диссертации / 25

41

1.5. ВЛИЯНИЕ ОКСИДА АЗОТА НА ТЕЧЕНИЕ БЕРЕМЕННОСТИ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА

В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ

Оксид азота является одним из наиболее важных биологически активных веществ, участвующих во множестве физиологических и патофизиологических процессов (Серая И. П., Нарциссов Я. Р., 2002). NO играет важную роль в реали-

зации множества важных физиологических функций, представляя собой вторич-

ный мессенджер, уникальный по природе и механизмам действия. Оксид азота синтезируется при участии NO-синтазной системы (NOS) из L-аргинина в присут-

ствие множества кофакторов, в том числе флавинов, восстановленного НАДФ,

тетрагидробиоптерина. В результате реакции образуется L-цитруллин. В тканях по преимущественной локализации фермента принято выделять эндотелиальную

(eNOS), нейрональную (nNOS) и макрофагальную (macNOS) NO-синтазы. Первые два фермента являются конститутивными (с-NOS), а макрофагальная функциони-

рует как индуцибельная форма NOS.

Постоянно присутствует в клетке и регулируется изменением концентрации Са2+ в ответ на воздействие гормонов и нейростимуляторов конститутивная NO-

ферментная система, она обеспечивает синтез небольшого количества NO в про-

цессе транспорта электронов от восстановленного НАДФ через флавиновые груп-

пы к метаболитам, содержащим гем. Активность этого фермента непродолжи-

тельна. Оксид азота, образующийся таким образом, выполняет роль сигнальной молекулы, опосредует различные физиологические процессы, включая передачу нервного импульса и базальную вазодилатацию (Проскуряков С. Я. и др., 2000; Реутов В. П. и др., 1997). Было показано, что супероксид-анион и липидные ради-

калы обладают способностью тормозить экспрессию и активность еNOS, а также связывать и инактивировать оксид азота, уменьшая его содержание в клетках

42

(Ferdinandy P., 2003; Jung O. et al., 2003).

Индуцибельная форма фермента содержится в макрофагах, эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудов и др. Ее экспрессия происходит на генетиче-

ском уровне под влиянием рецепторнезависимых агонистов, микробных агентов или продуктов их жизнедеятельности, некоторых цитокинов – это индуцируемый

NO-синтез (iNOS) (Bobryshev Y. V. et al., 1999; Friedman S. A. et al., 2003; Stanley L., Harzen J., 2003). Индуцированная NOS функционирует в течение всего перио-

да жизни фермента после его запуска, что приводит к устойчивой продукции NO.

Окончательно не выяснен способ регуляции iNOS. Предполагается, что принима-

ет участие в инициации синтеза iNOS ядерный фактор транскрипции NF-kB, ко-

торый контролирует индукцию экспрессии различных генов иммунном ответе,

при воспалительных процессах и при стрессах (Блошинская И. А., 2003; Flack, J. M., 2002; Hsu C. D. et al., 1997).

В организме NO автоматически окисляется в нитриты и нитраты за время,

которое не превышает нескольких секунд. Нитраты и нитриты, как относительно стабильные соединения, могут являться косвенными маркёрами концентрации ок-

сида азота (Реутов В. П. и др., 1997). При взаимодействии NO с супероксидом происходит образование пероксинитрита, который является мощным и относи-

тельно долго живущим окислителем. Определение нитрозо- и нитропроизводных типа 3-нитротирозина позволяет получить информацию о состоянии метаболизма

NO, оценка его концентрации в плазме крови может быть использована как мар-

кер NO-зависимого повреждения белков организма в естественных условиях (Ре-

утов В. П. и др., 1997; Goodrum L. A. et al., 2003; Seghatchian M. J. et al., 1996).

В последние годы возрос интерес к метилированным аналогам L-аргинина – асимметричному диметиларгинину и монометиларгинину, которые являются эн-

догенными ингибиторами эндотелиальной окиси азота (в экспериментальных ис-

следованиях их роль выполняет метиловый эфир L-аргинина). Эти вещества не только препятствуют синтезу оксида азота посредством конкурентного ингибиро-

вания NO-синтазы, но и способствуют разрыву ферментативной активности этого

43

белка, что преобразовывает NO-синтазу в генератор супероксида. Предполагает-

ся, что такая разрывающая активность диметиларгинина в дальнейшем способ-

ствует дисфункции сосудов и может играть значимую роль в патогенезе патоло-

гии беременности, выступая в качестве источника окислительного стресса сосу-

дов (Boger R. H., 2009). Выявлено, что концентрация метилированных аналогов L-

аргинина у женщин с плацентарной ишемией гораздо выше, чем при физиологи-

ческой беременности (Speer P. D., 2009).

Метилированные аналоги L-аргинина образуются в результате катаболизма белков. Основным путем их разрушения является деградация посредством фер-

мента диметиламиногидролазы диметиларгинина. Предполагается, что снижение активности этого фермента является первостепенным механизмом, приводящим к повышению концентрации этих веществ. Заслуживает внимания тот факт, что окислительный стресс ингибирует активность диметиламиногидролазы димети-

ларгинина (Bayhan G. et al., 2005). Кроме того, при окислительном стрессе снижа-

ется синтез тетрагидробиоптерина, эссенциального кофактора для NO-синтаз (Shi

W.et al., 2004).

Впоследние годы в литературе появилось большое количество информации о том, что в регуляции репродуктивной функции принимает участие оксид азота,

оказывающий влияние, в том числе, на течение беременности.

В своих исследованиях Longo M. et al. (1999) установили, что во время бе-

ременности в матке и плаценте интенсивно синтезируется NO, что необходимо для увеличения продолжительности беременности и угнетения сократительной активности матки. При исследовании изолированных маток крыс в различные пе-

риоды эстрального цикла, во время беременности и в день родов, Farina M. et al. (2001) выявил, что самая высокая активность эндотелиальной и индуцибельной

NO-синтазы приходится на 13-й день беременности животных, а в первый день после родов она наименьшая. Он предположил, что во время беременности высокий уровень NO угнетает сократительную активность матки, а сигналом для

44

наступления родов является низкое содержание оксида азота в последние дни ге-

стации.

Подобные сведения имеются и о концентрации аргинина – его уровень воз-

растает к третьему триместру беременности и снижается накануне родов, что также может иметь отношение к индукции родовой деятельности. В течение бе-

ременности при плацентарной недостаточности уровень аргинина снижается

(Хлыбова С. В. и др., 2006). При нормальной беременности концентрация аргини-

на у плода выше, чем у матери, что представляет плодо-материнский градиент ар-

гинина. Материнские запасы аминокислоты истощаются вследствие ее переноса плоду (Reshef R. et al., 2008). Плодо-материнский градиент аргинина значительно снижается при эклампсии (Noris M. et al., 2004) за счет повышения активности фермента аргиназы, конкурентно использующую аминокислоту, что приводит к усилению образования супероксидных анионов NOS. При хронической плацен-

тарной недостаточности прогрессивно снижается активность нитроксидергиче-

ской системы, что приводит к уменьшению эндотелий зависимой вазодилатации и свидетельствует о снижении адаптивных возможностей микроциркуляции в си-

стеме мать - плод (Жирова Н. В., 2004).

В третьем триместре беременности прогрессивно растет уровень цГМФ в амниотической жидкости, который сильно коррелирует с уровнем эндотелиаль-

ной NOS в фетоплацентарных сосудах и концентрацией суммарных нитратов и нитритов в амниотической жидкости (Sheppard C. et al., 2001).

С целью доказательства роли NO различных физиологических процессах,

весьма часто в эксперименте используют вещества, изменяющие его концентра-

цию в крови – источники синтеза (L-аргинин), донаторы (органические и неорга-

нические соединения азота) и ингибиторы NO-синтаз (метиловый эфир L-

нитроаргинина (L-NAME)).

Boujedaini N. et al. (2001) в своих экспериментах на беременных крысах вы-

являет, что снижает интенсивность перфузии матки применение L-NAME, а по данным Byrne B.M. et al. (1997) низкое содержание NO приводит к спазму сосудов

45

плаценты. Использование L-NAME у беременных крыс в работах Wight E. et al. (1998), Lubarsky S. L. et al. (1999) показывает, что это вещество вызывает повы-

шение артериального давления.

Существуют данные о том, что при снижении у беременных крыс уровня оксида азота происходит уменьшение интенсивности фильтрации в почках и па-

дают показатели ренального кровотока (Abram S. R. et al., 2001). Торможение синтеза оксида азота вызывает также развитие протеинурии у беременных крыс

(Wight E. et al., 1998).

Как показывают результаты исследований Chwalisz K. et al. (2000) и Novaro V. et al. (1997), оксид азота может играть важную роль при имплантации крыси-

ных эмбрионов. Использование L-NAME для блокады образования NO приводит к тому, что снижается количество имплантированных эмбрионов на 50%. Инги-

бирование синтеза оксида азота у беременных крыс, по данным Yallampalli C. (1993), Thaete L.G. et al. (2001), Ma C. et al. (1999), тормозит рост плаценты и нарушает развитие плодов. Tiboni G. M. et al. (2000), обнаруживает наступление преждевременных родов у мышей после применения L-NAME. В своих экспери-

ментах Hefler L. A. et al. (2001), Miller M. J. et al. (1996), используя L-NAME, вы-

являют у плодов животных задержку внутриутробного развития. Введение L-

NAME беременным крысам может вызывать возникновение пороков развития ко-

нечностей до их полной редукции у плодов (Fantel A. G., et al., 1997). Дефицит

NO, по наблюдениям Witlin A. G. et al. (2002), может приводить к снижению веса у новорожденных крысят и последующему их отставанию в физическом развитии.

У них в постнатальном онтогенезе отмечается персистирующая гипертензия, уве-

личение размеров почек (Standley P., 2003).

Назначение сильденафила цитрата (ингибитора фосфодиэстеразы-5А, при-

водящего к увеличению уровня оксида азота) в эксперименте предотвращает раз-

витие ЗВУР посредством усиления фетоплацентарного кровотока (Zoma W. D. et al., 2004). Введение аргинина парентерально или с пищей приводит к сходному эффекту (de Boo H. A. et al., 2005). В исследованиях Акуевой М. Б. (2009), эта

46

аминокислота усиливает компенсаторно-приспособительные реакции в плаценте,

повышает активность антиоксидантных ферментов. Дефицит аргинина, по дан-

ным Vosatka R. J. et al. (1998), вызывает увеличение резорбции и смертности пло-

дов, а также новорожденных крысят. Поступление этой аминокислоты предот-

вращает нарушения даже в условиях гипоксии и ведении антагонистов NOS.

Нитрит натрия, при его введении в течение беременности, вызывает за-

держку роста и высокую смертность у новорожденных животных, а также липе-

мию, жировую инфильтрацию печени (Roth A. C. et al., 1987).

Изучение действия NO на сократительную активность матки в эксперимен-

те показывает, что под влиянием нитроглицерина миоциты матки у овец и кроли-

ков расслабляются (Langevin P. B. et al., 2000), под влиянием NO отмечают угне-

тение сокращения матки крыс David M. et al. (2000) и Syal A. et al. (1999). В тоже время Mirabile C. P. et al. (2000), при изучении влияния нитроглицерина на осо-

бенности течения беременности у овец не обнаруживает значительных изменений в сократительной активности матки.

При адаптации к гипоксии данные об изменении продукции NO противоре-

чивы (Малышев И. Ю., Манухина Е. Б., 1998). Повышение концентрации нитрат-

ов в крови матерей и плодов при хронической гипоксии отмечают Zhang L. et al. (1998), в то время как при нормальном течении беременности их содержание в крови понижено. Гипоксия повышает концентрацию эндогенного оксида азота,

дилатирующего у плодов свиней сосуды сердца (Thompson L. P. et al., 2000).

Согласно данным Ying X. et al. (1999) и Xu K. et al. (2000), у матерей, плоды которых имеют отставание в развитии, концентрация нитратов и нитритов в крови матки и пупочной крови достоверно меньше, чем при физиологической беремен-

ности. Myatt L. et al. (1997) описывает повышение продукции оксида азота в фе-

топлацентарных сосудах при внутриутробной задержке развития плода, данные

Lyall F. et al. (1996) противоположны.

Концентрация конечных продуктов метаболизма NO (нитритов и нитратов)

при физиологической беременности у крыс превышает подобные показатели у

47

животных с экспериментальной преэклампсией (Sladek S. H. et al., 1997). В работе

Blumberg F. C. et al. (2001), донатор оксида азота в условиях хронической гипо-

ксии снижает образование эндотелина-1.

При фетоплацентарной недостаточности увеличивается кислородная ем-

кость крови, в эритроцитах матерей значительно снижается содержание 2, 3-

дифосфоглицерата, что вызывает повышение сродства гемоглобина к кислороду

(Шестопалов А. В., 2007). Эти изменения могут играть негативную роль в кисло-

родном обеспечении плода, так как в этих условиях затрудняется отдача кислоро-

да фетальному гемоглобину.

У плодов уровень S-нитрозогемоглобина (HbSNO) имеет выраженную кор-

реляцию с гестационным возрастом и содержанием фетального гемоглобина.

Наблюдается постепенное возрастание количества HbSNO в зависимости от уровня гемоглобина А. Низкая концентрация S-нитрозогемоглобина на ранних этапах развития может защищать плодный кровоток от избыточного высвобожде-

ния оксида азота и кислорода. На содержание нитрозилгемоглобина гестацион-

ный возраст и вид гемоглобина не влияют (Bard H. et al., 2004).

Поскольку плоды находятся в низкокислородных условиях развития по сравнению с материнским организмом, возможны эпизоды серьезной ишемии да-

же во время нормального роста, поэтому фетальный гемоглобин принимает R

конформацию более легко, чем гемоглобин А. Скорость нитритредуктазной реак-

ции, вследствие этого, у плодов выше, чем у материнского гемоглобина. При хро-

нической гипоксии концентрация нитритов повышается, что объясняет их важ-

ную роль в условиях гипоксического стресса. Активность метгемоглобинредук-

тазных систем у плода так же выше, чем у взрослых, но, с другой стороны, фе-

тальный гемоглобин легче превращается в метгемоглобин. Концентрация нитри-

тов у матери и плодов в норме одинакова, но метаболизм нитритов у плодов в 2

раза выше, что связано с большей активностью эндотелиальной NOS, являющейся главным источником этих анионов (Blood A. B. et al., 2009).

48

В раннем онтогенезе животные более чувствительны к влиянию нитритов: у

них снижается уровень железа в тканях и плазме вследствие нарушения его транспорта от матери, ослаблялся эритропоэз в красном костном мозге и селезен-

ке (Roth A. C. et al., 1987).

Введение L-NAME на фоне гипоксии, как показывают результаты исследо-

ваний Harris A. P. et al. (2001), у плодов овец способствует развитию нарушений коронарного и мозгового кровообращения.

В случае ингибирования активности NO-синтазы L-нитроаргинином, по данным Xiao F. et al. (2000), наблюдается снижение устойчивости головного мозга плодов крыс и новорожденных крысят к повреждающему действию гипоксии.

Динамика показателей оксида азота у здоровых новорожденных детей ха-

рактеризуется высокими значениями нитритов при рождении с последующим нарастанием до конца первого месяца жизни, что связывают с родовым стрессом

(Костылева А. В., 2003). Содержание аргинина имеет те же тенденции. У детей,

перенесших перинатальную гипоксию, при рождении уровень NO и аргинина до-

стоверно выше, чем у здоровых, с последующим нарастанием к 30-му дню. После хронической гипоксии у детей в 3 и 9 месяцев жизни регистрируются наиболее выраженные изменения концентрации оксида азота и аргинина, что сопровожда-

ется нарушением ПОЛ, становления функций печени и нервной системы, и позво-

ляет говорить о критических этапах становления постнатального онтогенеза в условиях данной патологии.

Фармакологические вещества, являющиеся донаторами или предшествен-

никами оксида азота, по данным некоторых исследований, могут оказывать поло-

жительное влияние на процесс течения беременности и развитие плодов. Это яв-

ляется причиной включения их в схемы терапии плацентарной недостаточности,

однако полученные результаты носят порой противоречивый характер. Поэтому,

требуется детальное изучение роли препаратов, изменяющих уровень оксида азо-

та в организме.

49

Добавление L-аргинина к стандартной схеме лечения (Шестопалов А. В.,

2007) повышает выработку оксида азота нейтрофилами крови, снижает концен-

трацию пирувата и лактата, повышает уровень 2, 3-дифосфоглицерата в эритро-

цитах, увеличивает активность каталазы, уменьшает систолодиастолическое от-

ношение в маточных и пупочных артериях.

По данным литературы, донатор оксида азота нитроглицерин применяют как токолитическое средство. Клинические исследования демонстрируют, что назначение нитроглицерина беременным женщинам вызывает у них снижение со-

кратительной активности матки (Ekerhord E. et al., 2000; Leszczynska-Gorzelak B. et al., 2001). Имеются данные о том, что использование нитроглицерина в случае патологической беременности приводит к снижению артериального давления

(Dorup I. et al., 1999).

Применение нитроглицерина, по данным Sand A. E. et al. (1998), приводит к расширению плацентарных сосудов, а по результатам исследования Lees C. (1998)

этот препарат изменений в гемодинамике не вызывает.

По данным Малаховской Е. А. и Зайнулиной М. С. (2004), использование донатора NO изосорбида-5-мононитрата и изосорбида динитрата в комплексной терапии гестоза приводит к улучшению гемодинамических параметров в функци-

ональной системе мать - плод и не влияет на синтез эндогенного оксида азота.

Глицерил тринитрат, при введении в материнский кровоток на фоне патоло-

гии беременности, улучшает кровоток в пупочных сосудах, расширяет плацен-

тарные сосуды (Giles M. et al., 1992).

Применение изосорбида динитрата снижает уровень лактата и пирувата,

повышает содержание 2, 3-дифосфоглицерата в эритроцитах на фоне отсутствия изменений продукции NO и активности антиоксидантной системы (Шестопалов А. В., 2007).

Использование качестве донатора оксида азота трансдермальной терапевти-

ческой системы (ТТС) «Депонит-10» у беременных женщин при ЗВУР приводит к быстрой нормализации кровотока в маточных артериях, снижению эндотелина-1

50

и повышению синтеза NO, а использование с такой же целью препарата «Карди-

кет» не имеет достоверных преимуществ по сравнению со стандартной терапией

(Крымшокалова З. С., 2009).

Таким образом, NO играет важную роль в регуляции множества физиологи-

ческих и патофизиологических процессов в организме, в том числе и в репродук-

тивной системе. Оксид азота выступает в роли мультифункционального соедине-

ния, оказывает воздействие на процесс течения беременности, обеспечивает нор-

мальное развитие плода и новорожденного. Применение органических нитровазо-

дилататоров или предшественников оксида азота при различного рода патологиях беременности, фактически являясь заместительной NO-терапией, может оказы-

вать положительное влияние на течение беременности и развитие потомства.

1.6. СОСТОЯНИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ БЕРЕМЕННОСТИ

При физиологическом течении беременности отмечается выраженная акти-

вация перекисного окисления вследствие регуляторного дисбаланса работы си-

стем регуляции процессов свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты. Динамика изменений содержания продуктов ПОЛ, состояния антиокси-

дантной системы претерпевают перестройку в зависимости от морфофункцио-

нальных изменений в системе мать - плод, направленную на обеспечение опти-

мальных условий развития. По наблюдениям Флоренсова В. В. (2005), интенсив-

ность ПОЛ возрастает ко второму триместру беременности, достигает максимума к середине третьего триместра. Перед родами концентрация продуктов ПОЛ резко снижается. Антиоксидантная активность ведет себя противоположным образом: