Роль гуморальных и клеточных факторов иммунной системы в контроле развития плаценты в норме и при гестозе

Мы установили, что значения атерогенного индекса, концентраций триглицеридов, ЛПВП, ЛПНП, ЛПНОП, холестерина в сыворотках крови беременных с гестозом, не отличались от таковых в сыворотках здоровых беременных и здоровых небеременных женщин. Вместе с тем, поглощение липидов моноцитами/макрофагами периферической крови из аутологичной сыворотки, полученных от беременных с гестозом было выше, чем поглощение липидов моноцитами/макрофагами периферической крови из аутологичной сыворотки, полученных от здоровых беременных и небеременных женщин (Таблица 8). Поглощение липидов из эмбриональной телячьей сыворотки моноцитами\макрофагами периферической крови у здоровых беременных и у беременных с гестозом было одинаковым.

Таблица 8. Поглощение липидов моноцитами периферической крови.

Достоверность различий между группами: *** - p<0,001 - группа женщин с физиологически протекающей беременностью отличается от группы беременных женщин с гестозом; ‡‡‡ - p<0,001 - группа здоровых небеременных женщин отличается от группы беременных женщин с гестозом; ??? - p<0,001 - достоверность отличия культивирования в присутствии эмбриональной телячьей сыворотки от культивирования в присутствии аутологичной сыворотки крови.

Поглощение липидов эндотелиальными клетками из сыворотки крови беременных с гестозом (площадь экспрессии 6,35%±0,55% (n=30)) была выше, чем из сыворотки крови здоровых беременных (площадь экспрессии 2,43%±0,28% (n=20), p<0,01), и здоровых небеременных женщин (2,7%±0,49% (n=10), p<0,01). Поглощение липидов эндотелиальными клетками из эмбриональной телячьей сыворотки было незначительным (0,68%±0,28% (n=20).

Таким образом, усиленное поглощение липидов из сывороток больных с гестозом вело к образованию пенистых клеток из эндотелиальных клеток и из моноцитов периферической крови. Сыворотки здоровых беременных не вызывали такого эффекта. Следует отметить, что мы не определяли содержание модифицированных и окисленных ЛПНП и ЛПОНП в составе липидной фракции сыворотки крови. Вместе с тем, результаты исследования можно объяснить повышенным содержанием в сыворотке крови беременных с гестозом модифицированных или окисленных ЛПНП или ЛПОНП, что ранее описано в литературе [Wang Y.P., 1991; Belo L, 2004]. Полученные нами данные также можно объяснить наличием в сыворотке крови беременных с гестозом факторов, способствующих поглощению липидов эндотелиальными клетками или моноцитами\макрофагами. Выявленное нами повышенное поглощение липидов эндотелиальными клетками и моноцитами\макрофагами может способствовать развитию дисфункции эндотелиальных клеток беременной женщины, что в конечном итоге может приводить к таким патологическим проявлениям гестоза, как отеки и гипертензия.

Суммируя полученные данные, необходимо отметить, что физиологическое развитие ткани плаценты контролируется сбалансированной системой клеточных взаимодействий, ангиогенных, антиангиогенных, апоптогенных, антиапоптогенных факторов, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, а также растворимыми формами различных поверхностных рецепторов (Рисунок 4). Физиологическое течение беременности и успешное формирование ткани плаценты связано с подавлением цитотоксического иммунного ответа. Ведущую роль в этом подавлении приписывают экспрессии молекул локуса HLA-G клетками трофобласта [Rajagopalan S., 2006]. Однако существуют и другие защитные механизмы. Формирование структуры плаценты связано с активацией процессов ангиогенеза и апоптоза. В результате апоптотической гибели клеток плаценты в кровоток матери могут поступать антигены плода [Huppertz B., 2004]. Однако при физиологически протекающей беременности активации цитотоксических лимфоцитов не происходит. Вероятно, это связано с деятельностью плацентарных макрофагов, поглощающих апоптотический материал, что сопровождается усилением секреции этими клетками TGFв и IL-10 [Duffield J.S., 2001]. Обнаруженное нами усиление секреции IL-10 тканью плаценты к третьему триместру физиологически протекающей беременности отражает усиление активности плацентарных макрофагов. Нами установлено, что в первом триместре беременности клетки плаценты секретируют большие количества TGFв, что может компенсировать сниженную по сравнению с третьим триместром беременности продукцию IL-10 и IL-4 клетками плаценты. Нами показано, что к концу физиологически протекающей беременности происходит усиление продукции тканью плаценты IFNг, TNFб, IL-2, IL-5, активирующих цитотоксические клетки, при параллельном снижении продукции TGFв. Обнаруженное нами усиление секреции IFNг к третьему триместру физиологически протекающей беременности может быть связано с повышением активности NK-клеток к концу беременности. Следовательно, при физиологически протекающей беременности клетки трофобласта успешно справляются с подавлением цитотоксических эффектов лимфоцитов в условиях нарастания концентраций IFNг и TNFб и снижения концентрации TGFв. На ранних этапах формирования плаценты ограничение активности цитотоксических клеток матери может обеспечиваться обнаруженным нами высоким уровнем экспрессии TRAIL клетками трофобласта.

Нами установлено, что в динамике от первого к третьему триместру физиологически протекающей беременности в ткани плаценты сохраняется преимущественная продукция ангиогенных факторов. От первого к третьему триместру физиологически протекающей беременности снижалась секреция как ангиогенных факторов, так и антиангиогенных факторов и экспрессия их рецепторов. Вместе с тем происходило усиление секреции ангиогенина, который может поддерживать жизнеспособность клеток плаценты в конце беременности в условиях снижения секреции других ангиогенных факторов, а также подавляет пролиферацию активированных лимфоцитов [Matousek J., 1995]. Роль ограничителей ангиогенеза при физиологически протекающей беременности выполняют sVEGF-R1, TGFв, TSP-1, продукция которых снижалась от первого триместра к третьему. Экспрессия клетками плаценты TGFв-R1, CD105, TRAIL и секреции sFasL также снижалась от первого к третьему триместру физиологически протекающей беременности. Снижение экспрессии проангиогенных, антиангиогенных, проапоптогенных и антиапоптогенных факторов в ткани плаценты свидетельствует о стабилизации структуры плаценты в третьем триместре. Однако при помощи TUNEL-метода нам удалось показать одинаковую выраженность процессов апоптоза как в первом, так и в третьем триместре физиологически протекающей беременности. При этом локализация апоптоза была различной. На ранних этапах развития плаценты апоптотической гибели подвергаются преимущественно клетки инвазивного трофобласта, что подтверждает активную перестройку ткани плаценты. Экспрессия Fas (CD95) на ранних этапах развития плаценты в синцитиотрофобласте и в цитотрофобласте также свидетельствует об активной перестройке трофобласта при его инвазии в эндометрий. Защите от избыточных апоптотических сигналов на ранних этапах формирования плаценты способствует экспрессия клетками плаценты Mcl-1. При доношенной беременности локализация апоптоза выражена преимущественно в синцитиотробласте ворсин, что может свидетельствовать об усилении активности цитотоксических клеток матери в условиях снижения экспрессии клетками плаценты ангиогенных факторов. Экспрессия Fas (CD95) на поздних сроках беременности в синцитиотрофобласте и в строме ворсин способствует стабилизации структуры плаценты.

Физиологическое развитие ткани плаценты протекает на фоне продукции IFNг при участии NK-клеток и цитотоксических лимфоцитов матери. Нами показано, что на протяжении физиологически протекающей беременности клетки плаценты ингибируют цитотоксическую активность лимфоцитов матери за счет экспрессии TRAIL, FasL, секреции TGFв, IL-4, IL-10. Параллельно клетки плаценты создают зону маточно-плацентарного контакта, обеспечивающую достаточный уровень обмена веществ плода. Это достигается продукцией факторов, контролирующих ангиогенез и апоптоз, которые, действуя слаженно, обеспечивают рост ткани плаценты. Несмотря на выявленное нами снижение экспрессии и секреции клетками плаценты ангиогенных факторов к третьему триместру физиологически протекающей беременности усиления цитотоксических реакций и массовой апоптотической гибели клеток плаценты не происходит. Полученные нами данные позволяют предположить, что это связано с параллельным снижением экспрессии тканью плаценты как ангиогенных, так и апоптогенных и антиангиогенных факторов и объясняется необходимостью выполнения плацентой биологической функции поддержания жизнеспособности плода вплоть до родов. Вероятно, этот процесс контролируют плацентарные макрофаги, которые на ранних этапах физиологически протекающей беременности стимулируют продукцию клетками плаценты ангиогенных факторов, а в конце физиологически протекающей беременности тормозят ангиогенез за счет продукции TSP-1. Это подтверждается полученными нами данными: в третьем триместре TSP-1 экспрессирован в ткани плаценты диффузно и в особенности вокруг плодовых сосудов. За счет зафиксированного нами усиления продукции IL-10 тканью плаценты в конце беременности плацентарные макрофаги могут повышать жизнеспособность клеток трофобласта [Moreau P., 1999]. Поддержание жизнеспособности клеток плаценты также может обеспечивать ангиогенин, секреция которого, как установлено нами, повышается к концу физиологически протекающей беременности.

В третьем триместре беременности, осложненной гестозом, нами обнаружена высокая интенсивность апоптоза в клетках синцитиотрофобласта. Это может быть связано с нарушением механизмов, ответственных за подавление активности цитотоксических лимфоцитов матери. О реализации воспалительной реакции в ткани плаценты при гестозе свидетельствует обнаруженное нами наличие мононуклеарных инфильтратов. Документированное нами при гестозе по сравнению с физиологически протекающей беременностью повышение экспрессии тканью плаценты TGFв, увеличение секреции тканью плаценты IL-6 и IL-8, сохранение уровня секреции IL-2, IL-5, IFNг и TNFб, также свидетельствуют о реализации воспалительной реакции. Повышение активности цитотоксических клеток матери, кроме того, может быть обусловлено снижением экспрессии клетками трофобласта молекул локуса HLA-G или продукции их секреторных вариантов [Goldman-Wohl D.S., 2000], снижением фагоцитарной активности плацентарных макрофагов [Voll R.E., 1997], нарушением толерантности в системе мать - плод [Visser N., 2007]. Важным патогенетическим фактором гестоза представляется выявленное нами нарушение секреции проангиогенных и антиангиогенных факторов в плаценте, приводящее к нарушению строения ткани плаценты, гипоксии, нарушению активности антиокислительной системы в ткани плаценты, продукции кислородных радикалов, повышению гибели клеток трофобласта. Это подтверждается обнаруженным нами при гестозе снижением экспрессии в ткани плаценты VEGF, bFGF, MMP-2 и рецептора VEGF-R3, сопровождающимся увеличением экспрессии антиангиогенных факторов TSP-1 и TGFв и секреции sVEGF-R1. Увеличение экспрессии TSP-1 вокруг плодовых сосудов плаценты свидетельствует о вовлечении плацентарных макрофагов в воспалительный процесс в ткани плаценты при гестозе.

Нами обнаружено, что при гестозе в ткани плаценты запускаются некоторые компенсаторные механизмы защиты против цитотоксических эффектов лимфоцитов матери. Увеличение секреции PDGF и ангиогенина повышает жизнеспособность клеток плаценты в условиях сниженной секреции bFGF, VEGF, экспрессии VEGF-R3 и повышенной секреции sVEGF-R1. Снижение экспрессии TGFв-R1 и CD105 обеспечивает снижение апоптогенных эффектов TGFв в условиях его повышенной продукции. Повышение продукции TGFв может обеспечивать снижение активности цитотоксических лимфоцитов матери. Интенсивная экспрессия рецептора TRAIL клетками трофобласта при одновременном слущивании рецепторов Fas и FasL обеспечивает снижение значимости Fas-FasL взаимодействий в индукции апоптоза и является основным механизмом подавления цитотоксических лимфоцитов при гестозе.

Рисунок 4. Иммунологические механизмы контроля физиологического развития плаценты.

Рисунок 5. Иммунопатогенетические механизмы развития гестоза.

Перечисленные механизмы защиты против цитотоксических эффектов лимфоцитов матери действуют и на начальных этапах развития плаценты, что указывает на сходство молекулярных механизмов при реализации защиты ткани плаценты в норме и при патологии. Однако необходимо отметить, что запуск указанных компенсаторных механизмов при гестозе может иметь отрицательное значение для формирования ткани плаценты в условиях нарушенного равновесия между факторами, контролирующими ангиогенез и апоптоз. Так TGFв обладает ингибирующим действием в отношении цитотоксических лимфоцитов, но также обладает мощным антиангиогенным действием, что в условиях обнаруженной нами повышенной экспрессии TSP-1 может приводить к нарушению формирования ткани плаценты и последующей гипоксии. Выявленная нами повышенная продукция в ткани плаценты ангиогенина и PDGF может нарушать формирование ткани плаценты при гестозе, например, за счет переключения стратегии развития сосудистого русла от неразветвляющего к разветвляющему ангиогенезу или за счет индукции пролиферации эндотелиальных клеток в уже сформированных структурах плаценты. При этом снижение экспрессии клетками плаценты Fas, обнаруженное нами при гестозе, способствует нарушению контроля формирования новых сосудов. Эти предположения подтверждаются продемонстрированными нами нарушениями в строении ткани плаценты при гестозе.

Результатом активации цитотоксических клеток матери и воспалительной реакции в плаценте, продукции провоспалительных цитокинов, активных радикалов кислорода вследствие нарушения активности антиокислительной системы может стать активация лейкоцитов, проходящих через зону маточно-плацентарного кровообращения [Mellembakken J.R., 2002]. Параллельно развивается системная эндотелиальная дисфункция, сопровождающая гестоз. Об активации лейкоцитов свидетельствуют полученные нами данные об увеличении адгезионной активности мононуклеаров периферической крови при одновременном сдвиге в сторону повышенного содержания цитотоксических лимфоцитов, натуральных киллеров и NKT-клеток у беременных женщин с гестозом по сравнению со здоровыми беременными и здоровыми небеременными женщинами. Это позволяет рассматривать гестоз как иммунопатологическое состояние беременных, связанное с развитием хронического очага воспаления в плаценте. Повышение продукции активных радикалов кислорода в зоне маточно-плацентарного кровообращения может способствовать перекисному окислению липидов и их накоплению в сыворотке крови, что также может способствовать возникновению эндотелиальной дисфункции. В пользу этого свидетельствуют полученные нами данные об усиленном поглощении липидов эндотелиальными клетками и моноцитами\макрофагами при гестозе. Повышение концентрации sICAM-1 в сыворотке крови при гестозе тоже косвенно свидетельствует об активации эндотелиальных клеток сосудистого русла и об активированном состоянии лейкоцитов матери.

Таким образом, при гестозе происходит нарушение сбалансированной системы взаимодействий ткани плаценты и иммунной системы матери (Рисунок 5), что приводит к изменению цитокинового баланса в плаценте, сопровождающемуся нарушением строения плаценты, усиленной гибелью клеток трофобласта и эндотелиальных клеток сосудов плаценты, активацией лейкоцитов и эндотелиальных клеток организма матери. Нарушения механизмов антиоксидантной защиты и активация клеток иммунной системы матери обусловливает активацию эндотелиальных клеток кровеносного русла матери, что ведет к клиническим проявлениям гестоза.