Введение к работе
. Актуальность темы.
Несмотря на значительное количество работ, посвященных таким патологическим состояниям беременности, как невынашивание беременности (Колесникова Л.И., 1993; Сидельникова В.М., Бурлев В.А., Бубнова Н.И. и др., 1994), плацентарная недостаточность (Савельева Г.М. и соавт., 1991; Милованов А.П., 1999; Радзинский В.Е., Смалько П.Я., 2001), гестозы (Кустаров В.Н., Линде В.А., 2000; Шифман Е.М., 2002), вопросы патогенеза, лечения и профилактики этих состояний остаются открытыми. Нельзя ожидать существенного прогресса в решении прикладных медицинских задач без глубокого изучения патогенетических основ формирования той или иной патологии (Шифман Е.М., 2002).
Схожесть нарушения плацентации у пациенток с ранним выкидышем, гестозом, синдромом задержки развития плода позволяет предполагать общность этих патологических процессов (Gregorini G., Setti G., Remuzzi G., 1986, Labarerre C.A., Althabe O.H., 1986, Chianchiani N., Rossi C, Bertolino G., 1991), в основе которых могут лежать нарушения метаболической регуляции в динамике беременности.
С точки зрения эволюционной биохимии плацента является уникальным объектом исследования, т.к. проходит в своем развитии ряд стадий от бластоцисты до органа с высочайшим уровнем дифференцировки. Несмотря на более чем столетнюю историю биогенетического закона Геккеля о повторении филогенеза в онтогенезе, его молекулярно-биологическая доказательная база остается крайне фрагментарной (Карлсон Б., 1983). Эволюционно по характеру конечных продуктов азотистого обмена организмы классифицируются на несколько типов: аммониотелический, урикотелический и уреотелический.
Можно предположить, что в процессе формирования плаценты и зародыша эти типы азотистого обмена при физиологическом течении беременности последовательно сменяют друг друга. Другая ситуация возможна при нарушении интеграции обменных процессов в системе «мать-плацента-плод». В этой связи интересным представляется изучение особенностей пуринового обмена в развивающейся плаценте, которые неоднократно привлекали внимание исследователей (Wells H.G., Corper H.J.,
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ і БИБЛИОТЕКА I
1909; Погорелова Т.Н., Орлов В.И., Друккер Н.А., Крукиер И.И., 1997).
В организме приматов конечным продуктом окисления аденина и гуанина является мочевая кислота, которая играет важную роль в обеспечении адекватного церебрального кровотока и развития высшей нервной деятельности (Orowan Е., 1955). У собак, кроликов и других животных (за исключением приматов) мочевая кислота далее окисляется в аллантоин под действием уриказы. В бактериях аллантоин превращается в аллантоиновую кислоту под действием аллантоиназы, далее образуется глиоксилат, который окисляется в глиоксилатном цикле. В этой метаболической цепи наиболее интересен аллантоин - активный антиоксидант (Гуськов Е.П., 2002), вещество с выраженным регенерирующим и противовоспалительным эффектом. В организме человека аллантоин не синтезируется, однако он может образовываться в результате неферментативной деградации мочевой кислоты, пополняя пул минорных метаболитов азотистого обмена. Исходя из концепции антиоксидантного значения конечных продуктов азотистого метаболизма, аллантоин, по всей вероятности, участвует в регуляции процессов перекисного окисления, которые в свою очередь являются метаболическим регулятором пролиферации, апоптоза, т.е. обеспечивает процесс развития плаценты. Следовательно, можно полагать, что нарушения образования аллантоина в процессе формирования плаценты и недостаточность системы низкомолекулярных антиоксидантов изменяют регуляцию пролиферативных процессов в трофобласте.
В последние годы рядом авторов показаны неблагоприятные последствия алиментарного дефицита аргинина на процессы формирования плаценты, рост и развитие эмбриона (Wu G., et al, 1998, 1999). Обмен L-аргинина и орнитина ставит множество неразгаданных вопросов о роли этих веществ в динамике формирования плаценты.
Известно, что, во-первых, L-аргинин, окисляясь NO-синтазой, является источником NO-радикала, играющего ключевую роль в регуляции плацентарного кровообращения. В то же время N0-радикал является молекулой как с апоптогенным, так и с антиапоптогенным эффектами, что зависит от типа ткани, на
которую он действует. Характер регуляции NO-радикалом системы пролиферация-апоптоз в трофобласте неясен.
Во-вторых, при гидролизе L-аргинина под действием аргиназы образуется орнитин и мочевина. С одной стороны, это конечная реакция уреогенеза (уреотелический тип обмена). С другой - при декарбоксилировании орнитина образуется путресцин, из которого далее синтезируются полиамины -спермидин и спермин - активаторы пролиферативных процессов. По мнению А.А. Кричевской с соавт. (1983), мочевина и полиамины являются природными адаптогенами. Их действие в физиологических и особенно в экстремальных условиях существования организма направлено на поддержание гомеостаза через влияние на ключевые реакции метаболизма и стабилизацию биологических структур. Вероятно, нарушения, связанные с обменом аргинина, приведут не только к нарушению детоксикации аммиака, но и к изменению регуляции пролиферации, а соответственно - к дефектам развития плаценты. Выбранное направление исследований уточняет представления о молекулярных механизмах патогенеза нарушений плацентации, выявляет общие и специфические особенности изменения метаболической регуляции при разных вариантах течения беременности.
Цель и задачи исследования.
Цель настоящей работы: выяснить закономерности изменения метаболизма пуринов и аргинина в процессе формирования плаценты на различных этапах физиологически протекающей беременности и при ее патологии.
Задачи исследования:
-
Определить содержание гипоксантина, ксантина, мочевой кислоты и аллантоина в плацентах на протяжении физиологической беременности и при некоторых формах ее патологии.
-
Оценить влияние аллантоина на активность эффекторного фермента апоптоза - Са +/Mg ^-зависимой зндонуклеазы in vitro.
3. Выявить динамику активности аргиназы в тканях плаценты
на разных этапах ее развития в норме и при патологии.
-
Определить содержание полиаминов в тканях плаценты на протяжении физиологической беременности и при некоторых формах ее патологии.
-
Выявить особенности молекулярного обеспечения формирования плаценты при самопроизвольном прерывании беременности и при плацентарной недостаточности.
Научная новизна.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней выявлены особенности изменения азотистого обмена в процессе формирования плаценты человека. Дополнены и расширены сведения о содержании пуриновых метаболитов - гипоксантина, ксангина и мочевой кислоты в плаценте в динамике физиологической беременности. Впервые выявлен различный характер нарушений содержания пуриновых дериватов при неразвивающейся беременности, при ранних и поздних самопроизвольных абортах, при плацентарной недостаточности. Впервые определено содержание аллантоина в плаценте на различных этапах физиологически протекающей беременности, проведено исследование влияния аллантоина на активность -зависимой эндонуклеазы - фермента, участвующего в расщеплении ДНК до олигонуклеосомных фрагментов в процессе апоптотической гибели клеток - in vitro. Установлено значительное подавление эндонуклеазной активности аллантоином, что позволяет рассматривать его в перспективе как препарат с антиапоптогенными свойствами. Исследована активность аргиназы, содержание полиаминов - путресцина и спермидина в плаценте как показателей, отражающих состояние пролиферативных процессов. В результате сопоставления полученных результатов дополнена картина регуляции клеточных процессов в плаценте при физиологически протекающей беременности и при ее патологии.
Научно-теоретическая и практическая значимость работы.
Работа вносит вклад в углубленное понимание биохимических механизмов, лежащих в основе функционирования плаценты человека на различных этапах ее формирования. Полученные данные совершенствуют представления об особенностях метаболической регуляции в плаценте при разных вариантах осложненного течения беременности.
Одним из практических приложений работы является
определение новых подходов к целенаправленной, патогенетически
обоснованной терапии невынашивания беременности.
Теоретически обоснована перспективность назначения пациенткам с высоким риском развития неразвивающейся беременности, самопроизвольного прерывания беременности, плацентарной недостаточности препаратов аргинина. Полученные данные свидетельствуют о перспективности разработки методов применения аллантоина с целью профилактики неразвивающейся беременности и самопроизвольных абортов.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Физиологическое течение беременности сопровождается фазными изменениями содержания пуриновых метаболитов.
-
На протяжении физиологической беременности выявлена взаимосвязь между уменьшением активности аргиназы и содержания полиаминов и снижением активности пролиферативных процессов.
-
Аллантоин in vitro обладает антиапоптогенной активностью, на что указывает угнетение им активности Са /Mg -зависимой эндонуклеазы.
-
Патологическое формирование плаценты сопровождается изменением содержания пуриновых метаболитов в сравнении с интактной плацентой и нарушением метаболической регуляции процессов пролиферации.
Апробация работы и публикации:
Основные положения диссертации представлены на научной конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы медицины» (Ростов-на-Дону, 2003), на научно-практической конференции «Актуальные вопросы акушерства и гинекологии» (Ростов-на-Дону, 2003), на III межвузовской международной конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Обмен веществ при адаптации и повреждении» (Ростов-на-Дону, 2004).
По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 3 - в центральной печати.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 131 страницах машинописного текста, иллюстрирована 14
