Введение к работе
Актуальность темы. Плацента является уникальным органом, так как ее формирование, созревание, достижение функционального оптимума, старение и, наконец, отторжение по биологическим меркам происходит предельно быстро За короткий промежуток времени низкодифференцированный опухолево-подобный трофобласт превращается в сложноорганизованный орган, имеющий свою специфическую систему гормональной регуляции, иммунологического контроля, обеспечивающий внутриутробную жизнь плода В этом стремительном развитии особое значение приобретают процессы пролиферации и программированной клеточной гибели (ПКГ) Существует определенный круг исследователей, занимающихся изучением процессов апоптоза в плаценте (В Huppertz et al, 1998, 1999, 2006, D W Morrish et al, 2001, M Jerzak, P Bischof, 2002) Ими установлена первостепенная роль этого процесса в механизмах син-цитилизации трофобласта, перестройке спиральных артерий и др Большинство авторов исследуют молекулярно-биологический уровень, генетические характеристики программируемой клеточной гибели в плаценте, в то время как вопросам биохимического обеспечения этих процессов, метаболическим реакциям клеток, сопровождающим данные явления, внимания практически не уделялось Между тем, получение ответов на данные вопросы позволит приблизиться к решению проблемы ранней диагностики и метаболической коррекции осложненной беременности
В настоящее время формируется концепция об иммунологических отношениях матери и плода, согласно которой, супрессия специфической ветви иммунного ответа матери сопровождается активацией неспецифического врожденного иммунитета (Г Т Сухих и соавт , 2003)
В децидуальной оболочке и строме плаценты, среди клеточных элементов, наибольший интерес вызывают плацентарные макрофаги, которые присутствуют в значительном количестве в строме ворсин формирующейся плаценты на протяжении всей беременности (АП Милованов, 1999, ИГ Шатилова, 1999) И этот интерес определяется не только их количественным превалированием
Несмотря на значимость плацентарных макрофагов как клеток-эффекторов иммунного взаимодействия мать-плацента-плод, клеток-регуляторов ангиогенеза в плаценте, исследования их свойств и участия в формировании патологического течения беременности достаточно фрагментарны и ограничиваются в основном их морфологическими и иммунологическими характеристиками (Л В Черипова и соавт , 1994, С А Сельков, 1996, О В Павлов и соавт, 1999, ИГ Шатилова и соавт, 1997, МС Шамугия, 1999, ЭК Айла-мазян, С А Сельков, 2002, М G Petroffet al, 2002, 2003, L Gardner, A Moffett, 2003, S. Renaud et al, 2005, F Arcun et al, 2006) Вместе с тем, биохимические особенности и метаболические реакции плацентарных макрофагов остаются неизученными
Связующим звеном между метаболической активностью плацентарных макрофагов и процессами апоптотической деградации ДНК в плаценте может
явиться изучение секреции макрофагами молекул с апоптогенньши и антиапоп-тогенными свойствами, в частности, оксида азота - продукта NO-синтазного пути окисления аргинина
Существует еще несколько путей в метаболизме аргинина аргиназный, приводящий к образованию полиаминов - спермидина и спермина - активаторов пролиферативных процессов и декарбоксилазный, ведущий к образованию агматина - молекулы, способной включатся в синтез полиаминов, подавлять пролиферацию гладкомышечных клеток и ингибировать активность N0-синтазы (М A Medina et al, 2003)
Однако, в литературе отсутствуют сведения о содержании полиаминов и агматина в динамике развития плаценты человека при физиологической и осложненной беременности Вероятно, нарушения, связанные с метаболизмом аргинина по аргиназному пути, приведут не только к нарушению детоксикации аммиака, но и к изменению регуляции пролиферации, а соответственно к дефектам развития плаценты
С позиций регуляции процессов пролиферации и программируемой клеточной гибели, активные формы кислорода (АФК) являются вторичными мес-сенджерами передачи сигналов от ростовых факторов и способны влиять на регуляцию клеточного цикла (М М Дементьева, 1999, Е Е Дубинина и соавт, 2006, Е Б Меньшикова и соавт , 2006, W Droge, 2002, С Nathan, 2003) В связи с этим, представляет интерес изучение вопроса возможной связи нарушения апоптотических процессов с окислительным стрессом Исследованию состояния антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов при физиологическом и осложненном течении беременности посвящено значительное количество отечественных и зарубежных работ (В А Бурлев, 1992, Л И Колесникова, 1993, В М Прокопенко и соавт , 1995, 1997, 1999,2000, 2006, НН Крайнева и соавт , 1998, С И Назарова и соавт , 2005, 2006, А К Poranen et al, 1996, Y Wang, S W Walsh, 1996, U Mutlu-Turcoglu et al, 1998, J J Walker, 1998) Однако, роль плацентарных ферментов антиоксидантной защиты в регуляции пролиферации и апоптоза в плаценте до настоящего времени все еще не ясна
С точки зрения эволюционной биохимии, плацента является уникальным объектом исследования, так как проходит в своем развитии ряд стадий от бла-стоцисты до органа с высочайшим уровнем дифференцировки Несмотря на более чем столетнюю историю филогенетического закона Геккеля о повторении филогенеза в онтогенезе, его биохимическая доказательная база остается крайне фрагментарной (Б Карлсон, 1983) И, на наш взгляд, исследование содержания продуктов деградации пуринов, в частности аллантоина, в динамике физиологической и осложненной беременности может поставить ряд новых вопросов и дать некоторые ответы относительно онтогенетического становления азотистого метаболизма
Представляется необходимым определить значение макрофагов в формировании плаценты Важным является анализ роли систем генерации активированных кислородных метаболитов и ферментативной антиоксидантной системы в регуляции апоптоза и пролиферации, их взаимосвязи в различные периоды физиологической и осложненной беременности
Опираясь на вышеизложенное, можно обозначить основное направление исследований, которое на наш взгляд позволит сформировать теоретический фундамент молекулярных механизмов осложненного течения беременности и предложить решение практических вопросов, связанных с диагностикой и лечением плацентарной недостаточности
Цель работы: выявление молекулярных механизмов формирования плаценты и метаболической активности плацентарных макрофагов, определение роли их нарушений в патогенезе различных форм плацентарной недостаточности и поиск путей их метаболической коррекции
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи исследования:
Оценить NO-секреторную активность плацентарных макрофагов и активность их антиоксидантных ферментов при различных вариантах течения беременности,
Определить активность Са2+/Г^2+-зависимой эндонуклеазы, цитохромок-сидазы и содержание продуктов деградации пуринов (гипоксантина, ксантина, мочевой кислоты и аллантоина) в плаценте при различных вариантах течения беременности,
Установить содержание аргинина, путресцина, спермидина и агматина в плаценте при различных вариантах течения беременности,
Исследовать активность ферментов антиоксидантной защиты (СОД, ка-талазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы) в плацентарных макрофагах и тканях плаценты в динамике физиологической беременности и при плацентарной недостаточности,
Выяснить влияние аргинина и изосорбида динитрата на метаболическую активность эритроцитов и лейкоцитов крови беременных с плацентарной недостаточностью
Установлены биохимические закономерности формирования плаценты с позиций молекулярного обеспечения процессов пролиферации и апоптоза Формирование плаценты сопряжено с повышением активности процессов деградации ДНК, NO-секреторной активности плацентарных макрофагов, снижением уровня полиаминов и пуриновых дериватов по мере развития беременности
Впервые выявлен не однозначный характер изменений активности Ca2+/Mg2+-3aBHCHMoft эндонуклеазы в плаценте на разных этапах формирования Получены новые данные о содержании гипоксантина, ксантина и мочевой кислоты в тканях плаценты, позволяющие прийти к заключению о снижении интенсивности процессинга РНК и повышении процессов реутилизации пуриновых метаболитов в динамике физиологической беременности
Впервые определено содержание аллантоина в организме беременных женщин, выявившее временные расхождения в повышении его уровня в плаценте и сыворотке крови беременных, что свидетельствует о разных темпах
становления пуринового метаболизма в зародышевых и внезародышевых тканях и является отражением филогенетического закона
Выявлено реципрокное снижение интенсивности аргиназного и декарбок-силазного путей и активация NO-синтазного пути метаболизма аргинина, что указывает на важную роль ауторегуляторных механизмов в динамике формирования плаценты
Данные об активности антиоксидантних ферментов плацентарных макрофагов и особенностях формирования антиоксидантной ферментативной системы плаценты человека в процессе физиологической беременности определяют их значимость в формировании защитно-приспособительных реакций, обеспечивающих состоятельность беременности
Впервые установлено, что процессы синцитилизации и первой волны инвазии трофобласта сопровождаются увеличением генерации перекиси водорода плацентарными макрофагами, активацией в клетках трофобласта Са" /Mg~+-зависимой эндонуклеазы, увеличением содержания аллантоина, высоким уровнем полиаминов
Установлены общие закономерности метаболических реакций плаценты при патологическом течении беременности в различные сроки, заключающиеся в депрессии метаболизма аргинина, активации процессов деградации пурино-вых нуклеотидов, накоплении мочевой кислоты, дисбалансе в работе антиокси-дантных ферментов Впервые выявлен различный характер нарушений в NO-секреции, активности антиоксидантных ферментов плацентарных макрофагов и плаценты при неразвивающейся беременности, ранних и поздних самопроизвольных абортах и при плацентарной недостаточности
Впервые установлена структура адаптивных реакций красных и белых клеток крови при направленной метаболической коррекции препаратами аргинина и изосорбида динитрата, позволяющими оптимизировать плацентарную гемодинамику и качественно улучшить перинатальные исходы
НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
РАБОТЫ
Работа вносит вклад в углубленное понимание биохимических механизмов, лежащих в основе функционирования плаценты на различных этапах ее формирования Полученные данные совершенствуют представления о роли метаболических изменений в плаценте в патогенезе осложненного течения беременности
Одним из практических приложений работы является определение новых подходов к целенаправленной, патогенетически обоснованной терапии невынашивания беременности Теоретически обоснована перспективность назначения в I триместре пациенткам с высоким риском развития неразвивающейся беременности тиоловых антиоксидантов Показана целесообразность применения при поздних самопроизвольных абортах антиоксидантной терапии, предотвращающей окислительную активацию процессов апоптоза в плаценте
Показана диагностическая значимость определения секреторной активности лейкоцитов крови и содержания аллантоина в сыворотке крови матери в
оценке состояния фетоплацентарного комплекса беременных с плацентарной недостаточностью в III триместре
Полученные данные обосновывают дифференцированный подход в назначении препаратов - доноров оксида азота и активаторов NO-синтазы в зависимости от сроков возникновения патологии беременности
Выявленное снижение продукции оксида азота при плацентарной недостаточности являются теоретическим обоснованием целесообразности применения препаратов - доноров оксида азота и активаторов NO-синтазы при этой патологии в III триместре Полученные данные свидетельствуют о перспективности разработки методов селективной коррекции сниженной NO -секреторной активности плацентарных макрофагов Теоретически обоснованы и совместно с кафедрой акушерства и гинекологии №3 ФПК и ППС РостГМУ разработаны и апробированы способы лечения плацентарной недостаточности, основанные на включении в стандартную схему терапии хронической фетоплацентарной недостаточности препаратов L-аргинина и изосорбида динитрата Данные способы позволяют добиться повышения эффективности коррекции плацентарной гемодинамики, улучшения метаболических характеристик эритроцитов и лейкоцитов крови, что обеспечивает улучшение перинатальных исходов новорожденных
Основные положения диссертации представлены на VI Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2002), на III и VII Международных научно-практических конференциях «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2002, 2006), на научно-практических конференциях «Актуальные вопросы акушерства и гинекологии» (Ростов-на-Дону, 2003, 2004, 2005, 2006), на IV Научной сессии РостГМУ (Ростов-на-Дону, 2004), на VII и VIII Российских форумах «Мать и дитя» (Москва 2005, 2006)
По теме диссертации опубликовано 36 работ, в том числе 11 - в изданиях, рекомендованных ВАК
