Диагностическая значимость определения содержания малонового диальдегида и активности каталазы при преждевременных родах

Высоких М.Ю., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Курчакова Т.А., Суханова Ю.А., Володина М.А., Тарасова Н.В., Цвиркун Д.В., Меджидова М.К., Арушанова А.Г.

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, Москва
Цель исследования. Оценить диагностическую значимость сочетанного определения уровня малонового диальдегида и активности каталазы в крови беременных женщин при угрозе и/или преждевременных родах.
Материал и методы. Обследованы 112 женщин в возрасте от 18 до 40 лет. I группу составили 36 беременных, у которых произошли роды (в течение 7 дней после обследования) при сроке 22–36 недель. Во II группу были включены 42 женщины с угрозой преждевременных родов и последующим родоразрешением при доношенном сроке беременности. III группу составили 34 условно здоровых беременных, родивших своевременно. У всех пациенток с использованием спектрофотометрических методов измеряли содержание в крови маркера перекисного окисления липидов – малонового диальдегида и определяли ферментативную активность каталазы в периферической крови матери.
Результаты. Установлено, что ферментативная активность каталазы в плазме крови женщин с угрозой или преждевременными родами была повышена по сравнению с контрольной группы. При сроке беременности 28–32 недели активность каталазы выше 150 Е/мл отмечалась чаще при угрозе прерывания, чем при преждевременных родах. Концентрация МДА в плазме крови женщин при преждевременных родах в 22–27 недель была достоверно выше контрольных значений. При сроке 28–32 недели также наблюдалась тенденция к повышению данного показателя, но различия не были статистически значимыми. Достоверных различий при наличии угрозы преждевременных родов и при физиологически протекающей беременностью не было.
Заключение. Полученные данные указывают на системный характер компенсаторных реакций в организме беременной женщины, направленных на снижение уровня продукции активных форм кислорода ферментом каталазой при угрозе преждевременных родов. Снижение активности каталазы в крови беременных при преждевременных родах указывает на нарушения системы регуляции продукции активных форм кислорода, свидетельствующие об истощении адаптационных ресурсов матери и плаценты. Повышенный уровень МДА на сроках 22–27 недель и пониженная активность каталазы в 28–32 недели могут являться негативными прогностическими признаками при угрозе преждевременных родов.

Ключевые слова

преждевременные роды
окислительный стресс
малоновый диальдегид
каталаза

Преждевременные роды ассоциированы с высокой перинатальной заболеваемостью и смертностью и являются одной из наиболее актуальных проблем современного акушерства [1, 2]. В патогенезе осложнений беременности и раннего неонатального периода значимая роль отводится воспалительным реакциям, приводящим к хроническому оксидативному стрессу на фоне дисбаланса нормальной продукции активных форм кислорода (АФК) и активности антиоксидантной защитной системы [3, 4]. Известно, что преждевременные роды часто сопровождаются манифестацией симптомов, типичных для хронического оксидативного стресса – накоплением продуктов перекисного окисления липидов, ковалентной модификации белков, падением эффективности энергопреобразующей функции митохондрий и ростом числа повреждений ядерной и митохондриальной ДНК [3].

В связи с этим в последнее время заметно вырос интерес к исследованиям механизмов индукции оксидативного стресса митохондриального генеза и его роли в развитии патологий беременности, в том числе преждевременных родов [5].

В настоящее время основная роль в развитии ПР отводится инфекции, при которой наблюдается нарушение механизмов активации фагоцитов и, как следствие, повышенный воспалительный ответ [4].

Критичной является продолжительность и/или острота инфекции на фоне транзитного снижения активности антиоксидантных систем, приводящего к накоплению продуктов перекисного окисления липидов [5]. При достижении порогового значения содержания таких продуктов становится возможным протекание химических реакций, приводящих к модификации структуры белков, например, посредством образования внутримолекулярных ковалентных сшивок при участии альдегидной группы малонового диальдегида, свободной аминогруппы лизина и других активных групп [6]. Долговременное воздействие АФК на клетки и ткани организма при дисбалансе защитных систем приводит к нарушению тканевого гомеостаза, дисфункции тканей и органов, системным нарушениям на уровне целого организма, а в некоторых случаях к полиорганной недостаточности [7].

Поскольку в основе молекулярных механизмов окислительных повреждений лежит снижение активности антиоксидантных ферментов, можно предполагать, что при беременности нарушение структурно-функционального состояния клеточных мембран может быть опосредовано окислительной деструкцией как белков, так и липидов сосудистого эндотелия, приводящей к активации клеток иммунной системы матери [5, 8]. При этом показано, что на начальной стадии патологического процесса происходит накопление в периферической крови матери продуктов распада клеток и внутриклеточных органелл синцитиотрофобласта, связанное с развитием инфекции и/или асептического воспаления [4, 9].

В связи с этим можно предположить, что углубленные исследования в данной области позволят не только выявить первичные повреждения ткани и нарушения, приводящие к накоплению в периферической крови матери факторов индукции преждевременных родов, но и открыть реальные возможности для осуществления рациональной профилактики, прогнозирования и научно обоснованной терапии данной патологии.

Цель исследования: оценить диагностическую значимость сочетанного определения уровня малонового диальдегида и активности каталазы в крови беременных женщин при угрозе и/или преждевременных родах.

Материал и методы исследования

Критериями включения в исследование послужили: информированное добровольное согласие пациента, одноплодная беременность, отсутствие регулярной родовой деятельности, угроза преждевременных родов на сроке гестации от 22 до 36 недель. I группу составили беременные женщины, родившие на сроках 22–36 недель и не позднее 7 дней после проведения обследования, во II группу включены женщины с угрозой ПР (в соответствии с критериями ВОЗ и приказом Минздравсоцразвития РФ №1687н от 27.12.2011 г.) и последующим родоразрешением при доношенном сроке беременности, III группа (контроль) – условно здоровые беременные женщины с физиологически протекающей беременностью, родоразрешенные в срок. Для анализа биохимических показателей (уровня МДА и ферментативной активности каталазы) каждая группа была разбита на 3 подгруппы в зависимости от срока беременности, на котором осуществляли взятие крови для исследования. Таким образом, для каждой из трех включенных в исследование групп было сформировано по 3 подгруппы: (1) 22–27 недель гестации, (2) 28–32 недели гестации и (3) 33–36 недель гестации.

Критериями исключения являлись: тяжелая экстрагенитальная патология, истмикоцервикальная недостаточность, преэклампсия, преждевременное излитие околоплодных вод, многоплодная беременность, пороки развития плода, декомпенсированная плацентарная недостаточность.

Для определения концентрации малонового диальдегида в плазме крови использовали модифицированный метод Женча [10], основанный на реакции МДА с тиобарбитуровой кислотой с образованием окрашенного продукта с максимумом поглощения при 535 нм.

Измерение активности каталазы в плазме крови проводили методом полярографии высокого разрешения с помощью электрода Кларка по модифицированному методу Рота и Дженсена [11] на оксиграфе (Hansatech, UK). Метод основан на измерении количества О2, образующегося в результате реакции расщепления перекиси водорода (2H2O2=2H2O+O2). Активность каталазы в плазме крови рассчитывали в единицах активности на мл (Е/мл), где одна единица соответствует активности фермента, катализирующего превращение одного микромоля субстрата (H2O2) в минуту.

Статистическую обработку данных проводили в программах MS Excel и Statistica 6.0.

Результаты исследования

Всего обследованы 112 женщин. I группу составили 36 беременных, родивших на сроках гестации 22–36 недель в течение 7 дней после проведения обследования, II группу – 42 пациентки с угрозой преждевременных родов, родившие при доношенном сроке беременности, III группу – 34 условно здоровые беременных.

Возраст женщин, включенных в исследование, варьировал в пределах от 18 до 40 лет и составил в среднем 28,9±3,8 года (I группа – 31,5±5,4 года, II группа – 27,6±4,4 года, III группа – 29,6±4,4 года).

При изучении особенностей соматического и гинекологического анамнеза было выявлено, что среди пациенток I и II групп достоверно чаще, чем в контроле, встречались нарушения жирового обмена (n=5, 13,5%; OR=1,9 (1,1–22,2)), варикозное расширение вен нижних конечностей (n=4, 10,8%; OR=3,9 (1,1–64,7)), пиелонефрит (n=5, 13,5%; OR=1,55 (1,5–4,3)) и цистит (n=6, 16,2%; OR=1,7 (1,6–5,1)). Таким образом, данные патологии являются статистически значимыми факторами риска развития угрозы преждевременных родов.

Анализ гинекологического анамнеза показал, что в I группе была выше частота встречаемости хронических воспалительных заболеваний органов малого таза (n=4, 10,8%; OR=1,7 (0,5–5,3)), миомы матки (n=3, 8,1%; OR=2,3 (0,7–7,6)), медицинских абортов на сроке до 12 недель гестации (n=13, 35,1%; OR=2,6 (0,5–12,5)) и самопроизвольных выкидышей (n=21, 56,7%; OR=1,1 (0,2–4,7)) в анамнезе. II группа существенно не отличалась от контроля по перечисленным показателям.

При анализе инфекционно-воспалительной заболеваний в I группе достоверно чаще встречались рецидивирующая герпетическая инфекция (n=2, 5,4%; OR=4,1 (1,7–21,7)) и бактериальный вагиноз (n=6, 16,2%; OR=1,4 (1,3–6,5)). Анализ структуры неблагоприятных исходов беременности установил, что аборт и самопроизвольный выкидыш статистически значимо чаще встречались в анамнезе женщин, родивших преждевременно. Частота случаев неразвивающейся беременности статистически не различалась среди женщин всех групп.

Был также проведен анализ характера течения беременности, акушерских и перинатальных исходов. Течение беременности в I триместре у пациенток I группы достоверно чаще осложнялось ранним токсикозом (n=2, 5,4%; OR=4,6 (1,3–15,2)) и ретрохориальной гематомой (по данным УЗИ) (n=4, 10,8%; OR=2,2 (1,4–12,1)). Во II триместре у пациенток I группы чаще отмечалось формирование истмикоцервикальной недостаточности (ИЦН) в 16,2% случаев (n=6, OR=1,4 (0,4–4,9)), в том числе потребовавшей проведения хирургической коррекции в 8,1% (OR=21,2 (7,8–57,8)), и угрожающего выкидыша в 56,7% случаев (n=21, OR=6,6 (1,8–23,7)). Из особенностей течения III триместра беременности следует отметить преобладание в I группе случаев задержки роста плода и плацентарной недостаточности (n=3, 8,1%; OR=4,4 (1,1–16,3)). Во II группе существенных отличий от женщин с физиологически протекающей беременности выявлено не было.

Изучения исхода родов для плода установили, что у детей женщин I группы достоверно чаще диагностировали респираторный дистресс-синдром (n=17, 45,9%; OR=7,1 (2,3–22,0)) и врожденную пневмонию (n=12, 32,4%; OR= 5,5 (1,9–15,4)).

Анализ концентрации МДА и ферментативной активности каталазы в плазме крови был проведен для трех групп (преждевременные роды, не реализовавшаяся угроза преждевременных родов, физиологическая беременность). Результаты измерения ферментативной активности каталазы представлены в табл. 1 и на рисунке.

Однофакторный дисперсионный анализ выявил взаимосвязь между сроком беременности и ферментативной активностью каталазы в II группе (F(2.39)=3,6, p=0,04, рисунок) – активность каталазы увеличивалась по мере увеличения срока беременности. В I группе наблюдали аналогичную тенденцию (F(2,33)=2,9, p=0,07, рисунок). В III группе не выявлено зависимости срока беременности с активностью каталазы (F(2,31)=0,4, p=0,6, рисунок). Следует отметить, что во II группе (женщины с угрозой преждевременных родов, завершившейся рождением доношенного ребенка) максимальное значение активности каталазы наблюдали на сроке гестации 28–32 недели, в то время как в I группе (реализовавшиеся преждевременные роды) повышенную активность каталазы наблюдались вплоть до 33–36 недель беременности.

На сроке беременности 22–27 недель во II группе активность каталазы была достоверно выше (p=0,02) по сравнению с III группой, а в I группе отмечалась тенденция к повышению (p=0,06). Между собой I и II группы не различались по данному показателю.

На сроке беременности 28–32 недели в I и II группах наблюдали достоверное повышение активности каталазы (p=0,004; p=0,002) по сравнению с III группой. Сравнительный анализ активности каталазы в I и II группах показал, что во II группе встречается достоверно больше пациенток с активностью каталазы выше 150 Е/мл плазмы (p=0,045 по точному критерию Фишера). Таким образом, при угрозе преждевременных родов на сроке 28–32 недели беременности активность каталазы ниже 150 Е/мл плазмы является негативным прогностическим фактором.

При сроке беременности 33–35 недель активность каталазы в I и II группах не различалась, но была достоверно выше, чем в III группе (p=0,0001 и p=0,0003).

Результаты измерения концентрации МДА в плазме крови представлены в табл. 2.

С помощью однофакторного дисперсионного анализа было выявлено достоверное увеличение концентрации МДА в плазме крови с увеличением срока беременности у женщин III группы (F(2,31)=5,3411, p=0,01). При этом в двух других группах данной тенденции не отмечено.

Концентрация МДА во II группе ни на одном из исследуемых сроков гестации достоверно не отличалась от данного показателя в I и III группах.

Следует отметить, что у беременных I группы на сроке 22–27 недель концентрация МДА в плазме крови была достоверно выше по сравнению с контролем (p=0,029), при сроке 28–32 недель наблюдалась тенденция к повышению данного показателя (p=0,069), а при сроке 33–35 недель достоверных различий между данными группами выявлено не было.

Обсуждение

Энергопреобразующий аппарат митохондрий плаценты играет ключевую роль в регуляции энергетического метаболизма плода, контролируя его развитие на всех сроках гестации [12]. Синтезируемая митохондриями АТФ необходима для обеспечения трансплацентарного переноса соединений, используемых развивающимся плодом, а также метаболитов, транспортируемых из крови плода в кровь матери [13, 14]. Вследствие нелинейного характера развития эмбриона, на всех этапах гестации выдерживается тонкий баланс между скоростью продукции макроэргических соединений и потреблением кислорода митохондриями самой плаценты, поскольку плацентарные митохондрии не только отвечают за предоставление свободной энергии в достаточном для удовлетворения изменяющихся запросов плода количестве, но и за поддержание парциального давления кислорода в плаценте на уровне, не превышающем потребностей. Таким образом обеспечивается избегание состояния гипероксигенации и окислительного стресса. Нарушение такого баланса приводит или к снижению транспортной функции плаценты и синдрому задержки развития плода, или к стабилизации состояния хронического окислительного стресса и преждевременным родам [15].

Полученные данные позволяют предположить, что начало родовой деятельности при ПР сопряжено с окислительным стрессом, уровень которого превышает емкость антиоксидантных систем матери либо по причине его высокой интенсивности, либо из-за ослабления самой системы. Дефицит активности каталазы как ключевого звена антиоксидантной защиты периферической крови матери в группе женщин родивших преждевременно, по сравнению с женщинами, сохранившими беременность, может служить одной из причин преждевременных родов. Особенно явно эта закономерность наблюдается на сроке беременности от 28 до 32 недель. Данное предположение подтверждается представленными результатами о повышении уровня МДА, являющегося маркером окислительного стресса, в группе женщин с преждевременными родами на сроках гестации 22–27 и 28–32 недели, когда чаще всего и возникает угроза преждевременных родов.

Заключение

Таким образом, полученные данные указывают на системный характер компенсаторных реакций в организме беременной женщины, направленных на снижение уровня продукции активных форм кислорода ферментом каталазой при угрозе преждевременных родов. Снижение активности каталазы в крови беременных при преждевременных родах указывает на нарушение системы регуляции продукции активных форм кислорода, свидетельствующие об истощении адаптационных ресурсов матери и плаценты.

Повышенный уровень малонового диальдегида на сроках 22–27 недель и пониженная активность каталазы в 28–32 недели могут являться негативными прогностическими признаками при угрозе преждевременных родов. Дальнейшие исследования в данном направлении позволят сформировать регрессионную модель, позволяющую повысить диагностическую точность определения вероятности преждевременных родов и определить выбор соответствующей лечебной тактики.

Список литературы

1. Ходжаева З.С., Дембовская С.В., Доброхотова Ю.Э., Сичинава Л.Г., Юзько А.М., Мальцева Л.И., Серова О.Ф., Макаров И.О., Ахмадеева Э.Н., Башмакова Н.В., Шмаков Р.Г., Клименченко Н.И., Муминова К.Т., Талибов О.Б., Сухих Г.Т. Медикаментозная профилактика преждевременных родов (результаты международного многоцентрового открытого исследования МИСТЕРИ). Акушерство и гинекология. 2016; 8: 37-43. http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.8.37-43

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. Knuppel R.A., Hassan M.I., Mc Dermott J.J., Tucker M., Morrison J.C. Oxidative stress and antioxidants: preterm birtb and preterm infants. In: Morrison J. ed. Preterm birth – mother and child. In Tech; 2012: 125-50.

4. Romero R., Miranda J., Chaiworapongsa T., Korzeniewski S.J., Chaemsaithong P., Gotsch F. et al. Prevalence and clinical significance of sterile intra-amniotic inflammation in patients with preterm labor and intact membranes. J. Reprod. Immunol. 2014; 72(5): 458-74.

5. Menon R. Oxidative stress damage as a detrimental factor in preterm birth pathology. Front. Immunol. 2014; 5: 567. doi: 10.3389/fimmu.2014.00567.

6. Auten R.L., Davis J.M. Oxygen toxicity and reactive oxygen species: the devil is in the details. Pediatr. Res. 2009; 66(2): 121-7.

7. Siddiqui I.A., Jaleel A., Tamimi W., Al Kadri H.M. Role of oxidative stress in the pathogenesis of preeclampsia. Am. J. Obstet. Gynecol. 2010; 282(5): 469-74.

8. Ruder E.H., Hartman T.J., Goldman M.B. Impact of oxidative stress on female fertility. Curr. Opin. Obstet. Gynecol. 2009; 21(3): 219-22.

9. Mert I., Oruc A.S., Yuksel S., Cakar E.S., Buyukkagnici U., Karaer A., Danisman N. Role of oxidative stress in preeclampsia and intrauterine growth restriction. Obstet. Gynecol. Res. 2012; 38(4): 658-64.

10. Rorth M., Jensen .PK. Determination of catalase activity by means of the Clark oxygen electrode. Biochim. Biophys. Acta. 1967; 139(1): 171-3.

11. Jentzsch A.M., Bachmann H., Fürst P., Biesalski H.K. Improved analysis of malondialdehyde in human body fluids. Free Radic. Biol. Med. 1996; 20(2): 251-6.

12. Thompson L.P., Al-Hasan Y. Impact of oxidative stress in fetal programming. J. Pregnancy. 2012; 2012: 582748.

13. Berglund L. Transplacental amino acid transfer and its study using positron emission tomography. Ups. J. Med. Sci. 1990; 95(2): 95-115.

14. Griffiths S.K., Campbell J.P. Placental structure, function and drug transfer. Contin. Educ. Anaesth. Crit. Care Pain. 2015; 15(2): 84-9.

15. Madeleneau D., Buffat C., Mondon F., Grimault H., Rigourd V., Tsatsaris V. et al. Transcriptomic analysis of human placenta in intrauterine growth restriction. Pediatr. Res. 2015; 77(6):799-807.

Поступила 31.08.2016

Принята в печать 02.09.2016

Об авторах / Для корреспонденции

Высоких Михаил Юрьевич, к.б.н., зав. лабораторией митохондриальной медицины ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-76-33, доб. 1472. E-mail: m_vysokikh@oparina4.ru
Тютюнник Виктор Леонидович, д.м.н., зав. 1-м акушерским физиологическим отделением ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: tioutiounnik@mail.ru
Кан Наталья Енкыновна, д.м.н., зав. акушерским отделением ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (926) 220-86-55. E-mail: kan-med@mail.ru
Курчакова Татьяна Александровна, аспирант ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (903) 551-26-26. E-mail: t_kurchakova@oparina4.ru
Суханова Юлия Алексеевна, м.н.с. лаборатории митохондриальной медицины ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-76-33, доб. 1472. E-mail: suhanova_julia@hotmail.com
Володина Мария Александровна, к.б.н., научный сотрудник лаборатории митохондриальной медицины ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-76-33, доб. 1472. E-mail: m_volodina@oparina4.ru
Тарасова Надежда Валерьевна, к.б.н., научный сотрудник лаборатории митохондриальной медицины ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-76-33, доб. 1472. E-mail: n_tarasova@oparina4.ru
Цвиркун Дарья Викторовна, к.б.н., с.н.с лаборатории митохондриальной медицины ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-76-33, доб. 1472. E-mail: darunyat@gmail.com
Меджидова Маржанат Капуровна, к.м.н., докторант ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: marzana-m@yandex.ru
Арушанова Алена Гарриевна, аспирант ФГБУ ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.
Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (926) 551-78-24. E-mail: a_aruschanova@oparina4.ru

Для цитирования: Высоких М.Ю., Тютюнник В.Л., Кан Н.Е., Курчакова Т.А., Суханова Ю.А., Володина М.А., Тарасова Н.В., Цвиркун Д.В., Меджидова М.К., Арушанова А.Г. Диагностическая значимость определения содержания малонового диальдегида и активности каталазы при преждевременных родах.
Акушерство и гинекология. 2017; 4: 62-67.
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.4.62-67

Также по теме

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.