диссертации / 25

31

лорода, добавлении определенного количества угарного газа во вдыхаемый воз-

дух. К этой же группе методов относится введение гипотензивных препаратов,

перевязка сосудов матки, удушье беременного животного, пережатие трахеи и т.п.

Н. Н. Константинова и др. (1985), Шевелева Г. А. и др. (2001) нарушения маточно-плацентарного кровообращения добивались посредством массивной кро-

вопотери у беременных животных. К. И. Погодаев и др. (1983) вызывали гипо-

ксическую гипоксию в барокамере для получения ПН у крыс. В. А. Попов и др.

(1985) и Hallak M. et al. (1997) помещали животных в камеру, содержащую смесь газов с пониженным парциальным давлением кислорода.

Вторая группа методов обеспечивает моделирование изолированной гипо-

ксии плода путем перевязки или пережатия сосудов пуповины на определенный промежуток времени.

Перевязка преплацентарных кровеносных сосудов является наиболее рас-

пространенным методом моделирования НМПК. Существуют различные вариан-

ты воспроизведения этой патологии беременности (Вартанова М. М., 1984; Кли-

менко Т. А., 1982; Лебедзевич Ю. С., 1999; Кучерявенко А. Н., Карымшакова К.

К., 1985; Лысая Т. Н., 1990; Назарова Л. А., 1991; Ishimura R. et al., 2002; Lane R. H. et al., 1996; Lane R. H. et al.,1998; Kollee L. A. et al., 1997; Pan S. L., Yu Y. H. 2002; Ozanne S. E., 2001; Simmons R. A., et al, 2001; Sapunar D. et al., 1996).

М. Я. Студеникин и др. (1984) пережимал сосуды пуповины с помощью специального крючка, что позволяло полностью прекратить в ней кровоток.

Ю. И. Бородин и др. (1987, 1992) лигировал каудальную полую вену на 15-е

сутки беременности крыс, что вызывало недостаточность маточно-плацентарного кровообращения.

Т. А. Клименко и др. (1982), Н. В. Кравцова (2010), Н. В. Орджоникидзе и др. (1994) в место расположения преплацентарных сосудов плодовместилищ до-

зированно вводили гипертонический раствор натрия хлорида, добиваясь, в ре-

зультате, снижения кровоснабжения примерно на 30%.

32

В другой серии экспериментов Т. А. Клименко и др. (1982) тромбировали венозные сосуды беременной матки с использованием тромбопластина. Hayashi T. T. и Dorko M. E. (1988) вызывали в центральной части обоих рогов матки частич-

ную окклюзию маточных артерий.

Nakai A. et al. (2001) осуществлял временную, в течение 30 минут, закупор-

ку маточных артерий одного из рогов матки. Захаревский С. А. (2003) моделиро-

вал циркуляторную гипоксию путем перевязки магистральных сосудов матки.

Итак, существует большое количество методов, позволяющих моделировать НМПК в эксперименте, детально исследовать особенности влияния на развитие потомства животных этой патологии беременности, что позволяет разработать методы терапии для последующего внедрения в клинику.

ЗВУР возникает при развитии плода в неблагоприятных условиях. Выделя-

ет две формы задержки внутриутробного развития (Коронес Ш. Б., 1981): симмет-

ричную и ассиметричную. Они отличаются особенностями возникновения и тече-

ния.

Симметричная форма ЗВУР может развиваться при значительном снижении количества белков и энергетической ценности пищи в пище животных. При этом количество клеток в органах плодов снижается на 15 - 40 %. Эта форма возникает при генетических нарушениях, перинатальной инфекции, при воздействии этио-

логического фактора на эмбрион или плаценту, что проявляется снижением массы тела, пропорционально маленькой головкой и туловищем.

Ассиметричная форма ЗВУР развивается при НМПК на протяжении второй половины беременности при содержании животных в условиях гипоксии, пере-

вязке или эмболизации маточных артерий. Эта форма характеризуется непропор-

ционально большой головой и нормальной длиной плода при снижении его массы и веса паренхиматозных органов.

33

1.4. РАЗВИТИЕ ПЛОДА В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИИ

Гипоксия плода – различные формы нарушения газообмена, вслед за кото-

рыми возникает сложный комплекс метаболических нарушений, зависящих от степени снижения парциального давления кислорода и выраженности ацидоза.

Она может наступить в результате нарушений транспорта кислорода, либо его ис-

пользования на разных этапах. Гипоксический компонент является следствием патологических процессов в системе мать - плод и является причиной множества патологических состояний и процессов в перинатальном периоде (Филимонов В.

Г. и др., 1989).

Существует несколько типов классификаций гипоксии плода.

По механизму развития (Серов В. Н. и др., 1989) выделяют следующие формы: артериально-гипоксемическая (нарушение доставки кислорода в маточно-

плацентарный кровоток вследствие дыхательной, сердечно-сосудистой недоста-

точности матери, анемии); гемическая (характеризуется снижением фетального гемоглобина); гемодинамическая (поражение сердца и сосудов); смешанная.

По длительности течения (Чижова Г. В., 1994) различают острую; подо-

струю (за 1-2 дня до родов); хроническую; сочетанную (острая на фоне хрониче-

ской).

По интенсивности проявлений (Федорова М. В., 1982) выделяют следую-

щие формы гипоксии плода: функциональную (отмечаются гемодинамические нарушения); метаболическую (более выражена кислородная недостаточность, вы-

зывающая метаболические нарушения, но эти изменения еще обратимы); гисто-

токсическая (изменения на уровне клетки, необратимая гипоксия).

Гипоксия вызывает серьезные системные, клеточные и метаболические из-

менения во всех тканях, адаптирующихся к повреждающему эффекту дефицита кислорода (Boutilier R. G., 2001). Однако, нехватка кислорода изменяет и работу

34

генетического аппарата в результате прямой регуляции экспрессии генов, ответ-

ственных за синтез киназ, цитоскелет, кальциевый гомеостаз, ионный транспорт в зависимости от вида ткани. Гены многих ферментов гликолиза активируются преимущественно на ранних этапах гипоксии (Huang S.-T. J. et al., 2004). Работа генов, связанных с цитоскелетом, ионным транспортом, ростом, наоборот, снижа-

ется практически во всех органах и тканях, чем и объясняется задержка роста в условиях дефицита кислорода.

Под влиянием кислородной недостаточности, независимо от причины, в ор-

ганизме плода возникают изменения параметров постоянства внутренней среды организма, из которых главными являются изменения кровообращения и лимфо-

обращения, включая процесс микроциркуляции, нарушение метаболизма (Федо-

рова М. В., 1982). Часть изменений является компенсаторными, но многие - пато-

логическими. Их выраженность зависит от интенсивности и продолжительности гипоксии. Наиболее существенные изменения, по мнению И. А. Аршавского

(1960, 1967), происходят у плода в системе кровообращения: активизируется ма-

точно-плацентарное кровообращение, затем возрастает продукция ряда биологи-

чески активных веществ (вазопрессина, глюкокортикоидов, катехоламинов, рени-

на). Как указывают В. И. Грищенко, А. Ф. Яковцова (1978), в условиях внутри-

утробной гипоксии происходит интенсификация маточно-плацентарного крово-

тока вследствие выхода крови из депо, из печени в частности. По данным Yao A.

C. et al. (1978), при экспериментальной гипоксии плода объем циркулирующей крови увеличивается за счет ее перехода из плаценты. Ряд литературных данных свидетельствуют, что для активации гемодинамики в фетоплацентарной системе усиливается пуповинно-плацентарного кровообращение и двигательная актив-

ность плода (В. И. Грищенко, А. Ф. Яковцова, 1978; Стрижаков А. Н. и др., 1988;

Савельева Г. М., Федорова М. В., 1991). Далее происходит перераспределение крови с преимущественной перфузией мозга, сердца, надпочечников при сниже-

нии кровообращения в почках, легких, желудочно-кишечном тракте, то есть цен-

трализация кровообращения. Компенсаторная централизация кровообращения с

35

преимущественным кровоснабжением головного мозга называется «эффект ща-

жения мозга» (brain-sparing effect) (Крымшокалова З. С., 2009; Бадалян Л. О., 2001; Белозёров Ю. М., 2000; Володина Н. Н., 2004). Работа сердца усиливается -

увеличивается сердечный выброс, нарастает систолическое артериальное давле-

ние и центральное венозное давление, что позволяет на некоторое время нормали-

зовать гемодинамику. При длительной внутриутробной гипоксии истощаются компенсаторно-приспособительные механизмы, снижается сократительная функ-

ция миокарда за счет истощения энергетических ресурсов миокардиоцитов (До-

марева Т. А., 2002; Можаев А. В., 2007). К тяжелым нарушениям метаболизма приводит снижение сосудистого тонуса, сердечного выброса, возникающая гипо-

перфузия мозга.

Накапливаются кислые продукты обмена, уменьшается активность Na+ - H+

обменника, что приводит к развитию ацидоза, а также нарушению электролитного баланса, снижению активности ферментов аэробного и анаэробного гликолиза.

Увеличение калия в крови, которое возникает в условиях пониженного снабжения плода кислородом, способствует нарушению проводимости в нервно-мышечных синапсах (Федорова М. В., 1983). Под действием ацидоза возрастает проницае-

мость клеточных мембран сосудистых стенок, что нарушает церебральное крово-

обращение, приводя к развитию ишемии, отеку и набуханию мозговой ткани. Де-

фицит кислорода вызывает парез мозговых сосудов, переполнение их кровью,

отек мозга, микрогеморрагии, что в дальнейшем может приводить к тяжелым де-

генеративным изменениям мозговой ткани (Бабак О. Я., Топчий И. И., 2004; Ба-

рашнев Ю. И., 2001). Таким образом, нервные клетки повреждаются в результате расстройств метаболизма, гемодинамики и ликвородинамики. По данным А. Л.

Заблудовского и др. (1976), у новорожденных отмечается снижение синтетиче-

ских процессов в мозге, расстраиваются процессы торможения и подвижности корковых процессов, нарушается эмоциональность, если их развитие происходило в условиях НМПК.

36

Достаточно важным показателем является изменение реологических свойств циркулирующей крови плода при его развитии в условиях гипоксии вследствие нарушения маточно-плацентарного кровообращения (Новикова С. В.,

1984). При снижении скорости кровотока в сосудах плода происходит потеря мелкодисперсных белков плазмы. В результате этого эритроциты сладжируются.

Свидетельством нарушения перфузии тканей и движения жидкости является по-

вышение вязкости крови за счёт увеличения показателя гематокрита (Савельева Г.

М., Федорова М. В., 1991). Кроме этого, в условиях гипоксии происходит избы-

точная агрегация тромбоцитов (Trudinger B. et al., 2003). Препятствует нормаль-

ной диффузии кислорода повышенная агрегация эритроцитов и тромбоцитов,

увеличение вязкости крови, так как значительно уменьшается площадь обменной поверхности, в тоже время резко снижается транспортная способность склеив-

шихся эритроцитов (Федорова М. В., 1983).

При аномальной беременности в случае умеренного недостатка кислорода концентрация эритропоэтина в крови плода значительно возрастает (Huch R., Huch А., 1993; Maier R. F. et al., 1994). Регуляцию процесса кроветворения, по мнению В. И. Филимонова (1970), плод осуществляет самостоятельно при помо-

щи синтеза собственных эритропоэтинов. Это вещество обеспечивает контроль над гемопоэзом плода на всех этапах его развития, а также может действовать как ростовой фактор. Эритропоэтин может выполнять и протекторную функцию в условиях внутриутробной гипоксии, снижая запрограммированную гибель клеток

(Коноводова Е. Н., 2004).

В крови у плода содержится 90-95 % фетального гемоглобина от общего ко-

личества. Он имеет повышенное сродство к кислороду. Концентрация фетального гемоглобина в крови плода в условиях внутриутробной гипоксии увеличивается

(Румянцев А. Г. и др., 2002). Выраженный дефицит кислорода оказывает на эрит-

роцитарную систему плода угнетающее влияние. Содержание эритроцитов и ге-

моглобина в крови при тяжелей внутриутробной гипоксии резко снижается в свя-

зи с повреждением красных клеток крови в условиях ацидоза (Аршавский И. А.,

37

1982). С целью улучшения условий для выполнения кровью транспорта кислорода повышается сродство фетального гемоглобина к кислороду, отмечается измене-

ние архитектоники эритроцитов, увеличивается площадь их поверхности (Гри-

щенко В. И., Яковцова А. Ф., 1978). В тоже время, в крови плода под влиянием тканевого ацидоза наблюдается значительное снижение дискоидных форм эрит-

роцитов и увеличение числа необратимо деформированных клеток (сфероциты,

эритроциты в виде «спущенного мяча»), которые обладают пониженной эластич-

ностью мембран (Сидорова И. С. и др., 1994). Кроме того, по данным В. В. Рапяна и др. (1993), дефицит кислорода у плода приводит к изменениям структуры фос-

фолипидов мембран эритроцитов, а Г. М. Савельева и М. В. Федорова (1991) от-

мечают развитие явления эритробластоза у плодов в условиях гипоксии.

У плода в пренатальный период жизни основным местом кроветворения яв-

ляется печень (Назаров С. Б., 1995; Румянцев А. Г. и др., 2002). Темпы инволюции гемопоэза в этом органе и скорость его смены на медуллярное кроветворение при внутриутробной гипоксии увеличивается (Аршавский И. А., 1982). Железо из плазмы активно идет на синтез эритроцитов. Повышение уровня эритропоэтина приводит к истощению запасов Fe2+ в плазме крови, печени, скелетных мышцах и сердце плода (Georgieff M. K. et al., 1992).

Внутриутробная гипоксия условиях приводит к изменению всех видов об-

мена веществ у развивающегося плода. Наблюдается снижение концентрации глюкозы (гипогликемия), жирных кислот, холестерина в крови, а в околоплодных водах уменьшается количество белка (Стрижаков А. Н., 1988). При исследовании плодов крыс, развивавшихся при НМПК, Lane R. H. et al. (1998) у них обнаружил снижение метаболизма глюкозы. Механизм нарушений - снижение транспорта веществ через плаценту.

В тканях плода при внутриутробной гипоксии наблюдается изменение элек-

тролитного баланса вследствие изменения процесса транспорта ионов через кле-

точные мембраны (Балина Ю. Д. и др., 1988).

В течение беременности транспорт кальция через плаценту регулирует

38

кальциевый гомеостаз плода (Kovacs C. S. et al., 2002). Уровень этого катиона в клетке регулирует множество критических функций, включающих активацию факторов транскрипции, синтез и восстановление ДНК, регуляцию клеточного цикла, апоптоз, поэтому определение его концентрации имеет значение для оцен-

ки состояния организма в перинатальный период. Кальциевый гомеостаз обеспе-

чивается работой каналов, транспортеров, связывающих белков, гормонов. При гипоксии происходит избыточное поступление кальция в клетку через активацию рецепторов и кальциевых каналов (Maulik D. et al., 1999). Ряд молекул, участву-

ющих в регуляции кальциевого гомеостаза, изменяют свою активность при гипо-

ксии (Huang S.-T. J. et al., 2004). При хронической плацентарной недостаточности нарушается образование активной формы витамина Д и ее транспорт через пла-

центарный барьер (Сидорова И. С., Макаров И. О. 2000).

Выявлено, что для приспособления к кислородному голоданию организм плода мобилизует работу желез внутренней секреции. При легкой степени дефи-

цита кислорода возрастает концентрация тиреотропного гормона в крови плода

(Ильин И. В. и др., 1974). Об участии гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы плода в осуществлении ряда адаптивных реакций свидетельствует ги-

пертрофия надпочечников, которую И. А. Аршавский (1967) обнаружил у гипо-

ксичных плодов кроликов. Также в крови плода при гипоксии легкой и средней степени тяжести повышается концентрация кортизола и катехоламинов. Продол-

жительная тяжелая гипоксия может, наоборот, вызывать резкое угнетение функ-

ции надпочечников (Федорова М. В., 1982). Глюкокортикоиды ингибируют рост и развитие органов и систем плода, изменяют метаболизм, что в дальнейшем при-

водит к гипертензии, нарушению толерантности к глюкозе. В то же время, после хронической гипоксии у новорожденных крысят уровень соматотропного гормона и инсулиноподобного ростового фактора-1 находится на уровне здоровых особей

(Foweden A. L. et al., 2005), что может негативно сказываться на их развитии в постнатальном онтогенезе. По другим данным (Huang S.-T. et al., 2004), гипоксия может изменять продукцию соматотропного гормона, инсулиноподобных росто-

39

вых факторов, инсулина, глюкокортикоидов, катехоламинов, лептина, тиреоид-

ных гормонов, эйкозаноидов плаценты, половых стероидов, плацентарного лакто-

гена. Некоторые из этих веществ проникают через плаценту, что приводит к нарушению активности эндокринных желез матери. Снижается уровень анаболи-

ческих гормонов и повышается концентрация катаболических гормонов. При длительной внутриутробной гипоксии снижается концентрация прогестерона как в крови беременных, так и в околоплодных водах. Эта особенность обусловлена рядом функциональных нарушений в ткани надпочечников и печени плода, а

также многочисленными морфологическими изменениями в плаценте. Также при внутриутробной гипоксии плода в крови беременных понижено содержание эст-

рогенов, что можно объяснить недостаточным образованием их предшественни-

ков в надпочечниках плода (Анастасьева В. Г., 1997).

Кислородная недостаточность второй половины беременности в постна-

тальном онтогенезе у крысят вызывает задержку физического развития (Спасов А.

А. и др., 2005). Эти результаты совпадают с данными клинических исследований

(Моиз И. Д., 2009).

По данным Nusken K.-D. et al. (2008), Brodsky D. et al. (2004) у потомства крыс, перенесшего хроническую гипоксию, нарушается толерантность к глюкозе,

возникает гипоинсулинемия, гипергликемия, повышается концентрация гликози-

лированного гемоглобина. Изменения липидного обмена в виде увеличения в крови триацилглицеридов, холестерола и лептина способствуют увеличению от-

ложения жира в организме. Энергетический обмен замедляется. Также нарушает-

ся белковый обмен, о чем свидетельствует гипопротеинемия. Увеличивается уро-

вень кортикостерона, что, вероятно, свидетельствует о повышенной чувствитель-

ности к стрессу. Среднее артериальное давление увеличено. Известно, что почки играют важную роль в регуляции системного АД. Их масса меньше нормальной,

количество гломерул снижено (Hughson M. et al., 2003). Механизм нарушения развития почек и артериальной гипертензии связан, вероятно, с повреждением пе-

риферических симпатических нервов, которые играют важную роль в стимуляции

40

ренин-ангиотензиновой системы, а также снижением чувствительности к эндоте-

лий-зависимой релаксации (Lumbers E.R. et al., 2001).

Изменение условий газового обмена плода в неонатальном периоде суще-

ственно перестраивает главное транспортное звено – кровь. Особенно выражены изменения численности эритроцитов (в зависимости от тяжести гипоксии, а, сле-

довательно, состояния компенсаторных механизмов, это может быть полицитемия или микроцитарная эритропения), количества гемоглобина, показателя гемато-

крита и всех качественных характеристик красных клеток крови (Павловский Н.

В., 2006). По данным Жетишева Р. А. (2002), у новорожденных, развивавшихся в условиях хронической гипоксии выявляется значительное повышение уровня эритропоэтина в пуповинной крови, увеличение количества ретикулоцитов. На этом фоне имеется лишь тенденция к повышению количества эритроцитов и уровня гемоглобина. Характерным для детей с хронической внутриутробной ги-

поксией является уменьшение среднего объема эритроцитов. При анализе попу-

ляционного состава эритроцитов обнаружено, что снижение среднего объема эритроцитов происходит за счет увеличения количества фрагментированных эритроцитов и микроцитов, при тенденции к снижению числа клеток среднего объема, и к повышению количество макроцитов.

Таким образом, адаптация к условиям кислородной недостаточности при внутриутробной гипоксии плода обнаруживает развитие многочисленных ком-

пенсаторно-приспособительных реакций. Выраженные изменения метаболизма и функций органов, приводящее к отклонениям от норм развития и осложняющие процессы адаптации к внеутробным условиям существования возникают в том случае, если плод подвергается действию длительной и тяжелой гипоксии. Углуб-

ленное исследование состояния внутренних органов позволяет сделать вывод, что в онтогенезе заложены механизмы адаптации к перинатальной гипоксии, и разви-

тие плода в условиях физиологической гиперкапнии уже свидетельствует о нали-

чии базовой программы адаптации организма к гипоксии.