Новое в изучении клинико-морфологических аспектов при эндокринопатиях у беременных

Авторы:
  • Т. В. Павлова
    ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Белгород, Россия
  • В. А. Петрухин
    ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский институт акушерства и гинекологии» Минздрава Московской области, Москва, Россия
  • Е. С. Малютина
    ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Белгород, Россия
  • А. Н. Каплин
    ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия
  • Л. О. Землянская
    ООО «Клиника доктора Фомина», Белгород, Россия
Журнал: Российский вестник акушера-гинеколога. 2020;20(5): 13-20
Просмотрено: 130 Скачано: 75

Стабильность химического состава представляет собой одно из важнейших и обязательных условий нормального функционирования организма. Основные химические элементы, играющие биологическую роль в организме, называются биогенными, к ним относятся O, C, H, Ca, N, K, P, Mg, S, Cl, Na, Fe. В свою очередь, все биогенные элементы разделяются на две большие группы: органогенные (O, C, H, N), служащие основным строительным материалом белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, и другие макроэлементы (Ca, K, P, Mg, S, Cl, Na, F). Их перемещение, распределение и депонирование подчиняется биохимической регуляции, в результате чего изменение концентрации всех элементов взаимосвязано. Как дефицит макроэлементов, так и их повышенная концентрация могут привести к неблагоприятным последствиям для жизнедеятельности человека [1—5]. Актуальность данной проблемы возрастает при чрезвычайной нагрузке на женский организм во время беременности [6—12].

Элементозы в системе «мать — плацента — плод» остаются одними из малоизученных состояний. Среди вариантов патологии у беременных следует отметить наличие эндокринопатий, из которых лидирующие места занимают болезни щитовидной и поджелудочной желез [13—20].

В связи с изложенным целью нашего исследования явилось изучение макроэлементного состава тканей матки, пуповины и плаценты, а также особенностей строения эритроцитов в системе «мать — плацента — плод» у женщин, беременность которых протекала на фоне сахарного диабета 1-го типа (СД-1), гестационного сахарного диабета (ГСД) и патологии щитовидной железы (ЩЖ) с разными типами ее функциональной активности (эу-, гипо- и гипертиреоз).

Материал и методы

Клиническое обследование беременных, а также их лечение и родоразрешение проводились на базе Белгородской областной клинической больницы Святителя Иоасафа и Московского областного НИИ акушерства и гинекологии. Морфологические и биохимические исследования выполнялись на кафедре патологии медицинского института Белгородского национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»), а также в Научно-образовательном и инновационном центре «Наноструктурные материалы и технологии» НИУ «БелГУ».

Для детального изучения тканевых изменений, а также особенностей изменения эритроцитов при различных эндокринных заболеваниях, сопровождавших беременность, все пациентки были разделены на следующие группы: 1-ю группу составили 56 беременных с заболеваниями ЩЖ, сопровождавшимися гипотиреозом (послеоперационный и врожденный гипотиреоз, аутоиммунный тиреоидит); 2-ю группу — 35 пациенток, беременность которых протекала на фоне гипертиреоза (диффузный токсический зоб); 3-ю группу — 36 беременных с заболеваниями ЩЖ, сопровождавшимися эутиреоидным состоянием (гипертрофия ЩЖ I и II степени, смешанный зоб); 15 пациенток с СД и 12 с ГСД вошли в 4-ю и 5-ю группы соответственно. Контрольная (6-я) группа была представлена 30 случайно отобранными беременными без эндокринопатий и другой выраженной акушерской и соматической патологии.

У всех пациенток проведено изучение акушерского анамнеза и выявление сопутствующей экстрагенитальной патологии. Помимо стандартных, общепринятых в акушерстве исследований всем женщинам проведено дополнительное обследование: ультразвуковое исследование (УЗИ) ЩЖ на аппарате Aloka-5500, а также комплекс лабораторных исследований, включающий определение в плазме крови концентрации общего и свободного тироксина, трийодтиронина и антитиреоглобулиновых антител, уровня глюкозы, в том числе с нагрузкой. Кроме того, проанализировано течение беременности и родов.

Для определения тканевых изменений плаценты, пуповины и матки были взяты их гистологические образцы. Макроэлементы определяли во фрагментах тканей матки и плаценты размером 0,25±0,1 см (по 5 образцов), полученных интраоперационно (плановое кесарево сечение в сроке 38—39 нед), при этом образцы изучали при помощи растрового сканирующего электронного микроскопа Quanta 600 FEG, интегрированного с детектором рентгеновского излучения для микроанализа (чувствительность метода — 0,1—0,3%). Продолжительность средней экспозиции материала после операции составила 45±15 мин. Статистическая обработка материала заключалась в расчете интенсивных и экстенсивных показателей средних величин, определении достоверности различия относительных и средних величин с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты

При УЗИ декомпенсированная фетоплацентарная недостаточность (ФПН), сопровождавшаяся синдромом задержки роста плода (СЗРП), была диагностирована в 1-й группе в 29,6% наблюдений, во 2-й — в 32,1%, в 3-й — в 21,6%, в 4-й — в 30,5%, в 5-й — в 23,4%, в контрольной группе данный показатель составил 8,3%. Недостаточность маточно-плацентарного и плодового кровотока выявлена у беременных с врожденным гипотиреозом, полигландулярным синдромом и СД-1. У пациенток с СД-1, заболеваниями ЩЖ, сопровождавшимися гипотиреозом, и полигландулярным синдромом выявлено повышение резистентности стенок артерий пуповины.

При изучении осложнений беременности и течения родов у пациенток с эндокринопатиями установлено, что среди осложнений беременности повышение частоты преэклампсии и угрозы прерывания беременности чаще встречалось у беременных с заболеваниями ЩЖ, сопровождавшимися гипотиреозом, и СД-1, а среди осложнений течения родов аномалии родовой деятельности, приводящие к гипоксии плода и разрывам шейки матки и влагалища, чаще встречались у пациенток с заболеваниями ЩЖ, сопровождавшимися гипотиреозом, ГСД и СД-1.

При изучении макроэлементного состава эритроцитов артерий пуповины установлено, что наиболее значительные изменения претерпевал кислород (табл. 1). Как видно их данных табл. 1, содержание кислорода в эритроцитах артерий пуповины у беременных всех 5 групп с эндокринопатиями было значительно снижено по сравнению с таковым в контрольной группе (p<0,05).

Таблица 1. Органогенные элементы в эритроцитах артерий пуповины при патологии щитовидной железы и сахарном диабете у пациенток обследованных групп, %


Примечание. Здесь и в табл. 2—6: * — различие показателя по сравнению с таковым в контрольной группе достоверно (p<0,05).

Содержание натрия и калия при заболеваниях ЩЖ, сопровождавшихся гипотиреозом, гипертиреозом, и при СД-1 было увеличено, а магния и фосфора — уменьшено по сравнению с показателями в контрольной группе (табл. 2). Причем при дальнейшем уменьшении концентрации фосфора и магния возрастала концентрация натрия (при СД-1) и кальция (при ГСД). Выявлено достоверное (p<0,05) снижение концентрации магния и фосфора в крови артерии пуповины в обследованных группах в следующей их последовательности: эутиреоз, гипотиреоз, гипертиреоз, СД-1.

Таблица 2. Другие макроэлементы в эритроцитах артерий пуповины при патологии щитовидной железы и сахарном диабете у матери, %


При дальнейшем проведении элементного анализа при заборе материала близко к сосудистой стенке пуповины у женщин, имеющих патологию ЩЖ, было установлено достоверное снижение содержания кислорода наряду со снижением магния, фосфора и кальция. Изменения состава натрия и калия были статистически недостоверны.

При изучении макроэлементов в ворсинчатом хорионе было показано, что содержание кислорода у обследованных беременных достоверно снижалось: в контрольной группе — 23,29±1,41%, при эутиреоидном состоянии — 19,35±1,03%, при ГСД — 17,65±1,05%, при гипертиреозе — 16,86±1,05%, при СД-1 — 15,81±1,03%, при гипотиреозе — 14,88±1,01%. В аналогичной последовательности уменьшалось содержание натрия, магния, фосфора, кальция и калия.

В ходе электронной микроскопии во всех образцах были выявлены множественные структурные изменения плаценты, которые могут лежать в основе нарушения элементного состава тканей: увеличение площади плаценты со скоплением эритроцитов в межворсинчатом пространстве, уменьшение площади ворсинчатого хориона с преобладанием промежуточных ворсин, полнокровие сосудов, выпадение нитей фибрина (рис. 1).

Рис. 1. Фрагмент плаценты пациентки с послеоперационным гипотиреозом (а, б) и сахарным диабетом 1-го типа (в, г).
а — увеличение площади со скоплением эритроцитов в межворсинчатом пространстве; б — уменьшение площади ворсинчатого хориона, преобладание промежуточных ворсин; в — ворсины близко подходят друг к другу и связаны нитями фибрина, преобладание промежуточных ворсин, сосуды полнокровны, увеличение площади со скоплением эритроцитов в межворсинчатом пространстве; г) 1 — место определения форменных элементов в сосудах ворсин, 2 — за их пределами. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ): а — ув. 200, б — ув. 5000, в — ув. 500, г — ув. 3000.


При изучении макроэлементов в эритроцитах, находящихся внутри сосудов ворсин, установлено достоверное снижение кислорода при гипертиреозе у беременных (35,34±2,65%) и при СД-1 (38,85±2,06%), при этом уровень данного показателя в контрольной группе — 46,43±2,31% (табл. 3).

Таблица 3. Органогенные элементы в эритроцитах сосудов ворсин при патологии щитовидной железы и сахарном диабете у пациенток обследованных групп, %


Кроме того, в эритроцитах сосудов ворсин при заболеваниях ЩЖ, сопровождающихся гипертиреозом, установлено достоверное увеличение содержания натрия (15,33±0,91%), калия (19,67±1,52%), а также железа (11,83±0,28%) на фоне резкого снижения уровня фосфора (8,50±0,31%) и серы (15,17±0,76%) (табл. 4). Аналогичные, но менее выраженные изменения натрия и калия выявлены при гипотиреозе, однако при таком функциональном состоянии ЩЖ обнаруживается более высокое процентное содержание кальция (17,33±1,90%) и железа (18,28±2,05%) и более низкое содержание серы (9,71±0,45%) (p<0,05). При эутиреозе, СД-1 и ГСД достоверных изменений состава других макроэлементов не выявлено (см. табл. 4).

Таблица 4. Другие макроэлементы в эритроцитах сосудов ворсин при патологии щитовидной железы и сахарном диабете у пациенток обследованных групп, %


Особое внимание нами было уделено изучению элементного состава миометрия. При исследовании элементозов в спиральных артериях было установлено снижение уровня кислорода во всех группах с патологией ЩЖ у матери как внутри спиральных артерий, так и вне их контура. В эритроцитах спиральных артерий содержание кислорода достоверно снижалось у пациенток обследованных групп: от 27,99±2,03 при гипотиреозе до 21,06±2,50% при СД-1 (табл. 5). Тенденция к изменению содержания была отмечена и для других изучаемых органогенных макроэлементов миометрия (см. табл. 5).

Таблица 5. Органогенные элементы в эритроцитах спиральных артерий миометрия у пациенток обследованных групп, %


При изучении концентрации других макроэлементов в эритроцитах спиральных артерий (табл. 6) установлено достоверное снижение таковой фосфора, магния и калия во всех группах беременных с эндокринопатиями по сравнению с данными контрольной группы (p<0,05), а также увеличение содержания кальция и железа (p<0,05).

Таблица 6. Макроэлементный состав эритроцитов в спиральных артериях миометрия у пациенток обследованных групп, %


При электронной микроскопии полученных препаратов матки определялись полнокровие сосудов, нарушение складчатости эндотелия и начало тромбообразования при всех изучаемых эндокринопатиях в отличие от образцов контрольной группы, в которых указанные изменения отсутствовали (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент матки (а, б) пациентки с патологией ЩЖ (эутиреоидное состояние, узловой зоб) и пациентки с СД 1-го типа (в, г).
а — миометрий изменен, сосуды полнокровны, начало образования тромба; б — нарушение складчатости эндотелия и адгезия эритроцитов: 1 — место определения форменных элементов в спиральной артерии, 2 — за ее пределами; в — миометрий изменен незначительно, сосуды полнокровны в различной степени, нарушение строения эндотелия и адгезия эритроцитов, г — образование тромба и скопление фибрина.


СЭМ: а — ув. 200, б — ув. 5000, в — ув. 2000, г — ув. 1000.

Обсуждение

Таким образом, в ходе проведенного анализа установлено, что при эндокринопатиях на фоне многочисленных структурных изменений тканей матки, пуповины и плаценты определяется дисбаланс макроэлементного состава тканей и элементов кровеносной системы маточно-плацентарного комплекса. Наиболее значимые изменения претерпевает кислород: установлено резкое снижение его доли во всех исследуемых тканях (матка, плацента, пуповина). Результатом таких морфофункциональных изменений является более высокая распространенность осложнений у плода, включая асфиксию, синдром дыхательных расстройств, гипоксически-ишемическое поражение ЦНС, формирование аномалий развития и СЗРП. При этом самое значительное число осложнений характерно для новорожденных, родившихся у матерей с СД-1, полигландулярным синдромом и врожденным гипотиреозом.

При изучении других жизненно необходимых макроэлементов было показано, что при заболеваниях ЩЖ, сопровождающихся гипер- и гипотиреозом, содержание калия значительно повышалось как в сосудах терминальных ворсин плаценты, так и в сосудах пуповины, что также оказывает неблагоприятное влияние на развитие плода и новорожденного.

Нами показано достоверное увеличение содержания натрия в сосудах пуповины и в плаценте, в том числе в терминальных ворсинах, особенно у пациенток с беременностью, осложненной гипо- и гипертиреозом. Выявленная гипернатриемия может способствовать гиперосмоляции крови в связи с участием натрия в поддержании кислотно-щелочного равновесия посредством буферных систем, следствием чего могут стать гипогидратация и деструкция клетки, а в последующем — развитие отека и алкалоза, что и служит причиной развития критического состояния плода и прогрессирующей ФПН. Именно гипернатриемия является наиболее вероятной причиной выявленной гипергидратации эритроидных клеток, их набухания, утраты дискоидной формы и округления (сфероцитоз), а также нарушения строения мембран эритроцитов пуповины и плаценты в связи с утратой ряда изученных нами макроэлементов (калий, фосфаты, магний).

Выявленная достоверная гипокальциемия во всех компонентах пуповины может быть следствием нарушения регуляции фосфорно-кальциевого обмена, которое наблюдается при гипофункции паращитовидных желез, часто возникающей при патологии ЩЖ. Вследствие недостатка кальция во внеклеточной воде и крови растет проницаемость биологической мембраны для ионов, повышаются возбуждение нервной системы и сократимость мышечной ткани, что может спровоцировать самопроизвольные выкидыши и преждевременные роды, часто встречающиеся у женщин с патологией ЩЖ.

Выявленная достоверная гипофосфатемия в пуповине и, как следствие, в плаценте при таких эндокринопатиях, как эутиреоидное состояние, ГСД, гипотиреоз, гипертиреоз, СД-1, может способствовать снижению скорости образования макроэргических соединений (аденозинтрифосфат, креатинфосфат) в результате ингибирования ферментов, участвующих в их синтезе, нарушению образования рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот, а также в сочетании с гипокальциемией привести к задержке минерализации костей, развитию рахита, остеомаляции, остеопороза.

Авторами статьи показан абсолютный дефицит магния во всех изучаемых компонентах пуповины и плаценты, вплоть до полного его исчезновения. Среди последствий, наступающих в системе «мать — плацента — плод» при гипомагниемии, особо следует выделить деструктивные расстройства, идущие с нарушением обмена углеводов и белков, а также кальцификацией тканей.

Заключение

Таким образом, нарушение макроэлементного состава служит отображением нарушения функции структурно измененных тканей фетоплацентарного комплекса. В результате исследования установлено, что при патологии ЩЖ и СД у беременной наблюдается маточно-плацентарная ишемия на фоне изменений в анатомо-функциональном состоянии эритроцитов и макроэлементного состава, следствием чего является развивающаяся деструкция в тканях системы «мать — плацента — плод», которая, в свою очередь, способствует дальнейшему прогрессированию тканевой и циркуляторной гипоксии.

Выявленные нарушения макроэлементного состава диктуют необходимость дальнейшего более детального изучения основ нарушения структуры тканей и последующего нарушения состава макроэлементов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Т.В. Павлова, В.А. Петрухин

Сбор и обработка материала— А.Н. Каплин, Е.С. Малютина, Л.О. Землянская

Статистическая обработка — А.Н. Каплин

Написание текста — Т.В. Павлова, А.Н. Каплин, Е.С. Малютина

Редактирование — Т.В. Павлова, В.А. Петрухин

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы:

  1. Милованов А.П., Лебеденко Е.Ю., Михельсон А.Ф. Пути снижения акушерских потерь. Акушерство и гинекология. 2012;4:114-174.
  2. Павлова Т.В., Малютина Е.С., Петрухин В.А., Нестеров А.В. Состояние системы мать—плацента—плод при патологии щитовидной железы у матери. Архив патологии. 2012;12(4):34-37.
  3. Pavlova TV, Malyutina ES, Petrukhin VA, Nesterov AV, Kolesnikov DA. Morphogenesis of placenta at endocrinopathies (diabetes and thyroid pathology) in mother. Virchows Archiv. The European Journal of Pathology. 29th European Congress of Pathology. Pathology for Patient Care 26 September 2017; RAI Amsterdam, The Netherlands Virchows Arch. 471(Suppl 1):352.
  4. Скальный А.В. Взаимосвязь дисбаланса макро- и микроэлементов и здоровье населения (обзор литературы). Казанский медицинский журнал. 2011;92(4):606-609.
  5. Бондарь И.А., Малышева А.С. Изменения гемостаза у беременных с нарушениями углеводного обмена. Сахарный диабет. 2013;2:77-81. https://doi.org/10.14341/2072-0351-3760
  6. Павлова Т.В., Куликовский В.Ф., Павлова Л.А. Клиническая и экспериментальная морфология. М.: Медицинское информационное агентство; 2016.
  7. Ляхнович Н.А. Влияние патологии щитовидной железы на течение беременности. Журнал Гродненского ГМУ. 2008;4:62-65.
  8. Вербовой А.Ф., Шаронова Л.А., Долгих Ю.А. Гипотиреоз. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2016.
  9. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб: Наука; 2008.
  10. Чернова Д.Н. Влияние персонализированной коррекции элементного статуса на иммунную функцию человека. Микроэлементы в медицине. 2018;4:49-51. https://doi.org/10.19112/2413-6174-2017-18-49-51
  11. Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Раков А.В., Тодуа П.А. Нанометрология линейных измерений в атомно-силовой микроскопии. Труды ИОФАН. 2006;62:121-143.
  12. Древаль А.В. Репродуктивная эндокринология. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2019.
  13. Ярков С.П., Шиленко И.В., Валиев Х.Х., Карнет Ю.Н., Снегирева Н.С., Яновский Ю.Г. Изучение поверхностной структуры иммунохроматографических мембран методом атомно-силовой микроскопии. Альманах клинической медицины. 2008;17(2):377-380.
  14. Pavlova T, Petrukhin V, Selivanova A, Goncharov I, Kolesnikov D. Issues in the study utero-placental blood flow in severe gestosis. Virhows Archiv. 2014;465(Suppl 1):1-352.
  15. Pavlova TV, Petrukhin BA, Syrtseva IS, Selivanova AV, Markovskaya VA. Modern approaches to the study of erythrocytes of preeclampsia in the mother—placenta—fetus. J Pharmacy Res. 2017;11(12):1575-1578.
  16. Pavlova T, Malutina E, Petrukhin V, Kolesnikov D, Goncharov I, Bashuk I, Markovskaya V. New morphofunctional methods of research of blood stream at diffuse toxic goiter on background of pregnancy. Virchows Archiv. 2015;467(Suppl 1):1-144.
  17. Pavlova T, Selivanova A, Syrtseva I, Petrukhin V. Innovative approaches for study of placenta at preeclampsia. Virchows Archiv. 2015;467(Suppl 1):1-234.
  18. Павлова Т.В., Малютина Е.С., Петрухин В.А. Патоморфологические особенности системы мать—плацента—плод при диффузном токсическом зобе. Архив патологии. 2015;77(5):14-17. https://doi.org/10.17116/patol201577514-17
  19. Pavlova T, Selivanova A, Petrukhin V. The usage of atomic power microscopy in nano-histological studies (at the example of preeclampsia). Virchows Archiv. 2016;469(Suppl 1):1-346. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ201716-13
  20. Pavlova T, Prashchayeu K, Pozdnyakova N, Bashuk V, Selivanova A. Erythrocytes as target cells of diabetes types 1 and 2. Virchows Archiv. The European Journal of Pathology. 25th European Congress of Pathology. European Society of Pathology. 2013:157-158.