Investigation of time course of changes in the concentrations of angiogenic factors on the length of physiological pregnancy

Yakovleva N.Yu., Vasilyeva E.Yu., Shelepova E.S., Ryabokon N.R., Khazova E.L., Buravleva K.R., Kuznetsova L.V., Zazerskaya I.E.

V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia, Saint Petersburg, Russia
Objective. To determine the serum concentrations of vascular endothelial growth factor (VEGF), placental growth factor (PlGF), and soluble VEGF receptor 1 (sVEGF-R1) in pregnant women with physiological pregnancy.
Subjects and methods. A prospective cohort study was conducted in 114 women with physiological pregnancy. The factors were controlled at 11-13, 22-24, and 32-34 weeks’ gestation. The levels of VEGF was determined by an enzyme immunoassay and those of sVEGF-R1 by an electrochemiluminiscence immunoassay.
Results. There was a rise in the concentration of PlGF with longer gestation. The level of PlGF was 51.9±7.2 and 481.3±27.3 pg/ml at 11-13 and 32-34 weeks’ gestation, respectively. That of VEGF increased from the first to the second trimester of pregnancy and decreased by 32-34 weeks’ gestation. The concentration of sVEGF-R1 remained relatively stable in the first and the second trimester of pregnancy (1991.6±30.7 and 1980.7±27.7 pg/ml, respectively). At 32-34 weeks’ gestation, there was an increase in the indicator up to 2266.5±51.3 pg/ml.
Conclusion. The findings demonstrate the process of physiological angiogenesis and the investigation used in our descriptive study should be regarded as a diagnostic procedure in the examination of women at risk for vascular events.

Keywords

angiogenesis
vasculogenesis
placental growth factor
vascular endothelial growth factor
anti-angiogenic factor

Физиологическое течение беременности во многом зависит от правильного развития плаценты. Значимым элементом адекватного развития плаценты является формирование полноценной сосудистой системы, которая напрямую зависит от «удачной» инвазии трофобласта, процессов васкулогенеза и ангиогенеза [1–3].

Вышеуказанные процессы происходят под контролем ангиогенных и антиангиогенных факторов, цитокинов, хемокинов, которых на сегодняшний день выделено более 50 [2, 3]. Наиболее значимыми из ангиогенных факторов являются белки группы сосудисто-эндотелиальных факторов, в частности сосудисто-эндотелиальный (Vascular Endothelial Growth Factor – VEGF или VEGF-А) и плацентарный фактор роста (Placental Growth Factor – PlGF), которые экспрессируются клетками трофобласта, плацентарными макрофагами, эндотелиальными клетками. Активность ангиогенных факторов регулируется антиангиогенным фактором – растворимым рецептором 1 васкуло-эндотелиального фактора роста (sVEGF-R1) [4–7].

В настоящее время большое количество научных работ посвящено определению концентраций и изучению действий биологически активных веществ на начальных сроках гестации [8–10]. Однако исследования, посвященные количественному определению ангиогенных и антиангиогенных факторов на протяжении беременности, единичны, их данные противоречивы [11–13].

Целью нашего исследования было определение концентрации VEGF, PlGF и sVEGF-R1 в сыворотке крови беременных женщин при физиологическом течении гестационного периода.

Материал и методы исследования

Настоящее исследование являлось когортным проспективным, выполнялось на базе ФГБУ СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова Минздрава России с 2013 по 2015 годы.

Под наблюдением находились 114 беременных женщин. У каждой женщины за беременность проводился забор крови из периферической вены в 11–13-ю, 22–24-ю, 32–34-ю недели гестации. Проводилась оценка соматического, акушерско-гинекологического анамнеза, клиническая и лабораторная оценка здоровья беременных женщин, течения беременности, родов, послеродового периода, показателей здоровья новорожденных.

На базе центральной клинико-диагностической лаборатории ФГБУ СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова проводилось измерение уровней биохимических факторов. Полученные пробы периферической крови центрифугировали со скоростью 2500 об./мин.

в течение 12 минут. Сепарированные образцы сыворотки хранили в пластиковых пробирках типа «Эппендорф» до тестирования при температуре -20°С не более 6 месяцев.

Концентрации VEGF определялись методом иммуноферментного анализа ручной планшетной методикой с помощью набора Human VEGF (Quantikine ELISA, R&D Systems); концентрации PlGF и sVEGF-R1 – методом электрохемилюминисцентного иммуноанализа с использованием наборов PlGF, sVEGF-R1 (Cobas RocheDiagnostics) на анализаторе Cobos E 411 Rochе.

Математическую обработку проводили с использованием программного пакета Statistica 10 (StatSoft Inc.).

Результаты исследования

В исследование включены 114 беременных женщин. 14 женщин (1,3%) исключены из исследования в связи с началом приема препаратов прогестерона, которые в свою очередь посредством иммунологического контроля могут влиять на выработку ростовых факторов [14]. По личным причинам 8 беременных женщин (7,0%) отказались от продолжения участия в исследовании, у 4 женщин (3,5%) произошел самопроизвольный выкидыш при сроке гестации 13,1±0,4 недели.

Критерии включения: срок гестации 11–13 недель, подписание информированного согласия для участия в исследовании. Критерии исключения: осложненное течение I триместра беременности, многоплодная беременность, соматические заболевания, прием кортикостероидов, нестероидных противовоспалительных средств, препаратов прогестерона.

Закончили исследование 88 беременных женщин: 54 (61,4%) первобеременных и 34 (38,6%) повторнобеременных повторнородящих. Средний возраст составлял 29,8±3,9 года. У повторнородящих при предыдущих родах осложнений не наблюдалось. При анализе течения беременности установлено, что уровень систолического артериального давления составил 115,2±7,3 мм рт. ст., диастолического – 75,2±3,1 мм рт. ст. Общая прибавка массы тела за беременности составила 11,3±0,4 кг и носила равномерный характер. Анемия легкой степени наблюдалась у 35 беременных (39,7%), средний уровень гемоглобина 103±5,2 г/л. На протяжении беременности у всех женщин показатели биохимического анализа крови, общего анализа мочи были в пределах референсных значений.

Оценка состояния плодов по данным ультразвукового, допплерометрического и кардиотокографического исследований в декретированные сроки патологии не выявила.

Роды произошли в срок гестации 39,2±1,4 недели, у 85 (96,6%) в головном и у 3 (3,4%) – в тазовом предлежании плода. Родоразрешены через естественные родовые пути 83 женщины (94,3%). Путем операции кесарева сечения родоразрешены 5 беременных (5,7%): в связи с начавшейся гипоксией плода – 3 пациентки, в связи с вторичной слабостью родовой деятельности – 2 пациентки. Средняя продолжительность родов составила 10,1±2,2 часа, безводный промежуток – 9,3±1,3 часа. Кровопотеря в родах была физиологическая – 235,0±31,3 мл (до 0,5% массы тела). Послеродовый период протекал без осложнений. Средняя масса тела новорожденных составила 3372,3±56,5 г, длина тела – 51,5±0,3 см, оценка по шкале Апгар – 7,8±0,1 балла. У всех детей наблюдалось физиологическое течение периода новорожденности.

При оценке содержания PlGF отмечен рост концентрации с увеличением срока гестации. При этом обращает на себя внимание семикратное увеличение показателя ко II триместру беременности. Так в 11–13 недель уровень PlGF составил 51,9±7,2 пг/мл, в 24–26 недель – 369,8±34,6 пг/мл (таблица). Выявленная динамика концентрации PlGF демонстрирует его активность в процессах морфологического развития сосудов плаценты на протяжении всего периода гестации.

При оценке динамики уровня VEGF пришли к следующему заключению. Отмечен постепенный рост уровня VEGF от I триместра (7,6±0,2 пг/мл) ко II триместру (8,2±0,2 пг/мл), с последующим снижением к 32–34 неделям гестации (5,3±0,9 пг/мл) (таблица), что, вероятно, связано с активным участием в процессах васкуло- и ангиогенеза в плацентарной ткани в I и II триместрах беременности и снижением активности к III триместру.

В то же время динамика антиангиогенного фактора показала отличительную тенденцию. При сроках гестации 11–13 и 24–26 недель показатели sVEGF-R1 остаются относительно стабильными. Так, в I триместре значение составляет 1991,6±30,7 пг/мл, во II триместре беременности – 1980,7±27,7 пг/мл.

Однако к 32–34 неделям гестации отмечен рост показателя на 14%, среднее значение которого составляет 2266,5±51,3 пг/мл (таблица), что связано с физиологическим созреванием плаценты, преобладанием антиангиогенных процессов.

Обсуждение

Важным элементом правильного развития плаценты является формирование адекватной сосудистой системы, обусловливающее физиологическое течение беременности и полноценное развитие плода. Вышеуказанные процессы начинаются с первых недель гестации сначала путем васкулогенеза, а затем путем ангиогенеза.

Сосудистая сеть плаценты пластична и изменяется в течение периода гестации. Этапы развития плаценты происходят под контролем множества сигнальных молекул, в частности ростовых факторов: VEGF, PlGF. Контроль действий за ними осуществляют ингибиторы – антиангиогенные факторы, в частности sVEGF-R1.

Установлено, что основной функцией VEGF является участие в пролиферации, дифференцировке, миграции, выживаемости эндотелиальных клеток [7, 15].

Научные данные свидетельствуют о ключевой роли PlGF в регуляции эффектов VEGF. Также PlGF стимулирует рост, миграцию и выживание эндотелиальных клеток [16], вызывает расширение кровеносных сосудов и стимулирует коллатеральный рост сосудов, активирует экспрессию макрофагами провоспалительных цитохемокинов [5, 17].

Активность VEGF и PlGF регулируется sVEGF-R1, который синтезируется плацентарными макрофагами и эндотелиальными клетками. Биологическая роль заключается в регуляции биодоступности ангиогенных факторов в сыворотке крови, путем их связывания для предотвращения избыточной инвазии клеток трофобласта, чрезмерного развития сосудистой сети плаценты [3, 5].

Изменение содержания сосудистых факторов в сыворотке крови женщин на протяжении беременности отражает изменение их содержания в маточно-плацентарном комплексе. В связи с этим измерение концентрации данных факторов в материнском кровотоке важно для изучения процессов развития и функционирования плаценты.

При проведении исследования были учтены и проанализированы данные литературы, касающиеся изучению динамики ангиогенных и антиангиогенных факторов на протяжении беременности.

Полученные показатели VEGF в I триместре беременности согласуются с данными исследования М.М. Зиганшиной и соавт. [13]. В исследовании И.С. Сидоровой, Н.А. Никитиной концентрации VEGF отличны от полученных данных в десятки раз, что можно связать с применением различных тест-систем [12].

Значения концентрации PlGF аналогичны с рядом авторов, сообщающих об увеличении концентрации до 34 недели гестации [11, 18, 19]. В то же время в ряде исследований отмечено увеличение концентрации PlGF от I ко II триместру, максимальные значения которого приходятся на 28–30 недель гестации [5, 9, 10]. По результатам проведенного нами исследования значения PlGF возрастают до 32–34 недель. Отличия можно связать с разными «точками» сравнения. Концентрации PlGF, полученные в работе J. Schiettecatte [20], разнятся с полученными данными: в I и II триместрах – достоверно ниже (р<0,05), в III триместре достоверно выше (р<0,01).

Полученная динамика значений sVEGF-R1 аналогична с данными ряда исследований [10, 11, 20].

Однако в работе И.С. Сидоровой [12] отмечен достоверный рост до 14 недель гестации, далее по мере прогрессирования беременности изменение концентрации было не достоверно и составляло 1798±52 пг/мл.

Выводы

  1. Проведенное исследование наглядно демонстрирует закономерность, отражающую максимальную концентрацию PlGF на сроке 32–34 недели, которая постепенно повышается начиная с I триместра.
  2. Концентрация VEGF незначительно повышается ко II триместру и заметно снижается к III триместру.
  3. sVEGF-R1 имеет обратно пропорциональную корреляцию с VEGF во II триместре и стремительно растет к 32–34 неделям.
  4. Полученные результаты демонстрируют процесс физиологического ангиогенеза, а исследование, использованное в нашей описательной работе, следует рассмотреть как диагностическую процедуру при обследовании женщин из группы риска по развитию сосудистых осложнений.

Supplementary Materials

  1. Table. Role of factors during pregnancy (М±m)

References

  1. Sokolov D.I. Angiogenesis and vasculogenesis in development of the placenta. Journal akusherstva i jenskih boleznei/Journal of Obstetrics and gynecological diseases. 2007; 56 (3): 129-133. (in Russian)
  2. Khodzaeva Z.S., Musienko E.V., Sukhikh G.T. Features secretion of pro- and anti-angiogenic factors in the I trimester of pregnancy in women with recurrent miscarriage history. Problemi reprodukcii/Problems of reproduction. 2011; 2: 30-34. (in Russian)
  3. Charnock-Jones D.S., Kaufmann P., Mayhew T.M. Aspects of human fetoplacental vasculogenesis and angiogenesis. Molecular regulation. Placenta. 2004; 25(2-3): 103-13.
  4. Burlev V.A., Ilyasov N.A., Sarkisov S.E. Angiogenic factors content in the blood of patients with endometrial hyperplasia. Problemi reprodukcii/Problems of reproduction. 2011; 6: 18-25. (in Russian)
  5. Andraweera P.H., Dekker. G.A., Roberts C.T. The vascular endothelial growth factor family in adverse pregnancy outcomes. Hum. Reprod. Update. 2012; 18(4): 436-57.
  6. Nikitina L.A., Demidova E.I., Radzinsky V.E., Demidov B.S., Samokhodskaya L.M. Role of matrix proteins, cytokines and angiogenic factors uteroplacental complex regulation of implantation and placentation. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and gynecology. 2007; (3): 5-10. (in Russian)
  7. Clark D.E., Smith S.K., He Y., Day K.A., Licence D.R., Corps A.N. et al. A vascular endothelial growth factor antagonist is produced by the human placenta and released into the maternal circulation. Biol. Reprod. 1998; 59(6): 1540-8.
  8. Koch S., Tugues S., Li X., Ponten A., Thoren P. Signal transduction by vascular endothelial growth factor receptors. Biochem. J. 2011; 437(2): 169-83.
  9. Levine R.J., Maynard S.E., Qian C., Lim K.H., England L.J., Yu K.F. et al. Circulating angiogenic factors and the risk of preeclampsia. N. Engl. J. Med. 2004; 350(7): 672-83.
  10. Verlohren S., Herraiz I., Lapair O., Schlembach D., Zeisler H., Calda P. et al. New gestational phase-specific cutoff values for the use of the soluble fms-like tyrosine kinase-1/placental growth factor ratio as a diagnostic test for preeclampsia. Hypertension. 2014; 63(2): 346-52.
  11. Palm М., Basu S., Larsson A., Wernroth L., A'Kerud H., Akelsson O. A longitudinal study of plasma levels of soluble fms-like tyrosine kinase 1 (sFlt1), placental growth factor (PlGF), sFlt1: PlGF ratio and vascular endothelial growth factor (VEGF-A) in normal pregnancy. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2011; 90(11): 1244-51.
  12. Sidorova I.S., Nikitina N.A. Pathogenesis of endotheliosis in preeclampsia. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and gynecology. 2015; (1): 72-8. (in Russian)
  13. Ziganshina M.M., Krechetova L.V., Vanko L.V., Khodzhayeva Z.S., Musiyenko E.V., Sukhikh G.T. Pro- and antiangiogenic factors in the pathogenesis of early pregnancy losses. Part 1.The specific features of pro- and antiangiogenic serum factors in early pregnancy. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2012; (3): 14-9. (in Russian)
  14. Johnson P.M., Christmas S.E., Vince G.S. Immunological aspects of implantation and implantation failure. Hum. Reprod. 1999; 14(Suppl.2): 26-36.
  15. Senger D.R., Galli S.J., Dvorak A.M., Perruzzi C.A., Harvey V.S., Dvorak H.F. Tumor cells secrete a vascular permeability factor that promotes accumulation of ascites fluid. Science. 1983; 219(4587): 983-5.
  16. Ziche M., Maglione D., Ribatti D., Morbidelli L. Placenta growth factor-1 is chemotactic, mitogenic and angiogenic. Lab. Invest. 1997; 76(4): 517-31.
  17. Yonekura H., Sakurai S., Liu X., Migita H., Wang H., Yamagishi S. et al. Placenta growth factor and vascular endothelial growth factor B and C expression in microvascular endothelial cells and pericytes. Implication in autocrine and paracrine regulation of angiogenesis. J. Biol. Chem. 1999; 274(49): 35172-8.
  18. Wikstrom A.K., Larsson A., Eriksson U.J., Nash P., Norden-Lindeberg S., Olovsson M. Placental growth factor and soluble FMS-like tyrosine kinase-1 in early-onset and late-onset preeclampsia. Obstet. Gynecol. 2007; 109(6): 1368-74.
  19. Taylor R.N., Grimwood J., Taylor R.S., McMaster M.T., Fisher S.J., North R.A. Longitudinal serum concentrations of placental growth factor: evidence for abnormal placental angiogenesis in pathologic pregnancies. Am. J. Obstet. Gynecol. 2003; 188(1): 177-82.
  20. Schiettecatte J., Russcher H., Anckaert E., Mees M., Leeser B., Tirelli A.S. et al. Multicenter evaluation of the first automated Elecsys sFlt-1 and PlGF assays in normal pregnancies and preeclampsia. Clin. Biochem. 2010; 43(9): 768-70.

Received 20.05.2016

Accepted 27.05.2006

About the Authors

Yakovleva N.Yu., MD, researcher of scientific research laboratory of physiology and pathology of pregnancy and delivery, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: Natalis.1986@mail.ru
Vasileva E.Yu., MD, head of central diagnostic laboratory, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: elena-almazlab@yandex.ru
Shelepova E.S., MD, researcher of scientific research laboratory of reproduction and women health, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: garbunchik@mail.ru
Ryabokon N.R., MD, Teaching Assistant, chair of Obstetrics and Gynecology, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: n-i-k-o-n@mail.ru
Khazova E.L., MD, researcher of scientific research laboratory of reproduction and women health, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: kamishi77@mail.ru
Buravleva K.R., resident of chair of Obstetrics and Gynecology, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: k_senia91@mail.ru
Kuznetsova L.V., MD, PhD, assistant professor of chair of Obstetrics and Gynecology, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: krivo73@mail.ru
Zazerskaya I.E., MD, PhD, head of chair of Obstetrics and Gynecology, V.A. Almazov North-West Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia. 197341, Russia, St. Petersburg, Akkuratova str. 2. Tel.: +78127026854. E-mail: zazera@mail.ru

For citations: Yakovleva N.Yu., Vasilyeva E.Yu., Shelepova E.S., Ryabokon N.R., Khazova E.L., Buravleva K.R., Kuznetsova L.V., Zazerskaya I.E. Investigation of time course of changes in the concentrations of angiogenic factors on the length of physiological pregnancy. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016; (8): 49-53. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.8.49-53

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.