Иммунные механизмы формирования гестационных осложнений и па-тологии тимуса плода, новорожденного

УДК:

Иммунные механизмы формирования гестационных осложнений и патологии тимуса плода, новорожденного

В.А. Ермак, Е.А. Левкова, С.М. Колесникова, Г.В. Чижова

КГБОУДПО «Институт повышения  квалификации специалистов здравоохранения» министерства здравоохранения Хабаровского края

Резюме: В статье рассматриваются иммунные механизмы формирования и течения гестационных осложнений, патологии тимуса у новорожденного ребенка. Доказаны иммуноопосредованные изменения в плаценте и тимусе.

Ключевые слова. Беременность, плацента, тимус, Т-клеточное звено, цитокины.

Summery: The article deals with the immune mechanisms of formation and gestational complications, pathology of the thymus in a newborn baby. Proved immune-mediated changes in the placenta and the thymus.

Keywords. Pregnancy, placenta, thymus, T-cell link, cytokines

Актуальность. Несмотря на устойчивые тенденции снижения показателей материнской и перинатальной смертности в России, здоровье беременных женщин продолжает характеризоваться значительной соматической отягощенностью, возрастающей частотой гестационных осложнений и высоким уровнем заболеваемости новорожденных детей [1,9].

Резервами перинатальной  заболеваемости и смертности являются прогнозирование и доклиническая диагностика перинатальных осложнений. В настоящее время не вызывает сомнения, что выбор наиболее оптимального метода ведения беременности и родов невозможен без учета степени акушерского и перинатального риска [3,4].

Однако методологические подходы к выделению группы женщин, беременность и роды у которых могут сопровождаться акушерскими осложнениями или нарушением жизнедеятельности плода, остаются недостаточно разработанными и в практической деятельности ограничиваются преимущественно рутинным анализом клинико-анамнестических данных, что дезориентирует врачей, вынужденных осуществлять профилактические мероприятия у большинства беременных.

В современном акушерстве составление прогноза гестационных и перинатальных осложнений базируется на концепции высокого риска [3,12], но сложность патогенетических механизмов их формирования затрудняет возможности целенаправленного прогнозирования.

Основным достижением  современного этапа изучения патогенеза акушерских осложнений является кардинальное расширение представлений об иммунопатогенезе системы «мать-плацента-плод», в которых можно выделить ключевые моменты, отвечающие на становление иммунологической толерантности во время беременности – плацента и тимус плода. 

Целью проводимого научно-поиского исследования стало изучение формирования иммуно-цитокиновых профилей в плаценте и тимусе новорожденного  ребенка в различных условиях гестационного процесса.

Материалы и  методы исследования. Несмотря на изучение определенных объектов функциональной системы «мать-плацента-плод - новорожденный» - плацента и тимус новорожденного ребенка, для создания общих патогенетических  механизмов в сферу исследования были вовлечены дополнительные биологические среды – кровь беременных женщин в третьем триместре беременности. Выбор объектов исследования продиктован иммунобиологическими особенностями женского организма.

Формирование групп  исследования проведено исходя из особенностей гестационного процесса:

1 группа исследования  – 70 беременных женщин с физиологическим  течением беременности;

2 группа исследования  – 70 беременных женщин с угрозой прерывания беременности;

3 группа исследования  – 70 беременных женщин с гестозами.

Материалом для исследования были выбраны следующие биологические объекты:

- венозная гепаринизированная  кровь беременных женщин в  третьем триместре беременности;

- плацента – материнская  и детская части;

- тимус новорожденных  детей

В крови, плаценте определяли показатели клеточного иммунитета с  использованием МКА в РНИФ, в тимусе новорожденных детей в эквивалентной методике определяли идентичные показатели – CD3+; CD4+; CD8+; CD25+; CD16+ клетки с определение иммуно-регуляторного соотношения.

Цитокиновый профиль включал в  себя определение провоспалительных цитокинов – ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ8, ФНО-альфа, ИНФ альфа, ИНФ гамма, ИЛ-10 и воспалительтельный цитокин - ИЛ-4 методом ИФА в крови, плаценте и тимусе. Морфогистологические исследования плаценты и тимуса проводились по унифицированным методикам [2,5].

Результаты собственных  исследований и их обсуждение. Благополучное течение всех этапов беременности, начиная с оплодотворения и имплантации и заканчивая родами, в значительной степени зависит от иммунологических особенностей женского организма [14]. Для функционирования иммунной системы женщины в период беременности характерен ряд специфических черт. Гипотеза, существующая ранее в иммунологии репродукции и описывающая Th2-ответ, как свойственный нормальному процессу, а Th1 – ответ, как приводящий к прерыванию беременности, сегодня не позволяет объяснить основу патологии беременности при гестозах, зачастую ассоциированных с инфекционным компонентом [6,7]. 

Выстроенная в исследовании схема  взаимодействия клеточных и цитокиновых параметров иммунной системы является на наш взгляд логичной. Органом «мишенью» выбран тимус новорожденного, отвечающий требованиям, предъявляемым к диагностическим критериям – маркер неблагополучного течения процесса гестации.

Сравнительные характеристики клеточных  параметров периферической крови беременных женщин выявили нарастание цитолитического компонента – CD25+ и CD16+ клеток, при этом максимальное их количество определялось у женщин с угрозой прерывания беременности – 18.98+_3,31% и 20,62+_2,47% соответственно. В группах сравнения данные значения составили 6,59+_1,86% и 2,93+_1,43% (группа 1) и 13,87+_3,19% и 10,9+_1,49% (3 группа) (Рис. 1). Иммуно-регуляторное соотношение основных субпопуляций Т-клеточной линии было изменено от минимального – 1,14 +_0,16 (3 группа) до максимальных значений 1,87+_0,14 (2 группа), что являлось дополнительным доказательством инверсии иммунных механизмов в генезе гестационных нарушений.

Обозначенные Т-клеточные профили  периферической крови при физиологическом и патологическом течении беременности не являются случайными и обусловлены особенностями сетевого взаимодействия в клеточной системе иммунитета – цитокиновыми (Рис 2).

Достоверные различия в группах  сравнения были получены по ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-альфа и ИНФ гамма. Значительное увеличение ИЛ-6, ИЛ-8 и ФНО альфа  в 3-й группе указывает на наличие  воспалительных изменений в организме, инфекционно-индуцированного характера. Повышение концентрации ИЛ-1 и ИНФ гамма во 2-й группе обусловлено антигенной нагрузкой не инфекционной природы, так как гамма интерферон на этапах антенатального онтогенеза отвечает за процессы пролиферации и дифференцировки [8,11]. Увеличение его значений, в совокупности с ИЛ-1 указывает на нарушение закладки и последующего развития плода [13].

Несмотря на достаточно большое  количество публикаций по исследованию параметров иммунной системы в плаценте [6,7,8,11,15], единого представления о Т-клеточном составе плаценты, с учетом анатомической дифференцировки на «материнскую» и «детскую» части, функциональной полноценности Т-клеточной линии в совокупности с цитокиновым обеспечением в доступной литературе нет.

В проведенном исследовании получены новые данные по Т-клеточному представлению в различных анатомических частях плаценты, функциональной полноценности Т лимфоцитов, цитолитическом потенциале и кооперативных взаимоотношениях – цитокиновых характеристиках.

Клеточные характеристики периферической крови у женщин с различными типами гестации находят свое продолжение в Т-клеточном профиле плаценты. Помимо изменения общей популяции Т-клеток – тенденции к снижению в «детской» части плаценты, достигающей 59,32+_3,88% во 2-й группе (67,89+_2,70% и 64,74+_2,82%  соответственно в 1-й и в 3-й группах), значительная инверсия произошла на уровне регуляторных клонов – CD4+ и CD8+ клеток. В 1-й группе иммуно-регуляторное соотношение (ИРС) составило в «материнской» части – 0,95+_0,106 и 0,91+_0,058 в «детской», что указывает на доминирование супрессорных механизмов в вынашивании аллотрансплантата при физиологическом течении беременности. Во 2-й группе ИРС составило в «материнской» части - 1,33+_0,14 и  1,46+_0,082 в «детской» части, что в 1,4 и 1,6 раз отличалось в сторону увеличения от 1 группы. При гестозах ИРС в «материнской» части плаценты составило – 1,72 и 1,53 в «детской» части. Полученные данные свидетельствуют о нарушение иммунологической толерантности на уровне иммунопривелигированного органа – плаценты. Закономерным продолжением клеточного дисбаланса является увеличение потенциально агрессивных клонов клеток – Т-активированных лимфоцитов и натуральных киллеров – CD25+ и CD16+ клеток. Достоверные отличия получены во 2-й и 3-й группах в «материнской» и «детской» частях (Рис.3).

Резко отличающие значения, в сторону увеличения, были получены по цитокиновых профилям в плаценте у женщин с различными типами гестации, в сравнении с периферической кровью (Рис.4). Резко измененными в плаценте в «материнской» и «детской» частях при патологическом течении беременности были уровни таких цитокинов как ИЛ-2, ФНО-альфа, ИЛ-8, альфа и гамма интерфероны, ИЛ-10 и ИЛ-4. При существенных отличиях в значения по отношению к периферической крови женщин были сохранены векторы патологических нарушений. Во 2-й группе – иммунопатологические нарушения в рамках цитолитического (II) типа, в 3-й группе в рамках иммуносупрессорных, ассоциированных с инфекционным компонентом (ИЛ-8, ФНО-альфа, интерферон альфа). Объединяет два данных патологических синдрома (угроза прерывания и гестоз) нарушение иммунологической толерантности, ассоциированные с существенным снижением уровней ИЛ-10, ИЛ-4. Концентрация ИЛ-10 составляет 130,09+_11,9%, 129,35+_ 8,89 в «материнской» части плаценты во 2-й и 3-й группах и 116,12+_9,30%, 124,87+_4,72% в «детской» части плаценты. Уровень ИЛ-4  22,29+_1,57%, 12,35+_1,83%  в «материнской» части плаценты во 2-й и 3-й группах и 10,03+-2,16% и 15,35+_2,21% в «детской» части плаценты. При этом содержание указанных цитокинов при физиологическом течении беременности составляли 181,448+_14,474% (ИЛ-10), 31,705+_1,65 (ИЛ-4) в «материнской» части и 213,8+_17,88% и 65,271+_6,43% в «детской» части (p<0.05).

Для подтверждения типов  иммунопатологических реакций были выполнены реакции с плацентарными антигенами (РТМЛ) и с ФГА (Рис. 3.1). В 1-й группе значения РТМЛ с плацентарными антигенами составила 77.63+_2.08%, во 2-й группе 23.51+_2.27%, в 3-й 91,77+_3,86%. Следовательно, функциональная полноценность Т-лимфоцитов изменяется во 2-й группе по аутоагрессивному типу, в 3-й по иммуносупрессорному. По данным литературы нормативные значения РТМЛ с ФГА определяются в диапазоне от 20 до 80 % [8].

Конечной точкой иммунологического  дисбаланса в организме беременной женщины является центральный орган иммунной системы плода, новорожденного – тимус.

В проведенных исследованиях  продемонстрированы опосредованные механизмы нарушения иммунологической толерантности в тимусе новорожденного ребенка. Резкие изменения клеточного состава – количества и качества, были характерны для патологического течения беременности, помимо снижения общего количества Т-лимфоцитов, произошла инверсии на субпопуляционном уровне – соотношение CD4+ и CD8+ клеток. ИРС во 2-й и 3-й группах составило 1,03+_0,11 и 1,32+_0,06 соответственно по сравнению с 1-й группой – 0,92+_0,04. В тимусе у новорожденных детей 1-й группы клетки цитолитической направленности - CD25+ и CD16+ практически не определялись и составили 0,197+_0,07% и 0,10+_0,02% соответственно. Во 2-й и 3-й группах уровень обозначенных клеточных маркеров составил 1,17+_0,31%, 0,46+_0,12% и 2,26+_0,14%, 3,20+_0,21% соответственно, что достоверно отличалось в сторону увеличения от 1-й группы (p<0.05)

Цитокиновый профиль  в группах исследования отражал  клеточное распределение в тимусе. Такие цитокины как ИЛ-1, ИЛ-2, ФНО-альфа, ИЛ-8, интерфероны альфа и гамма были резко повышены (p<0.05) во 2-й и 3-й группах по сравнению с 1-й группой (Рис.5). На отмену супрессорной доминанты указывали значения ИЛ-10 и ИЛ-4, которые составили в группах сравнения 0,13+_0,05%, 47,43+_2,9% и 0,09+_0,009%, 25.65+_2,41% соответственно по сравнению с 1-й группой – 0,82+_0,28% и 49,14+_5,492%.

Патоморфологическим подтверждением повреждения центрального органа иммунной системы была реакция акцидентальной трансформации тимуса, которая достигала своей необратимой степени IV во 2 группе, в 3-й – III степени, в –1-й группе III и IV степени акцидентальной трансформации не фиксировались (Рис. 6).

Заключение. Проведенные исследования носят фундаментальный характер и раскрывают иммунные механизмы формирования и течения гестационных процессов в норме и при патологии. Исходом нарушений в системе иммуногенеза беременной женщины являются однотипные изменения в плаценте с накоплением цитолитического пула клеток и повреждением тимуса новорожденного. При математическом моделировании ситуации – выживания плода-новорожденного ребенка при патологическом течении беременности тимус как центральный орган иммунной системы не выполнял бы свою основную функцию, сохранения генетического постоянства внутренней среды организма в результате нарушения процессов иммунологической толерантности и, как следствие, процессов позитивной и негативной селекции. Индивид, имеющий такой тимус на последующих этапах постнатального онтогенеза, реализует весь спектр патонозологических состояний – аутоиммунных, иммунодефицитных, аллергических, лимфопролиферативных и онкологических. 

Список литературы.

1. Кузнецова Т.В., Суханова Л.П., Глушенкова В.А. Здравоохранение Российской Федерации, 2010.-N 4.-С.27-32
2. Милованов А.П. Патология системы мать - плацента - плод. Руководство для врачей. – М.: Медицина,  1999 – 620 с
3. В.Е. Радзинский и И.Н. Костин, Акушерство и гинекология, 2007.-N 5.-С.12-16.
4. Радзинский В.Е., Костин И.Н. Акушерство и гинекология, 2009.-N 4.-С.16-19.
1. Сапин М.Р., Сивоглазов В. И. /Анатомия и физиология человека с возрастными особенностями детского организма. – М.: Медицина,  2002. -  260 с
2. Тетруашвили Н.К. Диагностическая и прогностическая значимость определения цитокинов у больных с привычным невынашиванием беременности: Автореф. дис. … канд. мед. наук. – М.: 2000. – 22 с.
3. Фрейдлин И.С. Структура, функции и регуляция иммунной системы. // Иммунодефицитные состояния / Под ред. В.С.Смирнова, И.С.Фрейдлин. - СПб, Фолиант. - 2000.- С.17 -90
4. Фрейдлин И.С. Иммунный гомеостаз: возрастные аспекты.// «Саногенез» под ред.А.Н.Кокосоваю – 2009. «ЭЛБИ-СПБ» – С.122-138.
5. Фролова О.Г., Суханова Л.П., Волгина В.Ф., Гребенник Т.К. Акушерство и гинекология, 2012.-N 5.-С.75-78. 
6. Юсупова А.Н., Суханова Л.П., Глушенкова В.А. Здравоохранение Российской Федерации, 2009.-N 4.-С.14-19.
7. Ярилин А.А. Основы иммунологии. Наука. – Медицина, 1999. – 608 с.
8. Duckitt K, Harrington D. BMJ. 2005 Mar 12;330(7491):565. Epub 2005 Mar 2.
9. Heikkinen J., Mottonen M., Pulkki K. et al . // Scand. J. Immunol. – 2001. – 53 (3). – p. 310-31
10. Langdana M., Geary W., Haw D., Keane F. // J. Obstet. Gynaecol. - 2001. - Vol. 21, N 2. - P. 121-123.15. Roopnarinesingh R., Fay L., McKenna P. // J. Obstet. Gynaecol. - 2003. - Vol. 23, N 3. - P. 252 - 254.16. 
11. Sheiner E., Levy A., Katz M., Mazor M. //J. Reprod. Med. - 2003. - Vol. 48, N 8. - P. 622 - 626.