CC BY
36
SOME MOLECULAR ASPECTS OF OXIDATIVE STRESS DEVELOPMENT AT COMPLICATED WITH HYPERTONIC DISEASE COURSE OF PREGNANCY
E.V. Olempieva
Department of general and clinical biochemistry № 1 SEE HPE «RostSMU» Nachichevansky str., 29, Rostov-on-Don, Russia, 344022
It was estimated some changes of antioxidant enzymes activity in the blood at pregnant and no pregnant women with arterial hypertension. Revealed changes can be interpret on two sites. In particular, we discovered enzymes dysregulation of first line antioxidant defense, that lead to accumulation of different forms of active oxygen metabolites, which take place in development of molecular pathogenetic base of arterial hypertension. However, activation of peroxidation processes not only ensure of molecular mechanism of cell damage, but also is bond for forming of compensator-adaptive reactions. Evidently, the result from influence of oxidative stress depend on steppe of infringement expressing, at the beginning — from cell level — to whole organism that results in the forming of compensation on decompensation phase of metabolism at arterial hypertension.
Key words: arterial hypertension, pregnancy, oxidative stress.
КЛИНИКО-БИОХИМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ХРОНИЧЕСКОЙ ФЕТОПЛАЦЕНТАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Е.В. Олемпиева, З.И. Микашинович, Е.И. Шаповалова
Кафедра общей и клинической биохимии № 1 ГОУ ВПО «РостГМУ» пер. Нахичеванский, 29, Ростов-на-Дону, Россия, 344022
В представленной работе проведена оценка процессов липидной пероксидации и антиокси-дантного статуса функциональной системы «мать—плацента—плод» при физиологическом и осложненном течении беременности. Установлено, что процессы свободнорадикального окисления более значительно протекают в плацентарной ткани, чем в материнской и пуповинной крови на фоне компенсаторного усиления синтеза низкомолекулярных антиоксидантов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при гипертонической болезни у беременных формируется компенсированная форма фетоплацентарной недостаточности, а данные биохимических показателей могут быть использованы в акушерско-гинекологической практике для оценки степени тяжести фетоплацен-тарной недостаточности.
Ключевые слова: фетоплацентарная недостаточность, антиоксиданты, процессы липидной пероксидации.
С января 2008 года Министерство здравоохранения и социального развития РФ приступило к реализации приоритетного национального проекта «Здоровье», одной из задач которого является снижение смертности новорожденных. В этой связи для оценки состояния репродуктивного здоровья женщин г. Ростова-на-Дону в рамках данного проекта проведено клинико-биохимическое исследование параметров функциональной системы «мать—плацента—плод».
Известно, что связующим звеном между матерью и развивающимся плодом является плацента. От ее метаболической активности и структурной целостности во многом зависит состояние плода и новорожденного. Наиболее частой причиной дисфункции фетоплацентарного комплекса является экстрагенитальная патология беременных. Частота фетоплацентарной недостаточности (ФПН) достигает 700%о, а смертность — от 24 до 177%. Очевидно, что именно ФПН, с учетом ее определяющего влияния на развитие потомства, остается одной из важнейших проблем здоровья нации в целом. Имеются данные, что длительно существующая при ФПН дисфункция плаценты приводит к нарушению нормального функционирования системы «мать—плацента—плод» со значительным изменением основных видов обмена веществ между матерью и плодом. Однако молекулярные механизмы такой дисфункции, а также ее биохимические маркеры на сегодняшний день до конца не установлены и по-прежнему остаются объектом исследования врачей многих специальностей.
Важную роль в патогенезе кислород-дефицитных состояний, сопровождающих фетоплацентарную недостаточность, играют процессы свободнорадикаль-ного окисления. Для оценки глубины гипоксии и прогнозирования неблагоприятных последствий для новорожденного мы использовали определение интенсивности процессов перекисного окисления, как показателя деструкции клеточных мембран, и состоятельность антиоксидантной защиты, как свидетельство клеточной адаптации.
Целью данного исследования явилась оценка антиоксидантного статуса функциональной системы «мать—плацента—плод» при физиологическом и осложненном гипертонической болезнью течением беременности в сроке геста-ции 38—42 недели.
Материалом для исследования выбраны эритроциты материнской и пупо-винной крови, а также гомогенаты материнской части плацентарной ткани и плодовых оболочек при физиологическом (контрольная группа, 30 пациенток) и осложненном гипертонической болезнью I стадии I степени (клиническая группа, 45 пациенток) течении беременности. Определяли активность супероксиддисму-тазы (СОД) по методу H.P. Misra [1], каталазы по методу Н.А. Королюк [2], глу-татионпероксидазы (ГПО) по методу В.М. Моина [3] глутатионредуктазы (ГР) по методу Л.В. Юсуповой [4], а также концентрацию малонового диальдегида (МДА) по методу И.Д. Стальной [5] и восстановленного глутатиона (GSH) по методу G.L. Ellmana [6]. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили согласно общепринятым методам с определением средней арифметической, ошибки средней с использованием программы STADIA версия 6.0. О досто-
верности показателей контрольной и клинической групп судили по величине ¿-критерия Стьюдента после проверки распределения на нормальность. Статистически достоверными считали отличия, соответствующие оценке ошибки вероятности р < 0,05.
В ходе исследования установлено, что осложненное течение беременности сопровождается ростом концентрации молекулярных продуктов ПОЛ, в частности, МДА на 24,4% (р < 0,05) в эритроцитах беременных и в эритроцитах пупо-винной крови — на 18,8% (р < 0,05), относительно контрольной группы. Необходимо указать, что удельная активность МДА в плацентарной ткани значительно превышает его значения в материнской и пуповинной крови. Так, в материнской части плаценты отмечается рост данного показателя на 154,4% (р < 0,01), а в плодовой части — рост на 111,0% (р < 0,01) относительно контрольной группы. Можно полагать, что процессы свободнорадикального окисления более значительно протекают в материнской части плаценты, что свидетельствует о наличие более выраженной тканевой гипоксии в плацентарной ткани при ФПН.
Изучение процессов липидной пероксидации мы осуществляли совместно с оценкой уровня антиоксидантной защиты крови. В ходе проведенного исследования нами установлено, что у пациенток клинической группы отмечается достоверный рост активности СОД на 102,6% (р < 0,01) при параллельном угнетении активности каталазы на 25,6% (р < 0,05) относительно контрольной группы. Такие изменения свидетельствуют о формировании окислительного стресса у беременных уже при начальной стадии развития гипертонической болезни. Это сопровождается не только повышением продукции супероксид-анион радикала, но и нарушением процессов утилизации перекиси водорода. Очевидно, избыточная продукция супероксид-анион радикала тормозит экспрессию и активность N0-™^ тетазы, а, следовательно, подавляет опосредованное N0 сосудорасширяющее действие эндотелий зависимых вазодилататоров.
В пуповинной крови нами отмечено увеличение активности СОД на 30,9% (р < 0,05) при одновременном снижении активности каталазы на 19,1% (р < 0,05) относительно контрольной группы. Несмотря на одинаковую направленность изменений исследуемых параметров в материнской и пуповинной крови, нами зарегистрирована разная степень выраженности данных изменений. В этой связи можно полагать, что у плодов синтезируется меньшее количество перекиси водорода, чем у беременных женщин. Важно указать, что низкие концентрации перекиси водорода являются эндотелий независимым фактором релаксации сосудистой стенки. Следовательно, в ответ на вазоконстрикцию у беременных в организме плода формируется компенсаторно-приспособительная реакция в виде улучшения процессов микроциркуляции. Чем же вызвана такая неравнозначность? Для установления данного факта мы определяли активность этих же ферментов в материнской и плодовой частях плацентарной ткани. Так, установлено, что активность СОД в материнской части плаценты достоверно увеличивается на 257,0% (р < 0,001), тогда как активность каталазы увеличивается лишь на 19,7% (р < 0,05) относительно контрольной группы. Важно подчеркнуть, что в плодовой части плаценты от-
мечается менее значимый рост активности СОД — на 87,0% (р < 0,05), при этом рост активности каталазы составил 39,7% (р < 0,05) относительно той же группы.
По-видимому, такие изменения свидетельствуют о том, что окислительный стресс при осложненном течении беременности способствует тому, что плацентарная ткань принимает на себя основной «удар» со стороны активных форм кислорода и защищает развивающийся организм от их повреждающего действия. Заметим, что имеет место неоднозначная метаболическая активность разных зон плацентарной ткани. Возможно, благодаря разной функциональной активности клеток плацентарной ткани формируется «зональный» антиоксидантный барьер, который включает в себя более мощную систему «мать — материнская часть плаценты — плодовая часть плаценты — плод».
При оценке активности ферментов второй линии антиоксидантной защиты были получены результаты, которые свидетельствуют о том, что при формировании хронической плацентарной недостаточности имеют место неоднозначные нарушения работы АОЗ как матери, так и плода. В частности, в эритроцитах материнской крови выявлено достоверное уменьшение количества восстановленного глутатиона на 24,2% (р < 0,05) на фоне снижения активности ГПО на 30,2% (р < 0,05) относительно контрольной группы. При этом активность ГР, напротив, увеличилась на 26,0% (р < 0,05) относительно той же группы. Такой характер глутатионзависимых ферментов материнской крови направлен на избыточную продукцию и депонирование восстановленного глутатиона. Однако в ходе исследования мы получили снижение его концентрации. Возможно, это свидетельствует об усилении процессов детоксикации эндопероксидов на фоне активного течения процессов ПОЛ у беременных клинической группы или имеет место его транспорт к плацентарной ткани или плоду в условиях нарушения структурной целостности фетоплацентарного комплекса.
Что касается пуповинной крови, то имеется тенденция к росту количества восстановленного глутатиона на 10,9% (0,05 < р < 0,1), при таком же как у беременных характере изменения активности ГПО и ГР: активность ГПО снижается на 33,9% (р < 0,05), а активность ГР — увеличивается на 18,5% (р < 0,05). Выявленный характер метаболического обеспечения в пуповинной крови можно считать компенсаторно-приспособительным, так как он предохраняет клеточные мембраны от воздействия окислителей.
В плацентарной ткани были выявлены следующие изменения. Так, концентрация восстановленного глутатиона и активность ГПО в материнской части плаценты увеличилась на 30,0% и 28,0% соответственно (р < 0,05). При этом активность ГР, напротив, снижалась на 16% (р < 0,05) относительно контрольной группы. В плодовой части плаценты отмечается сходная картина: увеличение концентрации восстановленного глутатиона и активности ГПО на 14,7% и 16,8% соответственно (р < 0,05) и уменьшение активности ГР на 22,4% относительно той же группы. Возможно, такие изменения обусловлены усилением синтеза восстановленного глутатиона в плацентарной ткани, либо являются результатом трансплацентарного потока данного метаболита от матери к плоду. Очевидно, что такие изменения обеспечивают мембранопротекцию и приводят к уменьшению
процессов липидной пероксидации в пуповинной крови, что направлено на сохранение жизнеобеспечения плода и новорожденного при фетоплацентарной недостаточности.
Таким образом, при гипертонической болезни у беременных I стадии I степени формируется компенсированная форма фетоплацентарной недостаточности, так как еще сохраняются компенсаторно-приспособительные механизмы защиты новорожденного от повреждающего действия активных форм кислорода. Проведенное исследование свидетельствует о том, что данные биохимические показатели могут быть использованы в акушерско-гинекологической практике в качестве биохимического скрининга оценки степени тяжести фетоплацентарной недостаточности у беременных высокого риска.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Misra H.P., Fridovich J. The Univalent Reduction of oxygen by Reduced Flavias and Qui-nones // The J. Biol. Chem. — 1972. — Vol. 247. — Р. 188—192.
[2] Королюк Н.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и др. Метод определения активности ката-лазы // Лаб. дело. — 1981. — № 1. — С. 16—19.
[3] Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глутатионперок-сидазы в эритроцитах // Лаб. дело. — 1986. — № 12. — С. 724—727.
[4] Юсупова Л.Б. О повышении точности определения активности глутатионредуктазы эритроцитов // Лаб. дело. — 1989. — № 4. — С. 19—21.
[5] Стальная И.Д., Горишвили Т.Г. Современные методы в биохимии. — М.: Медицина, 1977. — С. 68.
[6] Ellman G.L. Tissue sulfhydryl groups // Arch. Biochem. Biophys. — 1959. — Vol. 82. — Р. 70—77.
CLINICAL AND BIOCHEMICAL MONITORING OF CHRONIC FOETOPLACENTAL INSUFFICIENCY
E.V. Olempieva, Z.I. Mikashinowich, E.I. Schapovalova
Department of general and clinical biochemistry № 1 SEE HPE «RostSMU» Nachichevansky str., 29, Rostov-on-Don, Russia, 344022
The process of lipid peroxidation and antioxidant status of functional system «mother—placenta— foetus» at physiological and complicated course of pregnancy estimated in this work. It was established that process of lipid peroxidation more intensive in accompany with compensator increased synthesis of low molecular weight antioxidants in placental tissue than in mother's and umbilical blood. Our results testify about formation of compensator foetoplacental insufficiency at pregnant with hypertonic disease, and the biochemical parameters can used at obstetrics and gynecological practice for estimation of foetoplacen-tal insufficiency degree.
Key words: foetoplacental insufficiency, antioxidants, lipid peroxidation process.
