Abstract

Scop

Funcția diminuată a 11β-hidroxisteroid dehidrogenazei 2 (11β-HSD2) a fost găsită în placente de la sarcinile preeclamptice. Aici, examinăm echilibrul global al glucocorticoizilor materni în hipertensiunea arterială legată de sarcină. Ne propunem să răspundem la întrebarea dacă funcțiile enzimelor primare implicate în metabolismul cortizolului: 11β-HSD1 și 11β-HSD2 și 5-reductaze (ambele 5α și 5β) sunt modificate în cursul sarcinii hipertensive.

metabolismului

Metode

Am determinat cortizolul și cortizonul plasmatic și urinar, precum și tetrahidro- și alo-tetrahidrometaboliții lor urinari, atât în ​​forme libere, cât și în forme conjugate în probe obținute de la 181 de femei poloneze în al treilea trimestru de sarcină. Am comparat profilurile de steroizi la femeile cu preeclampsie (PE), hipertensiune gestațională (GH), hipertensiune cronică (CH) și la normotensivi (martori).

Rezultate

Am constatat diferențe semnificative în echilibrul glucocorticoid în hipertensiunea arterială legată de sarcină. Cortizolul plasmatic la cortizon a fost semnificativ mai mic în PE decât la martori (3,00 vs. 4,79; p

Introducere

Patogeneza preeclampsiei (PE) nu este pe deplin explicată. Se crede că este inițiat de ischemia placentară. În PE, invazia trofoblastului este aberantă; remodelarea arterelor spirale este afectată. Prin urmare, ele sunt îngustate și rezistive. Hipoperfuzia placentară generează stres oxidativ și endoplasmatic al reticulului și eliberarea în circulație a factorilor antiangiogenici (tirozin kinază asemănătoare fms-fFlt-1 și endoglin solubil - sEng) [1, 2]. Dezechilibrul dintre factorii pro și antiangiogenici duce la disfuncții endoteliale [1, 3]. Stresul oxidativ induce, de asemenea, eliberarea de citokine și chemokine proinflamatorii [2]. Disfuncția endotelială sistemică, care apare în PE, se manifestă în endotelioza glomerulară și proteinurie, hipertensiune, precum și anomalii ale coagulării [3].

O sarcină sănătoasă este o stare de hiperactivitate a axei HPA și de hipercortizolism [4, 5]. Nivelurile crescute de cortizol (F) pot fi parțial atribuite creșterii stimulate de estrogen a globulinei care leagă corticosteroizii (CBG). În sarcina normală, nivelurile de CBG cresc odată cu avansarea gestației, cu o creștere corespunzătoare a F plasmatic total, cu o scădere de la 36 de săptămâni încoace; acest declin are ca rezultat creșterea F liberă în plasma maternă [5]. Pe de altă parte, placenta este o sursă importantă de CRH, care stimulează în continuare eliberarea de ACTH matern. Aceasta duce la creșterea nivelului de F în cursul sarcinii [4, 5]. F influențează CRH hipotalamic într-o buclă de feedback negativ, în timp ce CRH placentară este puternic stimulată de F într-un mecanism de buclă de feedback pozitiv [5]. În timpul travaliului normal, nivelurile materne de CRH, ACTH și F cresc în plasma maternă și apoi scad la 4 zile postpartum [4].

În ultimul timp, se discută din ce în ce mai mult metabolismul necorespunzător al glucocorticoizilor (GC) la sarcinile cu rezultate adverse [6, 7]. F este metabolizat în principal de 11β-hidroxisteroid dehidrogenaza (11β-HSD), din care au fost descrise două izoforme (tip 1 și tip 2). 11β-HSD2 inactivează F la cortizon (E) și este localizat în principal în rinichi și placentă, în timp ce 11β-HSD1 regenerează E la F în ficat și în țesutul adipos. Atât F cât și E sunt apoi catabolizate de 5α- și 5β-reductază în ficat și transformate în tetrahidro și alo-tetrahidrometaboliți [8, 9]. Activitatea perturbată a 11β-HSD2 placentară în cursul PE a fost subliniată în ultimii ani [6]. Nu s-a descoperit încă dacă funcția anormală a 11β-HSD2 apare în PE numai local (în placentă) sau dacă afectează întregul corp al unei paciente gravide. Majoritatea grupurilor de cercetare se concentrează exclusiv asupra placentei 11β-HSD2 ca enzimă localizată în țesut, care influențează direct dezvoltarea corectă a fătului [7]. Puține studii disponibile privind funcția 11β-HSD2 non-placentară în GH și PE sunt încă neconcludente [10,11,12].

Există date limitate de raportare a nivelurilor de metaboliți F și E la femeile gravide [13,14,15], dintre care unele se referă doar la urina la fața locului [14]. Altele includ femeile din primele săptămâni de sarcină [15] sau - precum studiul din 1980 - se referă doar la tetrahidrometaboliții F și E evaluați în probe de la 6 pacienți [16]. După cunoștințele noastre, singura analiză a funcției 11β-HSD1 în GH și PE a fost publicată acum mai bine de 20 de ani și cuprindea o populație mică de studiu [10]. Cu toate acestea, datele recente au arătat că unele polimorfisme din HSD11B1 genele care codifică 11β-HSD1, sunt legate de un risc mai mare de a dezvolta PE [17]. Mai mult, unii autori au dezvăluit nivelurile crescute de 11β-HSD1 în decidua femeilor cu EP [18]. Aceste fapte arată necesitatea unor cercetări suplimentare în domeniul funcției 11β-HSD în timpul sarcinii.

Scopul acestui studiu a fost de a evalua echilibrul general al GC matern în hipertensiunea arterială legată de sarcină (atât GH, cât și PE) și de a verifica dacă funcțiile enzimelor primare implicate în metabolismul F: 11β-HSD1, 11β-HSD2, 5α și 5β- reductaza sunt modificate în timpul sarcinii hipertensive. F și E în plasmă și urină, precum și metaboliții lor în urină, au fost determinați și au servit ca bază pentru evaluarea indirectă suplimentară a funcțiilor enzimelor. Întrebarea de cercetare a fost dacă conversia F este afectată în corpul femeilor care suferă de GH și/sau PE.

Materiale și metode

Participanții la studiu

Studiul a inclus 181 de femei poloneze în al treilea trimestru de sarcină (cel puțin 27 săptămâna de gestație, WG), recrutate între 2013 și 2016 de la pacienții internați ai Spitalului Clinic Ginecologic și Obstetric, precum și voluntari sănătoși care participau la cursuri prenatale în Poznan.

Femeile însărcinate au fost împărțite în patru grupuri (Tabelul 1). Populația hipertensivă a cuprins pacienții cu hipertensiune cronică (CH) și hipertensiune arterială legată de sarcină, împărțiți în GH și PE. Pacienții cu CH au fost incluși ca grup separat pentru a verifica dacă modificările observate sunt specifice sarcinii și nu datorită hipertensiunii în sine. Normotensiv (0,3 g/24 h) [20]. Pacienții hipertensivi au fost tratați cu medicamente antihipertensive care se recomandă utilizarea în timpul sarcinii. Pacienții hipotiroidieni au fost tratați cu levotiroxină; două femei astmatice luau GC inhalate (budesonidă).

IMC înainte de sarcină s-a bazat pe auto-raportul matern la înscriere. Prematuritatea a fost recunoscută atunci când livrarea a avut loc înainte de 37 WG. Copii mici pentru vârsta gestațională (SGA) au fost definiți ca fiind cei a căror greutate la naștere a fost sub percentila 10 pentru vârsta gestațională (GA) și sex, conform datelor din regiunea Wielkopolska [21]. Nașterea copilului SGA a fost un criteriu de excludere pentru controale. Criteriile de excludere pentru întreaga populație studiată au fost: sarcină multiplă, diabet înainte de sarcină, altele decât hipotiroidismul boli endocrine, tulburări mentale și hepatice (inclusiv colestaza care a fost asociată cu expresia redusă a 11β-HSD2 placentară [22]), boli infecțioase și naștere mortă.

Protocolul de studiu a fost în conformitate cu Declarația de la Helsinki și s-a primit consimțământul scris în scris de la fiecare participant. Comitetul de etică al Universității de Științe Medicale din Poznan a aprobat protocolul.

Determinarea steroizilor din plasmă și urină

Fiecare femeie a trebuit să furnizeze o probă de urină din colecția de urină de 24 de ore și o probă de sânge de dimineață, așa cum a fost descris în detaliu anterior [12]. În cele din urmă, probele de plasmă au fost obținute din 170, în timp ce probele de urină de la 177 de participanți.

F și E din plasmă totală au fost determinate printr-o metodă validată HPLC-FLD [12]. Cantitățile de steroizi fără urină și total au fost evaluate prin aplicarea unei metode validate HPLC-MS/MS [23]. Au fost determinate șase GC urinare: F, E și metaboliții lor (tetrahidrocortizol, THF; tetrahidrocortizon, THE; alo-tetrahidrocortizol, alloTHF; alo-tetrahidrocortizon, alloTHE). F și E urinare libere au fost descrise ca UFF și UFE, în timp ce metaboliții liberi ai F și E ca THFfree, THEfree, alloTHFfree, alloTHEfree. Steroizii urinari totali, obținuți după hidroliză cu Helix pomatia, au fost marcați cu indicele „tot”: Ftot, Etot, THFtot, THEtot, alloTHFtot, alloTHEtot. Cantitățile de steroizi excretați pe zi au fost evaluate pe baza volumului de urină de 24 de ore și au fost exprimate ca pg de compus steroid per mmol de creatinină urinară (Cr). De fiecare dată când suma THF și alloTHF a fost utilizată în calcule, acestea au fost descrise ca „THFs” și, în consecință, suma THE și alloTHE - ca „THEs”.

Parametrii care reflectă echilibrul GC

Funcțiile 11β-HSD, 5α și 5β-reductază au fost estimate în detaliu utilizând parametrii recunoscuți [8, 9, 24,25,26,27,28]. Spre deosebire de alți autori care nu consideră alloTHE, am folosit atât THE cât și alloTHE pentru calcule exacte, în mod similar cu THF și alloTHF. Deoarece în literatura publicată nu există consistență care forme de compuși (liberi [8, 27] sau total [9, 28]) ar trebui utilizați în majoritatea rapoartelor, am calculat raporturile de două ori (folosind steroizi neconjugați și conjugați) pentru a compara rezultate.

Au fost definiți următorii parametri:

pentru 11β-HSD2 - UFF/UFE, considerat cel mai bun predictor al funcției 11β-HSD2

pentru 11β-HSD1 - raporturile metaboliților F și E: THFstot/THEstot și THFsfree/THEsfree, oferind un indice al activității globale 11β-HSD; valorile crescute ale rapoartelor (cu valorile UFF/UFE normale) sugerează o funcție anormală a 11β-HSD1

pentru 5α/β-reductază - alloTHFtot/Ftot și THFtot/Ftot care reflectă activitatea 5α și, respectiv, 5β-reductază; alloTHFtot/THFtot, evaluând echilibrul general între 5α și 5β-reductază și indicând ce cale a metabolismului F domină: reducerea la alloTHF sau la THF

pentru echilibrul glucocorticoid net în organism: plasma F/E; Ftot/Etot urinar; THFstot/UFF, care arată conversia ireversibilă a F la metaboliții săi. (THFstot + THEstot)/UFF reprezintă o măsură neinvazivă a clearance-ului metabolic al F. (THFstot + THEstot)/(UFF + UFE) reprezintă un indice mai complex al activității totale 11β-HSD. Suma a patru metaboliți principali ai GC urinar (THFstot + THEstot, normalizat pentru Cr urinar) indică secreția GC.

În plus, nivelurile de conjugare cu acidul glucuronic și sulfuric au fost evaluate pentru F, E, THF și THE urinare. Aceste niveluri au fost calculate pentru fiecare steroid ca raport de compus liber și total excretat la 24 ore și au fost exprimate în procente (%).

analize statistice

Studiul a fost realizat într-o structură de control caz. Analiza statistică a fost realizată utilizând software-ul Statistica 12.0 (StatSoft Inc., Tulsa, OK, SUA). În fiecare analiză, a p-valoarea

Rezultate

Steroizi din plasmă și urinare

Nivelurile GC plasmatice și urinare observate în grupurile de studiu (Mann - Whitney U test) sunt prezentate în Tabelul 1 suplimentar.

Rezultate sub limita inferioară de cuantificare (LLOQ) sau limita de detectare (LOD)

În timpul analizelor, câțiva pacienți (majoritatea din grupul PE) au prezentat rezultate ale steroizilor liberi 97% din probe. Prin urmare, în mod evident, rezultatele pentru alloTHFfree și alloTHEfree nu au fost prezentate în tabelul suplimentar 1 și au fost excluse din alte analize. Prin urmare, THFsfree și THEsfree au fost egale cu THFfree și, respectiv, THEfree.

Pentru steroizii nedetectabili (rezultatele ULOQ (5000 ng/ml în matrice). Pentru acei pacienți, proba de urină a fost diluată și reevaluată (integritatea diluării a fost estimată în timpul validării metodei [23]).

Parametrii care reflectă echilibrul GC

Valorile parametrilor care indică secreția GC și care evaluează funcția 11β-HSD2, 11β-HSD1, 5α și 5β-reductazei, precum și echilibrul general dintre aceste enzime, sunt prezentate în tabelul 2. Tabelul conține, de asemenea, rezultate de la Mann - Whitney U Test.

Analiza de regresie multiplă a fost aplicată pentru a particulariza Mann-Whitney U Test. Grupul PE a fost caracterizat de GA semnificativ mai devreme la colectarea eșantionului în comparație cu martorii. Prin urmare, GA la colectarea eșantionului a fost considerată ca un amestec neintenționat și au fost construite modelele care conțin fiecare parametru (ca variabilă dependentă), PE și GA la eșantionare (ca variabile independente). Rezultatele (Tabelul 2 suplimentar) au confirmat că dependențele observate în Mann-Whitney U testul sunt consecința bolii și nu timpul de prelevare mai devreme.

Mai mult, s-a efectuat regresia multiplă în trepte înainte (selecție F = 1, eliminare F = 0). Variabilele dependente din astfel de modele au fost parametrii calculați de la nivelurile endogene de GC. Variabilele independente incluse în toate modelele au fost: o tulburare hipertensivă a sarcinii (respectiv PE, GH sau CH) împreună cu factorii care pot influența echilibrul GC (vârsta maternă, hipotiroidism, diabet, sexul bebelușului, nuliparitate, GA la prelevare și pre- IMC al sarcinii). Cele mai importante rezultate din analizele de regresie multiplă treptată care raportează asocierile dintre parametri și anumite boli (PE, GH sau CH) sunt prezentate în tabelul 3. Detaliile sunt prezentate în tabelul suplimentar 3. De fiecare dată, o corelație semiparțială (R ) și s-a notat o valoare p.

Regresia multiplă în trepte a arătat că PE a influențat semnificativ majoritatea parametrilor analizați. În majoritatea cazurilor, PE a fost singurul predictor semnificativ al variabilelor de răspuns. Analiza a arătat că GH a fost singurul predictor semnificativ pentru puține variabile de răspuns. CH a fost singurul predictor semnificativ al alloTHFtot/THFtot - tendința observată în Mann-Whitney U testul a fost confirmat.

Nivelul conjugării anumitor steroizi

Gradele de conjugare cu acid glucuronic și sulfuric pentru anumiți steroizi sunt prezentate în tabelul 2. Testele Spearman au arătat că la femeile gravide normotensive, gradul de conjugare a F și E crește odată cu GA (R = 0,485; p

Discuţie

Bilanțul GC perturbat a fost raportat în multe afecțiuni medicale, printre altele sindromul ovarului polichistic [32, 33], sindromul metabolic, rezistența la insulină [25], colestaza [34] și tulburările mentale [27]. Ele sunt de obicei asociate cu activitatea anormală a 11β-HSD, 5α și/sau 5β-reductază. Aici vă prezentăm că metabolismul perturbat al F se manifestă și la femeile care suferă de hipertensiune arterială legată de sarcină, incluzând atât PE, cât și GH.

O astfel de concluzie despre răspunsul HPA diminuat nu poate fi derivată din rezultatele pentru grupul GH. Plasma F la pacienții cu GH a fost similară cu valorile obținute pentru femeile normotensive (Tabelul suplimentar 1), în ciuda metabolismului F îmbunătățit evident. Metabolismul F intensificat se manifestă în valori UFF/UFE semnificativ mai mici (funcția 11β-HSD2 crescută), THFtot/Ftot mai mare (funcția 5β-reductază crescută) și de aproape două ori mai mare (THFstot + THEstot)/UFF (clearance F puternic îmbunătățit ). Mai mult, secreția GC este substanțial crescută. Toate aceste fapte conduc la concluzia că metabolismul îmbunătățit al F la pacienții cu GH este compensat de o secreție mai mare de F datorită activității HPA (Tabelul 2). Observațiile noastre nu se coroborează cu rezultatele lui Walker și colab. [10] care nu au prezentat diferențe în funcția 11β-HSD între PE, GH și femeile gravide normotensive. Astfel de discrepanțe pot rezulta dintr-o populație de studiu relativ mică în studiul citat (13 controale, 7 femei cu GH și 8 cu PE). Mai mult, este demn de remarcat faptul că am calculat raportul metaboliților F și E luând în considerare nu numai THF și THE, ci și alo-tetrahidrometaboliți.

Rezultatele obținute la pacienții cu CH sunt foarte asemănătoare cu cele pentru femeile normotensive. Cu toate acestea, este demn de remarcat faptul că echilibrul în funcțiile 5α și 5β-reductazelor este deplasat spre 5β-reductază (valori ale alloTHFtot/THFtot mai mici în CH, așa cum este prezentat în tabelele 2 și 3). În mod surprinzător, acest lucru este în contradicție cu rezultatele pentru populația hipertensivă non-gravidă care prezintă o activitate scăzută a 5β-reductazei [8].

Punctele forte ale cercetării noastre sunt grupul relativ mare de pacienți în comparație cu alte studii publicate [10] și analiza aprofundată a echilibrului GC la femeile gravide. Am evaluat funcția enzimelor primare implicate în metabolismul F: 11β-HSD1, 11β-HSD2, 5α și 5β-reductază și echilibrul general dintre ele. În plus, grupul de studiu a inclus atât pacienți cu PE, cât și cu GH, ceea ce aduce o nouă perspectivă asupra fenomenelor asociate cu hipertensiunea arterială legată de sarcină.

Principalele noastre constatări includ: metabolismul F intensificat în mod semnificativ, manifestat în funcția crescută a 11β-HSD2, 5α și 5β-reductazei renale în PE, precum și funcției îmbunătățite a 11β-HSD2 și 5β-reductazei renale în GH. Bilanțul GC în PE este în mod clar deplasat către concentrația de F scăzută, fie datorită conversiei intensificate a F în E sau producției sporite de tetrahidro și alo-tetrahidrometaboliți. Modificările observate sunt similare, cu toate acestea, mai puțin marcate în GH. Important, sugerăm răspunsul tocit al axei HPA în PE, ceea ce nu a fost găsit în alte tulburări hipertensive ale sarcinii. Au fost necesare studii suplimentare referitoare la femeile neinsarcinate cu antecedente de PE și GH pentru a evalua dacă modificările observate în echilibrul GC sunt limitate la gestație sau dacă rămân în corpul femeilor afectate după sarcină. Mai mult, studiul prospectiv cuprinzător, incluzând femeile cu risc crescut de PE și GH, ar putea oferi răspunsul dacă orice interferență în echilibrul GC în timpul sarcinii hipertensive ar fi justificată.

Referințe

B. Jim, S.A. Karumanchi, Preeclampsie: patogenie, prevenire și complicații pe termen lung. Semin. Nefrol. 37, 386–397 (2017)

T. Chaiworapongsa, P. Chaemsaithong, L. Yeo, R. Romero, Pre-eclampsia partea 1: înțelegerea actuală a fiziopatologiei sale. Nat. Rev. Nefrol. 10, 466 (2014)