CC BY
127
© д. И. Соколов, М. В. Лесничия, Э. А. Аминова, О. Н. Аржанова, С. А. Сельков
ГУ НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта РАМН, Санкт-Петербург
оценка концентрации sICAM-1 в сыворотке крови беременных и продукции sicam-1 тканью плаценты
УДК: 6i8.3-008.6:6i8.36]—07
■ Одним из патогенетических факторов гестоза является накопление в сыворотке крови различных продуктов, отражающих дисфункцию эндотелиальных клеток. Целью исследования было изучить изменение концентрации sICAM-1 у здоровых беременных и беременных с гестозом, а также сравнить полученные данные с секрецией sICAM-1 тканью плаценты. Установлено, что концентрация sICAM-1 в сыворотках здоровых беременных не отличалась от таковой
в сыворотках здоровых небеременных женщин. Концентрация sICAM-1 в сыворотках беременных с гестозом была выше (40,37± 4,2 нг/мл), чем в сыворотках здоровых беременных (22,8 ± 4,5 нг/мл, p < 0,05). Различий концентрации sICAM-1 в сыворотке крови больных гестозом в зависимости от степени тяжести заболевания и наличия плацентарной недостаточности не обнаружено. Различий в секреции sICAM-1 тканью плацент беременных с гестозом и здоровых беременных также не обнаружено. Повышение концентрации sICAM-1 в сыворотках беременных с ге-стозом обусловлено системной дисфункцией эндотелиальных клеток и активацией лейкоцитов при данной патологии.
Работа поддержана грантами Президента РФ № НШ-1066.2008.7 и МК-1355.2007.7.
■ Ключевые слова: гестоз; эндотелиальные клетки; sICAM-1; плацента.
Межклеточная молекула адгезии-1 (1САМ-1: intercellular adhesion molecule 1; CD54) — одноцепочечный гликопротеин с молекулярной массой 55 kDa. ICAM-1 — это интегральный мембранный белок, состоящий из пяти иммуноглобулиноподобных внеклеточных доменов, короткой гидрофобной трансмембранной области и небольшого C-концевого цитоплазматического домена [16]. Межклеточная молекула адгезии-1 экспрессируется на различных клетках: эндотелиальных клетках, эпителиальных клетках, фибробластах, дендритных клетках, а также на моноцитах, тканевых макрофагах, активированных Т-лимфоцитах. ICAM-1 является лигандом для лейкоцитарных р2-интегринов (LFA-1, Мас-1) [1, 18] и поэтому служит важным медиатором процесса воспаления, позволяя лейкоцитам узнавать соответствующие участки поверхности эндотелиальных клеток. Основная функция ICAM-1 заключается в обеспечении адгезии нейтро-филов, моноцитов и лимфоцитов к активированному сосудистому эндотелию с последующей их миграцией в очаг воспаления [15; 22]. Кроме того, ICAM-1 участвует в контактных взаимодействиях клеток в иммунных реакциях: Т-лимфоцита с моноцитом, цитотоксического Т-лимфоцита с клеткой-мишенью [1]. Эндотелиальный ICAM-1, связываясь с интегрином LFA-1, экспрессированным на поверхности циркулирующих опухолевых клеток, обеспечивает их прочное прикрепление к эндотелиальной выстилке сосуда, что является необходимой предпосылкой для формирования метастатического опухолевого очага [6, 21].
Растворимая форма 1САМ-1 — секреторный 1САМ-1 (sICAM-1) образуется в результате протеолитического расщепления мембранной формы 1САМ-1. Уровень sICAM-1 в крови возрастает при различных заболеваниях — аллергических, аутоиммунных, инфекционных, воспалительных, неопластических, при состояниях после трансплантации [12]. Сведения о содержании sICAM-1 в сыворотке крови у здоровых беременных и у беременных с гестозом неоднозначны [3, 8, 17]. Кроме того, нет данных о секреции тканью плаценты sICAM-1.
Целью исследования было изучить изменение концентрации sICAM-1 у здоровых беременных и беременных с гестозом, а также сравнить полученные данные с секрецией sICAM-1 тканью плаценты.
Материалы и методы
Первую (контрольную) группу составили 10 здоровых небеременных женщин без признаков воспалительных изменений. Вторую группу составили 20 беременных женщин при сроке 32-39 недель с физиологическим течением беременности. В третью группу вошли 56 беременных с гестозом различной степени тяжести в III триместре беременности без признаков угрожающего прерывания беременности на момент исследования. Диагноз гестоза у женщин третьей группы установлен
на основании ведущих клинических симптомов различной степени выраженности — наличие протеинурии, отеков, гипертензии (повышение систолического давления от 135 мм рт. ст. и выше, диастолического давления от 85 мм рт. ст. и выше).
Сыворотку крови замораживали при температуре -20 ° С и хранили до исследования не более двух месяцев. В полученных сыворотках определяли содержание 8ГСАМ-1 при помощи стандартного набора для иммуноферментного анализа (BD. США). Также была изучена секреция 8ГСАМ-1 тканью плаценты тех же 20 здоровых беременных и 56 беременных с гестозом. Полученные после кесарева сечения кусочки плацентарной ткани культивировали в питательной среде DMEM\F12 с добавлением 10 % эмбриональной телячьей сыворотки в течение 24 часов. Затем кондиционированные среды собирали и замораживали при температуре -20 ° С до исследования. Кусочки плацент взвешивали для пересчета концентрации 8ГСАМ-1 на 1 мг ткани. В полученных кондиционированных средах определяли содержание 8ГСАМ-1 при помощи иммуноферментного анализа (BD, США). Статистический анализ полученных данных проводили при помощи компьютерной программы STATISTICA 6.0. Для анализа данных использовали непараметрический критерий Манна—Уитни.
Результаты и обсуждение
Концентрация 8ГСАМ-1 в сыворотках здоровых беременных (22,8 ± 4,5 нг/мл) не отличалась от таковой в сыворотках здоровых небеременных женщин (21,5 ± 3,5 нг/мл). Концентрация 8ГСАМ-1 в сыворотках беременных с гестозом была достоверно выше (40,37 ± 4,2 нг/мл), чем в сыворотках здоровых беременных (22,8±4,5 нг/мл, р < 0,05). Различий концентрации 8ГСАМ-1 в сыворотке крови больных гестозом в зависимости от степени тяжести заболевания не обнаружено. Концентрация 8ГСАМ-1 в сыворотках беременных с гестозом, у которых впоследствии при гистологическом исследовании была обнаружена хроническая плацентарная недостаточность, не отличалась от концентрации 8ГСАМ-1 в сыворотках беременных с гестозом, у которых при гистологическом исследовании хроническая плацентарная недостаточность не была обнаружена. При этом различий секреции 8ГСАМ-1 тканью плацент при гестозе (351,9 ± 64,4 нг в пересчете на 1 мг ткани плаценты) и в контроле (343,6 ± 55,7 нг в пересчете на 1 мг ткани плаценты) не обнаружено.
Растворимая форма 8ГСАМ-1 выявляется у женщин с гестозом, синдромом гемолиза, гипер-ферментией печени, пониженным количеством тромбоцитов (HELLP-синдром). Показано, что
при тяжелом гестозе уровень 8ГСАМ-1 в сыворотке выше, чем при физиологической беременности. Концентрации 8ГСАМ-1 в сыворотке крови при физиологической беременности, а также гестозе слабой и средней степени не отличаются [3, 8, 17]. Однако мы не обнаружили различий концентраций 8ГСАМ-1 в сыворотке крови беременных с ге-стозом в зависимости от степени тяжести гестоза.
Растворимая форма 8ГСАМ-1, так же как и поверхностная форма, сохраняет способность связываться с LFA-1 [19]. Поэтому, учитывая возможность конкурентного связывания секреторной формы 8ГСАМ-1 с интегрином LFA-1, экспрессированным на поверхности циркулирующих им-мунокомпетентных клеток, можно предположить, что слущивание рецепторов с поверхности клеток плаценты является природным защитным механизмом, предотвращающим адгезию иммуноком-петентных клеток матери к клеткам плаценты. Этот механизм, по-видимому, важен в поддержании толерантности материнского организма к се-миаллогенному плоду.
Нами установлено, что клетки плаценты се-кретируют заметное количество 8ГСАМ-1, но заметного влияния на концентрацию 8ГСАМ-1 в системном кровотоке у женщин с физиологической беременностью или с гестозом при этом не наблюдается. Возможно, что повышение концентрации 8ГСАМ-1 в сыворотках беременных с гестозом было обусловлено системной дисфункцией эндотелиальных клеток и активацией лейкоцитов при данной патологии. Нарастание концентраций 8ГСАМ-1 при различных патологиях, включая ге-стоз беременных женщин, возможно, связано не только с активацией иммунокомпетентных клеток, эндотелиальных и других клеток различных тканей, вовлеченных в патологический процесс, но также и с их апоптозом. Показано, что при гестозе нарастают процессы апоптоза в ткани плаценты [13]; апоптотической гибели также подвергаются эндотелиальные клетки и иммунокомпетентные клетки. У беременных с гестозом ГСАМ-1 также интенсивно экспрессируется на гладкомышечных клетках сосудов, что подтверждает гипотезу наличия при гестозе воспаления гладких мышц сосудов [7]. У женщин с гестозом помимо повышения концентрации 8ГСАМ-1 в сыворотке крови также повышается концентрация 8УСАМ-1 — секреторный вариант поверхностной молекулы УСАМ-1 (CD106) [17]. Экспрессия молекулы УСАМ-1 также является признаком активации эндотелиальных клеток сосудистого русла.
Полагают, что дисфункция эндотелия, заключающаяся в повышении экспрессии молекул адгезии, имеет первостепенное значение в патогенезе гестоза. Клеточные формы молекул адге-
г
зии служат связующим звеном специфических этапов взаимодействия лейкоцитов и эндотелиальных клеток и вовлекаются в патофизиологию гестоза. Увеличение растворимого Р-селектина ^Р^е1еСт) отражает активацию тромбоцитов, изменения растворимого L-селектина (sL-selectin) — активацию лейкоцитов, а увеличение растворимых форм Е-селектина ^Е^е1еСт), sICAM-1 и sVCAM-1 указывают на активацию и дисфункцию эндотелиальных клеток [7, 11]. Так, при тяжелом гестозе содержание sICAM-1. sVCAM-1, sE-селектина в сыворотке выше, чем при нормальной беременности [17]. Показано, что в плазме здоровых женщин при нормально протекающей беременности концентрация sP-селектина значительно увеличивается, sL-селектина уменьшается, а sE-селектина, sICAM-1. sУCAM-1, sPECAM-1 не изменяется или изменяется совсем незначительно по сравнению с небеременными женщинами. Напротив, при гестозе концентрация sE-селектина увеличивается, а sL-селектина уменьшается. Таким образом, увеличенная концентрация sP-селектина, пониженная концентрация sL-селектина и вместе с этим отсутствие изменений концентрации растворимых молекул адгезии эндотелиальных клеток указывают на то, что физиологическая беременность сопровождается активацией тромбоцитов и лейкоцитов. Следовательно, гестоз характеризуется активацией не только тромбоцитов, лейкоцитов [4], но и эндотелиальных клеток [5].
Поскольку гестоз — заболевание беременных женщин, плацента является важнейшим патогенетическим звеном этого заболевания. Плацента при гестозе синтезирует и секретирует провос-палительные цитокины, в ней образуются активные формы кислорода. Указанные продукты могут активировать материнские лейкоциты, проходящие вместе с кровотоком через матку [5, 20]. Показано, что лимфоциты, выделенные из крови локтевой вены, а также децидуальные лимфоциты, полученные из ткани плаценты тех же женщин при кесаревом сечении обладают повышенной экспрессией молекул адгезии, в том числе ГСАМ-1 [10], что указывает на их активацию. Активированные лейкоциты способны адгезировать к эндотелиальным клеткам и инициировать их активацию в любой точке кровеносного русла матери. Активирующим стимулом в отношении эндотелиальных клеток при гесто-зе также могут являться продукты перекисного окисления липидов. Показано, что сыворотка крови женщин с гестозом, содержащая высокие концентрации окисленных липопротеинов, индуцирует экспрессию ГСАМ-1 эндотелиальными клетками [14].
Активация эндотелиальных клеток сопровождается секрецией хемокинов, привлекающих все новые лейкоциты в очаг воспаления, провос-палительных цитокинов, обеспечивающих ауто-кринную и паракринную стимуляцию эндотелия и лейкоцитов, а также экспрессией адгезионных молекул, способствующих адгезии лейкоцитов к эндотелию и их дальнейшей миграции в очаг воспаления. При активации эндотелий сначала экспрессирует на своей поверхности молекулы селектинов, обеспечивающих так называемый «роллинг», («качение»), лейкоцитов по поверхности эндотелия. При этом мононуклеары получают дополнительный активирующий сигнал. Затем активированный эндотелий экспрессирует на своей поверхности такие адгезионные молекулы, как CD54 (ГСАМ-1) и CD106 (УСАМ-1) [2, 18]. Одновременно с увеличением экспрессии ГСАМ-1 происходит увеличение концентрации секреторной формы этой молекулы [9]. Указанные молекулы обеспечивают адгезию мононуклеаров и способствуют их диапедезу в интиму сосудов через слой эндотелиальных клеток [1; 2] при воспалительной реакции. В свою очередь, активированный эндотелий инициирует адгезию активных мононуклеаров и способствует развитию местной воспалительной реакции, вовлекая все новые сосуды кровеносной системы матери в патологический процесс.
Таким образом, активация лейкоцитов и эндотелиальных клеток при гестозе сопровождается повышенной экспрессией этими клетками адгезионных молекул, в том числе ГСАМ-1. В результате протеолитического расщепления мембранной формы в кровотоке появляется секреторная форма этой молекулы. Наличие sICAM-1 в сыворотке крови может служить прогностическим признаком гестоза. Определение sICAM-1 в сыворотке крови беременных также может использоваться в качестве мониторинга течения заболевания и лечения.
заключение
Клетки плаценты секретируют заметное количество sICAM-1, но влияния на концентрацию sICAM-1 в системном кровотоке у женщин с физиологической беременностью или с гестозом не оказывают. Поэтому повышение концентрации sICAM-1 в сыворотках беременных с гесто-зом обусловлено, скорее всего, системной дисфункцией эндотелиальных клеток и активацией лейкоцитов при данной патологии. Слущивание рецепторов с поверхности клеток плаценты, возможно, является природным защитным механизмом, предотвращающим адгезию иммуноком-петентных клеток матери к клеткам плаценты,
INIIM
8-11 июня
2009 года
Место проведения
Москва, ул. Ак. Опарина, 4,
ФГУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И.Кулакова»
XXII Международный конгресс
с курсом эндоскопии
Новые технологии в диагностике
и лечении
гинекологических
заболеваний
Организаторы:
Министерство здравоохранения и социального развития РФ ФГУ «Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Росмедтехнологий Российское общество акушеров-гинекологов
Общество репродуктивной медицины и хирургии (ОРМХ)
Российская ассоциация гинекологов-эндоскопистов (РАГЭ)
Российская ассоциация эндометриоза (РАЗ) Конгресс-оператор ЗАО «МЕДИ Экспо»
иЛ
МЕДИ Экспо
© т
ТЄЛ.: +7 (495) 938 92 11
ФаКС +7(495)938 24 58 е-таіі: [email protected] www.mediexpo.ru
обеспечивающим поддержание толерантности материнского организма в отношении семи-аллогенного плода. В плазме крови женщин, течение беременности которых в дальнейшем осложнилось гестозом, наблюдается повышение концентраций sICAM-1 и sVCAM-1 за 3-15 недель до проявления клинических симптомов [8]. Следовательно, эти молекулы могут иметь важное прогностическое значение для раннего определения у беременных женщин риска развития гестоза.
Работа поддержана грантами Президента РФ № НШ-1066.2008.7 и МК-1355.2007.7.
Литература
1. Фрейдлин И. C. Клетки иммунной системы. — Т. 3. — СПб.: Наука, 2001. — 456 с.
2. Цитокиновая регуляция экспрессии адгезионных молекул ICAM-1 и продукции хемокина IL-8 эндотелиальными клетками / Соколов Д. И. [и др.] // Медицинская иммунология. — 2000. — Т. 2, № 1. — С. 25-33.
3. A comparative study of serum soluble vascular cell adhesion molecule-1 and soluble intercellular adhesion molecule-1 in preeclampsia. / Phocas I., Rizos D., Papoulias J., Xyni K. [et al.] // J. Perinatol. — 2000. — Vol. 20. — P. 114-119.
4. Activated T-lymphocytes in pre-eclampsia. / Darmochwal-Kolarz D. [et al.] // Am. J. Reprod. Immunol. — 2007. — Vol. 58, № 1. — P. 39-45.
5. Activation of leukocytes during the uteroplacental passage in preeclampsia. / Mellembakken J. R. [et al.] // Hypertension. — 2002. — Vol. 39. — P. 155-160.
6. AlbedaS.M. Role of integrins and other cell adhesion molecules in tumor progression and metastasis // Lab. Invest. — 1993. — Vol. 68. — P. 4.
7. Chaiworapongsa T., Romero R., Yoshimatsu J. Soluble adhesion molecule profile in normal pregnancy and pre-eclampsia // Matern Fetal Neonatal. Med. — 2002. — Vol. 12, № 1. — P. 19-27.
8. Circulating endothelial cell adhesion molecules as diagnostic mark-ers for the early identification of pregnant women at risk for development of preeclampsia / Krauss T. [et al.] // Am. J. Obstet. Gynecol. — 1997. — Vol. 177, № 2. — P. 443-449.
9. Differential distribution of intercellular adhesion molecules (ICAM-1, ICAM-2, ICAM-3) and the MS-1 antigen in normal and diseased human synovia / Szekanecz Z. [et al.] // Arthr. Rheum. — 1994. — Vol. 37, № 2. — P. 221-231.
10. Expression of intercellular adhesion molecule-1 on the surface of peripheral blood and decidual lymphocytes of women with pregnancy-induced hypertension / Wilczynski J. R. [et al.] // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. — 2002. — Vol. 102. — P. 15-20.
11. FreemanD., McManusF., BrownE. Short- and long-term changes in plasma inflammatory markers associated with preeclampsia // Hypertension. — 2004. — Vol. 44. — P. 708-714.
12. Gearing A. J., Newman W. Circulating adhesion molecules in disease // Immunol. Today. — 1993. — Vol. 14. — P. 506-512.
13. Increased apoptosis in the syncytiotrophoblast in human term placentas complicated by either preeclampsia or intrauterinegrowth retardation / Ishihara N. [et al.] // J. Obstet. Gynecol. — 2002. — Vol. 186. — P. 158-166.
14. Increased circulating lipid peroxides in severe preeclampsia activate NF-kB and upregulate ICAM-1 in vascular endothelial cells / Takacs P. [et al.] // FASEB J. — 2001. — Vol. 15. — P.279-281.
15. Intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) expression and soluble ICAM-1 (sICAM-1) production by cytokyne-activated human aortic endothelial cells: a possible role for ICAM-1 and sICAM-1 in atherosclerotic aortic aneurysms / Szekanecz Z. [et al.] // J. Clin. Exp. Immunol. — 1994. — Vol.98, № 2. — P. 337-343.
16. Jun C., Carman C., Redickr S. Ultrastructure and function of dimeric, soluble intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) // The journal of biological chemistry. — 2001. — Vol. 276. — P. 29019-29027.
17. Kim S., Ryu H., Yang J. Maternal serum levels of VCAM-1, ICAM-1 and E-selectin in preeclampsia // J. Korean. Med. Sci. — 2004. — Vol. 19. — P. 688-692.
18. Mason J. C., HaskardD. O. The clinical importance of leucocyte and endothelial cell adhesion molecules in inflammation // Vascular Medicine Review. — 1994. — Vol. 5. — P. 249-275.
19. Molecular Comparison of Soluble Intercellular Adhesion Molecule (sICAM)-1 and sICAM-3 Binding to Lymphocyte Function-associated Antigen-1 / Woska J. R. Jr. [et al.] // J. Biol. Chem. — 1998. — Vol. 273. — P. 4725.
20. Raijmakers M. T. M., Dechend R., Poston L. Oxidative stress and preeclampsia: rationale for antioxidant clinical trials // Hypertension. — 2004. — Vol. 44. — P. 374-380.
21. RoosE. Adhesion molecules in lymphoma metastasis // Semin. Cancer Biol. — 1993. — Vol. 4. — P. 285.
22. Shang X.-Z., Lang B. J., Issekutz A. C. Adhesion molecule mechanisms mediating monocyte migration through synovial fibroblast and endothelium barriers: role for CD11/CD18, very late antigen-4, (CD49d/CD29), very late antigen-5 (CD49e/ CD29) and vascular cell adhesion molecule-1 (CD106) // J. Immunol. — 1998. — Vol. 160. — P. 467-474.
Статья представлена А. В. Арутюняном, ГУ НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта,
Санкт-Петербург
EVALUATION OF CONCENTRATION SICAM-1 IN BLOOD SERUM OF PREGNANT WOMEN AND PRODUCTION SICAM-1 BY PLACENTA TISSUE
Sokolov D. I., Lesnichija M. V., Aminova E. A., Arzhanova O. N., Selkov S. A.
■ Summary: One of eclampsia signs is accumulation in blood serum of the various products reflecting dysfunction of endothelial cells. The aim of the study was the to analys sICAM-1 concentration at healthy pregnant women and pregnant women with an eclampsia, and also to compare the obtained data to secretion
sICAM-1 by placenta tissue. Concentration sICAM-1 in serum of healthy pregnant women and healthy nonpregnant women was equal. Concentration sICAM-1 in serum of pregnant women with an eclampsia was above (40,37 ± 4,2 ng/ml), than in serums of healthy pregnant women (22,8 ± 4,5 ng/ml, p < 0,05). Differences of sICAM-1 concentration in blood serum sick of an eclampsia depending on severity level of disease and presence of placental insufficiency it is not revealed. Differences in secretion sICAM-1
by tissue of placentas of pregnant women with an eclampsia and healthy pregnant women also it is not revealed. Concentration rising sICAM-1 in serum of pregnant women with an eclampsia is caused by system endothelial cell dysfunction and leucocyte activation. Work is sustained by grants of the President of the Russian Federation № HM-1066.2008.7 and MK-1355.2007.7.
■ Key words: pregnancy; gestosis, placenta; endothelial cell.
■ Адреса авторов для переписки------------------------------------
Соколов Дмитрий Игоревич — ст. науч. сотрудник, лаборатория
иммунологии
E-mail: [email protected]
Сельков Сергей Алексеевич — д. м. н., зав. лаборатории иммунологии, профессор.
E-mail: [email protected]
ГУ НИИ акушерства и гинекологии им. Д. О. Отта РАМН.
199034 Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3
Sokolov Dmitriy Igorevich — scientific resecher.
E-mail: [email protected]
Selkov Sergey Alkseevich — doctor of medical science, professor, corr. memb. RANS Head of Laboratory of Immunology.
E-mail: [email protected]
D.O. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology 3 Mendeleyevskaya Line 199034 St. Petersburg, Russia
