Features of some vasoactive hormones and vascular factors in women with metabolic syndrome and their influence on the development of obstetric complications

Palieva N.V., Botasheva T.L., Linde V.A., Avrutskaya V.V., Zheleznyakova E.V.

Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia, Rostov-on-Don
Objective. To investigate the characteristics of effector hormones of peripheral endocrine glands (adrenaline, noradrenaline, cortisol, angiotensin II, and endothelin-1) in women with metabolic syndrome and their influence on the development of obstetric pathology.
Subjects and methods. The prospective case-control study used an enzyme immunoassay technique to determine the serum levels of adrenaline, noradrenaline, cortisol, angiotensin II, and endothelin-1 in 150 patients with metabolic syndrome and in 143 women with normal metabolism over time during pregnancy (1–3 trimesters). For data analysis, the investigators used descriptive statistics procedures that were employed to estimate the median values and interquartile ranges (25%, 75%). The significance level was set to be equal to 0.05.
Results and discussion. Just in the first trimester, the patients with preeclampsia in the presence of metabolic syndrome showed a more pronounced increase in the level of endothelin-1 (p = 0.0327), adrenaline (p = 0.0211), and cortisol (p = 0.0018) than the women with fetal growth retardation, which indicates an increased likelihood for vasoconstrictor effects and the development of endothelial dysfunction in case of preeclampsia.
Conclusion. The findings may assert that just in early pregnancy, the women with metabolic syndrome have a considerable increase in the levels of vasoactive hormones, which is exaggerated by endothelial dysfunction, in the presence of which the vasospastic processes are predominant mainly in women with preeclampsia.

Keywords

 physiological and complicated pregnancy
metabolic syndrome
fetal growth retardation
preeclampsia
vasoactive hormones
vascular factors

Интенсивное развитие молекулярной медицины в течение последних десятилетий позволило пересмотреть классические взгляды на патогенез акушерской патологии и доказать, что многие осложнения гестационного периода базируются на «трех китах»: нарушении гемостаза, эндотелиопатии и синдроме системного воспалительного ответа, представляющие собой универсальный патофизиологический механизм в котором одно звено запускает другое [1, 2].

Одним из весьма распространенных в последние годы симптомокомплексов, способствующих формированию акушерских осложнений беременности является метаболический синдром (МС) [3, 4]. Распространенность МС среди беременных составляет от 5 до 20% [5–8]. Скрытая гипергликемия при метаболическом синдроме приводит к преобладанию регулирующего влияния на организм симпатоадреналовой системы [9], активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы [10–13] и определенной перестройке в работе гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы [14, 15]. Это способствует развитию системной эндотелиопатии и стойкой вазоконстрикции, тем самым нарушая два взаимосвязанных процесса – ангиогенез (неоваскуляризация из предшествующих кровеносных сосудов в ответ на гипоксию) и вазодилятацию, которые необходимы для морфогенеза плацентарного «дерева» и растущих потребностей плода [16–19].

Функциональные процессы в плаценте являются уникальным индикатором любого нарушения метаболизма в организме беременной. Оптимальная плацентарная перфузия требует контролируемой инвазии трофобласта и глубокого его проникновения в проксимальные участки спиральных артерий матки [20–22]. Снижение напряжения кислорода в крови, которое возникает на фоне неконтролируемой вазодилатации у пациенток с МС, вызывает гипоксию тканей, что приводит к поверхностной инвазии трофобласта [23, 24], ограничивающейся децидуальным сегментом спиральных артерий и, как следствие, они сохраняют свою высокую резистентность [25]. В результате формирующаяся гипоксическая дизрегуляция плацентарного ангиогенеза, обусловленная метаболической эндотелиопатией, приводит к различным осложнениям, в частности таким тяжелым, как гипотрофия плода, преэклампсия (ПЭ), вплоть до тяжелой формы эклампсии и в итоге к репродуктивным потерям [10, 23].

Таким образом, представляет значительный интерес изучение особенности формирования акушерской патологии на фоне МС.

Цель исследования: изучение особенностей эффекторных гормонов периферических желез внутренней секреции (адреналина, норадреналина, кортизола, ангиотензина-II, эндотелина-1) у женщин с МС и их влияние на формирование акушерской патологии.

Материал и методы исследования

Для решения поставленной цели в зависимости от характера метаболизма были сформированы, сопоставимые по численности клинические группы: I группа (основная) – 150 беременных с МС и II группа (контрольная) – 143 беременных с нормальным метаболизмом. В зависимости от клинического течения беременности были сформированы следующие подгруппы: беременные с МС без акушерской патологии – 58 пациенток; беременные с МС и ПЭ – 45 женщин и беременные с МС и задержкой роста плода (ЗРП) – 47 пациенток. В контрольной группе: беременные с нормальным метаболизмом без акушерской патологии – 56; беременные с нормальным метаболизмом и ПЭ – 44 пациентки; беременные с нормальным метаболизмом и ЗРП– 43 пациентки. Деление на подгруппы в зависимости от акушерских осложнений осуществлялось на основании данных ультразвукового исследования (УЗИ), критериев диагностики ПЭ (Российские клинические рекомендации).

Рандомизация выборки осуществлялась при помощи метода «Монета», суть которого состоит в равновероятности выпадения «орла» и «решки» в процессе статистического «подбрасывания» при нулевой гипотезе р=0,50.

В исследование были включены первобеременные женщины в возрасте от 18 до 28 лет с одноплодной беременностью.

Критерии включения в группу «Метаболический синдром» основались на критериях ВОЗ (1999): основной критерий: индекс резистентности HOMA (НОМА-IR) (≥2,77) + ≥2 из далее перечисленных: уровень глюкозы в плазме крови натощак ≥5,1 ммоль/л; дополнительные критерии: уровень триглицеридов ≥1,7 ммоль/л; уровень липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) <1,0 ммоль/л; липопротеидов низкой плотности (ЛПНП)>3,0 ммоль/л; уровень экскреции альбумина с мочой>20 мкг/мин; АД>140/90 мм рт. ст. отношение окружности талии к окружности бедер для женщин в I триместре беременности (ОТ/ОБ) >0,85. В группу контроля вошли соматически здоровые беременные без признаков МС. Характер исследования – лонгитюдное, в динамике 1-го, 2-го и 3-го триместров.

Всем беременным по месту жительства проводились общепринятые лабораторные методы исследования, предусмотренные приказом Минздрава России от 1 ноября 2012 года № 572н «Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи по профилю «акушерство и гинекология (за исключением использования вспомогательных репродуктивных технологий)».

Определение содержания исследуемых факторов в сыворотке крови пациентов осуществляли методом иммуноферментного анализа 1 раз в триместр, обсчет результатов проводили на фотометре TECANSUNRISE (Австрия): эндотелин-1 (ммоль/мл) наборами фирмы BIOMEDICA GRUPPE (Германия), кортизол (мкг/дл) наборами фирмы «DBC» (Канада), ангиотензин II (пг/мл) наборами фирмы RayBio (Европа), адреналин и норадреналин (нг/мл) наборами фирмы IBL (Германия).

Забор венозной крови у беременных с акушерской патологией (ЗРП и ПЭ) проводился до начала терапии.

Все исследования осуществлялись после получения информированного согласия пациентки на проведение дополнительных методов исследования и лечения, а также заключения «Этического комитета».

Для анализа данных использовались процедуры описательной статистики, с помощью которых находились и оценивались значения медианы и интерквартильного размаха (25%, 75%). Статистическая значимость полученных результатов рассчитывалась при доверительной вероятности 95%. Для сравнения межгрупповых различий использовался непараметрический критерий Вилкоксона для независимых групп. Уровень значимости устанавливался равным 0,05 и менее.

Результаты исследования и их обсуждение

На первом этапе исследования проведена оценка содержания в венозной крови изучаемых вазоактивных молекул (эндотелин-1, кортизол, ангиотензин-II, адреналин и норадреналин) у пациенток групп сравнения в зависимости от особенностей метаболизма.

По результатам проведенного анализа установлено, что в группе беременных с МС содержание ангиотензина-II и кортизола в 3-м триместре значимо выше на 24% (р=0,0178) и 49% (0,0033) соответственно по отношению к их уровням в 1-м триместре.

У беременных с нормальным метаболизмом при анализе изучаемых гормонов во 2-м триместре было получено значимое увеличение на 23% (р=0,0421) концентрации адреналина, а в 3-м триместре – кортизола на 30% (0,0019) и на 62% – ангиотензина-II, в сравнении с их концентрациями в 1-м триместре.

При межгрупповой оценке исследуемых гормонов у беременных с МС имелось статистическое повышение в 1-м триместре уровня ангиотензина-II на 49% (р=0,0317) и адреналина на 31% (р=0,0046), а в 3-м триместре – кортизола на 30% (0,0002), в сравнении с их значениями у обследуемых группы контроля (табл. 1).

Еще в 1961 году Assali и Westersten показали, что при нормально протекающей беременности к родам отмечается двукратное увеличение ангиотензи­на-II, но при этом имеется толерантность к его вазопрессорным эффектам. По их мнению, этот эффект объясняется наличием высоких концентраций прогестерона и простациклинов, которые поддерживают сосудистый нормотонус, а также тем, что рецепторы к ангиотензину-II находятся в мономерном состоянии и инактивируются активными формами кислорода, в отличие от беременности осложненной ПЭ, когда они имеют димерное состояние [2].

Проведенное исследование подтвердило статистически значимое нарастание концентраций ангиотензина-II у беременных с нормальным метаболизмом, но при этом в группе с МС, начиная уже с 1-го триместра, были выявлены статистически значимо более высокие значения изучаемого гормона, превышающие в 1,9 раза его уровень в группе контроля.

Таким образом, были выявлены более высокие уровни адреналина и ангиотензина-II в 1-м триместре и кортизола в 3-м триместре у беременных с МС, что свидетельствует об усилении регулирующего влияния симпато-адреналовой системы, а также о большей стрессированности материнского организма в условиях метаболических нарушений по мере приближения срока родов.

На втором этапе исследования было решено оценить содержание вазоактивных молекул у беременных в зависимости от характера акушерской патологии. При внутригрупповом сравнении изучаемых эффекторных гормонов у беременных с МС в случае ЗРП и ПЭ было установлено статистически значимое повышение к 3-му триместру уровня кортизола на 32% (р=0,0148) и 45% (р=0,0232) соответственно, а также его значимое повышение в группе с ЗРП у пациенток с нормальным метаболизмом в 1,4 раза (р=0,0456). Также обнаружено статистически значимое увеличение уровня кортизола у женщин с ПЭ в 1-м триместре – в 1,9 раза (р=0,0327) и в 3-м триместре – в 1,6 раза (р=0,0217), по сравнению с женщинами без акушерских осложнений.

При анализе экспрессии сосудистых факторов роста в основной группе было установлено статистически значимое увеличение эндотелина-1 в 1,6 раза (р=0,0211) в 3-м триместре у беременных с ПЭ по сравнению с пациентками с физиологической беременностью.

В группе контроля только в 1-м триместре отмечалось значимое увеличение в 1,6 раза (р=0,0414) уровня кортизола у пациенток с ПЭ по сравнению с неосложненным течением беременности. При этом в 3-м триместре выявлено значимое повышение энотелина-1 в 1,2 раза (р=0,0138) у беременных с ПЭ по сравнению с группой с ЗРП (табл. 2).

Межгрупповой анализ изучаемых вазопрессорных молекул показал, что у беременных основной группы имелись значимо более высокие уровни в 1-м триместре эндотелина-1 при беременности, осложненной ЗРП и ПЭ на 62% (р=0,0036) и 80% (р=0,0285) соответственно и адреналина на 21% (р=0,0117) в группе с ПЭ, а также в 3-м триместре у беременных с ПЭ – кортизола на 21% (р=0,0412) в отличие от пациенток с нормальным метаболизмом.

По данным ряда авторов основным источником эндотелина-1 во время беременности является эндотелий сосудов фетоплацентарного комплекса, который прогрессивно увеличивается с ранних сроков и имеет два пика концентрации в 16 и 28 недель и зависит от стадий старения плаценты [2, 26], что согласуется с нашими данными. Однако также как и с адреналином, уже с 1-го триместра отмечается его значимое повышение у беременных с МС в 5,1 раза (р=0,0247) в группе с ПЭ и в 2,6 раза (р=0,0034) в группе с ЗРП относительно его значений у беременных с нормальным метаболизмом и аналогичными осложнениями. Поэтому сама по себе беременность является фоном для активного синтеза данного гормона, а присутствие у беременных метаболических нарушений (углеводных нарушений) способствует более интенсивному его образованию и соответственно более частому формированию осложненного течения беременности. При этом с введением градации «клиническое течение беременности» и разделением групп в зависимости от выявленного осложнения беременности не было получено статистически значимых различий в содержании ангиотензина-II и норадреналина.

Таким образом, в результате проведенного исследования выявлено статистически значимое увеличение уровня эндотелина-1, адреналина и кортизола у беременных с МС, более выраженное у женщин с ПЭ. Полученные данные свидетельствуют о том, что при метаболических нарушениях повышение уровня вазопрессорных и стресс-либерирующих гормонов и медиаторов способствуют формированию вазоспастических процессов в женском организме, нарушению кровотока в маточно-плацентарно-плодовом комплексе и потенцируют развитие ПЭ и ЗРП.

Заключение

По результатам проведенного исследования установлено, что эндотелиальная дисфункция и избыточная активация некоторых медиаторов и гормонов симпатоадреналовой системы при МС наиболее характерны для женщин с ПЭ по сравнению с ЗРП, что, по-видимому, обусловлено более выраженным нарушением механизмов гормонального и рецепторного регулирования, преобладанием вазоспастических процессов на фоне центро-периферической дезинтеграции у данного контингента женщин.

Supplementary Materials

  1. Table 1 –Content of effect or hormones of peripheral endocrine glands in blood serum of pregnant women with the metabolic syndrome and normal metabolism
  2. Table 2 – Content of effect or hormones of peripheral endocrine glands in blood serum of women with the metabolic syndrome and normal metabolism depending on the clinical course of pregnancy

References

1. Serov V.N., Prilepskaya V.N., Ovsyannikova Т.V. Gynecological endocrinology. Guideline. Moscow: MEDpress-inform; 2015. 512p. (in Russian)

2. Spradley F.T., Palei A.C., Granger J.P. Increased risk for the development of preeclampsia in obese pregnancies: weighing in on the mechanisms. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2015; 309(11): R1326-43.

3. Botasheva T.L., Linde V.A., Gudz E.B., Palieva N.V., Zavodnov O.P. Somnological status and melatonin metabolism in women in the dynamics of physiological pregnancy and in case of metabolic syndrome. In: 26th Congress of the Polish Physiological Society : Book of Programme and Abstracts. September 18-20, 2014. Szczecin, Poland. J. Physiol. Pharmacol. 2014; 65(Suppl. 1).

4. Palieva N.V., Botasheva T.L., Gudz E.B., Linde V.A., Barinova V.V., Aleksandrova E.M. Features of the somnological status of women with metabolic syndrome and their influence on the course of pregnancy. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2016; 19(2): 107-12. (in Russian)

5. Borovkova E.I. Conducting pregnancy in patients with obesity and obesity. Akusherstvo, ginekologiya i reproduktsiya. 2010; 4(2): 21-5. (in Russian)

6. Negrusha N.A., Zenin D.Yu., Gordienko A.V., Shmidt A.A., Sarazov M.P., Kuraleh N.S. i dr. Features of carbohydrate and lipid metabolism in pregnant women with alimentary obesity at late gestation. In: Actual problems of internal diseases. Collection of proceedings of the 11th scientific-practical conference. Issue. 13. St. Petersburg; 2010: 156-7. (in Russian)

7. Mamedov M.N. Metabolic syndrome in Russia: prevalence, clinical features and treatment. Monograph. Moscow: Izvestiya Upravleniya delami Prezidenta Rossiyskoy Federatsii; 2011. 160p. (in Russian)

8. Kononova O.N., Pristrom A.M., Cheshik I.A. Indicators of insulin resistance and other components of the metabolic syndrome in pregnant women with obesity.. Kurskiy nauchno-prakticheskiy vestnik «Chelovek i ego zdorove». 2015; 1: 33-9. (in Russian)

9. Smirnova V.A. Metabolic syndrome and hyperadrenoreactivity as risk factors for unfavorable course of pregnancy and perinatal outcomes. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika. 2009: 8(6, Annex 1): 335. (in Russian)

10. Makolkin V.I. Metabolic syndrome. M.: MIA; 2010. 144p. (in Russian)

11. Buhonkina Yu.M., Chizhova G.V., Avilova A.A., Poluhina E.V. Features of endothelial dysfunction and the condition of the placenta-placental uterine blood flow in pregnant women with arterial hypertension. Zdravoohranenie Dalnego Vostoka. 2010; 1: 36-9. (in Russian)

12. Buhonkina Yu.M., Chizhova G.V., Loyfman V.M., Popova T.V., Kanina L.Yu. Coagulopathy in pregnant women with congenital heart defects. Zdravoohranenie Dalnego Vostoka. 2010; 1: 46-9. (in Russian)

13. Edalat B., Sharifi F., Badamchizadeh Z., Hossein-Nezhad A., Larijani B., Mirarefin M., Fakhrzadeh H. Association of metabolic syndrome with inflammatory mediators in women with previous gestational diabetes mellitus. J. Diabetes Metab. Disord. 2013; 12(1): 8.

14. Makarov I.O., Shilov E.M., Petunina N.A., Borovkova E.I., Shemanaeva T.V., Bayramova M.A. The course of pregnancy, childbirth and the postpartum period in women with metabolic syndrome. Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. 2012; 3: 36-41. (in Russian)

15. Reynolds R.M., Walker B.R., Phillips D.I., Dennison E.M., Fraser R., MacKenzie S.M. et al. Programming of hypertension: associations of plasma aldosterone in adult men and women with birthweight, cortisol, and blood pressure. Hypertension. 2009; 53(6): 932-6.

16. Kudinova E.I., Botasheva T.L., Orlov A.V., Frolov A.A., Gimbut V.S. Peculiarities of the functioning of syncytiotrophoblast and the system of vascular endothelial growth factors with delayed fetal growth in the first and second trimester of pregnancy. Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya. 2015; 4: 383. (in Russian)

17. Botasheva T.L., Linde V.A., Pogorelova T.N., Ermolova N.V., Gunko V.O., Sargsyan O.D., Barinova V.V. Effect of fetal sex on the angiogenic factor-cytokine system in women during the second and third trimesters of physiological and complicated pregnancy. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and gynecology. 2014; 8: 40-6. (in Russian)

18. Botasheva T.L., Linde V.A., Ermolova N.V., Hloponina A.V., Sargsyan O.D., Barinova V.V. Angiogenic factors and cytokines in women with physiological and complicated pregnancy, depending on the sex of the fetus. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2016; 19(2): 22-7. (in Russian)

19. Pogorelova T.N., Krukier I.I., Avrutskaya V.V., Drukker N.A. Molecular mechanisms of disturbance of the processes of angiogenesis in pregnancy complicated by delayed fetal growth. Fundamentalnaya meditsina i biologiya. 2012; 1: 71-5. (in Russian)

20. Arshavskiy I.A Physiological mechanisms and patterns of individual development: The fundamentals of the neuroentropic theory of ontogeny. Moscow: Nauka; 1982. 270p. (in Russian)

21. Teodoresku-Eksarku I. Reproduction of human. М .: Medical publishing house; 1981. 850p. (in Russian)

22. Horvath B. Metabolic syndrome in normal and complicated pregnancies. Metab. Syndr. Relat. Disord. 2013; 11(3): 185-8.

23. Radzinskiy V.E. Obstetric aggression. M.; 2012. 670p. (in Russian)

24. Nicolaides K.H. Turning the pyramid of prenatal care. Fetal Diagn. Ther. 2011; 29(3): 183-9.

25. Nicolaides K.H. Screening for fetal aneuploidies at 11 to 13 weeks. Prenat. Diagn. 2011; 31(1): 7-15.

26. Komilova M.S., Pahomova Zh.E. The importance of endothelium in the development of complications of the gestational period. Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. 2015; 15(1): 18-23. (in Russian)

Received 20.06.2016

Accepted 02.09.2016

About the Authors

Natalia Viktorovna Palieva, Candidate of Medical Sciences, Academic Secretary of Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia.
344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +79282964696. E-mail: nat-palieva@yandex.ru
Tatiana Leonidovna Botasheva, Doctor of Medicine, Professor, Head of the Female Physiology Laboratory, Chief Researcher of the Obstetrics and Gynecology Department, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia.
344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +78632009259. E-mail: t_botasheva@mail.ru
Viktor Anatolievich Linde, Doctor of Medicine, Professor, Director of Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia.
344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +78632903323. E-mail: vik-linde@yandex.ru
Valeria Viktorovna Avrutskaya, Doctor of Medicine, Chief Researcher of the Obstetrics and Gynecology Department, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia. 344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +78632275205. E-mail: V.Avrutskaya@rniiap.ru
Elena Vasilievna Zheleznyakova, Candidate of Medical Sciences, Researcher of the Female Physiology Laboratory of the Obstetrics and Gynecology Department,
Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia.
344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +78632009259. E-mail: elena.gel.1961@yandex.ru

For citations: Palieva N.V., Botasheva T.L., Linde V.A., Avrutskaya V.V., Zheleznyakova E.V. Features of some vasoactive hormones and vascular factors in women with metabolic syndrome and their influence on the development of obstetric complications.
Akusherstvo i Ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2017; (6): 48-54. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.6.48-54

Similar Articles

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