Преэклампсия (ПЭ) традиционно рассматривается как состояние, которое полностью исчезает после родоразрешения, однако последние данные свидетельствуют о существенном влиянии перенесенной во время беременности ПЭ и эклампсии на состояние здоровья как матери, так и ее ребенка в последующие годы жизни [1–8].
С недавнего времени ПЭ считается одним из основных факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, которые могут манифестировать спустя 10–15 лет после беременности, осложненной ПЭ и эклампсией [5–9]. При этом отмечена прямая зависимость между степенью риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и тяжестью перенесенной ПЭ, особенно ранней [5, 10].
Дети, родившиеся у матерей с ПЭ, особенно маловесные, также имеют повышенный риск развития раннего атеросклероза, инсульта, ишемической болезни сердца и метаболического синдрома во взрослом возрасте [5, 7].
Этиология ПЭ до настоящего времени остается предметом дискуссий. Ведущие теории развития данного осложнения беременности базируются на процессах неполноценного ремоделирования маточно-плацентарных артерий и ишемии плаценты, окислительного стресса, чрезмерного провоспалительного ответа, генетической предрасположенности и иммунологической нетолерантности между матерью и плодом. Целый каскад событий в цепи патогенеза ПЭ в конечном итоге приводит к развитию системной эндотелиальной дисфункции, которая и является основой симптоматических проявлений [11, 12].
Как было показано в нескольких исследованиях, материнская эндотелиальная дисфункция развивается еще до клинических проявлений ПЭ и сохраняется после родоразрешения до 3 лет в сосудах макроциркуляции [6, 8] и до 25 лет – в сосудах микроциркуляции [1, 3, 4]. Повышение системных биомаркеров эндотелиальной дисфункции (в основном маркеров эндотелиального повреждения и воспаления) регистрируется в интервале от 6 недель до 20 лет после перенесенной ПЭ [2, 3].
Эндотелий, как известно, активный эндокринный орган, диффузно рассеянный во всех органах и тканях, обладающий высокой метаболической и биологической активностью. Общий вес эндотелия в организме взрослого человека составляет в среднем 1,6–1,8 кг, что превышает даже массу печени [13]. Функции эндотелия крайне многообразны: регуляция сосудистого тонуса, гемостаза, иммунного ответа, миграции клеток крови в сосудистую стенку, синтез факторов воспаления и их ингибиторов, барьерные функции [13]. Факторы, синтезируемые и накапливаемые в эндотелии – это по существу агонисты и антагонисты, которые в норме находятся в состоянии тонкого баланса и гармонии: тромбогенные – атромбогенные, ангиогенные – антиангиогенные, провоспалительные – противовоспалительные, активаторы адгезии лейкоцитов, тромбоцитов – их ингибиторы, вазоконстрикторы – вазодилататоры [14, 15]. Многие факторы (гипоксия, гиперхолестеринемия, гипергомоцистеинемия, повышение уровней асимметричного диметиларгинина, цитокины, циркулирующие иммунные комплексы и др.) могут привести к срыву физиологического равновесия с развитием эндотелиальной дисфункции.
Эндотелиальная дисфункция – термин, используемый для обозначения системных изменений нормального (фенотипически здорового) эндотелия к поврежденному, который не способен поддерживать сосудистый гомеостаз [15]. При этом происходит функциональный сдвиг в сторону вазоконстрикции, гиперкоагуляции, провоспалительному и антиангиогенному состоянию, угнетению репарации поврежденных клеток и тканей, повышенной адгезии и агрегации форменных элементов крови [1, 5, 15].
Эндотелиальная дисфункция регистрируется при многих соматических заболеваниях и патологических состояниях на очень ранних стадиях их развития – сахарный диабет, атеросклероз, сепсис, хронические почечные заболевания, гиперлипидемия, артериальная гипертензия, легочная гипертензия, а также в процессе естественного старения на фоне эстрогенного дефицита [15].
Изучению патофизиологических механизмов развития эндотелиальной дисфункции, а также прогнозированию и диагностике ПЭ с помощью определенных маркеров посвящено большое количество исследований. Описаны маркеры почечной и эндотелиальной дисфункции, нарушения метаболического статуса, окислительного стресса, повреждения плаценты, гемолиза и воспаления [14, 15]. Активно изучается вопрос о возможности оценки выраженности эндотелиальной дисфункции и повреждения с помощью клеточных маркеров – микрочастиц (безъядерных фрагментов поврежденных эндотелиоцитов), циркулирующих в кровотоке эндотелиоцитов и клеток-предшественников эндотелиальных клеток [15].
Идеальный биохимический маркер должен обладать четкими характеристиками – играть центральную роль в патогенезе, иметь высокую чувствительность и специфичность для данного заболевания, определяться в биологических средах до клинических проявлений, коррелировать с тяжестью заболевания, отсутствовать у здоровых, а также быть доступным для исследования [14]. Однако до настоящего времени не найден конкретный высокочувствительный и специфичный маркер, поэтому оценка тяжести эндотелиальной дисфункции у беременных с ПЭ должна проводиться с учетом нескольких биохимических маркеров, что необходимо для учета всех возможных патогенетических механизмов развития эндотелиальной дисфункции и прицельной терапевтической коррекции.
Соответственно целью настоящего исследования стало всестороннее изучение функционального состояния эндотелия сосудов у беременных с ПЭ для оптимизации оценки степени тяжести указанного осложнения беременности и эффективности проводимой терапии.
Так как повреждение эндотелия часто сопровождается воспалением, нами изучена динамика одного из наиболее активных провоспалительных цитокинов – фактор некроза опухоли альфа (TNFα). Основными продуцентами TNFα являются мононуклеарные фагоциты, лимфоидные клетки и плацента [16]. Установлено, что TNF-α может индуцировать структурные и функциональные повреждения эндотелия, экспрессию молекул клеточной адгезии, стимулировать продукцию других провоспалительных цитокинов (интерлейкинов 1, 6 и др.), простагландинов [17]. В то же время TNF-α является важнейшим регулятором сосудистого тонуса и коагуляционного потенциала крови.
Молекулы клеточной адгезии – это связанные с цитоплазматической мембраной белки, располагающиеся на поверхности клеток, которые обеспечивают взаимодействие клеток друг с другом и играют важную регуляторную роль в воспалении, привлекая лейкоциты и регулируя их миграцию в стенку сосудов. Растворимые формы молекул клеточной адгезии, включающие VCAM (vascular-cell adhesion molecules – васкулярные молекулы клеточной адгезии) и ICAM (intercellular adhesion molecules – интрацеллюлярные молекулы клеточной адгезии), появляются в плазме крови при активации эндотелия и отражают его провоспалительный статус [15]. Под влиянием VCAM происходит усиление процессов иммунной адгезии, гиперагрегация форменных элементов крови с последующим склеиванием тромбоцитов внутри сосудистой стенки и образованием внутрисосудистых пристеночных тромбов. При этом нарушается микроциркуляция, снижаются антитромбогенные свойства эндотелиальных клеток за счет подавления/снижения синтеза простациклина.
ПЭ, как известно, это антиангиогенное состояние, связанное с попаданием в материнский кровоток избыточного количества растворимой fms-подобной тирозинкиназы (sFlt-1), которая является антагонистом сосудисто-эндотелиального (VEGF) и плацентарного (PIGF) факторов роста [18–20]. Как показано, sFlt-1 в кровоток матери секретируют большие синцитиальные узелки плаценты [19]. В ворсинах плаценты при этом обнаруживаются участки апоптоза, избыточное образование синцитиальных узелков и участки некроза. Эти изменения трофобласта имеют непосредственное отношение к гемостазу – происходит нарушение тонкого баланса в сторону локального тромбоза [19]. VEGF и PIGF, в свою очередь, являются мощными стимуляторами роста сосудов, участвующими в формировании нормального плацентарного кровообращения [17]. В организме человека VEGF экспрессируется преимущественно активированными эндотелиальными клетками под действием гипоксии. Основным источником PlGF являются плацентарная ткань и здоровые эндотелиальные клетки. При активации (повреждении) эндотелия его продукция резко возрастает.
Еще одна возможность оценки функции эндотелия сосудов основана на определении в биологических жидкостях нейроспецифических белков, которые в норме в них не обнаруживаются и попадают в кровоток лишь при нарушении проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) матери и/или плода [21]. Одним из наиболее изученных белков, определяемых при нарушении проницаемости ГЭБ, является NSE (нейроспецифическая енолаза) – белок, специфичный для «зрелых» нейронов. При повреждении эндотелия сосудов ГЭБ он появляется в плазме крови, что сопровождается синтезом антител, образованием иммунных комплексов и системным воспалительным ответом [21], характерным для ПЭ.
Материал и методы исследования
Проведено когортное проспективное исследование 88 пациенток: 62 женщины с ПЭ различной степени тяжести составили основную группу, 26 женщин с физиологическим течением беременности и родов – контрольную. Основная группа была разделена на 2 подгруппы: в I подгруппу вошли пациентки с умеренной ПЭ (n=48), во II – с тяжелой ПЭ (n=14). Проведен анализ анамнестических, клинических, лабораторных данных, изучены особенности течения беременности и исходы родов. Маркеры эндотелиальной дисфункции (TNF-α, VCAM, ICAM, VEGF, PIGF, sFlt-1 и NSE) определялись в сыворотке крови пациенток исследуемых групп методом твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA): в подгруппе с умеренной ПЭ – при поступлении в стационар (до начала терапии), далее – на 7–10-й день на фоне терапии, а также в течение 5–6 дней после родоразрешения; в подгруппе с тяжелой ПЭ – при поступлении в стационар и в первые 5–6 дней после родоразрешения. В контрольной группе исследование маркеров проводилось c 8 недель беременности 1 раз в месяц до родоразрешения и в первые 5–6 дней после родов.
Беременные основной и контрольной группы были сопоставимы по возрасту, паритету беременностей и родов, социальному положению. Средний возраст беременных обеих подгрупп достоверно не отличался (26,2±1,6 и 24,9±1,4 года соответственно). В обеих группа преобладали первородящие женщины – 59,7% в основной и 53,8% в контрольной группе.
При изучении особенностей соматического анамнеза у пациенток основной группы отмечена высокая частота заболеваний, исходно протекающих на фоне эндотелиальной дисфункции: хроническая артериальная гипертензия (в том числе вегетососудистая дистония по гипертоническому типу) (9,7%), нейрообменно-эндокринные заболевания (11,3%), заболевания почек (8,1%), тромбофилии (4,8%). ПЭ во время предыдущей беременности отмечена у 12,9% пациенток основной группы.
Оценка степени тяжести ПЭ проводилась в соответствии с рекомендациями ВОЗ (2011 г.) [22].
Иммунохимическое исследование проводилось на базе лаборатории отдела фундаментальной и прикладной нейробиологии ФГУ ГНЦССП им. В.П. Сербского, а также в лаборатории биокатализа на базе Института биоорганической химии им. Ю.А. Овчинникова и М.М. Шемякина.
Для определения PlGF и sFlt-1 использовались стандартные наборы реактивов фирмы «Bender MedSystems GmbH VEGF-R1 человека (BMS268/2) и свободного PlGF человека фирмы R&S System (DPG00). Измерение оптической плотности производили с помощью плашечного ридера «TECAN» (Австрия) при длине волны 450 нм. Построение калибровочного графика и конечный расчет концентрации PlGF и sFlt-1 производили по стандартной для иммуноферментного анализа технологии.
Для количественного определения NSE в сыворотке крови, был применен твердофазный (гетерогенный) вариант иммуноферментного анализа с пределом чувствительности 128 нг/мл. Количественный анализ VCAM, ICAM, VEGF и TNFα в сыворотке крови проводили с применением коммерческих иммуноферментных тест-систем фирмы «Bender MedSystems» (Австрия) с пределами чувствительности 0,9 нг/мл, 30,0 нг/мл, 17,9 пг/мл и 2,3 пг/мл, соответственно.
Статистическую обработку полученных данных производили по общепринятому методу вариационной статистики, с вычислением средней арифметической величины (М), ошибки средней арифметической (m), стандартного отклонения (SD). Для определения достоверности разности средних величин использовался критерий Стьюдента (t) для выборок разного объема (n). Для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при уровне значимости р < 0,05.
Результаты исследования
В результате проведенного исследования изучена динамика перечисленных маркеров эндотелиальной дисфункции у пациенток контрольной группы при физиологическом течении беременности. Получены следующие данные.
Концентрации VEGF в группе контроля в разные сроки беременности достоверно не различались и составили в среднем 269±27 пг/мл. Незначительный подъем VEGF отмечался с 8-й по 16-ю неделю беременности (возможно связанный с интенсивным неоангиогенезом при инвазии цитотрофобласта), а также после родов (закономерная активация ангиогенеза в ответ на повреждение тканей в родах). Некоторое снижение VEGF отмечено с 36-й до 40-й недели беременности, что вероятно объясняется физиологическим старением плаценты.
Изменение средних концентраций PIGF при физиологическом течении беременности регистрировалось в достаточно большом интервале. До 18–22 недель беременности уровень PIGF у пациенток контрольной группы прогрессивно увеличивался от 126±9,2 до 728±11,4 пг/мл, что связано, как мы полагаем, с формированием плаценты. Далее до 34–36 недель средние концентрации указанного маркера достоверно не изменялись, составляя 643±17,3 пг/мл, а к 38–40 неделям беременности отмечено некоторое снижение PIGF в среднем до 468±14,6 пг/мл, что связано с физиологическим «старением» плаценты, так как последняя является основным продуцентом PIGF.
Динамика изменений sFlt-1 при физиологическом течении беременности, полученная нами, несколько противоречит общепринятому представлению, но согласуется с данными некоторых авторов [23, 24]. В 8–14 недель нами отмечен достоверный рост sFlt-1 с 1088±32 до 1832±21 пг/мл, что не ассоциировалось с повышенным риском развития ПЭ в более поздние сроки беременности. Далее по мере прогрессирования беременности изменение концентрации sFlt-1 было не достоверно, составляя в среднем 1798±52 пг/мл.
При изучении средних уровней TNF-α у пациенток контрольной группы также не выявлено достоверных отличий в разные сроки беременности. Концентрация TNF-α в среднем соответствовала 11,8±1,42 пг/мл. Незначительный подъем в 37–40 недель беременности (до 14,2±2,2 пг/мл) возможно отражает физиологическое увеличение TNF-α перед родами, что согласуется с данными других авторов [17].
Не обнаружено и достоверных изменений концентрации VCAM и ICAM при физиологическом течении беременности. Их средние уровни составили 10,9±1,68 нг/мл и 501,3±9,12 нг/мл соответственно. Отмеченный незначительный подъем VCAM и ICAM непосредственно перед родами можно объяснить увеличением провоспалительного цитокина TNF-α, который способен индуцировать продукцию молекул клеточной адгезии.
Сходная картина наблюдается и при исследовании NSE: достоверных изменений его концентрации при физиологической беременности и после нормальных родов не выявлено. Средние концентрации NSE составили 11,4±1,7 нг/мл.
Исследование маркеров эндотелиального повреждения и дисфункции у пациенток с ПЭ показало выраженные нарушения.
Уровень VEGF в группе пациенток с умеренной ПЭ (174,5±0,48 пг/мл) достоверно превышал тот же показатель при тяжелой ПЭ (117,9±0,59 пг/мл), и был значительно ниже, чем в контрольной группе (р<0,05).
Концентрация PIGF у пациенток с ПЭ коррелировала с изменением VEGF: отмечено снижение PIGF соответственно степени тяжести ПЭ (вплоть до подпороговых значений). При умеренной ПЭ уровень PIGF составил в среднем 348±26 пг/мл, при тяжелой – 178±17 пг/мл, p<0,001. Резкое снижение PIGF зарегистрировано у пациенток с декомпенсированной плацентарной недостаточностью.
Уровни sFlt-1 у пациенток с ПЭ в 2–4 раза превышали те же показатели в контрольной группе, составляя в среднем 3226±32 пг/мл и 5899±43 пг/мл при умеренной и тяжелой ПЭ соответственно.
Концентрация провоспалительного цитокина TNF-α при умеренной ПЭ (22,8±0,17 пг/мл) двукратно превышает его уровни в контрольной группе. При тяжелой ПЭ отмечен достоверный прогрессивный рост этого показателя по сравнению с пациентками с умеренной ПЭ (до 29,4±0,27 пг/мл).
При изучении концентраций молекул адгезии VCAM и ICAM также отмечен их достоверный рост по мере нарастания тяжести ПЭ по сравнению с контрольной группой. Особенно заметно повышаются уровни ICAM. При умеренной ПЭ уровни VCAM и ICAM составили 24,7±0,24 и 611,4,±7,02 нг/мл, при тяжелой – 39,7±0,31 и 794±12,49 нг/мл соответственно (p<0,05 при сравнении с контрольной группой, и между группами с умеренной и тяжелой ПЭ).
Уровень NSE в сыворотке беременных контрольной группы был достоверно ниже, чем в группах с ПЭ. Его концентрация также прогрессивно увеличивается при нарастании тяжести ПЭ: при умеренной ПЭ средние уровни NSE составили 13,1±0,2 нг/мл, при тяжелой – 19,9±0,3 нг/мл (p<0,05).
Таким образом, при развитии и нарастании тяжести ПЭ выявлено достоверное снижение VEGF, PIGF и увеличение sFlt-1, TNF-α, VCAM, ICAM, NSE и TNFα по сравнению со здоровыми беременными женщинами.
Лечение умеренной ПЭ проводилось в соответствии с общепринятыми протоколами: инфузионная терапия, включающая сульфат магния, кристаллоиды, антигипертензивная терапия при артериальном давлении ≥140/90 мм рт. ст., препараты антиагрегантного действия, антикоагулянты при наличии активации внутрисосудистого свертывания крови, метаболическая терапия. При определении тактики ведения пациенток с тяжелой ПЭ (активная или выжидательная), помимо выраженности клинической симптоматики, учитывался срок беременности: до 34 недель гестации и при отсутствии показаний для экстренного родоразрешения проводилось лечение (максимально до 2–3 недель), которое по существу являлось подготовкой к родоразрешению. У 53,2% пациенток применялся бетаметазон (24 мг на курс) с целью профилактики респираторного дистресс-синдрома у плода.
На 7–10-й день представленной комплексной терапии умеренной ПЭ выявлено достоверное снижение уровней TNF-α (в среднем на 14%), VCAM (в среднем на 19%) и NSE (в среднем на 17%), менее значительное уменьшение ICAM (в среднем на 3,7%) и sFlt-1 (на 4,8%) и увеличение концентраций VEGF (в среднем на 26%), PIGF (на 34%).
Таким образом, общая тенденция исследуемых нами маркеров на фоне терапии умеренной ПЭ свидетельствует об определенной положительной динамике функционального состояния эндотелия сосудов, однако их концентрации даже при длительном комплексном лечении остаются патологическими и достоверно превышают те же показатели в контрольной группе (p<0,05).
При оценке концентрации исследуемых маркеров на 2–3-и сутки после родоразрешения в группе пациенток с умеренной ПЭ выявлена достоверная положительная динамика: у 85,4% пациенток уровни VEGF, PIGF, sFlt-1, TNF-α, VCAM, ICAM и NSE были приближены к контрольной группе, однако разница с теми же показателями у здоровых родильниц оставалась достоверной (p<0,05), у 14,6% – отмечено лишь незначительное улучшение всех показателей (p>0,05).
В группе пациенток с тяжелой ПЭ на фоне терапии выявлено незначительное увеличение VEGF, отсутствие положительной динамики PIGF и sFlt-1,
незначительное снижение концентраций VCAM и ICAM (p>0,05). Уровни TNF-α и NSE, несмотря на лечение, продолжали нарастать. При этом у пациенток с неблагоприятными перинатальными исходами и задержкой роста плода II-III ст. регистрировались самые низкие концентрации VEGF (38,1–45,7 пг/мл). В первые 5–6 суток после родоразрешения пациенток с тяжелой ПЭ отмечена нормализация концентраций только VEGF и PIGF; уровни TNFα, NSE и sFlt-1 достоверно снижались, но все же оставались патологическими. Уровни VCAM и ICAM сразу после родоразрешения даже превышали те же показатели до родов, после чего также снижались.
Обсуждение
Проведенное нами исследование подтверждает современную концепцию о том, что ПЭ – это генерализованное повреждение эндотелия сосудов с развитием эндотелиальной дисфункции [7, 17, 18, 23, 25, 26]. Определение высоких концентраций sFlt-1 на фоне снижения VEGF и PlGF, согласуется с опубликованными в литературе данными [12, 23, 24, 27] и подтверждает антиангиогенное состояние при ПЭ.
Еще одно проявление дисфункции эндотелия сосудов при ПЭ – дисбаланс между про- и противовоспалительными свойствами в сторону повышения провоспалительного ответа, что доказывает повышение концентрации одного из наиболее активных провоспалительных цитокинов TNFα. Одна из точек приложения TNFα – индукция молекул клеточной адгезии [28]. «Активированные» эндотелиальные клетки индуцируют экспресию адгезивных молекул − ICAM и VCAM, под влиянием которых происходит усиление процессов иммунной адгезии, гиперагрегация форменных элементов крови с последующим образованием внутрисосудистых пристеночных тромбов, нарушением микроциркуляции. Достоверное повышение уровней TNFα, VCAM и ICAM у пациенток с ПЭ и отсутствие их изменений при физиологическом течении беременности подтверждено в нашем исследовании.
Системное повреждение эндотелия при ПЭ затрагивает и сосудистую сеть ГЭБ. Ишемия и гипоксия плода и плаценты, чередующиеся с периодами реперфузии, способствуют постоянному поступлению в кровоток матери нейроспецифических белков (в частности NSE), к которым отсутствует иммунологическая толерантность. Ответное образование антител, циркулирующих иммунных комплексов, активация комплемента с развитием иммунного воспаления сосудистой стенки усугубляют повреждение эндотелия и приводят к неизбежному прогрессированию ПЭ.
Согласно результатам проведенного нами исследования увеличение концентрации NSE в сыворотке крови беременных с ПЭ достоверно коррелирует со степенью ее тяжести. Восстановление референсных значений NSE, не превышающих показатели у здоровых женщин, по нашим данным происходит только после родоразрешения.
Изучение динамики маркеров эндотелиальной дисфункции на фоне терапии ПЭ и после родоразрешения еще раз подтверждает положение о том, что единственным методом лечения тяжелой ПЭ является родоразрешение, а успешность терапевтических мероприятий при умеренной ПЭ носит невыраженный и нестабильный характер. ПЭ не останавливается в своем развитии.
Таким образом, комплексное исследование маркеров эндотелиальной дисфункции позволяет прогнозировать прогрессирование ПЭ, обосновать показания к досрочному родоразрешению и, тем самым, предупредить развитие тяжелых осложнений.
Выводы
- ПЭ с точки зрения оценки состояния эндотелия сосудов микроциркуляции характеризуется «гестационным эндотелиозом» с развитием дисбаланса в сторону вазоконстрикции, гиперкоагуляции, провоспалительного и антиангиогенного состояния.
- Динамика биохимических маркеров эндотелиальной дисфункции при ПЭ доказывает неуклонное прогрессирование данного осложнения беременности.
- Лечение ПЭ способствует неустойчивой стабилизации клинической симптоматики, однако уровни биомаркеров свидетельствуют о сохранении и прогрессировании патологического состояния эндотелия сосудов. Лечение тяжелой ПЭ в большинстве наших наблюдений было неэффективно.
- После родоразрешения пациенток с ПЭ происходит постепенная нормализация параметров исследуемых нами маркеров (на 2-5-е сутки), что свидетельствует об улучшении состояния эндотелия с прекращением патологической беременности и подтверждает «гестационную» особенность эндотелиоза при ПЭ.
