Эндогенный ингибитор Na/K-АТФазы, маринобуфагенин, при преэклампсии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Эндогенный ингибитор Na/K-АТФазы, маринобуфагенин, при преэклампсии

И.В. Аверина, В. А. Резник, ll.il. Тапильская, С.II. Гайдуков, И.В. Фролова, О.В. Федорова, А.И. Багров.

Национальным институт старения, Национальные институты здоровья, Валтимор, США. Кафедра акушерства и гинекологии Санкт-1[етербургской государственной педиатрической медицинской академии, Саша I lerepovpr.

Институт зволюциошюй физиологии и биохимии им. 11.М. Сечеиона l'Ai I, Сапкт-1 loTopoypi.

Резюме

Преэклампсия является осиониой причиной материнской смертности при беременности, однако патогенез .л ого ;шболе»а и ия изучен недостаточно. На осионании антигниортензивпого действия препарата DICI BIND (аффнн-но-очищепиых антител к днгоксину) при иреяклампсии, было предположено, ч то зндогеиные дпгиталие-подоб-ные ингибиторы Na/K-АТФазы играют роль и патогенезе ирезкламнеин. Мы предположили, что марииобуфаге-ппп (МЫ ), зндогеппый ингибитор Na/K-АТФазы и вазоконстриктор, вызывает угнетение Na/K-АТФазы при преяклампепи. Уровень концентрации МЫ' в плазме крови у 12 больных с нрезкламнеией средней тяжести (28 4 2 /ют, срок беременности 37 ' I недоль, артериальное давление 149±3 / 93±3 мм рт ст.) был в 2 раза выше чем у 6 обследованных с неоеложпепиой беременностью (1,58±0.15 и 0.80±0,11 пмоль/Л; 1><(),()1). 11овын1еппо содержания МЫ' в плазме крови сопровождалось 50% угнетением активности Na/K-АТФазы в эритроцитах. Инкубация аритроцитов в присутствии антител к оуабаипу не в1>1зывала статистически достоверного восстановления активности фермента, аффект D1CIBINI) имел пограничную достоверность, а антитела к МНР вызывали восстановление активности Na/K-АТФазы до уровня кон трольных значении. 11олучеппыс данные свидетельствуют о том, что МБР является вероятным фактором патогенеза прозклампепп и что связывание цирку л прущего МНР специфическими антителами может быть одним из подходов к лечению лтого заболевания.

Ключевые слова: преэклампсии. Na/K А'РФаза, назоконстрикция, марпнобуфагеинн.

Resume

Marinobulagenin, an endogenous Na/ K-ATPase inhibitor, in preeclampsia

I.V. Avorina, V'.A. Reznik, N.I. Tapilskuya. S.N. Caidukov, P.V. Prolova. O.V Pedorova, A.Y. Bagrov

Although preeclampsia (PI-) is a major cause of maternal and fetal mortality. its pathogenesis is not fully understood. Endogenous digitalis-like sodium pump ligands (SPLs)are believed to be involved in pal hophysiologv of PP, as illustrated by clinical observations that [)l( II BIND, a digoxin ant ¡body which binds SPLs, lowers blood pressure (BP) in PP.. Recently wo reported thai plasma levels of marinobulagenin (MBC), a vasoconstrictor SPL, are increased four-fold in patients with severe PM. In the present study, we tested whether polyclonal antibodies to M ВС. and ouabain, and DICI BIND can reverse inhibition of erythrocyte Na/K-AT Paso (NKA) from patients with mild PP. Development of PP was associated with l wo-fold rise in plasma MBC levels <I.58±0.I5 vs. 0.80 1 0.1 1 nmol/P; P<0.01). The activity of erythrocyte NKA in 12 patients with PP. (BP, 119±3/93 i3. mm I Ig; 2812 years; gestational age. 371 I weeks) was lower, than in (> nonnotensive gestational age-matched subjects (1.5(r±0.18 vs. 3.1 I tO.lfi pmol Pi/ml/hr: P<.001). In vitro treatment of erythrocytes from PP patients with anli-MBC antibody fully restored I he NKA activity (3.204).11 pmol Pi/ml/hr: P<0.01). the effects of DIGI BIND was marginally significant (2.53 ±0.32 pmol Pi/ml/hr), while ant i-ouabain antibody was not effective (2.25±0.25 pmol Pi/ml/hr, P>0.5) were less effective. Our present observations provide evidence for a role of MBC in pathogenesis of PP. and suggest that antibodies against MBC may be used to treat the syndrome.

Keywords: Preeclampsia; Na/K-ATPase; vasoconstriction; marinobnfagenin; DICIBIND.

Введение

Презкламнсия (синдром, включающий в себя гипер-тсизию, нротеииурию, отеки и задержку в развитии плода) является основной причиной смертности при беременности (1). Том не менее, специфические механизмы, приводящие к развитию гппертензни при про.жламиспи остаются малоизученными. Соответствен но, отсутству-ютсисцифические и па тогенетически обоснованные подходы к фармакологической терапии ирезклампепи и к профилактике зтого опасного осложнения беременности (2). Согласно одной из гипотез ключевую роль в патогенезе презкламисип играют зидогепиые днгпталис-

подобш»ю факторы (ЭДФ) стероидные иатрийуротп-чоекпе ингибиторы Na/K-АТФазы (3).

При объем-зависимой артериальной гипертеизии выработка ЭДФ происходит с адаптивной целью, уменьшить объем циркулирующей жидкости посредством натрийу-роза. обусловленного угнетением Na/K-АТФазы в почечных канальцах (-1). При гипертеизии чрезмерная продукция ЭДФ вызывает угнетение Na/K-АТФазы в мембране гладкомi.iточных клеток сосудов, увеличение внутриклеточной концентрации натрия приводит к активации Na'-Ca' обмена и усугубляет вызокопетрпкцшо (5).

At'ï'liM 1.ЛЛ M 1ДЯ ГШН-ГП-ПЗИЯТОМ 12 M- I 20(№ 37

АГ

Подобно препаратам дигиталиса один им ЭДФ, эндогенный оуабаин, имеет карденолидную природу (5). В тканях млекопитающих также присутствует ингибитор К'а/К-А'ГФазы буфадиеполидпой природы, марино-бу(|>агепин (МВГ)(0). М Б Г, селективно взаимодействуя с алы|>а-1 изоформой Х'л/К-МЖшм, оеноииой формой этого фермента н почках и сосудах, является вазоконст-риктором и обладает натрийуретической активностью (7,8). Содержание МВГ в плазме кропи и почечная экскреция этого вещества существенно возрастают при увеличении объема циркулирующей жидкости и при задержке натрия у больных эссенциалыюй гииертензией и хронической почечной недостаточностью (9), при застойной недостаточности кровообращения (10), и у крыс линии Г)аЫ-Я с соль-чувствительной гииертензией (II).

Г)еремеипость сопровождается задержкой жидкос ти и натрия в организме (12), что является стимулом для продукции М Ы (13). Однако, при нормальной беременности увеличение продукции МЫ" не сопровождается разви тием артериальной гинертензпи (13,11), что можно объяснить умеренным повышением уровня продукции гормона и даун-регуляцией рецепторов для МЫ' в сарколемме сосудов (13). У больных нреэкламисией уровень МI>Г в плазме крови существенно возрастает (I I). а у крыс с гсстациоиной гииертензией повышенной продукции МЫ'сопровождается сенснтизациеи Ыа К-Д'Г <1>азы к этому гормону (15). Введение беременным гн-пертспзнвиым крысам антител к МЫ вызываетспнже-ппе артериального давления и сопровождается увеличением активности Ха К-АТФазы в гладких мышцах сосудов (13,15).

В течение 20 последних лет описано 15 случаев успешного применения препарата 1ЖПВ1Ш) при презк-лампени (16-18). Аптигиисртензивиая активность I )К ¡1 Ы\'1) (фаб-фрагментов аффншо-очищенных по-ликлональных антител к дигоксииу) обусловлена реверсией вызванной .')ДФ вазоконстрпкции. В 2005 г. было показано, что выделенный из мочи беременных гппер-тензивиых крыс эндогенный ингибитор \'а, К-АТФазы, взаимодействуете Г)Ю1В1ЫГ) и с антителами к МЫ в большей степени чем с ан тителами к оуабаину (13).

Целью настоящего исследования была дальнейшая проверка гипотезы, согласно которой повышение концентраций МЫ'в плазме крови при нреэклампсии вызывает угнетение Ыа/К-АТФазы.

Материал и методы

Обследовано 12 больных иреэклампсисй умеренной тяжести (возраст 28 1 2 .мет, срок беременности 37 • 1 не-дель, систолическое артерналыгодавление 1491 3. мм рт ст. диастол и чес кое артериальное давление 93±3 мм рт ст). Пациенты были обследованы в течение первых 3-0 часов после госпитализации. Критериями исключения были: артериальная гииертепзия и хронические сердечно-сосудистые заболевания в анамнезе, хронические заболевания почек н печени.эндокринная патология.ожирение 3 ст. Контрольную группу составили 6 здоровых нормотеизивных беременных (возраст 25' I лет, срок беременности 38 4 недель).

После Осмотра обследуемых 10 мл венозной крови забирали в генарииизированпые пробирки. А мл крови центрифугировали (1,500 # 15 минут) и полученную

плазму замораживали и хранили при -20 С для иммупо-флуорометричсского определения содержания МЫ' по ранее описанному методу (7,11).

В 0 мл крови по ранее описанной методике определяли активность Na/ К-АТФазы в эритроци тах в присутствии п в отсутствие ноликлопальпых антител к М Б Г, ноликлональных ан тител к оуабаину и антител к дигоксииу (DIGIBIND). D1GIBIND использовали в концентрации 10 мкг/мл. приблизительно еоотсетствующей дозе этого препарата применяемой у больных иреэклампсисй (10-18). Антитела к МЫ' и аубаппу использовали в концентрации, реверсирующей 1С-() по угнетению Na К-АТФазы из мозгового вещества почек крыс липни Sprague-Dawley (альфа-1 изоформа) МВГ и Na/K-АТФазы из коры больших полушарий новорожденных крыс линии Spragiie-Davvley (а.'п>(|)а-3 изоформа) оуаба-ином. как было описано ранее.

Поликлоиальные антитела к МЫ (сыворотка anti-MBG-P) п оаубаипу (сыворотка aiUi-oual>ain-SPB05) были получены при иммунизации кроликов МВГ и оуабапиом, коп'ыогировапными с бычьим сывороточным альбумином производства фирмы Sigma Chemicals (США). Препарат DIGIBIND (фирма Glaxo Smith Kline) был получен на коммерческой основе.

Результаты обрабатывали статистически (программа Graph Pad Prism 3) с использованием однофакторно-го днснерсиоиного анализа (repealed measures ANOVA) с последующим post hoc анализом ( гест Bonlerroni). Для парного сравнения использовали l-lcst.

Результаты и обсуждение

Как показано На рис. 1А, разви тие преэклампепи сопровождалось двухкратным увеличением уровня содержания МВГ.в плазме крови ио сравнению с концентрацией этого гормона в крови обследованных с иеоелож-пешюй беременностью (1,58±0,15 и 0.80 ±0.11 и моль/71; I'- 0,01). Активность Ха/К-АТФазы в эри троцитах, полученных от нормотеизивных беременных составила 3.1 I t().К) мкмоль Фн/мл/час. Повышение содержания МЫ в плазме крови при преэклампепи сопровождалось 50% угнетением активности Na/ К-АТФазы в эри троцитах (1.50 + 0.18 мкмоль Фи/мл/час)(рис 2А). Достоверность эффекта антител DIGIBIND имела пограничный характер (В 0.03 при использовании 1-теста и Р>0.05 111 > 11 использован и и одпофакторного дисперсионного анализа). Инкубация эритроци тов в присутствии антител к оуабаину не вызывала статистически достоверного восс тановления активности фермента, в то время как антитела к МВГ вызывали восстановление активности Na/K-АТФазы до уровня контрольных значений.

11олученпые данные под тверждают ранее опубликованные нами результаты (М). согласно которым развитие нреэклампсии сопровождается повышением концентрации МВГ В плазме крови. Так, ранее было показано, что у больных с тяжелой иреэклампсисй и артериальным давлением 101 »5/10-11.3 мм рт ст концентрация МЫ в плазме крови составила 2,63±0.01 и моль/л (11). В настоящем исследовании па фоне более умеренного повышения артериального давления содержание МВГ в плазме крови было меньшим, чем в предыдущем исследовании и составило 1.08+0,15 и моль/л. Концентрации гормона в плазме крови при иеосложиенной бере-

/ЧЧ Ы'ПЛЛЬПЛИ ГНШ П'ГПЗПЯ TOM I'2 .\« I 2(>(><;

mciiikktii и настоящем и предыдущем исследовании достоверно не отличались друг от друга и составили (),8()í.0,11 н моль/л и 0,0310,08 и моль/л. соответствен -но. Эти наблюдения свидетельствуют о том. что уровень содержания МЫ' и плазме крови можеч быть маркером тяжести 11 реэклампсин.

В «патофизиологическома диапазоне концентрации (1-3 и моль/л) МБГ in vil го вызывает 25% угнетение активности Na/K-ЛТФазы в сарколемме человеческих легочных артерий (19) п вызыветсокращения (20% максимума) изолированных мезептериальных артерий (20). Следоиагелыю, концентрации МЫ присутствующие в плазме крови при преэклампсин, способны внести существенный вклад в развитие системной вазокопстрикцни. Таким образом, МБГ является не то.-'и »ко маркером, по и вероятным патогенетическим фактором преэклампсин.

В настоящем исследовании мы сравнили аффект трех Антител, способных взаимодействовать с ЭДФ, на ак тивность Na/ К-АТФазы в эритроцитах. 11аимеиыией активностью обладали антитела к оуабаииу. достоверность эффекта DIC.IBINI) была пограничной, а антитела к МБГ восстанавливали активность Na/K-АТФазы до

(А) МБГ н плазме крови

контрольного уровня. Эти наблюдения находятся в соответствии с ранее полученными нами клиническими и .экспериментальными данными. Гак, у пациентов с тяжелой нрезкламнеией уровень МБГ возрастал в 8 раз (2,63 имоль/л) посравпеииюс концентрацией этого гормона при иеосложпсппой беременности ( И), в то время как уровень содержания эндогенного оуабаина повышался лишь в 2,5 раза составлял 0,097 пмол/л. У крыс с экспериментально!! гестацпопиой гипертензией, вызванной повышенным потреблением хлористого натрия, почечная экскреция МБГ удваивалась по сравнению с иормотепзивными беременными животными, а экскреция эндогенного оуабаина возрастала менее, чем на 25% (13). В том же эксперименте введение крысам с гестацпопиой гипертензией антител к М Б Г вызывало снижение артериальной) давление (13,15) и сопровождалось увеличением активности Na/K-АТФазы в аорте ( 13). Таким образов, полученные данные свидетельствуют о том, что МБГ является фактором патогенеза преэклам-нсии и что связывание циркулнрущего МБГ специфическими антителами может быть одним из подходов к лечению этого заболевания.

(Б) Na/K-AT Фаза

Контр ПЕ аОУ DGB МГБ

0

Контр ПЕ

Америка и coan'i., .\)ii;i<iiciiiiuii нкгнГжгор Na К. Д I Фа.чы, шршюпуфагпши, мри ирс:жлам1кчш: 2006

Рисунок 1:

(Л) Концентрация МБГ в плазме крови у 0 обследованных с ноос.южпепной беременностью (KOI IIP) и у12больпыхепрезклампеией(11.')). М f м.(*) Р<0,()1 посравпеииюс контрольной группой (1-тсст).

(Б) Активность Na/K-АТФазы i¡ эритроцитах 0 обследованных с неосложпенной беременностью (КОНТР) п 12 больных с иреэклампсией (11Э). а()У, аМБГ и DGB активность Na/K-АТФазы в эритроцитах больных с иреэклампсией в присутствии антител к оуабанпу, марнпобуфагеиину и I)I(JIBINI). соответственно. М 1 м; (#) Р<0,()1 по сравнению с контрольной группой; (*) Р<(),()1 но сравнению с активностью в интактпых эритроцитах больных с преэклампси-с*li (однофакторпый дисперсионный анализ).

CiiiicoK JiHTcparypbi

1. MacKay A.P., Berg C.J.. A trash U.K. Pregnancy-related mortality from jneeclampsia and eclampsia. Obstet. Gynecol. 2001; 97; 5'} }-)'}<S\

2. Sibai li. Dekker (,', Kupfermine XI. Pre-eclampsia. Lancet. 2005; }65: 785- 799.

3. (¡rares SII'. The possible role of digitalislike factors in pregnancy induced hypertension, Hypertension 1987; 10; 184- ISO.

'I. de Wardener III:, Clarkson EM. Concept, of natriuretic hormone. Physiol Rev. 1985; 65: 058-759.

5. ¡Haustein MP. Physiological effects of endogenous ouabain control of int racellular Ca-2+ stores and cell responsiveness. Am J Physiol 199}; 261; C. 1367-1387.

(>. BagrovA Y, Fedorova OV. Dmi/rieva RI, Ilowald WN, Hunter AP. Kuznetsova I: A, Shpen VM. Bufodienolide nature of endogenous inhibitor of Na/K A TPase in the urine from patients with acute myocardial infarction. Hypertension, 1998; 31; 1097 110'}.

лр"п:и1.\лы1ля шнкрткнзня том и м-12<ю<;

7. l'edorova () \, l.akatta EC, Bagrov A Y. Differential effects of acute S'aCl loading on endogenous ouabain-like and marinobufagenin-like ligatuls oj the sodium pump in l)ahl hypeiterisive rats. Circulation. 2000; 102: 3009-301-1.

<S\ Fedorova 0 V. Agalakova N1, Tahiti Ml, l.akatta E(<'. Bagrov .•IV. Brain ouabain stimulates peripheral marinobufagenin via angiotensin II signalling in NaCl loaded Dtthl-S rats. J llypertens 2005; 23: 1515-1523.

9 Conick HC, Y Ping. Vaziri ND, Bagrov /IV. Fedorova 01'. Simultaneous measurement of marinobufagenin. ouabain and hypertension-associated protein in various disease state. Clin E\p Hypenens 1998; 20 : (i 17 (¡27.

10. Fridman Al. M at veer SA. Agalakova N1, Fedorova OV, l.akatta HC,, liagrov AY. Marinobufagenin, an endogenous ligand <>! a 1 Na l\ A TPase, is a marker oj congestive heart failure seventy. J Hypertension. 2002: 20: 1189-1194

11 Fedorova 01'. Ta la n Ml, Agalakova N,/. l.akatta HC. liagrov .IV. An endogenous ligand of a I sodium pump, marinobufagenin, is a novel mediator of so/Hum chloride dependent hypertension. Circulation. 2002; 105: 1122-1127.

12 Caller;/ TDM . Ilmiyoi SM. Cyorp A/.. Plasma volume concentration: a significant factor in both pregnancy-associated hypeHension (pre-eclampsia) and < hronic hypertension in pregnant y. QJ Med 197'), 192: 593-002

Vi. Fedorova OV. Kolodkin N1, Agalakova XI, Namikas AU, Bzhelyansky .1. St-l.ouis J. l.akatta EC. liagrov .1). Antibody to marinobu fagenin loners blood pressure in pregnant rats on a high NaCI intake. J llypertens 2005; 23: 835-84?.

11. I.opatin l)A. Ailamazian FK. Dmitrieva Ul, Shpen l'A/, Fedorova OV, Doris l'A, liagrov . IV. Circulating bufodienolide and cardenolide sodium pump inhibitors in preeclampsia.J Hypertension. 1999; 17: 1179-1187.

1). Vu III', lanosi-lnmie MU, Pridjian ( VI. WhitbredJM, Durst JM, liagrov AY, Fedorova OV, Pridjian FC. Puschett Jli The involvement of marinobufagenin in a rat model of human peedampsia. Am J Nephrol 2005; 25: 520-528.

Id. Coodlin UC Antidigoxin antibodies in eclampsia. Slew Engl J Med 1988; 318: 518-519.

17. Adair CD, Ikickalexv V, Taylor K, Finest JM. Frye All. Fvans C, Veille JC. Elevated endoxin-like factor complicating a multifelal second trimester pregnancy: treatment v illi digoxin-binding immunoglobulin. Am J Nephrol 1990; Id: 529-531.

18. Adair D, Hinsliaiv A, Uussell C, Rose J, Veille J. liuckaleic V. Effects oj Fab digoxin-specific antibodies on mean arterial pressure in severe preeclampsia. Am j llypertens 1997; 10: IIA.

19. Bagrov AY, Dmitrieva Ul, Fedorova OV, Kazakov CP. Uonkoyatkina NI, Shpen VM. Endogenous marinobufagenin tike immunoreai live substance: .1 possible endogenous Na,K A TPase inhibitor with vasoconstrictor activity. Am J llypertens. 1990; 9: 982-990.

20. liagrov .1), Fedorova OV. Effects oj two putative endogenous digitalis-like factors, marinobufagenin and ouabain, on the Na K pump in human mesenteric arteries. J Hypertension, 1998; 10: 1953-1958.

APÏT I'l IA.ÏWI I AH rillli:i'TMi:nUI TOM 11' V' I 2<)<)(>