Metabolic processes during physiologic pregnancy in unfavourable ecologic conditions

Full Text

В последние годы появилось множество материалов, посвященных оценке здоровья беременной женщины, развивающегося плода и новорожденного в зависимости от состояния окружающей среды [2]. В современном мире организм человека является объектом многообразного воздействия экотоксикантов различной химической природы, которые алиментарным путем, с вдыхаемым воздухом, через кожу и слизистые в нативном виде, а также преобразуясь за счет токсификации в более агрессивные производные обширно и всепроникающе воздействуют на системы жизнеобеспечения.

По данным ряда авторов [4], под воздействием загрязненной окружающей среды у беременных женщин нарушается функция эндокринной, иммунной, кроветворной, мочеполовой и других систем организма. Рост экстрагенитальной патологии сопровождается развитием целого букета гестационных осложнений (анемии беременных, невынашивания, гестоза, синдрома задержки развития плода). Поэтому беременных, проживающих в экологически неблагоприятных регионах, следует относить к группе риска в связи с возможными осложнениями во время беременности, родов и в послеродовом периоде [1, 5].

Распространенность осложнений беременности и родов в городах с максимальной техногенной нагрузкой на окружающую среду в 1,5—2,0 раза выше, чем на других территориях [3, 6]. В этих регионах у 52—71% беременных наблюдается анемия, у 47% — болезни мочеполовой системы, у 32% — угрожающий аборт, у 13,5% — преждевременные роды, у 54—60% — гестоз второй половины беременности различной тяжести, причем у 20,6% — его неосложненная форма, у 79,4 % — сочетанная форма. В таких условиях фактор выживания является весьма актуальной проблемой. Особый интерес, на наш взгляд, представляет подробное изучение адаптационно-приспособительных механизмов, способствующих в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды развитию физиологической беременности и рождению детей с сохраненными адаптационно-приспособительными возможностями.

Нами проведено комплексное обследование беременных женщин, проживающих в условиях значительной антропогенной нагрузки (Безенчукский район Самарской области). В формировании высокого уровня загрязнения атмосферного воздуха района ведущую роль играют выбросы предприятий химической и оборонной промышленности (завод химических удобрений, ПО «Полимер», завод «Металлист» и т.д.). Данные Приволжского территориального центра по мониторингу окружающей среды свидетельствуют о росте загрязнения атмосферы Безенчукского района диоксидом серы, диоксидом азота, оксидом углерода, пентоксидом ванадия, аммиаком, бензолом.

Под нашим наблюдением находились 258 беременных женщин на всем протяжении гестации, из которых 138 проживают в Безенчукском районе (основная группа), 120 — в Октябрьском районе г. Самары (группа сравнения). У всех женщин были изучены анамнез жизни и акушерско-гинекологический анамнез, наличие соматической патологии, прослежены особенности течения беременности, родов и состояния новорожденных. Общеклиническое исследование включало общий анализ крови, мочи, исследование мочи по Нечипоренко, биохимический анализ крови, анализ влагалищного содержимого на микрофлору и степень чистоты. Произведены УЗИ и конъюнктивальная биомикроскопия; для консультации к беременным были приглашены окулист и терапевт. В динамике у 66 беременных основной группы и у 83 из группы сравнения изучены специальные биохимические показатели: активность НАДН- и НАДФН-оксидазы эритроцитов (N. Okamura, 1976), общая дегидрогеназная активность плазмы крови (В.Н. Орехович, 1977), активность лактатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы (A. Korhberg, 1955), содержание метаболитов пирувата, лактата, малата, оксалоацетата (Ф.Н. Гильмиярова и др., 1986), электродиффузионный пробой мембран эритроцитов (Ю.А. Владимиров и др., 1991), уровень общего белка (биуретовым методом).

У 26 женщин основной группы (18,8±3,3%) и у 34 женщин из группы сравнения (28,3±4,1 %; Р <0,05) имело место физиологическое течение беременности. В регионе экологического неблагополучия только у 17% первобеременных не было осложнений, в то время как в относительно благоприятном районе физиологическая беременность выявлена у 37% женщин.

Нам хотелось получить информацию о состоянии систем трехуровневой защиты от экотоксикантов, емкости и подвижности систем, причастных к энергообеспечению жизни матери и плода, распознавании механизмов, обеспечивающих возможность наступитения и развития физиологической беременности в экологически неблагоприятном регионе. При оценке интенсивности свободно-радикального окисления мы установили, что начало беременности (имплантация, плацентация) является экстремальным моментом, усиливающим адаптивные реакции. Побочным действием последних является повышение активности НАДН- и НАДФН-оксидаз эритроцитов в обеих группах. В последующем, при адаптации организма к наступившей беременности этот показатель снижался. Его неуклонное повышение свидетельствовало о патологическом течении беременности (соответственно в 1-й группе — 18,593±0,860 усл.ед. и 36, 464±3,256 усл. ед.; Р <0,001; во 2-й группе —17,091±0,801 усл. ед. и 30,602±2,824 усл. ед.; Р <0,001).

Повреждающему действию свободных радикалов противостоит антиоксидантная система, имеющая непосредственное отношение к молекулярным механизмам гомеостаза. Функционирование ферментативного и неферментативного ее звеньев зависит от фонда доноров водорода. Последний поставляется за счет каталитического дегидрирования субстратов биологического окисления, осуществляемого в первой фазе пентозофосфатного цикла, в процессе гликолиза, в цикле Кребса и ß-окисления высших жирных кислот.

Анализируя состояние антиоксидантной системы у беременных, проживающих в условиях экологического неблагополучия при физиологической беременности, мы обнаружили, что система доставки водорода в терминальной фазе биологического окисления работает с большим напряжением, и возможность сохранения активности этих процессов при возникновении беременности будет способствовать, с одной стороны, защите от экотоксикантов, а с другой — поддержанию энергетического и пластического обмена, столь необходимого для развития плода (рис.1). 

 

Рис.1. Средние значения общей дегидрогеназной активности плазмы крови по триместрам беременности в основной и сравниваемой группах при физиологической и патологической беременности (усл.ед.).

По оси абсцисс — триместры беременности, по оси ординат — средние значения общей дегидрогеназной активности плазмы крови. Графическое изображение беременности у женщин основной группы: —♦— физиологическая, —■— патологическая, группы сравнения: —Δ— физиологическая, —x— патологическая.

 

Нужно отметить, что снижение показателя в основной группе до величин, достаточных для течения физиологической беременности в экологически благополучном районе, приводило к патологическому течению беременности в экологически неблагоприятном регионе.

Объектом наших исследований были фермент-субстратные системы анаэробного и аэробного назначения, в частности малат-оксалоацетат, малатдегидрогеназа и лактатдегидрогеназная система, представленная лактатом, пируватом и собственно ферментом лактатдегидрогеназой. Перечисленные системы заняты переброской восстановленных эквивалентов в митохондрии для терминального окисления с выработкой АТФ. Одна из систем работает в условиях достаточного поступления кислорода в организм, а другая — в анаэробных условиях, что исключает ситуации нехватки энергии из-за недостатка или избытка кислорода.

В качестве иллюстрации сбалансированности работы данных ферментов мы приводим сравнительную картину взаимоотношения малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы. Так, в экологически благоприятном регионе для начальной стадии беременности соотношение МДГ/ЛДГ составляло 1,6, во II и III триместрах — 0,7—0,8, в экологически неблагоприятном регионе в I триместре — 0,5, что было в 3 раза ниже. Во всех случаях, когда оно увеличивалось и достигало значений 0,7—0,8, течение беременности становилось физиологическим. Если мобилизации обменных процессов не происходило и отсутствовало выравнивание функции дегидрогеназ, беременность сопровождалась развитием гестационных осложнений. Так, для анемии было характерно резкое снижение показателя до 0,3, для гестозов — до 0,5—0,6.

Суммарное количество восстановленных эквивалентов для обеспечения жизни матери и плода при физиологической беременности в обеих группах колебалось в I и II триместрах от 13 до 17 мкмоль/мл. Увеличение данных субстратов энергетики в 1,5—2 раза сопровождалось развитием осложнений беременности, иными словами, усвоения водорода для пополнения запасов АТФ в достаточной степени не происходило. В III же триместре в экологически благоприятных условиях суммарное количество восстановленных эквивалентов уменьшалось до 7,2±0,2 мкмоль/мл, что иллюстрирует восполнение энергозатрат для пластических целей. В то же время у женщин, проживавших в регионе экологического неблагополучия, в заключительном триместре беременности отмечалось даже некоторое увеличение этого показателя (до 21,3±0,7 мкмоль/мл). Однако суммарное количество окисленных эквивалентов, оксалоацетата и пирувата на протяжении всей беременности оставалось монотонно низким, в группе же сравнения увеличивалось в III триместре (соответственно 0,30±0,01 мкмоль/мл и 0,42±0,02 мкмоль/мл; Р <0,01). Складывается впечатление о сглаженности обменных процессов и протекании их в режиме напряжения.

Правомерность этого суждения подтверждается тем, что при суммарном содержании оксалоацетата и пирувата, равном 0,3 мкмоль/мл, в экологически благополучном районе развивается патология беременности (анемии и гестозы), в экологически неблагополучном регионе этот показатель при данной патологии еще меньше — 0,2 мкмоль/мл.

При физиологической беременности в условиях экологического неблагополучия имеет место сохранность функциональной способности мембран. Биомембраны являются основной системой, которая осуществляет интегральную функцию в жизнедеятельности организма, объединяя все органы и ткани в единое целое, и служат мишенью для восприятия и реализации различных воздействий, в частности окружающей среды. Оценивали состояние биологических мембран по мембранному потенциалу, который определяет возможность выполнения данной структурой ее биологической роли: транспорт ионов и молекул по градиенту и против, сохранение гемостаза внутри клетки и организма в целом, выполнение регуляторной роли.

В норме мембрана, в частности эритроцитарная, сохраняет электрическую стабильность, обеспечивающую выполнение многообразных функций при величине электрического пробоя, равной 45 — 55 мВ. В наших наблюдениях в условиях экологического неблагополучия показатель был выше общепринятой нормы во всех случаях физиологического течения беременности (64—75 мВ). Снижение показателя до общепринятой нормы в основной группе сопровождалось развитием осложнений беременности (рис.2).

 

Рис. 2. Электрофизиологическая характеристика мембран эритроцитов по триместрам беременности в основной группе и в группе сравнения при физиологической и патологической беременности (мВ).

По оси абсцисс — триместры беременности, по оси ординат — средние значения электродиффузионного пробоя мембран эритроцитов. Графическое изображение беременности у женщин основной группы: —♦— физиологическая, —■— патологическая, группы сравнения: —Δ— физиологическая, —x— патологическая.

 

Мощная защита от воздействия внешних физических и химических факторов обеспечивается белковой системой организма. При сравнительном анализе выявлено, что содержание белка при физиологической беременности в условиях экологического благополучия значительно выше, чем в экологически неблагоприятном регионе (78,6 ± 0,5 г/л и 70,6 ±0,4 г/л; Р <0,01). Во всех случаях клиническую картину гестационных осложнений предваряет резкое снижение содержания белка в плазме крови (менее 65 г/л).

Таким образом, для физиологической беременности в экологически неблагоприятном регионе характерны повышение общей дегидрогеназной активности, уплотнение мембран клеток, увеличение количества общего белка. В качестве биомаркеров перехода физиологической беременности в патологическую можно рассматривать уменьшение общей дегидрогеназной активности плазмы крови с увеличением продолжительности беременности, разряжение мембран, снижение коэффициента отношения активности малатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы, увеличение соотношения суммарного количества восстановленных и окисленных эквивалентов.

Основываясь на результатах, полученных при исследовании, мы разработали программу превентивной терапии с использованием фитотерапии, энтеросорбции, мембраностабилизаторов, гепатопротекторов. Внедрение данной программы позволило значительно уменьшить повреждающее воздействие неблагоприятных экологических факторов на репродуктивную систему женщин и внутриутробное состояние плода.

About the authors

O. I. Lineva

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com

Professor, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of Postgraduate Professional Education, Department of Biological and Clinical Chemistry

Russian Federation, Samara

F. N. Gilmiyarova

Samara State Medical University

Email: info@eco-vector.com

Professor, Head of the Department of Biological and Clinical Chemistry, Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of Postgraduate Professional Education

Russian Federation, Samara

N. V. Spiridonova

Samara State Medical University

Email: info@eco-vector.com

Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of Postgraduate Professional Education, Department of Biological and Clinical Chemistry

Russian Federation, Samara

N. A. Krasnova

Samara State Medical University

Email: info@eco-vector.com

Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of Postgraduate Professional Education, Department of Biological and Clinical Chemistry

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files