К вопросу о роли донаторов оксида азота при различных акушерских состояниях

Ташкентская Медицинская Академия

Резюме. В статье приведен обзор литературы о роли оксида азота в возникновении эндотелиальной дисфункции при различных критических ситуациях в акушерстве и коррекции этих нарушений донаторами оксида азота.

Ключевые слова: эндотелиальная дисфункция, донаторы оксида азота, преэклампсия, гестационная гипертензия.

Впервые в 1980 г. Furchgott и Zawadzki опубли­ковали в журнале «Nature» сообщение о роли сосу­дистого эндотелия в регуляции сосудистого тону­са — ими была обнаружена способность изолиро­ванной артерии к самостоятельному изменению своего мышечного тонуса в ответ на воздействие ацетилхолина без участия центральных (нейрогуморальных) механизмов. Главная заслуга в этом отводилась эндотелиальным клеткам, которые ос­вобождали вазодилатирующую субстанцию. Ис­следователи не смогли определить природу этого вещества и обозначили его, как эндотелий-релаксирующий фактор, который в последующем был идентифицирован, как оксид азота [1, 2].

В настоящее время установлено, что эндотелий регулирует сосудистый тонус через освобождение сосудорасширяющих и сосудосуживающих фак­торов. К эндотелиальным факторам дилатации относятся — фактор гиперполяризации эндоте­лия, простациклин I2 (PGI2), монооксид азота (NO), натрийуретический пептид С типа, адреномедулин; к факторам констрикции — эндотелин, тромбоксан А2, простагландин F2a, эндопероксиды и другие [1]. NO является основным вазодилататором, препятствующим тоническому сокращению сосудов нейронального, эндокринного или локального происхождения.

Основным субстратом для синтеза оксида азо­та является L-аргинин — условно незаменимая аминокислота, впервые выделенная в 1886 г. E. Schulze и E. Steiger, а структура его установлена E. Schulze и E. Winterstein в 1897 г. Он служит не­обходимым предшественником для синтеза белков и многих биологически важных молекул (орнитин, пролин, полиамины, креатин и агматин), но главная его роль в организме человека — быть субстратом для синтеза оксида азота (NO) (Visek,W. 1986; Wu G., Morris S. M. Jr., 1998; Boger R. H., 2007).

В физиологических условиях синтез NO из L-аргинина происходит с помощью ферментов NO-синтаз (NO-synthase — NOS), вторым продуктом реакции является L-цитруллин. NOS — един­ственный известный на данный момент фермент, использующий в этом процессе одновременно 5 кофакторов/простетических групп (флавинадениндинуклеотид, флавинмононуклеотид, гем, тетрагидробиоптерин и кальций/кальмодулин), явля­ясь таким образом одним из наиболее регулируе­мых в природе ферментов (Bryan N. S. et al., 2009).

Молекула NO является одной из наиболее мелких известных молекул — биологических мессенджеров. Благодаря химической простоте, эффекты NO могут регулироваться исключительно его концентрацией и стабильностью. NO легко проникает сквозь мембраны клеток, не нуждаясь в каналах или рецепторах.

Роль оксида азота в функционировании раз­личных систем организма сводится к воздей­ствию на: сердечно-сосудистую систему — ре­лаксация кровеносных сосудов мозга, сетчатки глаза, сердца, легких, почек, кишечника, кавер­нозной ткани, мышцы сердца; дыхательную сис­тему, пищеварительный и урогенитальный тракты — релаксация гладкомышечной ткани трахеи, желудка, кишечника, мочевого пузыря, матки; центральную и периферическую нервную системы — нейромодулирующая активность, определяющая долговременное потенцирование, формирование памяти, восприятие боли, зрительный анализ; эндокринную систему — регуляция синтеза и секреции гормонов: инсулина, пролактина, тиреоидного гормона, паратиреоидного гормона, гормонов надпочечников, гормонов репродуктивного цикла; систему гемостаза — регуляция взаимодействия лейкоцитов со стенками сосудов и активности тромбоцитов; иммунную систему — антипатогенные реакции, неспецифическая цитотоксичность, противоопухолевая защита, патогенез токсемий, отторжение трансплантата (Степанов Ю. М. и соавт., 2004).

Оксид азота — мощный периферический вазодилататор. После диффузии в клетки гладкой мускулатуры сосудов, прилегающие к эндотелию, он модулирует активность гемсодержащей гуанилатциклазы с образованием цГМФ, который ингибирует вход ионов кальция в клетки, что приводит к расслаблению клеток гладкой мускулатуры, регулируя таким образом диаметр сосуда согласно тканевым нуждам — процесс эндотелий-зависимой вазодилатации (ЭЗВД). NO, высвобожденный от донаторов, действует таким же образом, как и эндогенно продуцируемый. Способность гладкомышечных сосудистых клеток утилизировать NO, полученный экзогенно, называется эндотелий-независимой вазодилатацией (Gornik H. L., Creager M. A., 2004; Lubos E. et al., 2009).

В исследованиях R. H. Bцger (2007) доказано, что несмотря на то, что внутриклеточная концентрация L-аргинина значительно выше по сравнению с плазмой или внеклеточной жидкостью, внеклеточный L-аргинин может быстро захватываться эндотелиальными клетками для синтеза NO. При низких концентрациях в плазме L-аргинин избирательно улучшает эндотелиальную функцию; при среднем уровне концентрации может оказывать прямую вазодилатацию вследствие стимуляции секреции инсулина и гормона роста; высокие уровни L-аргинина вызывают неспецифическую вазодилатацию (Yi J. et al., 2009).

Дефицит оксида азота является ключевым звеном эндотелиальной дисфункции при критических состояниях.

Начиная с XXI века большое число исследований было посвящено изучению роли NO в патофизиологии акушерских состояний. Некоторые из них были направлены на изучение уже известных эффектов этого медиатора на сердечно-сосудистую систему и гладкие мышцы, тогда как в других проводилось изучение возможности клинического применения доноров NO с учетом их уникального действия, направленного на изменение анатомической структуры шейки матки.

В акушерстве NO уже отводятся определяющие позиции в физиологии родов и созревании шейки матки. Вероятно, что данное вещество играет фундаментальную роль в патогенезе преэклампсии и синдрома ограничения внутриутробного роста, где довольно полезным оказалось свойство молекулы вызывать расслабление гладкой мускулатуры.

В течение последних лет большое число исследований было посвящено изучению роли NO в патофизиологии акушерских состояний. Результаты этих исследований заложили фундамент клинического использования доноров NO как новых фармакологических инструментов.

Преэклампсия (ПЭ) составляет более 75 % гипертензивных нарушений гестации. Данное осложнение остается одной из главных причин заболеваемости и летальности матерей и их новорожденных. Патофизиологические механизмы ПЭ до сих пор недостаточно изучены, и патогенетически обоснованным лечением остается лишь досрочное прекращение беременности.

В начальных исследованиях эндогенный синтез NO оценивался по уровням его главных метаболитов. Уровни нитратов и нитритов измерялись в сыворотке пациентов с ПЭ и нормотензивных беременных. Выяснилось, что у пациенток с ПЭ содержание метаболитов варьировало: было одинаковым, уменьшалось или увеличивалось по сравнению с беременными контрольной группы.

Возможное объяснение этого очевидного парадокса было исследовано в динамическом развитии ПЭ. Было установлено, что если выработка NO нарушается на ранней стадии беременности, то увеличенное сосудистое сопротивление и артериальная гипертензия развиваются во второй половине беременности, если в более поздние сроки не наступает компенсаторной активации регуляции и повышения продукции NO. Поэтому увеличение метаболитов NO может свидетельствовать о компенсаторной реакции вместо первичной естественной физиологической модификации беременности [6].

Донаторы оксида азота, в последние годы находят все большее применение в клинической практике различных областей медицины, среди них наибольший интерес представляет L-аргинин (основное вещество донатора оксида азота) применяемый при гипертензивных нарушениях у беременных.

Эффективность приема L-аргинина при осложненном течении беременности установлена в нескольких исследованиях. F. Facchinetti и соавторы (2007), обследовав пациенток с преэклампсией и с гестационной гипертензией, после внутривенного введения 20 г/сут L-аргинина в течение 5 дней с последующим пероральным приемом в дозе 4 г/сут в течение 2 нед, выявили значительное снижение среднего артериального давления (САД) и диастолического давления (ДАД) уже через 6 дней после лечения L-аргинином.

К. Rytlewski и соавторы (2005) у пациенток с преэклампсией установили значительное снижение уровней САД (до (134,2 ± 2,9) по сравнению с исходным уровнем (143,1 ± 2,8) мм рт. ст., р < 0,01), ДАД (до (81,6 ± 1,7) по сравнению с исходным уровнем (86,5 ± 0,9) мм рт. ст., р < 0,01), среднего АД (до (101,8 ± 1,5) по сравнению с исходным уровнем (108,0 ± 1,2) мм рт. ст., р < 0,01). Аналогичные данные были получены I. Neri и соавторами (2006) после внутривенно введения 20 г L-аргинина беременным в сроке 24–36 нед с гестационной гипертензией. A. M. Germain и соавторы продемонстрировали эффективность L-аргинина (0,1 г/кг/сут до завершения беременности) в улучшении маточно-плацентарного кровообращения у женщин с билатеральной выемкой и высокой резистентностью маточной артерии на сроках (10,1 ± 0,9) недели беременности. После 2 недельного лечения L-аргинином наблюдалось снижение среднего артериального давления и индекса резистентности маточный артерии, улучшилась и эндотелиально обусловленная вазодилатация [11]. Результаты изучения содержания свободного L-аргинина у 99 беременных с ПЭ, гипертонической болезнью и вегетативно-сосудистой дистонией по гипертоническому типу в возрасте от 18 до 40 лет в III триместре беременности показали, что ведущей причиной развития гестоза является дисфункция системы L-аргинин-N0 и снижение в крови уровня L-аргинина (С. В. Хлыбова и соавт., 2006).

У женщин с ПЭ начальные уровни L-аргинина и L-цитруллина — субстрата и метаболита NO, соответственно, незначительно отличались от содержания в крови нормотензивных беременных. После вливания L-аргинина (30 г/100 мл) уровни L-цитруллина были значительно ниже у женщин с ПЭ по сравнению со здоровыми пациентами. Более того, назначение L-аргинина было связано со снижением кровяного давления в обеих группах, более значительным у женщин с ПЭ.

Эти данные поддерживают гипотезу о том, что ПЭ характеризуется дисфункцией пути превращения L-аргинина в NO и суперчувствительностью периваскулярных клеток гладкой мышцы к релаксирующим агентам.

Синдром ограничения роста плода (СОРП) является результатом сниженного кровоснабжения, приводящего к ограничению доступа кислорода и нутриентов, необходимых для роста плода. Патогенез этого состояния до настоящего времени также остается до конца не выясненным, видимо, поэтому до сих пор не разработано какого-либо эффективного лечения этой патологии. Вероятно, что NO должен играть важную роль в профилактике и лечении этого состояния, поскольку может способствовать улучшению маточно-плацентарного кровообращения, увеличивать кровоснабжение плода [9, 18]. Как показано некоторыми авторами, во втором триместре у беременных, у которых впоследствии развивался СОРП, уровни NO в амниотической жидкости были ниже, чем в контрольной группе. В исследованиях Р. Sieroszewski и соавторов (2004), К. Rytlewski и соавторов (2006), N. Zhang и соавторов (2007), посвященных влиянию L-аргинина на внутриутробное состояние плода у пациенток с ПЭ, было установлено, что он способствует внутриутробному росту плода за счет увеличения продукции NO и значительному снижению индекса пульсации пупочной артерии после введения L-аргинин 3 г/сут. Терапия L-аргинином способствовала существенному увеличению индекса пульсации средней мозговой артерии и церебро-плацентарного коэффициента и заметному снижению систоло-диастолического соотношения, пульсового индекса и индекса резистентности [7]. Продолжительность беременности и оценка новорожденных по шкале Апгар также была выше в группе лечения. Масса новорожденных от матерей, получавших L-аргинин, была на уровне контрольной группы ((2,9 ± 0,3) по сравнению с ((3 ± 0,3) кг, р = 0,18) и существенно выше, чем в группе стандартной терапии ((2,7 ± 0,3) кг, р = 0,006) без включения в схему лечения L-аргинина.

В сообщениях, касающихся L-аргинина, заслуживает внимания информация, что долгосрочное назначение NO доноров не влияло на концентрацию NO в плазме матери. Sieroszewski и соавторы оценили эффект L-аргинина (3 г/сут) в лечении женщин, чья беременность осложнилась СОРП. В результате и рассчитанный при УЗИ предполагаемый вес плода и фактический вес при рождении значительно повышались. Фактически, акселерация эмбрионального развития была зарегистрирована в группе с лечением L-аргинином в сравнении с нелеченными пациентками [21]. Xiao и Li назначали L-аргинин (20 г в/в ежедневно) беременным с асимметричной формой СОРП вплоть до завершения беременности. Средний вес при рождении был значительно выше в группе, получавшей поддержку L-аргинином по сравнению с беременными, принимавшими плацебо [22].

Таким образом, возможность применения L-аргинина как донатора оксида азота при лечении и профилактики критических состояний в акушерстве, является очевидным и требует дальнейшего изучения.

В воспалительной реакции, ответственной за созревание шейки матки, оксид азота выполняет роль вазодилататора и способствует изменениям сосудистой проницаемости. NO активизирует металопротеиназы разрушая волокна коллагена, стимулирует важный процесс в цервикальном созревании — апоптоз гладкомышечных клеток, фибробластов и вызывает секрецию IL-8 и эластазы в тканевой культуре шейки матки [7]. Он также является веществом конечного метаболического пути, при реализации которого завершается процесс созревания шейки матки, к тому же эта молекула имеет отношение к биосинтезу простагландинов — еще одной важнейшей системе, которой отводится фундаментальная роль в подготовке шейки матки к родам.

Местное применение NO донора — нитропруссида натрия (НН) приводило к эффективно-му созреванию шейки матки морских свинок [6]. Эндогенная система синтеза NO присутствует в пределах шейки матки женщин, и созревание шейки матки в конце беременности связано с повышением экспрессии индуцируемых форм синтаз оксида азота; напротив, снижение продукции NO связывается с переношенной беременностью.

Доноры оксида азота оказались полезными при попытках индуцировать предродовую трансформацию шейки матки беременных женщин. У женщин с искусственным абортом в первом триместре нитропруссид натрия уменьшал активность сокращений шейки матки in vitro. В недавнем рандомизированном исследовании в сравнительном аспекте были изучены результаты индукции родов при переношенной беременности с предварительным назначением для созревания шейки матки изосорбита мононитрат (ИМН) или плацебо и последующим введением простагландинов либо проведением амниотомии женщинам, у которых не развилась регулярная родовая деятельность. Число женщин, вступивших в роды после назначения ИМН, было больше, чем в группе с плацебо [5].

Одни и те же биохимические медиаторы в организме беременной женщины вызывают различные биологические эффекты в различных тканях-мишенях. Так, в шейке матки NO и PGE2, взаимодействуя, способствуют созреванию шейки матки, тогда как в миометрии NO препятствует сокращению миоцитов, и возможно играет фундаментальную роль в сохранении беременности.

Из-за способности NO вызывать расслабление гладкой мышцы были предприняты попытки использовать доноры NO в качестве токолитиков. Rowlands и соавторы сообщили, что лечение самопроизвольных преждевременных родов трансдермальным глицерил тринитратом (ГТН) 5 мг/сут заканчивалось прекращением сокращений матки, а также закрытием и удлинением шейки матки. Аналогичным образом Haghighi и соавторы продемонстрировали, что изосорбида динитрат являлся безопасным и эффективным токолитическим средством в 70 % изученных случаев преждевременных родов [14].

Целью недавнего рандомизированного двойного слепого многоцентрового исследования стало изучение безопасности и эффективности ГТН как токолитика в сравнении с плацебо, которые назначались женщинам между 24 и 32 неделями беременности. В группе вмешательства женщинам в течение двух последовательных 24-часовых периодов назначался пластырь, содержащий 10 мг ГТН. В случаях, когда сокращения матки сохранялись через 1 час после первой дозы, назначалась вторая доза 10 мг. Среди пациенток, получивших ГТН, риск развития неонатальной заболеваемости был снижен на 79 %. Кроме того, лечение донорами NO обнаружило тенденцию снижения риска родов на сроках до 28 недель по сравнению с плацебо. Проведенные исследования [16, 17] показали эффективность и безопасность доноров NO для профилактики преждевременных родов.

Таким образом, несмотря на то, что использование доноров NO при различных акушерских состояниях к сегодняшнему дню не достаточно систематизировано, накопленная информация позволяет нам рассматривать их в качестве хорошего инструмента при лечение пациенток с критическими инцидентами в акушерстве.

С тех пор, когда в 1992 г. в журнале «Science» оксид азота был назван «Молекулой года» [15], в области перинатологии было выполнено большое число клинических исследований. Некоторые из них были направлены на изучение уже известных эффектов этого медиатора на сердечно-сосудистую систему и гладкие мышцы, тогда как в других проводилось изучение возможности клинического применения доноров NO с учетом их уникального действия, направленного на изменение анатомической структуры шейки матки.

Таким образом, представленный обзор о роли оксида азота в возникновении эндотелиальной дисфункции при различных критических ситуациях в акушерстве и коррекции этих нарушений донаторами оксида азота показывают безопасность и эффективность применения L-аргинина в исследованиях, охвативших сотни беременных женщин и их плодов. В настоящее время в Узбекистане препарат L-аргинина — Тивортин («Юрия-Фарм», Украина) используется в различных областях медицины (кардиологии, анестезиологии-реаниматологии, акушерстве-гинекологии, нефрологии, пульмонологии, педиатрии и т.д), а также включен в ряд проводимых и запланированных исследований, имеющих целью дальнейшее изучение безопасности и эффективности донаторов оксида азота при различных акушерских состояниях.