Возрастание содержания в материнской сыворотке ХГЧ отмечено при недлительном позднем гестозе, изосерологическом конфликте, сахарном диабете, острой плацентарной недостаточности, хромосомной патологии плода.
В последние годы установлено, что ткань хориона и децидуальная оболочка продуцируют пролактин. Об этом свидетельствует высокое (в 10 - 100 раз большое, чем в крови) содержание этого гормона в околоплодных водах. Во время беременности, помимо плаценты, пролактин синтезируется гипофизом матери и плода, поэтому в крови матери циркулирует одновременно пролактин и плацентарного, и гипофизарного происхождения.
Физиологическая роль пролактина определяется его структурным сходством с ПЛ. Он играет определенную роль в продукции легочного сурфактанта и фетоплацентарной осморегуляции. Содержание пролактина в сыворотке крови матери прогрессивно возрастает в процессе беременности, особенно в 18 - 20 нед и перед родами.
Из стероидных гормонов плацентарное происхождение имеет прогестерон (Пг). Он участвует в имплантации плодного яйца, подавляет сократительную деятельность миометрия и поддерживает тонус истмико-цервикального отдела, стимулирует рост матки при беременности и участвует в стероидогенезе, оказывает иммунодепрессивное действие.
Прогестерон синтезируется в синцитиотрофобласте уже в ранние сроки беременности. Концентрация гормона прогрессивно растет по мере развития беременности.
Снижение уровня Пг указывает на наличие плацентарной недостаточности, внутриутробной задержки развития плода, хронической внутриутробной гипоксии плода, при перенашивании беременности, анемии [2,3]. Увеличение уровня гормона наблюдается при почечной недостаточности (нарушение его выведения).
К стероидным гормонам плаценты относятся эстрогены (эстрадиол, эстрон и эстриол). Они воздействуют на обменные процессы и рост матки, вызывая гиперплазию и гипертрофию эндометрия и миометрия, принимают активное участие в развитии родового акта. Местом выработки эстрогенов является синциотрофобласт. Продукция их находится в прямой зависимости от состояния маточно-плацентарного кровообращения и наличия предшественников, вырабатываемых в организме матери и плода. Эстрогены по праву относятся к гормонам фетоплацентарного комплекса. В начале беременности, когда масса трофобласта невелика, продукция стероидов в нем недостаточна, основное количество эстрогенов вырабатывается в надпочечниках матери и желтом теле яичника. В 12-15 нед продукция эстрогенов резко возрастает, а среди фракций начинает превалировать эстриол. Позже 20 нед беременности образование эстрогенов осуществляется преимущественно в плаценте при активном участии плода.
Снижение содержания эстрогенов в крови беременной может наблюдаться при анемии, хронической внутриутробной гипоксии плода, внутриутробной задержке развития плода, перенашивании беременности, что объясняется недостаточной секрецией их предшественников в надпочечниках плода, а также нарушением процессов синтеза Е3 в ткани плаценты; при первичном поражении плацентарной ткани вследствие инфарктов и иных сосудистых нарушений; при нарушении элиминирующей функции печени и почек беременной [2,3,4,28].
Таким образом, гормонопродуцирующая функция плаценты определяет физиологические процессы в системе мать-плацента-плод. Однако кроме участия в развитии и поддержании беременности плацентарные гормоны могут быть вовлечены в патогенез нарушений состояния фетоплацентарного комплекса при гестационных осложнения, в том числе при гестозах.
1.3. Протеолитические ферменты фетоплацентарного комплекса при физиологической и осложненной беременности
Многообразные функции в плацентарной ткани выполняют пептидгидролазы. Определенную роль в развитии беременности, особенно в ранние сроки, в период имплантации плодного яйца, играют катепсины, активность которых прогрессивно снижается в процессе развития беременности, особенно при перенашивании. Так, обнаружено, что активность катепсина L в плаценте I триместра беременности выше, чем в плаценте, полученной после срочных родов. Вероятно, эта протеаза участвует в процессах инвазии трофобласта.
В поддержание гомеостаза во время беременности вовлечены различные аминопептидазы. В плацентарном цито- и синцитиотрофобласте обнаружена аминопептидаза А (АП А, ангиотензиназа). Фермент осуществляет превращение ангиотензина II в ангиотензин III [11,16]. По мере развития беременности в сыворотке крови матери наблюдается повышение активности АП А [11,16]. Предполагается участие ангиотензиназы в снижении прессорного ответа сосудов на ангиотензин II при гестационном процессе [11,16]. При преэклампсии обнаружено снижение активности АП А в сыворотке крови беременной. При моделировании гипертонии у крыс выявлено повышение активности ангиотензиназы в плаценте, что, вероятно, связано с вовлечением фермента в ответ на дистресс плода при гипертензионном синдроме.
При позднем гестозе наблюдается увеличение систоло-диастолического отношения (S/D) в маточных артериях и артериях пуповины. При этом отмечена отрицательная корреляция между S/D и активностью ЛАП и АП А.
Важную роль в поддержании и развитии беременности играет цистинаминопептидаза (ЦАП), наибольшая активность которой обнаружена в лизосомальной фракции плацентарной ткани []. Предполагается ее участие в деградации ангиотензина II, благодаря чему ЦАП может вовлекаться в поддержание кровяного давления у матери на нормальном уровне в течение беременности. Снижение активности ЦАП в плазме крови у матери отмечено при преэклампсии; повышение - при многоплодии.
Кроме вышеуказанных ферментов в плаценте обнаружена аминопептидаза М (АП М), которая гидролизует ангиотензин II, окситоцин, энкефалины, ?-эндорфин, короткие энкефалинсодержащие пептиды [из реф50]. Предполагается участие АП М в эмбриональном росте.
В регуляцию иммунных процессов во время беременности вовлечена плацентарная аминопептидаза N (АП N). Она участвует в деградации иммуномодулирующих пептидов. Кроме того, АП N гидролизует энкефалины, соматостатин, нейрокинин А, а также лиз-брадикинин, ангиотензин III.
Таким образом, большинство аминопептидаз участвует в обмене вазоактивных пептидов. Вероятно, эти ферменты препятствуют сужению плацентарных сосудов и вовлекаются в перераспределение фето-плацентарного кровотока при гестационных осложнениях.
В микроворсинках плацентарного синцитиотрофобласта в большом количестве содержится ангиотензинпревращающий фермент - компонент ренин-ангиотензиновой системы (РАС) [11,12,13]. Фермент катализирует превращение ангиотензина I в ангиотензин II, участвует в деградации брадикинина, вещества Р []. Активность АПФ в сыворотке крови матери ниже, чем в плазме крови вены пуповины, но выше, чем в плазме крови артерии пуповины []. Показано, что в норме содержание фермента в плазме крови беременных постоянно нарастает к III триместру []. У беременных, с развившейся впоследствии преэклампсией, содержание АПФ в плазме крови во II триместре оказалось значительно ниже нормы. В то же время у беременных с хронической артериальной гипертензией содержание АПФ было значительно выше нормы во все сроки беременности []. При преэклампсии в плаценте обнаружено увеличение активности АПФ [].
Недавно в микроворсинках плаценты человека обнаружена карбоксипептидаза N (кининаза I, КПN) [РЕФ26,40]. Фермент, являясь компонентом калликреин-кининовой системы (ККС), главным образом вовлечен в физиологический контроль за фетоплацентарной циркуляцией []. Участвует в деградации брадикинина в плаценте и сыворотке крови, в связи с этим КПN, вероятно, вносит вклад в градиент брадикинина между беременной и плодом []. Обнаружено, что уровни брадикинина в артериальной и венозной крови сосудов пуповины ниже, чем в крови матери [].
При легких формах поздних гестозов отмечена активация ККС, однако, при прогрессировании данной патологии наступает истощение регулирующих систем [19]. Выявлена положительная корреляция между S/D соотношением и активностью КПN [19].
В плацентарном трофобласте обнаружена также нейтральная эндопептидаза 24.11 (НЭП). Экспрессируется цитотрофобластом, синцитиотрофобластом и клетками стромы хориона. Предполагается, что НЭП 24.11 имеет отношение к обмену веществ между матерью и плодом. Фермент участвует в деградации брадикинина, окситоцина, вещества Р, нейротензина. Указывается также на возможное вовлечение нейтральной эндопептидазы в деградацию ХГЧ. При иммуногистохимических методах исследования было показано увеличение выражения плацентарной НЭП 24.11 при преэклампсии, что позволяет предположить вовлечение фермента в патофизиологические изменения при данном гестационном осложнении. Вероятно, это связано с участием фермента в регуляции местных концентраций биологически активных пептидов в фетоплацентарном комплексе [9].
Таким образом, при гестационных осложнениях отмечаются изменения в функционировании ферментных систем плаценты, в том числе тех, которые участвуют в образовании и инактивации регуляторных пептидов [11, 12, 13,16]. Последние, в свою очередь, могут быть вовлечены в нарушение многочисленных адаптационных реакций. Поэтому очень важным представляется исследование активности ферментов обмена нейропептидов при патологиях беременности.
1.4. Пептидгидролазы плаценты
1.4.1 Основные карбоксипептидазы
Основные карбоксипептидазы - пептидгидролазы, отщепляющие остатки основных аминокислот (аргинина и лизина) с С-конца пептидов. Им принадлежит важная роль в регуляции уровня биологически активных пептидов в организме [11,12] при различных физиологических и патологических процессах [11,12].
1.4.1.1. Карбоксипептидаза H
Карбоксипептидаза Н (карбоксипептидаза Е, энкефалинконвертаза, КФ 3.4.17.10) - впервые выделена и очищена в 1982 году Фрикером и Снайдером из хромаффинных гранул надпочечников быка, как фермент, образующий энкефалины из их предшественников [63]. КПH - одноцепочечный гликопротеин, экзопептидаза секреторных везикул. Фермент представлен во всех органах и тканях как в растворимой, так и в мембраносвязанной формах. Синтезируется в виде неактивного зимогена с Mr 75000, который превращается в активную форму под действием трипсиноподобных ферментов в ходе созревания секреторных везикул.
КПН - тиол-зависимый цинк-металлофермент. pH оптимум соответствует pH внутри секреторных гранул - 5,5-6,0. Активаторами фермента являются ионы Со2+, Ni2+, ингибиторами - Сd2+ , Cu2+, хелатирующие агенты: ЭДТА, о-фенантролин; реагенты на сульфгидрильные группы: ПХМФС, ПХМБ, N-этилмалеимид; органические кислоты, содержащие амино- или гуанидиновую группу: ГЭМЯК, ГПЯК, АПМЯК, АПЯГ, МГТК. Наиболее эффективными ингибиторами являются ГЭМЯК и ГПЯК с Кi 8,8 и 7,5 нМ соответственно.
Высокая активность фермента выявлены в мозге, гипофизе, хромафинных гранулах надпочечников, эндокринных клетках поджелудочной железы, плаценте [20]. Плацентарная КПН локализована в наружных ворсинках трофобласта, утероплацентарных васкулярных эндотелиальных клетках, ворсинках хориона, амниотических эндотелиальных клетках, гладких мышечных клетках пупочных сосудов (вены и артерий) [20]. Ассоциирована со структурными элементами ЭПР (в гладких мышечных клетках сосудов пуповины), комплекса Гольджи и секреторными везикулами, где протекает процессинг предшественников различных биологически активных пептидов. Фермент обнаружен в секреторных везикулах, содержащих энкефалины, атриальный натрийуретический фактор [78,80], глюкагон [77, 81], инсулин, АКТГ, пролактин [65], вещество P, вазопрессин и окситоцин и другие регуляторные пептиды.
Плацента, являясь эндокринным органом, продуцирует белковые гормоны, которые, участвуют в формировании и поддержании гомеостаза матери и плода. Кроме того, пептиды вовлекаются в патогенез гестационных осложнений. Поэтому изучение активности карбоксипептидазы Н в плацентарной ткани ОПГ-гестозах представляет актуальность.
1.4.1.2. ФМФС-ингибируемая карбоксипептидаза
В 1995 г. Генгин, Вернигора и соавт. обнаружили в растворимой фракции серого вещества головного мозга котов основную КП [], активность которой полностью подавляется ФМСФ [42]. Позднее фермент был обнаружен во всех отделах мозга и практически во всех тканях и органах крыс.
По результатам гель-фильтрации, данный фермент имеет Мr 100000 - 110000. pH оптимум - 6,0-6,5. Активность ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы полностью подавляется ингибитором сериновых протеиназ - ФМСФ и реагентом на сульфгидрильные группы - ПХМБ, примерно на 40% фермент ингибировался иодацетамидом. Фермент почти в 2 раза активировался 50 мМ NaCl, несколько слабее - NaBr, KCl и KJ.
По данным тонкослойной хроматографии было обнаружено, что частично очищенный фермент отщеплял аргинин от лей5-энкефалин-арг6 и дансил-фен-лей-арг с образованием лей5-энкефалин и дансил-фен-лей соответственно. Более глубокого гидролиза субстратов не наблюдалось. Фермент также не расщеплял субстрат КПA - карбобензокси-гли-лей [42, 47]. Таким образом, по субстратной специфичности ФМСФ-ингибируемая карбоксипептидаза сходна с ЛКПB. Вместе с тем физико-химические свойства фермента (ингибирование ФМСФ, нечувствительность к ЭДТА, ГЭМЯК и ионам Co2+) отличают его от ЛКПB. Ингибирование фермента ФМСФ позволяет предположить, что он является сериновой карбоксипептидазой. В тканях млекопитающих обнаружены две сериновые карбоксипептидазы - ЛКПА (КФ 3.4.16.1, катепсин A, лизосомальная карбоксипептидаза L) и карбоксипептидаза C (КФ 3.4.12.4, ангиотензиназа C, пролилкарбоксипептидаза). Но ФМСФ-ингибируемая карбоксипептидаза отличатся от карбоксипептидазы C по молекулярной массе и субстратной специфичности.
В то же время, ФМСФ-ингибируемая карбоксипептидаза имеет сходные с ЛКПA молекулярную массу, оптимум pH, ингибиторный профиль, но отличается от последней по субстратной специфичности и тканевой локализации.
Обращает на себя внимание тот факт, что сродство обнаруженного фермента к дансил-фен-лей-арг (Кm гидролиза - 48 мкМ), выше, чем сродство КПН (Кm гидролиза - 96 мкМ). Это позволяет предположить, что энкефалин-лей5-арг6 может быть лучшим субстратом для ФМСФ-ингибируемой КП, чем для КПН. ФМСФ-КП проявляет существенную активность при значениях рН, соответствующих таковому внутри секреторных везикул. Таким образом, возможно, что обнаруженный фермент вовлекается в процессинг нейропептидов. В связи с этим представляет интерес изучение активности ФМСФ-ингибируемой КП в плацентарной ткани в норме и при патологии.
1.5 Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система фетоплацентарного комплекса при физиологической беременности и ОПГ-гестозах
При физиологической беременности скорость инициированного окисления липидов повышается примерно в 3 раза, нет существенной разницы между этими показателями в сроки 3-6 и 8-12 нед беременности. Во время беременности в связи с возрастанием основного обмена и увеличением потребления кислорода в крови происходит ряд значительных биохимических изменений: повышается концентрация нейтрального жира, холестерина и липидов. Наряду с этим увеличивается активность фосфолипазы А2. В результате ее действия в крови увеличивается концентрация ненасыщенных жирных кислот, которые являются непосредственным субстратом для перекисного окисления. Концентрация гидроперекисей липидов при физиологической беременности возрастает примерно в 4,2 раза (в 3-6 нед) и в 4,5 раза (в 8-12 нед).
Нарушение микроциркуляции при ОПГ-гестозах вызывает существенные изменения метаболизма. В клетках происходит активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и фосфолипаз с образованием токсичных радикалов: в крови повышаются продукты пероксидации (гидроперекиси в 3-4 раза, МДА - в 1,5-2 раза соответственно степени тяжести) и концентрация фосфолипазы А2 в 1,2-1,5 раза. Образование токсичных радикалов, а также дефицит ПНЖК нарушают барьерную и матричную функции клеточных мембран. Об этом свидетельствует повышение параметра упорядоченности липидного бислоя мембраны (микровязкости мембран) с 0,685+0,011 отн. ед. при легкой степени заболевания до 0,714+0,002 отн. ед. при эклампсии (при норме 0,673+0,001 отн. ед.). Одновременно с этим отмечено выраженное уменьшение гидрофобности мембран в 1,3-2,1 раз, соответственно тяжести заболевания, а, следовательно, увеличение гидрофилии липидного бислоя, и как следствие - его повышенную проницаемость. Нарушение барьерной функции липидного бислоя мембран сопряжено с изменением функционирования каналов для ионов, в первую очередь Са++, а также - Na+, Ka+, Mg++. Массивный вход Са++ в клетку приводит к необратимым изменениям в ней, в частности к энергетическому голоду и ее гибели, с одной стороны, а с другой - дополнительно к мышечной контрактуре и вазоспазму.
Повреждающее действие свободных радикалов и перекисных соединений на клетки органов и тканей резко ограничивается или вовсе предупреждается сложной многокомпонентной антиоксидантной системой, в которой различают ферментативные (оксидоредуктазные ферменты и антиперекисные ферменты) и неферментативные (низкомолекулярные тиолы, аскорбиновая кислота, токоферол, витамины А, К, Р, убихинон и др.) звенья. По-видимому, защита структурных биологических мембран осуществляется преимущественно липидными биоантиоксидантами. В настоящее время все большее число исследователей полагают, что гестозы возникают вследствие нарушения антиокислительного равновесия [Воскресенский О. Н. Биофизические и физико-химические исследования в витаминологии // М. 1981. 69с.; Грищенко В. И. Современные методы диагностики и лечения позднего токсикоза беременных.// М., Медицина. 1977.186с.; Грищенко В. И., Лупояд В. С., Лікування внутрішньоутробної гіпоксії плода // Клінічна фармація.-- 2003.-- Т.7.-- № 3. С. 37-39. ], которое в норме поддерживается витамином Е (внутриклеточный и циркулирующий в крови), глутатион-пероксидазой, постоянной или индуцированной супероксиддисмутазой и каталазой, а также внутриклеточным и внеклеточным церулоплазмином.
Активность антиоксидантного фермента глутатионпероксидазы в эритроцитах существенно не изменена как при физиологической беременности, так и при риске невынашивания в обоих критических сроках. Активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в ранних сроках беременности повышается значительно. Одновременно уровень ?-токоферола и ретинола снижается в плазме и повышается в плацентарной ткани. Была выявлена связь между гипертензией беременных и снижением концентрации витамина Е в плазме крови [Cerelati L., Massei M. // Acta vitamin.(Milano). 1950. Vol.197.-- P.202-211. ].
Важными ферментами АОС являются каталаза и церулоплазмин. Церулоплазмин -- медьсодержащая оксидаза, относится к альфа-2-глобулиновой фракции плазмы крови человека. Основные из известных биологических свойств этого белка -- участие в транспорте меди, реакциях острой фазы воспаления и стресса, нейроэндокринная регуляция, поддержка кроветворения. Особый интерес вызывают также антиоксидантные, иммунорегулирующие, радиопротективные свойства. Благодаря своей высокой ферроксидазной активности ЦП предотвращает неферментативные реакции, дающие начало свободным радикалам и дальнейшему развитию ПОЛ. При физиологических условиях ЦП крови ингибирует ПОЛ на 50%. Подавление ПОЛ достигается за счет перехвата и инактивации супероксидного ион-радикала О2, иными словами, он выступает как внеклеточная супероксиддисмутаза. Церулоплазмин может выступать как регулятор функции NО-синтетазы в эндотелиальных клетках сосудов, контролируя сосудистый тонус [11Bianchini A., Musci G. and Galabrese L. Inhibition of endothelial nitric-oxide synthase by ceruloplasmin. J Biol Chem 1999;274:20265--20270.].
