Роль митохондриальной дисфункции в патогенезе преждевременных родов
Патофизиология преждевременных родов остается недостаточно изученной. Одними из механизмов их развития рассматриваются митохондриальная дисфункция и дисбаланс между повышенным окислительным стрессом и нарушением антиоксидантной защиты. К изменению и нарушению функции митохондрий на молекулярном уровне приводят: снижение переноса основных метаболитов в митохондрии; изменения или потеря поддержания электрического и химического трансмембранного потенциала внутренней митохондриальной мембраны. В результате этих модификаций окислительное фосфорилирование становится менее эффективным, соответственно, приводит к снижению выработки аденозинтрифосфата. Деление и создание новых митохондрий, удаление и полная деградация дисфункциональных митохондрий (митофагия) могут влиять на функции плаценты, включая ее развитие, обмен питательными веществами и выделение гормонов. Модификации митохондриальной функции могут опосредовать или уменьшать влияние неблагоприятных условий гестации на плацентарную функцию и, следовательно, риск возникновения осложнений беременности, в том числе реализацию преждевременных родов.Меджидова М.К., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Высоких М.Ю.
Заключение: Выявление молекулярных путей, ответственных за элиминацию дисфункциональных митохондрий, может играть ключевую роль и являться одним из звеньев патогенеза преждевременных родов.
Вклад авторов: Меджидова М.К., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Высоких М.Ю. – концепция и разработка дизайна исследования, получение данных для анализа, сбор публикаций, обработка и анализ материала по теме, написание текста рукописи, редактирование статьи.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Исследование проведено без спонсорской поддержки.
Для цитирования: Меджидова М.К., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Высоких М.Ю. Роль митохондриальной дисфункции в патогенезе преждевременных родов. Акушерство и гинекология. 2023; 5: 5-11 https://dx.doi.org/10.18565/aig.2023.31
Ключевые слова
преждевременные роды
митохондриальная дисфункция
оксидативный стресс
антиоксидантная защита
митохондриальная ДНК
Список литературы
1. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Преждевременные роды. Клинические рекомендации. М.; 2020. 54с.
2. Савельева Г.М., Шалина Р.И., Курцер М.А., Клименко П.А., Сичинава Л.Г., Панина О.Б., Плеханова Е.Р., Выхристюк Ю.В., Лебедев Е.В. Преждевременные роды, как важнейшая проблема современного акушерства. Акушерство и гинекология. 2012; 8‑2: 4‑10.
3. Chang H.H., Larson J., Blencowe H., Spong C.Y., Howson C.P., Cairns-Smith S. et al.; Born Too Soon preterm prevention analysis group. Preventing preterm births: analysis of trends and potential reductions with interventions in 39 countries with very high human development index. Lancet. 2013; 381(9862): 223‑34. https://dx.doi.org/10.1016/S0140‑6736(12)61856‑X.
4. Hallman D.M., Holtermann A., Björklund M., Gupta N., Nørregaard Rasmussen C.D. Sick leave due to musculoskeletal pain: determinants of distinct trajectories over 1 year. Int. Arch. Occup. Environ. Health. 2019; 92(8): 1099‑108. https://dx.doi.org/10.1007/s00420‑019‑01447‑y.
5. Белоусова В.С., Стрижаков А.Н., Свитич О.А., Тимохина Е.В., Кукина П.И., Богомазова И.М., Пицхелаури Е.Г. Преждевременные роды: причины, патогенез, тактика. Акушерство и гинекология. 2020; 2: 82‑7.
6. Romero R., Conde-Agudelo A., Da Fonseca E., O'Brien J.M., Cetingoz E., Creasy G.W. et al. Vaginal progesterone for preventing preterm birth and adverse perinatal outcomes in singleton gestations with a short cervix: a meta‑analysis of individual patient data. Am. J. Obstet. Gynecol. 2018; 218(2): 161‑80. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajog.2017.11.576.
7. Frey H.A., Klebanoff M.A. The epidemiology, etiology, and costs of preterm birth. Semin. Fetal Neonatal Med. 2016; 21(2): 68‑73. https://dx.doi.org/10.1016/ j.siny.2015.12.011.
8. Белоусова В.С., Стрижаков А.Н., Тимохина Е.В., Богомазова И.М., Пицхелаури Е.Г., Емельянова Е.С. Преждевременные роды: как управлять токолизом? Акушерство и гинекология. 2019; 6: 102‑7.
9. Walani S.R. Global burden of preterm birth. Int. J. Gynaecol. Obstet. 2020; 150(1): 31‑3. https://dx.doi.org/10.1002/ijgo.13195.
10. Плотоненко З.А., Сенькевич О.А., Овчинникова О.В. Особенности метаболического и неврологического статуса детей, рожденных от ранних преждевременных родов, в 38‑40 нед постконцептуального возраста: наблюдательное исследование с проспективной оценкой исходов. Неонатология: новости, мнения, обучение. 2020; 8(4): 10‑7.
11. Заваденко Н.Н., Давыдова Л.А. Неврологические нарушения и расстройства психического развития у детей, рожденных недоношенными (с экстремально низкой, очень низкой и низкой массой тела). Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019; 119(12): 12 9.
12. Супрун С.В., Кудерова Н.И., Супрун Е.Н., Морозова О.Н., Евсеева Г.П., Лебедько О.А. Комплексная оценка митохондриальных изменений иммунокомпетентных клеток крови у беременных женщин при срочных и преждевременных родах. Медицинская иммунология. 2021; 23(3): 557‑68.
13. Eftekharpour E., Fernyhough P. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction associated with peripheral neuropathy in type 1 diabetes. Antioxid. Redox Signal. 2022; 37(7‑9): 578‑96. https://dx.doi.org/10.1089/ars.2021.0152.
14. Yan F., Li K., Xing W., Dong M., Yi M., Zhang H. Role of iron‑related oxidative stress and mitochondrial dysfunction in cardiovascular diseases. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022; 2022: 5124553. https://dx.doi.org/10.1155/2022/ 5124553.
15. Perez Ortiz J.M., Swerdlow R.H. Mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease: Role in pathogenesis and novel therapeutic opportunities. Br. J. Pharmacol. 2019; 176(18): 3489‑507. https://dx.doi.org/10.1111/bph.14585.
16. Rose S., Niyazov D.M., Rossignol D.A., Goldenthal M., Kahler S.G., FryeR.E. Clinical and molecular characteristics of mitochondrial dysfunction in autisms spectrum disorder. Mol. Diagn. Ther. 2018; 22(5): 571‑93. https://dx.doi.org/10.1007/s40291‑018‑0352‑x.
17. Zhu C.C., Traboulsi E.I., Parikh S. Ophthalmological findings in 74 patients with mitochondrial disease. Ophthalmic Genet. 2017; 38(1): 67‑9. https://dx.doi.org/ 10.3109/13816810.2015.1130153.
18. Kisilevsky E., Freund P., Margolin E. Mitochondrial disorders and the eye. Surv. Ophthalmol. 2020; 65(3): 294‑311. https://dx.doi.org/10.1016/ j.survophthal.2019.11.001.
19. Agnihotri A., Aruoma O.I. Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease: a nutritional toxicology perspective of the impact of oxidative stress, mitochondrial dysfunction, nutrigenomics and environmental chemicals. J. Am. Coll. Nutr. 2020; 39(1): 16‑27. https://dx.doi.org/10.1080/07315724.2019.1683379.
20. Murphy E., Ardehali H., Balaban R.S., DiLisa F., Dorn G.W. 2nd, Kitsis R.N. et al.; American Heart Association Council on Basic Cardiovascular Sciences, Council on Clinical Cardiology, and Council on Functional Genomics and Translational Biology. Mitochondrial function, biology, and role in disease: a scientific statement from the American Heart Association. Circ. Res. 2016; 118(12): 1960‑91. https://dx.doi.org/10.1161/RES.0000000000000104.
21. Siasos G., Tsigkou V., Kosmopoulos M., Theodosiadis D., Simantiris S., Tagkou N.M. et al. Mitochondria and cardiovascular diseases‑from pathophysiology to treatment. Ann. Transl. Med. 2018; 6(12): 256. https://dx.doi.org/10.21037/ atm.2018.06.21.
22. Johnson J., Mercado-Ayon E., Mercado-Ayon Y., Dong Y.N., Halawani S., Ngaba L., Lynch D.R. Mitochondrial dysfunction in the development and progression of neurodegenerative diseases. Arch. Biochem. Biophys. 2021; 702: 108698. https://dx.doi.org/10.1016/j.abb.2020.108698.
23. Carmo C., Naia L., Lopes C., Rego A.C. Mitochondrial dysfunction in huntington's disease. Adv. Exp. Med. Biol. 2018; 1049: 59‑83. https://dx.doi.org/10.1007/978‑3‑319‑71779‑1_3.
24. Cuperfain A.B., Zhang Z.L., Kennedy J.L., Gonçalves V.F. The complex interaction of mitochondrial genetics and mitochondrial pathways in psychiatric disease. Mol. Neuropsychiatry. 2018; 4(1): 52‑69. https://dx.doi.org/10.1159/000488031.
25. Мишура Л.Г., Гайковая Л.Б., Родионов Г.Г., Дадали В.А. Активность комплексов дыхательной цепи мононуклеаров периферической крови как маркер митохондриальной дисфункции при острой сердечно‑сосудистой патологии. Медицинский алфавит. 2019; 2: 16‑9.
26. Salin K., Auer S.K., Rudolf A.M., Anderson G.J., Selman C., Metcalfe N.B. Variation in metabolic rate among individuals is related to tissue‑specific differences in mitochondrial leak respiration. Physiol. Biochem. Zool. 2016; 89(6): 511‑23. https://dx.doi.org/10.1086/688769.
27. Salin K., Villasevil E.M., Anderson G.J., Selman C., Chinopoulos C., Metcalfe N.B. The RCR and ATP/O indices can give contradictory messages about mitochondrial efficiency. Integr. Comp. Biol. 2018; 58(3): 486‑94. https://dx.doi.org/10.1093/icb/icy085.
28. Wacquier B., Combettes L., Dupont G. Cytoplasmic and mitochondrial calcium signaling: a two‑way relationship. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2019; 11(10): a035139. https://dx.doi.org/10.1101/cshperspect.a035139.
29. Joo E.H., Kim Y.R., Kim N., Jung J.E., Han S.H., Cho H.Y. Effect of endogenic and exogenic oxidative stress triggers on adverse pregnancy outcomes: preeclampsia, fetal growth restriction, gestational diabetes mellitus and preterm birth. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(18): 10122. https://dx.doi.org/10.3390/ijms221810122.
30. Gorini S., De Angelis A., Berrino L., Malara N., Rosano G., Ferraro E. Chemotherapeutic drugs and mitochondrial dysfunction: focus on doxorubicin, trastuzumab, and sunitinib. Oxid. Med. Cell. Longev. 2018; 2018: 7582730. https://dx.doi.org/10.1155/2018/7582730.
31. Pallag G., Nazarian S., Ravasz D., Bui D., Komlódi T., Doerrier C. et al. Proline oxidation supports mitochondria ATP production when complex I is inhibited. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(9): 5111. https://dx.doi.org/10.3390/ijms23095111.
32. Berry B.J., Trewin A.J., Amitrano A.M., Kim M., Wojtovich A.P. Use the protonmotive force: mitochondrial uncoupling and reactive oxygen species. J. Mol. Biol. 2018; 430(21): 3873‑91. https://dx.doi.org/10.1016/ j.jmb.2018.03.025.
33. Nesci S. A lethal channel between the ATP synthase monomers. Trends Biochem. Sci. 2018; 43(5): 311‑3. https://dx.doi.org/10.1016/j.tibs.2018.02.013.
34. Kawabata T., Yoshimori T. Autophagosome biogenesis and human health. Cell Discov. 2020; 6(1): 33. https://dx.doi.org/10.1038/s41421‑020‑0166‑y.
35. Адамян Л.В., Геворгян А.П. Аутофагия как новое звено в механизме развития нарушений репродуктивной системы. Проблемы репродукции. 2019; 25(5): 6 14.
36. Affourtit C., Wong H.S., Brand M.D. Measurement of proton leak in isolated mitochondria. Methods Mol. Biol. 2018; 1782: 157‑70. https://dx.doi.org/10.1007/978‑1‑4939‑7831‑1_9.
37. Moore T.A., Ahmad I.M., Zimmerman M.C. Oxidatives stress and preterm birth: An integrative review. Biol. Res. Nurs. 2018; 20(5): 497‑512. https://dx.doi.org/10.1177/1099800418791028.
38. Hussain T., Murtaza G., Metwally E., Kalhoro D.H., Kalhoro M.S., Rahu B.A. et al. The role of oxidative stress and antioxidant balance in pregnancy. Mediators Inflamm. 2021; 2021: 9962860. https://dx.doi.org/10.1155/2021/9962860.
39. Simon-Szabo Z., Fogarasi E., Nemes-Nagy E., Denes L., Croitoru M., Szabo B. Oxidative stress and peripartum outcomes (Review). Exp. Ther. Med. 2021; 22(1): 771. https://dx.doi.org/10.3892/etm.2021.10203.
40. Yang Z., Slone J., Wang X., Zhan J., Huang Y., Namjou B. et al. Validation of low‑coverage whole‑genome sequencing for mitochondrial DNA variants suggests mitochondrial DNA as a genetic cause of preterm birth. Hum. Mutat. 2021; 42(12): 1602‑14. https://dx.doi.org/10.1002/humu.24279.
41. Щеголев А.И., Серов В.Н. Клиническая значимость поражений плаценты. Акушерство и гинекология. 2019; 3: 54‑62.
42. Pannala V.R., Camara A.K., Dash R.K. Modeling the detailed kinetics of mitochondrial cytochrome c oxidase: catalytic mechanism and nitric oxide inhibition. J. Appl. Physiol. (1985). 2016; 121(5): 1196‑207. https://dx.doi.org/10.1152/japplphysiol.00524.2016.
43. Погорелова Т.Н., Гунько В.О., Никашина А.А., Палиева Н.В., Аллилуев И.А., Ларичкин А.В. Нарушение регуляции редокс‑процессов в плаценте при ее дисфункции. Проблемы репродукции. 2019; 25(6): 112 8.
44. Yildirim R.M., Ergun Y., Basar M. Mitochondrial dysfunction, mitophagy and their correlation with perinatal complications: preeclampsia and low birth weight. Biomedicines. 2022; 10(10): 2539. https://dx.doi.org/10.3390/ biomedicines10102539.
45. Lu M., Sferruzzi-Perri A.N. Placental mitochondrial function in response to gestational exposures. Placenta. 2021; 104: 124‑37. https://dx.doi.org/10.1016/ j.placenta.2020.11.012.
46. Kumari S., Barton G.P., Goss K.N. Increased mitochondrial oxygen consumption in adult survivors of preterm birth. Pediatr. Res. 2021; 90(6): 1147‑52. https://dx.doi.org/10.1038/s41390‑021‑01387‑9.
47. Crawford N., Prendergast D., Oehlert J.W., Shaw G.M., Stevenson D.K., Rappaport N. et al. Divergent patterns of mitochondrial and nuclear ancestry are associated with the risk for preterm birth. J. Pediatr. 2018; 194: 40‑6.e4. https://dx.doi.org/10.1016/j.jpeds.2017.10.052.
48. Курносенко И.В., Долгушина В.Ф., Пастернак А.Е. Воспалительные изменения в последе у женщин с преждевременными и своевременными родами. Современные проблемы науки и образования. 2016; 3: 172.
49. Ремнева О.В., Колядо О.В., Песоцкая А.В., Стародубцев Е.Г., Гуменюк И.С. Патоморфологические особенности последов у пациенток с различными клиническими фенотипами спонтанных преждевременных родов. Акушерство и гинекология. 2021; 8: 111‑8.
50. Косякова О.В., Беспалова О.Н., Сейидова Ч.И., Глотов А.С. Роль маркеров воспалительного ответа в прогнозировании преждевременных родов. Российский вестник акушера‑гинеколога. 2020; 20(3): 18 23.
51. Ardalan A., Smith M.D., Jelokhani-Niaraki M. Uncoupling proteins and regulated proton leak in mitochondria. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(3): 1528. https://dx.doi.org/10.3390/ijms23031528.
52. Gustafsson Å.B., Dorn G.W. 2nd. Evolving and expanding the roles of mitophagy as a homeostatic and pathogenic process. Physiol. Rev. 2019; 99(1): 853‑92. https://dx.doi.org/10.1152/physrev.00005.2018.
Поступила 24.01.2023
Принята в печать 28.04.2023
Об авторах / Для корреспонденции
Меджидова Маржанат Капуровна, к.м.н., докторант, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации, +7(926)381-17-10, marzhana-m@yandex.ru, Researcher ID: GRR-7195-2022,SPIN-код: 5942-2320, Authors ID: 1162986, Scopus Author ID: 57191960453, https://orcid.org/0000-0001-6938-4207, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Тютюнник Виктор Леонидович, профессор, д.м.н., в.н.с. центра научных и клинических исследований, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации, +7(903)969-50-41, tioutiounnik@mail.ru, Researcher ID: B-2364-2015, SPIN-код: 1963-1359, Authors ID: 213217, Scopus Author ID: 56190621500, https://orcid.org/0000-0002-5830-5099,
117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Кан Наталья Енкыновна, профессор, д.м.н., заместитель директора по научной работе, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации, +7(926)220-86-55, kan-med@mail.ru. Researcher ID: B-2370-2015, SPIN-код: 5378-8437, Authors ID: 624900, Scopus Author ID: 57008835600, https://orcid.org/0000-0001-5087-5946, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Высоких Михаил Юрьевич, к.б.н., заведующий лабораторией митохондриальной медицины, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения Российской Федерации, +7(495)438-76-33 (доб. 1472), m_vysokikh@oparina4.ru, Researcher ID: H-4744-2014, SPIN-код: 2742-0833, Authors ID: 6602218584, Scopus Author ID: 57008835600,
https://orcid.org/0000-0002-4047-6201, 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4.
Также по теме
