Фетоплацентарный ангиогенез при преэклампсии. Клинико-морфологические аспекты

Рис. 1. VEGF экспрессируется умеренно в эндотелии сосудов в ворсинах трофобласта и на высоком уровне в ворсинах трофобласта при физиологической беременности (А) и слабо положительно в ворсинах трофобласта и в эндотелии сосудов при беременности (Б)

Рис. 2. VEGF R1 экспрессируется умеренно в ворсинах трофобласта при физиологической беременности (А) и на высоком уровне в ворсинах трофобласта и в эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (Б)

Рис. 3. VEGF R2 экспрессируется слабо положительно в ворсинах трофобласта при физиологической беременности (А) и на высоком уровне в ворсинах трофобласта и эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (Б)

Рис. 4. CD34 экспрессируется умеренно в эндотелии сосудов в ворсинах трофобласта при физиологической беременности (А) и на высоком уровне в эндотелии сосудов ворсин при беременности, осложненной ПЭ (Б)

Рис. 5. CD 31 экспрессируется на высоком уровне в эндотелии сосудов в ворсинах трофобласта при физиологической беременности (А) и умеренно в эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (Б)

Введение

Преэклампсия (ПЭ) – тяжелое осложнение беременности, которое является основной причиной материнской и перинатальной заболеваемости в 5–8% случаев. ПЭ приводит к различным акушерским проблемам: плацентарной недостаточности, задержке роста плода, преждевременным родам, кровотечению в родах и послеродовом периоде [1–3]. При этом преждевременные роды наблюдаются в 11% случаев [4].

Способа, позволяющего с достаточной степенью достоверности определить степень тяжести ПЭ, а также спрогнозировать ее течение, не существует [5–7]. Научные работы последних десятилетий посвящены возможностям прогнозирования ПЭ, разработке тестов на основании многофакторного анализа клинико-анатомических данных [8–10].

Многофакторный анализ позволяет выделять группы риска ПЭ для наблюдения, лечения с целью снижения акушерских осложнений, а также благоприятных перинатальных исходов [11–18].

В основе развития ПЭ лежит нарушенная плацентация с неадекватной инвазией цитотрофобласта и неполным ремоделированием спиральных артерий, снабжающих кислородом и питательными веществами плаценту [19].

Важным компонентом системы «мать – плацента – плод» является фетоплацентарный ангиогенез. При нарушении кровотока в маточно-плацентарно-плодовом комплексе развиваются осложнения беременности. Процесс васкуло- и ангиогенеза начинается до начала формирования плаценты и ремоделирования материнских сосудов. Важная роль в процессе фетоплацентарного ангиогенеза отводится семейству сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF) и его рецепторам – VEGF R1 и VEGF R2 [20].

VEGF A – один из важнейших регуляторов ангиогенеза, представлен полипептидами. Для него характерно высокое сродство к рецепторам VEGF R1 и VEGF R2 [21].

В результате нарушения фетоплацентарного ангиогенеза имеют место окислительный стресс в плаценте, выброс факторов эндотелиальной дисфункции в кровоток организма. Формирование эндотелиальной дисфункции приводит к ПЭ, задержке роста плода, его антенатальной гибели, обусловленной патологией плаценты.

В патогенезе эндотелиальной дисфункции особую роль играют нарушения созревания ворсинчатого дерева и дефект в ангиогенезе плаценты [22, 23].

Цель исследования – изучить фетоплацентарный ангиогенез у беременных с ПЭ на основании сопоставления результатов клинического обследования и морфометрического исследования последов с данной патологией.

Результаты исследования получены на основании изучения данных гемодинамических показателей фетоплацентарного комплекса с учетом морфологических особенностей плаценты.

Материал и методы

В исследование включено 30 беременных с ПЭ, средний возраст – 29 ± 1,4 года. Беременные были разделены на две группы. Первую (основную) группу составила 21 беременная с ПЭ: десять пациенток со сроком гестации до 34 недель, 11 – со сроком 34–39 недель. Во вторую (контрольную) группу вошли девять пациенток с физиологически протекающей беременностью. Диагноз устанавливали на основании критериев, указанных в Федеральных клинических рекомендациях Российского общества акушеров-гинекологов [24].

Критериями включения были одноплодная беременность, наличие ПЭ согласно Международной классификации болезней 10-го пересмотра, добровольное информированное согласие на проведение исследования. Критерии исключения: экстрагенитальная патология, многоплодие, врожденные пороки развития плода. Значимых различий соматического и гинекологического статуса среди беременных обеих групп не выявлено.

Все женщины прошли обследование в соответствии с приказом Минздрава России от 12 ноября 2012 г. № 572н «Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи по профилю „акушерство и гинекология“ (за исключением использования вспомогательных репродуктивных технологий)». Всем беременным проводились общеклинические исследования, специальные – ультразвуковое исследование фетоплацентарного кровотока (ФПК), допплерометрия сосудов системы «мать – плацента – плод». В динамике изучались показатели кровотока в маточных артериях, средней мозговой артерии плода и артерии пуповины. В зависимости от данных допплерометрии к первой группе обследованных беременных были отнесены плоды с задержкой развития и нарушениями ФПК, ко второй – плоды с нормальными показателями допплерометрии.

Проведены макро- и микроморфологическое исследование последов и иммуногистохимическая оценка уровня экспрессии факторов роста эндотелия сосудов VEGF A и двух рецепторов – VEGF R1 и VEGF R2, а также оценка уровня экспрессии эндотелиальных маркеров CD 31 и CD 34, участвующих в ангиогенезе.

CD 34 отражает степень васкуляризации ворсин хориона и является ведущим показателем адекватности функции плаценты. С участием CD 31 происходит диапедез в очаге нарушенного ангиогенеза с развитием воспалительной реакции.

Исследование плаценты включает макроскопический анализ, определение формы долек, забор образцов ткани краевой, парацентральной и центральной зон как с материнской, так и с плодовой стороны. После стандартного гистологического исследования проведена иммуногистохимическая оценка.

При микроскопическом исследовании осуществлялась окончательная оценка зрелости ворсинчатого дерева, межворсинчатого пространства, сосудистого русла ворсин, синцитиальных почек, а также зон инфарктов плацентарной ткани. Иммуногистохимическое исследование проводилось на парафинированных срезах плацент толщиной 4–5 мкм с использованием стандартных протоколов и иммуногистостейнера Leica Bond Max (Leica Biosystem, Германия). В качестве антител использовали мышиные моноклональные антитела к CD 31 и CD 34 и кроличьи поликлональные антитела к VEGF R1, VEGF R2. Ядра клеток докрашивали гематоксилином.

Небольшое количество выборки обусловлено сложностью патоморфологического изучения плацент, а также использованием высокотехнологичного оборудования и высокой стоимостью иммуногистохимического анализа.

Статистическую обработку показателей выполняли с помощью программы IBM SPSS Statistics 25 (IBM, США) исходя из средних значений, стандартной ошибки средних, t-критерия Стьюдента и критерия χ². Статистический анализ полученных данных проводили с использованием пакетов приложений Microsoft Office XP для статистической обработки материала и программы статистической обработки материала Statistica.

Результаты и их обсуждение

Первую группу составили беременные с ПЭ (n = 21), у которых при допплерометрии были выявлены нарушения маточного, пуповинного кровотока с задержкой развития плода (ЗРП) 2–3-й степени.

Настоящая беременность протекала на фоне токсикоза и угрозы прерывания в ранние сроки, преждевременных родов на 30–32-й неделе гестации. Развитие ПЭ отмечалось с 30 недель. При ультразвуковом исследовании выраженное маловодие выявлено у 12 пациенток, умеренное – у восьми из 21 пациентки.

Преждевременные роды произошли у восьми пациенток. Оперативное родоразрешение имело место в девяти случаях на разных сроках гестации в связи с тяжелой ПЭ, ухудшением состояния и отсутствием роста плода в динамике. У четырех новорожденных оценка по шкале Апгар составила 6 баллов на первой минуте жизни и 7 баллов – на пятой минуте, у восьми новорожденных – ЗРП 2–3-й степени.

У беременных первой группы с ПЭ на сроке до 34 недель и ЗРП с нарушением кровотока в маточных артериях неонатальные исходы были неблагоприятные. Восемь новорожденных из 21 были недоношенными и требовали лечения в отделении интенсивной терапии. Все новорожденные после стабилизации состояния переведены на второй этап выхаживания. Средняя масса детей составила 1980 ± 39,5 г. При морфологическом исследовании последа наблюдалась неправильная форма плацент массой 284,27 ± 5,1 г, что ниже относительно физиологической нормы для данного срока гестации.

При микроскопическом исследовании выявлены крупные инфаркты плаценты (16 из 21), тромбозы межворсинчатого пространства суббазальных и центральных зон, а также нарушение созревания ворсинчатого дерева, что является следствием нарушения материнского кровотока с последующим формированием ЗРП. При исследовании выявлена гиперплазия терминальных ворсин, синцитиальных почек, что свидетельствовало о запуске компенсаторно-приспособительных механизмов.

При иммуногистохимическом исследовании препаратов плаценты проведен анализ особенностей структуры с учетом экспрессии VEGF. Зарегистрирована слабо положительная экспрессия в ворсинах и эндотелии сосудов трофобласта при ПЭ. Зафиксировано развитие ЗРП 3-й степени с нарушением показателей допплерометрии как в маточных артериях, так и в артериях пуповины.

Приоритетное значение в развитии плацентарного ангиогенеза имеет фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и его рецепторы – VEGF R1 и VEGF R2. Баланс взаимодействия VEGF и рецепторов R1 и R2 приводит к адекватной васкуляризации ворсин на ранних стадиях инвазии трофобласта в спиральные артерии матки.

В условиях гипоксии при развитии ПЭ ключевым фактором является VEGF R1.

VEGF

Адекватный ангиогенез и последующая васкуляризация крайне важны для выполнения всех клеточных функций организма. Плацентация млекопитающих требует обширного ангиогенеза для установления соответствующей сосудистой сети, чтобы поставлять кислород и питательные вещества растущему плоду. Cосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF) играет решающую роль в развитии нормальной сосудистой системы плаценты. VEGF экспрессируется умеренно в эндотелии сосудов в ворсинах трофобласта, на высоком уровне в ворсинах трофобласта при физиологической беременности и слабо положительно в ворсинах трофобласта и в эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (рис. 1). Снижение уровня VEGF и увеличение уровня его растворимого рецептора VEGF R1 (sFlt-1) (рис. 2) в крови свидетельствуют о развитии ПЭ.

VEGF R1

VEGF R1 считается ключевым фактором в возникновении ПЭ, поскольку увеличение уровня экспрессии этого рецептора вызывает изменения в трофобласте и эндотелии клеток, ингибируя пролиферацию клеток эндотелия и вазодилатацию. VEGF R1 экспрессируется умеренно в ворсинах трофобласта при физиологической беременности и на высоком уровне в ворсинах трофобласта и в эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (рис. 2).

VEGF R2

VEGF R2 наиболее выраженно экспрессируется в клетках эндотелия сосудов. Данный рецептор обладает мощной тирозинкиназной активностью и трансдуцирует основные сигналы для ангиогенеза. VEGF R2 экспрессируется слабо положительно в ворсинах трофобласта при физиологической беременности и на высоком уровне в ворсинах трофобласта и эндотелии сосудов трофобласта при беременности, осложненной ПЭ (рис. 3).

Изменения в фосфорилировании VEGF R2 могут быть непосредственно связаны с изменениями в ангиогенезе.

Исходя из изложенного, можно предположить, что при плацентарной недостаточности имеют место снижение экспрессии VEGF и выраженные изменения в его рецепторах. Это приводит к неадекватной инвазии трофобласта и ремоделированию спиральных артерий, вследствие чего нарушается баланс между поступлением крови от матери к плаценте и развитием плацентарной гипоксии.

CD 34

Преэклампсия связана с генерализованным эндотелиальным поражением или снижением функции эндотелия. Это свидетельствует о том, что повышенный эндотелиальный апоптоз и сниженный эндотелиальный регенерирующий потенциал могут играть важную роль в патогенезе данного заболевания. Эндотелиальные клетки экспрессируют CD 34 так же, как и гемопоэтические стволовые клетки. Точные функции белка CD 34 до сих пор не ясны, хотя его структура наводит на мысль о роли в качестве молекулы адгезии. Маркер экспрессируется умеренно в эндотелии сосудов в терминальных и стволовых ворсинах трофобласта при физиологической беременности. Уровень экспрессии CD 34 был выше в плацентах женщин с ПЭ (рис. 4). Повышение уровня CD 34 может быть обусловлено увеличением количества стволовых клеток для восстановления эндотелиальных клеток сосудов после генерализованного повреждения и дисфункции.

CD 31

Эндотелиальные клетки позитивны при окрашивании антителами к CD 31. В ходе исследования установлено, что у пациенток с ПЭ интенсивность экспрессии маркера CD 31 снижается по сравнению с пациентками с нормальной физиологической беременностью (рис. 5). Уменьшение степени окрашивания может указывать на то, что CD 31-позитивные эндотелиальные клетки находятся в состоянии распада в качестве первого ответа на повреждающие или воспалительные действия.

При морфометрии иммуногистохимических препаратов плаценты с использованием антител к CD 31 и CD 34 выявлено уменьшение количества кровеносных капилляров в одной ворсине. В связи с этим уменьшаются периметр ворсин и площадь обмена материнской крови с ворсинами.

Установлено, что при ПЭ среднее количество кровеносных капилляров на одну ворсину составляет 5,3 ± 0,3, в то время как на одну ворсину плацент женщин контрольной группы приходится в среднем 6,4 ± 0,4 кровеносного капилляра (p < 0,05). Кроме меньшего количества капилляров, приходящихся на одну ворсину плацент пациенток первой (основной) группы по сравнению с плацентами пациенток контрольной группы, меньше и средние значения периметра и площади капилляров: 224,5 ± 12,2 и 309,4 ± 20,6 мкм (p < 0,05); 145,9 ± 11,2 и 186,2 ± 10,7 мкм² (p < 0,05) соответственно.

Согласно результатам иммуногистохимического исследования, в группе с ПЭ средний уровень экспрессии CD 31 составил 1,8 ± 0,2 балла, CD 34 – 2,3 ± 0,1 балла. В контрольной группе данные показатели были выше –  2,5 ± 0,2 и 2,9 ± 0,1 балла соответственно. Снижение уровня экспрессии эндотелиальных маркеров CD 31 и CD 34 в группе с ПЭ статистически достоверно (p = 0,005 и p = 0,033 соответственно).

Таким образом, CD 34 экспрессируется в эндотелиальных клетках, принимает участие в ангиогенезе и характеризует степень васкуляризации ворсин и активность плаценты. CD 31 участвует в ангиогенезе и обеспечивает васкуляризацию в очаге воспалительной реакции. Указанные факторы способствуют развитию предплацентарной гипоксии.

Заключение

Результаты проведенного морфологического исследования позволяют предположить, что важным фактором патогенеза плацентарной недостаточности и задержки роста плода являются гемодинамические показатели по Допплеру и ангиоархитектоники плацент. В отсутствие нарушений маточно-плацентарно-плодовой гемодинамики эндотелиальную дисфункцию следует рассматривать как компенсированную, при которой ожидаются благоприятные перинатальные исходы. Структурные изменения ФПК с нарушениями кровотока в маточных артериях и артерии пуповины при ПЭ расцениваются как субкомпенсированная и декомпенсированная формы плацентарной недостаточности.

Таким образом, ведение беременных с ПЭ и ЗРП требует особого подхода с учетом антенатальных показателей кровотока в системе «мать – плацента – плод».