Беременность и роды у женщин с дисплазией соединительной ткани и железодефицитной анемией

Н.В.Керимкулова¹, Н.В.Никифорова¹, И.Ю.Торшин², И.В.Гоголева¹, А.Ю.Волков², О.А.Громова^1,2
1Ивановская государственная медицинская академия, Иваново, Российская Федерация;
²Российский центр Института микроэлементов ЮНЕСКО при Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н.И.Пирогова, Москва, Российская Федерация Цель. Установить взаимосвязь между обеспеченностью плацент железом, медью и марганцем и гистологическим строением плаценты, а также выявить возможное влияние дефицита микроэлементов на течение беременности и родов у пациенток с недифференцированной дисплазией соединительной ткани (НДСТ).
Пациенты и методы. Исследование проведено в соответствии с одногруппным лонгитудинальным дизайном. В основную выборку были включены беременные с НДСТ (n = 47), средний возраст 29 ± 6 лет. Методы: УЗИ, допплерометрия, кардиотокография, ЭКГ, эхокардиография; определение магния в сыворотке крови, определение содержания магния в эритроцитах колориметрическим методом (цветная реакция с титановым желтым), исследование содержания свободного оксипролина в сыворотке крови, определение уровней микроэлементов в тканях плаценты методом массспектрометрии. Для анализа сложных данных, собранных в ходе настоящего исследования, в настоящей работе использован современный метод интеллектуального анализа данных, основанный на математических концепциях метрических сгущений и метрических карт.
Результаты. Установлены взаимосвязи между состоянием беременных с ДСТ и анемией, а также содержанием железа, меди и марганца в тканях плаценты. Наиболее высокие показатели железа, меди и марганца в плаценте, соответствующие верхним квартилям содержания этих микроэлементов, были достоверно ассоциированы с меньшим количеством осложнений беременности, родов и патологических изменений плаценты. В частности, у женщин этих групп не отмечались такие особенности состояния плаценты, как фибриноидный некроз (р = 0,00005), аномалии сосудов плаценты и пуповины (р = 0,001), преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты (ПОНРП, р = 0,04), гиперплазия и гипоплазия плаценты (р Заключение. Установлено, что более высокое содержание железа, марганца и меди в тканях последа ассоциировано с положительной клинической картиной течения беременности и гистологическим состоянием плаценты. Для лечения железодефицитной анемии у беременных с ДСТ прием препаратов железа, содержащих медь и марганец, таких как Тотема, более предпочтителен, так как эти элементы действуют синергично.
Ключевые слова: беременность, железо, железодефицитная анемия, магний, марганец, медь, НДСТ, послед, роды, Тотема

Pregnancy and labour in women with connective tissue dysplasia and iron-deficiency anaemia

N.V.Kerimkulova¹, N.V.Nikiforova¹, I.Yu.Torshin², I.V.Gogoleva¹, A.Yu.Volkov², O.A.Gromova^1,2
1Ivanovo State Medical Academy, Ivanovo, Russian Federation;
²Russian Centre, Trace Element Institute for UNESCO, N.I.Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russian Federation The objective. To establish an interrelation between provision of the placenta with iron, copper and manganese and the histological structure of the placenta, and also to find a possible impact of trace element deficiency on the course of pregnancy and labour in patients with UCTD.
Patients and methods. The study was performed according to a one-group longitudinal design. The basic sample included pregnant women with UCTD (n = 47), mean age 29 ± 6 years. Methods: US, Doppler imaging, cardiotocography, ECG, echocardiography; detection of magnesium in blood serum, colorimetric determination of magnesium in red blood cells (colour reaction with titan yellow), examination of serum free oxyproline levels, determination of the levels of trace elements in placental tissue by the mass spectrometric method. The work uses a modern method of data mining based on mathematical conceptions of metric condensations and metric maps to analyze the complex data collected in the course of examination.
Results. Interrelations between the state of pregnant women with CTD and anaemia and the levels of iron, copper and manganese in placental tissue have been established. The highest values of iron, copper and manganese in the placenta, corresponding to the upper quantiles of the contents of these trace elements, were significantly associated with a less number of complications of pregnancy, labour and pathological changes in the placenta. In particular, women of these groups were not diagnosed with such specific placental conditions as fibrinoid necrosis (p = 0.00005), anomalies of placental and umbilical vessels (p = 0.001), premature detachment of a normally situated placenta (PDNSP, p = 0.04), hyperplasia and hypoplasia of the placenta (p Conclusion. As has been found, higher levels of iron, manganese and copper in the afterbirth tissues was associated with a positive clinical picture of pregnancy and a histological state of the placenta. Intake of iron medications containing copper and manganese, such as Tot’hema, is more preferable for treatment of iron deficiency anaemia in pregnant women with CTD as these elements act synergistically.
Key words: pregnancy, iron, iron deficiency anaemia, magnesium, manganese, copper, UCTD, afterbirth, labour

Дисплазии соединительной ткани (ДСТ) характеризуются сочетанием множественных фенотипических признаков, представляющих собой нарушения формирования соединительнотканного каркаса. В целом, клинико-морфологические проявления ДСТ необычайно широки: нарушения строения хряща, непропорционально длинные конечности, арахнодактилия, деформации грудной клетки, сколиозы позвоночника, плоскостопие, патология развития зубов, прикуса, кисты, патология суставов (склонность к подвывихам), гиперэластичность, истончение и склонность к травматизации кожи, расширение вен и многие другие симптомы [1].

Особый интерес представляет недифференцированная ДСТ (НДСТ) в акушерстве, зачастую приводя к различным осложнениям беременности и родов [2–5]. Беременность и НДСТ характеризуются взаимоотрицательным влиянием. Дефициты ряда микроэлементов, имеющихся у беременных с НДСТ, способствуют ее утяжелению. Одним из основных кофакторов ферментов метаболизма соединительной ткани является магний [6]. Было установлено, что дефицит магния способствует развитию плацентарной недостаточности (ПН) с 12-кратным увеличением количества случаев задержки развития плода (ОШ 12,6; 95% ДИ 1,5–106, р = 0,0015) [7].

В то же время, магний является далеко не единственным эссенциальным микроэлементом, необходимым для поддержания структуры соединительной ткани. Систематический анализ молекулярно-физиологических синергидных эффектов воздействия железа, марганца и меди на соединительную ткань показал, что, помимо профилактики анемии, эти микроэлементы характеризуются специфическим воздействием непосредственно на соединительную ткань. В частности, железо и медь необходимы для поперечной сшивки волокон коллагена и эластина, в то время как марганец необходим для синтеза протеингликановой основы соединительной ткани [8].

Таким образом, комплексное изучение взаимодействий между проявлениями ДСТ, метаболизмом соединительной ткани, такими микроэлементами, как железо, медь, марганец и осложнениями беременности и родов представляет собой весьма перспективное направление исследований. Следует подчеркнуть чрезвычайно сложный характер этих взаимодействий. Во-первых, НДСТ характеризуется сочетанием множественных фенотипических проявлений. Вовторых, существует огромное число аномалий соединительной ткани. Очевидно, что анализ столь сложного массива признаков требует применения особых методов изучения данных клинического исследования. В настоящей работе для этого использован современный метод интеллектуального анализа данных, основанный на математических концепциях метрических сгущений и метрических карт [9–12]. Результаты проведенного анализа позволили установить комплекс взаимодействий между железом, медью и марганцем с показателями протекания беременности и гистологии плаценты/пуповины.

Цель исследования: установить взаимосвязь между обеспеченностью плаценты железом, медью и марганцем и гистологическим строением плаценты, а также выявить возможное влияние дефицита микроэлементов на течение беременности и родов у пациенток с НДСТ.

Пациенты и методы

Исследование проведено в соответствии с одногруппным лонгитудинальным дизайном. В основную выборку были включены беременные с НДСТ (n = 47), средний возраст 29 ± 6 лет. Критерий включения в основную группу – наличие не менее 5 внешних и/или висцеральных маркеров ДСТ [1].

Обследование пациенток включило общее клиниколабораторное обследование и инструментальные методы: УЗИ, допплерометрия, компьютерная томография (КТГ), электрокардиография (ЭКГ), эхокардиография (Эхо-КГ). Общий и биохимический анализы крови проводились в 3-м триместре (29–32 нед). Были использованы следующие специальные методы: определение магния сыворотки крови, определение содержания магния в эритроцитах колориметрическим методом (цветная реакция с титановым желтым), исследование содержания свободного оксипролина в сыворотке крови (колориметрический метод L.Bergman и R.Loxley в модификации С.С.Тетянец), определение уровней микроэлементов в тканях плаценты методом масс-спектрометрии. В целом, для каждой пациентки были собраны значения 584 параметров, включая многочисленные показатели макроморфологии и гистологии плаценты и исходы беременности для каждого из пациентов [13].

Для анализа сложных данных, собранных в ходе настоящего исследования, в настоящей работе использован современный метод интеллектуального анализа данных, основанный на математических концепциях метрических сгущений и метрических карт. Эти методы разработаны в рамках алгебраического подхода к распознаванию научной школы академика РАН Ю.И.Журавлева, в которой в течение многих лет разрабатываются специализированные и высокоэффективные математические методы для анализа биомедицинских данных [9–12].

Результаты исследования и их обсуждение

У 40% пациенток к 3-му триместру сформировалась легкая анемия (гемоглобин <110 г/л, но не менее 104 г/л), цветной показатель – 0,84 ± 0,06 ед., объем эритроцитов пациенток составил в среднем 83 ± 5 мкм³; микроцитоз встречался у 32% пациенток, анизоцитоз отмечен у 12% обследованных. Во время 1-го триместра все пациентки получали препарат Элевит Пронаталь в течение 2 мес. Пациенткам с подтвержденной анемией был назначен препарат Тотема для компенсации дефицита железа.

Для установления влияния обеспеченности железом и его синергистами медью и марганцем на течение беременности и родов все пациентки с НДСТ разделились на подгруппы с различным содержанием данных микроэлементов в тканях плаценты. Дальнейший анализ проводился с использованием попарных сравнений подгрупп пациенток с более высоким содержанием железа в плаценте («Fe^») и с более низким содержанием железа («Fev»); подгрупп пациенток с более высоким («Cu^») и с более низким («Cuv») содержанием меди в плаценте; подгрупп пациенток с более высоким («Mn^») и с более низким («Mnv») содержанием марганца в плаценте. Пациентки, принимавшие препарат Тотема, находились преимущественно в группах Fe^, Cu^, Mn^.

Влияние содержания железа в тканях плаценты на течение беременности у пациенток с НДСТ

И железо, и медь играют важную роль в биохимических модификациях коллагенов и эластина. Являясь кофактором ряда биосинтетических ферментов, железо участвует в гидроксилировании пролина и лизина в коллагене, что необходимо для образования и секреции тройной спирали коллагена [14]. Гидроксилирование поддерживается лизилгидроксилазами, и мутации в соответствующих генах приводят к таким формам ДСТ как болезнь Элерса-Данло [15]. Пролилгидроксилаза 1 (ген LEPRE1) участвует в синтезе хондроитинсульфатпротеогликанов, гидроксилируя остатки пролинов в последовательностях Pro-Gly коллагенов, в частности, коллагенов IV и V типов (рис. 1).

Рис. 1. Пространственная структура лизилгидроксилаз (модель на основе PDB 2jig) и каталитического домена пролилгидроксилазы 1 (модель на основе PDB 3bvc). Показано расположение иона железа (II) в активных центрах этих ферментов.

В исследуемой группе беременных с НДСТ (n = 47) элементный анализ плаценты показал наличие у 10 пациенток существенно более высокий уровень железа (группа Fe^ – 203 ± 33 мкг/кг, группа Fev (n = 37) – 74 ± 10 мкг/кг, р = 2 × 10^–5) (табл. 1). Препарат Тотема получали 7 (70%) пациенток в группе Fe^ и 11 (30%) в группе Fev, р = 0,02). Содержание железа в плаценте коррелировало с более высокими уровнями основных электролитов: магния (р = 0,006), калия (р = 0,002), натрия (р = 10^–6) и кальция (р = 2 × 10^–6).

Таблица 1. Содержание микроэлементов в плаценте (мкг/кг) у пациенток с НДСТ

Более высокие уровни железа в плаценте достоверно коррелировали с более низкими уровнями токсических бериллия (р = 0,03) и таллия (р = 2 × 10^–9). Известно, что эссенциальный микронутриент железо является антагонистом токсичных элементов [16]. Таким образом, более высокое содержание железа в плаценте было ассоциировано как с более высоким содержанием калия и магния, так и со сниженным накоплением токсичных микроэлементов.

Заметим, что к 3-му триместру у 40% обследованных была установлена легкая железодефицитная анемия. При этом анемия встречалась одинаково часто как в группе Fe^ (35%), так и в группе Fev (42%, р = 0,16). Иначе говоря, накопление железа в тканях плаценты не является зеркальным отражением содержания гемоглобина в крови.

У пациенток с более высоким содержанием железа в плаценте не было установлено таких проявлений ДСТ, как искривление носовой перегородки, гиперэластичность кожи, аллергия, трема (широкие межзубные промежутки), синусовая тахикардия, нефроптоз. Также ни у одной из пациенток группы Fe^ не было привычного невынашивания в анамнезе (табл. 2). В то же время, в группе Fe^ достоверно чаще встречались такие признаки ДСТ, как девиация мизинцев (в 2,9 раз чаще, р = 0,053), геморрой (в 14 раз чаще, р = 0,02) и миопия (в 4,8 раз чаще, р = 0,034).

Таблица 2. Встречаемость фенотипических признаков ДСТ у беременных, имевших повышенные уровни железа в тканях плаценты. Приведены достоверные отличия в частотах встречаемости данных состояний

Повышенное содержание железа в тканях плаценты пациенток с НДСТ было достоверно ассоциировано с меньшим количеством патологических изменений в плаценте (табл. 3, рис. 2): отсутствием фибриноидного некроза (р = 5 × 10^–6), очаговых петрификатов (р = 0,001), очаговой инфильтрации лимфоцитов (р = 0,021), аномалий сосудов (р = 0,001) и отслойки плаценты (р = 0,041). В группе Fe^ не было отмечено повышенной кровопотери в родах (р = 0,011) и ни одной из пациенток этой группы не было назначено кесарево сечение (р = 0,041).

Таблица 3. Особенности гистологии плаценты и пуповины в группе пациенток с повышенными уровнями железа в тканях плаценты. Приведены достоверные отличия в частотах встречаемости данных состояний

Рис. 2. Особенности гистологического строения плаценты у женщин с НДСТ в зависимости от тканевого содержания железа.

Влияние содержания меди в тканях плаценты на течение беременности у женщин с НДСТ

Дефицит меди (диагнозы по МКБ-10 Е61.0 «Недостаточность меди», Е83.0 «Нарушение обмена меди») приводит к развитию анемии, нарушениям распределения пигмента кожи (витилиго, пигментные пятна беременных), нарушению формирования сердечно-сосудистой системы и скелета у плода. Трехмерная сеть ретикулярных волокон соединительной ткани мышц, стенок крупных кровеносных сосудов, органов кроветворения (костный мозг, селезенка) состоит, в основном, из нитей коллагена 3-го типа. В эксперименте медь-дефицитная диета нарушает структуру сети ретикулярных волокон из-за снижения активности медь-зависимой лизилоксидазы [17]. Медь, являясь кофактором фермента лизилоксидазы, имеет принципиальное значение для формирования внутри- и межмолекулярных поперечных связей ретикулярной сети коллагена [18] (рис. 3).

Рис. 3. Модель пространственной структуры лизилоксидазы. Фермент участвует в посттрансляционном окислительном дезаминировании остатков лизина в предшественниках коллагенов и эластина, приводящем к образованию поперечных сшивок. Ион меди (сфера) находится в активном центре фермента.

Заметим, что ионы меди также необходимы для поддержания активности таких ферментов, как цитохром С-оксидаза (клеточное дыхание), супероксиддисмутаза (антиоксидантная защита), металлоредуктаза STEAP (восстановление прооксидантного трехвалентного железа) и белок гефестин (взаимопревращения двух- и трехвалентного железа). В эксперименте дефицит меди непосредственно приводил к железодефицитной анемии вследствие нарушения абсорбции железа [19].

Проведенное в настоящем исследовании сравнение групп беременных с более высоким и более низким уровнем содержания меди в плаценте (Cu^ (n = 11) и Cuv (n = 36) соответственно) указало на ряд существенных различий в микроэлементном балансе, гистологическом состоянии плаценты и течении беременности (табл. 4–8). Препарат Тотема получали 7 пациенток (64%) в группе Cu^, 12 пациенток в группе Cuv (33%, р = 0,065).

Как и в случае железа, повышенное содержание меди в плаценте коррелировало с накоплением других микроэлементов, важных для поддержания структуры соединительной ткани и роста тканей плода – калия, кальция и цинка (табл. 4).

Таблица 4. Содержание микроэлементов (мкг/кг) в плаценте у пациенток с повышенным содержанием меди в тканях плаценты

При более высоком содержании меди в плаценте в акушерско-гинекологическом анамнезе беременных не было отмечено таких патологий, как эндометриоз (р = 0,01), хронические воспалительные заболевания органов малого таза (р = 0,0006), дисменорея (р = 0,0056), привычное невынашивание (р = 0,042) и др. (табл. 5). Важно отметить, что ни у одной из пациенток в группе Cu^ не было установлено варикозного расширения вен нижних конечностей, в то время как в группе Cuv данный диагноз был установлен у 27% пациенток (р = 0,003).

Таблица 5. Акушерско-гинекологический анамнез в группе пациенток с более высокими уровнями меди в тканях плаценты. Приведены достоверные отличия в частотах встречаемости данных состояний

Содержание меди в плаценте является одним из биомаркеров гомеостаза меди в организме женщины. Ионы меди необходимы для осуществления биологических эффектов таких важных репродуктивных гормонов, как гонадолиберин (ГТВГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) [20, 21]. Поэтому нормальная обеспеченность медью в период становления репродуктивной функции женщины способствует физиологическому формированию яичников, регулярной овуляции и профилактике дисменореи.

Повышенное содержание меди в тканях плаценты было ассоциировано с благоприятным течением и исходом беременности (табл. 6, рис. 4). В группе Cu^ у пациенток не отмечалось отслойки плодного яйца (р = 0,042). Ни у одной из пациенток в группе Cu^ не было плацентарной недостаточности (ПН), в то время как в группе Cuv ПН установлена в 38% случаев (р = 0,0003). В подгруппе Cu^ все пациентки родоразрешились через естественные родовые пути (р = 0,042), все дети были без асфиксии (оценка по шкале Апгар не ниже 9 баллов, р = 0,0012). Желтуха новорожденных встречалась только в группе Cuv (р = 0,0056). Значения массы плаценты в группе Cu^ находились в достаточно узком интервале (473 ± 98 г), без гипоплазии (по сравнению с группой Cuv, р = 0,022) и без гиперплазии плаценты (сравнение с Cuv, р = 6,6 × 10^–6), в группе Cuv гипоплазия плаценты 1-й степени была отмечена в 15% случаев, а гиперплазия 1-й степени – у 54% пациенток.

Таблица 6. Особенности течения беременности в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания меди в тканях плаценты

Рис. 4. Особенности течения беременности в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания меди в тканях плаценты (Cu^).

Повышенное содержание меди в плаценте было ассоциировано с существенным улучшением многих показателей состояния соединительной ткани плаценты и пуповины (табл. 7). У пациенток группы Cu^ полностью отсутствовали такие аномалии структуры плаценты, как аномалии сосудов (р = 0,0056), фибриноидный некроз (р = 0,0013) и преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты (ПОНРП) (р = 0,042).

В соответствии с описанными выше молекулярными ролями меди в поддержании структуры соединительной ткани (в частности, стабилизация сшивок сети коллагена за счет активации фермента лизилоксидазы) среди пациенток группы Cu^ была отмечена достоверно более высокая толщина структур коллагена 3-го типа артерий (Cu^ – 5,37 ± 0,51 мкм, Cuv – 4,82 ± 0,59 мкм, р = 0,049) и вен стволовых ворсин плаценты (Cu^ – 4,25 ± 0,21 мкм, Cuv – 3,65 ± 0,41 мкм, р = 0,0058).

Следует отметить, что среди пациенток группы Cu^ не наблюдалось диссоциированного развития ворсинчатого хориона (р = 0,0013), краевого прикрепления пуповины (р = 0,042), аномалий сосудов пуповины (р = 0,01). В то же время в группе Cuv данные изменения наблюдались с достаточно заметными частотами – от 0,12 до 0,31 (табл. 7).

Таблица 7. Особенности гистологии плаценты и пуповины в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания меди в тканях плаценты. Приведены достоверные отличия в частотах встречаемости данных состояний

Влияние содержания марганца в плаценте на течение беременности у женщин с НДСТ

При недостаточном потреблении марганца и нарушении гомеостаза этого элемента возникает его дефицит (диагноз Е61.3 по МКБ-10), способствующий нарушениям структуры соединительной ткани. К клиническим симптомам марганцевого дефицита относятся повышенная хрупкость костей, нарушения образования хрящевой ткани, аномалии развития скелета, задержка роста волос и ногтей, дерматиты, инсулинорезистентность, жировой гепатоз [23].

Эффекты марганца на соединительную ткань обусловлены его необходимостью для синтеза гелеобразной среды – важнейшего компонента соединительной ткани. Гелеобразная среда образована протеогликанами – чрезвычайно растянутыми полипептидными цепями с многочисленными полисахаридными цепями глюкозаминогликанов, присоединенных посредством ковалентных связей.

Марганец-зависимые галактозилксилозилглюкуронозилтрансферазы играют важную роль в биосинтезе таких гликозаминогликанов, как хондроитин сульфат, дерматан сульфат, гепарансульфат и гепарин. Марганец-зависимые β-галактозилтрансферазы участвуют в биохимических модификациях глюкозаминогликанов, и активность этих ферментов оказывает значительное влияние на структуру внеклеточной матрицы соединительной ткани. Например, дефицит ксилозилбета-1,4-галактозилтрансферазы 7 (ген B4GALT7) связан с одной из форм синдрома Элерса-Данло (склонность к вывихам, хрупкая или гиперэластичная кожа, хрупкие кровяные сосуды и т.д.) [24]. Активность всех этих ферментов резко падает при дефиците марганца, образующего активные центры этих ферментов (рис. 5).

Рис. 5. Пространственная структура марганец-зависимых галакто-зилксилозилглюкуронозилтрансфераз и бета-галактозил транс-фераз. Показаны ионы Mn в активных центрах ферментов (сферы).

Марганец также является принципиально важным синергистом железа, так как необходим для поддержания активности железосодержащих ферментов: серин-треонин фосфатазы (внутриклеточная передача сигнала), гуанилатциклаз (передача сигнала от окиси азота, NO), ионтранспортеров (контроль распределения Fe в организме) и митохондральной пептидазы (импорт белков гомеостаза Fe в митохондрии).

Mn-зависимые ферменты серин-треонин фосфатазы (S/T-фосфатазы, гены PPP1CA, PPP2CA, PPP2CB, PPP4C, PPP5C, PPP6C и т.д.) гидролизуют фосфорилированные аминокислоты серин и треонин в составе белков. Так как фосфорилирование и дефосфорилирование аминокислотных остатков повсеместно используется в клетке как способ передачи сигнала, фосфатазы модулируют передачу самых различных сигналов, имеющих принципиальное значение для выживания клетки. Например, активность S/T-фосфатазы 1 необходима для деления клетки, метаболизма гликогена, мышечного сокращения и синтеза белка. Так как и марганец, и железо необходимы для активности S/T-фосфатаз, то дефицит этих элементов будет приводить к замедлению роста клеток, в т.ч. эритроцитов. Модель пространственной структуры S/T-фосфатаз показана на рис. 6.

Рис. 6. Пространственная структура S/T-фосфатаз (на примере S/T-фосфатазы 1). Показаны атом марганца (фиолетовая сфера), атом железа (темно-красная сфера) и молекула ингибитора (решетчатая модель) в активном центре фермента (модель на основе PDB 3E7A, 3E7B).

Mn-зависимая митохондральная пептидаза (ген MIPEP) регулирует импорт различных белков в митохондрии, в т.ч. белков гомеостаза железа, таких как феррохелатаза и др. Функцией этой пептидазы является протеолиз N-концевых пептидов импортируемых белков, что приводит к приобретению этими белками биологической активности (так называемое «созревание» полипептидов). Этот фермент является регулятором уровней железа: фермент стимулирует захват железа митохондриями, вызывая созревание транспортных белков железа. Избыточное падение активности фермента приводит к потерей митохондриями запасов железа [25]. Активность фермента стимулируется ионами марганца, магния и кальция (рис. 7).

Рис. 7. Пространственная структура митохондриальной пептидазы MIPEP (модель на основе PDB 2O36). Показано вероятное расположение иона марганца (фиолетовая сфера) в активном центре фермента.

Повышенное содержание марганца в тканях плаценты (группа Mn^, n = 18) было ассоциировано с достоверным (по сравнению с группой Mnv, n = 29) повышением содержания в плаценте железа (р = 0,05), калия (р = 0,03), йода (р = 0,0144) и сниженным накоплением токсических элементов висмута (р = 0,02) и урана (р = 0,0002, табл. 8).

Таблица 8. Содержание микроэлементов в плаценте (мкг/кг) у пациенток с НДСТ в зависимости от уровня марганца

Анализ анамнестических данных группы Mn^ указал на ряд интересных особенностей состояния здоровья пациенток данной группы, важных для понимания природы повышенного содержания марганца в плаценте. Пациентки данной группы отличались более низким ростом (в среднем, на 3 см ниже, р = 0,05), повышенной заболеваемостью дисменореей (р = 0,01), более поздним возрастом наступления менархе (на 1,1 год позже, р = 0,02). В то же время, в группе Mn^ не встречались пациентки с эндометриозом (р = 0,011), привычным невынашиванием в анамнезе (р = 0,04) или с астеническим синдромом (р = 9 × 10^–7) или с дискинезией желчевыводящих путей по гипотоническому типу (р = 0,0053). Препарат Тотема получали 12 пациенток (67%) в группе Mn^, 6 – в группе Mnv (21%, р = 0,014).

Важно отметить, что комплекс таких отклонений развития соединительной ткани, как арахнодактилия, сколиотическая осанка, готическое нёбо, дискинезия желчевыводящих путей представляет собой типичную картину пациента, испытывающего дефицит марганца с периода внутриутробного развития [26]. Соответственно у пациенток с повышенными уровнями марганца в плаценте этой симптоматики не наблюдалось (табл. 9).

Содержание марганца в плаценте является одним из биомаркеров, отражающим состояние марганцевого гомеостаза женщины и, соответственно, соединительной ткани. Действительно, в группе Mnv с пониженным содержанием марганца в плаценте отмечены достоверно более высокая частота встречаемости таких типичных признаков дефицита марганца, как нарушения формирования конечностей (арахнодактилия), позвоночника (сколиотическая осанка), костей черепа (готическое нёбо) (табл. 9). Иначе говоря, можно предположить, что повышенное накопление марганца в плаценте у пациенток в группе Mn^ является следствием нормального функционирования марганцевого гомеостаза у пациенток этой подгруппы. В то же время, пациентки в группе Mnv характеризуются более Mn-дефицитной конституцией.

Таблица 9. Акушерско-гинекологический и соматический анамнез в группе пациенток с НДСТ в зависимости от уровня марганца в тканях плаценты. Приведены достоверные отличия в частотах встречаемости состояний

Повышенное содержание марганца в тканях плаценты было ассоциировано с комплексом положительных аспектов течения беременности (табл. 10) и гистологии плаценты (рис. 8). В группе Mn^ не было установлено ни одного случая отслойки плодного яйца (р = 0,011); достоверно реже встречалась рвота беременных легкой степени (р = 0,012). Все женщины были родоразрешены через естественные родовые пути. Дети, рожденные от этих матерей, имели удовлетворительное состояние при рождении (балл по Апгар не менее 9 (р = 0,001)). Достоверно реже в группе Mn^ отмечалась гиперплазия плаценты 1-й степени (р = 0,004).

Таблица 10. Особенности течения беременности в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания марганца в тканях плаценты

Рис. 8. Особенности течения беременности в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания марганца в тканях плаценты.

Повышение содержания марганца в тканях плаценты было ассоциировано с меньшим количеством патологических изменений в плаценте (табл. 11). У пациенток в группе Mn^ не было отмечено ни одного случая аномалий сосудов пуповины (р = 0,011), аномалий сосудов плаценты (р = 3 × 10^–6), ПОНРП (р = 0,041), фибриноидного некроза (р = 0,041). При анализе иммуногистохимического (ИГХ) исследования плаценты в подгруппе Mn^ наблюдалась более высокая толщина структур коллагена 4-го типа в артериях стволовых ворсин (Mn^ – 6,92 ± 0,29 мкм, Mnv – 5,95 ± 1,45 мкм, р = 0,009).

Таблица 11. Особенности строения плаценты и пуповины в группе пациенток с НДСТ в зависимости от содержания марганца в тканях плаценты

Заключение

В настоящей работе представлены результаты анализа взаимосвязей клинических и лабораторных данных по течению беременности, гистологического и ИГХ плаценты и пуповины, содержанию 48 микроэлементов в образцах плаценты. В исследование вошли пациентки с установленным НДСТ, многие из которых (40%) имели легкую степень железодефицитной анемии к 3-му триместру. Пациенткам с анемией был назначен препарат Тотема.

Для каждой обследованной беременной (n = 47), успешно разрешившихся рождением живого новорожденного, был собран массив из 584 показателей состояния здоровья и течения беременности. Применение современных методов интеллектуального анализа данных позволило установить важные взаимосвязи между уровнями железа, меди и марганца в тканях плаценты/пуповины, гистологическими характеристиками плаценты/пуповины и различными показателями течения и исхода беременности. Эти три элемента оказывают синергидное воздействие на эффективную компенсацию железодефицитной анемии, что весьма важно для выживания эритроцитов, фибробластов, синтезирующих компоненты соединительной ткани. Состояние соединительной ткани плаценты, в свою очередь, неразрывно связано с макроморфологией плаценты [13].

По результатам настоящего исследования повышенное содержание железа в тканях плаценты пациенток группы Fe^ было достоверно ассоциировано с отсутствием фибриноидного некроза плаценты (р = 5 × 10^–6), аномалий сосудов плаценты (р = 0,001) и ПОНРП (р = 0,041).

Повышенное содержание меди в тканях плаценты также было ассоциировано с рядом особенностей течения беременности и структуры плаценты. В группе Cu^ у пациенток не отмечалось отслойки плодного яйца (р = 0,042). Ни у одной из пациенток в группе Cu^ не было ПН, в то время как в группе со сниженным содержанием меди в плаценте ПН установлена в 38% случаев (р = 0,0003). В группе Cu^ все пациентки родоразрешились через естественные родовые пути (р = 0,042), все дети были без асфиксии (оценка по шкале Апгар не ниже 9 баллов (р = 0,0012)). Желтуха новорожденных встречалась только в группе Cuv (р = 0,0056). Значения массы плаценты в группе Cu^ находились в достаточно узком интервале (473 ± 98 г), без гипоплазии (р = 0,022, при сравнении с группой Cuv) и без гиперплазии плаценты (р = 6,6 × 10^–6).

Более высокое содержание марганца в тканях плаценты было ассоциировано с комплексом положительных аспектов течения беременности и особенностей строения последа. В группе Mn^ не было установлено ни одного случая отслойки плодного яйца (р = 0,011); достоверно реже встречалась рвота беременных легкой степени (р = 0,012). Все женщины были родоразрешены через естественные родовые пути. Дети, рожденные от этих матерей, имели удовлетворительное состояние при рождении (балл по Апгар не менее 9 (р = 0,001). Более высокое содержание марганца в тканях плаценты было ассоциировано с меньшим количеством патологических изменений в плаценте. У пациенток в группе Mn^ не было отмечено ни одного случая аномалий сосудов пуповины (р = 0,011), аномалий сосудов плаценты (р = 3 × 10^–6), ПОНРП (р = 0,041), фибриноидного некроза (р = 0,041). При анализе иммуногистохимического исследования плаценты в группе Mn^ наблюдалась более высокая толщина структур коллагена 4-го типа в артериях стволовых ворсин (Mn^ – 6,92 ± 0,29 мкм, Mnv – 5,95 ± 1,45 мкм, р = 0,009).

Железодефицитная анемия, как правило, ассоциирована не только с дефицитом железа, но и с дефицитами меди, марганца и других микроэлементов [8]. Для формирования нормальной плаценты необходимо обеспечить адекватное содержание этих микроэлементов в организме беременной. Поэтому предпочтение надо отдавать мультиэлементным препаратам, таким как Тотема, особенно у пациенток с анемией и с НДСТ. Медь и марганец в составе Тотема улучшают всасывание железа в кишечнике и утилизацию железа в тканях, в том числе в плаценте. Кроме того, медь и марганец в составе супероксиддисмутаз и церулоплазмина обеспечивают адекватную антиоксидантную защиту. Тотема быстро поднимает гемоглобин и хорошо переносится, что позволяет оптимизировать проведение предгравидарной подготовки, профилактировать осложнения беременности с ранних сроков, а также уменьшить частоту осложнений во время родов и послеродового периода.

Отметим, что настоящее исследование является, по всей видимости, первым исследованием в мировой практике, в котором был изучен микроэлементный состав тканей плаценты, а также проведен комплексный анализ взаимосвязей уровней этих микроэлементов с гистологическими параметрами плаценты и исходами беременности. В соответствии с полученными результатами, очевидно, что более высокое содержание железа, марганца и меди в тканях последа ассоциировано с положительной клинической картиной течения беременности и гистологическим состоянием плаценты.

Литература

1. Нечаева ГИ, Яковлев ВМ, Громова ОА, Торшин ИЮ. Дисплазии соединительной ткани у детей и подростков. Инновационные стационар-сберегающие технологии диагностики и лечения в педиатрии. М.: Союз педиатров России, 2009.
2. Торшин ИЮ, Громова ОА. 25 мгновений молекулярной фармакологии. М.: А-гриф, 2012.
3. Демура ТА, Коган ЕА, Донников АЕ, Кан НЕ, Кесова МИ, Мартынов АИ и др. Клинико-морфологическая и молекулярно-генетическая характеристика миометрия при несостоятельности рубца матки после кесарева сечения у женщин с признаками недифференцированной формы дисплазии соединительной ткани. Архив патологии. 2012;3:51-4.
4. Липман АД, Ищенко АИ, Козинова ОВ. Течение беременности и родов у женщин с недифференцированной дисплазией соединительной ткани. М.: АГ-инфо. 2008;35-8.
5. Козинова ОВ. Недифференцированная дисплазия соединительной ткани и беременность. Автореф. дисс. … докт. мед. наук. М., 2009.
6. Торшин ИЮ, Громова ОА. Дисплазия соединительной ткани, клеточная биология и молекулярные механизмы воздействия магния. РМЖ. 2008;16(4):228.
7. Керимкулова НВ, Никифорова НВ, Владимирова ИС, Торшин ИЮ, Громова ОА. Влияние недифференцированной дисплазии соединительной ткани на исходы беременности и родов. Комплексное обследование беременных с дисплазией соединительной ткани с использованием методов интеллектуального анализа данных. Земский Врач. 2013;2(19):34-8.
8. Керимкулова НВ, Торшин ИЮ, Громова ОА, Cеров ВН, Никифорова НВ. Систематический анализ молекулярно-физиологических эффектов синергидного воздействия железа, марганца и меди на соединительную ткань. Гинекология. 2012;6:51-60.
9. Журавлёв ЮИ. Избранные научные труды. М.: Магистр, 1998.
10. Журавлёв ЮИ, Назаренко ГИ, Рязанов ВВ, Клейменова ЕБ. Новый метод анализа риска развития ишемической болезни сердца на основании геномных и компьютерных технологий. Кардиология. 2011;51(2):19-25.
11. Журавлёв ЮИ, Рудаков КВ, Торшин ИЮ. Алгебраические критерии локальной разрешимости и регулярности как инструмент исследования морфологии аминокислотных последовательностей. Труды МФТИ. 2011;3(4):67-76.
12. Громова ОА, Калачева АГ, Торшин ИЮ, Рудаков КВ, Грустливая УЕ, Юдина НВ, и др. Недостаточность магния – достоверный фактор риска коморбидных состояний: результаты крупномасштабного скрининга магниевого статуса в регионах России. Фарматека. 2013;6(259):116-29.
13. Должиков АА, Нагорный АВ, Заболотная СВ. Морфология последа человека. Белгород: БелГУ, 2005.
14. O'Dell BL. Roles for iron and copper in connective tissue biosynthesis. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1981;294(1071):91-104.
15. Yeowell HN, Walker LC. Ehlers-Danlos syndrome type VI results from a nonsense mutation and a splice site-mediated exon-skipping mutation in the lysyl hydroxylase gene. Proc Assoc Am Physicians. 1997;109(4):383-96.
16. Сусликов ВЛ. Геохимическая экология болезней. Атомовиты. М.: Гелиос АРВ, 2002.
17. Kaitila II, Peltonen L, Kuivaniemi H, Palotie A, Elo J, Kivirikko KI. A skeletal and connective tissue disorder associated with lysyl oxidase deficiency and abnormal copper metabolism. Prog Clin Biol Res. 1982;104:307-15.
18. Smoliar VI, Biniashevskii EV. Effect of copper deficiency on growth and bone tissue formation. Vopr Pitan. 1988;(6):28-32.
19. Reeves PG, DeMars LC. Copper deficiency reduces iron absorption and biological half-life in male rats. J Nutr. 2004;134(8):1953-7.
20. Лисицына ЕЮ, Калачева АГ, Гоголева ИВ, Лиманова ОА, Гришина ТР, Волков АЮ и др. Эффективность и безопасность витаминно-минерального препарата «Цикловита» в терапии синдрома предменструального напряжения. Гинекология. 2012;2:21-7.
21. Громова ОА, Торшин ИЮ, Уварова ЕВ. Циклическая катионная терапия для стимуляции менархе. Репродуктивное здоровье детей и подростков. 2008;11:43.
22. Strause LG, Hegenauer J, Saltman P, Cone R, Resnick D. Effects of long-term dietary manganese and copper deficiency on rat skeleton. J Nutr. 1986;116(1): 135-41.
23. Okajima T, Fukumoto S, Furukawa K, Urano T. Molecular basis for the progeroid variant of Ehlers-Danlos syndrome. Identification and characterization of two mutations in galactosyltransferase i gene. J Biol Chem. 1999;274(41):28841-4.
24. Branda SS, Yang ZY, Chew A, Isaya G. Mitochondrial intermediate peptidase and the yeast frataxin homolog together maintain mitochondrial iron homeostasis in Saccharomyces cerevisiae. Hum Mol Genet. 1999;8(6):1099-110.
25. Ребров ВГ, Громова ОА. Витамины, макро- и микроэлементы. М., ГэотарМед, 2008. References

Информация о соавторах:

Никифорова Надежда Владимировна, ассистент кафедры акушерства, гинекологии и неонатологии педиатрического факультета Ивановской государственной медицинской академии

Торшин Иван Юрьевич, кандидат химических наук, заведующий лабораторией вычислительной и системной биологии Вычислительного центра им. А.А.Дородницына РАН, консультант Российского центра Института микроэлементов ЮНЕСКО при Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н.И.Пирогова Гоголева Ирина Викторовна, доцент кафедры фармакологии и клинической фармакологии Ивановской государственной медицинской академии Волков Андрей Юрьевич, старший научный сотрудник кафедры клинической лабораторной диагностики Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н.И.Пирогова, консультант Российского центра Института микроэлементов ЮНЕСКО при Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н.И.Пирогова Громова Ольга Алексеевна, доктор медицинских наук, профессор кафедры фармакологии и клинической фармакологии Ивановской государственной медицинской академии, консультант Российского центра Института микроэлементов ЮНЕСКО при Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н.И.Пирогова

Комментарии