Состояние системы комплемента при преэклампсии

Преэклампсия, являясь сложным мультисистемным осложнением беременности, существенно увеличивает материнскую и неонатальную заболеваемость и смертность. Классические клинические проявления, а именно гипертензия и протеинурия, выявляются в поздние сроки беременности в условиях активации материнских эндотелиальных клеток и существенного системного воспаления [8]. Чрезмерная активация или недостаточное регулирование количества лейкоцитов способствует образованию мощных воспалительных и антиангиогенных посредников, связанных с плацентарной недостаточностью и материнской дисфункцией эндотелия, характерной для пре­эклампсии [5].

Предполагается, что в развитии преэклампсии беременных участвует большое число разнообразных факторов. Поэтому характеристика биомаркеров, позволяющих определить риск развития преэклампсии, по-прежнему остается важной задачей [2, 3].

Установлено, что при преэклампсии развиваются патологические реакции, определяемые как «иммунологическое воспаление» [1]. Одним из показателей развития воспалительных процессов и активности параметров иммунитета при преэклампсии является система комплемента (СК). Эта система представляет собой одну из важнейших защитных систем организма, относящихся к неспецифическим факторам резистентности. Экспериментальные наблюдения показали, что увеличение активации комплемента вызывает и/или сохраняет неспецифическую воспалительную реакцию во время беременности [14].

В филогенезе СК появилась раньше иммунной системы. Онтогенетически это проявляется в том, что уже 6-недельный плод способен синтезировать отдельные компоненты системы, а с 10-й недели можно выявить гемолитическую активность синтезированных факторов, хотя нормальные концентрации всех С-компонентов определяются только в течение 1-го года после рождения. Из общего количества сывороточных белков на СК приходится около 10%. Функциональные дефекты СК могут приводить к тяжелым рецидивирующим инфекциям и патологическим состояниям, обусловленным иммунными комплексами. Существует прямая функциональная связь между СК и фагоцитарной системой, поскольку прямое или опосредованное через антитела связывание компонентов комплемента с бактериями является необходимым условием фагоцитоза (опсонизация микроорганизмов). Комплемент - это доминирующий гуморальный компонент реакции воспаления, поскольку его продукты являются хемотаксинами и анафилотаксинами, оказывающими выраженное воздействие на фагоциты, обмен веществ и систему свертывания крови. Комплемент относят к важным элементам системы резистентности, а также эффективного звена гуморального иммунитета. Кроме того, СК включает важные факторы регуляции иммунного ответа [2, 15].

СК, состоящая из более чем 30 белков, набора ферментов, которые действуют совместно, чтобы защитить хозяина от вторжения микроорганизмов, инициирует воспаление и повреждение тканей и способна лизировать клетки [10]. Установлено, что продукты активации СК как биомаркеры играют определенную роль в развитии преэклампсии [11].

К функциям СК относят, в первую очередь, элиминацию чужеродных клеток, а также блокировку антигена и регуляторную функцию в иммунном ответе. Каскад комплемента содержит мощный механизм усиления, основанный на последовательном расщеплении неактивных зимогенных форм белков до сериновых протеаз. Полагают, что активации комплемента способствует хемотаксис воспалительных клеток, СК генерирует протеолитические ферменты, которые усиливают фагоцитоз нейтрофилов и моноцитов [2, 16]. Существуют 3 пути активации комплемента: классический, альтернативный и лектиновый. Классический и лектиновый пути активируются в случае, если природные или индуцированные антитела связываются с антигеном маннозы и углеводами соответственно, а альтернативный путь начинается спонтанно [2, 3].

Классический путь активации комплемента заключается в последовательной активации компонентов С1, С2, СЗ, С4, вплоть до сборки «мембраноатакующего комплекса» - С5-С9. Этот комплекс оказывает на клетки цитотоксическое и цитолитическое действие, в результате чего при длительном течении иммунного процесса могут образовываться дистрофические и некробиотические повреждения органов и систем регуляции, не совместимые с жизнью [16]. Инициаторами классического пути активации комплемента являются циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК), содержащие чужеродные антигены, а также фактор XII (Хагемана), тромбопластиновые субстанции, попавшие в кровь, бактериально-вирусная инфекция, при которой происходит обострение хронической эндогенной инфекции или острое инфицирование во время беременности. Классический путь активации компонентов комплемента наблюдается при длительно текущей преэклампсии [2, 3].

Альтернативньй путь активации комплемента протекает более медленно, но с не менее тяжелыми последствиями. Активация комплемента по альтернативному пути происходит под влиянием плазмина, калликреина, трипсина при воздействии ЦИК на лейкоциты, макрофаги. На уровне образования фрагмента С5b, с которого начинается образование мембраноатакуюшего комплекса С5-С9, оба пути могут состыковываться. Комплекс С5-С9 несет функцию кальциевого канала в тромбоцитах и нейтрофилах и при массивном накоплении этого комплекса в мозговой ткани может возникнуть мгновенная ситуация, когда по этим каналам ионы Са²⁺ входят в клетки, что вызывает отек головного мозга, потерю сознания и общий судорожный синдром - эклампсию [13].

Активация классического пути комплемента через факторы С1, С4, С2 и активация альтернативного пути комплемента через факторы D и В приводят к расщеплению и активации С3. С3 - это белок, продукты которого играют решающую роль в опсонизации (антитела и комплемент участвуют в покрытии поверхности частиц при подготовке к фагоцитозу) бактерий и других чужеродных антигенов. При активации С3 образуется белковый фрагмент (С3B), необходимый для активации конечных компонентов комплемента. Компоненты С5-С9, образуя при активации мембраноатакующий комплекс, при внедрении в клеточные мембраны приводят к осмотическому лизису клетки. Аналогичным образом С3b может соединяться с продуктом расщепления фактора В (называемого Вb) с формированием комплекса С3bВb, также известного под названием С3-конвертазы альтернативного пути. При активации комплемента по классическому пути происходит расщепление С4 и С2 с образованием комплекса фрагментов, называемого С4b2а, также известного как С3-конвертаза классического пути. Функция и классической С3-конвертазы, и С3-конвертазы альтернативного пути заключается в расщеплении С3 с образованием активного фрагмента С3b, который, таким образом, запускает активацию конечных компонентов комплемента от С5 до С9 мембраноатакующего комплекса. То, что С3b может соединяться с Вb и образовывать альтернативную С3-конвертазу, создает все условия для обеспечения позитивного звена механизма обратной связи при продукции С3b. В результате наблюдается непрерывная активация конечных компонентов комплемента. Активация комплемента по классическому пути включает взаимодействие антигена и антител с формированием иммунных комплексов, которые присоединяют C1q, субъединицу С1. Иммуноглобулинами, способными присоединять C1q и активировать классический путь, являются IgM, IgGI, IgG2 и IgG3, тогда как IgAl, IgA2 и IgD активируют комплемент через альтернативный путь. Помимо этого, в сыворотке крови некоторых больных с мембранопролиферативным гломерулонефритом имеется нефритогенный фактор (IgG-аутоантитела против С3bВb, т.е. против С3-конвертазы альтернативного пути), который, присоединяясь к С3bВb, стабилизирует его ферментативную активность, благоприятствуя тем самым механизму обратной связи при активации комплемента по альтернативному пути. Классический путь активации комплемента IgG- или IgM-содержащими иммунными комплексами является быстрым и эффективным процессом, приводящим к активации конечных компонентов комплемента. Активация по альтернативному пути, через IgA-содержащие иммунные комплексы или посредством бактериальных эндотоксинов, происходит намного медленнее и менее эффективна при активации конечных компонентов комплемента. Таким образом, изотип иммуноглобулинов, входящих в состав иммунных комплексов, является ключевым фактором в достижении активации комплемента и, следовательно, в обеспечении эффективности клиренса иммунных комплексов несущими Fc-peцепторы клетками, существующими внутри иммунной системы [1, 2, 21].

Лектиновый путь активации комплемента почти идентичен классическому, но запускается независимо от антител. Белок C1q относится к семейству Ca-зависимых лектинов, названных коллектинами(коллагновые лектины). В это же семейство белков входят маннансвязывающийлектин, маннансвязывающий белок, конглютинин, легочный поверхностно-активный белок A и легочный поверхностно-активный белок D. Сывороточный маннансвязывающий лектин может связываться с концевыми маннановыми группами на поверхности клеток бактерий, приобретая за счет этого способность к взаимодействию с двумя маннансвязывающими лектин-ассоциированными сериновыми протеиназами. C1q связывается непосредственно, т.е. без участия антител, с некоторыми микробами, в частности, с микоплазмами и рядом ретровирусов (но не ВИЧ) [21].

С помощью механизмов распознавания и активации СК определяет «опасные» ситуации, созданные чужеродными антигенами, патогенными агентами, апоптозом клеток, ишемией и некрозом, и может выступить посредником между плодом и матерью, инициируя клеточные или гуморальные иммунные механизмы. СК сосредоточена на его способности дополнять действия антител в иммунной защите и уничтожении бактерий. В рамках врожденного иммунитета СК способствует выживанию. Хотя базальная активность комплемента управляется многочисленными регуляторами, чрезмерной активации способствуют аутоиммунные заболевания, в том числе артрит, системная красная волчанка и антифосфолипидный синдром. Интересно, что женщины с системной красной волчанкой и антифосфолипидным синдромом во время беременности также подвергаются повышенному риску возникновения неблагоприятных фетальных исходов и развития артериальной гипертензии [2, 21].

Основной функцией СК является опсонизирующая, характеризующаяся выделением опсонизирующих компонентов, которые покрывают патогенные организмы или иммунные комплексы, усиливая при этом процесс фагоцитоза. Другая важная функция СК - участие в воспалительных реакциях. Доказано, что активация СК приводит к выделению из тканевых базофилов (тучных клеток) и базофильных гранулоцитов крови биологически активных веществ, в том числе гистамина, который стимулирует воспалительную реакцию. Третья важная функция СК - цитотоксическая, или литическая. Как уже отмечалось, в конечной стадии активации СК образуется так называемый мембраноатакующий комплекс из поздних компонентов комплемента, который атакует мембрану бактериальной или любой другой клетки и разрушает ее [2, 19].

СК защищает хозяина от вторжения микроорганизмов и обеспечивает важную связь между врожденным и приобретенным иммунитетом. Исследования указывают на связь между активацией комплемента и преэклампсией. В эксперименте и в условиях клиники проведены исследования, целью которых явилось изучение связи активации комплемента с патогенезом преэклампсии. Получены доказательства, что активация СК связана с развитием преэклампсии [8, 18].

Компоненты СК важны для нормального функционирования плаценты, и слабая активация комплемента является необходимой для успешного завершения беременности. Хотя при нормальной беременности выявлен некоторый уровень активации плацентарного комплемента, исследования F. Tedesco и соавт. [24] показали, что чрезмерная активность СК может привести к преэклампсии. Экспериментальные исследования на мышах и крысах показали, что активация СК связана с такими неблагоприятными исходами беременности, как окислительный стресс, плацентарная дисфункция и гипертензия, а ингибирование активации комплемента уменьшает проявления преэклампсии [17, 18].

Синтез компонентов комплемента под воздействием комплекса антиген-антитело может происходить медленно или быстро. Синтез СЗ происходит со скоростью до 1 мг белка/кг массы тела в ч, что отражается на степени выраженности клинических симптомов осложненной беременности [2, 3].

Согласно представленным данным, A. Buurma и соавт. [4], в присутствии C4d и в отсутствие маннозы, лектина и пропердина происходит активация местного классического пути в системе плод-мать. Авторы отмечают ассоциацию классического пути активации СК с неблагоприятным исходом беременности, но связи с повышением артериального давления замечено не было. Авторы считают, что в данной популяции пациенток активация СК не продвинулась дальше активации С3 из-за увеличения мРНК для трофобластических мембранных регуляторов. В то же время сравнение плацентарных показателей при нормальной беременности и при преэклампсии вы­явило увеличение концентрации C1q и C3d, а также C9. По мнению авторов [4], это указывает на то, что высокая активация СК в плаценте с преэклампсией выходит за рамки мембранной атаки С3.

Известно, что беременность у женщин с системной красной волчанкой или антифосфолипидным синдромом связана с повышенным риском развития преэклампсии, плацентарной недостаточности, задержки роста плода и выкидышем [23]. У этих больных аутоантитела к антигенам плаценты способны инициировать активацию СК, которая приводит к развитию плацентарной недостаточности [20].

Исследования плацентарной ткани пациенток с системной красной волчанкой и антифосфолипидным синдромом продемонстрировали большее количество С4d на границе материнской и плодовой частей плаценты по сравнению с таковым в контрольной группе, причем высокая концентрация С4d была связана с неблагоприятными исходами для плода. При этом никаких различий в содержании маннозы, лектина и пропердина отмечено не было. Авторы [6] полагают, что наиболее вероятно, активация СК произошла по классическому пути и отмечают, что большинство этих пациенток перенесли преэклампсию, что, на их взгляд, и привело к чрезмерной активации СК. Было высказано предположение, что нарушение регуляции комплемента может быть предрасполагающим фактором развития преэклампсии [9].

Эмбриональные ткани являются полуаллогенными, плацента подвержена классической и альтернативной иммунной атаке путем опосредованного распространения активированных фрагментов СК (C. Holmes, K. Simpson, 1992), последние обладают способностью связывать и повреждать сами ткани плаценты, поэтому очень важно, чтобы они были защищены от вредных последствий [22]. Таким образом, хотя продукты комплемента присутствуют в нормальной плаценте, высокая активация комплемента предотвращается при нормальной беременности в результате регуляции белков, которые экспрессируются на трофобласте мембран, что является механизмом защиты плода.

Обзор литературы показал, что сведений об активации комплемента при нормальной и осложненной беременности крайне мало. Тем не менее выявлено, что во время нормальной беременности сывороточные уровни C3а, и C4 постепенно увеличивались на 10-50% [19], а также отмечены более высокие концентрации фрагментов активации комплемента (С3а, C4a и C5a) в крови матери при нормальной беременности по сравнению с этими показателями у небеременных женщин [19].

Получены результаты, указываюшие на физиологическую роль C1q в поддержании нормального состояния при беременности [21]. Экспериментальные исследования показали, что ингибирование активации комплемента уменьшает степень тяжести преэклампсии [11, 15]. По мнению R. Rampersad и соавт. [16], в плаценте при беременности, осложненной преэклампсией, наличие C5b-9 на трофобластах связано с отложением фибрина в местах травмы ворсинок. Однако эти исследования не дают ответа на вопрос о том, является ли активация комплемента причиной или следствием плацентарного повреждения и не указывают, можно ли на основании выявленных специ­фических закономерностей активации комплемента прогнозировать состояние плода.

Предполагается, что на системном уровне альтернативный путь активации СК играет важную роль в патогенезе преэклампсии, на что указывает увеличение циркулирующих концентраций С3а в качестве ранних маркеров активации комплемента в материнском кровотоке у женщин с преэклампсией по сравнению с таковыми при нормальной беременности [12]. Другие исследования [7, 13] также свидетельствуют, что в период беременности у женщин с ожирением имеется выраженная активация СК, так как жировая ткань является источником ацетилирования стимулирующего белка, который идентичен С3а, и такие пациентки в ранние сроки беременности имеют самый высокий риск развития преэклампсии.

При дефиците отдельных компонентов комплемента при классическом пути активации (C1q, C1r и C1s, C4 или C2) нарушается клиренс ЦИК. При недостатке компонентов комплемента ЦИК преципитируют и откладываются в основном на стенке сосудов и на структурах, экспрессирующих Fc-рецепторы, например, на базальных мембранах (в том числе почечных). В результате развивается иммунокомплексная патология (реакция гиперчувствительности III типа). Преципитация ЦИК вызывает различные эффекты: активируется СК по классическому пути, вследствие чего выделяются анафилотаксины (C3a, C4a, C5a), активируются макрофаги, инициирующие развитие местного воспалительного процесса с привлечением тучных клеток и нейтрофилов [2].

Таким образом, СК обеспечивает связь между врожденным и приобретенным иммунитетом, узнавание и реагирование на опасности. При преэклампсии, возможно, связанной с иммунной дезадаптацией или окислительным стрессом, растет активация комплемента в поверхностных тканях плода. Связь между активацией комплемента и патогенными агентами при преэклампсии позволяет определить компоненты комплемента как потенциальные биомаркеры для прогнозирования у пациенток риска развития преэклампсии и новых методов предотвращения ее осложнений.

Беременность - форма аллотрансплантата. Материнские лейкоциты находятся в непрерывном контакте с эмбриональными тканями, но иммунная система матери не отторгает зародыш. Механизм терпимости, проявляемый материнской иммунной системой к зародышу, неизвестен. Точно так же не исследованы реакции иммунной системы зародыша на материнские антигенты.

Ранее беременность рассматривали как иммуносупрессорное состояние. Однако результаты недавних исследований предполагают, что есть заметные изменения в иммунорегуляции во время беременности. Исследование активации СК локально в плаценте является хорошим плацдармом для дальнейшего изучения процессов, происходящих в системе мать-плацента-плод.

При анализе данных литературы о значении СК у беременных возникает ряд вопросов. Прежде всего это вопрос: способствует ли активация СК развитию пре­эклампсии или является следствием возникновения этого осложнения беременности. Представляет интерес уточнение связи между ожирением и преэклампсией, учитывая, что эти патологические состояния связаны с СК. И, наконец, неясна этиология характерной для преэклампсии активации местного и системного звеньев комплемента. Дальнейшие исследования позволят найти ответы на эти вопросы, которые будут способствовать совершенствованию лечения пациенток с преэклампсией и сведению к минимуму неблагоприятных исходов беременности.