Оценка содержания маркеров оксидативного стресса в материнской и пуповинной крови беременных с сахарным диабетом в аспекте перераспределения кровотока в венозной системе плода
Залозняя И.В., Коптеева Е.В., Милютина Ю.П., Кореневский А.В., Арутюнян А.В., Шелаева Е.В., Капустин Р.В., Коган И.Ю.
Оксидативный стресс играет ключевую роль в возникновении врожденных аномалий, заболеваемости и смертности новорожденных при беременности, осложненной сахарным диабетом. Происходящие при этом изменения в антиоксидантной системе наряду с преобразованиями венозного кровообращения плода являются важными адаптационными механизмами формирующегося организма к неблагоприятным условиям внутриутробной среды.
Цель: Исследовать уровень маркеров оксидативного стресса у беременных женщин с прегестационным сахарным диабетом (сахарный диабет 1 или 2 типа) относительно перераспределения кровотока в венозной системе плода по сравнению с группой контроля.
Материалы и методы: Проведено проспективное исследование на базе НИИ АГиР им. Д.О. Отта в период с февраля 2022 г. по сентябрь 2023 г. В исследование включены 70 женщин, составивших следующие группы сравнения: в группу I вошли беременные с прегестационным сахарным диабетом и фракцией шунтирования венозного протока ≤16,5% (n=22); в группу II – с прегестационным сахарным диабетом и фракцией шунтирования венозного протока >16,5% (n=24); группа III была контрольной (n=24). В сыворотке материнской и пуповинной крови на 37–41 неделе беременности производилось определение уровня 3-нитротирозина, малонового диальдегида, активности каталазы и общей антирадикальной активности, а также ультразвуковое исследование с оценкой показателей венозной гемодинамики в сосудах умбиликально-портальной венозной системы плода.
Результаты: Был определен пороговый уровень перераспределения высокооксигенированной крови в венозном протоке в мозг и сердце плода, составивший 16,5%. Анализ маркеров оксидативного стресса у пациенток с прегестационным сахарным диабетом в зависимости от фракции шунтирования венозного протока показал значимое повышение содержания 3-нитротирозина и малонового диальдегида в группе со сниженной фракцией шунтирования венозного протока (≤16,5%), по сравнению с контрольной группой и группой женщин с нормальной фракцией шунтирования венозного протока (>16,5%). Уровень каталазы и антирадикальной активности значимо повышался у женщин в группе с нормальной фракцией шунтирования венозного протока и оставался неизменным в сравнении с контролем в группе со сниженной фракцией.
Заключение: Полученные результаты свидетельствуют об индукции оксидативного стресса в группе пациенток с прегестационным сахарным диабетом, сопровождающейся снижением фракции шунтирования венозного протока. Данное сопряженное изменение отражает нарушение компенсаторных возможностей плода, направленных в первую очередь на сохранение структуры и функции мозга новорожденного. Это, возможно, лежит в основе патогенеза необратимых изменений в формировании и развитии нервной системы плода при беременности, осложненной сахарным диабетом.
Вклад авторов: Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочитали и одобрили финальную версию перед публикацией. Залозняя И.В. – сбор и обработка материала, написание текста, Коптеева Е.В. – сбор и обработка материала, статистическая обработка данных, концепция и дизайн исследования, Милютина Ю.П., Шелаева Е.В. – сбор и обработка материала, Кореневский А.В., Арутюнян А.В. – редактирование, Капустин Р.В., Коган И.Ю. – концепция и дизайн исследования.
Конфликт интересов: Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Финансирование: Исследование выполнено в рамках фундаментальной темы научно-исследовательской работы на 2022–2024 г. «Оптимизация методов предикции, профилактики и лечения “больших акушерских синдромов”, а также стратегии родоразрешения у беременных из групп высокого риска, с целью улучшения акушерских и перинатальных исходов» (номер государственной регистрации 1021062812133-0 3.2.2).
Одобрение Этического комитета: Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом НИИ АГиР им. Д.О. Отта (№ 115 от 03.02.2022).
Согласие пациентов на публикацию: Пациенты подписали информированное согласие на публикацию своих данных.
Обмен исследовательскими данными: Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу
у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Залозняя И.В., Коптеева Е.В., Милютина Ю.П., Кореневский А.В., Арутюнян А.В., Шелаева Е.В., Капустин Р.В., Коган И.Ю. Оценка содержания маркеров оксидативного стресса в материнской и пуповинной крови беременных с сахарным диабетом в аспекте перераспределения кровотока в венозной системе плода.
Акушерство и гинекология. 2024; 10: 41-51
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.178
Ключевые слова
сахарный диабет
гестационный сахарный диабет
беременность
оксидативный стресс
нитротирозин
малоновый диальдегид
каталаза
общая антирадикальная активность
NRF2
венозный проток
Список литературы
- Reece E.A. Diabetes-induced birth defects: what do we know? What can we do? Curr. Diab. Rep. 2012; 12(1): 24-32. https://dx.doi.org/10.1007/s11892-011-0251-6.
- Vento M. Oxidative stress in the perinatal period. Free Radic. Biol. Med. 2019; 142: 1-2. https://dx.doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2019.07.028.
- Jozwik M., Wolczynski S., Jozwik M., Szamatowicz M. Oxidative stress markers in preovulatory follicular fluid in humans. Mol. Hum. Reprod. 1999; 5(5): 409-13. https://dx.doi.org/10.1093/molehr/5.5.409.
- Скрипниченко Ю.П., Пятаева С.В, Володина М.А., Цвиркун Д.В., Баранов И.И., Высоких М.Ю., Кузьмич И.Н. Особенности течения окислительно-восстановительных реакций в крови у женщин с физиологически протекающей и осложненной беременностью. Акушерство и гинекология. 2017; 8: 60-6.
- Ma H., Qiao Z., Li N., Zhao Y., Zhang S. The relationship between changes in vitamin A, vitamin E, and oxidative stress levels, and pregnancy outcomes in patients with gestational diabetes mellitus. Ann. Palliat. Med. 2021; 10(6): 6630-6. https://dx.doi.org/10.21037/apm-21-1036.
- Guérin P., El Mouatassim S., Ménézo Y. Oxidative stress and protection against reactive oxygen species in the pre-implantation embryo and its surroundings. Hum. Reprod. Update. 2001; 7(2): 175-89. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/7.2.175.
- Dennery P.A. Role of redox in fetal development and neonatal diseases. Antioxid. Redox Signal. 2004; 6(1): 147-53. https://dx.doi.org/10.1089/152308604771978453.
- Peuchant E., Brun J.L., Rigalleau V., Dubourg L., Thomas M.J., Daniel J.Y. et al. Oxidative and antioxidative status in pregnant women with either gestational or type 1 diabetes. Clin. Biochem. 2004; 37(4): 293-8. https://dx.doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2003.12.005.
- Pacher P., Obrosova I.G., Mabley J.G., Szabó C. Role of nitrosative stress and peroxynitrite in the pathogenesis of diabetic complications. Emerging new therapeutical strategies. Curr. Med. Chem. 2005; 12(3): 267-75. https://dx.doi.org/10.2174/0929867053363207.
- Djordjevic A., Spasic S., Jovanovic-Galovic A., Djordjevic R., Grubor-Lajsic G. Oxidative stress in diabetic pregnancy: SOD, CAT and GSH-Px activity and lipid peroxidation products. J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2004; 16(6): 367-72. https://dx.doi.org/10.1080/14767050400018270.
- Aouache R., Biquard L., Vaiman D., Miralles F. Oxidative stress in preeclampsia and placental diseases. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19(5): 1496. https://dx.doi.org/10.3390/ijms19051496.
- Márquez-Valadez B., Valle-Bautista R., García-López G., Díaz N.F., Molina-Hernández A. Maternal diabetes and fetal programming toward neurological diseases: beyond neural tube defects. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2018; 9: 664. https://dx.doi.org/10.3389/fendo.2018.00664.
- Ornoy A., Reece E.A., Pavlinkova G., Kappen C., Miller R.K. Effect of maternal diabetes on the embryo, fetus, and children: congenital anomalies, genetic and epigenetic changes and developmental outcomes. Birth Defects Res. C Embryo Today. 2015; 105(1): 53-72. https://dx.doi.org/10.1002/bdrc.21090.
- Kiserud T., Kessler J., Ebbing C., Rasmussen S. Ductus venosus shunting in growth-restricted fetuses and the effect of umbilical circulatory compromise. Ultrasound Obstet. Gynecol. 2006; 28(2): 143-9. https://dx.doi.org/10.1002/uog.2784.
- Ярыгина Т.А., Гасанова Р.М., Марзоева О.В., Сыпченко Е.В., Гус А.И. Все о венозном протоке - в помощь практикующим специалистам. Акушерство и гинекология. 2023; 9: 22-32.
- Godfrey K.M., Haugen G., Kiserud T., Inskip H.M., Cooper C., Harvey N.C. et al.; Southampton Women's Survey Study Group; Hanson MA. Fetal liver blood flow distribution: role in human developmental strategy to prioritize fat deposition versus brain development. PLoS One. 2012; 7(8): e41759. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0041759.
- Lund A., Ebbing C., Rasmussen S., Kiserud T., Kessler J. Maternal diabetes alters the development of ductus venosus shunting in the fetus. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2018; 97(8): 1032-40. https://dx.doi.org/10.1111/aogs.13363.
- Behrman H.R., Kodaman P.H., Preston S.L., Gao S. Oxidative stress and the ovary. J. Soc. Gynecol. Investig. 2001; 8(1 Suppl. Proceedings): S40-S42. https://dx.doi.org/10.1016/s1071-5576(00)00106-4.
- Коптеева Е.В., Шелаева Е.В., Алексеенкова Е.Н., Капустин Р.В., Коган И.Ю. Особенности гемодинамики в умбиликально-портальной венозной системе плода при беременности, осложненной сахарным диабетом. Журнал акушерства и женских болезней. 2024; 73(2): 27-41.
- Шелаева Е.В., Коптеева Е.В., Алексеенкова Е.Н., Капустин Р.В., Коган И.Ю. Роль умбилико-портальной венозной гемодинамики в патогенезе макросомии плода при беременности, осложненной сахарным диабетом. Журнал акушерства и женских болезней. 2024; 73(3): 89-104.
- Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой. Вопросы медицинской химии. 1987; 33(1): 118-22.
- Góth L. A simple method for determination of serum catalase activity and revision of reference range. Clin. Chim. Acta. 1991; 196(2-3): 143-51. https://dx.doi.org/10.1016/0009-8981(91)90067-m.
- Евсюкова И.И., Арутюнян А.В., Ковалевская О.В., Прокопенко В.М., Опарина Т.И., Додхоев Д.С. Интенсивность свободнорадикального окисления и состояние антиоксидантной системы у новорожденных детей, развивавшихся в условиях хронической плацентарной недостаточности. Журнал акушерства и женских болезней. 2007; 56(3): 50-5.
- Mentese A., Güven S., Demir S., Sümer A., Yaman S.Ö., Alver A. et al. Circulating parameters of oxidative stress and hypoxia in normal pregnancy and HELLP syndrome. Adv. Clin. Exp. Med. 2018; 27(11): 1567-72. https://dx.doi.org/ 10.17219/acem/74653.
- Kapustin R., Chepanov S., Kopteeva E., Arzhanova O. Maternal serum nitrotyrosine, 8-isoprostane and total antioxidant capacity levels in pre-gestational or gestational diabetes mellitus. Gynecol. Endocrinol. 2020; 36(Supp1. 1): S36-S42. https://dx.doi.org/10.1080/09513590.2020.1816727.
- Grissa O., Atègbo J.M., Yessoufou A., Tabka Z., Miled A., Jerbi M. et al. Antioxidant status and circulating lipids are altered in human gestational diabetes and macrosomia. Transl. Res. 2007; 150(3): 164-71. https://dx.doi.org/10.1016/j.trsl.2007.03.007.
- Quijano C., Hernandez-Saavedra D., Castro L., McCord J.M., Freeman B.A., Radi R. Reaction of peroxynitrite with Mn-superoxide dismutase. Role of the metal center in decomposition kinetics and nitration. J. Biol. Chem. 2001; 276(15): 11631-8. https://dx.doi.org/10.1074/jbc.M009429200.
- Horváth E.M., Magenheim R., Kugler E., Vácz G., Szigethy A., Lévárdi F. et al. Nitrative stress and poly(ADP-ribose) polymerase activation in healthy and gestational diabetic pregnancies. Diabetologia. 2009; 52(9): 1935-43. https://dx.doi.org/10.1007/s00125-009-1435-3.
- Biri A., Onan A., Devrim E., Babacan F., Kavutcu M., Durak I. Oxidant status in maternal and cord plasma and placental tissue in gestational diabetes. Placenta. 2006; 27(2-3): 327-32. https://dx.doi.org/10.1016/j.placenta.2005.01.002.
- Lappas M., Permezel M., Ho P.W., Moseley J.M., Wlodek M.E., Rice G.E. Effect of nuclear factor-kappa B inhibitors and peroxisome proliferator-activated receptor-gamma ligands on PTHrP release from human fetal membranes. Placenta. 2004; 25(8-9): 699-704. https://dx.doi.org/10.1016/j.placenta.2004.02.003.
- López-Tinoco C., Roca M., García-Valero A., Murri M., Tinahones F.J., Segundo C. et al. Oxidative stress and antioxidant status in patients with late-onset gestational diabetes mellitus. Acta Diabetol. 2013; 50(2): 201-8. https://dx.doi.org/10.1007/s00592-011-0264-2.
- Orhan H., Onderoglu L., Yücel A., Sahin G. Circulating biomarkers of oxidative stress in complicated pregnancies. Arch. Gynecol. Obstet. 2003; 267(4): 189-95. https://dx.doi.org/10.1007/s00404-002-0319-2.
- Desoye G., Carter A.M. Fetoplacental oxygen homeostasis in pregnancies with maternal diabetes mellitus and obesity. Nat. Rev. Endocrinol. 2022; 18(10): 593-607. https://dx.doi.org/10.1038/s41574-022-00717-z.
- Tchirikov M., Schröder H.J., Hecher K. Ductus venosus shunting in the fetal venous circulation: regulatory mechanisms, diagnostic methods and medical importance. Ultrasound Obstet. Gynecol. 2006; 27(4): 452-61. https://dx.doi.org/10.1002/uog.2747.
- Tchirikov M., Kertschanska S., Schröder H.J. Differential effects of catecholamines on vascular rings from ductus venosus and intrahepatic veins of fetal sheep. J. Physiol. 2003; 548(Pt. 2): 519-26. https://dx.doi.org/10.1113/jphysiol.2002.034470.
- Manoharan B., Bobby Z., Dorairajan G., Jacob S.E., Gladwin V., Vinayagam V. et al. Increased placental expressions of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 and antioxidant enzymes in gestational diabetes: protective mechanisms against the placental oxidative stress? Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2019; 238: 78-85. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2019.05.016.
- Skoko J.J., Wakabayashi N., Noda K., Kimura S., Tobita K., Shigemura N. et al. Loss of Nrf2 in mice evokes a congenital intrahepatic shunt that alters hepatic oxygen and protein expression gradients and toxicity. Toxicol. Sci. 2014; 141(1): 112-9. https://dx.doi.org/10.1093/toxsci/kfu109.
- Jin Y., Wang G., Han S.S., He M.Y., Cheng X., Ma Z.L. et al. Effects of oxidative stress on hyperglycaemia-induced brain malformations in a diabetes mouse model. Exp. Cell Res. 2016; 347(1): 201-11. https://dx.doi.org/10.1016/j.yexcr.2016.08.002.
Поступила 22.07.2024
Принята в печать 24.09.2024
Об авторах / Для корреспонденции
Залозняя Ирина Владимировна, к.б.н., НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, irinabiolog2012@yandex.ru,eLibrary SPIN: 2488-3790, https://orcid.org/0000-0002-0576-9690
Коптеева Екатерина Вадимовна, НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, ekaterina_kopteeva@bk.ru,
eLibrary SPIN: 9421-6407, https://orcid.org/0000-0002-9328-8909
Милютина Юлия Павловна, к.б.н., НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, milyutina1010@mail.ru,
eLibrary SPIN: 6449-5635, https://orcid.org/0000-0003-1951-8312
Кореневский Андрей Валентинович, д.б.н., НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, a.korenevsky@yandex.ru,
eLibrary SPIN: 7942-6016, https://orcid.org/0000-0002-0365-8532
Арутюнян Александр Вартанович, д.б.н., профессор, НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3,
alexarutiunjan@gmail.com, eLibrary 9938-5277, https://orcid.org/0000-0002-0608-9427
Шелаева Елизавета Валерьевна, к.м.н., НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, eshelaeva@yandex.ru,
eLibrary SPIN: 7440-0555, https://orcid.org/0000-0002-9608-467X
Капустин Роман Викторович, д.м.н., НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, kapustin.roman@gmail.com,
eLibrary SPIN: 7300-6260, https://orcid.org/0000-0002-2783-3032
Коган Игорь Юрьевич, д.м.н., профессор, чл.-корр. РАН, НИИ АГиР им. Д.О. Отта, 199034, Россия, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3, ikogan@mail.ru, eLibrary SPIN: 6572-6450, https://orcid.org/0000-0002-7351-6900
Автор, ответственный за переписку: Ирина Владимировна Залозняя, irinabiolog2012@yandex.ru
Также по теме
