Метаболические процессы при физиологической беременности в условиях экологического неблагополучия

Полный текст

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.

Об авторах

О. И. Линева

Самарский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

Профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии факультета послевузовского профессионального образования, кафедра биологической и клинической химии 

Россия, Самара

Ф. Н. Гильмиярова

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com

Профессор, заведующий кафедрой биологической и клинической химии, кафедра акушерства и гинекологии факультета послевузовского профессионального образования

Россия, Самара

Н. В. Спиридонова

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com

Кафедра акушерства и гинекологии факультета послевузовского профессионального образования, кафедра биологической и клинической химии

Россия, Самара

Н. А. Краснова

Самарский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com

Кафедра акушерства и гинекологии факультета послевузовского профессионального образования, кафедра биологической и клинической химии

Россия, Самара

Список литературы

Дополнительные файлы