Влияние генетически детерминированного нарушения энергетического обмена на метаболизм липидов и газовый гомеостаз крови при беременности, осложненной синдромом задержки роста плода

Синдром задержки роста плода (СЗРП) характеризует плод с предполагаемой массой менее 10-го процентиля по данным ультразвукового исследования (УЗИ), который вследствие патологического процесса не достиг своего биологически определенного потенциала роста [1, 2]. СЗРП имеет большой удельный вес в структуре причин перинатальной заболеваемости и смертности, достигая 40% [3].

На сегодняшний день актуальным является изучение роли генетически детерминированных особенностей энергетического обмена в развитии плацентарной недостаточности с исходом в СЗРП.

В организме беременной женщины происходят существенные изменения в энергетическом обмене. Важнейшей составляющей частью энергетического обмена считается обмен липидов. Увеличение количества липидов является необходимым условием беременности, поскольку они представляют собой строительный материал для роста плода и компенсируют высокие энергетические затраты организма матери [4, 5]. Во время физиологически протекающей беременности происходит увеличение концентрации липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) [4, 5]. Принято считать, что возникающая во время гестации физиологическая гиперлипидемия переключает энергетический обмен с углеводного на липидный.

Следовательно, можно предположить, что снижение количества ЛПНП будет иметь весьма серьезные последствия для нормального роста и развития плода, так как они не будут способны в достаточной мере обеспечивать транспорт холестерина.

Во время беременности прогрессивно увеличиваются потребление кислорода и минутный объем дыхания. К моменту родов потребление кислорода возрастает на 20%, тогда как минутный объем дыхания — на 50%. Парциальное давление углекислого газа (рCO₂) снижается до 32 мм рт.ст., но развитию дыхательного алкалоза препятствует компенсаторное снижение концентрации актуального бикарбоната (HCO₃) в плазме. Гипервентиляция приводит к небольшому приросту парциального давления кислорода (рO₂). Сродство гемоглобина к кислороду (р50 — напряжение кислорода при 50% насыщении гемоглобина) повышается с 27 до 30 мм рт.ст. Все эти изменения в сочетании с увеличенным сердечным выбросом повышают доставку кислорода тканям. Достаточное насыщение плацентарной крови кислородом и, следовательно, адекватное снабжение им плода зависят от рO₂ и содержания гемоглобина в крови матери, а также от состояния маточно- и фетоплацентарного кровообращения [6, 7]. Существует тесная связь газообмена в плаценте с процессами метаболизма в организме матери и внутриутробного плода, в частности, с накоплением кислых продуктов обмена в крови плода (Н⁺, лактата, СО₂) [8, 9].

За последние десятилетия в связи с развитием молекулярной биологии, биотехнологий и генной инженерии большое внимание уделяется изучению полиморфных аллелей генов «предрасположенности», приводящим к патологическим нарушениям в организме в результате появления продуктов обмена с измененными физико-химическими свойствами и параметрами функциональной активности.

Поэтому актуальным представляется исследование полиморфизма генов PPAR (peroxisome proliferator-activated receptors), играющих важную роль в регуляции адипогенеза, баланса энергии, метаболизме липидов и гомеостазе глюкозы как возможных генетических предикторов измененного энергообмена при беременности, осложненной СЗРП [10].

Цель исследования — оценка роли полиморфизма генов энергообмена в изменении показателей липидного обмена и газового гомеостаза при беременности, осложненной СЗРП.

Обследованы 70 пациенток с самостоятельно наступившей одноплодной беременностью. В ходе исследования все пациентки разделены на две группы: основная группа — 50 беременных женщин в сроках гестации 20—33 нед с установленным диагнозом СЗРП II—III степени без нарушения кровообращения в системе мать—плацента—плод и контрольная группа — 20 соматически здоровых пациенток с физиологически протекающей беременностью.

Критерии включения: пациентки в сроках беременности 20—33 нед с самостоятельно наступившей одноплодной беременностью, осложнившейся плацентарной недостаточностью с исходом в СЗРП II—III степени без нарушения кровообращения в системе мать—плацента—плод.

Критерии исключения: многоплодная беременность, сахарный диабет, метаболический синдром, ВИЧ, вирусные гепатиты, гемолитическая болезнь плода, декомпенсированная экстрагенитальная патология пациентки, требующая немедленного родоразрешения, плацентарная недостаточность с нарушением маточно-плацентарного и плодово-плацентарного кровообращения, врожденные пороки развития плода.

Всем женщинам проводилось биохимическое исследование крови на биохимическом анализаторе-автомате Sapphire-400 (Япония) с использованием тест-систем фирмы «Cormay» (Польша).

Исследование кислотно-основного состояния (КОС) и газового гомеостаза осуществлялось с помощью газового анализатора ABL 700 (фирма «Radiometеr», Дания). Определяли Hb, Ht, pH, р_аCO₂, р_аO₂, S_аO₂, HCO₃—(a), АBE (a), лактат и показатель р50 в артериализованной капиллярной крови беременных.

Также всем пациенткам проводилось молекулярно-генетическое исследование методом пиросеквенирования с применением системы генетического анализа серии PyroMark Q24. ДНК выделяли из лейкоцитов периферической крови, используя комплект реагентов ДНК-сорб-В производства ФГУН «Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора». Далее проводились реакция амплификации с помощью комплекта праймеров Ампли Сенс Пироскрин производства ФГУН «Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора» с последующей инкубацией ампликонов с частицами сефарозы, покрытыми стрептовидином. С использованием полуавтоматической вакуумно-фильтрационной станции (Vacuum Prep Workstation) выполнялись щелочная денатурация ампликонов и серия отмывок с образованием одноцепочечного ПЦР-продукта, используемого как матрица для пиросеквенирующего синтеза. Впоследствии проводилась реакция пиросеквенирования и анализ полученных результатов. Детекция реакции пиросеквенирующего синтеза осуществлялась автоматически в режиме реального времени с помощью пиросеквенатора серии PyroMark Q24.

В работе изучено 6 полиморфных вариантов локусов в генах энергообмена (табл. 1).

Статистический анализ данных осуществлялся с помощью пакета прикладных программ Statistica 7.0. Различия между непараметрическими переменными обнаруживали при помощи χ² Пирсона. Относительный риск оценивали по показателю отношения шансов (oddsratio, OR) с 95% доверительным интервалом (95% CI). Нулевая гипотеза отвергалась при р<0,05. Тест на соответствие распределения генотипов закону Харди—Вайнберга в обеих выборках проводили с помощью критерия χ² с использованием программы Hardy—Weinberg equilibrium.

Средний возраст пациенток по группам исследования достоверно не различался и составлял в основной группе 27,2±0,92 года против 27,6±2,49 года в группе контроля (p>0,05). Социальный статус, национальная принадлежность и регион проживания были идентичными.

При анализе клинико-анамнестических данных достоверных различий по соматической патологии в основной и контрольной группах не отмечалось (р>0,05). Все пациентки обеих групп родоразрешились в сроке доношенной беременности (основная группа в сроке 37±2 нед, контрольная группа в сроке 40±1 нед; p<0,05).

Распределение частот аллелей и генотипов по изученным вариантам генов в основной и контрольной группах соответствовало равновесию Харди—Вайнберга (табл. 2).

Не выявлено статистически достоверных различий между женщинами с СЗРП и контрольной группы по частотам встречаемости генотипов по полиморфизмам PPARA: 2498G>C, PPARG: P12A C>G, PPARGC 1B: A203P и AMPD: Q12X G>A.

У женщин с СЗРП достоверно чаще по сравнению с женщинами контрольной группы встречались генотипы, содержащие вариантный аллель -87_T полиморфного ДНК-локуса PPARD:-87C>T в гомо- и гетерозиготном состоянии (OR=1,93; 95% CI=1,15—3,22; р<0,05).

Получены статистически значимые различия в частоте встречаемости полиморфных аллелей гена PPARGC 1A: S482G G>A. У пациенток основной группы достоверно чаще встречаются аллель PPARGC 1A: S482 A (OR=3,78; 95% CI=1,07—13,29; р<0,05) и частота генотипов, содержащих этот аллель в гомо- и гетерозиготном состоянии, также выше, чем в контрольной группе (OR=4,89; 95% CI=0,98—24,47; р<0,05)

Ген PPARD локализован в локусе 6p21.1-p21.2, активно экспрессируется в жировой ткани и в медленных мышечных волокнах скелетных мышц [11]. Продукт гена — белок PPARδ регулирует экспрессию генов, вовлеченных в окисление жирных кислот и обмен холестерина. Наличие аллеля C гена PPARD способствует большему катаболизму жиров. Преобладание в основной группе генотипов, содержащих аллель -87_T, вероятно, приводит к снижению процессов липолиза, что в свою очередь вызывает гиполипидемию у матери и внутриутробного плода, способствуя задержке его роста. Белок, кодируемый геном PPARGC1A-PGC-1α, является транскрипционным коактиватором, который регулирует гены, участвующие в энергетическом обмене. Продукт гена PPARGC1A регулирует митохондриальный биогенез, гомеостаз клеточного холестерина, глюконеогенез [12]. Достоверное увеличение частоты встречаемости аллеля PPARGC 1A: S482 A в основной группе также приводит к снижению интенсивности энергетического обмена, предрасполагая на генетическом уровне к задержке внутриутробного роста плода.

По результатам биохимического исследования крови пациенток выявлено достоверное снижение содержания ЛПНП в крови матери в основной группе — 4,135±1,27 ммоль/л против 5,085±1,59 ммоль/л в группе контроля (р<0,05) и достоверное снижение содержания холестерина в крови матери в основной группе — 6,57±1,27 ммоль/л против 7,36±1,37 ммоль/л в группе контроля (р<0,05). Также в основной группе обнаружено достоверное повышение уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) — 2,13±0,41 ммоль/л против 1,78±0,27 ммоль/л в группе контроля (р<0,05) (табл. 3).

В результате проведенного сравнительного анализа данных КОС и газового гомеостаза артериализованной капиллярной крови беременных (табл. 4),

У беременных основной группы выявлено достоверное снижение парциального напряжения кислорода (р_аO₂) (87,65±9,36 мм рт.ст. против 94,33±6,50 мм рт.ст. в группе контроля), а также повышение уровня лактата (2,45±0,53 ммоль/л против 2,04±0,58 ммоль/л в группе контроля; p<0,05).

Также по результатам исследования выявлен сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево (снижение показателя р50) в обеих группах без достоверных различий в группах.

Относительное снижение р_аO₂, повышение уровня лактата в сочетании со сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина влево в основной группе свидетельствуют о нарушении доставки кислорода к тканям, тканевой гипоксии и затрудняют перенос О₂ от матери к плоду, что также способствует возникновению СЗРП.

1. По результатам генотипирования полиморфных маркеров 6 генов энергообмена (PPARA, PPARD, PPARG, PPARGC 1A, PPARGC 1B и AMPD) установлена ассоциация генотипов, содержащих вариантный аллель -87T гена PPARD и вариантный аллель 1A: S482 A гена PPARGC с формированием плацентарной недостаточности с исходом в СЗРП II—III степени.

2. При беременности, осложненной СЗРП II—III степени, отмечено генетически детерминированное снижение концентрации холестерина и ЛПНП в сыворотке крови матери, что приводит к декомпенсации энергообмена и нарушению нормального роста плода.

3. При изучении КОС и газового гомеостаза артериализованной капиллярной крови беременных выявлен компенсированный дыхательный алкалоз у пациенток обеих групп, а также признаки нарушения доставки кислорода к тканям в основной группе, приводящие к развитию тканевой гипоксии и способствующие развитию СЗРП.

Дальнейшие исследования генетически детерминированных факторов риска могут дать ключ к пониманию первопричины развития СЗРП. Выявление пациенток с генетически детерминированной патологией клеточного метаболизма позволит на ранних сроках гестации прогнозировать развитие плацентарной недостаточности с исходом в СЗРП, что в конечном итоге будет способствовать улучшению перинатальных исходов. С практической точки зрения беременные или небеременные женщины будут обследоваться на наличие у них патологических полиморфизмов генов энергетического обмена и нарушений липидного обмена, после чего данные обрабатываются с использованием специальной формулы прогноза, и определяется индивидуальный алгоритм ведения беременности с учетом степени вероятности развития плацентарной недостаточности с исходом в СЗРП.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

*e-mail: md.azhibekova@gmail.com