Отсутствуют работы, посвященные комплексному изучению грелина, лептина и гормонов роста в процессе эмбриогенеза. Изучение регуляторных функций грелина и лептина в эмбриогенезе является актуальным, т.к. именно грелин и лептин, возможно, выполняют роль связующего звена между процессами питания и функционирования репродуктивной системы человека, а также развитием эмбриона и плода.
Второй триместр беременности характеризуется наиболее быстрыми темпами роста плода, формированием и ростом плаценты. По литературным данным, именно начиная со второго триместра наблюдаются значительные изменения в физиологических процессах, включая и гормональную регуляцию, а также увеличивается количество потребляемых и запасаемых питательных веществ, наступает анаболитическая фаза беременности [1]. Таким образом, следует ожидать изменения в системе гормональной регуляции роста и питания. В связи с этим целью исследования явилось изучение концентрации инсулиноподобного фактора роста I, соматотропина, грелина, лептина и инсулина в крови матери в период с пятнадцатой по двадцать вторую неделю беременности при физиологическом течении и при истинной угрозе прерывания беременности.
Материалы и методы исследования
Материалом служили образцы сыворотки и плазмы крови беременных и небеременных женщин. От всех пациенток было получено информированное добровольное согласие на обследование.
В исследовании участвовало 98 женщин в возрасте от 22 до 37 лет, большинство из которых проживают на территории Ростовской области. Исходя из анамнеза и гестационного срока беременности было сформировано 4 группы обследованных. Описание групп приведено в таблице 1.
Таблица 1. Характеристика групп обследованных женщин
|
Недели беременности |
Течение беременности |
n |
Средний возраст (полных лет) |
Рост (см) |
Вес (кг) |
Индекс массы тела |
|
Не беременные |
- |
29 |
26,3±0,7 |
165,0±1,1 |
58,5±2,0 |
21,5±0,8 |
|
15-17 |
Физиологическое |
39 |
29,2±0,9 |
168,0±1,0 |
63,2±1,6 |
22,2±0,5 |
|
18-22 |
Физиологическое |
13 |
28,8±1,6 |
166,0±1,5 |
63,7±3,0 |
23,2±1,1 |
|
18-22 |
Истинная угроза прерывания |
17 |
28,4±1,1 |
166,3±1,3 |
61,7±1,5 |
22,2±0,5 |
Забор крови для анализа проводили в утренние часы натощак с применением вакуумной системы. Дальнейшую подготовку образцов проводили по стандартной методике.
Исследование уровня грелина, лептина, инсулиноподобного фактора роста I и гормона роста в крови проводили методом иммуноферментного анализа на автоматическом иммуноферментном анализаторе «Alisei» (Италия), с использованием тест-систем производства Peninsula Laboratories, LLC (США), DRG (Германия) и DBC (Канада), в соответствии с инструкциями производителя.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0.
Результаты исследования
Первым этапом нашего исследования явились изучение концентраций гормонов роста и трофики в крови беременных во втором триместре на 15 - 17 неделе при физиологическом течении (таблица 2) и проведение сравнительного анализа исследуемых показателей у беременных женщин первого, второго триместра и небеременных.
Уровень инсулиноподобного фактора роста - 1 на 15 - 17 неделе гестации снижен по сравнению с первым триместром беременности на 26 % (р=0,006), приближаясь к значениям, характерным для небеременных женщин. На 60 % (р=0,015) по сравнению с небеременными возрастает концентрация лептина, в то время как концентрация инсулина снижается на 17 % (р=0,05). Полученные средние значения содержания гормонов находятся в пределах физиологической нормы, однако диапазон наблюдаемых значений сдвинут в сторону нижней и верхней границ нормы.
Таблица 2. Концентрации гормонов роста и трофики в крови матери на 15 - 17 неделях гестации (n=39) при физиологически протекающей беременности
|
Недели беременности |
15-17 |
15-17 |
Небеременные |
р1* |
4-10 |
р2* |
|
|
Среднее значение (М±m) |
Диапазон наблюдаемых значений
|
Среднее значение (М±m) |
Среднее значение (М±m) |
||
|
ИФР-1 (нг/мл) |
110,0±6,22 |
52,2 - 200,1 |
116,82±4,34 |
0,4 |
149,79±11,93 |
_0,006 |
|
СТГ (нг/мл) |
2,99±0,280 |
0,78 - 7,6 |
2,41±0,49 |
0,33 |
2,14±0,31 |
0,12 |
|
Грелин (нг/мл) |
0,3±0,03 |
0,09 - 1,07 |
0,345±0,047 |
0,23 |
0,300±0,03 |
0,55 |
|
Лептин (нг/мл) |
15,6±1,64 |
2,14 - 41,79 |
9,75±1,27 |
0,02 |
15,25±2,78 |
0,14 |
|
Грелин/лептин |
0,03±0,005 |
0,004 - 0,164 |
0,049±0,008 |
0,07 |
0,039±0,006 |
0,15 |
|
Инсулин (нг/мл) |
8,4±0,48 |
2,75 - 16,68 |
10,12±0,52 |
0,05 |
9,0±0,85 |
0,4 |
*- р1 - достоверность отличий показателей второго триместра от показателей небеременных женщин
*- р2 - достоверность отличий показателей второго триместра от показателей 1-го триместра
На сроке 18 - 22 недели концентрация ИФР-1 вновь повышается, достигая значений, характерных для 1 триместра беременности. Остальные показатели остаются на прежнем уровне.
В ходе изучения содержания гормонов роста и трофики в крови матери на 20 - 22 неделе развития плода при истинной угрозе прерывания беременности были получены следующие результаты (таблица 3). Концентрация грелина и СТГ была снижена по сравнению с показателями для физиологически протекающей беременности на 52 % (p=0,035) и 60 % (p=0,01) соответственно. Также наблюдалось снижение уровня ИФР-1 на 28 % (p=0,065). Уровень инсулина был повышен в 2,5 раза (p=0,001). Секреция лептина при истинной угрозе прерывания беременности не изменялась.
В группе женщин второго триместра с физиологическим течением беременности, как и в группе небеременных, наблюдалась положительная корреляция концентрации лептина с весом женщины (0,36 при р<0,02) и с ИМТ (0,44 при р=0,006), а также лептина с инсулином (0,43 при р=0,007). Но, в отличие от группы небеременных, отсутствовала корреляция инсулина с весом и индексом массы тела, в то время, как наблюдалась умеренная положительная корреляция концентрации инсулина и ИФР-1 (0,33 при р=0,04).
Таблица 3. Сравнение показателей в группах обследованных с физиологически протекающей беременностью (n=13) и с угрозой прерывания беременности (n=17)
|
Изучаемые гормоны |
Течение беременности |
Среднее значение (М±m) |
Диапазон наблюдаемых значений |
р |
|
ИФР-1 (нг/мл) |
N* |
153,55±13,89 |
104,74 - 219,79 |
0,065_ |
|
УП* |
109,9±13,43 |
38,4 - 208,7 |
||
|
СТГ (нг/мл) |
N* |
2,29±0,45 |
0,68 - 4,34 |
0,01 |
|
УП* |
0,9±0,12 |
0,3 - 1,6 |
||
|
Грелин (нг/мл) |
N* |
0,42±0,07 |
0,25 - 1,02 |
0,035_ |
|
УП* |
0,2±0,025 |
0,1 - 0,3 |
||
|
Лептин (нг/мл) |
N* |
17,17±6,0 |
4,71 - 49,85 |
0,66 |
|
УП* |
20±1,69 |
10,4 - 31,3 |
||
|
Грелин/лептин |
N* |
0,06±0,02 |
0,007_ - 0,216 |
0,09 |
|
УП* |
0,02±0,002 |
0,006_ - 0,033 |
||
|
Инсулин (нг/мл) |
N* |
9,8±1,32 |
6,05 - 20,66 |
0,001_ |
|
УП* |
25,9±3,95 |
4,3 - 49,1 |
*N - физиологическая беременность, *УП - угроза прерывания беременности
При истинной угрозе прерывания беременности возникает умеренная отрицательная корреляция концентрации ИФР-1 с весом беременной женщины (-0,58 при р=0,04), чего не наблюдалось ни в первом, ни во втором триместре при физиологическом течении беременности. А так же наблюдается умеренная отрицательная корреляция соматотропного гормона с инсулином (-0,58 при р=0,04) и лептином (-0,59 при р=0,03).
Полученные концентрации ИФР-1 во втором триместре при физиологическом течении беременности отрицательно коррелировали с содержанием СТГ и положительно - с концентрацией инсулина и лептина. Тогда как в группе с истинной угрозой прерывания беременности корреляция с СТГ и лептином отсутствовала, а с инсулином была отрицательной.
Обсуждение результатов исследования
Во втором триместре, при физиологическом течении беременности, начиная с 15-й недели, мы наблюдали значительные изменения в системе энергетического баланса (рис. 1). Повышенный уровень лептина при сниженной концентрации инсулина может быть направлен на увеличение продолжительности циркуляции глюкозы в материнском кровотоке. Очевидно, это связано с особенностями эмбриогенеза человека на данном сроке гестации, так как на данном сроке беременности плод активно растет, ему необходимо поступление энергетических субстратов в увеличенном объеме. Кроме этого, наблюдаемое увеличение концентрации лептина в крови беременных во втором триместре может быть связано с тем, что лептин необходим для поддержания беременности, так как по данным различных исследований, в процессе физиологической беременности экспрессия лептина увеличивается с гестационным сроком, а при самопроизвольном прерывании беременности наблюдается снижение концентрации лептина в крови матери [7].
В наших исследованиях при угрозе прерывания беременности положительная динамика лептина в процессе гестации была более ярко выражена. Соотношение грелин/лептин сохранялось неизменным на протяжении всего периода беременности при физиологическом течении. Необходимость сохранения соотношения грелин/лептин может быть связано с реципрокными эффектами этих гормонов, оказываемыми на систему провоспалительных и противовоспалительных реакций [5]. При истинной угрозе прерывания это соотношение нарушалось. Является ли дисбалланс грелин/лептин причиной или следствием нарушения развития плода - предстоит выяснить.
В то же время мы наблюдали снижение концентрации ИФР-1 в крови матери (см. таб. 3). Падение уровня ИФР-1 обуславливает прерывание беременности в первом триместре в результате нарастания интенсивности апоптоза в клетках хориона [Орлов]. Сниженный уровень ИФР-1 в плаценте наблюдается на всех сроках гестации при угрозе прерывания, с максимальным снижением в 13 - 19 недель [3], что еще раз подтверждает, что источником ИФР-1 в крови беременной во втором триместре служит плацента.
Кроме снижения концентрации ИФР-1 было зарегистрировано повышение содержания ИФР-связывающего белка (ИФР-сб) (р=0,05) и инсулина. В экспериментальных работах [9] показано, что глюкоза снижает интенсивность синтеза ИФР-связываюшего белка в плаценте. Повышенный уровень инсулина вызывает снижение концентрации глюкозы, возможно поэтому уровень ИФР-1 связывающего белка возрастает. Это явление можно расценивать как компенсаторную реакцию, направленную на стимуляцию роста новых ворсин плаценты [4]. С другой стороны, повышенный уровень ИФР-1-сб может снижать биодоступность ИФР-1, что, например, наблюдается в секреторную фазу менструального цикла [8]. В период лютеиновой фазы менструального цикла ИФР-сб играет роль сдерживающего фактора, регулирующего активность ИФР-1, так как длительное воздействие высоких концентраций инсулиноподобного фактора роста - 1 может приводить к развитию новообразований. И в данном ракурсе можно сказать, что повышенный уровень ИФР-1-сб является причиной низкого уровня ИФР-1 и связанных с ним нарушений развития беременности.
Низкий уровень секреции ИФР-1 также может быть вызван пониженными значениями концентрации соматотропного гормона в сыворотке крови женщин с угрозой прерывания беременности.
Рис. 1. Относительное (%) изменение концентраций гормонов при нормальном и патологическом течении беременности по сравнению с показателями небеременных женщин
Заключение
Угроза прерывания беременности, возникающая в связи с истмико-цервикальной недостаточностью, является частой акушерской патологией. В последнее время наблюдается рост частоты встречаемости данного осложнения беременности. Среди причин - увеличение частоты встречаемости эндокринной патологии, многоплодия, дисплазий соединительной ткани, беременностей после ЭКО и другие [2]. Все перечисленные состояния увеличивают риск развития функциональной ИЦН. Исход беременности, протекающей на фоне функциональной ИЦН, во многом зависит от своевременно начатого лечения, желательно до появления признаков позднего самопроизвольного аборта и преждевременных родов. Поэтому поиск маркеров для ранней диагностики истинной угрозы прерывания беременности является актуальным.
В нашей работе было показано, что для состояния, угрожающего жизни плода на 16 - 20 неделе развития, характерны следующие изменения в системе гормона роста: сниженные уровни грелина, гормона роста, инсулиноподобного фактора роста-1 при повышенных концентрациях в крови беременной инсулина и ИФР-1-связывающего протеина.
Данные изменения можно расценивать как компенсаторную реакцию организма, направленную на преобладание противовоспалительных реакций и на дополнительную стимуляцию роста ворсин плаценты.
Исследования выполнены в рамках госконтракта № 02.740.11.05.01. ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг» и тематического плана НИИ биологии ЮФУ на 2010-2011 годы, а также при поддержке грантов ФЦП МОН РФ госконтракт №14.740.11.0006 и №16.552.11.7024.
Рецензенты:
- Амелина С.С., д.м.н., руководитель Медико-генетической консультацией государственного учреждения здравоохранения Ростовской областной клинической больницы, главный специалист Министерства здравоохранения Ростовской области по генетике, г. Ростов-на Дону.
- Попова В.А., д.м.н., главный научный сотрудник ФГУ «Ростовский научно-исследовательский институт акушерства и педиатрии», г. Ростов-на Дону.
Работа получена 16.09.2011.