CC BY
40
© О. В. Ковальчук-Ковалевская1, В. М. Прокопенко1, А. В. Вьюшина2
1 НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта СЗО РАМН
2 Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
нарушение формирования функций цнс у новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития (механизмы и последствия)
УДК: 616-053.3:612.8:618.33-007.12]-07
■ Показано, что у новорожденных, с задержкой внутриутробного развития имеется нарушение формирования функций нервной системы, в основе которого лежит свободно-радикальное повреждение клеток мозга.
■ Ключевые слова: гипоксия; перекисное окисление липидов; окислительная модификация белков; новорожденный; задержка внутриутробного развития.
Введение
В последние годы наблюдается увеличение частоты болезней нервной системы у детей, от легких функциональных нарушений до выраженных, инвалидизирующих состояний, истоки которых кроются в патологии перинатального периода развития [1, 4, 19]. Наиболее высока частота неблагоприятных последствий перинатальных поражений центральной нервной системы (ЦНС) у детей, имеющих задержку внутриутробного развития (ЗВУР), обусловленную хронической плацентарной недостаточностью, при которой плод испытывает хроническую гипоксию [5, 10, 18]. В этих условиях, возникает активация процессов свободнорадикаль-ного окисления и, при истощении антиокислительной защиты, происходит повреждение белков, нуклеиновых кислот, ферментов, биомембран, что в конечном итоге приводит к развитию патологических состояний [8, 9, 15, 6, 13]. В связи с этим актуальной проблемой является изучение у новорожденных детей с ЗВУР состояния системы свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты в сопоставлении с особенностями становления функций ЦНС в раннем постнатальном периоде с целью разработки адекватных подходов к ранней коррекции нарушений.
Материалы и методы
Обследовано 104 новорожденных, родившихся в НИИ АГ им. Д. О. Отта в период с 2005 по 2009 гг.. Основную группу составили 54 ребенка с ЗВУР, внутриутробное развитие которых протекало в условиях хронической гипоксии вследствие наличия хронической субкомпенсированной плацентарной недостаточности. Характер и степень ЗВУР определяли согласно общепринятой классификации с помощью центильных таблиц (Дементьева Г. М., 1981). Выделяли асимметричную форму ЗВУР — гипотрофию 1-11 степени — отставание массы тела от должной < 10 %о, но > 3 %о, гипотрофию III степени — отставание массы тела от должной < 3 %о), и наиболее тяжелую симметричную форму ЗВУР — отставание массы тела и роста от должных величин с < 3 %о. ЗВУР 1-11 степени отмечалась у 11 детей, масса тела которых составила 2425,8 ± 68,3 г, длина тела 48,0 ± 0,6 см. Тяжелые формы ЗВУР (гипотрофия III степени и симметричная форма) — у 29 детей, масса тела которых составила 2200,6± 80,0г, длина тела — 46,0 ± 0,6 см. Диспластический вариант ЗВУР в исследование не включен.
В контрольную группу вошли 50 здоровых доношенных новорожденных детей, внутриутробное развитие и рождение которых протекало без особенностей. Их масса тела составила 3305,5 ± 65,9 г, длина — 50,6 ± 0,3 см. Оценка по шкале Апгар 7-9 баллов. Состояние в раннем неонатальном периоде было удовлетворительное.
Клиническое состояние новорожденных детей оценивали в динамике в сопоставлении с результатами лабораторных и ин-
Таблица 1
Показатели процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), антирадикальной (АРА) и общей антиокислительной (ОАА) активности в плазме крови в первый день жизни у детей, перенесших гипоксию
Показатели Группы ПОЛ, отн. ед ОАА, отн. ед АРА, отн. ед
Дети, перенесшие хроническую гипоксию (ХГ), п=54 9,98 ± 0,01 0,257 ± 0,013* 870,47 ± 23,30*
Здоровые дети, п=50 10,5 ± 0,6 0,223 ± 0,010 945,0 ± 19,1
Примечание: величины показателей даны в относительных единицах; достоверность различий с показателями у детей контрольной группы: * — р<0,05, ** — р<0,01, *** — р<0,001.
струментальных методов исследований. При постановке окончательного диагноза кроме клинических и лабораторных данных учитывали результаты гистологического исследования последа, нейросоно-графии (НСГ), эхокардиографии (ЭхоКГ) и рентгенографических исследований.
Для оценки соответствия гестационному возрасту постурального, пассивного и активного тонуса, а также рефлекторных реакций использовали таблицы C. Amiel-Tisson (1974) и S. A. Dargassies (1974). Выделяли равномерное отставание формирования функций ЦНС и диссоциированную задержку развития, когда формирование рудиментарных безусловных рефлексов отстает в большей степени, чем развитие постурального, пассивного и активного тонуса.
Учитывая недоступность исследования нейронов в клинической практике, сходство нейронов по многим своим характеристикам с тромбоцитами эктрацеребральной моделью нейрона был выбран тромбоцит [3, 21, 22, 23].
Для определения интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), общей антиокислительной активности (ОАА) и антирадикальной активности (АРА) забор крови из периферической вены в количестве 1,0 мл осуществляли в первый день жизни. Интенсивность процессов ПОЛ, ОАА в плазме крови и тромбоцитах определяли методом хемилюминисцентного диализа. Регистрацию свечения осуществляли на люми-нометре БХЛ-06-М (Нижний Новгород, Россия). Измерение АРА сыворотки крови осуществляли на спектрофотометре "Beckman DU-65" (Beckman, США).
Для определения продуктов окислительной модификации белка (ОМБ) в сыворотке крови, у всех детей производили забор крови из вены пуповины в количестве 2,0 мл, а у их матерей из кубитальной вены в количестве 2,0 мл сразу после рождения ребенка. Количественное определение продуктов ОМБ проводили методом Reznick A. Z., Parker L. (1994) в модификации Дубининой Е. Е. и др. (1995). Продукты ОМБ регистрировали при следующих длинах волн: 270 нм, 363 нм.
Статистическая обработка материала проведена с помощью стандартного приложения при-
кладных программ <^1а^йса». Достоверность различий между средними величинами параметров определяли с помощью 1>критерия Стьюдента, а для независимых выборок использовали критерий и (непараметрический критерий Вилкоксона-Манна-Уитни).
Результаты и их обсуждение
Результаты наших исследований показали, что в первые сутки после рождения у детей, перенесших хроническую гипоксию, ПОЛ плазмы крови не отличается от такового у здоровых доношенных детей. При этом АРА плазмы крови снижена, а ОАА, напротив, повышена (табл. 1).
Независимо от длительности и тяжести внутриутробного страдания плода при хронической плацентарной недостаточности показатели ПОЛ плазмы крови остаются в пределах нормальных значений. В то же время при тяжелых формах ЗВУР (у детей с гипотрофией III и симметричной формой ЗВУР) выявлено наибольшее снижение АРА и возрастание ОАА (табл. 2). Анализ индивидуальных показателей не выявил корреляционных связей между интенсивностью ПОЛ, АРА и ОАА.
Известно, окислительная модификация белков и уровень тиолов являются ранними маркерами окислительного стресса и внутриклеточными индикаторами повреждения тканей при свободнора-дикальной патологии [9]. Установлено, что у детей с задержкой внутриутробного развития показатели спонтанной ОМБ на стадии инициации и элонгации процесса в два раза превышают таковые у здоровых новорожденных. Обнаруженная тенденция к более высоким показателям спонтанной ОМБ у детей с ЗВУР на фоне нормальных показателей ПОЛ указывает на более интенсивное участие в окислительных процессах белков, которые в силу особенностей их строения являются одним из основных ловушек активных форм кислорода [9].
Уровень восстановленных тиолов в крови у новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития ниже, чем у здоровых новорожденных детей (0,270± 0,05 мкМ/л против 0,433 ± 0,025 мкМ/л, р<0,01)
Известно, что тиолы занимают особое место среди тканевых антиоксидантов благодаря их спо-
Таблица 2
Показатели процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), антирадикальной (АРА) и общей антиокислительной (ОАА) активности в плазме крови в первый день жизни у детей с различной степенью задержки внутриутробного развития (ЗВУР)
Показатели Группы ПОЛ, отн. ед ОАА, отн. ед АРА, отн. ед
ЗВУР I—II ст, асимметричная форма, п = 11 9,4 ± 1,3 0,221 ± 0,02 938,6 ± 33,3
ЗВУР III ст, асимметричная и симметричная форма, п = 29 10,0 ± 0,1 0,296 ± 0,03* 845,9 ± 16,0***
Здоровые дети п = 50 10,5 ± 0,6 0,223 ± 0,01 945,0 ± 19,1
Примечание: величины показателей даны в относительных единицах; достоверность различий с показателями у детей контрольной группы: р < 0,05 — *, р < 0,001 — ***.
Таблица 3
Показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ), общей антиокислительной (ОАА) активности тромбоцитов у новорожденных с ЗВУР
ПОЛ, отн. ед/106 тромбоцитов ОАА отн.ед
Дети с ЗВУР, п=20 1,615 ± 0,05***, п=20 0,141 ± 0,03**, n = 19
Здоровые новорожденные дети, п=22 0,546 ± 0,09, п = 19 0,223 ± 0,02, n = 19
Примечание: величины показателей даны в относительных единицах; достоверность различий с показателями у детей контрольной группы: р < 0,05 — *, р<0,01 — **, р < 0,001 — ***.
собности проявлять как антирадикальное, так и антиперекисное действие. Уровень тиолов отражает общий молекулярный механизм повреждения клетки — окислительную модификацию белка и изменения его структуры и функций [9].
Таким образом, выявленные нами изменения, свидетельствующие о дисбалансе между проокси-дантной и антиоксидантной системами, влекут за собой биохимические изменения на уровне клеточных мембран. Известно, что наиболее благоприятные условия для развития процессов свободноради-кального окисления существуют в ЦНС, поскольку нервная ткань наиболее чувствительна к такому дисбалансу в силу своих биохимических и функциональных особенностей [7, 11].
Результаты исследований (табл. 3) показали, что в тромбоцитах новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития в первые часы после рождения имеется дисбаланс системы СРО/АОЗ. Интенсивность ПОЛ в тромбоцитах детей с задержкой внутриутробного развития достоверно выше, чем в тромбоцитах здоровых новорожденных детей, при этом общая антиокислительная активность снижена.
Сопоставление полученных данных с клиническим состоянием детей с ЗВУР в период ранней постнатальной адаптации показало, что у всех детей на первый план в клинической картине выступала неврологическая симптоматика. Наблюдался синдром угнетения функций ЦНС (снижение мышечного тонуса и физиологических рефлексов), который сочетался с длительно сохраняющейся (по данным НСГ) гиперэхо-генностью перивентрикулярных зон боковых
желудочков мозга. Отставание формирования активного, пассивного, постурального тонуса и рефлекторных реакций ЦНС отмечалось у всех детей. Только у этих детей выявлено диссоциированное отставание развития функций ЦНС, когда формирование рудиментарных безусловных рефлексов задерживается в большей степени, чем развитие тонических реакций. Известно, что диссоциированное отставание развития функций ЦНС коррелирует с нарушениями формирования циклической организации сна и ведет к значительной задержке психомоторного развития, что требует продолжительного комплексного лечения на первом году жизни. Эта форма патологии является показателем раннего длительного страдания ребенка в период внутриутробного развития [17].
Результаты настоящего исследования свидетельствуют о токсическом действии АФК на клетки в условиях длительной хронической внутриутробной гипоксии, сопровождающейся интенсификацией свободно-радикальных процессов и снижением активности системы антиокислительной защиты, нарушением ее мобилизации в ответ на повышение активности прооксидантной системы. Это согласуется с данными литературы о снижении активности су-пероксиддисмутазы в тромбоцитах у новорожденных с последствиями хронической гипоксии в раннем неонатальном периоде, что свидетельствует об истощении резервов компенсации [13]. Интенсивность процессов пероксидации рассматривают как показатель деструкции клеточных мембран, а состоятельность антиокислитель-
ной защиты (АОЗ) как свидетельство клеточной адаптации к стрессовым воздействиям [9, 16, 14]. Наши исследования указывают на дестабилизацию мембран в результате хронической гипоксии. В литературе имеются данные об угнетении при хронической гипоксии в тромбоцитах новорожденных активности всех ферментов трансмембранного транспорта (Na+, К+-АТФазы, Mg2+, Са2+-АТФазы), что способствует увеличенному току ионов кальция внутрь клетки [13] и неконтролируемому каскаду Са2+-зависимых реакций (активация протеолитических ферментов, липаз, эндонуклеаз, NO-синтазы). Происходит активация лизосомальных ферментов, что приводит к интенсивному разрушению клеток. Считается, что интенсивный распад фосфолипидов клеточных мембран является ранним признаком развивающейся нейродегенерации [20]. Генерация активных форм кислорода является причиной нарушения митохондриального энергетического метаболизма, приводящего к увеличению гибели нейронов [7].
Полученные результаты указывают на необходимость применения в раннем неонатальном периоде лекарственных препаратов сочетающих антиокси-дантное и нейропротекторное действие.
Литература
1. БарашневЮ.И. Перинатальная неврология. — М.: Триада-Х, 2001. — 640 с.
2. Бурмистров С. О., Дубинина Е. Е., Арутюнян Е. В. Пере-кисное окисление липидов, белков и активность анти-оксидантной системы сыворотки крови новорожденных и взрослых // Акушерство и гинекология. — 1997. — № 6. — С. 36-40.
3. Влияние нимодипина на внутриклеточный уровень кальция и агрегацию тромбоцитов у больных ишемическим инсультом / Пряникова Н. А. [и др.] // Бюл. Экспер. Биол. и мед. — 1996. — N 3. — P. 317-320.
4. ВолодинН. Н., Рогаткин С. О., МедведевМ. И. Актуальные проблемы перинатальной неврологии на современном этапе // Журнал неврологии и психиатрии. — 2001. — Т. 101, № 7. — С. 4-9.
5. Гармашева Н. Л. Введение в перинатальную медицину. — М.: Медицина, 1978. — 296 с.
6. Диагностика гипоксии плода по данным показателей перекисного окисления липидов и антиокислительной активности / Мусаев А. Т. [и др.] // Педиатрия. — 1991. — № 12. — С. 88.
7. Дубинина Е. Е. Роль окислительного стресса при патологических состояниях нервной системы // Успехи функциональной нейрохимии. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003. — С. 285-301.
8. ДубининаЕ. Е., РаменскаяН. П., СофроноваЛ. Н. Особенности антиокислительной системы крови у новорожденных с асфиксией // Педиатрия. — 1986. — № 5. — С. 75.
9. Дубинина Е. Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и биохимические аспекты. — СПб.: Изд-во Мед. пресса, 2006. — 400 с.
10. ЕвсеенкоД. А., ЕщенкоЮ. В. Изменения в фетоплацентарном комплексе при острой и хронической внутриутробной гипоксии // Педиатрия . — 2002. — № 1. — С. 5-9.
11. Зозуля Ю. А., Барабой В. А., Сутковой Д. А. Свободноради-кальное окисление и антиоксидантная защита при патологии головного мозга. — М.: Знание-М, 2000. — 344 с.
12. Пасенюк Т. А. Клиническое значение фосфолипидного спектра, перекисного окисления липидов и антиоксидант-ной защиты у новорожденных с перинатальным поражением нервной системы: автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Одесса, 1988. — 22 с.
13. Роль структурно-функциональных нарушений клеточных мембран в клинико-патогенетических проявлениях перинатальной гипоксии у новорожденных, пути коррекции / Петрушина А. Д. [и др.] // Российский вестник перинатоло-гии и педиатрии. — 2000. — N 1. — С. 22-23.
14. Свободнорадикальное окисление и механизмы клеточной адаптации у новорожденных / Камилов Ф. Х. [и др.] // Здравоохранение Башкортостана. — 1999. — № 3. — С. 94-98.
15. Свободнорадикальное окисление у доношенных новорожденных детей с различной патологией / Евсюкова И. И. [и др.] // Педиатрия. — 1996. — № 1. — С. 13-16.
16. Состояние перекисного окисления липидов и антиокислительной системы у новорожденных / Забродина Л. В. [и др.] // Педиатрия. — 1992. — № 2. — С. 34-37.
17. Фоменко Б. А. Влияние условий внутриутробного развития на формирование перинатальной патологии ЦНС у недоношенных детей: автореф. дис...канд. мед. наук. — СПб., 1995. — 19 с.
18. Ширяева Т. Ю., Логачев М. Ф., Розанова Г. Н. Современные представления о задержке внутриутробного развития // Лекции по актуальным проблемам педиатрии / ред. В. Ф. Демин, С.О. Ключников. — М.: РГМУ, 2000. — С. 167174.
19. Яцык Г. В., Бомбардирова Е. П. Состояние здоровья детей первого года жизни в России // Права ребенка. — 2004. — № 1. — С. 42-43.
20. Farooqui A. A., Ong W. Y., Horrocrs L. A. Biochemical aspects of neurodegeneration in human brain: involment of neural membrane phospholipids and phospholipases A2 // Neurochem. Res. — 2004. — Vol. 29, № 1. — P. 1961-1977.
21. Langer S. Z., GlazinA. M. Studies on the serotonin transporters in platelets // Experientia. — 1988. — Vol. 44. — Р. 127-131.
22. Muscettola G., Di Lauro A., Giannini C. P. Blood cells as biological trait markers in affective disorders // J. Psychiatr. Res. — 1984. — Vol. 18. — P. 447-456.
23. Stahl S. M. Platelets as pharmacological models for the receptors and biochemistry of monoaminergic neurons the platelets // Physiology and Pharmacology / ed. G. L. Longenesk-er. — N.-Y.: Academic Press, 1985. — P. 308-334.
DELAY OF FUNCTIONS CNS AT NEWBORNS WITH INTRAUTERINE GROWTH RETARDATION
Kovalchuk-Kovalevskaya O. V., Prokopenko V. M., Vyushina A. V.
■ Summary: According to actual evidence, the newborns with intrauterine growth retardation (IUGR) suffer from nervous system dysfunction because of brain cells damage cause by free-radicals.
■ Key words: hypoxia; lipid peroxidation; free radicals oxidation of protein; newborn; intrauterine growth retardation.
■ Адреса авторов для переписки-
Ковальчук-Ковалевская Ольга Владимировна — к. м. н., с. н. с. отделения физиологии и патологии новорожденных детей. НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта СЗО РАМН. 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская л., д. 3. E-mail: [email protected].
Прокопенко Валентина Михайловна — к. б. н., с. н. с. лаборатории биохимии.
НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта СЗО РАМН.
199034, Санкт-Петербург, Менделеевская л., д. 3.
E-mail: [email protected].
Вьюшина Анна Вадимовна — к. м. н.
Институт Физиологии им. И. П. Павлова.
199034, наб. Макарова, д. 6, Санкт-Петербург, Россия.
E-mail: [email protected].
Kovalchuk-Kovalevskaya Olga Vladimirovna — PhD, Department of Physiology and Pathology of newborns.
D. O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Northwest Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. 3 Mendeleyevskaya Line,199034, St. Petersburg, Russia. E-mail: [email protected].
Prokopenko Valentina Mikhailovna — PhD, lab of biochemistry.
D. O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Northwest
Branch of the Russian Academy of Medical Sciences.
3 Mendeleyevskaya Line,199034, St. Petersburg, Russia.
E-mail: [email protected].
Vyushina Anna Vadimovna — PhD.
Pavlov Institute of physiology RAS.
Nab. Makarova, 6, 119034, Russia St.-Petersburg.
E-mail: [email protected].
