Сетевое научное издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

Снижение перинатальной заболеваемости и смертности является одной из ключевых задач современного акушерства. Согласно современным представлениям большинство патологий, вызывающих тяжелые последствия для плода и новорожденного, вплоть до летального исхода, развиваются в процессе внутриутробного развития. По данным Федеральной службы статистики России, в 2020 г. на каждые 1000 новорожденных приходилось 1,59 случая смертей в возрасте до 7 дней и 3,1 случая смерти от дыхательных расстройств на 10 тыс. детей в возрасте до года [1]. Наиболее распространенными причинами смерти недоношенных детей являются дыхательные и сердечно-сосудистые нарушения (26%), инфекционные заболевания (23,6%), тяжелые гипоксически-ишемические и геморрагические поражения центральной нервной системы (20%) [2, 3].

Респираторный дистресс-синдром (РДС) и перинатальное поражение центральной нервной системы (ЦНС) находятся в тесной взаимосвязи. С одной стороны, гипоксия, возникающая при РДС, может приводить к повреждению ЦНС. С другой стороны, поражение ЦНС способно ухудшать дыхательную функцию и усугублять течение РДС. Этот порочный круг обусловлен тем, что гипоксия при нарушении дыхания повреждает клетки головного мозга. В то же время незрелость или дисфункция ЦНС могут нарушать механизмы регуляции дыхания, что, в свою очередь, усиливает гипоксию и способствует прогрессированию РДС.

Нейроспецифические белки являются определяющим фактором в прогрессировании многих патологий, поскольку именно они определяют локализацию, интенсивность и вектор биохимических процессов, протекающих в головном мозге. Обнаружение NSE и глиального белка S100 возможно исключительно при нарушении целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) [4]. Кроме того, поврежденные клетки нервной ткани также могут служить источником матриксных металлопротеиназ (ММП), циркулирующих в системном кровотоке. ММП – это семейство цинк-зависимых эндопептидаз, способных разрушать все типы белков внеклеточного матрикса. Они участвуют в метаболизме белков соединительной ткани, нормальном развитии и ремоделировании клеточного матрикса, эмбриогенезе и репарации тканей. Повышенное содержание матриксной металлопротеиназы-9 отражает повреждение базальной мембраны сосудов, развитие эндотелиальной дисфункции, что затрудняет процессы адаптации ребенка в раннем неонатальном периоде [5].

Ранняя диагностика этиологических факторов тяжелых респираторных и неврологических нарушений, особенно у недоношенных новорожденных, сопряжена со значительными трудностями, что уменьшает возможность своевременного применения дорогостоящих высокотехнологичных методов терапии. Определение состояния и этиологии дыхательных нарушений и повреждения центральной нервной системы (ЦНС) в первые часы и дни жизни посредством анализа клинической симптоматики представляет собой сложную задачу. Следовательно, актуализируется поиск иммунологических маркеров адаптационных резервов у новорожденных с патологией.

Цель исследования – оценить уровни нейроспецифических белков и металлопротеиназы-9 у детей с различной степенью дыхательных нарушений в динамике неонатального периода.

Материал и методы исследования

Проведено проспективное сравнительное когортное обследование 143 недоношенных детей, гестационного возраста 28–31 недель и 6 дней, находящихся на лечении в отделении реанимации. В ходе исследования пациенты были разделены на три группы: основную группу 1 составили 77 недоношенных детей с оценкой по шкале Сильвермана – Андерсен 6–10 баллов (тяжелые дыхательные нарушения); основную группу 2 – 32 недоношенных ребенка с оценкой по шкале Сильвермана – Андерсен 4–6 баллов (умеренные дыхательные нарушения) и группу сравнения 3 – 34 недоношенных новорожденных с оценкой по шкале Сильвермана – Андерсен 1–3 балла (минимальные дыхательные нарушения).

Критерии включения: недоношенные новорожденные дети гестационного возраста 28–31 недели и 6 дней с дыхательными расстройствами.

Критерии невключения: несоответствие критериям включения; наличие гемолитической болезни плода и новорожденного; врожденные пороки сердечно-сосудистой и дыхательной систем; синдром аспирации мекония; наличие наследственных болезней обмена веществ.

Исследование проводилось по единой схеме, предполагавшей изучение соматического, акушерско-гинекологического анамнеза матерей, особенностей течения настоящей беременности, клинического и лабораторного обследования новорожденных. Проведение исследования одобрено этическим комитетом ФГБУ «НИИ ОММ» Минздрава России, на заседании Ученого Совета института 22.10.2019, от всех матерей получено информированное согласие на использование биологического материала новорожденных в научных целях.

Кратность исследования. Забор клинического материала у новорожденных на иммунологические исследования, нейросонография головного мозга и рентгенография органов грудной клетки проводились на 1-е, 5–7-е и 28–30 сутки жизни.

Исследование нейроспецифических белков и ММР-9 проводили методом иммуноферментного анализа. Определяли уровень матриксной металлопротеазы-9 (ММР-9), с помощью коммерческих тест-систем «Invitrogen» (США), концентрации нейроспецифической енолазы (NSE) и мозгоспецифического белка S-100 – при использовании реагентов фирмы «Can Ag» (Швеция).

Детекцию всех биомаркеров проводили на микропланшетном фотометре «ImmunoChem-2100» (США) с 8-канальной оптической системой считывания в 96-луночных планшетах.

Все количественные результаты лабораторных исследований представлены в единицах международной системы (СИ). Для описания количественных данных при нормальном распределении результаты выражались как среднее значение (M) с указанием стандартного отклонения (SD), а сравнение проводилось с помощью параметрического t-критерия Стьюдента. В случае отклонения от нормального распределения данные представлялись в виде медианы (Me) и межквартильного размаха (25-й и 75-й перцентили, Q25 и Q75). Сравнение таких данных осуществлялось с использованием непараметрического U-критерия Манна – Уитни. Для сравнения количественных признаков между тремя и более группами применялся непараметрический критерий Краскела – Уоллиса. Анализ качественных признаков проводился с использованием критерия χ² и точного критерия Фишера. Статистическая значимость межгрупповых различий определялась при уровне p < 0,017, с учетом поправки Бонферрони. Обработка полученных результатов выполнена с использованием пакетов прикладных программ «Microsoft Excel 2007» и «Statistica for Windows 6.0», StatSoft, США: описательная статистика, математическое моделирование с применением методов оценки зависимости признаков, регрессионного анализа.

Результаты исследования и их обсуждение

Все обследуемые новорожденные родились недоношенными. Гестационный возраст детей группы 1 составил 29 [28; 30] недель, группы 2 – 30 [30; 31] и группы 3 – 30 [29; 31] недели (р=0,012). Недоношенные новорожденные с тяжелыми дыхательными нарушениями (группа 3) имели меньшую массу и длину тела при рождении в сравнении с детьми групп 2 и 3. У детей с умеренными нарушениями дыхания эти параметры были сопоставимы (табл. 1).

Таблица 1

Антропометрические данные недоношенных детей при рождении Мe [Q25; Q75]

Примечание: #р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, *р1–3, 2–3 – между группами 1 и 2 с группой сравнения).

Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Окружность головы и груди у новорожденных основных групп и группы сравнения не отличалась (р > 0,05 во всех случаях).

Клиническая оценка состояния показала, что дети с тяжелой степенью дыхательных нарушений имели низкие значения по шкале Апгар на 1-й и 5-й минутах (табл. 2).

Таблица 2

Клинический статус недоношенных детей сразу после рождения М ±σ

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, р1–3, 2–3 – между группами 1 и 2 с группой сравнения).

Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Тяжелая и умеренная асфиксия при рождении (1–3 и 4–6 баллов) диагностирована у 49,35% и 50,65% новорожденных с тяжелыми дыхательными нарушениями. У детей с умеренными и минимальными дыхательными нарушениями тяжелой асфиксии не наблюдалось (р=0,021), а умеренная степень регистрировалась у 100% новорожденных.

Респираторный дистресс-синдром отмечался в обеих группах детей, статистически значимо чаще в группе с минимальными дыхательными нарушениями (р=0,002) (табл. 3).

Таблица 3

Структура заболеваемости недоношенных детей в раннем неонатальном периоде

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, р1–3, 2–3 – между группами 1 и 2 с группой сравнения). Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Бактериальный сепсис новорожденного, неуточненный (ранний неонатальный сепсис) статистически значимо чаще обнаруживался у детей группы 1 (р=0,028).

По данным нейросонографического исследования головного мозга тяжелые поражения ЦНС – церебральная ишемия III степени и ишемически-геморрагические поражения ЦНС (внутрижелудочковые кровоизлияния I, II и III степеней) – чаще выявлялись в группе детей с тяжелыми дыхательными нарушениями относительно группы сравнения.

В связи с высокой частотой гипоксически-ишемического поражения ЦНС у недоношенных детей проведено исследование уровня нейромедиаторов. Результаты исследования представлены в табл. 4.

Таблица 4

Уровень нейромедиаторов и ММР-9 в пуповинной крови у недоношенных детей, МЕ (Q1–Q3)

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, р1–3, 2–3 – между группой 1 и 2 с группой сравнения).

Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Матриксная металлопротеиназа-9 – это цинк-зависимая эндопептидаза, способная расщеплять ВКМ и клеточные рецепторы, что позволяет реорганизовывать синапсы и нейронные цепи. Все больше данных свидетельствует о критической важности регулируемой активности ММП-9 для развития центральной нервной системы. В частности, ММП-9 активно участвует в формировании сенсорных цепей в раннем постнатальном периоде [6, 7]. В настоящем исследовании определены увеличенные концентрации ММР-9 в пуповинной крови у детей основных групп (р=0,003), что свидетельствует об активации процессов разрушения внеклеточного матрикса кровеносных сосудов при перинатальной гипоксии [8]. Максимальный уровень ММР-9 у новорожденных группы 1 указывал на тяжесть дыхательных нарушений.

Аналогичные данные по увеличению уровня ММР-9 были получены Т.Н. Чугуновой и соавт. (2019) при исследовании динамики матриксных металлопротеиназ в пуповинной крови у новорожденных детей с гипоксическими поражениями ЦНС [9].

Среди известных нейронспецифических белков наиболее изученным и адекватно характеризующим собственно мембранные функции гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) является нейроспецифическая енолаза (NSE), которая в настоящее время применяется для ранней диагностики ППЦНС, острых состояний, характеризующихся церебральной ишемией и гипоксией мозга, а также для изучения патогенеза неврологических заболеваний, протекающих с нарушением функции ГЭБ [9, 10].

Проведенные исследования показали, что уровень NSE в пуповинной крови новорожденных с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями также статистически значимо превышал показатели детей с минимальными дыхательными нарушениями (р1–3, 2–3 < 0,010).

Белок S-100Bпринадлежит к семейству кальций-связывающих белков и синтезируется преимущественно в астроцитах глии, а также за пределами ЦНС; участвует в под­держании нейронального гомеостаза–при концентрации 10-9моль/л он стимулирует рост нейритов и увеличивает выживаемость нейронов, при концентрации 10-6моль/л– стимулирует экспрессию воспалительных цитокинов и инду­цирует апоптоз [11]. В клинической практике рассматривается какмаркер воспалительных процессов. Повышенные уровни этого маркера у детей с тяжелыми дыхательными нарушениями свидетельствует об активации астроцитов, продуцирующих S100, в ответ на повреждение нервной ткани на фоне гипоксии [12]. Концентрация белка S-100 в пуповинной крови новорожденных с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями в 1,76 и 1,83 раза превышала показатели детей группы сравнения.

Необходимо отметить, что повышение содержания S 100β и NSE в пуповинной крови зависит от степени тяжести деструктивных процессов, повреждающих головной мозг плода, обусловленных недостатком кислорода, вызывающим изменения на уровне клетки [13–15].

К 5–7-м суткам жизни у новорожденных с тяжелыми дыхательными нарушениями концентрация ММР-9 снижалась относительно первоначального уровня и не отличалась от показателей группы сравнения (табл. 5).

Таблица 5

Концентрация нейропептидов и ММР-9 в периферической крови у недоношенных детей на 5–7-е сутки жизни, МЕ (Q1–Q3)

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, р1–3, 2–3 – между группами 1 и 2 с группой сравнения).

Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

Что касается нейропептидов, то содержание S100 у новорожденных групп 1 и 2 к концу раннего неонатального периода относительно первоначального уровня снизилось в среднем в 1,63 и 1,64 раза, однако превышало значения таковых у новорожденных с минимальными дыхательными нарушениями (р < 0,017). Концентрация NSE у детей с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями регистрировалась статистически значимо ниже, чем показатели новорожденных группы сравнения.

К 28–30-м суткам жизни в клинической картине нарушения ЦНС у детей основных групп преобладала церебральная ишемия II степени 64,93% и 44,12%, III степени – 20,77% и 2,94%. Ишемически-геморрагическое поражение ЦНС сохранялось у 19,4 и 6,25% детей с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями соответственно. В этот период у детей с тяжелыми дыхательными нарушениями регистрировалась повышенная концентрация глиального белка S100, показатели NSE у новорожденных основной и группы сравнения были сопоставимы, что, возможно, свидетельствует о снижении деструктивных процессов в тканях головного мозга (табл. 6).

Таблица 6

Концентрация нейропептидов в периферической крови у недоношенных детей на 28–30-е сутки жизни, МЕ (Q1–Q3)

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группами (р1–2 – между основными группами 1 и 2, р1–3, 2–3 – между группами 1 и 2 с группой сравнения). Составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования

После перенесенного респираторного дистресс-синдрома классическая форма БЛД в группах детей с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями регистрировалась в 51,94 и 20,59% случаев. При клинико-рентгенологическом исследовании средне-тяжелая 16,88% (р1–3=0,014) и тяжелая (19,48%) степень бронхолегочной дисплазии диагностировалась чаще у детей группы 1 (р1–3=0,008). У детей группы 2 БЛД была представлена легкой степенью.

При этом уровень ММР-9 на 28–30-е сутки у детей с тяжелыми дыхательными нарушениями возрастал и статистически значимо отличался от детей группы сравнения (р=0,003), у детей с умеренными дыхательными нарушениями был сопоставим с группой 3. Максимальные уровни ММР-9 при тяжелой степени БЛД достигали в среднем 200,9 нг/мл. Аналогичные данные были получены авторами ранее при изучении этого показателя у детей, сформировавших тяжелую форму БЛД [16].

Заключение

Таким образом, повышение в пуповинной крови у новорожденных с тяжелыми и умеренными дыхательными нарушениями концентрации глиального белка S-100, ММР-9 и NSE, являются ранними маркерами неблагоприятных неврологических исходов.

Увеличение концентрации ММР-9 и S100 у недоношенных детей в динамике неонатального периода свидетельствует о развитии дыхательных нарушений тяжелой степени и формировании БЛД на 28–30-е сутки жизни.