Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2023, T. 513, № 1, стр. 555-563

ВВЕДЕНИЕ

Гестационный сахарный диабет (ГСД) и преэклампсия (ПЭ) являются частыми осложнениями беременности со сходными факторами риска (ожирение, возраст более 35 лет, многоплодная беременность и др.) [1]. ГСД считают нарушение толерантности к глюкозе, впервые выявленное во время беременности. Он ассоциируется с акушерскими и неонатальными осложнениями и признается фактором риска развития кардиометаболических заболеваний у матери и потомства в будущем. Исследования показали также, что заболеваемость ПЭ значительно увеличивается при ГСД [2].

ПЭ характеризуется появлением de novo гипертензии (систолическое или диастолическое артериальное давление ≥140 или ≥90 мм рт.ст. соответственно), диагностированной после 20 нед беременности с протеинурией, и/или с дисфункцией, по крайней мере, одного органа (почки, печень, нервная система и т.д.) и является основной причиной материнской и фетальной заболеваемости и смертности [3]. ГСД, осложненный ПЭ, еще больше увеличивает перинатальные нежелательные явления, будущий риск развития у матери артериальной гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета [3–5].

Как при ГСД, так и при ПЭ патофизиологические процессы включают окислительный стресс, усиление воспалительного ответа и эндотелиальную дисфункцию, что приводит к неадекватной перфузии и гипоксии плаценты [6]

Хотя ГСД связан с ПЭ, точный механизм, лежащий в основе ассоциации этих заболеваний, неясен. Патофизиологический процесс ПЭ включает в себя раннюю недостаточную инвазию трофобласта, приводящую к неполному ремоделированию спиральных артерий, что вызывает плацентарную ишемию и окислительный стресс. Гипергликемия может вызывать воспаление и аутофагию клеток трофобласта, ингибировать его миграцию и инвазию.

Нейтрофилы при ГСД и ПЭ чрезмерно активируются и высвобождают избыточное количество нейтрофильных внеклеточных ловушек (NET), включающих нити ДНК и сериновые протеазы (катепсин G, нейтрофильная эластаза (НЭ) и протеиназа 3 (Пр 3)) в местах воспаления. Недавние исследования показали, что эти протеазы способны активировать провоспалительные цитокины, включая интерлейкин (ИЛ)-1 бета и TNF-альфа. Чрезмерное образование NET препятствует кровообращению в ворсинчатом пространстве, что приводит к плацентарной ишемии [1, 7].

Местные плацентарные регуляторные факторы особенно важны для диалога между фетальным и материнским компартментом непосредственно на фетоплацентарной границе, а также для контроля роста, дифференцировки и функций самой плаценты. Кроме того, плацентарные гормоны могут также влиять на отдаленные мишени в материнском организме, выполняя такие функции, как адаптация материнского кровообращения к беременности, обеспечение гемотрофии плода или развитие и функция молочной железы [8]. Плацентарный лактоген (ПЛ) представляет собой пептидный гормон, секретируемый на протяжении всей беременности. Он играет важную роль в регуляции секреции инсулина в β-клетках поджелудочной железы. Нарушение регуляции секреции ПЛ может способствовать плацентарной дисфункции и диабетической ретинопатии, а также задержке роста плода или макросомии и повлиять на метаболический статус во взрослом возрасте [8].

Трофобластический β1-гликопротеин (ТБГ) является одним из наиболее информативных маркеров формирования и функционирования фетоплацентарной системы. Продемонстрировано, что ТБГ вносит свой вклад в формирование иммунной толерантности в период беременности, повышая уровень Treg, и стимулируя продукцию ИЛ-10 этой субпопуляцией Т-лимфоцитов, одновременно угнетая продукцию ИЛ-17A субпопуляцией Th17 [9].

Плацентарный альфа-1-микроглобулин (ПАМГ, белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста –1, IGFBP 1) влияет на метаболизм и рост клеток. ПАМГ играет важную локальную роль во время беременности вследствие участия в имплантации и росте плода. Повышенные концентрации ПАМГ были обнаружены при ПЭ, причем как децидуа, так и печень, вероятно, участвовали в его продукции [10].

Адипокины (гормоны жировой ткани) отвечают за регуляцию некоторых физиологических функций. Один из важных адипокинов является адипонектин. Секреция адипонектина стимулируется инсулином. Адипонектин участвует в регуляции уровня глюкозы и расщепления жирных кислот. Полагают, что адипонектин выполняет защитную функцию против гипергликемии, инсулинорезистентности и атеросклероза.

Адипонектин оказывает непосредственное влияние на функцию плаценты, модулируя транспорт питательных веществ плоду сложным взаимодействием между передачей сигналов инсулина, реакцией на них и профилем цитокинов. [11]. Отсутствие совершенных маркеров для прогнозирования возникновения ПЭ у женщин с ГСД диктует необходимость углубленно изучать патофизиологию ГСД и ПЭ. В настоящее время ни одно исследование достоверно не выявляет плацентарную дисфункцию на поздних сроках беременности.

Цель работы: исследовать морфофункциональные и молекулярные изменения в плаценте и периферической крови при ПЭ и ГСД.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании приняли участие беременные, страдающие ГСД (n = 35), ПЭ (n = 35), ПЭ в сочетании с ГСД (n = 30) и женщины с неосложненной физиологической беременностью (ФБ) (n = 30) соответствующих сроков гестации.

Все пациентки дали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Критерии включения в группу ПЭ:

1. Одноплодная беременность;

2. Возраст беременной от 18 до 40 лет;

3. Наличие критериев ПЭ (артериальная гипертензия (артериальное давление ≥140/90 мм рт. ст.), протеинурия (≥0.3 г/л в суточной моче), отеки, проявления полиорганной недостаточности);

4. Родоразрешение путем операции кесарева сечения.

Критерии включения в группу ФБ:

1. Физиологическая беременность, наступившая в естественном цикле;

2. Оперативное родоразрешение по акушерским показаниям;

3. Содержание белка в моче <100 мкг/мл;

4. Отсутствие признаков артериальной гипертензии;

5. Концентрация глюкозы венозной плазмы <5.1 ммоль/л натощак

Критериями включения в группу ГСД послужили:

выявление глюкозы венозной плазмы натощак ≥5.1, но <7.0 ммоль/л на любом сроке беременности, в т. ч. после проведенного перорального глюкозотолерантного теста через 1 ч ≥10.0 ммоль/л, через 2 ч ≥8.5, но <11.1 ммоль/л. [12].

В группу ПЭ+ГСД вошли беременные, сочетающие признаки групп ПЭ и ГСД.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты ИФА (табл. 1) показали увеличение концентрации ПАМГ и ПЛ в плазме крови женщин всех исследуемых групп в сравнении с группой ФБ. Показатели ТБГ значимо не различались во всех группах. Уровень адипонектина был наименьшим в группе ФБ и не различался между группами исследования. Содержание Пр3 в группе ФБ было наибольшим в противовес локальному обнаружению Пр3 в ворсинах.

В результате ИГХ-исследования (табл. 2, рис. 1–4) выявили усиление окрашивания ворсин АТ к ПЛ в группах беременностей, осложненных как отдельно ГД и ПЭ, так и их сочетанием. Отмечалось снижение окрашивания ворсин АТ к ПАМГ в группах с ГСД и ПЭ+ГСД относительно группы с ФБ (рис. 1). Наиболее интенсивное окрашивание АТ к ТБГ было отмечено в группах ПЭ и ПЭ+ГСД (рис. 2). Отмечали неравномерность окрашивания ворсин АТ к ПЛ, а также слущивание клеток трофобласта в межворсинчатое пространство (рис. 3). АТ к Пр3 интенсивно окрасили ворсины плацент всех исследуемых групп в сравнении с ФБ (рис. 4).

Рис. 1.

Иммуногистохимическое окрашивание плаценты антителами к ПАМГ (положительное окрашивание децидуальных клеток отмечено стрелками). Ув. 400. (а) физиологическая беременность, (б) беременность, осложненная ГСД, (в) беременность, осложненная ПЭ, (г) беременность, осложненная ПЭ и ГСД.

Рис. 2.

Иммуногистохимическое окрашивание плаценты антителами к ТБГ (положительное окрашивание синцитиотрофобласта ворсин плаценты отмечено стрелками). Ув. 400. (а) физиологическая беременность, (б) беременность, осложненная ГСД, (в) беременность, осложненная ПЭ, (г) беременность, осложненная ПЭ и ГСД.

Рис. 3.

Иммуногистохимическое окрашивание плаценты антителами к плацентарному лактогену (положительное окрашивание синцитиотрофобласта ворсин плаценты отмечено стрелками). Ув. 400. (а) физиологическая беременность, (б) беременность, осложненная ГСД, (в) беременность, осложненная ПЭ, (г) беременность, осложненная ПЭ и ГСД.

Рис. 4.

Иммуногистохимическое окрашивание плаценты антителами к протеиназе 3 (положительное окрашивание нейтрофилов в ворсинах плаценты отмечено стрелками). Ув. 400. (а) физиологическая беременность, (б) – беременность, осложненная ГСД, (с) беременность, осложненная ПЭ, (д) беременность, осложненная ПЭ и ГСД.

Следует отметить, что трудности, связанные с диагностикой ПЭ у женщин с протеинурией, присутствующей до беременности, являются серьезными препятствиями для исследований в группе ПЭ и сахарного диабета (СД) [2]. Результаты исследований оценки экспрессии ПАМГ в децидуальных клетках при ПЭ противоречивы. Экспрессия ПАМГ была повышена в плаценте при ПЭ, а сверхэкспрессия ингибировала пролиферацию, инвазию, миграцию культуры клеток HTR-8/SVneo [14]. В то же время выявлено, что ПАМГ децидуальной пластинки стимулирует миграцию клеток вневорсинчатого трофобласта (ВВТ) путем связывания с интегрином α5β1, независимо от IGF в системе мать–плод [8]. Материнская гиперинсулинемия может вызвать подавление секреции ПАМГ из децидуальных клеток, что приводит к снижению миграции ВВТ и плацентарной дисфункции. В нашем исследовании локальная экспрессия ПАМГ у женщин с ГСД и ПЭ+ГСД в плаценте была снижена, но концентрация его увеличена в плазме крови у женщин всех групп с осложненной беременностью, что является подтверждением гипотезы о роли ПАМГ в стимуляции миграции ВВТ, а снижение экспрессии ПАМГ наблюдается при аномальной инвазии трофобласта при ПЭ [14].

ТБГ модулирует адгезию и миграцию ВВТ путем связывания с интегрином α5β1 [9]. Наиболее интенсивное окрашивание АТ к ТБГ было обнаружено в группах ПЭ и ПЭ+ГСД. Очевидно, его локальное повышение в плаценте является компенсаторным при развитии ПЭ. Кроме того, ТБГ посредством активации TGF-β1 способствует установлению иммунологической толерантности.

ПЛ играет доминирующую роль в стимулировании пролиферации β-клеток и выработке инсулина во время беременности и может регулироваться адипонектином [15]. Следует учитывать, что при протеолитическом расщеплении ПЛ образуется вазоингибин. Плацентарный вазоингибин может выполнять функции контроля роста кровеносных сосудов в плаценте, но также способствовать и ее патологии при ПЭ [16]. Наши результаты показали увеличение концентрации ПЛ в плазме крови и усиление окрашивания ворсин плаценты у женщин всех исследуемых групп осложненной беременности в сравнении с группой ФБ, что подтверждает его важную патогенетическую роль в развитии как ПЭ, так и ГСД.

Адипонектин регулирует пролиферацию, дифференцировку и инвазию трофобласта, а также ангиогенез в децидуальной оболочке, посредством секреции ИЛ-1β, ИЛ-6, TNF-α и PGE2 [17, 18]. Уровень адипонектина в сыворотке крови матери снижается от первого триместра к третьему во время неосложненной беременности. Отмечено, что адипонектин защищает организм от гипертонии, подавляя действие ангиотензина II в РААС, эндотелиальной дисфункции, воспаления и протеинурии [18]. Кроме того, снижение экспрессии адипонектина коррелирует с инсулинорезистентностью, а также ассоциировано с ожирением [1]. В нашем исследовании все группы осложненной беременности характеризовались уровнем сывороточного адипонектина повышенным относительно группы ФБ. Следовательно, дисрегуляция плацентарной экспрессии и циркулирующего уровня адипонектина может вызвать аномальную плацентацию и ПЭ.

Известно, что при воспалении, вызванном сепсисом, нейтрофилы способствуют сосудистой дисфункции. Пр3 и НЭ, в изобилии содержащиеся в них, высвобождаются при дегрануляции [18]. Роль Пр3 в эндотелиальной дисфункции в значительной степени не ясна. Вероятно, Пр3, подобно НЭ, ведет к дисфункции сосудистого барьера и повышенной эндотелиальной проницаемости [2, 7, 19]. При развитии ПЭ и ГСД Пр3, вероятно, служит подобным патогенетическим механизмом, что проявляется в локальном (плацентарном) ее повышении и системном снижении при осложненной беременности. В этой работе мы не исследовали корреляцию между интенсивностью ИГХ-окрашивания и уровнем белков в ИФА, т.к. она не всегда бывает абсолютной, в связи с локальной де- или компенсаторной выработкой тех или иных веществ плацентой. Следует учесть и тот факт, что ряд белков имеет не только плацентарное¸ но и экстраплацентарное происхождение и может синтезироваться в небольших дозах в печени, легких, а также в клетках децидуальной трансформации [20].

Интересно отметить, что ожирение меньше влияет на течение ПЭ у женщин с ГСД по сравнению с женщинами без ГСД [1, 7]. Показано, что ПЭ в сочетании с ГСД течет более благоприятно по сравнению с изолированной ПЭ как клинически, так и с учетом лабораторных критериев. Можно предположить, что начальные стадии нарушения углеводного обмена “сдерживают” патологический каскад ПЭ, стимулируя ангиогенез [21]. В нашем исследовании группа ПЭ в сочетании с ГСД также не показала значимого утяжеления состояния пациенток, что подтверждает эту гипотезу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследования нами было отмечено сходство патогенетических механизмов ПЭ и ГСД. В настоящей работе мы оценили местные и системные изменения продукции ряда плацентарных белков, маркеров воспаления и метаболических нарушений. Отметили усиление окрашивания ворсин антителами к плацентарному лактогену и протеиназе 3 во всех группах, снижение окрашивания ворсин антителами к плацентарному альфа-1-микроглобулину в группах, осложненных ГСД, а также интенсивное окрашивание антителами к трофобластическому β1-гликопротеину в группах пациенток, осложненных ПЭ. Выявили увеличение концентрации плацентарного альфа-1-микроглобулина, плацентарного лактогена и адипонектина в плазме крови всех групп. Дальнейшее изучение и выявление факторов, связанных с ПЭ у женщин с ГСД, важно для улучшения исходов беременности, оптимизация лечения и ведения ГСД может снизить тяжесть течения и частоту ПЭ, что важно для улучшения исходов беременности.