Clinical and pathogenetic rationale for a study of the secretion of angiogenic factors in the luteal phase of the menstrual cycle in women with a history of repeated early pregnancy losses

Khodzhayeva Z.S., Musiyenko E.V.

Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Objective. To analyze the serum level of vascular endothelial growth factor (VEGF) in patients with a history of recurrent miscarriage (RM).
Subjects and methods. This was a prospective cohort study. Sixty-two women with a history of early pregnancy losses and 32 healthy puerperas underwent an examination of the immune status and pro- and antiangiogenic factors and ultrasonography with Doppler study of uterine vessels in the secretory phase of the menstrual cycle. Pregravid preparation was used after randomization.
Results. In the secretory phase of the menstrual cycle, the women with a history of RM were found to have a large number of cells with CD56+ phenotype and impaired uterine hemodynamics along with the low level of the proangiogenic factor VEGF with the normal values of antiangiogenic factors. Methylprednisolone, as compared to imunofan, considerably enhanced VEGF secretion at the preimplantation stage. There was a correlation of VEGF with endometrial thickness, uterine hemodynamics, and cytotoxic cell levels with CD56+ phenotype.
Conclusion. Peripheral blood VEGF level should be measured in women with recurrent first-trimester pregnancy losses, immune status imbalance, and impaired uterine hemodynamics in the secretory phase of the menstrual cycle. When the VEGF level is low, it is expedient to administer methylpredlisolone methylprednisolone 8 mg/day from day 1 to day 25 of the menstrual cycle as part of combination pregestational preparation.

Keywords

vascular endothelial growth factor
angiogenic factors
recurrent miscarriage
methylprednisolone

Темпы развития перинатальной медицины, особенно в течение последнего десятилетия, позволили обнаружить молекулярно-генетические механизмы развития таких распространенных осложнений беременности, как привычное невынашивание, преэклампсия, преждевременные роды, задержка внутриутробного развития плода [2, 4, 8]. Попытка исследователей найти предикторы этих осложнений привела к более детальному изучению фундаментальных процессов имплантации и плацентации, что позволило выявить особенности нарушений, возникающих еще на доклиническом этапе их развития [11, 21]. Патогенетическая общность этих состояний подтверждается развитием системных сосудистых нарушений в виде плацентарного оксидативного стресса, дисбаланса про- и антиангиогенных факторов, эндотелиальной дисфункции [18, 19]. Однако высокий удельный вес данной патологии в структуре перинатальной заболеваемости и смертности обусловливает актуальность дальнейшего углубленного изучения особенностей этиологии и патогенеза для обеспечения своевременного и успешного лечебного воздействия.

Привычное невынашивание беременности (ПНБ) включает как привычный выкидыш (три и более последовательные потери беременности), так и привычное нарушение имплантации (отсутствие беременности при переносе в матку эмбрионов хорошего качества). В настоящее время в 50% случаев привычных репродуктивных потерь этиология остается неизвестной [6, 12], и можно предположить, что с этим идиопатическим состоянием связано изменение состояния эндометрия при условии полноценного эмбриона. При анализе состава эндометриальных лимфоцитов в секреторную фазу менструального цикла у пациенток с привычным невынашиванием беременности не было выявлено
значимого различия в проценте NK-клеток по сравнению со здоровыми женщинами [21]. Однако при иммуногистохимическом исследовании эндометрия у пациенток с повторными выкидышами выявлено преобладание популяции Т-лимфоцитов с фенотипом CD16+CD56+[13, 16]. Эти клетки способствуют снижению сопротивления и усилению кровотока в маточных артериях, что приводит к преждевременной оксигенации хориона (оксидативный стресс) и как следствие – к прерыванию беременности. Повышение у этого контингента больных количества клеток с фенотипом CD16+, характеризующихся высокой цитолитической активностью, является одной из причин спонтанных репродуктивных потерь [1–5]. Изолированную повышенную концентрацию клеток CD56+ связывают с риском потерь кариотипически нормальной беременности. Кроме того, отмеченное уменьшение количества клеток CD16- у женщин с ранними репродуктивными потерями в анамнезе создает неблагоприятную среду для роста и развития эмбриона [13, 16]. Состояние эндометрия и его васкуляризация являются косвенным отражением функциональной активности маточных NK-клеток (u-NK-клеток), являющихся одним из основных продуцентов сосудисто-эндотелиального фактора роста (СЭФР).

Ранее считалось, что основными регуляторами изменений, происходящих в эндометрии в течение менструального цикла, являются гормоны, синтезируемые в яичниках. Циклические изменения в эндометрии, происходящие ежемесячно в организме женщины, подготавливают матку к предстоящей беременности. Кульминация событий, направленных на создание в эндометрии благоприятных условий для имплантации эмбриона, имеет место в середину секреторной фазы менструального цикла, в результате чего формируется так называемое «окно имплантации». Однако было установлено, что, несмотря на высокую чувствительность клеток маточного эпителия к эстрогенам in vivo, они практически полностью перестают реагировать на физиологические дозы эстрогенов in vitro. Это свидетельствует в пользу наличия в организме факторов роста, являющихся медиаторами как эстрогенов, так и прогестерона за счет ауто- и паракринного действия, способствующих регуляции процессов пролиферации и дифференцировки в эндометрии [8, 11]. Эндометрий под воздействием факторов роста трансформируется за счет не только изменения его структуры, но и особенностей
васкуляризации, что очень важно для полноценной инвазии трофобласта [13]. Значение СЭФР
в эндометрии установлено в исследованиях как на моделях животных [14], так и у человека [12].
СЭФР и мРНК СЭФР выявлены в биоптатах эндометрия человека во все фазы менструального цикла и обнаруживаются в клетках железистого эпителия и строме. Трехкратное увеличение СЭФР в секреторную фазу происходит главным образом за счет его продукции эпителиальными клетками эндометриальных желез. Показано, что СЭФР является одним из важнейших факторов, стимулирующих сосудистый рост в яичнике и обеспечивающих быстрый рост капиллярной сети в процессе созревания и селекции фолликулов, формирование и функционирование желтого тела [22].

Вместе с тем процессы ангиогенеза эндометрия в периоды секреторной фазы менструального цикла и ранней беременности у пациенток с ПНБ требуют уточнения. Особый интерес при этом представляет сочетание активации периферических NK-клеток с нарушением гемодинамики эндометрия в секреторную фазу менструального цикла в отсутствие других факторов риска невынашивания.

В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования явилось исследование содержания СЭФР в сыворотке пациенток с ПНБ в анамнезе.

Материал и методы исследования

В исследование вошли 94 женщины репродуктивного возраста. Основную группу составили 62 пациентки с привычным невынашиванием беременности I триместра. Группу контроля составили 32 здоровые рожавшие женщины. Углубленное обследование этих женщин было дополнено специальными методами исследования. У всех пациенток проведено исследование уровня СЭФР в периферической крови, иммунного статуса и УЗИ с цветовым допплеровским картированием сосудов эндометрия на 22–24-й день цикла (или на 6-й день после овуляции). Информированное согласие на использование крови для проведения исследования получено у всех женщин.

Кровь для исследования брали в стандартных условиях из кубитальной вены. Образцы сыворотки хранили при -70 °С до момента исследования. Анализ СЭФР в сыворотке проводился с помощью иммуно-ферментного анализа с применением коммерческого набора ELISA (R&D Systems, США). Проведение реакции и расчет результатов осуществлены в стандартных условиях согласно рекомендациям производителя.

Результаты исследования представлены как среднее ± стандартная ошибка (M±SE). Достоверность
различий полученных результатов определялась использованием непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Кроме того, для выявления существования прямой и обратной связи между признаками проводился ранговый корреляционный анализ Спирмена. Для автоматизации статистической обработки использован статистический пакет Statistica for Windows 6.0. Различия между группами считались достоверными при значениях p<0,05.

Результаты исследования и обсуждение

Результаты исследования исходного состояния эндометрия и гемодинамических показателей матки у женщин в середину секреторной фазы менструального цикла (предполагаемая имплантация) выявили секреторную трансформацию эндометрия у 27,4% женщин с ПНБ и у 85,7% здоровых женщин (p=0,008). Кроме того, у пациенток основной группы в фазу предполагаемой имплантации эндометрий был достоверно тоньше, чем в группе контроля (7,5 и 10,9 мм соответственно, p<0,0001). Сравнительный анализ гемодинамических показателей матки выявил статистически значимое их снижение у женщин с потерями беременности в анамнезе. Так, систоло-диастолическое соотношение в маточных артериях было почти в 2 раза выше, чем в группе контроля (p<0,0001), пульсовой индекс более чем в 1,5 раза выше, чем у здоровых женщин (p<0,0001). Как следствие затрудненного кровотока в маточных артериях кровоток в сосудах меньшего калибра (аркуатные, радиальные
и базальные артерии) не визуализировался, что в определенной степени обусловило и снижение толщины эндометрия с нарушением его функционального состояния в секреторную фазу менструального цикла. Кроме того, достоверные различия по сравнению со здоровыми женщинами касались лимфоцитов с фенотипом CD56+, CD56+16-, CD56+16+, ответственных за клеточно-опосредованные механизмы гибели эмбриона. У пациенток основной группы имел место достоверно низкий уровень СЭФР по сравнению с пациентками контрольной группы (41,20 и 193,05 соответственно, p<0,0001).

С целью повышения секреции СЭФР пациенткам с ПНБ в анамнезе была назначена подготовка к беременности с применением препаратов, косвенно влияющих на ангиогенез сосудов эндометрия. С учетом выраженных нарушений иммунного статуса после рандомизации 32 пациенткам (1-я подгруппа) был назначен метилпреднизолон с 1-го по 25-й день менструального цикла по 1 таблетке 2 раза в сут (8 мг/сут) и 30 женщинам (2-я подгруппа) – имунофан по 1,0 внутримышечно 1 раз в сут по схеме с 1-го по 25-й день цикла, курс – 10 инъекций. Кроме того, все пациентки получали препараты, направленные на улучшение кровотока в сосудах микроциркуляторного русла с 6-го по 20-й день цикла (дипиридамол по 0,25 мг 3 раза в сут) и прогестагены с 16-го по 25-й день цикла (утрожестан 100 мг 2 раза в сут). Ультразвуковое исследование с допплерометрией сосудов эндометрия, исследование показателей иммунного статуса и уровня ангиогенных факторов осуществлены на 22–24-й день цикла предполагаемого зачатия после 2-месячного курса предгестационной подготовки.

После проведенной терапии у всех женщин с ПНБ в анамнезе отмечена положительная динамика как в толщине эндометрия (10,06±0,50), так и в его структурном соответствии (92%). Однако применение метилпреднизолона привело к более выраженному положительному эффекту на гемодинамику матки по сравнению с терапией имунофаном, который заключается в увеличении частоты регистрации цветовых сигналов сосудов, визуализации базальных и спиральных артерий, уменьшении кривой спектра кровотока венозного типа в спиральных артериях. Кроме того, было выявлено, что терапия метилпреднизолоном в большей степени повлияла на уровень клеток с фенотипом CD56+, приведя его к нормативным значениям. У женщин 1-й подгруппы, принимавших метилпреднизолон, уровень СЭФР увеличился многократно и был достоверно выше, чем в группе контроля (400,40 и 193,05 соответственно, p=0,0001) (табл. 1). На фоне терапии имунофаном также произошло усиление секреции СЭФР, однако оно было сопоставимо с контрольной группой (161,8 и 193,05 соответственно, p=0,6).

Таблица 1. Динамика изменения маркеров ангиогенеза в зависимости от особенностей
предгестационной подготовки.

Таблица 2. Связь СЭФР с толщиной эндометрия и гемодинамикой матки.

При проведении рангового корреляционного анализа с подсчетом коэффициента Спирмена для установления связи уровня СЭФР со структурой эндометрия как до предгестационной подготовки, так и после выявлена значимая прямая связь между уровнем СЭФР и толщиной эндометрия. Так, чем выше сывороточный уровень СЭФР, тем больше была толщина эндометрия (p<0,001) и наоборот (табл. 2). Кроме того, наблюдалась значимая прямая связь между состоянием гемодинамики матки и толщиной эндометрия, а также между уровнем СЭФР и гемодинамическими нарушениями. Так, значения СЭФР
у женщин с ПНБ, получивших предгестационную подготовку, статистически значимо коррелировали с улучшением показателей кровотока матки (p=0,0006).

Как было указано выше, у всех пациенток с ПНБ в анамнезе имели место изменения иммунного статуса. Проведенный корреляционный анализ между уровнем СЭФР и количеством NK-клеток в периферической крови выявил достоверную обратную корреляционную связь (рис. 1, см. на вклейке).

Кроме того, исследование показало значимую обратную связь между уровнем NK-клеток, состоянием гемодинамики матки и толщиной эндометрия. Так, чем выше уровень этих клеток, тем хуже была гемодинамика матки и тоньше эндометрий (рис. 2, см на вклейке).

Множество исследований указывает на то, что для успешного течения беременности необходимо наличие полноценного эмбриона и рецептивного, насыщенного сосудами эндометрия в период «окна имплантации». Важнейшим условием формирования полноценного эндометрия является не только его морфологическая и сосудистая перестройка, а также насыщенность рецепторами, но и появление специфических клеток, способствующих в дальнейшем, при наступлении беременности, созданию иммунной толерантности в организме матери, адекватному неоангиогенезу и ремоделированию маточных артерий. Среди них – маточные естественные киллерные клетки (u-NK-клетки), которые представляют собой мигрирующую короткоживущую терминальную популяцию лейкоцитов децидуальной оболочки на ранних сроках беременности. u-NK-клетки имеют костномозговое происхождение и являются подвидом NK-клеток периферической крови, которые под влиянием стероидных гормонов (эстрогенов, прогестерона, прогестерон-индуцируемого блокирующего фактора) видоизменяются и превращаются в маточные, большая часть которых находится в децидуальной оболочке – основном месте инвазии трофобласта [9, 10, 13]. В небеременном эндометрии количество u-NK-клеток варьируется в зависимости от фазы менструального цикла – низкий уровень в фолликулярной фазе, возрастает после овуляции и достигает пика в конце лютеиновой фазы и в течение ранней беременности, если происходит имплантация [10]. Активность u-NK-клеток регулируется как аутокринными, так и паракринными механизмами [7]. Они синтезируют ряд цитокинов и факторов роста, способных непосредственно влиять на васкуляризацию децидуальной оболочки, секрецию гормонов, имплантацию. u-NK-клетки локализуются вблизи и/или структурно объединены внутри стенок эндометриальных сосудов, являются основным источником ангиогенных факторов, необходимых для неоангиогенеза плаценты при наступлении беременности
[20]. Кроме того, они способны синтезироватьиммуносупрессивные белки (например, гликоделин), играющие роль в регуляции иммунных процессов в системе мать-плацента-плод.

Изменения процессов ангиогенеза в процессе менструального цикла и как следствие – неадекватная васкуляризация желтого тела могут приводить к широкому спектру патологических состояний, диапазон клинических проявлений которых варьируется от недостаточности лютеиновой фазы до самопроизвольных выкидышей на ранних стадиях беременности [21].

В настоящем исследовании мы попыталисьнеинвазивно оценить функцию u-NK-клеток за счет определения уровня секреции СЭФР. Есть данные, свидетельствующие о низком содержании u-NK-клеток в секреторном эндометрии при высоких значениях периферических NK-клеток. Это может указывать на наличие нарушения ангиогенеза эндометрия. Тем не менее необходимость определения уровня периферических NK-клеток для диагностики состояния эндометрия у женщин с ПНБ в анамнезе остается дискутабельной [16].

Результаты нашего исследования показали наличие достоверно низкого уровня СЭФР в сочетании с высоким содержанием CD56+-клеток в периферической крови и нарушением структуры и гемодинамики эндометрия в секреторную фазу менструального цикла у женщин с ПНБ в анамнезе.
Была выявлена достоверная прямая корреляционная связь секреции СЭФР с толщиной эндометрия
и гемодинамикой матки, а также обратная связь с NK-клетками периферической крови. Наши результаты совпадают с данными других авторов, показывающими, что у женщин с потерями беременности имеет место высокая резистентность в маточных артериях [17]. Кроме того, фундаментальными исследованиями с использованием иммуногистохимии выявлена положительная
корреляционная связь u-NK-клеток с ангиогенезом эндометрия и снижением резистентности маточных сосудов [15]. Поскольку у наших пациенток с ПНБ в анамнезе имело место повышение NK-клеток периферической крови и нарушение гемодинамики матки, была назначена терапия, направленная на коррекцию выявленных нарушений. Назначение препаратов, снижающих количество CD56+-клеток, приводит к увеличению секреции СЭФР, нормализации структурности эндометрия и кровотока в базальных и спиральных артериях. Это создает благоприятные условия для имплантации бластоцисты. В этом отношении наиболее эффективным оказался метилпреднизолон, вызывающий выраженное снижение уровня CD56+-клеток за счет существования глюкокортикоидных рецепторов на поверхности NK-клеток и достоверно высокую по сравнению с группой контроля секрецию СЭФР.

Таким образом, результаты исследования показали, что в периоде предполагаемой имплантации у женщин с ПНБ в анамнезе отмечаются взаимосвязанные нарушения: активация CD56+-клеток в иммунном статусе, низкая секреция проангиогенного фактора СЭФР и нарушение гемодинамики матки, которые, вероятно, играют решающую роль в патогенезе ранних потерь беременности.

References

1. Ранние сроки беременности // Под ред. В.Е. Радзинского, А.А. Оразмурадова. ‒ М.: МИА, 2005.
2. Сидельникова В.М., Сухих Г.Т. Иммунологические аспекты привычного невынашивания беременности // Иммунология и иммунопатология системы мать-плод-новорожденный. – М., 2001.
3. Сидельникова В.М. Привычная потеря беременности. М.: Триада-Х, 2002.
4. Сухих Г.Т., Ванько Л.В. Иммунология репродукции. – М.: РАМН, 2003.
5. Тетруашвили Н.К. Ранние потери беременности (иммунологические аспекты, пути профилактики и терапии): Дис. …д-ра. мед. наук. – М., 2008.
6. Тетруашвили Н.К. Анализ причин привычных ранних потерь беременности // Врач, 2008. – № 8. – С. 54–57.
7. Arcuri F., Cintorino M. Human decidual natural killer cells as a source and target of macrophage migration inhibitory factor // Reproduction. – 2006. – Vol. 131, 1. – P. 175–182.
8. Bigsby R.M. Progesterone and dexamethasone inhibition of estrogen-induced synthesis of DNA and complement in rat uterine epithelium: effects of antiprogesterone compounds // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. – 1993. – Vol. 45. – P. 295–301.
9. Bulmer J.N., Morrison L. Granulated lymphocytes in human endometrium: histochemical and immunohistochemical studies // Hum. Reprod. – 1991. – Vol. 6. – P. 791–798.
10. Bulmer J.N., Lash G.E. Human uterine natural killer cells: a reappraisal // Mol. Immunol. – 2005. – Vol. 42. – P. 511–521.
11. Carp H.J. Hormones, cytokines and fetal anomalies in habitual abortion // Gynecol. Endocrinol. – 2001. – Vol. 15, 6. – P. 472–483.
12. Coulam C.B., Clark D.A. Controversies in diagnosis and management of recurrent spontaneous bortion // Am. J. Reprod. Immunol. – 1997. – Vol. 37, 4. – P. 279–282.
13. Croy B.A., Chantakru S. Decidual natural killer cells: key regulators of placental development // J. Reprod. Immunol. – 2002. – Vol. 57. – P. 151–168.
14. Cullinan-Bove K., Koos R.D. Vascular endothelial growth factor/vascular permeability factor expression in the rat uterus: rapid stimulation by estrogen correlates with estrogeninduced increases in uterine capillary permeability and growth // Endocrinology. –1993. – Vol. 133, 2. – P. 829–837.
15. Dosiou C., Giudice L.C. Natural killer cells in pregnancy and recurrent pregnancy loss: endocrine and immunologic perspectives // Endocr. Rev. – 2005. – Vol. 26. – P. 44–62.
16. Habara T., Nakatsuka M. Elevated blood flow resistance in uterine arteries of women with unexplained recurrent pregnancy loss // Hum. Reprod. – 2002. – Vol. 17. – P. 190–194.
17. Jauniaux E., Watson A.L. Onset of maternal arterial blood flow and placental oxidative stress: a possible factor in human early pregnancy failure // Am. J. Pathol. –2000. – Vol. 157. – P. 2111–2122.
18. Jauniaux E., Hempstock J. Trophoblastic oxidative stress in relation to temporal and regional differences in maternal placental blood flow in normal and abnormal early pregnancies // Am. J. Pathol. – 2003. – Vol. – 162. P. 115–125.
19. Kruse C., Varming K., Christiansen O.B. Prospective, serial investigations of in-vitro lymphocyte cytokine production, CD62 expression and proliferative response to microbial antigens in women with recurrent miscarriage // Hum. Reprod. – 2003. – Vol. 18, 11. – P. 2465–2472.
20. Lachapelle M.H., Miron P. Endometrial T.B. and NK cells in patients with recurrent spontaneous abortion. Altered profile and pregnancy outcome // J. Immunol. – 1996. –Vol. 156. – P. 4027–4034.
21. Van den Heuvel M.J., Xie X., Tayade C. et al. A Review of Trafficking and Activation of Uterine Natural Killer Cells // Amer. J. Reprod. Immunol. – 2005. – Vol. 54. – ‡. 322–331.

Similar Articles

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