так, известно, что ХГ поддерживает функцию желтого тела яичника и во многом способствует гестационной перестройке женского организма. Кроме того, этот гормон способствует цитотрофобластической инвазии и формированию маточно-плацентарных артерий, усиливая гемохориальный обмен между матерью и плодом [21]. В 2010 г. опубликована работа [22], в которой в легких женщин, умерших от тяжелых травм на разных сроках беременности, обнаружены многоядерные комплексы синцитиотрофобласта, в них с помощью иммуногистохимической TUNEL-реакции подтвержден апоптоз. Вероятно, апоптотический распад этих многоядерных агрегатов и высвобождение плацентарных биопродуктов с их воздействием непосредственно на легочный эндотелий — существенная и важная реакция как для формирования гестационной доминанты, так и для дальнейшего развития беременности, в частности необходимость возрастающей вазодилатации сосудов большого круга кровообращения, сохранения их эндотелиального покрова и поддержания противотромботического эффекта (см. рисунок).

Роль плацентарных депортантов при физиологической беременности и преэклампсии. а — депортированный синцитиотрофобласт; б — плацентарные микрочастицы; в — плацентарные наночастицы.

Следовательно, опубликованная 28 лет назад наша гипотеза о том, что свободные синцитиальные симпласты не продукты дегенерации, а особый вид транспорта плацентарных продуктов в капиллярную сеть легких, получила подтверждение. Сейчас появились новые фактические данные и о том, что эти депортанты являются высокоспециализированными переносчиками плацентарных биопродуктов (их список будет пополняться) для прямого воздействия на массив легочного эндотелия, а через него — на многие системы материнского организма.

Плацентарные микрочастицы (ПМЧ, англ.: Trophoblast debris, MDSTB)

ПМЧ существенно отличаются от ДС своими минимальными размерами (от 100 до 1000 нм) и примитивным строением. Если при нормально протекающей беременности эпителий ворсин отделен от материнских эритроцитов и тромбоцитов упорядоченным слоем микроворсинок синцитиотрофобласта, то в условиях патологии количество микроворсинок уменьшается, они утрачивают ритмичность распределения, четкую цилиндрическую форму, т. е. оптимальные свойства пограничного слоя между материнской кровью и эпителием ворсин. ПМЧ — это отделившиеся апикальные части щеточной каймы, продукты ее вакуольной трансформации, которые попадают в омывающую материнскую кровь. Утратив анатомическую связь с синцитиотрофобластом и не обладая поверхностными защитными микроструктурами, как ДС, они подвергаются некрозу и пассивно с током венозной крови достигают легочных капилляров, легко их проходят, попадая в артериальную кровь, циркулирующую по большому кругу кровообращения (см. рисунок). Большинство работ, посвященных ПМЧ, основаны на результатах проточной иммуноцитометрии, где, помимо частиц щеточной каймы синцитиотрофобласта, встречаются и другие плацентарные производные, в частности одноядерный цитотрофобласт, ядерные (ДНК и РНК) фрагменты и наночастицы [9—11]. Ворсинчатый цитотрофобласт в норме находится под непрерывным слоем синцитиотрофобласта и поэтому не контактирует с материнской кровью. Предполагается, что при локальных дефектах эпителия ворсинчатый цитотрофобласт обнажается, десквамируется и попадает в венозную кровь. Другая версия — в крови обнаруживаются элементы внутрисосудистого цитотрофобласта из преформированных спиральных артерий откуда они могут попасть в межворсинчатое пространство и затем в венозную кровь матери. Каков их удельный объем в плацентарном «мусоре» — этот вопрос остается открытым [10]. Большинство микроскопических частиц — это безъядерные фрагменты синцитиотрофобласта, которые выявляются в венозной крови матки при неосложненной беременности и в увеличенном количестве у женщин с преэклампсией [8]. По данным A. Orozco и соавт. [23], в одном миллилитре плазмы с помощью проточной цитометрии с использованием PLAP в качестве маркера у здоровых беременных женщин обнаружено в I триместре 9,3∙106/мл, во II — 18,3∙106/мл и в III — 23,0∙106/мл микрочастиц синцитиотрофобласта. Подобная динамика количества микрочастиц отражает, вероятно, процессы старения или очаговой деструкции поверхности ворсинчатого дерева, увеличивающейся к концу беременности до 10—12 м2. Микрочастицы, попавшие в системную циркуляцию крови, взаимодействуют с материнскими макрофагами путем продукции ими цитокина IL-10 [24]. В дальнейшем показано, что in vitro микрочастицы синцитиотрофобласта вызывали активизацию моноцитов в крови матери с помощью продукции более широкого спектра цитокинов IL-6, -8, -1β в крови, взятой у женщин не только при нормально протекающей беременности, но и при преэклампсии [25]. Постепенно сформировалось мнение, что фагоцитоз некротизированных ПМЧ провоцирует системный воспалительный ответ [26, 27] (см. рисунок).

Плацентарные наночастицы (ПНЧ, nanovesicles или экзосомы)

Наночастицы, нановезикулы — это мельчайшие структуры в диапазоне 20—120 нм, которые имеют многообразные функции [28]: 1) представляют собой обрывки разнообразных мембран, цитозольных белков, мессенджеров и влияют на физиологию клеток-мишеней; 2) участвуют в регуляции и патологии гемостаза, тромбоза, воспаления, иммунных взаимодействий и ангиогенеза; 3) повышенные уровни наночастиц в циркулирующей крови выявляются при разнообразных заболеваниях человека, включая атеросклероз, ишемическую болезнь сердца, гематологические и воспалительные заболевания, диабет, а также преэклампсию [28]. Приступая к изучению плацентарных наночастиц, по выражению P. Redman [11], «мы вступаем в terra incognita», поскольку для их выявления и объективной оценки изменений требуются современные нанотехнологии. Отдельные авторы среди ПНЧ выделяют депортированные наночастицы размером порядка 500—50 нм [11]. Их трудно наблюдать и верифицировать в электронном микроскопе, так как они представлены нановезикулами мембран с поверхности щеточной каймы синцитиотрофобласта, материнских тромбоцитов и другими клеточными фрагментами. Наночастицы легко проходят легочные капилляры, попадая в периферический кровоток матери (см. рисунок). Среди ПНЧ важную роль играют экзосомы, представляющие собой покрытые мембраной нановезикулы, содержащие компоненты цитоплазмы синцитиотрофобласта. Показано, что плацентарные экзосомы оказывают широкий спектр иммуносупрессивного действия, в том числе они подавляют активность Т-лимфоцитов матери in vitro [8, 29]. Использование новых технологий анализа наночастиц позволит в дальнейшем выделить их долю в составе ПМЧ.

Возможности анализа ДС и ПМЧ

Изучение плацентарных депортантов — достаточно сложный процесс, что определяется их размерами: 1) ДС различимы в обычном световом микроскопе, располагаются в межворсинчатом пространстве и в устьях венозных коллекторов матки. При использовании специальных маркеров выявляются в центрифугатах периферической и маточной венозной крови с помощью проточной цитометрии; 2) ПМЧ размером от 1000 до 100 нм видны под иммерсией в световом микроскопе или в электронном трансмиссионном микроскопе, а также с помощью проточной иммуноцитометрии (нижний предел около 300 нм); 3) при исследовании ПНЧ (размер от 500 до 50 нм) требуются специальные методы нанометрии [28, 30]. В настоящее время для выявления элементов депортированного трофобласта, кроме проточной цитометрии, используют FISH-метод, магнитный сортинг с различными антителами [31].

ДС и ПМЧ в патогенезе преэклампсии

Преэклампсия остается серьезной медико-социальной проблемой во всем мире, являясь одной из основных причин материнской и перинатальной заболеваемости и смертности [32].

В развитии преэклампсии ведущую роль играют нарушение инвазии трофобласта, недостаточность маточно-плацентарного кровотока и ишемия плаценты. Предполагается, что при преэклампсии изменяется баланс между программами пролиферации и апоптоза в эндотелиальных клетках, цито- и синцитиотрофобласте, что приводит в итоге к развитию плацентарной ишемии и преэклампсии [33—35].

Процессы клеточного обновления в плаценте при преэклампсии изучены недостаточно, сведения часто противоречивы. Часть авторов указывают на повышенную экспрессию маркеров клеточной пролиферации [36] и антиапоптоза в плаценте при преэклампсии на фоне снижения проапоптотических показателей [37, 38]. Другие исследователи зарегистрировали активацию программ апоптоза в трофобласте в сочетании с неизменной или сниженной экспрессией показателей антиапоптоза [39, 40] и клеточной пролиферации [41].

Несмотря на то что впервые ДС обнаружен в легких женщин, умерших от эклампсии [12], причинная связь его с возникновением этого тяжелого акушерского осложнения пока не доказана. По мнению M. Johansen и соавт., не выявлено четкой корреляции между количеством ДС в венозной крови и тяжестью преэклампсии, а также степенью структурных изменений плаценты [4]. Представленные выше данные убеждают в том, что ДС — это физиологическая реакция синцитиотрофобласта плаценты, необходимая для развития и завершения беременности. В дальнейшем ДС подвергается апоптозу, не вызывая системной воспалительной реакции [42, 43] (см. рисунок). Иная ситуация складывается в отношении роли ПМЧ как триггера преэклампсии. Во многих работах подчеркивается, что ПМЧ — это некротизированные микрочастицы, которые легко проникают в периферический кровоток матери и, будучи чужеродным белком с отцовскими антигенами, вызывают системную воспалительную реакцию посредством местной гиперпродукции цитокинов и активизации эндотелия [19, 27, 42], который избыточно секретирует TGF β1. Фактически речь идет о первых признаках системного эндотелиоза. Трудности выявления по этим признакам инициальных стадий преэклампсии объясняются постепенным, количественным накоплением плацентарных депортантов в материнском организме при отсутствии качественных скачков в уровне цитокинов. Так, если при нормальном течении беременности ПМЧ выявляются в периферической венозной крови матери в количестве 16 нг/мл, то при раннем выявлении преэклампсии — 41 нг/мл, а при поздней ее симптоматике — 50 нг/мл [44]. В количественном исследовании, проведенном A. Orozco и соавт., ПМЧ у женщин с поздней преэклампсией общее количество депортантов, меченных PLAP-маркером, достигло 65,8∙106/мл, что почти в три раза выше, чем в IІІ триместре у здоровых беременных женщин [45]. По данным S. Lau и соавт., в эксперименте самкам крыс линии Вистар хирургическим путем вводили устройство для контроля артериального давления крови и постоянный венозный катетер. После выздоровления животных спаривали и с 6-го дня беременности крысам проводили ежедневные инъекции ПМЧ. В результате у беременных крыс зарегистрировано достоверное повышение артериального давления в сравнении с контрольными беременными животными [46].

Преэклампсия является осложнением беременности, в генезе которого важное значение имеет активация коагуляции. В проведенном недавно исследовании C. Gardiner и соавт. оценивали параметры системы гемостаза в крови, оттекающей от материнской части плаценты у здоровых беременных, а также у женщин с преэклампсией при кесаревом сечении. Авторы указывают, что ПНЧ стимулировали образование тромбина и тканевого фактора. Поскольку у пациенток с преэклампсией происходит увеличение количества ПНЧ, то при данном осложнении беременности наблюдаются и нарушения в системе гемостаза [47].

F. Shen и соавт. исследовали воздействие трофобластического «мусора» на эндотелиальные клетки. Активацию эндотелиальных клеток количественно оценивали путем адгезии ICAM-1 и U937 к эндотелиальным клеткам. Также измеряли уровни IL-1β, прокаспазы-1 и активной каспазы-1 в трофобластическом «мусоре». Уровни ICAM-1 и U937 адгезии эндотелиальных клеток были значительно увеличены после воздействия на эндотелиальные клетки трофобластического «мусора», выделенного из сыворотки крови, полученной из плацент беременных с преэклампсией. Также уровни IL-1β, прокаспазы-1 и активной каспазы-1 были значительно увеличены в трофобластическом «мусоре», полученном из плацент беременных с преэклампсией. Эти результаты доказывают, что трофобластический «мусор», произведенный плацентой беременных с преэклампсией, может активировать эндотелий [48].

Следовательно, имеющиеся на сегодня данные о ПМЧ предположительно объясняют появление первых клинических признаков преэклампсии, в частности эндотелиоза, системной воспалительной реакции и повышения артериального давления. По мнению C. Redman и соавт. [11], патогенез преэклампсии следует условно разделить на два этапа: гипоксические изменения в плаценте, обусловленные недостаточной ее перфузией из-за неполной гестационной перестройки радиальных маточных артерий, что влечет за собой нарастающий выброс плацентарных депортантов (ПМЧ и ПНЧ) в кровеносное русло матери; второй этап — реализация системного ответа материнского организма на некротизированные микро- и наночастицы. На очереди выяснение причинно-следственных связей плацентарных наночастиц и патогенеза преэклампсии.

Нерешенные вопросы

В проблеме депортации плацентарных компонентов много вопросов. До настоящего времени не определена четко судьба многоядерных агрегатов в легочных капиллярах. Возможно, они, распадаясь путем апоптоза, высвобождают мембранный и ядерный материалы и своими остатками пополняют объем ПМЧ? Каков количественный порог микро- и наночастиц, выявляемых в венозной крови при нормальной беременности и необходимых для возникновения симптоматики преэклампсии? Можно ли сейчас обозначить «полезные» и «вредные» ПМЧ? Много вопросов возникает по выявлению и определению патологического влияния плацентарных наночастиц [49]. Этот перечень можно пополнить другими столь же важными вопросами.

Заключение

С момента первых публикаций [1, 5], в последующие 28 лет, следует констатировать очевидный прогресс в изучении плацентарных депортантов. Если рассматривать их в рамках репродуктивной системы мать—плацента—плод, то речь идет о значительном и постоянном потоке сигнальных белков по типу обратной связи в сегменте плацента—материнский организм. Поражают диапазон размеров и структурное разнообразие депортантов: от крупных многоядерных агрегатов, одноядерных клеток до субклеточных и мембранных частей синцитиотрофобласта, а также наночастиц. Их следует разделить на три типа. Первый — депортированный синцитиотрофобласт — многоядерные комплексы, несущие в своем составе ядерный материал и плацентарные гормоны для реализации прямого физиологического воздействия на эндотелий легочных капилляров, а через него — на многие системы матери. Второй тип — это плацентарные микрочастицы, свободно проникающие в большой круг кровообращения. Они вызывают гиперпродукцию цитокинов и системную воспалительную реакцию и, возможно, становятся триггерами развития преэклампсии. Третий — наночастицы. Дальнейшие перспективы изучения плацентарных депортантов связаны со стандартизацией методов их выявления и использованием комплексного подхода, в частности иммуногистохимии, проточной иммуноцитометрии, а также технологии анализа наночастиц.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail