CC BY
26УДК: 618.346.-008.8+616-037
нарушения продукции протеиногеииых Аминокислот, ангиогенных факторов роста и их значение в перинатальном поражении центральной нервной системы у новорожденных
И. И. Крукиер1, В. В. Авруцкая1, Е. В. Нарежная2, А. С. Дегтярева1, Л. В. Кравченко1, А. А. Никашина1, О. В. Авилова1, О. И. Кухта1
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Ростовский научно-исследовательский институт
акушерства и педиатрии» Министерства здравоохранения Российской Федерации
2Химический факультет, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Южный федеральный университет»
Адрес переписки: 344013, г. Ростов-на-Дону, ул. Мечникова, 43.
E-mail: biochem@rniiap.ru
Обследованы 57 беременных и их новорожденные, составившие 2 группы: контрольную (20) и основную (37). Материалом исследования служили ткань плаценты, пуповинная кровь новорожденных и сыворотка крови, взятая у детей в 1 месяц, в которой определяли уровень аминокислот (L-аргинина, L-пролина) и факторов роста (ТФР-р и ТФР-а).
Представлены данные о влиянии продукции L-аргинина, L-пролина и ТФР-b и ТФР-a на формирование перинатального поражения центральной нервной системы у новорожденных с задержкой роста плода (ЗРП). Анализ изменений продукции аминокислот и факторов роста, а также их соотношений позволил рекомендовать их в качестве информативных тестов ранней диагностики ЗРП. Ключевые слова: задержка роста плода, аминокислоты (L-аргинин, L-пролин), трансформирующий фактор роста (ТФР-р и ТФР-а).
BREACH OF PRODUCTION PROTEINOGENIC AMINO ACIDS, ANGIOGENIC GROWTH FACTORS AND THEIR VALUE IN PERINATAL DAMAGE OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN NEWBORNS I. I. Krukier1, V. V. Avrutskaya1, E. V. Narezhnaya2, A. S. Degtyareva1, L. V. Kravchenko1, A. A. Nikashina1, O. V. Avilova1, O. I. Kuhta1
Rostov Scientific-Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russian Federation 2Chemical faculty, South Federal University, Rostov-on-Don
The study included 57 pregnant women and their newborns, amounting to 2 groups: control (20) and main (37). The material of the study served as the tissue of the placenta, the umbilical cord blood of newborns and blood serum taken in children aged 1 month, which was determined by the level of amino acids (L-arginine, L-proline) and growth factors (TGF-p and TGF-a).
Presented the data on the effect of the products of L-arginine, L-proline and TGF-b and TGF-a in the formation of perinatal central nervous system damage in newborn infants with intrauterine growth restriction (IUGR). Analysis of changes of amino acids and growth factors of production, as well as their relations allowed recommending them as informative test early diagnosis IUGR.
Key words: intrauterine growth restriction, amino acids (L-arginine, L-proline), transforming growth factor (TGF-p and TGF-а).
В настоящее время поражения центральной нервной системы диагностируют у 20-65% новорожденных и относят к ведущим причинам перинатальной заболеваемости и смертности [1, 2]. В структуре детской инвалидности поражения центральной нервной системы (ЦНС) составляют 50%, поэтому своевременное выявление церебральных отклонений у новорожденных требует немедленной их коррекции.
Значительную роль в формировании перинатальных нарушений ЦНС у плода имеет изменение аминокислотного состава. Знание механизмов функционирования аминокислот в системе «мать-плацента-плод» представляет значительный интерес для выяснения их роли и участия во многих регуля-
торно-метаболических процессах, направленных на обеспечение и рост плода и новорожденного.
Свободные аминокислоты служат предшественниками биоактивных соединений, включаются в энергетический обмен, некоторые из аминокислот выполняют самостоятельные функции, в частности являясь индукторами синтеза стероидных гормонов и пролиферативных процессов, а также активными нейромедиаторами. Одной из этих свободных аминокислот является аргинин - полузаменимая аминокислота, выполняющая многочисленные функции, в том числе пластические и регуляторные. Важная роль также принадлежит ещё другой аминокислоте - пролину. Особенно богат им основной белок соединительной ткани - коллаген, который в высоких
концентрациях содержится в костях и мышечной ткани. Поэтому соотношение аминокислот в биологических жидкостях, очевидно, может отражаться на состоянии плода, что позволяет рассматривать их в качестве возможных маркеров осложненного течения беременности и прогностических показателей состояния новорожденного.
Морфология плаценты предопределяется ростовыми факторами, это связано с тем, что в период её формирования имеет место высокий уровень пролиферации и дифференцировки клеток. Нормальное течение гестации, как и всего процесса репродукции в целом, зависит от состояния ангиогенеза, продукции ангиогенных факторов, контролирующих рост, развитие и регресс сосудов, а также стимулирующих пролиферацию клеток и тканей. Формирование плацентарно-эмбрионального кровообращения, функционирование маточно-плацентарного кровотока во многом определяют характер беременности и условия развития внутриутробного плода. Нарушение баланса эндогенных регуляторов ангиогенеза и соединений, влияющих на тонус сосудов в плаценте и пуповине, по-видимому, способно привести к различным осложнениям беременности.
Поиск новых методов ранней диагностики и прогнозирования плацентарной недостаточности и задержки роста плода (ЗРП), оставаясь одним из приоритетных направлений современного акушерства и перинатологии, привел к необходимости использования определения некоторых аминокислот и факторов роста как ранних маркеров этой патологии [3, 4].
Соотношение аминокислот, а также факторов роста в биологических жидкостях, очевидно, может отражаться на состоянии плода, что позволяет рассматривать их в качестве возможных маркеров осложненного течения беременности (ЗРП) и прогностических показателей состояния новорожденного.
Целью работы явилось изучение содержания L-аргинина, L-пролина, а также продукции факторов роста (ТФР-а, ТФР-Р) в плаценте, пуповинной крови и сыворотке крови новорожденных и определение их роли в формировании перинатального поражения ЦНС у детей раннего возраста.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Обследованы 57 беременных и их новорожденные. В контрольную группу вошли 20 пациенток, беременность и роды которых протекали без осложнений. У 37 женшцн беременность осложнилась во втором триместре плацентарной недостаточностью, им был поставлен диагноз - задержка роста плода (основная группа).
Плацентарная недостаточность (ПН) с проявлением ЗРП отмечалась у 70% обследованных женщин основной группы. Диагнозы ПН и ЗРП поставлены на основании комплексного обследования, включающего ультразвуковую фетоплацентометрию, допплерометрию, гормональные исследования и определение активности специфических плацентарных изоферментов щелочной фосфатазы и глу-таматдегидрогеназы в сыворотке крови матери [5]. О степени гипоксии плода судили по показателям газового состава, кислотно-основного состояния и уровню ксантина и гуанина в крови у беременных.
У всех новорожденных, обследованных в 1 месяц (основная группа) в клинической картине заболевания имело место перинатальное поражение ЦНС гипоксически-ишемического генеза. При этом был зарегистрирован синдром угнетения (43%), синдром мышечной дистонии по гипотоническому типу (41%) и снижение сухожильных рефлексов (50%), а также у них отмечались рефлексы орально-спиналь-ного автоматизма (50%). Все новорожденные были включены в группу со среднетяжелой формой ЗРП.
Материалом исследования служили ткань плаценты, пуповинная кровь новорожденных и сыворотка крови, взятая у детей в 1 месяц, в которых определяли содержание аргинина и пролина методом капиллярного зонного электрофореза с использованием немодифи-цированного кварцевого капилляра [6]. Исследования проводили на аппарате («Капель-105», «Люмэкс», Санкт-Петербург, Россия). Сбор и обсчёт данных выполняли при помощи IBM PC с программным обеспечением «Мультихром» (АО «Амперсенд»). Пример электрофореграммы представлен на рисунке 1.
Уровень ТФР-а и ТФР-ß определяли методом иммуноферментного анализа, используя наборы фирмы «R&D system» (USA).
cid * 3 J ? * 7 * * Рис. 1. Электрофореграмма модельной смеси L-аргинина и L-пролина (С
аминокислот
= 0,05 г/л).
Статистическую обработку данных осуществляли с помощью лицензионного пакета программ Statistica (версия 5.1, фирмы StatSoft. Inc.). Однородность дисперсий оценивали по критерию Фишера. Для оценки статистической значимости различий между сравниваемыми группами использовали критерий Стьюдента и непараметрический критерий Манна-Уитни. Достоверными считались различия при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В плаценте беременных на фоне ПН и ЗРП уровень аргинина был снижен в среднем в 2 раза (p<0,001) по сравнению с группой контроля. Известно, что аргинин используется организмом как строительный и энергетический материал, а также функционирует как сигнальная молекула, т.к. он в больших количествах входит в состав основных белков. Среди них ядерные белки протамины и ги-стоны, играющие огромную роль в формировании структуры и регуляции функции генов, поэтому при недостатке аргинина, в первую очередь, снижается синтез именно этих белков, а также пептидов и полиаминов [7, 8].
Известно, что потребность растущего организма в пролине также велика [9, 10]. В нашем случае уровень его был снижен (на 64%, p<0,001). Сниженным оказался и рассчитанный нами коэффициент аргинин/пролин (на 82%, p<0,001).
Осложненная беременность также сопровождалась значительными сдвигами в уровне факторов роста. Так, содержание ТФР-р в плацентарной ткани было повышено при ЗРП (в 2,2 раза), и уровень ТФР-а увеличивался, но менее значительно при данной патологи (на 96%). Отношение ТФР-а/ ТФР-Р было снижено на 56% в основной группе по сравнению с контрольной.
Что касается группы новорожденных со среднетяжелой формой ЗРП, то уровень аргинина в пуповинной крови был снижен на 24% (p<0,001), а пролина - на 75% по сравнению с группой контроля. В 1 месяц у этих новорожденных изученные показатели увеличивались: аргинин - на 29% (p<0,001), пролин - на 55% (p<0,001) по сравнению с группой контроля. Коэффициент аргинин/ пролин в пуповинной крови повышался на 46%, а у детей в 1 месяц после коррекции снижался на 27,7% (p<0,001).
Продукция факторов роста в пуповинной крови была повышена: ТФР-а - на 34% (p<0,001), а ТФР-Р - на 45% (p<0,001). В 1 месяц на фоне проводимой терапии у обследованных новорожденных с ЗРП уровень изученных факторов роста достоверно не изменялся по сравнению с контрольной группой. Коэффициент ТФР-а/ТФР-р в пуповинной крови был снижен на 45% (p<0,001).
Известно, что наряду с участием факторов роста (ТФР-Р и ТФР-а) в регуляции ангиогенеза,
имплантации и дифференциации цитотрофобласта, одним из вторичных метаболических эффектов этих факторов роста, влияющих на процессы гемодинамики, является изменение метаболизма L-аргинина в результате модификации активности NO-синтазы и фермента, участвующего в этом обмене - аргиназы [11]. Влияние ТФР-ß на активность NO-синтазы приводит к нарушению генерации оксида азота, а активация им аргиназы сопровождается усилением продукции пролина, способствующего структурным изменениям сосудистой стенки.
выводы
1. Можно полагать, что выявленные нами изменения в уровне указанных аминокислот и факторов роста приводят к нарушению процессов имплантации и плацентации. Регуляция этих процессов происходит в результате сложнейших взаимодействий большого количества белков, аминокислот и других биоактивных веществ. Резкое нарушение в инвазии трофобласта, модификация формирования первичных и вторичных ворсин нарушает становление гемохориального кровообращения, и, по-видимому, может привести в дальнейшем к задержке роста плода.
2. Выявленная динамика экспрессии факторов роста при ЗРП, очевидно, отражает нарушение процессов ангио- и васкулогенеза, роста и дифферен-цировки трофобласта, а также развития эмбриона.
3. Нередко исход заболевания зависит не только от локализации и тяжести патологического процесса, но и от ранней (доклинической) диагностики перинатального поражения ЦНС, позволяющей вовремя назначить патогенетически обоснованную терапию ещё на фазе обратимых нарушений.
4. Так, при нейросонографическом исследовании детей основной группы в 1 месяц признаки незрелости головного мозга были отмечены у 71% новорожденных, перивентрикулярные кровоизлияния - у 22% детей, наличие множественных псевдокист - у 22% обследованных.
5. Таким образом, можно заключить, что использование полученных коэффициентов аргинин/ пролин и ТФР-а/ТФР-ß в плаценте и пуповинной крови, являясь нетравматичным методом, позволит прогнозировать неврологические нарушения у детей раннего возраста, оптимизировать лечебные мероприятия и тем самым предотвратить процесс отсроченной манифестации церебральных повреждений у детей первого года.
ЛИТЕРАТУРА
1. Афонин A.A. Адаптация и развитие детей, рожденных женщинами с индуцированной беременностью и обоснование системы превентивных и реабилитационных мероприятий: Дис. ... д-ра мед. наук. Москва; 1993.
2. Барашнев Ю.И. Перинатальная неврология. 2-е изд., доп. М.: Триада-Х; 2011.
3. Крукиер И.И., Погорелова Т.Н., Авруцкая В.В., Нарежная Е.В., Никашина А.А., Друккер Н.А., Лигидова А.Т. Способ диагностики задержки роста плода. Патент РФ на изобретение № 2425379/ 26.03.2010. Доступно по: http://www.freepatent.ru/ patents/2425379.
4. Никашина А.А., Дегтярева А.С., Крукиер И.И. Значение коэффициента аргинин/пролин в околоплодных водах и плаценте при задержке роста плода. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2012;57(5):188.
5. Погорелова Т.Н., Крукиер И.И., Длужевская Т. С. Способ диагностики плацентарной недостаточности: А.с. № 1627987. Открытия, изобретения. 1991;6:143.
6. Нарежная Е.В., Аскалепова О.И., Крукиер И.И., Погорелова Т.Н., Никашина А.А. Определение свободных форм аргинина и пролина в амниотиче-ской жидкости. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2011;1:48-50.
7. Regunathan S, Reis DJ. Characterization of arginine-decarboxylase in rat brain and liver: distinction from ornithine-decarboxylase. J Neurochem. 2000 May;74(5):2201-2208.
8. Collier SR, Casey DP, Kanaley JA. Growth hormone responses to varying doses of oral arginine. Growth Horm IGF Res. 2005 Apr;15(2):136-139.
9. Bertolo RF, Burrin DG. Comparative aspects of tissue glutamine and proline metabolism. J Nutr. 2008 0ct;138(10):2032S-2039S.
10. Wu G, Bazer FW, Burghardt RC, Johnson GA, Kim SW, Knabe DA, Li P, Li X, McKnight JR, Satterfield MC, Spencer TE. Proline and hydroxyproline metabolism: implications for animal and human nutrition. Amino Acids. 2011 Apr;40(4):1053-1063.
11. Shearer JD, Richards JR, Mills CD, Caldwell MD. Differential regulation of macrophage arginine metabolism: a proposed role in wound healing. Am J Physiol. 1997 Feb;272(2 Pt 1):E181-190.
