Processes of free radical oxidation (FRO) in placenta during premature labor
- Authors: Prokopenko V.M.1
-
Affiliations:
- Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Russian Academy of Medical Sciences
- Issue: Vol 49, No 2 (2000)
- Pages: 37-40
- Section: Original Research
- Submitted: 15.04.2000
- Accepted: 26.11.2021
- Published: 15.04.2000
- URL: https://journals.eco-vector.com/jowd/article/view/89269
- DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD89269
- ID: 89269
Cite item
Full Text
Abstract
Using the method о f luminoldependent chemiluminescence combined with other biochemical methods it was shown that an increase о f FRO processes was noted in peripheral placental parts in cases of premature labor at 28-36 weeks of pregnancy. Intensification of FRO processes is associated with lipid peroxidation. The formation of oxygen active forms in placental tissues occurs both by SOD-dependent and SOD-independent ways, while in cases of premature labor the sheer оf the second mechanism is significantly lower. Content of the myeloperoxidase, the main enzyme of oxy gen-dependent antimicrobic system, decreases in premature labor irrespective of its localization. The results obtained show a reduction оf the defensive function in the fetoplacental system which is one of important pathogenic factors of late pregnancy abortion.
Full Text
Одной из актуальных проблем в современном акушерстве является невынашивание беременности. Частота этой патологии колеблется в пределах 10-25% и служит причиной высокой перинатальной заболеваемости и смертности [8, 19]. Несмотря на развитие исследований, посвященных профилактике и лечению невынашивания, процент преждевременных родов в течение последних 20 лет не изменился и остался на уровне 8-12% [10].
В настоящее время установлено, что в большинстве случаев причины невынашивания беременности являются сочетанными, однако отмечается все больше сторонников инфекционной природы невынашивания, связанной с ростом числа заболеваний плода и новорожденного, вызванных условно-патогенной микрофлорой. В 6,2% случаев перинатальная смертность обусловлена инфекционными заболеваниями матери, в 10% - инфекциями плода и новорожденного [9, 18].
Исследования последних лет как отечественных, так и зарубежных авторов свидетельствуют о важной роли процессов свободнорадикального окисления (СРО) в патогенезе многих заболеваний человека. Избыточное усиление СРО может привести к синдрому пероксидации, включающему повреждение мембран, инактивацию или трансформацию ферментов, нарушения процессов деления и дифференцировки клеток и т.д. [3, 15].
Сведения о механизмах образования активных форм кислорода и их участии в процессах СРО в плаценте при преждевременных родах малочисленны. Изучение данного вопроса позволяет выяснить структурно-функциональные нарушения, возникающие в фетоплацентарной системе, и открывает возможности для осуществления рациональной и обоснованной терапии больных.
Целью данной работы явилось изучение процессов СРО при преждевременных родах сроком 28-36 недель.
Материалы и методы
Материалом для исследования служила ткань плаценты беременных женщин с неосложненным течением беременности и родов и преждевременным спонтанным прерыванием беременности в сроки 28-36 недель. Образцы ткани готовили из центральной и периферической зон плаценты, тщательно отмывали в ледяном физиологическом растворе, гомогенизировали в фосфатном буфере и центрифугировали на холоде. Супернатант использовали для дальнейших определений. Уровень интенсивности люминолзависимой хемилюминесценции (Л-ХЛ) измеряли при 37°С в течение 2 мин. Для инициации свечения вводили 200 мкл перекиси водорода (Е23=2,31). Об интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) судили по уровню диеновых конъюгатов (ДК) [8] и ТБК- окрашенных компонентов [2]. Об интенсивности перекисного окисления белков (ПОБ) судили по содержанию карбонильных производных [16]. Пероксидазную активность (ПО) измеряли, используя Независимое окисление тетраметилбензидина. За единицу энзиматической активности принимали количество фермента, которое изменяло величину абсорбции на 1,0 в мин. при 655 нм и 25°С [20]. Содержание миелопероксидазы (МПО) определяли с применением моноспецифических поликлональных антител в твердофазном иммуноферментном анализе [6].
Концентрацию белка определяли по методу Лоури [17]. Результаты экспериментов обрабатывали с использованием стандартных статистических программ.
Результаты исследования
Интенсивность Л-ХЛ периферических участков плаценты, являющихся своеобразной резервной зоной для осуществления компенсаторных реакций [II], при преждевременных родах сроком 28-36 недель увеличена по сравнению с таковой при физиологической беременности и родах. В центральной части плаценты достоверных изменений в уровне интенсивности СР реакций не выявлены (табл. 1).
Таблица 1. Интенсивность свободнорадикальных процессов в плаценте человека
Группа женщин | Участок плаценты | Интенсивность ХЛ (УЕ/г ткани) | Содержание ДК (нМ/мл) | Содержание МДА (нМ/мгб.) | Содержание карбонильных производных (мкМ/мгб.) |
Норма | Центр. | 3008,0 + 487,6 n=16 | 13,41 ± 1,43 n=16 | 3,95 ±0,64 n=16 | 1,85±0,20 n=7 |
Периф. | 866,7 ±60,8 n=16 | 11,54 ± 1,16 n=16 | 2,64 ± 0,3 n=16 | 1,74±0,13 n=7 | |
Преждевременные роды | Центр. | 2067,6 ± 339,6 n=20 | 10,54 ± 1,68 n=20 | 4,18 ±0,52 n=20 | 1,96±0,34 n=9 |
Периф. | 1517,7 ± 208,1** n=20 | 7,78 ±1,30* n=20 | 4,28 ± 0,85 n=20 | 2,22±0,28 n=9 |
**р<0,01, *р<0,05 по сравнению с соответствующим контролем.
Интенсивность Л-ХЛ, по данным ряда исследователей [12, 15], тесно связана с процессами развития свободнорадикальных реакций ПОЛ и ПОБ. Выяснено, что при преждевременных родах в периферической части плаценты отмечается уменьшение ДК, которые являются первичными продуктами ПОЛ, и увеличение ТЕК-активных компонентов (малонового диацетальдегида - МДА), представляющих конечные продукты данного процесса. Разнонаправленные сдвиги в содержании ДК и ТБК-активных соединений в периферической части при преждевременных родах могут быть связаны с различным влиянием на начальные и конечные этапы развития ПОЛ в функционально неоднозначных частях плаценты. Интенсивность окислительной модификации плацентарных белков, определяемая нами по уровню содержания карбонильных производных, не изменяется. Полученные данные дают основание полагать, что при преждевременных родах усиление интенсивности ХЛ в периферической части плаценты связано преимущественно с интенсификацией процессов ПОЛ.
Как известно, Л-ХЛ, отражающая собственную ХЛ, связана с образованием супероксидного и гидроксильного и/или гипохлоритного радикалов [4]. Для выяснения относительного вклада двух систем радикалов в возникновение Л-ХЛ в тканях плаценты в норме и при преждевременных родах было изучено влияние специфических перехватчиков активных форм кислорода: супероксиддисмутазы ( СОД), специфически катализирующей реакцию дисмутации супероксидного радикала ( СОД-зависимый механизм), и азида натрия, обладающего высокой специфичностью в отношении ХЛ, возникающей в результате взаимодействия люминола с гипохлоритным анионрадикалом (СОД- независимый механизм). Как видно из табл. 2, в присутствии СОД наблюдалось практически одинаковое тушение интенсивности ХЛ как в центре, так и по периферии плаценты. Добавление азида натрия не изменяло степени ингибирования Л-ХЛ в центре плаценты у женщин со срочными родами и значительно слабее ингибировало интенсивность ХЛ в группе женщин с преждевременными родами как в центральной, так и в периферической части плаценты (табл.2).
Таблица 2. Люминолзависимая хемилюминесценция (Л-ХЛ) в плаценте под влиянием тушителей
Группа обследованных женщин | Участок плаценты | Тушение Л-ХЛ,% | |
СОД (250 мкг/мл) | Азид натрия (0,025 мМ) | ||
Норма | Центр. | 49,4 ± 4,6 n=5 |
|
59,5 ± 8,2 n=6 | |||
Периф. | 69,6 ± 8,1 n=5 | 58,4 ± 7,2 n=6 | |
Преждевременные роды | Центр. | 52,5 ±4,5 n=6 | 15,6 ± 1,9** n=4 |
Периф. | 53,7 ±6,3 n=6 | 28,0 ±1,8** n=5 |
**р<0,01 по сравнению с соответствующим контролем.
Полученные результаты указывают на участие одновременно двух механизмов возникновения Л- ХЛ в тканях плаценты: СОД-зависимого и СОД-независимого, причем при преждевременных родах отмечается существенное снижение последнего.
Оценка эффективности взаимодействия низкомолекулярных соединений, в том числе присутствующих в крови, с продуктами, образующимися в ходе миелопероксидазной реакции в плаценте женщин с неосложненным течением беременности и родов и преждевременными родами, показала, что наиболее сильными тушителями ХЛ являются мочевая кислота, глутатион восстановленный, НАДН. Эффект аскорбиновой кислоты соизмерим с эффектом цистеина. Концентрации цистеина, аскорбиновой кислоты, НАДН, глутатиона восстановленного, обладающие 50%-ным ингибирующим эффектом на Л-ХЛ ткани плаценты, не отличались у женщин с физиологически протекающей беременностью и родами и при преждевременных родах. Концентрации мочевой кислоты и таурина, обладающие 50%-ным ингибирующим эффектом, выше в плаценте женщин с нормально протекающей беременностью и родами, чем при преждевременных родах сроком 28- 36 недель (табл.3). Известно, что мочевая кислота и таурин являются ингибиторами образования в живых системах гипохлоритного анионрадикала [18].
Таблица 3. Величина І50 для низкомолекулярных тушителей Л-ХЛ
Соединение | Величина 150 (нмол/мл) | |
Норма (n=3) | Преждевременные роды (n=3) | |
Цистеин | 290,0 ± 91,0 | 340,0± 75,0 |
Аскорбиновая кислота | 3000,0± 65,0 | 250,0 ± 60,0 |
НАДН | 3,0 ± 0,85 | 1,7 ±0,41 |
Таурин | 23100,0 ±930,0 | 18600,0 ±721,0* |
Мочевая кислота | 0,071 ± 0,01 | 0,028 ± 0,009 |
Глутатион восстановлен. | 1,0 ± 0,3 | 1,0 ± 0,5 |
*р<0,05 по сравнению с соответствующим контролем.
Гипохлоритный анионрадикал, участвующий в хлорировании чужеродных белков и ДНК, образуется при участии специфического фермента МПО при наличии в среде ионов хлора и перекиси водорода [7].
Зрелые тканевые макрофаги, в том числе и плацентарные, сами по себе лишены МПО- активности, но способны путем эндоцитоза захватывать МПО из внеклеточного пространства. Нами было выяснено, что уровень общей ПО-активности и содержание МПО не зависят от локализации в плаценте (периферическая и центральная часть) как при физиологическом течении беременности и родов, так и при преждевременных родах. Содержание МПО в плаценте при преждевременных родах в 4 раза ниже, чем при физиологическом течении беременности и родов, тогда как величина общей ПО достоверно выше (см. рисунок), что может быть связано с усилением интенсивности ПОЛ в периферической части плаценты. При физиологическом течении беременности и родов существует отрицательная корреляционная связь между содержанием МПО в плаценте и уровнем активности ПО с величиной г — - 0,42 (р<0,05).
Рис. 1. Пероксидазы в плаценте человека.
При преждевременных родах корреляционные связи между индивидуальными колебаниями МПО и активностью ПО не были выявлены.
Таким образом, на основании полученных результатов следует заключить, что при преждевременных родах сроком 28-36 недель отмечается усиление процессов СРО, наблюдаемое в периферической части плаценты. Интенсификация процессов СРО ассоциируется прежде всего с липидной пероксидацией. Образование активных форм кислорода в тканях плаценты осуществляется как СОД- зависимым, так и СОД-независимым путем, причем доля участия второго механизма существенно снижена при преждевременных родах. Содержание МПО, являющейся основным звеном кислородзависимой антимикробной системы, связанной с образованием гипохлоритного анионрадикала, снижается при преждевременных родах независимо от его локализации, что способствует ослаблению защитной функции фетоплацентарной системы и является, на наш взгляд, одним из важных патогенных факторов невынашивания беременности поздних сроков.
Выражаю глубокую благодарность кандидату биологических наук Алешиной Г.М., старшему научному сотруднику ИЭМ РАМН, за помощь в определении содержания МПО в плаценте.
About the authors
V. M. Prokopenko
Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Russian Academy of Medical Sciences
Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, St. Petersburg