Изучение факторов, способных индуцировать дисфункцию эндотелия, при преэклампсии

Преэклампсия (ПЭ) — специфическое осложнение беременности, характеризующееся повышением артериального давления (АД) и протеинурией после 20 нед гестации. Она осложняет 4—8% всех беременностей и является лидирующей причиной гибели матерей и детей в мире [1]. Важную роль в патофизиологии ПЭ играет воспалительный компонент [2], который проявляется активацией клеток иммунной системы по классическому пути с последующей активацией и нарушением функций эндотелия. Дисфункция эндотелия является ключевым фактором повышения АД и повреждения почек — основных симптомов ПЭ. К настоящему времени открыты многие иммунные и неиммунные факторы, способные прямо воздействовать на эндотелий, вызывая его дисфункцию, такие как фактор некроза опухолей альфа (ФНО-α), оксид азота [3]. Другие факторы опосредованно через повреждение плаценты и формирование микровезикул, попадающих в кровь, могут вызывать дисфункцию эндотелия [4]. Третьи факторы тормозят миграцию вневорсинчатого трофобласта [5], в результате чего нарушается ремоделирование спиральных артерий. Это ведет к развитию гипоксии в утероплацентарном пространстве — важного механизма развития ПЭ.

Экспериментальные модели ПЭ на животных свидетельствуют, что повышение АД и протеинурии, как ключевые показатели этой патологии, можно запустить различными способами. Например, активируя иммунную систему по классическому пути [6], блокируя оксид азота [7], активируя эндотелин 1, повышая антиангиогенные факторы [8], что, несомненно, отражает гетерогенную сущность П.Э. Однако вклад как внешних, так и внутренних факторов в развитие ПЭ до конца не ясен. В настоящее время идет накопление фактов, определяющих значимость тех или иных факторов в нарушении функции эндотелия при ПЭ.

Цель работы — изучение в сыворотке крови факторов иммунной и неиммунной природы, способных вызывать дисфункцию эндотелия при ПЭ.

На базе ГБУЗ НСО «Новосибирский городской клинический перинатальный центр» в 2014—2016 гг. обследованы 164 беременные женщины в III триместре гестации. Возраст женщин колебался от 21 года до 36 лет. Выделены три группы: 1-я группа — 60 пациенток с ПЭ средней степени тяжести (умеренная); 2-я группа — 49 пациенток с тяжелой преэклампсией; 3-я группа — 55 пациенток с нормально протекающей беременностью.

Обследование проводилось в соответствии с принципами Хельсинкской декларации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека». Все лица дали информированное согласие на обследование. Диагноз П.Э. ставился при сочетании повышенного АД (140/90 мм рт.ст. и выше) и протеинурии (300 мг/сут и выше), не обусловленной заболеванием почек. В основу диагностики ПЭ положена американская классификация [9] и МКБ-10.

У всех пациенток определяли в сыворотке крови уровень мочевой кислоты (МК), сывороточного железа, холестерола, триглицеридов с использованием стандартных наборов Biocon, Fluitest, Analyticon (Германия) соответственно на биохимическом анализаторе Architect 8000. Параллельно проводили общий анализ крови с вычислением лейкоцитарной формулы, определяли биохимические показатели: содержание общего белка сыворотки крови, общего билирубина, мочевины, глюкозы, активность аспартат-, аланинаминотрансферазы. Выполнялось ультразвуковое и допплерометрическое исследование. Определяли ФНО-α, интерлейкин (ИЛ)-8, -10, рецепторный антагонист интерлейкина-1 (ИЛ-1ра) методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием наборов тест-систем (ЗАО «Вектор Бест», Новосибирск). Лептин определяли с помощью наборов фирмы DBC Canada Inc., Leptin ELISA Kit, согласно инструкции фирм производителей.

Статистическую обработку результатов исследования проводили, вычисляя среднее арифметическое (М), ошибку среднего арифметического значения (m) и представляли в виде M±m. Различия между группами оценивали с помощью непараметрического U-критерия Манна—Уитни, достоверными считались результаты при р<0,05.

Изучение уровня МК в сыворотке показало его повышение при ПЭ средней степени тяжести в 1,5 раза, тогда как при тяжелой форме — в 2,2 раза по сравнению с контролем. Анализ индивидуальных показателей при этих формах ПЭ установил, что среди них можно выделить несколько подгрупп, свидетельствующих о гетерогенности данной патологии. По этому показателю мы условно выделили три подгруппы:

1) уровень МК от 250 до 300 мкмоль/л;

2) уровень МК от 300 до 400 мкмоль/л;

3) уровень МК выше 400 мкмоль/л.

Установлено, что среди пациенток с ПЭ средней степени тяжести показатели 1-й группы были у 19%, 2-й подгруппы — у 55%, 3-й подгруппы — у 26%, при тяжелой ПЭ — соответственно у 12, 24 и 64% (рис. 1).

Как видно на рис. 1, при нарастании степени тяжести ПЭ происходит уменьшение доли показателей 1-й и 2-й подгрупп с увеличением доли подгруппы с высокими показателями М.К. Следует особо отметить, что у пациенток 3-й подгруппы с показателями при уровне МК выше 400 мкмоль/л возможна ее кристаллизация и, как следствие, активация инфламмасом в эндотелии сосудов и в почках, обеспечивая тем самым еще большее повышение АД и повреждение почек. Вместе с тем можно отметить, что при умеренной ПЭ в 1-й подгруппе 7,35% имели нормальные показатели МК — 250 мкмоль/л. Но при тяжелой форме ПЭ женщин с такими показателями не было. Эти данные свидетельствуют, что при нарастании степени тяжести ПЭ происходит увеличение доли подгруппы с наиболее высокими показателями МК в 2,46 раза, уменьшение доли 2-й, промежуточной подгруппы в 2,29 раза и подгруппы с наименьшими показателями в 1,58 раза. Можно предполагать, что в 1-й подгруппе синтез МК заблокирован или происходит повышенный ее расход как антиоксиданта.

Выделение подгрупп важно по нескольким причинам:

1) для оценки степени тяжести ПЭ;

2) для выделения наиболее легкой подгруппы, где возможно пролонгирование беременности.

С этих позиций наиболее перспективной оказалась 2-я группа.

Работа с этими данными в клинических условиях показала, что для клинической характеристики течения ПЭ важен и другой показатель — скорость нарастания уровня М.К. Так, при измерении МК при поступлении в стационар и через сутки пребывания в отделении интенсивной терапии в некоторых случаях происходило повышение уровня МК за этот период на 20—30 мкмоль/л. Скорость нарастания уровня МК, несмотря на проводимую терапию, может быть дополнительным маркером к существующим для выбора тактики ведения беременных с П.Э. Параллельно отметим, что определение концентрации МК — один из немногих тестов, рекомендованных и внедренных в клиническую практику за рубежом для оценки возможных осложнений у матери и ребенка при ПЭ [10].

Показана также способность МК ослаблять миграцию вневорсинчатого трофобласта — ключевого патогенетического звена развития ПЭ [11]. При стабильных показателях МК, АД, протеинурии и отсутствии гипоксии плода на фоне терапии возможно пролонгирование беременности.

При нарастающем уровне МК, особенно выше 500 мкмоль/л, нужно отдать предпочтение родоразрешению. Следует особо отметить, что при высокой концентрации кристаллы МК могут дополнительно повреждать почки, являющиеся органом-мишенью при данной патологии. С этой точки зрения, анализ на определение уровня МК во многом уникален и не может быть заменен другим анализом.

Параллельно измеряли уровень сывороточного железа как мощного оксиданта. Это связано со следующими обстоятельствами:

1) МК является хелатором железа;

2) железо является активатором ксантиноксидазы — фермента, ответственного за последний этап синтеза МК из АТФ.

При нормально протекающей беременности в III триместре показатель сывороточного железа составлял около 14 мкмоль/л. При П.Э. средней степени тяжести уровень сывороточного железа повышался до 23 мкмоль/л, а при тяжелой ПЭ до 32 мкмоль/л (р<0,01 по сравнению с контролем). Индивидуальные показатели были гетерогенными и колебались от 10,8 до 59,3 мкмоль/л при умеренной ПЭ и от 16,0 до 62,7 мкмоль/л при тяжелой ПЭ (рис. 2).

Как и в случае с МК, мы выделили три подгруппы повышения уровня сывороточного железа:

1) уровень сывороточного железа 10—25 мкмоль/л;

2) уровень сывороточного железа 26—40 мкмоль/л;

3) уровень сывороточного железа выше 41 мкмоль/л.

Как видно на рис. 2, при умеренной ПЭ доля показателей 1-й подгруппы составляла 71%, 2-й подгруппы — 23%, 3-й подгруппы — 6%. При тяжелой ПЭ происходит увеличение в 4,7 раза доли подгруппы с высоким содержанием сывороточного железа (28%) за счет уменьшения доли подгрупп с низким (55%) и средним (17%) уровнем сывороточного железа. Анализируя полученные данные, можно говорить о нарушении обмена сывороточного железа при ПЭ. В качестве подтверждения данного положения можно привести результаты исследования [12], показавшие отложение железа в плаценте при П.Э. Следует отметить, что максимальные цифры сывороточного железа наблюдались при тяжелой ПЭ более часто, чем при ПЭ средней степени тяжести. Это позволяет связать повышение уровня сывороточного железа с тяжестью П.Э. Повышение уровня сывороточного железа знаменует увеличение его свободного пула за счет секвестрации железа под воздействием провоспалительных цитокинов, уровень которых повышен при ПЭ (см. таблицу), вследствие индукции окислительного стресса. Как известно, ПЭ характеризуется выраженным окислительным стрессом [13]. Множественность путей запуска этого стресса позволяет понять причину малоэффективности антиоксидантной терапии при ПЭ.

Как видно из таблицы, уровень ФНО-α напрямую связан с тяжестью П.Э. Известно, что ФНО-α способен повреждать как эндотелий сосудов, так и плаценту. Уровень другого провоспалительного цитокина ИЛ-8, являющегося хемоаттрактантом и активатором нейтрофилов, также был повышен при П.Э. Эти данные показывают, что нейтрофильное звено активировано при П.Э. Однако функциональная значимость ФНО-α и ИЛ-8 в связи с их полифункциональностью до конца не ясна. Был повышен уровень противовоспалительного цитокина ИЛ-1ра и менее значительно уровень ИЛ-10, и это повышение можно рассматривать как сдерживающий механизм нарастающему воспалению, что хорошо демонстрирует уровень ИЛ-1ра при тяжелой форме П.Э. Несомненно, что без этого сдерживающего механизма прерывание беременности происходило бы на более ранних сроках. Подтверждением этого является также повышение уровня лептина, снижающего токсическое действие ФНО-α.

Как видно из таблицы, уровень триглицеридов повышается при ПЭ и степень этого повышения связана со степенью тяжести ПЭ, уровень холестерола имел тенденцию к повышению. При П.Э. средней степени тяжести максимальный индивидуальный показатель по холестеролу составил 8,15 ммоль/л, в то время как при тяжелой ПЭ этот показатель достигал 12,25 ммоль/л. Холестерол является предшественником для синтеза прогестерона и стероидных гормонов в плаценте, надпочечниках. Возможно, это отражает напряжение адаптивных механизмов при данном осложнении беременности. Непосредственной причиной повышения уровня триглицеридов может являться гипоксия в утероплацентарном пространстве при ПЭ, при которой синтез триглицеридов повышается [14]. Повышенный уровень ФНО-α при данной патологии способен также изменить уровень липидов [15]. Нарушение соотношения липидов является одной из важных причин развития дисфункции эндотелия.

Наши данные согласуются с результатами авторов работы [16], рекомендующих комбинированное определение уровня липидов и МК в середине II триместра как возможного предиктора неблагоприятного исхода беременности. Мы использовали эту комбинацию для оценки степени тяжести ПЭ в III триместре беременности. Обобщая данные литературы и данные собственного исследования, мы предлагаем следующую схему участия неиммунных факторов — МК, сывороточного железа, холестерола, триглицеридов и иммунных — цитокинов в индукции и поддержании дисфункции эндотелия при ПЭ (см. схему). Повышенный уровень ФНО-α способен увеличивать апоптоз эндотелиальных клеток, а также активность в них NADPH оксидазы, что ведет к увеличению продукции супероксида, оказывающего прямое повреждающее действие на эндотелий сосудов. Супероксид под влиянием супероксиддисмутазы конвертируется в перекись водорода, которая в комплексе с двухвалентным железом в реакции Haber—Weiss генерирует ОН^– и ОН^•, вызывающих дисфункцию эндотелия. Комплекс этих воздействий ведет к повышению АД. ФНО-α может также непосредственно повреждать почки [17]. Система блокирования этого процесса представлена противовоспалительными цитокинами ИЛ-10 и ИЛ-1ра, а также антиоксидантом и хелатором железа мочевой кислотой, которая также способна удалять кислородные радикалы и пероксинитрит.

Обнаруженное нами повышение уровня ФНО-α при ПЭ является одним из механизмов стимуляции наработки лептина, что согласуется с данными [18]. Лептин в свою очередь стимулирует секрецию ИЛ-1ра эндометриальными эпителиальными клетками [19], повышенный уровень которого выявлен нами при П.Э. Запускается противовоспалительный каскад, сдерживающий во многом провоспалительный каскад. Высокий уровень ФНО-α может стимулировать ксантиноксидазу и наработку МК [20], что может объяснять повышение уровня МК при П.Э. Эта схема позволяет объединить разрозненные данные, способствуя разработке интегративной модели патогенеза ПЭ.

Таким образом, в сыворотке крови присутствуют многие факторы иммунной и неиммунной природы, способные вызывать дисфункцию эндотелия, повышая АД, а также прямо и опосредованно через повреждение почек вызывая протеинурию — ключевые симптомы П.Э. Комплекс методов — определение провоспалительных цитокинов — МК, сывороточного железа и липидов можно рекомендовать для более полной характеристики степени тяжести ПЭ.

Источник финансирования ФГБНУ «Научно-исследовательский институт экспериментальной и клинической медицины».

Дата подачи рукописи: 08.02.2017

Финансовый конфликт интересов:

Иные формы конфликта интересов: отсутствуют.