CC BY
29
УДК 618.2/3:578.825.11:612.621.31 И.В.Довжикова
ФЕРМЕНТ ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОНДЕГИДРОГЕНАЗА ПРИ ОБОСТРЕНИИ ГЕРПЕТИЧЕСКОЙ ИНФЕКЦИИ ВО ВРЕМЯ БЕРЕМЕННОСТИ
ГУ Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН
РЕЗЮМЕ
Гистохимическими методами обследовано 24 зрелые плаценты и 22 ворсинчатых хориона на разных сроках гестации от практически здоровых матерей и женщин, перенесших герпетическую инфекцию во время беременности, для выявления дегидроэпиандростерондегидрогеназы. Обнару-
жено снижение активности энзима при обострении герпеса, приводящее к гормональной фетоплацентарной недостаточности. Подавление процесса стероидогенеза объяснено конформацион-ными перестройками молекул вследствие воздействия вируса.
SUMMARY
I.V.Dovdzikova
DEHIDROEPIANDROSTERONDEHIDROGENASE
ENZYME IN EXACERBATION OF HERPES
INFECTION DURING GESTATION PERIOD
Histochemical methods have been used to examine 24 term placentas and 22 ciliated chorions during different gestation periods obtained in healthy women and in patients with herpes infection so as to detect dehidroepiandrosteronde-hidrogenase. Studies showed decrease in enzyme activity in patients with herpes infection resulting in hormonal fetoplacentar insufficiency. Ster-oido-genesis depression is caused by conformational molecule restructuring due to virus effect.
Важную роль в патологии беременных, плода и новорожденных играет вирусная инфекция. Актуальность проблемы персистирующих вирусных инфекций (большой удельный вес среди которых приходится на герпетическую инфекцию) возросла в последнее время [3, 5]. Возникла необходимость оценить степень опасности герпес-вирусной инфекции для фетоплацентарного барьера.
Плацента, являясь провизорным органом, выполняет ряд жизненно-важных для плода функций. Будучи посредником в создании гормонального комплекса системы мать-плод, она играет роль железы внутренней секреции и синтезирует гормоны, используя материнские и плодовые предшественники. Вместе с плодом она формирует единую эндокринную систему. В плаценте происходят процессы синтеза, секреции и превращения ряда гормонов. Их предшественником часто выступает холестерин, являющийся источником пяти основных классов стероидных гормонов: прогестагенов, глюкокорти-коидов, минералокортикоидов, андрогенов и эстро-
генов.
Целью нашей работы стало изучение факторов, свидетельствующих о наличии в плаценте этапов превращения холестерина в гормоны, и каким образом на эти процессы влияло наличие герпетической инфекции.
Материалы и методы
Материалом для исследования послужили 24 зрелые плаценты, взятые при родах от практически здоровых матерей (10 случаев составили контрольную группу) и женщин, перенесших герпесвирусную инфекцию во время беременности (14 случаев), а также 22 ворсинчатых хориона на разных сроках беременности, полученные при проведении медицинских абортов от беременных с герпесом (10 случаев) и не имевших такового (12 случаев).
Выявление искомого фермента производилось по методу З. Лойда [4] определения р-
гидроксистероиддегидрогеназ. В качестве субстрата использовался 0,1М дегидроэпиандростерон
(Д5андростен-3р-ол-17он). Работа проводилась на нефиксированных криостатных срезах.
Результаты исследования и их обсуждение
Как известно, из гормонов стероидной природы в фетоплацентарной системе синтезируются гестагены и эстрогены. У небеременной женщины они формируются в постоянно функционирующей системе полового цикла на базе растущего граафова фолликула и менструального желтого тела. С момента наступления беременности основным местом формирования прогестерона и эстрогенов становится желтое тело беременности с подключением мощного провизорного органа - плаценты.
Первая стадия превращения холестерина в гормоны является общей для всех стероидных молекул. В состав стероидных гормонов входит не более 21 атома углерода, тогда как холестерин содержит 27 атомов. Начинается процесс образования гормонов с отщепления боковой цепи холестерина. При этом образуется вещество - прегненолон (ключевой промежуточный продукт синтеза стероидных гормонов). После стадии прегненолона возможно расхождение биосинтетических процессов по нескольким направлениям.
До некоторой степени поразительным кажется тот факт, что естественный путь превращения холестерина в женские половые гормоны - эстрогены в качестве обязательной стадии включает образование одного из андрогенов. Таким промежуточным соединением может быть дегидроэпиандростерон.
Преимущественное образование половых стерои-
дов происходит по следующему пути (через Д5-производные). При этом прегненолон подвергается воздействию 17-гидроксилазы и превращается в 17 а-гидроксипрегненолон, а затем, после действия 17,20-лиазы и отщепления двух углеродных атомов трансформируется в дегидроэпиандростерон. Из дегидро-эпиандростерона образуется андростендион, после преобразования которого синтезируются эстрадиол, эстрон. Эстриол во время беременности продуцируется из дегидроэпиандростерон-сульфата плодового (80%) и материнского происхождения по двум путям. Основной путь включает образование 16а-
гидроксидегидроэпиандростерона-сульфата в печени плода, после чего в плаценте он трансформируется и ароматизируется в эстриол.
Таким образом, дегидроэпиандростерон является основным предшественником эстрогенов, образующихся в плаценте, и поэтому служит прямым показателем функции плаценты и косвенным - плода.
Синтез плацентарных эстрогенов может осуществляться только в случае нормального функционирования плодовой и плацентарной системы метаболизма. Иными словами от того, как будут работать ферменты, отвечающие за образование гормонов, будет зависеть возникновение специфических изменений в органах репродукции, развитие плода и обмен веществ в целом.
На гистохимическом уровне нами был проведен ряд реакций на плаценте, позволяющий убедиться в наличии в ней процессов превращения холестерина в гормоны. В данной работе мы приведем результаты выявления дегидроэпиандростерондегидрогеназы.
Было обнаружено, что энзим определялся в ворсинчатом хорионе уже с начала второго месяца беременности. Интенсивность реакции на этом этапе была выражена слабо. По мере увеличения срока гестации активность дегидроэпиандростерондегид-рогеназы возрастала до конца третьего месяца и оставалась приблизительно на таком же или чуть большем уровне вплоть до родов. Фермент выявлялся в зоне трофобласта хориальных ворсин в виде гранул фиолетового или темно-синего цвета. В соединительнотканной строме и клетках сосудов следов гистохимической реакции не было обнаружено. Активность дегидроэпиандростерондегидрогеназы в эпителии плацентарных ворсинок от женщин, перенесших обострение герпес-вирусной инфекции во время беременности была снижена, то есть реакция на этот фермент подвергалась изменениям в своей интенсивности под влиянием токсических продуктов инфицирования вирусами. Тот факт, что обострение герпетической инфекции вызывает снижение уровня предшественников половых гормонов у беременных, был показан и при биохимическом исследовании [1].
В отличие от многих других циклических соединений, характеризующихся плоской пространственной структурой, стероидные молекулу реализуют биологическое действие через трехмерную структуру. Как известно, все стероидные гормоны являются производными циклопентанфенантренового ряда, состоящими из четырех колец А, В, С и Д, которые
составляют скелет молекулы. Циклогексановые кольца могут находиться в различных конформациях: «кресла», «ванны» и так далее [7]. Непланарная циклическая система стероидов, характеризующаяся достаточной жесткостью и наличием двойных связей, создает возможность существования последних в виде геометрических изомеров. Причем было выяснено, что цис- и транс-формы, как правило, сильно отличаются по своему биологическому действию [6]. Доказано, что всем стероидным гормонам присуща стереоспецифичность действия, связанная с различными видами изомерии - оптической, геометрической и конформационной. Биологическая активность молекул стероидов в значительной степени определяется их формой и стабильностью составляющих колец.
Также очень важную роль в реакционной способности и биологической активности стероидных гормонов, помимо конформации, играет степень пространственных затруднений, создаваемых функциональными группами стероидов при взаимодействии их с другими молекулами, а исследования электронной структуры стероидных гормонов показали взаимосвязь между распределением заряда в молекуле и ее биологической активностью [6].
В настоящее время не вызывает сомнений высокая специфичность рецепторов стероидных молекул и ферментов стероидного метаболизма. Это дает основания предполагать, что какие-либо изменения в молекуле гормона могут привести к резкому понижению биологической активности или полной ее утрате. В нашей лаборатории было сделано предположение, что такие изменения вполне может вызвать действие со стороны инфекционного агента.
Для доказательства нашей теории мы провели ряд экспериментов. Как известно, лазерное излучение вызывает колебательно-возбужденное состояние макромолекул, что приводит к конформационным перестройкам [2]. В наших опытах мы воздействовали на субстрат лучами лазера и обнаружили, что предварительное облучение инкубационного раствора достаточно сильно снижало интенсивность дегид-роэпиандростерондегидрогеназной реакции. Параллельно этому мы добавляли в инкубационный раствор инфекционное начало (в одной пробирке смыв с культуры стафилококка и в другой - вытяжку из содержимого герпесных пузырьков). В результате оказалось, что интенсивность проводимой нами гистохимической реакции также снижалась.
Поскольку в основе биологической активности стероидов лежит строгая комплементарность структуры стероидов и ферментов, а также и рецепторов, можно предположить, что даже малейшие отклонения в конформации стероидных гормонов, вызываемые токсическими факторами вирусной инфекции, могут привести к снижению или утрате способности их связывания с другими агентами, что не может не отразиться на процессах синтеза гормонов из холестерина.
Как уже упоминалось, гормональная регуляция гестационного процесса осуществляется единой функциональной системой мать-плацента-плод. Эндокринная функция каждого звена этой системы
самостоятельна и в то же время находится в тесной функциональной взаимосвязи друг с другом. Совершенно ясно, что малейший сбой какого-либо этапа будет сказываться на всем процессе в целом.
Дегидроэпиандростерон, как уже подчеркивалось, является предшественником для синтеза эстрогенов. Эстрогены играют большую роль во время беременности. Они приводят к развитию в миометрии ряда биохимических изменений, играющих важнейшую роль в увеличении сократительной активности матки и объема циркулирующей в ней крови. Под их влиянием мышцы матки обеспечиваются пластическим материалом и энергетическими ресурсами. Эстрогены оказывают общее влияние на обмен веществ в организме беременной, регулируют формирование фетальной оси «гипофиз - кора надпочечников», контролируют уровень свободного кортизола в крови женщин и влияние прогестерона на матку. Изменение уровня эстрогенов считается одним из факторов развития плацентарной недостаточности, повышает степень риска для плода и негативно влияет на процесс родовой деятельности [8].
Таким образом, нам удалось показать, что вирусная инфекция (в нашем случае - герпетическая) отрицательно влияет на интенсивность процессов сте-роидогенеза в фетоплацентарной системе, следствием чего вероятно будет являться развитие фетоплацентарной недостаточности и неадекватности гормо-
нального баланса при родах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Состояние стероидогенеза в системе мать-плацента-плод при обострении герпесной инфекции [Текст]/И.А. Андриевская//Бюл. физиол. и патол. ды-хания.-2004.-Вып.17.-С.65-68.
2. Физико-химические механизмы биологического действия лазерного излучения [Текст]/Девятков Н.Д. [и др.]//Успехи современной биологии.-1987.-Т.103, Вып.1.-С.31-43.
3. Вирусные инфекции беременных: патология
плода и новорожденных [Текст]/В.Я.Кицак.-
Кольцово, 2004.-84 с.
4. Гистохимия ферментов: лабораторные методы [Текст]/Ллойда З. [и др.].-М.: Мир, 1982.-222 с.
5. Фетоплацентарная система при герпесной инфекции [Текст]/Луценко М.Т. [и др.].-Благовещенск, 2003.-200 с.
6. Стероидные гормоны [Текст]/П.В.Сергеев.-М.: Наука, 1984.-240 с.
7. Стероиды [Текст]/Л.Физер, М.Физер.-М.:Мир, 1964.-982 с.
8. Стероидные гормоны: физиологическая роль и диагностическое значение в период беременности [Текст]/К.В.Шмагель, В.А.Черешнев//Успехи физиол. наук.-2004.-Т.35, №3.-С.61-71.
п □ □
УДК 618.2.3:578.825.11:612.015.39 Н.А.Ишутина
ОБМЕН КАЛЬЦИЯ У БЕРЕМЕННЫХ С ГЕРПЕС-ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ
ГУ Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН
РЕЗЮМЕ
С целью изучения гомеостаза кальция у беременных с герпес-вирусной инфекцией проведено исследование общего и ионизированного кальция в периферической крови беременных, пуповинной крови новорожденных и тканях плаценты.
Установлено, что при обострении герпесвирусной инфекции у беременных в периферической крови, тканях плаценты, наблюдается увеличение содержания общего кальция на протяжении всей беременности.
SUMMARY
N.A.Ishutina
CALCIUM METABOLISM IN PREGNANT
WOMEN WITH HERPES VIRUS INFECTION
To study calcium homeostasis in pregnant women with herpes-virus infection we examined whole and ionized calcium in patients’ peripheral blood, newborn cord blood, and placenta tissue.
It was found that herpes-virus infection results in increased whole calcium in peripheral
11 blood and placenta tissue in pregnant patients. 11
В силу особенностей гормональной регуляции, витаминного обмена при беременности создаются предпосылки к нарушению кальций-фосфорного обмена [4, 8]. У здоровых беременных имеется достаточно широкий резерв компенсаторноприспособительных реакций организма для поддержания минерального обмена [9].
У женщин с осложнениями беременности, изменения минерального обмена более выражены и неблагоприятно сказываются на развивающимся плоде, что в ряде случаев приводит к рождению детей с симптомами недостаточной минерализации костной ткани [1, 3, 6, 8].
Исследования последних лет доказывают необходимость изучения вирусных инфекций, возбудители которых активно размножаются в плаценте, повреждая её, проникают через плацентарный барьер и вызывают внутриутробное поражение плода [2, 5, 10]. Герпетическая инфекция - наиболее частое заболевание при беременности. При воздействии вируса герпеса могут возникать плацентарная недостаточность, воспалительные изменения в органах и тканях плода, за-
