Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимическая характеристика мембран плаценты при физиологической беременности и гипоксических состояниях

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимическая характеристика мембран плаценты при физиологической беременности и гипоксических состояниях"

' !т

МИНИСТЕРСГНО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

• РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КРУКИЕР ИРИНА ИВАНОВНА

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕМБРАН ПЛАЦЕНТЫ ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ '. БЕРЕМЕННОСТИ И ГИПОКСИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ'

03.00.04 - Биологическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена в Ростовском научно-исследовательском институте акушерства и педиатрии Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Погорелова Т.Н.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Микашиноаич З.И. доктор биологических наук, старший научный сотрудник Менджерицкий A.M.

Ведущая организация:

Российский государственый медицинский университет

Защита состоится 1992 года в часов

на заседании специализированного совета Д. 084.53.01. Ростовского ордена Дружбы народов медицинского института (344700, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского медицинского института.

Автореферат разослан "Ж/ ' 1992 г.

Ученый секретарь ' специализированного совета, доцент

Н.Я.Корганов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Рост и развитие плода, его способность адап^ромтьс» к изменяющимся условиям внешней среди во многом определяется функциональной полноценностью плаценты. Она осуществляет весь матерпнско-плодный обмен, включая трофическую, дыхательную, выделительную, защитную, эндокринную н другое функции. Плацента - одип из наиболее молодых в эволюционном ряду орген, представляет значительный интерес, поскольку за небольшой период времени претерпевает быстрое развитие, достигает полной зрелости й "стареет" (Н.И.Цирелышкоа, 1980; М.В.Федором, 1982; Т.Н.Погорелова, 1984).

Сажная роль плаценты во взаимоотношениях между организмами матери к плода обосновывают глубокий интерес, проявляемый к пей многочисленными представителями различных областей биологической и медицинской наук. Изучение структурных особенностей и характера обменных процессов развивающейся плаценты имеет важное научно-теоретическое значение в установлении общих закономерностей внутриутробного онтогенеза, а также во многом предопределяет вопросы антенатальной охраны плода, способствует выяснению патогенеза ряда заболеваний новорожденного. В то же время вопрос о роли плаценты в формировании взаимоотношений мевду организмами матери и плода кдх при физиологических, так м при патологических условиях остается недостаточно изученным, что тормозит разработку научно обоснованных мероприятий по борьбе с нарушениями внутриутробного развития плода и перинатальной смертностью.

Среди факторов, осложняющих беременность и нарушающих нормальное развитие плода, особое Ьесто принадлежит фетоплацентарной недостаточности, нередко приводящей к прерыванию беременности и сопровождающейся хронической гипоксией плоди (Е.П.Калашникова, М.В.Федорова, 1979; Г.М.Савельева, 1983; В.Е.Ра'дзинский, П.Я. Сналько, 1987). Адекватное снабжение плода пластическими вещестпамм м его кислородное обеспечение во многом зависит от сохранения морфо-фуикциональной полноценности плпненты. Последи»« в значительной степени определяете« фл-зихо-хнмическим состоянием биологических мембран. Попрежлскме структурных компонентов плазматических мембран плаценты, по-видимому, является молекулярной основой нарушения прежде всего трц^енпргкых функций органа и процессов рецсмцмн. Однако, в пзстнишее время имгн>т-

са лишь единичные работы, касающиеся биохимии плазматических мембра плаценты. Причем в основном они посвящены белковому компоненту ыем бран (N.Kelly, 1978; Т.Н.Погорелова и соавт., 1983; M.Faulk, P.Jhonjoc 1983). Состав фосфолнлидов и углеводов мембран плаценты в процессе с развития при физиологической и осложненной б.ремелности практическ не изучен.Крайне мало сведений и об активности мембраносвязанных фер ментов плаценты (D.McNamara ct al., 1982; Н.А.Петрушкова и соавт 1985), выполняющих важную роль • поддержании структуры и функцне иальной полноценности мембран. В то же время биохимические нсследом ния плазматических мембран плаценты позволят углубить представления их ролк в обеспечении материнско-плодиого обмена, оценить состояние функциональные возможности органа в целом, что будет способствоват выяснению механизмов плацентарной недостаточности и возможности с предупреждения. Вышеизложенное определяет актуальность изучения мем( ранных структур плаценты в условиях физиологической беременности и г» поксии.

Цель исследования. Целью работы явилось изучение состава свойств плазматических мембран плаценты в процессе фиэиологичесвоб & ремснности и при гнпокгмческих состояниях в эксперименте и клинике.

Для дости» ¿ния указанной цели были поставлены следующие'зад|

<ш.

1. Изучить'и сопоставить динамику фосфолйпидного состава к ai TiiuHocTii фосфолипаш плазматических мембран плаценты зксп< римгнтальиых животных и человека в разные период

физиологической беременности.

2. Охарактеризовать динамику углеводных компонентов и активы* ста неЬраминидазы плазматических мембран плаценты животных человека а разные периоды физиологической беременности.

3. Определить шпгнсниюсть перскисного окисления липидов микриинзкость плазматических мембран плаценты животных и 41 лоиекз и ранние периоды физиологической беременности.

4. ycruiioutiTb xnpaxiep и степень модификации указанных crpyi тури их компонентов и свойств мембран пллценгы в эксперимент (uuci.inau шиочии) и в клинике у женщин с фстоалацеитарнс НС11Ч. ><11(>ч1ш<: ibto.

i llupafwiidiL крИ1срнн опенки футаномальной полноценное! п^луеты ;< iipoiiidid coiioiiHtm 1М1Ы1р|>ж,1сн><ог<>.

Научпая новизна. Впервые дэна характеристика динамики фосфо-ипидного н углеводного компонентов плазматических мембран гемохори-льной плаценты животных и человека в процессе нормального внутриут-обного развитиа и при гипоксии. Получены новые данные о динамике роцессов перекисного окисления липидов, микровязкости мембран и ак-ивности мембраносвязанных фосфолипазы А и ьейраминидазы плаценты ри физиологической и осложненной гипоксией беременности. Установлены бщие черты и ряд межвидовых отличий в составе и свойствах мембран лаценты человека и животных. Выявлены периоды в развитии плаценты, тличающиеся наибольшей лабильностью мембранных структур.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенные кспериментальногклинические исследования, позволившие установить ди-амику некоторых биохимических характеристик плазматических мембр н лаценты при нормальной беременности расширяют представление об осо-енностях становления метаболизма плаценты, обеспечивающих выполнение е функций на каждой стадии развития.

Полученные данные о составе и свойствах мембран плаценты в ус-овиях гипоксии представляют существенный интерес для понимания меха-измов развития плацентарной недостаточности и обосновывают теоретиче-сие предпосылки для проведения мембранопротекторной терапии.

Исследование плазматических мембран плаценты может быть ис-эльзовано при оценке эффективности лечения плацентарной недостаточно-ги и прогнозировании состояния новорожденного.

В результате проведенной работы разработаны "Способ диагностики пацентарной недостаточности* (а.С. N 1627987) и "Способ прогнозирова-ия состояния новорожденных" (а.с. N 1630790).

. Указанные способы используются в отделении патологии беремен-*х и родильном отделении РНИИАП.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на 5 :есоюзном биохимическом съезде (г.Киев, 1986), на 4 симпозиуме по ги-:рбарической о'ксигенацни (г.Москва, 1989), на 7 и 8 региональных кон-еренцнях молодых ученых Северного Кавказа (г.Ростов-на-Дону, >87,1988). Материалы работы были представлены на 15 Всесоюзном съсз-

де акушеров-гинекологов (г. Москва, 1989), на научно-практической конференции акушеррв-гинекологов и педиатров (г. Рига, 1986).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, получено 2 авторских свидетельства, внедрено 5 рацпредложений.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных*исследований, обсуждения результатов, выводов и библиографического указателя, включающего 173 отечественных и 146 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 14 рисунками и 16 таблицами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования проведены на белых крысах, плаценты которых, подобно плаценте человека, относятся к гемохориальному типу. В опытах использованы 140 крыс массой 150-180 г с датированным сроком беременности.

Первая серия опытов выполнена на 40 крысах, подвергшихся гипо-ксической гипоксии в барокамере с приточно-вытяжной вентиляцией. В барокамере животных "поднимали" на высоту 4000 м над уровнем моря: 20 из них находились в барокамере с 7 по 14 дни беременности и 20 крыс -С 14 по 21 дни беременности. Ежедневно для подачи корма и чистки камеры крыс "опускали" на 15-20 минут,скорость декомпресни 0,005 МПа/миц. ч

Вторая серия экспериментальных исследований проведена в натурных условиях высокогорья (Приэльбрусье, ст. "Мир"). 40 крыс находились' на высоте 3500 м над уровнем моря. Длительность пребывания животных в условиях гипоксии аналогична таковой в первой серии исследований.

Контрольную группу составили 60 беременных крыс,'находящихся, в стандартных условиях вивария. Материалом исследования служили плаценты разных сроков внутриутробного развития (9, 14, 21 дни).

Наряду с модельными опытами, воспроизводящими кислородную недостаточность в период беременности, были проведены аналогичные исследования плаценты человека, развивающейся в условиях внутриутробной гипоксии. В :>том разделе работы для исследования взяты хорионы и плаценты женщин с привычным невынашиванием беременности на фоне фе-

топлацентарпой недостаточности, следствием котороГ. является гипоксия плода (Г.М.Савельева, 1984; М.В.Федорова, Е.П.Калашникова, 1986).

Обследовано 60 женщин в возрасте 21-33 лет, страдающих привычным невынашиванием беременности эндокринной этиологии (в анамнезе от 2 до 4 самопроизвольных абортов). Данная беременность у 20 женщин закончилась родами в срок, у 40 - беременность прервалась в разные сроки < 6-12, 13-19, 20-26, 27-36 недель).

Диагноз фетоплацентарной недостаточности поставлен на основании клинико-лабораторного обследования, включающего тесты функциональной диагностики и гормональные исследования. Настоящая беременность у этих женщин протекала на фоне сниженной концентрации плацентарного лакто-гена и половых стероидов в сыворотке крови (Л.И.Камаев, 1990). Внутриутробная гипоксия у женщин данной группы подтверждена показателями газового состава и кислотно-основного состояния крови, уровнем ксанти-на+гуанина в венозной крови беременных и крови пуповины. Повышение последнего, по мнению многих исследователей, является надежным показателем перинатальной гипоксии (Н.Л.Друккер, 1979; Saugskad, 1988; Ruth et al., 1989).

В этой серии исследований в качестве контроля использованы хорионы и плаценты соматически здоровых женщин (83 случая) в разные сроки неосложненноП беременности. В период с 6 до 12 недель беременность была прервана в результате искусственного аборта по желанию женщины, в последующие сроки с 13 по 36. недели - по социальным показаниям или в результате острого травматического повреждения. В ряде случаев причиной медицинского прерывания беременности явился узкий таз матери и крупный плод. 30 плацент получено после нормальных своевременных родов. Перед проведением биохимических исследований ткань плаценты, взятой сразу после прерывания беременности или родов при соблюдении холодового режима отмывали от крови физиологическим раствором.

Плазматические мембраны плаценты выделяли по методу (N.С.Smith, М.С.Brush, 1978). Данный метод позволяет получить мембраны микроворсин синцитиотрофобласта плаценты, являющихся наиболее активными элементами в транспортных процессах между прьишзмами матери и плода. Степень чистоты препарата проверяли по определению активности маркерных ферментов: 5'-нук.1еотидазы <КФ 3.1.3.5; Э.Шсклик, 1966) и

Na+,K+-AT<Da3bi (КФ 3.6.1.3 ; Р.Н.Глебов и соавт., 1974). Активность данных ферментов во фракции мембран синцитиотрофобласта превышала таковую в гомогенате плаценты в 10-15 раз.

Экстракцию мембранных липидов проводили по Фолчу (J.Folch et al.,1957). Содержание холестерина определяли, Используя коммерческие наборы химических реактивов (НПО "Биолар"), уровень общих фосфоли-пидов - по содержанию.липидного фосфора (В.Г.Колб, В.С.Камышников, 1982). Фракционирование фосфолипидов осуществляли одномерной хроматографией в системе хлороформ-метаиол-вода в соотношении 65:25:4 на пластинках с закрепленным слоем силикагеля (В.Г.Новицкая, 1972). Количество фосфолипидов во фракциях оценивали по содержанию в них неорганического фосфора после минерализации проб.

Активность фосфолипазы А^(КФ 3.1.1.4) определяли методом O.P.Lewis et al. (1979), используя в качестве субстрата фосфатидилхолин ("Sigma", США). Активность фермента выражали в мкмолях свободных жирных кислот (СЖК) на 1 мг белка за 1 час. Количество СЖК определяли по О.Д.Кушмановой и Г.М. Ивченко (1983).

Об Лстенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) судили по содержанию диеновых конъюгатов и шиффовых оснований. Определение диеновых конъюгатов осуществляли по поглощению при 223 нм (И.Д.Стальная, 1977), содержание шиффовых оснований оценивали по интенсивности флуоресценции липидного экстракта при 440 Им, длине волны возбуждающегося света 360 нм (Ф.З.Меерсон и соавт., 1979). Количество липидов в мембранах, плаценты определяли по цветной реакции с сульфованилиновым реактивом (В.Г.Колб, B.C. Камышников, 1982).

О микровязкости липидного бислоя мембран плаценты судили по соотношению интенсивности флуоресценции зксимеров и мономеров (Fe/Fm) флуоресцентного зонда лирена при длине волны возбуждения 337 нм (Г.Е.Добрецов, Ю.А.Владимиров, 1977).

Углеводные компоненты гликопротеинов мембран плаценты определяли в сухих осадках мембран после экстракции липидов. Содержание N-ацетклнейраминовой кислоты оценивали тиобарбитуровым методом (L.Warren, 1959) в модификации, предусматривающей двойную экстракцию цик^огексанои. для удаления хромогена, образовавшегося за счет дезоксиса-харндов (И.В.Цветкова, 1966). Гексозамины после отделения от сопутству-

юших веществ на хроматографнческой колонке с карбоксильным полнакри' ловым катионнтом определяли по методу А.В.Болобовой, Л.И.Линевич (1988). Определение гексоз осуществляли с помощью антронового реактива (Р.В.Меркурьева, 1982).

Активность нейраминидазы (КФ 3.2.1.18) оценивали по методу, описанному Н.А.Петрушковой с соавт. (1985). Активность фермента выражали в мкмолях N-ацетилнейраминовой кислоты на 1 мг белка за 1 час. Содержание белка определяли методом Лоури.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета прикладных программ Statgraphics, версия 3.0. Данные наблюдений вводились в компьютер IBM PC/AT я обрабатывались подпрограммами из указанного пакета.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Проведенные нами исследования позволили установить, что в процессе нормального внутриутробного развития происходят определенные изменения в составе и свойствах плазматических мембран гемохориальной плаценты человека и животных (табл. 1,2).

Низкое на начальных этапах формирования плаценты содержание мембранных фосфолипидов воврастает и достигает максимальных значений у человека примерно к середине беременности, а у крыс продолжает повышаться до ее конца.

»

Модификации подвергается и количественное содержание отдельных фракций фосфолипидов. Наиболее высокий относительный и абсолютный уровни фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, представленных в больших количествах на всех этапах развития плаценты, обнаружены в хопце первого триместра - середине беременности, что очевидно, связано с их повышенным синтезом в этот период. Для фосфатидилиноэнта характерно повышение его содержания от начальных этапов развития плаценты до периода родов. Динамика содержания сфннгомиелина, фосфатндилсерина и фосфатиднлглпцерина в составе общих фосфолипидов менее выражена.

Представляет интерес накопление в мембранах плаценты в процессе ее физиологического развития лизофосфатидилхолина. Этот факт, по-видимому, можно рассматривать не только как деструктивный процесс, но и

как определенный компенсаторный механизм, направленный на поддержание текучести липидной фазы мембран формирующейся и затем "стареющей" плаценты. Причинами увеличения лизофосфатидилхолина могут быть: снижение процессов его ацилирования, а также повышение активности фосфолипазы А,_. Как показали наши исследования, последнее действительно имеет место в нормально развивающейся плаценте животных и человека. Увеличение активности фосфолипазы А^, очевидно, связано прежде всего с выполнением основных ее функций - регуляцией фосфолн-пидного состава мембран на каждой стадии развития плаценты. Кроме того, катализируя реакцию освобождения арахндоновой кислоты из мембранных фосфолипидов, она лимитирует каскад превращения этой кислоты и в определенной мере может регулировать синтез простагландинов, участвующих в механизмах развязывания родовой деятельности.

Наряду с изменением общего уровня и фракционного состава фосфолипидов в процессе развития плаценты имеет место и изменение содержания холестерина. Количество этого важного стеринового компонента мембран, присутствие которого придает им морфологическую стабильность, возрастает по мере прогрессирования беременности. Поскольку это увЬли-ченне превосходит по степени нарастание уровня фосфолипидов, наблвда-ется параллельное увеличение молярного соотношения холестерии/фосфо-липиды, что способствует уплотнению мембран при одновременном изменении функциональной подвижности их структуры.

Выявленная динамика липидов, очевидно, связана с их важной ролью в формировании мембран, регуляции процессов проницаемости, поддержании активности мембраносвязанных ферментов и обусловлена адаптацией плаценты к меняющимся потребностям системы мать-плацента-плод и необходимостью сохранения гомеостаза в этой системе.

Известно, что структура мембран, является одним из факторов, определяющих скорость свободнорадикального окисления, липидов, которое, в свою очередь, служит важным ее модификатором. В процессе физиологичен ского внутриутробного развития интенсивность процессов. ПОЛ возрастает, достигая максимальных значений в плаценте крыс к 14 дню, а в плаценте человека к 13-19 неделям беременности, в более поздние сроки происходит ее снижение. Однако в конце беременности содержание диеновых конъюга-тов и шиффовых оснований все же превышает их уровень в раннем хорио-

Габлица 1.

Состав и свойства плазматических иеибран плацент крыс в разные периоды развития

1 Сроки внутриутробного развития

| Показатели

9 дней 14 дней • 21 день

Общие фосфолипиды

(хкиоль/кг белка) Холестерин 0,70±0.03 0,7910.02 0,8510,04»

(мкиоль/мг белка) 0.38±0,01 0.47Ю.02« 0,5510,03»

Коэффициент холе-

стерин/ фосфолипиды 0,5410,03 • 0,5910,04 0.65Ю.05»

Фосфолипаза

(мкноль/иг белка) 2,010,1 2,510.1 * 3,210.1 *

Диеновые конъвгаты

(нкмоль/иг липидоо) 11,410,5. 18.9Ю.7» 13.210.б»/»»

1иффовм.основания

. (о.е./иг липидов) 10.510.5 17,610.7» 12,510,5»/»»

Кикровязкость

(Рэ/Рм) 0.6210.03- 0.4910.02» 0,4310,02»/»»

Сиаловые кислоты

(икыоль/иг белка) 0,093*0.005 0.'12310.407* 0,08810,005**

Гексозы

(икиоль/ыг белка) 0'. 3910; 02 • 0,'54Ю.04» 0,4310,02*»

Гексозаыиии

(мкколь/кг белка) 0.3610.02 0.^910,03* 0.3810,02*»

Нейраиинидаза

(нкмоль/нг белка) 0.2710.01 0.3310,02» 0.39+0,03*

*/»* - отличия достоверны по отновеиио к 9 и 14 дням

Таблица 2.

Состав и свойства плазматических мембран плаценты человека в разные периоды развития

Показатели Сроки внутриутробного развития (в неделях)

6-12 13-19 20-26 27-36 39-40

Обцие фосфолипиды 0.68± 0.811 0,751 0.731 0.711

(мкмоль/мг белка) 0.03 0.04* 0.04 0.04 0.03**

Холестерин 0.301 0,351 0,361 0.391 0.411

(мкмоль/мг белка) 0.01 0.01* 0.02* 0.02* 0,02*/*»

Коэффициент холе- 0,441 0,441 0,481 0,531 0,571

стерин/фосфолилидн 0.02 0.02 0,03 0.03*/** 0,03*/*«

Фосфолипаза йд. 2. 6± 2,91 3,31 3.61; 4.01

(мкмоль/мг белка) 0.1 0.1* 0.2* 0.4*/** 0.2*/**

Диеновые конъвг^ты 5.21 7,91 5.61 5.01 6.31-

(мкмоль/мг липидов) 0.2 0.3* 0.3** 0.2** 0,3*/**

1иффовы основания 7,81 12.31 7,3± 6.91 9,21 '

(о.е./мг липидов) 0.3 0.6* 0.4** 0.4** ' 0,5*/**

Микровязкос.ть 0.641 0.6И 0.581 0,551 0,521

(Рз/Рм) 0.03 0.02 0.02 0.01* 0,02*/*.

Сиаловые кислоты' 0.0621 0.1031 0.0951 0.0871 0.0791

(мкмоль/мг белка) 0.005 0.006* 0,007 0,005** 0.004**

Гексозы 0.321 •0.451 0.431 0,381 0.351

(мкмоль/мг белка) 0.02 0,03* 0.02* 0.01** 0.03**

Гексозамины 0,301 0.391 0,371 0.341 0,331

(мкмоль/мг белка) 0.02 0,03* 0,02* 0.01 0.01

Нейрамннидаза 0.221 0.271 0.251 0,301 0,331

(мкмоль/мг белка) 0,01 0.02* 0.03* 0.02* 0,02*

*/** - отличия достоверны по отноменив к 6-12 и 13-19 нед.

не. Наиболее высокий уровень ПОЛ приходится на период максимального роста и дифференциации клеточных структур плаценты. Это согласуется с представлениями о переокисленни липидов как процессе не чуждом клетке и, в определенной мере, являющемся способом осуществления обмена компонентами мембран с внутриклеточной средой (Л.Л.Болдырев, 1986). В свою очередь, уменьшение интенсивности процессов ПОЛ в доношенной плаценте может явиться причиной снижения скорости адаптивной перестройки мембран.

Изменение липидного состава и активация ПОЛ приводят к модн-фнкации свойств мембран, одним из показателей которых является микровязкость. Полученные нами данные выявили повышение микровязкости ли-пидного бислоя мембран плаценты по мере развития беременности. Корреляционные взаимоотношения между величиной микровязкости и молярным соотношением холестерин/фосфолипнды подтверждают важную роль последнего в становлении физико-химического состояния мембран плаценты.

Существенный вклад в формирование мембранных структур плаценты вносит динамика их углеводных компонентов. Содержание нейрами-. новых кислот, гексоз, гексозаминов в процессе развития плаценты животных и человека постепенно возрастает и достигает значительных величии примерно к середине беременности. В мембранах доношенной плаценты нх уровень снижается, соответствуя такогому в раннем хорионе. Выявленная динамика, очевидно, свидетельствует об увеличении синтеза углеводных компонентов мембран в период интенсивного развития плаценты. К концу беременности, когда синтетические процессы снижены, содержание всех изученных мембраносвязапных углеводов уменьшается. Развитие плаценты сопровождается также- повышением 'активности нейраминидазы.

Полученные результаты свидетельствуют об определенной модификации плазматических мембран плаценты в процессе физиологического развития органа, направленной, очевидно, на обеспечение потребностей растущего плода. Основные закономерности динамики изученных параметров аналогичны п гемохориальной плаценте человека п животных. Значительная общность бнохим[сческпх характеристик мембран связана, по-видимому, с первостепенной задачей плаценты, независимо от ее видовой принадлежности обеспечить гомеостаз фетоплацентарного комплехса и полноценное развитие плода. Некоторые межвидовые отличия в химическом составе

мембран обусловлены, очевидно, эволюционными особенностями строения плацентарного барьера, длительностью внутриутробного развития животных и человека.

Формирование плаценты в условиях гипоксии сопровождается значительными сдвигами в структуре и свойствах ее плазматических мембран (табл. 3,4). Прежде всего это относится к липидному компоненту. Уровень общих фосфолипидов в мембранах плаценты животных при экспериментальной кислородной недостаточности и плаценты человека, формирующейся в условиях осложненной беременности на фоне хронической гипоксии, . снижен по сравнению с соответствующими физиологическими величинами на 17*17%.

Среди отдельных фосфолипидных фракций при экспериментальное гипоксии наиболее сниженным - в 1,5-2 раза в зависимости от срока беременности и условий эксперимента оказалось содержание легкоокисляемых фосфатидилэтаноламина и фосфатидилинозита (рис.1). Наряду с этими фосфолипидами уменьшено (в 1,3-1,4 раза) и количество достаточно насыщенного по жирнокислотному составу фосфатидилхолина.- Ведущей прнчи- . ной снижения содержания данного фосфолипида, вероятно, является обнаруженное нами увеличение активности мембраносвязанной фосфолипазь! Аа . Значимость влияния фосфолипаэного гидролиза на уровень'фосфатидилхолина подтверждают'высокие корреляционные, коэффициенты между этими показателями (г- - 0,72-0,75). Другим последствием активации фосфолипазы А при гипоксии является повышение уровня лизофосфатидплхолн-на, обладающего мембранолитическими свойствами.

Что касается минорных, компонентов липидов - фосфатидилсершш и фосфатидилглицсрина, то уровень этих, фракций в мембранах плаценты при экспериментальной гипоксии также повышен. Это, по-видимому, отражает изменение соотношения процессов их синтеза и распада, нарушение, реакций взаимопревращений фосфолипидов. Количество наиболее насыщенного по жирнокислотному составу ефннгомиелина изменялось в меньшей степени и в определенные периоды беремепности имела место лишь тенденция к увеличению.

Большое значение о изменении структурно-функциональных характеристик плазматических мембран плаценты в исследуемых условиях имеет

Таблица 3.

Состав и свойства плазматических мембран плаценты крыс при гипоксии

Показатели Условия гипоксии

барокамера высокогорье

Сроки внутриутробного развития

14 дней 21 день 14 дней 21 день

Общие фосфолипиды 0.42+ 0.521 0,591 0.691

(мкиоль/мг белка) 0.03* 0.04* 0,03* 0.04

Холестерин 0,641 . 0.701 0,571 0,621

(мкмоль/мг белка) 0.05* 0.05* 0,02* 0.04*

Коэффициент холе- 1,501 1.301 0,961 0.901

стерин/ фосфолипиды 0,05« 0.05* 0,04* 0.05*

Фосфалипаза й» 5.21 5,91 4,51 4,01

(мкмоль/иг белка) 0.3*' 0.4* 0,1* 0.3*

Диеновые конъвгати 31 «41 19,91 26,41 17.11

(мкмоль/иг ЛИПИДОО) Л..5* 0,5* . 1,2* 0.7*

Виффовы основания . ' 30.01" . '20,31 26,11 10.21

(о.е./цг лйпидов) 1,6* 0,9* 1,3* 0.0*

Микровязкость 0,231 0,221 , 0,311 0,301

0.01* 0,01* - 0,02* 0,01*

Сиаловие кнслоти •о.озп- ; 0,0351 0,0521 0.0561

(мкмоль/иг белка) 0.002* 0.002* 0.003* 0,004*

Гексози 0.241 0,251 0.314 0,261

(мкмоль/нг белка) 0.01* 0.02* 0,02* 0,02*

Гексозаышш .0.261 0.241 0.331 0,291

(мкмоль/иг белка) 0.02* 0.01* 0.03* 0,02*

Нейраиинидаза 0.601 0.651 0.531 0.58±

(нкыоль/мг белка) 0.03* 0.03* 0.02* 0,02*

* - отличия достоверны по отновенив к контрольный значения»

Таблица 4.

Состав и свойства плазматических мембран плаценты человека при фе.топлацентарной недостаточности

Показатели Сроки внутриутробного развития (в недел

6-12 13-19 20-26 27-36 39-

Обцие фосфолипиды 0,451 0.471 0.501 0.481 0.5

(мкмоль/мг белка) 0,02* 0,02* 0.03* 0.02* О.О

Холестерин 0.3 ?1 0,381 0.411 0,431 0.4

(мкмоль/мг белка) 0.01* ■0.01 0.02 0.02 о.с

Коэффициент холе- '0.024 0.801 0.821 0,811 о.;

стерин/фосфолилиды 0,02* 0.02* ■ 0.03* 0.03* о.<

Фосфолипаза А,. 4.1± 4.81 5.И 5.41 5,

(мкмоль/мг белка) 0.2* 0.3* 0.2» 0.1* 0,

Диеновне конъигаты б.5± 14.41 ?.51 6.21 ь

(мкмоль/мг липидов) 0.2* 0.5* 0.4* 0.3* 0,

Виффовы основания 10.5± .23.41 10.21 9.81 11

(о.е./мг липидов) 0.4* 0.9* 0.5* О.?* 0

Микровязкость , 0,441 0,311 0.351 0.401 о.-:

(Рэ/Рм) 0.02* 0.01* 0.01* 0.02* 0,1

Скаловне кислоты 0,055+ 0.0561 0.058± 0,0561 0.0!

(мкмоль/мг бёлка) 0.003* 0,004* 0.004* 0.003* 0.0

Гексозн 0.24± . 0.284 0.301 0.271 0.

(мкмоль/мг белка) 0.01* 0.01* 0.02* 0.02* 0.

Гексозамины 0.221 0.241 0.251 0.231 0.

(мкмоль/мг -белка) 0.01* • 0.01* 0.02* 0.02* 0.

Нейрами'нидаэа 0.311 0.401 0,361 0,421 0.

(икмоль/мг белка) 0.02* 0.02* 0,03* 0.03* 0.

* - отличия достоверны по отновенис к контрольным значен

также обнаруженный нами гиперхолестеркиоз и особенно увеличение молярного соотношения холестерин/фосфолипиды (в 1,4-2,5 раза).

Проведенные экспериментальные исследования позволили установить, что как в условиях высокогорья, так и барокамерной гипоксии более выраженные изменения имеют место в мембранах 14-дневной плаценты крыс, находящихся в условиях гипоксии в период плацентации, т.е. становления плаценты как органа. Мембраны плаценты животных, подвергшихся . гипоксии во второй половине беременности, более стабильны, их липндный состав изменяется в меньшей степени. По-видимому, адаптационно-компенсаторные возможности не сформировавшейся плаценты менее выражены по сравнению со "зрелым" органом.

Для липидного состава плазматических мембран плаценты женщин с хронической внутриутробной гипоксией характерны изменения, аналогичные полученным в эксперименте: снижено содержание фосфатидилэтаиола-мина, фосфатидилхолнйа и фосфатидилинознта, увеличено количество ли-зофосфатидилхолина, фосфатмднлсерйна, фосфатидилглицеряна, а также повышен уровень холестерина к соотношение холестерин/фосфолипиды, наблюдается активация фосфолипазы Аа(табл. 4, рис. 2). Причем наиболее значительные изменения имеют место до 20 недель беременности, в последующем степень их снижается, хотя в определенной мере они сохраняются и при доношенной беременности. '

В модификация липидного компонента мембран плаценты при гипоксии важную роль играет активация процессов {10Л. Экспериментальные исследования позволили установить, что пребывание животных в барокамере я на высокогорье сопровождается ррстом на 30-75% количества диеновых коныогатов и шиффовых оснований. Прячем' степень увеличения более выражена в тех случаях, когда животные подверглись гипоксическому воздействию в период плацентации с 7 по 14 дня беременности. Это может быть обусловлено высоким уровнем процессов ПОЛ в указанный период п ■ нормально развивающейся плаценте.

Подобно данным,, полученным при экспериментальной гипоксии, у обследованных женщин с осложненной беременностью также имеет место повышение процессов ПОЛ в мембранах плаценты, наиболее выраженное при прерывании беременности в первую ее половину. Одним из факторов, усиливающих ПОЛ в мембранах плацент обследованного контингента жен-

щин может явиться сниженный уровень половых стероидов, т.к. согласно данным литературы, эстрогены обладают мощными антиоксидантными свойствами (П.В.Сергеев,1984). В свою очередь, модификация мембранных структур вышеописанными процессами, имеющими место в условиях гипоксии, усиливает нарушение гормональной регуляции в результате изменения чувствительности рецепторов на уровне узнавания и связывания гормонов.

Деструктивные процессы в мембранах плаценты затрагивают не только липидный, но и белковый компонент, в частности гликопротеины, что подтверждается обнаруженным нами снижением содержания мембранос-вязанных гексоз, гексозаминов, сиаловых кислот в плаценте животных и человека при гипоксии. Причем снижение уровня сиаловых кислот коррелирует с повышением активности нейраминидазы, играющей важную роль в дезагрегации олигосахариднЫх цепей глккопротеинов. Участие гликопротеи-нов в обеспечении многих мембранных процгссов: межклеточных взаимодействий, ионного транспорта, рецепции й других позволяют оценить степень отрицательных последствий их деструкции на функциональную организацию мембран. *

Таким образом, проведенные исследования липидного и углеводного состава, микрбвязхости мембран, реакций ПОЛ,.активности мембранос-вязанных ферментов способствуют выяснению.механизмов мембранод<ест-руктивных процессов в плаценте, участвующих в развитии плацентарной недостаточности. Из представленных в работе данных следует, что наибольшие изменения в структуре мембран плаценты, как в процессе физиологического развития, так и при осложненном его течении имеют место в первой половине беременности, для плаценты человека это период с 13 до 19 недель беременности. Начало указанного периода характеризуется завершением в оснОЬном формирования плаценты как органа, конец - совпадает с важными процессами в морфологической и функциональной дифферепци-ровке плода (Е.Ramsey et al., 1976, А.Д.Макаричева, 1979). Очевидно, именно этот период требует особого внимания в плане проведения основных профилактических и лечебных мероприятий.

Модификация плазматических мембран плаценты влечет за собой изменение гомеостаза во всей системе мать-плацента-плод, затрудняет трансплацентарный обмен, усиливает внутриутробную гипоксию, нарушая

Рис. 1 Фракционный состав фосфолипидов мембран плаценты крыс в норме и при гипоксии (в X к об*емц содерманив фосфолипидов).

к - контроль, а - барокамера, b - высокогорье Здесь и на рисцнке 2: Fhl - фосоатидилхолин, Feth - фосфати-дилэтаноламин, Sa - сфикгомиелин, Lfhl - лизофосфатидилхолин, Fin - фосфатйдилинозиг, Fser - фосфатидилсерин.

Рий. 2 Фракционный состав фосфолипидов иеыОраи плаценты человека в норме и при фетоплацентарной недостаточности ( в X к обцеку содеркашш фосфолнпидов).

п - нормальная беременность.

Гр - фетоплацстарная недостаточность

тем самым процессы жизнеобеспечения плода. Изменение трофики плода у обследованного контингента женщин подтверждается большей потерей массы новорожденных н медленным ее восстановлением по сравнению с этими показателями у здоровых новорожденных. Важным показателем перинатального риска является степень нарушения структуры и свойств плазматических мембран плаценты. Полученные данные позволили разработать "Способ прогнозирования состояния новорожденных (а.с. N1630790), в основу которого легло определение содержания гексоз и Ы-ацетнлнейрамино-вой кислоты в плаценте. Оценка степени недостаточности плаценты в процессе беременности может быть осуществлена с помощью "Способа диагностики плацентарной недостаточности" (а.с. N1627987), для создания которого нами использована имеющая место корреляционная связь между изменением липидного состава мембран плаценты и активностью плацентарного изофермента глутаматдегидрогеназы в сыворотке крови.

Химический состав и свойства мембран плаценты могут также служить критерием эффективности лечения плацентарной недостаточности при осложненной беременности. Отсутствие нормализации в структурно-функциональной характеристике плацентарных мембран, несмотря на проведенную гормональную терапию, даже в случае донашивания беременности, является основанием для разработки дополнительных мероприятий, направленных не только на ликвидацию угрозы невынашивания беременности, но и на стабилизацию мембранных структур плаценты, своевременную реабилитацию плода и улучшение условий его развития.

ВЫВОДЫ

1. В процессе физиологического развития гемохориальной плаценты животных и человека имеет место определенная модификация ее плазматических мембран, выражающаяся в повышении уровня холестерина, молярного соотношения холестерин/фосфолипиды, изменении фракционного состава фосфолипидов, микровязкости мембран, увеличении содержания мем-браносвязанных углеводов. Развитие плаценты сопровождается также ростом активности мембраносвязанных ферментов: фосфолипазы Ааи ней-раминидазы. Наиболее значительные изменения обнаружены примерно в середине внутриутробного развития, во второй половине беременности.

особенно в последней ее третн, степень модификации мембран плаценты менее выражена.

2. По мере развития плаценты изменяется интенсивность процессов ПОЛ. Количество диеновых коньюгатов и шиффовых оснований, минимальное в мембранах раннего хориона достигает максимальных величин к середине беременности, затем постепенно снижается, оставаясь однако выше исходных показателей.

3. Пребывание животных в условиях гипоксической гипоксии (барокамера, высокогорье) приводит к снижению общего содержания фосфо-липидов, молярного соотношения холестерин/фосфолипиды в мембранах плаценты. Для фракционного состава мембранных фосфолипидов характерно снижение в различной степени содержания фосфотидилэтаноламина, фосфатиднлхолина, фосфатидилинозита, увеличение количества сфингомие-лина, фосфатидилсерина, фосфатидилглицерина. Существенное значение в мембранодеструктивных процессах в плаценте при гипоксии имеет значительное накопление лизофосфатидилхолина, коррелирующее с повышением активности фосфолипазы А,.

4. Экспериментальная гипоксия вызывает стимуляцию процессов ПОЛ в мембранах плаг:нты, о чем свидетельствует повышение относительно контроля содержания диеновых коньюгатов и шиффовых оснований. Возрастает микровязкость мембран. Деструктивные процессы затрагивают и гликопротеины: количество мембраносвязанных углеводов в плаценте снижается. Наиболее выраженное уменьшение имеет место для сиаловых кислот, содержание которых зависит от степени повышения активности нейра-минидазы.

Максимальные изменения в структурно-функциональной организации мембран обнаружены при воздействии гипоксии в период становления плаценты. Мембраны плаценты животных, находившихся в'условиях гипоксии во второй половине беременности, более стабильны.

6. У женщин с фетоплацентарной недостаточностью, сопровождающейся хронической внутриутробной гипоксией, модификация состава и свойств мембран плаценты аналогична таковой при экспериментальной гипоксии. На фоне интенсификации процессов ПОЛ происходит повышение или- тенденции к повышению уровня холестерина, увеличение соотношения холсстерин/фосфолипиды, снижение содержания общих фосфолипидов,

фосфатиднлз1<шоламина, фосфатидилхолина, фосфатидилинозита, увеличение количества лизофосфатидилхолина и активности фосфолипазы Деструкция мембранных сиалосодержащих гликопротеинов под действием ней-раминидазы приводит к уменьшению содержания N-ацетилнейраминовой кислоты. Одновременно снижается уровень гексозаминов и гексоз, расположенных ближе к основанию полипептидной цепи.

7. Содержание липидных н углеводных компонентов мембран плаценты предложено использовать для оценки ее функциональной полноценности, эффективности лечения плацентарной недостаточности, прогноза состояния новорожденного.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Структурно-функциональная характеристика мембран синцитиот-рофобласта в динамике физиологической и осложненной беременности (Т.Н.Погорелова, Н.А.Друккер, Т.С.Длужевская).- //Тезисы докладов V Всесоюзного биохимического съезда. - М., 1985. - С. 105.

2. Состояние плазматических мембран синцитиотрофоб.'шста при фетоплацентарной недостаточности (Т.Н.Погорелова, Н.А.Друккер, Т.С.Длужевская, Л.Я.Блуштейн).-//Тезисы докладов И съезда акушеров-гинекологов Таджикистана. - Душанбе, 1986. - С. 52-54.

3. Роль физико-химической модификации мембранных структур плаценты в развитии фетоплацентарной недостаточности (Т.Н.Погорелова, Н.А.Друккер, Л.Я.Блуштейн).- /'/Тезисы докладов объединенной научно-практической конференции детских врачей и акушеров-гинекологов Латвийской ССР. - Рига, 1986. - С. 165-166.

4. Структурно-функциональная характеристика плазматических мембран плаценты при адаптации к высотной гипоксии //Сб. "Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации". - Ростов н/До-ну, 1987. - С. 143-145.

5. Процессы перекисного окисления липидов и микроаязкость мембран плаценты в условиях фетоплацентарной недостаточности после гипербарической оксигенашш (Н.П. Милютина).- //Сб. "Немедикаментозные методы в акушерстве и гинекологии. - М., 1987. - С. 63-68.

6. Липндный состав мембран эритроцитов беременных с фетопла-центарной недостаточностью после гипербарнческой оксигенации (Т.Н.По-горелова, Н.А.Друккер, Т.С.Длужевская). -// Вопросы охраны.материнства и детства. - 1987. - N 7. - С. 59-61.

7. Влияние гипоксии на интенсивность процессов ПОЛ в развивающейся плаценте //Сб. "Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации". - Ростов н/Дону, - 1988. - С. 101-103.

- 8. Гликопротеины мембран плаценты при действии гипоксии //Сб. "Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации". -Ставрополь, 1989. С. 98.

9. Физико-химическая характеристика плазматических мембран плаценты женщин с фетоплацентарной недостаточностью (Т.Н.Погорелова). -// Акушерство и гинекология. - 1989. - N 1. - С. 35-38.

10. Активность аденилатциклазной системы и структурные особенности мембран плаценты при гипоксии (Т.Н.Погорелова, Л.И.Некрасова, С.Н.Селютина). -//Сб.'Перинатология и неонатология". - М., 1989. - С. 56-61.

«■

11. Влияние ГБО на механизмы клеточной регуляции в плаценте (Т.Н.Погорелова. С.Н.Селютина). - // Материалы XV Всесоюзного съезда акушеров-гинекологов. - М., 1989. - С. 136-137.

12. МембрЗнопротекторное действие ГБО при фетоплацентарной недостатбчности (Т.Н.Погорелова, Н.А.Друккер, Т.С.Длужевская). - //Сб. "Гипербарическая оксигенаЦия (новое в практике и теории ГБО)". - М., 1989. С. 116-117.

13. Влияние высотной гипоксии на липндный состав сыворотки крови и тканей крыс в течение беременности (Т.Н.Погорелова, Н.А.Друккер, Т.С.Длужевская). -// Изв. СКНЦ ВШ, ест. науки. - N 3. - С. 116121.

14. Влияние высотной гипоксии на состав мембран эритроцитов крыс в течение беременности (Т.Н.Погорелова, Т.С.Длужевская, Н.А.Друккер). -// Ж. экспериментальной биологии и медицины. - 1990. - N 3. - С. 292-296.

15. Дильмкъд меыбрсаяых гликопротеино» плацемгы • норме н при недонашивания бгременноста // Сб.'Дмагностака, терапия и профцдмтика «адокриииообменнмх марушеяяй у женщин ■ детей". - М., 1990. - С. 3540.

16. Способ дмгяостикв плацентарной недостаточности СГ.И.Пого-релова, Т.С.Длу невская). - //А.С. N 1627987,- Открытия, изобретения.-1991.- N 6.- С. 143.

17. Способ прогнозирования состояния новорожденных (Т.Н Пого-релова, А.Ф.Комаров).- //А. с. N 1630790. - Открытия, инобретения. -1991,- N 8. - С. 117.

0$сегная пачагь ГКП ГГП "Юггеологин" Заи.92 Тщзаг ГСО Объем Г п.л.