Importance of cytokines in the pathogenesis of preeclampsia in pregnant women with iron deficiency anemia

Full Text

Введение

В практическом акушерстве проблема железодефицитных анемий (ЖДА) у беременных и родильниц весьма актуальна. Во всем мире частота анемии у беременных колеблется от 25 до 50 %, в развивающихся странах — от 35 до 75 %, в развитых странах составляет 18–20 % [1]. Средний показатель частоты развития анемии по Российской Федерации достигает 32 % [2]. У жительниц центральноазиатских республик беременность в большинстве случаев протекает на фоне ЖДА. Так, распространенность ЖДА в Узбекистане среди беременных и женщин репродуктивного возраста достигает 60–90 %, а среди умерших матерей — 97–98 % [3]. Общеизвестно, что анемия отягощает течение беременности и родов, что обусловлено дефицитом железа и хронической гипоксией, отрицательно влияющих на организм матери, способствует развитию преэклампсии, невынашиванию, слабости родовой деятельности, преждевременной отслойки нормально расположенной плаценты, кровотечений в послеродовом периоде, послеродовых септических заболеваний, перинатальных осложнений [4–6].

На основании анализа данных литературы В.Е. Радзинский и др. [6] заключают, что течение гестации нарушается в силу того, что при выраженной анемии спиральные артерии не трансформируются, их гладкомышечный слой сохраняется, а не исчезает, как это происходит при нормальной беременности. В результате гипоксия плода усугубляется, развивается фетоплацентарная недостаточность, поскольку нерасширившиеся спиральные артерии неспособны обеспечить растущие потребности в кровоснабжении. Именно эти патологические процессы лежат в основе взаимосвязи между анемией и невынашиванием, преждевременной отслойкой нормально расположенной плаценты. Указанные изменения, кроме того, способны повышать риск развития преэклампсии, кровотечений в родах, слабости родовой деятельности, послеродовых септических осложнений [7–10]. Анемия обусловливает циркуляторную и тканевую гипоксию, характеризуется дефицитом белка, железа и других эссенциальных микроэлементов. Эти факторы служат патогенетической основой для развития преэклампсии. Частота развития гипертензивных состояний при ЖДА достигает 32–45 % [11]. При сочетании преэклампсии и анемии возникает реальная угроза жизни матери и новорожденного. Среди умерших женщин от преэклампсии ЖДА наблюдалась у 85,3 %. Частота преэклампсии возрастает по мере снижения уровня гемоглобина (Нb). Так, она составили 11,1 % при Нb < 70 г/л, 14,5 % — при Нb < 60 г/л и 30,0 % — при Нb < 50 г/л [12].

Преэклампсия остается одной из актуальных проблем современного акушерства, что связано со значительным ростом частоты этой патологии и нередким неблагоприятным исходом как для матери, так и плода. Она служит основной причиной перинатальной заболеваемости и смертности [13, 14]. Преэклампсия развивается у 6–12 % здоровых беременных и 20–40 % беременных с экстрагенитальной патологией [15].

Существует множество теорий развития этих нарушений. Большинство исследователей пришли к выводу, что не существует единого механизма развития преэклампсии, а наблюдается сочетанное воздействие этиологических факторов: нейрогенных, гормональных, иммунологических, генетических, плацентарных. До настоящего времени, несмотря на многочисленные исследования, патогенез преэклампсии до конца не изучен [16, 17]. Преэклампсию, которая является главной акушерской патологией, в настоящее время рассматривают как иммунологический феномен [18]. Развитие преэклампсии представляет собой реакцию, схожую с отторжением аллотрансплантата и выработкой различных антител, в том числе и антифосфолипидных [19]. Считают, что иммунные процессы не только способствуют развитию преэклампсии, но и обусловливают ее тяжесть [17, 18, 20].

Следует отметить, что вопросы патогенеза сочетанного осложнения беременности анемией и преэклампсией, включая иммунологические аспекты, изучены мало. Проведен ряд исследований, которые показали, что дефицит железа и тканевая гипоксия при хронической постгеморрагической ЖДА приводят к нарушению всех звеньев иммунной системы: продукции ключевых цитокинов — интерлейкинов IL-1, IL-6, IL-8; фактора некроза опухоли (TNFα); интерферонов альфа и гамма (INF-α, INF-γ), их регулирующего влияния на гемопоэз и различные системы организма с формированием вторичной иммунной недостаточности. Установлена неизвестная ранее специфическая направленность изменений изучаемых цитокинов и обоснована концепция их патогенетической роли в формировании неэффективного эритропоэза при ЖДА [21, 22].

Цель исследования заключалась в уточнении роли нарушений общего и локального цитокинового статуса у беременных с анемией в генезе преэклампсии.

Материал и методы исследования

Для уточнения роли иммунологических нарушений при ЖДА в генезе преэклампсии проведены иммунологические исследования у 96 женщин в III триместре гестации. Беременные были разделены на четыре группы: 24 — с анемией легкой степени (уровень Hb от 110 до 90 г/л), 18 — с анемией средней степени (уровень Hb от 89 до 70 г/л), 26 — с преэклампсией на фоне анемии легкой степени и 28 беременных с преэклампсией на фоне анемии средней степени. Цитокиновый статус IL-1β, IL-6, IL-8, TNFα и лактоферрина в сыворотке периферической крови и в экстрактах децидуальной ткани (ДТ) плаценты определяли методом иммуноферментного анализа. Кусочки ДТ плаценты (до 3 см²) отмывали, подсушивали, взвешивали, затем гомогенизировали, добавляли изотонический раствор натрия хлорида до изначального веса, гомогенат, замораживали (–20 °С) в течение суток, размораживали и ультрацентрифугировали. С помощью полученной надосадочной жидкости определяли концентрацию цитокинов. Применяли реактивы ООО «Цитокин» (Санкт-Петербург, Россия). Результаты, полученные у беременных с анемией легкой степени, использовали в качестве контрольных. Статистическая обработка данных включала вычисление среднего арифметического и ошибки среднего арифметического. Достоверность различий рассчитывали по t-критерию Стьюдента.

Результаты

Результаты исследования содержания цитокинов в сыворотке крови обследованных беременных представлены в табл. 1, а в децидуальной ткани — в табл. 2.

 

Таблица 1 / Table 1

Цитокиновый статус и уровень лактоферрина в сыворотке крови беременных с анемией и преэклампсией (М ± m)

Cytokine status and serum lactoferrin level in pregnant women with anemia and preeclampsia (М ± m)

Показатели	Контрольная группа (n = 24)	Анемия средней степени (n = 18)	Анемия легкой cтепени и легкая преэклампсия (n = 26)	Анемия средней cтепени и легкая преэклампсия (n = 28)
IL-1β, пг/мл	211,3 ± 12,8	256,1 ± 15,9*	317,3 ± 14,2*^	397,9 ± 17,9*^a
IL-6, пг/мл	87,9 ± 8,1	113,3 ± 7,4*	162,2 ± 8,5^	219,3 ± 9,9*^a
TNFα, пг/мл	59,9 ± 3,7	82,6 ± 5,9*	86,7 ± 5,6	113,2 ± 6,5*^a
IL-8, пг/мл	36,1 ± 3,3	70,1 ± 5,8*	94,7 ± 5,7^	120,8 ± 9,2*^a
Лактоферрин, нг/мл	1028,8 ± 80,1	1354,1 ± 86,6*	1565,5 ± 80,3	1750,9 ± 71,58*^

Примечание: * значения достоверны по отношению к контрольной группе (р < 0,05); ^ разница достоверна по отношению к данным анемии средней степени (р < 0,05), ^a разница достоверна по отношению к данным анемии легкой степени и легкой преэклампсии (р < 0,05). IL — интерлейкин, TNF — фактор некроза опухоли.

 

Таблица 2 / Table 2

Цитокиновый статус и уровень лактоферрина в децидуальной ткани женщин с анемией и преэклампсией (М ± m)

Cytokine status and lactoferrin level in the decidual tissue of women with anemia and preeclampsia (М ± m)

Показатели	Контрольная группа (n = 24)	Анемия средней степени (n = 18)	Анемия легкой степени и легкая преэклампсия (n = 26)	Анемия средней степени и легкая преэклампсия (n = 28)
IL-1β, пг/мл	255,8 ± 15,4	317,1 ± 21,7*	388,2 ± 12,9*^	468,7 ± 26,3*^a
IL-6, пг/мл	212,5 ± 14,4	263,2 ± 19,3*	323,9 ± 14,8*^	437,4 ± 25,4*^a
TNFα, пг/мл	88,7 ± 6,2	114,2 ± 7,2*	121,4 ± 7,4*	130,4 ± 7,6*
IL-8, пг/мл	48,5 ± 4,3	84,5 ± 4,7*	129,5 ± 8,1*^	175,8 ± 12,8*^a
Лактоферрин, нг/мл	724,9 ± 50,3	988,3 ± 37,6*	1279,7 ± 51,0*^	1371,9 ± 50,9*^

Примечание: * значения достоверны по сравнению со значениями в контрольной группе (р < 0,05); ^ разница достоверна по отношению к данным анемии средней степени (р < 0,05); ^a разница достоверна по отношению к данным анемии легкой степени и легкой преэклампсии (р < 0,05). IL — интерлейкин, TNF — фактор некроза опухоли.

 

У женщин контрольной группы уровень цитокина IL-1β в ДТ в 1,2 раза был выше, чем в сыворотке крови (р < 0,05), уровень TNFα — в 1,5 раза выше (р < 0,05), IL-6 — в 2,4 раза выше системного значения (р < 0,001). Уровень IL-8 в крови был несколько ниже значений в ДТ (р > 0,05), а уровень лактоферрина в 1,4 раза достоверно ниже (р < 0,01). Таким образом, уровень провоспалительных цитокинов в III триместре беременности в сыворотке периферической крови достоверно отличается от синтеза цитокинов в ДТ плаценты. Содержание цитокинов в экстрактах ДТ позволяет оценить возможности проявления их иммунорегуляторных свойств на локальном уровне в плаценте. Это связано с тем, что ДТ играет важную регуляторную роль, является местом иммиграции, развития и функционирования уникальных субпопуляций лимфоцитов — естественных киллерных клеток (NK-клеток). Повышенный локальный уровень цитокинов, продуцируемых большими гранулярными лимфоцитами, служит ростовым фактором для трофобласта.

С увеличением тяжести анемии возрастает продукция изучаемых системных цитокинов и лактоферрина (см. табл. 1). Так, в группе беременных со средней степенью анемии уровень IL-1β повысился в 1,2 раза (р < 0,05) по сравнению с контрольными значениями, а IL-6 — в 1,3 раза (р < 0,05). Концентрация TNFα и IL-8 превышала аналогичный показатель контрольной группы в 1,4 и 1,9 раза соответственно (р < 0,05). Уровень лактоферрина был в 1,3 раза достоверно выше контрольного показателя (р < 0,05).

С увеличением тяжести анемии локальный цитокиновый иммунный ответ (см. табл. 2) характеризуется усилением синтеза провоспалительных цитокинов: происходит постепенное достоверное увеличение концентрации TNFα, IL-1β, IL-6 и IL-8 в 1,2–1,7 раза, секреция лактоферрина увеличивается в 1,36 раза (р < 0,05). Это может привести к развитию некроза в месте внедрения трофобласта в децидуальную оболочку.

У беременных с анемией и преэклампсией запускается весь каскад провоспалительных цитокинов, высокая концентрация которых выступает неблагоприятным фактором, отражающим активность и тяжесть патологического процесса (см. табл. 1). Так, у женщин с преэклампсией и анемией легкой степени уровень IL-1β был выше контрольных значений в 1,5 раза (р < 0,01). Причем в максимальной степени (в 1,9 раза) эти изменения отмечены у женщин с преэклампсией на фоне анемии средней степени тяжести (р < 0,001). Полученные результаты согласуются с данными Y.C. Casart et al. [16], B. LaMarca et al. [20], которые у беременных с преэклампсией также наблюдали увеличение провоспалительных цитокинов IL-6, IL-1β в сыворотке крови.

С увеличением тяжести анемии у беременных с преэклампсией происходит достоверное увеличение содержания IL-6 в сыворотке крови и в ДТ плаценты по отношению к контрольным значениям в 1,8–2,5 раза (р < 0,05) и в 1,5–2,1 (р < 0,05) раза соответственно, что косвенно свидетельствует о выраженном локальном воспалительном процессе, обусловленном тяжестью патологии. Было установлено, что в основной группе беременных отмечается также достоверное усиление продукции сывороточного IL-8 в 2,6–3,4 раза, а также децидуальными клетками в 2,7–3,6 раза. Данные о повышении уровней IL-1β и IL-8 отражают активность воспалительного процесса.

Анализ иммунологического дисбаланса показал наличие прямой корреляции с тяжестью патологического процесса, что указывает на существенную роль провоспалительных цитокинов в патогенезе преэклампсии.

У беременных с преэклампсией и анемией легкой степени сывороточный уровень TNFα повышается в 1,45 раза, а при преэклампсии на фоне анемии средней степени тяжести — в 1,88 раза по сравнению с данными контрольной группы и двух других групп (р < 0,05). В образцах плаценты при преэклампсии уровень TNFα в 1,4 и 1,5 раза превышал уровень, зарегистрированный в контрольной группе (р < 0,01). Можно предположить, что повышенный уровень TNFα может вносить вклад в патогенез преэклампсии.

При преэклампсии с нарастанием анемии наблюдалась повышенная концентрация лактоферрина: сывороточная концентрация была в 1,5 раза выше, чем у женщин без преэклампсии, и в 1,7 раза выше у беременных с преэклампсией на фоне анемии средней степени тяжести, в децидуальной оболочке плаценты локальный уровень его достоверно превышал нормативные показатели в 1,8 и 1,9 раза (р < 0,05).

Таким образом, как показали наши исследования, преэклампсия на фоне ЖДА ассоциирована с повышенным уровнем провоспалительных цитокинов и белка острой фазы воспаления — лактоферрина на системном и локальном уровнях. Причем эти изменения наиболее выражены в децидуальной оболочке плаценты при развитии преэклампсии на фоне анемии средней степени тяжести.

Положительная корреляционная связь между повышением уровня TNFα, IL-1β, IL-6, IL-8 и клиническим состоянием обследованных беременных свидетельствует о значительных нарушениях, при которых цитокины проникают в системную циркуляцию, что вносит вклад в патогенез преэклампсии, развившейся на фоне хронической анемии. Изменения цитокинового статуса (TNFα, IL-1β, IL-6 и IL-8) как системно, так и локально еще раз подтверждают участие иммунной системы в патогенезе преэклампсии, одним из пусковых механизмов которой является иммунный дисбаланс при железодефицитной анемии.

Таким образом, полученные нами результаты позволяют утверждать, что чрезмерная стимуляция системного и локального гуморального иммунного ответа представляет один из фундаментальных механизмов, лежащих в основе развития преэклампсии на фоне железодефицитной анемии.

Обсуждение

Плацента продуцирует большое количество гормонов и выполняет функцию иммунологического барьера, синтезируя иммуносупрессивные факторы, что создает иммунологически привилегированные условия для развития плода. Провоспалительные цитокины активируются при дефиците прогестерона. Под влиянием провоспалительных цитокинов формируется первичная плацентарная недостаточность. Дисфункция плаценты, в частности повышенный апоптоз, имеет определенное значение в патогенезе формирования преэклампсии [23–25], при этом Fas-опосредованный апоптоз может вносить вклад в создание условий для анормальной плацентации, обусловливающей преэклампсию [26]. Преэклампсия связана с системным воспалением и повреждением инвазии трофобласта в децидуальную оболочку матки. Инфильтрация макрофагов участвует в повреждении инвазии трофобласта, что ведет к развитию преэклампсии. Cчитаем, что преэклампсия могла бы быть связана с увеличением децидуальной дендритной клеточной инфильтрации, и что IL-1β повышает производство дендритного клеточно-опосредованного хемокинеза. Предполагают, что дендритные клетки могут играть решающую роль в патогенезе преэклампсии [17, 27].

На основании проведенных исследований и данных литературы мы пришли к заключению, что с иммунологических позиций патогенеза преэклампсии необходимо пересмотреть некоторые вопросы терапии. Одним из направлений в лечении преэклампсии должна быть терапия, направленная на снижение неадекватного иммунного ответа материнского организма на отцовские антигены зародыша. В этом плане интерес представляют данные о том, что у беременных, получавших Дюфастон (дидрогестерон) с первых недель беременности, значительно реже наблюдался гестоз (преэклампсия) [28], что свидетельствует о роли иммунного ответа материнского организма в развитии осложнений процессов гестации. Патогенетически обосновано использование плацентарного гормона — прогестерона. Дефицит прогестерона влияет на развитие преэклампсии следующим образом. Из литературных источников известно, что децидуальные NK-клетки необходимы для развития и сосудистых изменений в фетоплацентарной системе и принимают участие в развитии преэклампсии [27, 29]. Так, установлено, что прогестерон-индуцированный блокирующий фактор, воздействуя на нулевые NK-клетки, направляет иммунный ответ матери на эмбрион в сторону менее активных NК-клеток, несущих маркеры СD56⁺, СD16⁺. При наличии этих клеток иммунный ответ матери будет реализован через Т-хелперы II типа, которые продуцируют регуляторные цитокины (IL-3, IL-4, IL-10, IL-13).

При недостатке прогестерон-индуцированного блокирующего фактора иммунный ответ матери на трофобласт сдвигается в сторону лимфокин-активированных киллеров, несущих маркеры СD56⁺, СD16⁺, и иммунный ответ матери сдвигается в сторону более активного ответа через Т-хелперы I типа с продукцией провоспалительных цитокинов (ТNF, IL-1, IL-6). Нарушение баланса Th1/Th2 на фоне высокой функциональной (пролиферативной) реактивности циркулирующих T-лимфоцитов и количественного дефицита естественных регуляторных CD4⁺, CD25⁺ T-клеток с супрессорной активностью может указывать на высокий риск развития тяжелой преэклампсии [30].

Выводы

Таким образом, полученные нами данные о дисбалансе цитокинового статуса на системном уровне позволяют заключить, что на фоне перестройки эндокринной системы и железодефицитной анемии возникает неполноценный иммунный ответ матери на антигены плодного яйца, составляющий одну из основных причин развития преэклампсии. Высокую активацию провоспалительных цитокинов в месте прикрепления плаценты можно рассматривать как угрозу отторжения аллотрансплантата, клинически проявляющуюся преждевременной отслойкой плаценты/преждевременными родами — наиболее частыми осложнениями преэклампсии.

С этих позиций проведенное нами исследование цитокинового статуса при беременности может представлять большой интерес для обоснования новых стратегий иммунотерапии при беременности, осложненной преэклампсией.

Дополнительная информация

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов, связанного с публикацией данной статьи.

Авторы данной статьи подтверждают отсутствие финансовой или какой-либо другой поддержки.

Информация о вкладе каждого автора:

Ю.К. Джаббарова — концепция и дизайн исследования; Ш.Т. Исмоилова — сбор и обработка материала; Д.А. Мусаходжаева, Ю.К. Джаббарова — анализ полученных данных, написание текста; Ю.К. Джаббарова — редактирование.

About the authors

Yulduz K. Dzhabbarova

The Republican Perinatal Center of the Ministry of Health of the Republic of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: ulduzjab43@mail.ru

MD, PhD, DSci (Medicine), Professor

Uzbekistan, Tashkent

Shoira T. Ismoilova

Ferghana City Medical Association

Email: ulduzjab43@mail.ru

MD, the Head of the Department of Obstetrics

Uzbekistan, Ferghana

Dilorom A. Musakhodzhayeva

The Institute of Immunology and Human Genomics of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: ulduzjab43@mail.ru

PhD, DSci (Biology), the Head of the Laboratory of Immunology of Reproduction

Uzbekistan, Tashkent

References

Supplementary files