The role of hyperhomocysteinemia in reproductive losses and the methods of its correction

Gerilovich L.A., Salmina A.B., Egorova A.T., Zhirova N.V.

Research Institute of Molecular Medicine and Pathobiochemistry, Prof. V.F. Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University, Ministry of Health of Russia
The paper describes the role of an elevated homocysteine level in the development of endothelial dysfunction and thrombophilic states, which are key factors for the development of fetal depletion syndrome in different gestational periods. It shows the main metabolism of folates and homocysteine, methods for correcting hyperhomocysteinemia, and the prevention of neural tube defects.

Keywords

folate cycle
hyperhomocysteinemia
endothelial dysfunction
thrombophilia
reproductive losses

Высокая частота репродуктивных потерь в настоящее время требует от врачей акушеров- гинекологов поиска новых, современных методов диагностики и профилактики синдрома потери плода. По данным В.Е. Радзинского, в России самопроизвольно прерывается каждая пятая беременность. Исследования последних лет доказали, что одной из ведущих причин привычного невынашивания являются нарушение в системе гемостаза, обусловленные состоянием приобретенной или наследственной гипергомоцистеинемии (ГГЦ) [1–5].

В более поздние сроки ГГЦ может быть причиной хронической плацентарной недостаточности, приводящей к хронической гипоксии и гипотрофии плода и рождению детей с низкой массой тела. У пациенток с беременностью, осложненной плацентарной недостаточностью, задержкой внутриутробного развития, антенатальной гибелью плода, ГГЦ определяется в 22% случаев. Также ГГЦ может быть одной из причин развития генерализованной микроангиопатии во второй половине беременности, проявляющейся гестозом: артериальной гипертензией, преэклампсией, эклампсией [6–10].

Гомоцистеин (ГЦ) – серосодержащая аминокислота, обмен которой неразрывно связан с обменом незаменимой аминокислоты метионина и цистеина. Нормальный метаболизм ГЦ возможен только с участием ферментов метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), метионинсинтазы (MTR) и метионинсинтазыредуктазы (MTRR), кофакторами которых являются витамины В6, В12 и фолиевая кислота. ГЦ является цитотоксичной аминокислотой и его низкое содержание в клетках обеспечивается путем реметилирования до метионина, а также путем транссульфурирования до цистеина. Реметилирование ГЦ до метионина осуществляется двумя путями: фолатзависимым и бетаинзависимым. В фолатзависимом пути в качестве донора метильной группы, необходимой для превращения ГЦ в метионин, используется 5-метилтетрагидрофолат-активная форма фолиевой кислоты. Катализирует данную реакцию фермент метионинсинтаза, а в качестве кофермента при этом выступает витамин В12 [11, 12].

Нормальное содержание ГЦ в крови составляет 5–15 мкмоль/л. При превышении этого уровня выделяют легкую (16–30 мкмоль/л), среднюю (31–100 мкмоль/л) и тяжелую (более 100 мкмоль/л) ГГЦ. Присутствие в крови ГЦ более 15 мкмоль/л в современной мировой литературе называют независимым фактором риска тромбоваскулярной патологии. У беременных концентрация ГЦ в крови значительно ниже, чем у небеременных, и составляет 3–5 мкмоль/л. Во время беременности физиологически уровень ГЦ снижается (более чем на 50%), это происходит между I и II триместром, в дальнейшем концентрация ГЦ остается неизменной в течение всей беременности [4,13–15].

Причины нарушения обмена ГЦ бывают генетически детерминированными и приобретенными.

Успехи современной молекулярной биологии и генетики, сделанные за последние несколько лет, открыли новые возможности для клинической медицины, в том числе генетически детерменированной гипрегомоцистеинемии. Наиболее частой наследственно обусловленной причиной тяжелой ГГЦ и классической гомоцистеинурии (врожденной) является гомозиготная мутация гена CBS. Распространенность этой патологии в общей популяции составляет 1 на 300 000, а результатом является увеличение уровня ГЦ натощак вплоть до 40-кратного от нормы. Гетерозиготная форма проявляется ГГЦ средней степени, встречается чаще и составляет 0,3–1% в общей популяции.

Наиболее частым ферментным дефектом, приводящим к умеренной ГГЦ, является мутация в гене, кодирующем MTHFR, которая катализирует переход фолиевой кислоты в ее активную форму [1].

Самая частая мутация MTHFR гена С677Т проявляется термолабильным вариантом фермента с 50% потерей его активности. Это аутосомно- рецессивная мутация замещает аланин на валин в белке фермента MTHFR. Последний катализирует превращение 5,10-метилентетрагидрофолата в 5-метилтетрагидрофолат с помощью фолиевой кислоты как кофактора. При этом состоянии нару- шение реметилирования ГЦ в метионин приводит к повышению в крови содержания ГЦ при низкой концентрации метионина. ГЦ является крайне активным соединением. Дефицит или нарушение функции фермента MTHFR – ключевое звено в

возникновении ГГЦ. Причиной средней и легкой степени ГГЦ чаще является гетерозиготно наследуемый дефицит MTHFR, наблюдающийся у 30–40% популяции [16].

Генетическая форма ГГЦ (мутация MTHFR С677Т) занимает ведущее место в структуре тромбофилии у пациенток с ранними и поздними выкидышами. В литературе имеются данные о взаимодействии гетерозиготной мутации MTHFR и синдрома потери плода, при которой риск развития последнего возрастает в 2 раза. Аналогичные механизмы могут являться причиной тяжелых форм гестоза, так как известно, что изменения в стенке сосудов при гестозе весьма схожи с таковыми при тромбозе. Установлено, что при одинаковой частоте гетерозиготной и гомозиготной формы мутации MTHFR у женщин с легкой, средней и тяжелой формой гестоза в анамнезе самая высокая концентрация ГЦ была отмечена у пациенток с тяжелым гестозом в анамнезе. Имеются данные о наличии связи между гомозиготной мутацией MTHFR, повышением уровня ГЦ и развитием преэклампсии [17].

К приобретенным причинам ГГЦ относят недостаток поступления с пищей витаминов – кофакторов ферментов, участвующих в метаболизме ГЦ (витамин В12-цианокобаламин, витамин В6-пиридоксин, витамин В2-флавин) и фолиевой кислоты. Именно недостаток фолатов сильнее всего повышает уровень ГЦ в плазме крови. Также ГГЦ может выявляться и при некоторых заболеваниях (артериальная гипертензия, хроническая почечная недостаточность, В12-дефицитная анемия, рак молочной железы, яичников, поджелудочной железы, острый лимфобластный лейкоз, ревматоидный артрит, сахарный диабет I и II типов), курении, чрезмерном употреблении кофе, алкоголя, применении некоторых лекарственных препаратов, таких как цитостатики, противосудорожные, гормональные контрацептивы и др., нарушающих синтез ферментов, необходимых для нормального обмена ГЦ. ГЦ в значительной мере нарушает нормальное функционирование системы антикоагулянтов. Он приводит к снижению способности клеток эндотелия связывать антитромбин III, снижает активацию протеина С, способен снижать активность тромбомодулина. При ГГЦ отмечаются нарушения процесса регуляции фибринолиза. Таким образом, оказывая воздействие на систему гемостаза и вызывая состояние гиперкоагуляции, избыток ГЦ в крови может принимать участие в развитии такого осложнения гестационного процесса, как преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты (ПОНРП) [13, 17, 18].

При недостатке поступления фолатов с пищей или генетическом дефекте фермента MTHFR нарушается формирование нервной трубки плода. Несмотря на значительные успехи современной пренатальной диагностики, дефекты нервной трубки (ДНТ) по-прежнему остаются одними из самых распространенных врожденных пороков развития. Ежегодная частота выявления ДНТ в России – 0,45%, смертность вследствие ДНТ – 300 новорожденных, что составляет 2% общей детской смертности. ДНТ является существенным фактором инвалидизации. Большинство случаев развития ДНТ – результат нарушений закрытия концов нервной трубки или повторного открытия. Замыкание нервной трубки происходит на 21–28-й день после зачатия в период, когда женщина еще не знает о беременности. Было доказано, что ГГЦ является одной из причин нарушения процессов формирования нервной трубки, когда формируются анэнцефалия и незаращение спинномозгового канала (spina bifida). Анэнцефалия приводит к 100% летальности, а spina bifida – к развитию серьезных неврологических проблем у ребенка, включая моторный паралич, пожизненную инвалидность и преждевременную смерть [17, 19].

Не менее важным следствием ГГЦ у беременных может быть эндотелиальная дисфункция, приводящая к развитию серьезной акушерской патологии. Этот механизм изучен крайне недостаточно, однако доказано, что эндотелиальная дисфункция во время беременности является патологическим состоянием и лежит в основе многих осложнений гестационного процесса (гестоз, фетоплацентарная недостаточность, иммуноконфликтная беременность, внутриутробное инфицирование плода). Она характеризуется изменением уровня продукции эндотелиальных факторов в фетоплацентарном комплексе по сравнению с физиологически протекающей беременностью [4, 20–22].

ГЦ способен нарушать синтез оксида азота (NO), простациклина и брадикинина, вызывая нарушение эндотелийзависимой вазодилатации, способствует активации факторов воспаления путем адгезии лейкоцитов на клетках эндотелия, оказывая влияние на метаболизм арахидоновой кислоты приводит к активации тромбоцитов и формированию тромбогенного статуса. Таким образом, повышенный уровень гомоцистеина в плазме является причиной оксидативного стресса, в результате которого происходит повреждение эндотелия с истощением эндогенных запасов естественных антикоагулянтов и вазодилататоров [17, 21].

Состояние гипергомоцистеинемии, способствующее развитию дисфункции эндотелия и гиперкоагуляции, может являться причиной бесплодия, ранних преэмбрионических и эмбрионических потерь беременности. По разным источникам, 12–18% пациенток, имеющих эту проблему, прибегают к методам вспомогательных репродуктивных технологий. Сегодня в нашей стране, как и во всем мире, все большее распространение получает метод лечения бесплодия путем экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) преовуляторных ооцитов и переноса дробящихся эмбрионов (ПЭ) в полость матки пациентки. Частота наступления беременности в программе ЭКО и ПЭ составляет в расчете на цикл 33,5%. В связи с низкой частотой наступления беременности после ЭКО изучаются различные критерии оценки качества ооцитов и эмбрионов. Особый интерес представляет связь биохимических показателей с частотой оплодотворения in vitro, частотой имплантации и частотой наступления беременности. Получены данные о том, что высокий уровень ГЦ в сыворотке крови и фолликулярной жидкости негативно влияет на результаты ЭКО и наступление беременности, и чем ниже уровень ГЦ, тем лучше качество эмбриона [8, 23–28].

Таким образом, ГГЦ способствует развитию патологии у беременных в различные сроки гестации, ассоциированной с дисфункцией эндотелия, снижает эффективность программ ВРТ, приводит к формированию врожденных пороков развития.

Лечение ГГЦ проводится фолиевой кислотой (до 4–6 мг в сутки) и витаминами В6 и В12 в форме фолатвитаминных комплексов. При выявлении гиперкоагуляции используют низкомолекулярные гепарины (клексан, фрагмин и др.) курсами по 10–14 дней, дозировка зависит от уровня гипергомоцистеинемии и состояния тромбогенной готовности.

Однако при лечении ГГЦ следует помнить, что не всегда потребление фолиевой кислоты в чистом виде способно обеспечить адекватное восполнение фолатного запаса, что связано с особенностью функционирования ферментных систем организма женщины. Свое основное биологическое действие фолиевая кислота реализует после трансформации в биологически активную форму 5-метилтетрагидрофолата (5-МТГФ) под действием фермента метилентетрагидрофолатредуктазы. При недостаточной активности данного фермента как у гомозигот, так и у гетерозигот процесс трансформации фолиевой кислоты в активную форму 5-МТГФ нарушается, и стандартные рекомендации по приему фолиевой кислоты не могут обеспечить оптимальный фолатный статус беременной, что приводит к увеличению в крови концентрации ГЦ [2, 3, 6, 18, 29–31].

Решение проблемы – использование уже активной формы фолатов в виде 5-МГТФ (метафолин), что позволяет нивелировать сниженную ферментативную активность и служит надежным способом профилактики патологии беременности и развития плода. Этот научный подход в коррекции гипергомоцистеинемии реализован на практике с помощью витаминного комплекса для женщин, планирующих беременность, беременных и кормящих – фемибион наталкер от немецкой компании MERCK. Фемибион I включает 200 мкг фолиевой кислоты и уже активную форму фолиевой кислоты – метафолин (200 мкг), который обеспечивает достаточное присутствие фолатов в тканях, независимо от проблем в генах, кодирующих фолатный цикл. Помимо фолатного комплекса, в препарате присутствуют витамины группы В, метаболизм которых тесно связан с количеством фолиевой кислоты, витамина С, Е, йода и др.

Для коррекции ГГЦ и профилактики врожденных пороков развития плода при планировании беременности препараты фолиевой кислоты (фемибион I) должны приниматься оптимально за 2–3 месяца до зачатия обоими супругами и в I триместре беременности до 12 нед. У пациенток с высоким риском гипергомоцистеинемии с 12-й нед следует продолжить прием активного фолатвитаминного комплекса фемибион II. Препарат содержит витамины группы В, С, Е, РР, фолаты, йод, 200 мг докозагексаеновой кислоты, принимать его нужно по 1 таблетке плюс 1 капсула до 20 недель беременности, а при необходимости – в течении всего периода гестации и лактации [3, 29, 30].

В заключение, всем пациенткам с репродуктивными потерями в анамнезе и беременным групп высокого риска по невынашиванию следует проводить скрининговое обследование на наличие повышенного уровня гомоцистеина в крови, а также исследование системы гемостаза в период подготовки к беременности, в каждом триместре беременности и в послеродовом периоде. При умеренной и высокой гомоцистеинемии показано молекулярно-генетическое тестирование на выявление мутаций генов фолатного цикла.

Таким образом, адекватная прегравидарная подготовка у пациенток с гипергомоцистеинемией – необходимое условие для наступления беременности и ее дальнейшего пролонгирования, снижения частоты осложнений беременности в разные сроки гестации, снижения неблагоприятных исходов для плода [1, 6, 11, 13, 18, 25, 27, 30, 32].

References

1. Dobrohotova Ju.Je., Suhih G.T., Dzhobava Je.M., Amintaeva L.A., Alieva D.N., Dzejgova Je.A. i dr. Gipergomocisteinemija i folievaja kislota pri nevynashivanii beremennosti. Rossijskij vestnik akushera-ginekologa. 2007; 7(5): 9-12.
2. Ozolinja L.A., Shajkova D.A. Rol' gipergomocisteinemii v razvitii sindroma zaderzhki rosta ploda. Ginekologija. 2008; 3: 22-4.
3. Murashko L.E., Shilina N.M., Kon' I.Ja., Ivanova O.L. Rol' polinenasyshhennyh zhirnyh kislot v patogeneze prejeklampsii. V kn.: Suhih G.T., Murashko L.E., red. Prejeklampsija: Rukovodstvo. M.: GJeOTAR-Media; 2010: 110-43.
4. Dzhobava Je.M., Amintaeva L.A., Alieva D.N., Artizanova D.P., Bolkunova N.V., Dobrohotova Ju.Je. Jendotelial'naja disfunkcija: gomocistein i oksid azota u beremennyh grupp vysokogo riska. Sovremennye podhody k terapii. Rol' folievoj kisloty. Problemy reprodukcii. 2010; 6: 98-103.
5. Micle O., Muresan M., Antal L., Bodog F., Bodog A. The influence of homocysteine and oxidative stress on pregnancy outcome. J. Med. Life. 2012; 5(1): 68-73.
6. Cturov V.G., red. Antitromboticheskaja terapija hronicheskogo nevynashivanija beremennosti v uslovijah trombofilii. Novosibirsk; 2012. 92 s.
7. Hogeveen M., Hogeveen M., Blom H.J., den Heijer M. Maternal homocysteine and small-for-gestational-age offspring: systematic review and meta-analysis. Am. J. Clin. Nutr. 2012; 95(1): 130-6.
8. Boxmeer J.C., Steegers-Theunissen R.P., Lindemans J., Wildhagen M.F., Martini E., Steegers E.A., Macklon N.S. Homocysteine metabolism in the pre-ovulatory follicle during ovarian stimulation. Hum. Reprod. 2008; 23(11): 2570-6.
9. Bibi S., Qureshi F., Ahmad M., Qureshi P.M., Memon A., Qazi R.A. Hyperhomocysteinaemia, vascular related pregnancy complications and the response to vitamin supplementation in pregnant women of Pakistan. J. Pak. Med. Assoc. 2010; 60(9): 741-5.
10. Murphy M.M., Fernandez-Ballart J.D. Homocysteine in pregnancy. Adv. Clin. Chem. 2011; 53: 105-37.
11. Mondoeva S.S., Suhanova G.A., Podzolkova N.M., Levina A.A., Vasil'ev S. A. Vlijanie gipergomocisteinemii na reproduktivnye poteri i ee korrekcija vo vremja beremennosti. Gematologija i transfuziologija. 2009; 6: 34-7.
12. Titov V.N. Biohimicheskie markery jendotelija i ego rol' v edinenii funkcional'no raznyh pulov mezhkletochnoj sredy i pula vnutrisosudistoj zhidkosti. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2007; 4: 6-15.
13. Aljab'eva E.A., Arzhanova O.N., Shljahtenko T.N., Sel'kov S.A., Pluzhnikova T.A. Osobennosti pregravidarnoj podgotovki i techenija beremennosti u zhenshhin s gipergomocisteinemiej i privychnym nevynashivaniem. Zhurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2008; 57(1): 47-51.
14. Shevchenko O.P. Gomocistein i ego rol' v klinicheskoj praktike (lekcija). Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2008; 11: 25-32.
15. Muresan M., Micle O., Antal L., Dobjanschi L., Antonescu A., Vicas L. et al. Correlation between reaktiveoxygene species and homocysteine levels in normal pregnancy. Farmacia. 2011; 59(2): 179-90.
16. Manuhin I.B., Baluda M.V., Zinchenko I.V., Tomakjan R.G., Hareba L.V. Rol' gomocisteina pri sindrome poteri ploda. Problemy reprodukcii. 2008; 1: 90-4.
17. Makarov O.V., Ozolinja L.A., Shajkova D.A., Kashezheva A.Z. Patogeneticheskie aspekty razvitija akusherskoj patologii pri gipergomocisteinemii. Akusherstvo i ginekologija. 2008; 4: 3-5.
18. Pluzhnikova T.A. Opyt primenenija folacina u zhenshhin s reproduktivnymi poterjami i gipergomocisteinemiej. Problemy reprodukcii. 2008; 2: 77-9.
19. Makacarija A.D., Bicadze V.O. red. Profilaktika povtornyh oslozhnenij beremennosti v uslovijah trombofilii. M.: Triada-H; 2008. 152 s.
20. Gomazkov O.A. Molekuljarnye i fiziologicheskie aspekty jendotelial'noj disfunkcii. Rol' jendogennyh himicheskih reguljatorov. Uspehi fiziologicheskih nauk. 2000; 4: 48-61.
21. Klimov V.A. Jendotelij fetoplacentarnogo kompleksa pri fiziologicheskom i patologicheskom techenii beremennosti. Akusherstvo i ginekologija. 2008; 2: 7-10.
22. Popova A.A., Majanskaja S.D., Berezikova E.N. Jendotelial'naja disfunkcija i mehanizmy ee formirovanija. Sibirskoe medicinskoe obozrenie. 2010; 4: 7-11.
23. Il'ina A.A., Kalinina I.I., Troshina T.G., Il'in K.A., Boltovskaja M.N., Stepanova I.I., Anshina M.B. Follikuljarnaja zhidkost' kak sreda, opredeljajushhaja kachestvo oocita i ishod programm VRT (obzor literatury). Problemy reprodukcii. 2008; 4: 27-38.
24. Ocal P., Ersoylu B., Cepni I., Guralp O., Atakul N., Irez T., Idil M. The association between homocysteine in the follicular fluid with embryo quality and pregnancy rate in assisted reproductive techniques. J. Assist. Reprod. Genet. 2012; 29(4): 299-304.
25. Berker B., Kaya C., Aytac R., Satiroglu H. Homocysteine concentrations in follicular fluid are associated with poor oocyte and embryo qualities in polycystic ovary syndrome patients undergoing assisted reproduction. Hum. Reprod. 2009; 24(9): 2293-302.
26. Forges T., Monnier-Barbarino P., Alberto J.M., Guéant-Rodriguez R.M., Daval J.L., Guéant J.L. Impact of folate and homocysteine metabolism on human reproductive health. Hum. Reprod. Update. 2007; 13(3): 225-38.
27. Boxmeer J.C., Macklon N.S., Lindemans J., Beckers N.G., Eijkemans M.J., Laven J.S. et al. IVF outcomes are associated with biomarkers of the homocysteine pathway in monofollicular fluid. Hum. Reprod. 2009; 24(5): 1059-66.
28. Pacchiarotti A., Mohamed M.A., Micara G., Linari A., Tranquilli D., Espinola S.B., Aragona C. The possible role of hyperhomocysteinemia on IVF outcome. J. Assist. Reprod. Genet. 2012; 24(10): 459-62.
29. Pyr'eva E.A. O profilakticheskoj roli folatov v period beremennosti. Russkij medicinskij zhurnal: Mat' i ditja. 2010; 19: 1206-8.
30. Shilina N.M. Rol' dokozageksaenovoj kisloty v pitanii beremennyh i kormjashhih. Voprosy ginekologii, akusherstva i perinatologii. 2010; 9(4): 88-91.
31. Kurcer M.A., Grodnickaja E.Je., Shamanova M.B., Lobova A.V. Folacin v kompleksnoj pregravidarnoj podgotovke i terapii privychnogo nevynashivanija beremennosti u zhenshhin s gipergomocisteinemiej. Problemy reprodukcii. 2010; 2: 87-91.
32. Makarov I.O., Borovkova E.I. Pitanie zhenshhin vo vremja beremennosti. Voprosy ginekologii, akusherstva i perinatologii. 2011; 4: 90-4.

About the Authors

Gerilovich Lyudmila Alexandrovna ,post-graduate student of the chair of obstetrics and gynecology of post graduate education, Krasnoyarsk State Medical University named after. Prof. V.F. Voyno-Yasenetsky
1, Partizan Zeleznyak str., 660022, Krasnoyarsk, Russia
Tel. 8 (391) 264-29-83. E-mail: ludagerilovich@mail.ru

Salmina Alla Borisovna, Doctor of Medicine, Professor, the head of the chair of Department of Biochemistry, Medical, Pharmaceutical and Toxicological Chemistry, Research Institute of Molecular Medicine & Pathology, Krasnoyarsk State Medical University named after. Prof. V.F. Voyno-Yasenetsky
1, Partizan Zeleznyak str., 660022, Krasnoyarsk, Russia
Tel.: 8 (391) 228-07-69. E-mail: allasalmina@mail.ru

Yegorova Antonina Timofeevna, Doctor of Medicine, Professor, the head of the chair of obstetrics and gynecology of post graduate education, Krasnoyarsk State Medical University named after. Prof. V.F. Voyno-Yasenetsky
1, Partizan Zeleznyak str., 660022, Krasnoyarsk, Russia
Tel.: 8 (391) 264-29-83. E-mail: meduniver-10@mail.ru

Zhirova Natalya Vladimirovna, Candidate of Medical Science, assistant professor of the chair of obstetrics and gynecology of post graduate education, Krasnoyarsk State Medical University named after. Prof. V.F. Voyno-Yasenetsky 1, Partizan Zeleznyak str., 660022, Krasnoyarsk, Russia
Tel.: 8 (391) 236-06-21. E-mail: meduniver-10@mail.ru

Similar Articles

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