Role of pro- and contrinsular factors in the development of obstetric pathology

Linde V.A., Palieva N.V., Botasheva T.L., Avrutskaya V.V., Dudareva M.V.

Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia, Rostov-on-Don 344012, Mechnikova str. 43, Russia
Objective. To investigate the effects of pro- and contrinsular proteins in women with metabolic syndrome and in those with normal metabolism 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 pro- and contrinsular factors (insulin-like growth factor-1, insulin-like growth factor-1 binding protein, receptor for glycation end products, and retinol-binding protein-4) in 150 patients with metabolic syndrome and 143 women with normal metabolism over time (1-3 trimesters). For data analysis, the investigators used descriptive statistics procedures that were employed to estimate the median values and interquartile ranges (25% to 75%). The significance level was set to be equal to 0.05.
Results and discussion. In patients with preeclampsia in the presence of metabolic syndrome, the values of insulin-like growth factor-1 were established to progressively increase by the third trimester, which were significantly higher than in women with physiological pregnancy and in those with normal metabolism. At the same time, the levels of the receptor of glycation end products were, on the contrary, significantly higher in the examinees with normal metabolism and uncomplicated pregnancy. The findings are suggestive of the initiation of insulin resistance in women with metabolic syndrome in the early pregnancy periods and of endothelial dysfunction that is most obvious in patients with preeclampsia.
Conclusion. Pregnant women with metabolic syndrome develop insulin resistance just in the first trimester. The decreased level of receptors for glycation end products in pregnant women with metabolic syndrome indicates the development of endothelial dysfunction that is most pronounced in patients with preeclampsia.

Keywords

pregnancy
metabolic syndrome
preeclampsia
proinsular and contrinsular factors

Важную роль в формировании механизмов гестационной устойчивости играют метаболические процессы [1–6]. Беременность сопровождается существенной перестройкой обменных процессов в женском организме, которые характеризуются усилением анаболизма, системообразующей целью которого является формирование запаса питательных веществ для вынашивания плода. Наиболее выраженные изменения отмечаются в углеводном обмене, проявляются «диабетогенные» свойства беременности, за счет формирующейся инсулинорезистентности (ИР), изменяется липидный обмен, повышается уровень жирных кислот, которые наряду с глюкозой участвуют в энергетическом обмене, что способствует в дальнейшем кумуляции энергетических ресурсов организма матери для реализации своей трофической функции по отношению к плоду [7, 8].

По сути происходящих метаболических изменений, беременность является моделью метаболического синдрома (МС), при котором регистрируются выраженные изменения практически во всех видах обмена, в свертывающей системе крови, вегетативной нервной регуляции, сосудисто-эндотелиальных взаимодействиях [9].

Периферическая ИР индуцируется за счет определенных эффектов про- и контринсулярных модуляторов, нарушающих связывание инсулина с рецепторами [10] и снижающих его пострецепторные эффекты [11]. Однако при физиологической беременности происходит компенсация имеющейся ИР под действием гормональных, структурных и функциональных перестроек. Если беременности не сопутствуют осложнения, метаболические изменения самоликвидируются [5]; тогда как при нарушенном метаболизме на фоне МС компенсаторные механизмы не срабатывают [12–14] и неэффективная прогрессирующая ИР приводит к разбалансированному выбросу про- и контринсулярных факторов, вазоконстрикторов и дилататоров, про- и антикоагулянтов и запуску механизмов эндотелиальной дисфункции [15]. Результатом эндотелиопатии становятся нарушения гемодинамических процессов в маточно-плацентарно-плодовом комплексе, реализующиеся в форме акушерской патологии [16–18]. К числу наиболее часто развивающихся осложнений беременности следует отнести преэклампсию (ПЭ) и задержку роста плода (ЗРП) на фоне выраженной плацентарной недостаточности [5,19–23]. Однако, несмотря на всю важность проблемы, научных данных о роли про- и контринсулярных факторов в генезе этих осложнений беременности недостаточно.

Цель исследования: изучение влияния про- и контринсулярных белков (инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1); белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-BP-1); рецептор конечных продуктов гликозилирования (RAGE) и ретинол-связывающий белок-4 (RBP4)) у женщин с МС и нормальным метаболизмом на формирование акушерской патологии.

Материал и методы исследования

Были сформированы две клинические группы, сопоставимые по численности, возрасту, соматическому и гинекологическому статусу: I группа (основная) – 150 беременных с МС и II группа (контрольная) – 143 беременных с нормальным метаболизмом.

Каждая клиническая группа была разделена на подгруппы с учетом характера течения беременности. I группа: физиологическая беременность – 58; с ПЭ – 45; с ЗРП – 47. II группа: физиологическая беременность – 56; с ПЭ – 44; с ЗРП – 43.

Рандомизация выборки осуществлялась при помощи метода «монета».

Критериями включения в исследование стали: первобеременные в возрасте от 18 до 28 лет с одноплодной беременностью с нормальным метаболизмом и МС.

Диагноз «Метаболический синдром» выставлялся согласно критериям ВОЗ (1999): ИР и 2 и более из далее перечисленных: уровень триглицеридов ≥1,7 ммоль/л; липопротеидов высокой плоскости <1,2 ммоль/л; липопротеидов низкой плотности >3,0 ммоль/л; экскреция альбумина с мочой >20 мкг/мин; артериальное давление 140/90 мм рт. ст.; отношение окружности талии к окружности бедер >0,85 (для женщин в I триместре беременности) или индекс массы тела (ИМТ) более 30 кг/м2 (для беременной женщины этот показатель рассчитывается по весу до беременности).

ИР определялась по индексу предложенному D.R. Matthews и соавт. (1985) Homeostasis Model Assessment – HOMА-IR, вычисляемого по формуле: инсулин натощак (мкЕд/мл) × глюкоза натощак (ммоль/л)/22,5. Значение индекса ≥2,77 соответствовало ИР.

В контрольную группу были отнесены соматически здоровые беременные без признаков МС.

Критерии исключения из исследования: повторнобеременные и повторнородящие; беременные: с врожденными пороками развития и хромосомными аномалиями у плода; после программ вспомогательных репродуктивных технологий; с декомпенсированными формами экстрагенитальной патологии; с другой эндокринопатией, в том числе сахарный диабет 1-го и 2-го типов; с врожденными пороками развития, в том числе с аномалиями строения мочеполовой системы; а также отказ женщины от участия в исследовании.

Характер исследования – лонгитюдное, в 1, 2 и 3-м триместре беременности. Общепринятые лабораторные методы исследования, предусмотренные приказом Минздрава России от 1 ноября 2012 г. №572н «Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи по профилю «акушерство и гинекология (за исключением использования вспомогательных репродуктивных технологий)» всем беременным проводились в рамках диспансерного наблюдения женской консультацией.

Определение содержания исследуемых факторов в сыворотке крови пациентов осуществляли методом иммуноферментного анализа 1 раз в триместр, обсчет результатов проводили на фотометре TECANSUNRISE (Австрия): IGF-1 (мкг/л) наборами фирмы IDS (США); IGF-BP-1 (нг/мл) наборами фирмы Mediagnost (Германия); RAGE (пг/мл) тест-системами фирмы R&D Systems (США); RBP4 (мкг/л) наборами фирмы IMMUNDIAGNOSTIK (Европа).

Оценка функционального состояния кровотока в маточно-плацентарно-плодовом комплексе, изучение фетометрических показателей и исследование плаценты и околоплодовой среды осуществлялись при помощи двумерного ультразвукового и допплерометрического методов исследования (SonoSite MicroMaxx, США, регистрационный № 294-05/152).

Регистрация сердечной деятельности плода и контрактильной активности матки велась при помощи кардиотокографа «Сономед-200» (Россия, по реестру центра сертификации медицинских изделий ВНИИМП ТУ №9442-042-31322051-2006)

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%). Для сравнения межгрупповых различий использовался непараметрический критерий Вилкоксона для независимых групп. Уровень значимости устанавливался равным 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ содержания про- и контринсулярных факторов в периферической крови у женщин с МС в динамике беременности при внутригрупповой оценке в течение беременности установил статистически значимое повышение к 3-му триместру уровней RBP4 в 1,4 раза (р=0,0132), IGF-1 в 2,0 раза (р=0,0214) и IGF-BP-1 в 1,7 раза (р=0,0237) и снижение значений RAGE в 1,1 раза (р=0,0428) (табл. 1).

У беременных с нормальным метаболизмом также, как и в основной группе, было получено статистически значимое увеличение уровней IGF-1 и IGF-BP-1 в 2,8 (р=0,0023) и 1,8 (р=0,0421) раза соответственно (табл. 1). По-видимому, такое нарастание про- и контринсулярных факторов у пациенток обеих клинических групп связано с необходимой перестройкой метаболизма во время беременности.

При анализе абсолютных уровней изучаемых белков обращает на себя внимание тот факт, что у пациенток основной клинической группы на протяжении всей беременности уровни IGF-1 статистически значимо выше, чем в группе контроля. Так в 1-м триместре разница составила в 1,7 раза (р=0,0328), во 2-м триместре – в 2,7 раза (р=0,0215) и в 3-м триместре – в 1,2 раза (р=0,0044) выше (табл. 1).

Более высокие уровни таких проинсулярных факторов, как IGF-1 и RBP4 у беременных с МС по сравнению с группой контроля, начиная с 1-го триместра, указывают на формирование с ранних сроков патологической ИР, которая напрямую не связана с гравидарным изменением гормонального фона, иммунологической и рецепторной перестройкой. При этом снижение уровня RAGE к 3-му триместру, возможно, связано с продукцией инсулина поджелудочной железой плода и поступлением его в кровоток матери.

На 2-м этапе исследования, принимая во внимание характер течения беременности, установлено, что у пациенток с МС к 3-му триместру в подгруппе с ПЭ статистически значимо увеличились уровни RBP4 в 1,2 раза (р=0,0318), IGF-1 в 2,5 раза (р=0,0422) и IGF-BP-1 в 1,8 раза (р=0,0341). В подгруппе с ЗРП установлено лишь значимое увеличение к 3-му триместру уровня RBP4 в 1,2 раза (табл. 2).

В основной клинической группе было определено статистически значимое снижение уровня RAGE в 1-м и 3-м триместре в 1,3 (р=0,0022) и 1,2 (р=0,0146) раза соответственно, а также повышение значений IGF-1 в 1,8 раз (р=0,0028) и RBP4 в 1,3 раза (р=0,0116) во 2-м триместре в подгруппе с ПЭ относительно подгруппы с нормальным течением беременности (табл. 2).

Оценка изучаемых факторов у беременных группы контроля установила значимое увеличение уровня IGF-BP-1 в 1,8 раза (р=0,0087) и снижение значений RAGE в 1,4 раза (р=0,0428) к родам. Статистически значимых различий по другим факторам выявлено не было (табл. 2).

При межгрупповой оценке исследуемых регуляторов статистически значимое увеличение было выявлено по содержанию IGF-1 у беременных с ПЭ во 2-м и 3-м триместрах. Получено его увеличение у пациенток основной группы в 1,4 раза (р1=0,0004 и р2=0,0021 соответственно) в сравнении с группой беременных с нормальным метаболизмом (табл. 2).

В подгруппе с неосложненным течением беременности и нормальным метаболизмом во 2-м триместре были определены статистически значимо выше уровни RAGE в 1,7 раза (р=0,0415) чем у пациенток с аналогичным течением беременности на фоне МС (табл. 2).

Значимых различий в изучаемых факторах у пациенток групп сравнения в подгруппах с ЗРП установлено не было. Также нами не были подтверждены данные Т.В. Тарабиной (2010) [24] о том, что на фоне формирующегося ЗРП имеется значимое динамическое снижение уровня IGF-1 как фактора митотической активности, влияющего на ростовые показатели у плода.

Таким образом, комплексный анализ содержания про- и контринсулярных факторов показал, что у беременных с ПЭ и ЗРП на фоне МС прогрессивно к 3-му триместру увеличивается продукция проинсулярных факторов IGF-1 и RBP4, а также контринсулярного белка переносчика IGF-BP-1, которая более выражена у исследуемых с ПЭ, что указывает на формирование у них патологической неконтролируемой ИР. Полученные результаты подтвердили мнение ряда исследователей о формировании ПЭ на фоне более выраженных проявлений ИР.

Также было установлено, что имеет место определенная зависимость уровня RAGE от срока и течения беременности. Выявлено, что в начале беременности он имеет наибольшие уровни, а к родам его значения снижаются. Однако его уровни значимо выше у исследуемых с нормальным метаболизмом и неосложненным течением беременности. Определенная особенность содержания RAGE может быть косвенным подтверждением более высокого уровня конечных продуктов излишнего гликозилирования белков и присутствия оксидативного стресса у беременных с МС, особенно в ситуации осложненной ПЭ. При этом сама тенденция его снижения к родам, возможно, является следствием старения плаценты, выраженности катаболических процессов в фетоплацентарном комплексе, а также активного поступления в материнский кровоток плодового инсулина.

При оценке клинического статуса беременных в ходе проведенного фрагмента исследования было установлено, что прибавка массы тела у беременных с МС, была выше, чем у женщин без нарушений метаболизма (р<0,05). Суммарная прибавка веса за беременность в I группе составила в среднем 12,07±0,62 кг, во II группе – 8,59±0,54 кг.

Во всех случаях ПЭ проявлялась следующей симптоматикой: отеки, гипертензия, протеинурия. Плацентарная недостаточность как один из критериев присутствия сосудистой дисфункции при ПЭ и ее тяжести, диагностирована: у пациенток с МС у 38 (84,4%) и в группе с нормальным метаболизмом у 27 (61,4%).

В основной группе беременных отмечено раннее начало ПЭ (23–25 недель) и более тяжелое и стремительное течение заболевания – у 21 (14,0%), в группе контроля – у 9 (6,3%). У респонденток I клинической группы тяжелая ПЭ встречалась в 1,5 раза чаще (у 29 (19,3%)). Досрочное родоразрешение в связи с тяжелой ПЭ в группе с МС имелось у 12 (8,0%), что в 1,7 раза больше чем в группе с нормальным метаболизмом. Случаев гибели родильниц с МС от прогрессирующей полиорганной недостаточности на фоне имеющейся тяжелой ПЭ зарегистрировано не было.

При проведении допплерометрического исследования у беременных с МС в 1,5 раза чаще регистрировалось снижение интенсивности маточно-плацентарно-плодовой гемодинамики у 71 (47,3%) пациенток в различные сроки гестации. По результатам кардиотокографического исследования признаки дистресса плода зарегистрированы у 76 (50,6%) беременных I группы и у 42 (29,4%) II группы. Преждевременные роды в основной группе в 1,7 раза были чаще – у 35 (23,3%). У 67 (44,7%) новорожденных от матерей I группы в раннем неонатальном периоде превалировали синдромы гипоксически-ишемического поражения центральной нервной системы, что в 2,1 раза превышает показатели в группе контроля.

Таким образом, можно заключить, что МС неблагоприятно отражается на периоде гестации, родах и состоянии новорожденных, что позволяет эту категорию беременных относить к группе высокого риска по развитию осложнений беременности и родов.

Выводы

  1. По результатам проведенного исследования доказано, что у беременных с МС с ранних сроков формируется патологическая ИР.
  2. Снижение уровня RAGE у беременных с МС свидетельствует о развитии у них дисфункции эндотелия, наиболее выраженной в случае ПЭ по сравнению с ЗРП.

Supplementary Materials

  1. Table 1 – Content of pro- and contrainsular factors in blood serum of pregnant women with the metabolic syndrome and normal metabolism
  2. Table 2 – Content of pro- and contrainsular factors in blood serum of patients with the metabolic syndrome and normal metabolism depending on the course of pregnancy

References

1. Belotserkovtseva L.D., Kovalenko L.V., Korneeva E.V., Mayer Yu.I., Shishanok O.Yu., Erchenko E.N. Features of the metabolic syndrome in women in different periods of life: pathogenesis, clinical features, diagnosis, treatment. Moscow: Academy of Natural Sciences; 2010. 73p. (in Russian)

2. Varvarina G.N., Tyurikova L.V., Lyubavina N.A., Malyisheva A.A. Metabolic syndrome in women after childbirth: its clinical and pathogenetic features. Meditsinskiy almanah. 2014; 5(35): 123-7. (in Russian)

3. Hromyilev A.V. Metabolic syndrome and pregnancy. Ozhirenie i metabolizm. 2014; 2: 3-7. (in Russian)

4. Andrianova O.L., Mirsaeva G.H., Fazlyieva R.M., Ibragimova L.A. The role of a multifactorial approach in the treatment of obesity in women. Almanah klinicheskoy meditsinyi. 2015; Prilozhenie 1: 8-12. (in Russian)

5. Serov V.N., Prilepskaya V.N., Ovsyannikova T.V., ed. Gynecological Endocrinology. Moscow: MEDpress-inform; 2015. 512p. (in Russian)

6. 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.

7. Nikolaeva-Ball D.R., Kan N.I. Status of adaptation mechanisms in women with metabolic syndrome and preeclampsia in the III trimester of pregnancy. Medline.ru 2012; 13(3): 803-18. (in Russian)

8. Gordyunina S.V. Insulin resistance and metabolic regulation. Problemyi endokrinologii. 2012; 58(3): 31-4. (in Russian)

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

10. Mikhalevich S.I., Eshenko A.V. Obstetric problems in patients with metabolic syndrome. Meditsinskie novosti. 2011; 6: 19-22. (in Russian)

11. Gordyunina S.V. Insulin resistance during pregnancy (review). Problemy endokrinologii. 2013; 59(5): 61-6. (in Russian)

12. 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; 12(3): 36-41. (in Russian)

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

14. Palieva N.V., Botasheva T.L., Linde V.A., Avrutskaya V.V. Zavodnov O.P., Zheleznyakova E.V. Features of the pro and contra insular factors in pregnant women with metabolic syndrome, depending on the morphological and functional asymmetries utero-placental complex. Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2016; 19(2): 113-8. (in Russian)

15. Makarov O.V., Volkova E.N., Dzhohadze L.S. Prospects for the diagnosis and prediction of pre-eclampsia. Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. 2012; 12(1): 35-42. (in Russian)

16. Krasnopolskiy V.I., Melnikov A.P., Bokarev I.N. Modern problems of coagulation disorders in obstetrics. Rossiskiy vestnik akushera-ginekologa. 2010; 10(2): 20-6. (in Russian)

17. Vanko L.V., Safronova V.G., Matveeva N.K., Sukhikh G.T. Oxidative stress in the genesis of obstetric complications. M: GEOTAR-Media; 2010. 264p. (in Russian)

18. Fonseki V., eds. Metabolic syndrome. Trans. from English. Meleshenko TV, ed. Moscow: Praktika; 2011; 272p. (in Russian)

19. Saveleva G.M., Shalina R.I., Sichinava L.G., Panina O.B., Kurtser M.A., ed. Obstetrics. Textbook. Moscow: GEOTAR-Media; 2011. 656p. (in Russian)

20. Makarov I.O., Borovkova E.I., Bayramova M.Yu. The risk of complications of pregnancy in patients with overweight and obesity. Vrach-aspirant. 2011; 44(1): 87-96. (in Russian)

21. Radzinskiy V.E. Obstetric aggression. Moscow: Izdatelstvo zhurnala Status Prezens; 2012. 672p. (in Russian)

22. Sen S., Carpenter A.H., Hochstadt J., Huddleston J.Y., Kustanovich V., Reynolds A.A., Roberts S. Nutrition, weight gain and eating behavior in pregnancy: A review of experimental evidence for long-term effects on the risk of obesity in offspring. Physiol. Behav. 2012; 107(1): 138-45.

23. Horvath B., Bodecs T., Boncz I., Bodis J. Metabolic syndrome in normal and complicated pregnancies. Metab. Syndr. Relat. Disord. 2013; 11(3): 185-8.

24. Timohina E.V., Tarabrina T.V., Kozlova U.A. The role of thrombophilia and angiogenic growth factors in the pathogenesis of fetal growth retardation. Voprosy ginekologii, akusherstva i perinatologii. 2008; 7(6): 50-4. (in Russian)

Received 28.06.2016

Accepted 02.09.2016

About the Authors

Viktor Anatolievich Linde, Professor, Doctor of Medicine, 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
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, Professor, Doctor of Medicine, 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, +79064248103. E-mail: t_botasheva@mail.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.: +78632674593, +78632275205. E-mail: V.Avrutskaya@rniiap.ru
Dudareva Maria Vasilievna, Doctor of Biology, the Head of the clinic- diagnostic laboratory, the leading research assistant of Department of medical and biologic problems in obstetrics and pediatrics, Rostov Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russia.
344012, Russia, Rostov-on-Don, Mechnikova str. 43. Tel.: +79185559012. E-mail: m.dudareva@rniiap.ru

For citations: Linde V.A., Palieva N.V., Botasheva T.L., Avrutskaya V.V., Dudareva M.V. Role of pro- and contrinsular factors in the development of obstetric pathology.
Akusherstvo i Ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2017; (2): 32-8. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.2.32-8

Similar Articles

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