Macro- and microrheological properties of blood in pregnant women with placental insufficiency after in vitro fertilization

Buranova F.B., Fedorova T.A., Ershova L.I.

Academician V. I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Objective: to evaluate the macro- and microrheological properties of blood in pregnant women with placental insufficiency (PI) after in vitro fertilization (IVF) and embryo transfer (ET).
Subjects and methods. Clinical laboratory tests were carried out in 47 patients who were divided into 3 groups. A study group comprised 14 patients after IVF and ET. A comparison group included 18 patients with chronic PI, in whom pregnancy occurred spontaneously. A control group consisted of 15 women with physiological pregnancy. Blood rheological parameters were estimated by macrorheological (asymptomatic blood viscosity, plasma viscosity, packed cell volume, and plasma total fibrinogen concentration) and microrheologic (red blood cell aggregation and disaggregation) parameters.
Results. After IVF, the pregnant women with PI were found to have blood macro- and microrheological changes; among other things, there were impairments in red blood cell aggregation and disaggregation processes and deformation. In PI, hyperaggregation and impaired blood rheology after IVF were ascertained to be mainly associated with the increased rate of formation of linear aggregates of red blood cells, their enhanced rigidity and lowered deformation.
Conclusion. After IVF, the mechanism of hyperaggregation in PI is associated with considerable blood rheological changes which consist in the decreased disaggregation rate of large aggregates, the higher rigidity index of red blood cells, and their reduced deformation capacity. This requires timely diagnosis, correction of blood rheological parameters, and development of treatment regimens to improve the gas transport function of red blood cells in the microcirculatory bed of the fetoplacental unit, which positively affects perinatal outcomes.

Keywords

placental insufficiency
pregnancy after in vitro fertilization
macro- and microrheology of blood

Реологические свойства крови высокочувствительны к любым изменениям, происходящим в организме. Известно, что даже при физиологическом течении беременности изменяются качественные и количественные характеристики форменных элементов, плазменных факторов крови, состояния эндотелия сосудов и гемодинамических показателей [3, 5, 8, 9, 10,11]. Особую значимость нарушение гемореологии приобретает у беременных после экстракорпорального оплодотворения (ЭКО), так как гормональная стимуляция суперовуляции является дополнительным мощным активирующим фактором запуска процессов тромбообразования на фоне имеющихся гиперкоагуляционных сдвигов [1, 6, 12, 14]. В связи с этим увеличивается риск прогрессирования осложнений, которые вносят существенный вклад в развитие плацентарной недостаточности (ПН), что отражается на показателях реологии крови и процессах оксигенации тканей у данного контингента беременных [2, 7, 13, 15]. В отечественной литературе нет систематизированных данных о реологических свойствах крови при ПН у беременных после ЭКО, а большинство исследований посвящено изучению коагуляционного потенциала крови, который тесным образом связан с реологическими особенностями [4 ,9, 11 ,16, 17, 18]. Исследования, проводимые в этом аспекте, помогут сыграть существенную роль в выборе тактики ведения и лечения беременных с данной патологией.

Цель исследования: оценить особенности макро- и микрореологических свойств крови у беременных с ПН после ЭКО и переноса эмбриона.

Материал и методы исследования

В клинико-лабораторное исследование были включены 47 пациенток, которых распределили в 3 группы. Основную группу (Ι) составили 14 беременных после ЭКО с хронической формой ПН. В группу сравнения (ΙΙ) вошли 18 пациенток с хронической формой ПН, у которых беременность наступила самопроизвольно. Контрольную группу составили 15 женщин с физиологическим течением беременности. Средний возраст иссле дуемых составил 34,6±4,2 года, срок гестации от 27 до 36 нед.

При оценке реологических параметров крови учитывали показатели макрореологии: асимптотическую вязкость крови (ВК) (ηb) мПА.c, вязкость плазмы (ВП) (ηp), гематокрит, концентрацию общего фибриногена плазмы и микрореологии: спонтанную агрегацию и дезагрегацию (деформируемость) эритроцитов. Вязкость цельной крови измеряли с помощью реометра «АКР-2» (Россия), в диапазоне скоростей сдвига: 130–250 сек-1. В качестве антикоагулянта использовали 3,8% раствор цитрата натрия, в соотношении с кровью 1:9. Забор крови производили утром натощак, самотеком из локтевой вены, в тефлоновые пробирки. Степень деформируемости эритроцитов оценивали по индексу ригидности эритроцитов (IR) на приборе ИДА-4 после пропускания 1% взвеси эритроцитов через фильтры (3 мкм) с автоматической регистрацией времени выхода определенного количества эритроцитов.

Параметры агрегации и дезагрегации эритроцитов определяли на лазерном аппарате ЛАДЭ-5 по методу, описанному Н.Н. Фирсовым и соавт. [11], по следующим показателям:
Peack– величина, характеризующая способность эритроцитов к деформации – ротационная ригидность (у.е.);
T1 – время образования линейных агрегатов, «монетных столбиков», (сек);
T2 – время образования трехмерных агрегатов, (сек);
Ia 2,5 – прочность самых крупных агрегатов при низкой скорости сдвига γ=2,5 сек-1, (%);
β – гидродинамическая прочность агрегатов, (сек-1).
Кt – скорость образования линейных агрегатов, (у.е.);
AMPL – конечный размер агрегатов, (у.е.).

Статистическая обработка полученных данных проводилась на аппарате Pentium II с использованием пакета прикладных программ «Microsoft Excel» версия 7,0 с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. При проверке статистической достоверности полученных данных применялась стандартная процедура расчетов с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования

Исследования показали, что по частоте встречаемости экстрагенитальных заболеваний достоверных различий в исследуемых группах не выявлено. Детскими инфекциями переболели все женщины. Болезнь Боткина перенесли 6 (15%), пиелонефрит – 7 (17,5%), заболевания органов дыхательных путей – 9 (22,5%) исследуемых. Хронические заболевания органов пищеварения имели место у 19 (47,5%) женщин, в том числе гастрит – у 11 (27,5%), колит – у 3 (7,5%), холецистит с дискинезией желчевыводящих путей – у 5 (12,5%). Вегето-сосудистая дистония отмечалась у 17 (42,5%) женщин. Варикозной болезнью нижних конечностей страдали 5 (12,5%) исследуемых. Основной эндокринной патологией были заболевания щитовидной железы в стадии компенсации, что наблюдалось у 7 (17,5%) пациенток. Аллергические проявления в анамнезе имели 13 (32,5%) пациенток. Основная часть их страдала пищевой формой аллергии – 9 (22,5%). Оперативные вмешательства перенесли 25 (62,5%) женщин, из них 9 (22,5%) – аппендэктомию, 6 (15%) – тонзилэктомию, 1 (2,5%) – холецистэктомию. Основную часть оперативных вмешательств по поводу восстановления проходимости маточных труб, внематочной беременности, сакто- или пиосальпинкса, эндометриоза, спаечных процессов в малом тазу перенесли беременные после ЭКО, что наблюдалось в 81,7% случаев.

Возраст менархе составил в среднем 13,6±0,6 года. У основной части пациенток отмечался регулярный менструальный цикл от 26 до 36 дней. Альгоменорея наблюдалась в 13 (32,5%) случаях. Наличие предменструального синдрома имело место у 5 (12,5%) пациенток. Первичное бесплодие в анамнезе имели 14 (35,0%), вторичное – 26 (65,0%) женщин. Из урогенитальных инфекций чаще всего наблюдался уреаплазмоз, частота его составила 7 (46,7%) в I группе и 6 (40,0%) во II группе. Хламидиоз и микоплазмоз перенесли с равной частотой (26,7%) женщины обеих групп. Специфические маркеры обострения вируса простого герпеса наблюдались у 6 (40,0%) пациенток в I группе и 5 (33,3%) во II группе. Носительство цитомегаловирусной инфекции было достаточно высоким – 7 (46,7%) в I группе и 8 (53,3%) во II группе. По поводу инфекций, передающихся половым путем, обострений хронических воспалительных заболеваний в процессе беременности проводили неоднократные курсы лечения антибактериальными и противовирусными препаратами в комплексе с иммуномодулирующими средствами.

Результаты работы базировались на данных клинического наблюдения, лабораторно-инструментальных исследований, включая методы кардиотокографии и допплерометрии. Критерием отбора для проводимых исследований явились данные допплерометрии, которые указывали на наличие признаков ПН и характеризовались снижением маточно- и фетоплацентарного кровотока, о чем свидетельствовали регистрированные спектры кривых скоростей кровотока левой и правой маточных артерий (маточно-плацентарный кровоток) и артерии пуповины (фетоплацентарный кровоток). В показателях кардиотокограммы также были отмечены существенные изменения, указывающие на наличие признаков хронической гипоксии плода, что выражалось снижением амплитуды мгновенных осцилляций, их количеством и появлением единичных спонтанных децелераций.

Анализ результатов исследования гемореологического статуса показал, что у пациенток с ПН по сравнению с показателями здоровых беременных имеются существенные изменения параметров макро- и микрореологии крови, которые более выражены при ПН после ЭКО (табл. 1).

Таблица 1. Сравнительная характеристика макрореологических показателей крови у беременных с ПН после ЭКО (М±SD).

У женщин с беременностью, осложненной ПН, по сравнению с пациентками контрольной группы отмечались изменения в показателях макрореологии, обусловленные относительным снижением асимптотической вязкости крови и повышением вязкости плазмы. У всех исследуемых нами беременных имело место состояние физиологической аутогемодилюции преимущественно олигоцитемического характера, связанного с показателями гематокритной величины. Следует отметить, что снижение показателя уровня вязкости крови во время беременности является благоприятным фактором, способствующим улучшению текучести крови и нормализации кровотока в сосудистой сети плаценты. По сравнению с показателями контрольной группы (3,94±0,42 мПа.с) асимптотическая вязкость крови у пациенток с ПН была достоверно ниже и в I группе составила 3,69±0,57 мПа.с, во II группе – 3,76±0,68 мПа.с (р <0,05 и р <0,05). При сравнении данного показателя у пациенток I и II групп достоверной разницы не выявлено (р >0,05). Во всех исследуемых группах существовала прямая зависимость между величиной вязкости крови и гематокритом. У беременных с ПН после ЭКО (I группа) показатель гематокритной величины был достоверно ниже 0,36±0,08 в отличие от контрольной группы –
0,44±0,01 (р<0,01).

Обращает на себя внимание достоверное увеличение вязкости плазмы в группе беременных с ПН после ЭКО – 1,46±0,09 мПа.с, по сравнению с контрольной группой – 1,40±0,06 мПа.с в среднем на 0,7–0,9 мПа.с (р <0,05). Тогда как между показателями контрольной и II групп достоверной разницы не выявлено – 1,40±0,06 и 1,41±0,09 мПа.с (р >0,05). Однако при сопоставлении уровня вязкости плазмы между I и II группами отмечено повышение показателя при ПН после ЭКО – 1,46±0,09 и 1,41±0,09 мПа.с соответственно (р <0,05).

Необходимо отметить, что по показателям макрореологии недопустимо в полном объеме оценить состояние реологии крови и при патологическом течении беременности требуется проведение более детального анализа на уровне микрореологических параметров. В регуляции вязкости крови и проявлении ее неньютоновских свойств особое значение придается агрегации эритроцитов, которая относится к одним из ключевых показателей микрореологии на клеточном уровне.

Таблица 2. Характерные особенности микрореологических свойств крови в исследуемых группах (М±SD).

Таблица 3. Сравнительная характеристика индекса ригидности (IR) и предела деформации (Peak) эритроцитов у беременных с ПН после ЭКО (М±SD).

В табл. 2 представлены результаты исследования микрореологических параметров крови в вышеперечисленных группах. Установлено, что во всех группах наблюдения существенно нарушены микрореологические показатели, причем степень образования линейных эритроцитов с параллельным увеличением их коэффициента когезии – Kt (мгновенная компонента агрегации эритроцитов) более выражена у беременных с ПН на фоне ЭКО (р<0,001). Время линейных агрегатов (Т1) в I группе составило 4,89±0,76 сек, что достоверно отличалось от показателя беременных II группы – 5,28±0,84 сек (р <0,05). Степень образования линейных эритроцитов у беременных с ПН была усилена – 4,89±0,76 и 5,28±0,84 сек в I и II группах соответственно и достоверно отличалась от показателя группы контроля – 7,60±0,62 сек (р <0,001 и р <0,001). Интенсивность второй волны агрегации эритроцитов (Т2) была примерно одинакова у беременных обеих групп (I и II) – 45,5±2,45 и 45,6±1,66 сек соответственно (р >0,05), что свидетельствует о компенсаторно уменьшенной активности образования крупных трехмерных агрегатов эритроцитов, но достоверно отличалась от показателя контрольной группы – 40,7±2,47 сек (р <0,001 и р <0,001).

Следует отметить сравнительное повышение Kt у пациенток с ПН, в особенности у беременных после ЭКО: 0,44±0,13 у.е. – в I и 0,37±0,09 у.е. – во II (р <0,05) группах по сравнению с контрольной группой – 0,23±0,03 у.е. (р <0,001 и р <0,001). Показатель амплитуды агрегации исследуемых групп достоверно не отличался от показателя контрольной группы и составил 1167±582,4, 1062±430,0 и 920±187,3 соответственно (р>0,05). В то же время имело место значительное снижение индекса прочности агрегатов эритроцитов у беременных с ПН обеих групп: – 2,8±6,66 и -5,5±8,7 в I и II соответственно (р3<0,05), а в группе контроля данный показатель составил -10,9±1,92 (р<0,05). Как известно, снижение индекса прочности агрегатов свидетельствует об изменениях, обусловленных скоростью дезагрегации крупных агрегатов, что наиболее выражено у беременных с ПН после ЭКО (-2,8±6,66).

Анализ дезагрегационых процессов указывает на значительно выраженные изменения, о чем свидетельствуют снижение скорости дезагрегации крупных агрегатов, а также увеличение коэффициента гидродинамической прочности агрегатов эритроцитов. Данный показатель был повышен у беременных с ПН, в особенности после ЭКО и составил в I группе 41,0±5,59, во II – 38,8±4,82 (р <0,05), в контрольной – 31,9±4,20 (р <0,001 и р <0,001).

Известно, что в механизме микроциркуляторной окклюзии важную роль играет способность эритроцитов к деформации и. в частности, их IR, что отражено в табл. 3.

Как правило, способность к деформации определяется эластичностью и вязкостью эритроцитарной мембраны. От степени деформируемости эритроцитов и их способности проникать через мелкие капилляры, где диаметр сосуда меньше диаметра эритроцита зависит состояние микроциркуляции. Снижение деформируемости эритроцитов, повышение их жесткости способствует нарушению нормального кровотока в микроциркуляторном русле и развитию тканевой гипоксии из-за потери способности проникать в капиллярную сеть.

Анализ показал (табл. 3), что IR во всех группах исследования значительно увеличен и максимальное снижение деформируемости наблюдается у беременных с ПН после ЭКО (I группа) — 1948±9,15 у.е. (р <0,001). Во II группе показатель IR составил 817±120,7 у.е. (р <0,05). Показатель предела деформации эритроцитов (Peak) в исследуемых группах достоверно не отличался и составил в контрольной группе: 122±15,5 у.е., в I — 113±21,2 у.е., во II 123±30,7 у.е. (р >0,05; р >0,05; р3>0,05).

Обсуждение

У беременных с ПН после ЭКО отмечены значительные отклонения в микрореологических параметрах крови; как показатели ригидности, так и деформации эритроцитов наблюдались при высоких скоростях сдвига. Во всех случаях выявляли увеличение образования линейных агрегатов (Т1, Кt), IR и максимум снижения их деформируемости. Следовательно, механизмы нарушения микрореологии крови при ПН связаны преимущественно с эритроцитарным звеном гиперагрегационного синдрома (повышенная прочность самых крупных агрегатов эритроцитов, Ia). Исследования показали, что у пациенток с ПН после ЭКО более выражен был плазменно-эритроцитарный компонент увеличения спонтанной агрегации (Т1), линейных
агрегатов эритроцитов, что провоцирует гиперагрегационый синдром. Следует полагать, что данные изменения в макро- и микрореологических показателях крови у беременных с ПН после ЭКО обусловлены преморбидным фоном, экстрагенитальной патологией, массивной гормонотерапией, применяемой до и в процессе гестации, что, в конечном итоге, способствовало нарушению защитно-приспособительных механизмов на клеточном уровне и сдвигу реологических параметров. Перечисленные факторы приобретают особую значимость еще и потому, что гормональная стимуляция суперовуляции при проведении программы ЭКО является дополнительным мощным активирующим фактором запуска процессов нарушения гемореологии и тромбообразования.

Следует обратить внимание и на то, что одной из доминирующих причин нарушения репродуктивной функции и проведения ЭКО является бесплодие, обусловленное воспалительным генезом. Известно, что длительно текущие хронические воспалительные заболевания способствуют возникновению не только спаечного процесса в малом тазу с трубно-перитонеальной формой бесплодия, но и влекут за собой полисистемные изменения в организме, такие как снижение иммунорезистентности, циркуляция патологических аутоантител, эндоинтоксикация, а также повышение коагуляционного потенциала крови, которые тесным образом взаимосвязаны с реологическими.

Полученные данные указывают на целесообразность использования в комплексной оценке состояния фетоплацентарной системы исследований, направленных на изучение реологических параметров крови у беременных после ЭКО, что может явиться необходимым критерием в диагностике нарушений, способствующих реализации ПН.

Таким образом, механизм гиперагрегационного синдрома при ПН после ЭКО связан со значительными изменениями реологических свойств, которые выражены в снижении скорости дезагрегации крупных агрегатов, в повышении IR и снижении их способности к деформированию, что требует своевременной диагностики и полноценного лечения в целях улучшения газотранспортной функции эритроцитов в зоне микроциркуляторного русла фетоплацентарного комплекса.

Выводы

1. Результаты исследования макрореологических показателей крови свидетельствуют о снижении показателя уровня вязкости крови во время беременности, что обусловлено состоянием физиологической аутогемодилюции и является благоприятным компенсирующим фактором улучшения текучести крови в магистральных сосудах.
2. Микрореологические изменения крови, связанные с нарушениями процессов агрегации, дезагрегации, деформируемости эритроцитов, усилением степени образования линейных эритроцитов и увеличением Kt, свидетельствуют о значительных нарушениях при ПН, в особенности у беременных после ЭКО.
3. Механизм гиперагрегационного синдрома при ПН связан преимущественно с увеличением скорости образования линейных агрегатов эритроцитов, повышенной их ригидностью и пониженной степенью деформируемости.
4. Нарушения микрореологии при ПН после ЭКО обусловлены также суммацией таких факторов, как усиленная агрегация эритроцитов (1-й этап), зависимая не только от плазменного компонента, а также от существенно измененных, ригидных популяций эритроцитов, имеющих низкий дезагрегационный потенциал.

References

1. Anchakova M.H. Osobennosti techenija beremennosti, rodorazreshenija i poslerodovogo perioda u zhenwin posle JeKO i PJe: Avtoref. dis. … kand. med. nauk. – M., 2007.
2. Afanas'eva N. V., Strizhakov A.N. Ishody beremennosti i rodov pri fetoplacentarnoj nedostatochnosti razlichnoj stepeni tjazhesti // Vopr. gin., akush. i perinatol. – 2004. – T. 3, №2. – S. 7–13.
3. Gemoreologija v akusherstve/ Savel'eva G.M., Dzhivilegova G.D., Shalina R.I. i dr. – M., 1986.
4. Gluhova T.N., Chesnokova N.P., Salov I.A., Rogozhina I.E. Osobennosti narushenija koaguljacionnogo-trombocitarnogo zvena sistemy gemostaza i processov lipoperoksidacii pri gestoze // Tromboz, gemostaz, reologija. – 2002. – № 3. – S. 35–38.
5. Gluhova T.N., Punokalina E.V., Chesnokova N.P. Osobennosti izmenenij reologicheskih svojstv krovi u beremennyh s gestozom razlichnoj stepeni tjazhesti // Medicinskie nauki. Uspehi sovrem. estestvoznanija. – 2003. – № 2. – S. 15–19.
6. Gnipova V.V. Osobennosti gormonal'nyh i gemostaziologicheskih parametrov pri beremennosti, oslozhnivshejsja krovotecheniem v Ι trimestre u pacientok posle JeKO // Materialy ΙV s#ezda akusherov-ginekologov Rossii. M. – 2009. – S. 55–56.
7. Ignatko I.V., Rybin M.V., Dubolazov V.D. Profilaktika placentarnoj nedostatochnosti u beremennyh gruppy vysokogo riska // Vopr. gin., akush. i perinatol. – 2006. – № 5. – S. 20–22.
8. Korneeva N.V., Aliev O.A.,Vasil'ev A.S. Dinamika gemoreologicheskih pokazatelej pri fiziologicheskoj beremennosti // Bjul. SO RAMN. – 2002. – T. 103, № 1. – S. 13–15.
9. Lychev V.G., Usypin V.V., Proskurin S.N. Andrienko A.V. Gemoreologija i gemostaz pri diskretnom i membrannom plazmafereze u bol'nyh s DVS-sindromom // Nacional'nyj kongress terapevtov. – 2005. – S. 125–126.
10. Rojtman E.V., Firsov N.N., Dement'eva M.G. i dr. Terminy, ponjatija i podhody k issledovanijam reologii v klinike // Tromboz, gemostaz, reologija. – 2001. – № 3. – S. 5–12.
11. Firsov N.N., Korotaeva T.V., Vyshlova M.A.//Tromboz, gemostaz, reologija. – 2000. – № 1. – S. 22–23.
12. Griesinqer G. ,Kolibianakis E.M., Diedrich K. et al. Ovarian stimulation for IVF has no quantitative association with birthweiqht: a reqistry study//Hum. Reprod. – 2008. – Vol. 23, № 11. – Р. 2549–2554.
13. Neerhof M.G., Thaete L.G. The fetal response to chronic placental insufficiency//Semin. Perinatol. – 2008. – Vol. 32, № 3. – Р. 201–205.
14. Poikkeus P., Gissler M., Unkila-Kallio L. et al. Obstetriс and neonatal outcome after single embryo transfer// Hum. Reprod. – 2007. – Vol. 22, № 4. – Р. 1073–1079.
15. Rinolds L.P., Redmer D.A. Angiogenesis in the placenta// Biol. Reprod. – 2001. – Vol. 64, № 4. – Р. 1033–1040.
16. Salov L.A., Chesnokova N.P. et al. About a condition of blood coagulation at gestosis of a various degree of severity // 17th International Congress on thrombosis. Bologna, Italy, October 26–30, 2000. – P. 98.
17. Verhaqen T.E.M., Dumoulin J.C.M., Evers J.L.H., Land J.A. What is the most accurate estimate of preqnancy rates in IVF dropouts? //Hum. Reprod. – 2008. – Vol. 23, № 8. – Р. 1793–1799.
18. Von Baeyer H. Plasmapheresis in immune hematology: review of clinical outcome data with respect to evidence-based medicine and clinical experience// Ther. Apher. Dial. – 2003. – Vol. 7, № 1. – Р. 127–140.
Postupila 15.12.2011

About the Authors

Buranova Farida Bakhranovna, Candidate of Medical Sciences; Doctoral Candidate, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Address: 4, Oparin St., Moscow 117997, Russia
Telephone: (8 926) 980 82 36
E-mail: bfbdoctor@gmail.com.

Professor Fedorova Tatyana Anatolyevna, MD, Head, Department of Blood Gravitational Surgery, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Address: 4, Oparin St., Moscow 117997, Russia
Telephone: (8 985) 924 35 85
E-mail: t_fyodorova@oparina4.ru

Professor Ershova Lyudmila Ivanovna, MD, Leading Researcher, Hematology Research Center, Russian Academy of Medical Sciences
Address: 4a, Novyi Zykovskiy Pr., Moscow 125167, Russia
Telephone: 8916 6840239
E-mail: eli@blood.ru

Similar Articles

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