Гестационный сахарный диабет (ГСД) является актуальной проблемой и осложняет течение около 1-14% беременностей в разных регионах мира [2]. ГСД может приводить к нарушению развития плода и обусловливает повышенный риск развития метаболического синдрома у взрослых [3].

Плацента обеспечивает рост и развитие плода посредством трофической, газообменной и гормональной функций. ГСД приводит к изменению концентрации гормонов, цитокинов и факторов роста как в организме матери, так и плода [12], что негативно отражается на морфофункциональном состоянии плацентарного комплекса.

Изменения плаценты при диабете беременных были выявлены в различных исследованиях [8]. Установлено, что при ГСД увеличивается поверхность синцитиотрофобласта, происходят гиперваскуляризация ворсин плаценты и увеличение диаметра сосудов, что обусловливает увеличение фетоплацентарной эндотелиальной поверхности. Растущие сосуды являются неполноценными, что проявляется дисфункцией эндотелия и сосудов [30].

Материнская гипергликемия при ГСД обусловливает гиперинсулинемию и другие метаболические и гормональные изменения в крови плода, такие как повышенный уровень инсулиноподобного фактора роста (IGF) [28].

IGF является высокогомологичным полипептидом, имеющим сходство с проинсулином, представленным двумя типами макромолекул - IGF-1 и IGF-2 [24]. Его действие опосредовано связыванием со специфическим рецептором (IGF1R), присутствующим на поверхности многих клеток и тканей. Эти пептиды играют одну из ведущих ролей в росте, дифференцировке клеток и обмене веществ. IGF-связывающие белки (IGFBPs) являются переносчиками IGFs. Описано шесть типов IGFBPs (1-6), которые циркулируют в плазме. Это взаимодействие облегчает транспортировку IGF и продлевает период полураспада циркулирующих комплексов IGFBP-IGFs [7]. Исследования по изучению концентрации IGFBP1 в крови новорожденных, родившихся у матерей с СД 1-го типа или ГСД, дали противоречивые результаты и характеризовались различными уровнями концентрации данного метаболита [5, 25, 32].

Плацента богата инсулиновыми рецепторами и рецепторами инсулиноподобного фактора роста 1-го и 2-го типов (IGF1R, IGF2R). Рецепторы обоих типов имеют различную локализацию и образуют связь с инсулином и IGFs, циркулирующими в крови как матери, так и плода. В связи с этим нарушение регуляции инсулина и IGFs при ГСД может приводить к морфологическим изменениям плацентарного комплекса и оказывать влияние на рост и развитие плода [10, 20].

IGF-1 и IGF-2 присутствуют в плаценте уже с 6 нед беременности [13] и участвуют практически во всех процессах развития и функционирования плаценты [14]. В I триместре IGFs стимулируют различные процессы, определяющие инвазию цитотрофобласта и активацию производства матричных металлопротеиназ 1-го и 2-го типов (MT1-MMP, MMP2) [9, 17]. IGF-1 регулирует дифференцировку клеток цитотрофобласта в синцитиотрофобласт [23]. В то же время не получено данных об участии IGF-2 в регуляции дифференцировки клеток плаценты при доношенной беременности.

Синтез IGF-1 и IGF-2 в плаценте происходит в макрофагах и эндотелиальных клетках. Тем не менее существует четкая локализация данных факторов в плацентарном комплексе. IGF-1 присутствует в синцитиотрофобласте и цитотрофобласте на всех этапах беременности, в то время как IGF-2 не обнаружен в синцитиотрофобласте. Он экспрессируется на поверхности вневорсинчатого цитотрофобласта в I триместре беременности, но не обнаружен в плаценте при доношенной беременности [6].

Первые признаки участия IGFs в регуляции роста плода были получены на основании данных исследований, связанных с выявлением причин аномального роста плода при беременности. Измерения уровня IGF в пуповинной крови здоровых новорожденных показали, что масса их тела при рождении положительно коррелирует с уровнем IGF-1 [22, 27]. При развитии гипотрофии плода уровень данного фактора роста был ниже, чем в группе здоровых беременных, и увеличивался при развитии макросомии плода [11].

IGF1R обнаруживается в плацентарной ткани на протяжении всего срока гестации. В конце беременности экспрессия IGF1R выше в трофобласте, чем в эндотелиальных клетках, независимо от их венозного или артериального происхождения. Верификация IGF1R при иммуногистохимическом исследовании отличается от таковой инсулиновых рецепторов. В I триместре беременности экспрессия IGF1R наблюдается в пролиферирующем цитотрофобласте [18]. При доношенной беременности IGF1R обнаруживается на резидентных макрофагах и эндотелиальных клетках, но основная экспрессия IGF1R определяется на базальной мембране синцитиотрофобласта и ворсинок цитотрофобласта [15, 16].

В литературе имеется незначительное число работ, характеризующих количественный анализ степени экспрессии IGF1R в плаценте. Авторы не установили особенности распределения данного рецептора в зависимости от терапии и компенсации ГСД (диета, инсулинотерапия). С учетом перечисленного оценка роли и экспрессии IGF1R в плаценте при ГСД представляется актуальной.

Цель исследования - определение роли экспрессии IGF1R в ткани плацент при ГСД.

Материалом исследования послужили 55 плацент родильниц, родоразрешенных в НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта СЗО РАМН, которые составили четыре группы:

1-я группа - 20 родильниц с ГСД, лечение диетотерапией;

2-я группа - 20 родильниц с ГСД, получавшие инсулинотерапию;

3-я группа (группа сравнения) - 10 родильниц с гестозом средней/тяжелой степени без нарушения углеводного обмена;

4-я - контрольная группа - 5 практически здоровых родильниц (без нарушения углеводного обмена).

Всем беременным проводилась проба на толерантность к глюкозе (ПТГ с 75 г глюкозы) в 16-34 нед для верификации диагноза ГСД. Оценивалась масса новорожденных у пациенток обследуемых групп, проводилось морфометрическое исследование последов.

Морфологическое исследование плацент проводили общепринятыми методами с окраской гематоксилином и эозином. Для иммуногистохимического исследования использовали первичные моноклональные антитела IGF1R (1:100, Abcam). В качестве вторых антител использовали реагент из универсального набора DAKO EnVision™+ System - вторичные антитела, конъюгированные с полимером, маркированным пероксидазой (HRP). Визуализацию окрасок проводили с применением комплекса DAB+, состоящего из хромогена (диаминобензидин) и субстратного буфера.

Морфометрическое исследование проводили с использованием микроскопа Nikon Exlipse 400, персонального компьютера на базе Intel Pentium 4 и программного обеспечения Видеотест-Морфология 5.2. В каждом случае анализировали 5 полей зрения при увеличении в 400 раз. Оптическую плотность экспрессии IGF1R измеряли в условных единицах. Площадь экспрессии (отношение площади, занимаемой иммунопозитивными клетками, к общей площади клеток в поле зрения) измеряли в процентах.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2007 и Statistica v 7.0. Для определения статистической значимости различий между количественными параметрами обследуемых групп использовался дисперсионный анализ ANOVA. Корреляционный анализ проводился с использованием коэффициента Спирмена. Нулевую гипотезу о равенстве средних отвергали при значении p<0,05.

Иммуногистохимическая реакция была выявлена во всех обследованных группах. Экспрессия IGF1R определялась на эндотелиальных клетках, базальной мембране синцитиотрофобласта и ворсинок цитотрофобласта (рис. 1, а, б, в, г).

Данные расчетов исследуемых параметров представлены в табл. 1.

Диаграммы Тьюки (рис. 2, а, б, в, г)

Из табл. 2

Следующим этапом исследования было выявление корреляционной связи между площадью экспрессии IGF1R и показателями массы новорожденных и последов. Корреляционный анализ проводили с учетом рангового коэффициента Спирмена. Выявлена высокая прямая связь между площадью экспрессии IGF1R и массой новорожденных 1-й и 2-й групп, и массой последа в 1-й группе (табл. 3, рис. 3, а, б; рис. 4).

Одним из ключевых процессов регуляции обмена веществ, осуществляемых IGF-1 и IGF-2 во время беременности, является транспорт аминокислот [21], которые определяют рост плода. При ГСД повышение активности системы транспортеров показано в плаценте [19]. Эти данные позволяют предположить, что повышенная передача питательных веществ обусловлена повышенной экспрессией и активностью переносчиков аминокислот, что может в результате приводить к структурным изменениям в плаценте. Регуляция активности транспортеров в результате увеличения уровней IGF-1 и IGF-2 протекает параллельно с повышением уровня аминокислот в крови плода при ГСД [4]. Выраженная экспрессия IGF1R на базальной оболочке синцитиотрофобласта и на эндотелиальных клетках может свидетельствовать о том, что IGF1 является активным регулятором плацентарных процессов.

Имеются факты, свидетельствующие о прямом либо косвенном влиянии этих плацентарных факторов на рост плода и плаценты. Доказательством этого является исследование [31], которое показало, что при удалении фетальных генов IGF-1 происходит достоверное снижение массы плаценты. В другом исследовании [1] показано, что мутации IGF1R также связаны с низкой массой тела плода при рождении. В то же время наличие трех копий гена IGF1R обусловливает макросомию новорожденного ребенка [26]. К сожалению, отсутствует информация о воздействии таких аберраций генных мутаций IGF1R на рост и массу плаценты.

В отличие от IGF-1, который определяет массу тела плода, IGF-2 стимулирует рост плаценты [31]. Это можно увидеть при синдроме Beckwith-Wiedemann. Эта патология характеризуется дублированием гена IGF-2 и приводит к активному росту плаценты, но практически не влияет на рост плода (L. Shapiro и соавт., [29]). Это подтверждено в эксперименте на морских свинках, где мутация гена IGF-2 увеличивает общую площадь поверхности плаценты на 39%.

1. Одной из возможных причин развития макросомии плода при беременности, отягощенной ГСД, может явиться увеличение уровня IGF1R в плаценте. Циркулирующие как в материнском, так и плодовом кровотоке IGF-1 и IGF-2 связываются с IGF1R и обусловливают свои эффекты. При ГСД уровень экспрессии IGF1R достоверно выше, чем при неосложненной беременности. По-видимому, это и определяет большие размеры плода и плаценты при сахарном диабете беременных.

2. При беременности, осложненной тяжелым гестозом, площадь экспрессии IGF1R минимальна, что в совокупности с другими факторами может являться одной из причин внутриутробной задержки развития плода.

3. Проведенные исследования позволяют уточнить роль IGF1R как предиктора различных патологических процессов в плаценте при осложненной беременности.