Состояние окислительного статуса и уровень витамина D у беременных, проживающих в северном регионе

Известно, что при физиологической беременности в организме женщины происходит комплекс биохимических, физиологических и морфологических трансформаций, необходимых для развития плода.

Существующий баланс между действием проок-сидативных факторов и способностью антиоксидантной защиты им противостоять обеспечивает возможность физиологического течения гестации [1, 2]. При превышении окислительных процессов над антиоксидантной защитой с избыточной выработкой или недостаточным контролем активных форм кислорода (АФК) развивается окислительный стресс (ОС), который способствует системному повреждению клеток, нарушает функцию органов. АФК изменяют сигнальные пути и вступают в реакцию с липидами, белками и ДНК, разрушая их [3-5]. Патологические изменения в организме беременной характеризуются эндотелиальной дисфункцией, воспалительными и окислительными реакциями, нарушением липидного профиля и резистентности к инсулину [6, 7]. В первом триместре беременности ОС необходим, поскольку, играя роль сигнальных молекул, АФК участвуют в формировании, дифференцировке и развитии плаценты [8-10]. При прогрессировании ОС регистрируется изменение уровня его маркеров в тканях и жидкостях организма. К показателям интенсивности ОС относят группы маркеров, отражающие повреждение белков, липидов, ДНК/РНК, и маркеры антиоксидантной защиты [3]. Уровень маркеров ОС коррелирует с развитием патологических состояний беременности, таких как преэклампсия, задержка внутриутробного развития, преждевременный разрыв плодных оболочек, преждевременные роды, гестационный сахарный диабет и выкидыши [1, 3, 4, 11-15]. Исследователями установлено изменение уровней маркеров ОС как при физиологической беременности, так и при её различных осложнениях [13, 16-21].

К развитию патологических состояний при беременности, связанных с декомпенсацией ОС, могут приводить факторы курения, алкоголя, низкой физической нагрузки, нарушение диеты [2], а также неблагоприятные природно-климатические условия циркумполярного региона, заболевания женщины, предшествующие беременности, в частности ожирение или избыточная масса тела.

Ожирение относят к эпидемии современного здравоохранения, отрицательно влияющей на здоровье будущих матерей и новорожденных. Учёными установлена взаимосвязь ожирения и неблагоприятных исходов беременности через усиление роли воспаления и окислительного стресса в плаценте, являющейся посредником обмена веществ между матерью и плодом, которая вызывает нарушение её функции [22, 23]. Принимая во внимание, что даже при нормальной беременности происходят метаболические изменения, связанные с повышением резистентности к инсулину, уровня триглицеридов, липопротеинов низкой плотности, маркеров ОС, лептина, инсулина и воспалительных цитокинов, ожирение матери усугубляет отклонения, дополнительно усиливая риск осложнений беременности [24, 25]. Повышенный уровень жирных кислот у беременной с ожирением приводит к в-окислению жирных кислот с накоплением липидов в плаценте, формируется липотоксичная среда, которая является субстратом для развития воспалительных процессов плаценты, окислительного стресса и нарушения её функции [26, 27]. Повышенный уровень воспалительных цитокинов (фактор некроза опухоли-альфа (TNFa) и интерлейкин-6 (IL-6) увеличивает АФК, которые стимулируют экспрессию проокси-дантных ферментов (НАДФН-оксидазы) и снижают экспрессию антиоксидантных ферментов (каталазы) [23]. Высокое содержание жиров в плаценте связывают с дисфункцией митохондрий, что ведёт к образованию окисленных липидных продуктов (пероксиды липидов, окисленные липопротеины и оксистеролы), негативно влияющих на функцию трофобласта [28]. Ожирение также влияет на иммунологию матери, плаценты и плода, изменяя уровни плацентарных цитокинов и молекулярных медиаторов воспаления, способствуя повышению риска развития осложнений беременности [22]. Изменение профиля полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) за счёт снижения уровня n-3 и повышения уровня n-6 оказывает влияние на формирование и развитие плода, поскольку ПНЖК участвуют в строительстве клеточных мембран и синтезе биоактивных молекул, регулирующих сигнальные пути [29]. В ответ на ОС в плаценте регистрируется стресс эндоплазматического ретикулума (ЭР) и активация реакции на развёртывание белка, что является причиной и ключевым фактором плацентарной дисфункции [30].

Активно обсуждаемой научной проблемой является распространённость дефицита витамина D, его участие в профилактике ряда заболеваний, а также исследование антиоксидантных свойств [31]. Известно, что витамин D регулирует аутофагию, работу митохондрий, воспаление, окислительный стресс, эпигенетические модификации, а также изменения в передаче сигналов кальция и активных форм кислорода [11, 32, 33]. Физиологический уровень витамина D обеспечивает оптимальное метаболическое здоровье беременной, в том числе способствует снижению риска таких осложнений как гестацион- ный сахарный диабет и преэклампсия [34]. Также исследования показали, что витамин D является регулятором иммунной функции во время беременности, участвуя в индукции антибактериальных реакций через модуляцию Т-лимфоцитов и содействуя толерогенезу [35]. Низкий уровень 25(OH)D коррелирует с ожирением [36-39]. Проводимые исследования подтверждают наличие связи между уровнем витамина D и биомаркерами, обладающими противовоспалительными и антиоксидантными свойствами, но требуются дальнейшие исследования [40]. Сочетание ожирения и недостаточности витамина D связано с повышенным уровнем маркеров ОС и воспаления (малонового диальдегида, миелопероксидазы, 3-нитротирозина, интерлейкина-6 и sVCAM-1) [41 ], и, в свою очередь, установлена позитивная корреляция дополнительного приёма витамина D с повышением TAC и глутатиона (GSH) и снижением концентрации MDA [42].

Цель исследования - изучить уровень показателей окислительного метаболизма и витамина D у беременных, проживающих в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре (ХМАО-Югре), установить их взаимосвязь.

Объект и методы

В исследование было включено 78 беременных с нормальной и избыточной массой тела и ожирением, проживающих в ХМАО-Югре. Антропометрический анализ проводился на основании данных медицинской документации, рассчитывался индекс массы тела (ИМТ) (индекс Кетле). В соответствии с Междисциплинарными клиническими рекомендациями «Лечение ожирения и коморбидных заболеваний» (2021) определены группы исследования: 1 группа - 26 беременных с ожирением (средний ИМТ - 32,4 кг/м2, средний возраст - 31,5 года); 2 группа - 29 женщин с избыточной массой тела (средний ИМТ - 27,1 кг/м2, средний возраст - 32,8 года); 3 группа - 23 женщины с нормальной массой тела (средний ИМТ - 21,3 кг/м2, средний возраст -30,9 года). В сыворотке крови беременных определяли концентрацию витамина D методом имму-нохемилюминесцентного анализа, а также уровень показателей окислительного метаболизма (тиоловый статус (ТС), перекисное окисление липидов (PerOx) и общая антиоксидантная активность (ОАА)) методом иммуноферментного анализа. Статистический анализ полученных результатов исследования проводили с использованием прикладных программ STATISTICA 8.0 и Microsoft Excel. Анализ распределения проводился с использованием критерия Шапиро - Уилка. Описательная статистика показателей, отличных от нормального распределения, выражена в виде медианы (Me) и соответствующих границ межквартильного диапазона (Q1-Q3), их оценка проводилась с использованием непараметрического U-критерий Манна - Уитни. Уровень значимости был установлен как p < 0,05. При проведении исследования пациентки заполнили письменное добровольное информированное согласие в соответствии с этическими принципами, регламентированными Хельсинской декларацией. Получена положительная экспертная оценка Локального этического комитета Ханты-Мансийской государственной медицинской академии (№ 196 от 20.09.2022).

Результаты

В ходе исследования у беременных, проживающих в ХМАО-Югре, определяли маркеры ОС, характеризующие интенсивность процессов повреждения липидов и антиоксидантную способность плазмы крови. Результаты исследования дают представление о различии процессов ОС и адаптивных способностях организма беременных в зависимости от ИМТ.

При исследовании параметров окислительного стресса установлено, что медианный показатель тиолового статуса находился в рамках физиологических значений во всех группах, показатель липидной пероксидации в 1 и 2 группах - в пределах, а в 3 группе -ниже референсного уровня, показатель общей антиоксидантной активности плазмы незначительно

Тиоловый статус и ОАА, находясь практически в границах физиологических значений во всех группах, показали некоторое снижение у беременных с избыточной массой тела (тиоловый статус на 8,4% и 2,3%, ОАА на 6,4% и 0,7% соответственно в сравнении с группой с ожирением и нормальной массой тела) (табл. 2).

Сопоставляя указанные показатели отмечено, что наиболее значимые межгрупповые отличия зарегистрированы у параметра PerOX. Самый высокий показатель установлен в группе с ожирением -он на 5% превышал показатель у пациенток с избыточной массой тела и на 21,8% у женщин с нормальной массой тела. Статистически значимое различие PerOX выявлено между 1 и 3, а также между 2 и 3 группами исследования (p = 0,001 и p = 0,0001 соответственно).

Витамин D продемонстрировал линейное повышение медианного уровня от группы 1 (ожирение) к группе 3 (нормальная масса тела). У беременных с нормальным ИМТ сывороточная концентрация 25(OH)D в 1,3 раза выше, чем у беременных с избыточной массой тела (р = 0,034) и в 1,4 раза с ожирением (р = 0,043). Тем не менее, содержание витамина D у беременных всех групп исследования недостаточная, а в группе с ожирением медианный показатель находится на уровне дефицита (ниже 20 нг/мл).

превысил допустимые значения также во всех группах исследования (табл. 1).

Таблица 1. Показатели окислительного метаболизма и витамина D

Table 1. Oxidative metabolism and vitamin D indicators

Показатель	Группа 1, n = 26		Группа 2, n = 29		Группа 3, n = 23		p1/p2 p2/p3 p1/p3
	Me	Q1-Q3	Me	Q1-Q3	Me	Q1-Q3
Тиоловый статус, мкмоль/л	588,9	534,3-659,7	539,4	490,1-593,4	551,9	524,2-598,4	0,031/0,298/0,179
PerOX, мкмоль/л	229,1	206,7-516,0	217,8	194,2-831,0	188,8	179,7-211,8	0,774/0,001/0,0001
ОАА, мкмоль/л	344,9	305,4-371,5	322,2	291,8-390,0	324,6	284,1-366,7	0,316/0,933/0,357
Витамин D, нг/мл	19,3	12,0-27,7	21,6	12,0-25,7	27,9	18,8-35,1	0,899/0,034/0,043

Примечание: p1/p2 - статистическое различие между беременными с ожирением и избыточной массой тела; p2/p3 - статистическое различие между беременными с избыточной и нормальной массой тела; p1/p3 - статистическое различие между беременными с ожирением и нормальной массой тела.

Таблица 2. Распределение беременных с ожирением, избыточной и нормальной массой тела Table 2. Distribution of pregnant women with obesity, overweight and normal body weight

Группа

Тиоловый статус абс/%

PerOx

ОАА

Витамин D

<

норма

>

<

норма

>

<

норма

>

< 20

20 < n < 30

норма

Группа 1

0

20/76,9

6/23,1

4/15,4

15/57,7

7/26,9

17/65,4

8/30,8

1/3,8

13/50,0

9/34,6

4/15,4

Группа 2

4/13,8

22/75,9

3/10,3

9/31,0

9/31,0

11/38,0

10/34,5

18/62,1

1/3,4

13/44,8

9/31,0

7/24,1

Группа 3

0

22/95,6

1/4,4

15/65,2

8/34,8

0

4/17,4

6/26,1

13/56,5

6/26,1

8/34,8

9/39,1

При изучении распределения пациенток в группах отмечено, что наиболее оптимальный окислительный статус у беременных с нормальной массой тела. Так, 100% показали нормальный или несколько повышенный показатель тиолового статуса, 82,6% ОАА, ни у одной беременной 3 группы не установлено превышение PerOx.

У беременных с ожирением и избыточной массой тела зарегистрировано по 3/4 пациенток с нормальным значением тиолового статуса, низкими значениями ОАА у 65,4% и 34,5% соответственно, а также у 26,9% и 38,0% высокие уровни PerOx в 1 и 2 группах.

Особое внимание на себя обращает сывороточная концентрация витамина D обследуемых женщин. Физиологический уровень 25(OH)D зарегистрирован у 39,1% беременных с нормальным ИМТ, у 15,4% беременных с ожирением и 24,1% пациенток с избыточной массой тела. Практически половина пациенток из 1 и 2 групп демонстрирует дефицит и треть в каждой группе – недостаточность витамина D.

В результате исследования с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена нами установлена умеренная отрицательная связь между витамином D и PerOx (r = –0,43, p < 0,05), слабая отрицательная связь между витамином D и ОАА (r = –0,23, p < 0,05), умеренная положительная связь между ИМТ ↔ PerOx (r = 0,45, p < 0,05), что может свидетельствовать о преимущественной подверженности ОС беременных с ожирением и избыточной массой тела, а также позитивной роли витамина D в регуляции окислительных реакций (табл. 3).

Таблица 3. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена по параметрам окислительного стресса, витамина D и индекса массы тела беременных

Table 3. Spearman's rank correlation coefficient for parameters of oxidative stress, vitamin D and body mass index in pregnant women

Витамин D↔PerOx Витамин D↔ОАА ИМТ↔PerOx Все               r = –0,43,              r = –0,23,           r = 0,45, группы         p < 0,05            p < 0,05         p < 0,05

Обсуждение

В период беременности происходит адаптация организма, направленная на развитие плода, подготовку к родам и грудному вскармливанию. Происходящие физиологические и морфологические процессы важны для нормального гомеостаза организма матери, характеризуются изменениями, которые увеличивают потребление кислорода через использование энергетических субстратов различными органами, включая фетоплацентарный комплекс. При гестации отмечают связь с повышенной восприимчивостью к окислительному стрессу в плаценте, который усиливается при ожирении с увеличением ИМТ. Организм реагирует на дисфункцию эндотелиальных клеток, вызванную АФК, которые взаимодействуют с полиненасыщенными жирными кислотами, что приводит к перекисному окислению липидов, проявляющемуся повышением маркеров ОС в крови. Повышенное окислительное повреждение при беременности взаимосвязано с повышенной антиоксидантной защитой для соблюдения метаболического баланса. В систематическом обзоре Ibrahim A. и соавт. (2024) проведена оценка маркеров ОС во время беременности. При физиологическом течении на протяжении всей беременности изучались уровни малонового диальдегида (MDA) и общей антиоксидантной способности (TAC). Уровень MDA стабильно повышался во всех триместрах

[16], причём самые высокие показатели наблюдались в первом триместре. Уровень TAC достиг своего пика в третьем триместре [17, 18]. Оценили уровни реагирующих с тио-барбитуровой кислотой веществ (TBARS), выявив повышение этого показателя у беременных женщин [19]. В нашем исследовании было отмечено высокое содержание маркеров ОС тиолового статуса и ОАА во всех группах, что подтверждает удовлетворительную адаптацию организма беременных к ОС в первом триместре беременности. Также нами установлено влияние ожирения на показатель PerOX, который был превышен у 26,9% женщин с ожирением и у 38,0% с избыточной массой тела, при этом у 65,2% пациенток с нормальной массой тела данный маркер ниже референсного значения.

Помимо давно известного свойства регулировать фосфорно-кальциевый обмен, витамин D стал широко известным модулятором иммунной функции, углеводного метаболизма, изучается его влияние на артериальное давление и кардиометаболические риски при беременности. Недостаточность витамина D отмечают исследователи во всем мире, особенно это касается беременных. Подтверждение дефицитного состояния витамина D мы получили в нашем исследовании – ни в одной из групп не зарегистрировано физиологическое значение 25(OH)D. У всех групп беременных в нашем исследовании отмечено низкое содержание витамина D, в группе с ожирением зарегистрирован дефицит, в двух других группах – недостаточность. Установлено линейное снижение концентрации 25(OH)D от группы женщин с нормальной массой тела к группе с ожирением со статистически значимым различием (p = 0,034, p = 0,043).

Известно, что витамин D участвует в регуляции дыхательной функции митохондрий, при этом молекулярные и клеточные механизмы, формируемые этим биоэлементом, замедляют окислительный стресс, повреждение клеток и тканей. Антиоксидантное действие витамина D было подтверждено в ряде исследований. Ricca C. и соавт. (2018) показали, что нокаутирование рецептора витамина D в здоровых и раковых клетках приводило к повышенной дыхательной активности через избыточное образование активных форм кислорода, что в долгосрочной перспективе обеспечивало разрушение митохондрий и гибель клеток [43]. У беременных витамин D снижал нагрузку ОС, положительно влияя на сохранение окислительного метаболизма, приём витамина D повышал уровень TAС в сыворотке крови (SMD: 0,54 ммоль/ л, 95% ДИ: 0,29–0,79; I2 = 65,4%, Р = 0,001) и глутатиона (GSH) (SMD: 0,33; 95% ДИ: 0,11–0,54, Р = 0,003; I2 = 61,2%, P = 0,001), а концентрация малонового диальдегида значительно снизилась (SMD: –0,40 ммоль/л, 95% ДИ: от –0,60

до -0,21, P < 0,001) [44], в сочетании с омега-3 жирными кислотами регистрировались подобные результаты [45]. Одновременный приём магния, цинка, кальция и витамина D приводил к значительному снижению концентрации малонового диальдегида в плазме крови (-0,3 ± 0,3 по сравнению с +0,3 ± 1,1 мкмоль/л, Р = 0,003), а также к значительному увеличению общего уровня антиоксидантной способности (+38,2 ± 76,5 по сравнению с -16,3 ± 93,5 ммоль/л, Р = 0,01) [46]. Беременные с догестационной избыточной массой тела и ожирением формируют группу по перинатальным осложнениям, в том числе за счёт декомпенсации ОС, одной из причин которого также является недостаточность витамина D. Так, в исследованиях по выявлению маркеров ОС у женщин с преэклампсией установлены значительно повышенный уровень MDA в сыворотке крови (р = 0,001), снижение уровней TAC и 25(OH)D (р < 0,05), при этом концентрация TAC положительно коррелировала с уровнем 25(OH)D (в = 0,428, р = 0,01) [47]. При гестационном диабете изменение концентрации MDA отмечалось при приёме витамина D с кальцием, омега-3, витамином E, микроэлементами и пробиотиками [48], приём витамина D обуславливал дозозависимое повышение уровня TAC и GSH (p < 0,01) [49].

Полученные нами результаты показали, что доге-стационное ожирение и избыточная масса тела у беременных связана с повышенной интенсивностью ОС, о чём свидетельствует выявленная положительная умеренная связь между маркером перекисного окисления липидов и ИМТ у беременных (r = 0,45, p < 0,05). Наличие антиоксидантных свойств витамина D, его участие в процессах окислительного метаболизма, в подтверждении ранее проводимых исследованиях ряда учёных, отражается в установленной нами отрицательной умеренной связи сывороточной концентрации 25(OH)D и маркера повреждения ОС PerOx (r = -0,43, p < 0,05).

Заключение

Таким образом, происходящие во время беременности изменения, направленные на создание условий для формирования и развития плода, сопровождаются окислительным стрессом, и роль антиоксидантной системы - сохранить необходимый баланс. Ожирение влияет на окислительный метаболизм, усугубляя свободно радикальное окисление, сопровождающееся повышением маркеров окислительного стресса. В то же время активируется антиоксидантная система защиты, компенсируя и противодействуя избыточному производству АФК. В нашем исследовании подтверждена актуальность дефицита витамина D, как и его антиоксидантные свойства. Для беременных, проживающих в северном регионе, особенно при наличии догестацион-ной избыточной массы тела или ожирения, необходимо разрабатывать комплексы профилактических мероприятий, включая дополнительный приём витамина D в дозировке, обеспечивающей его физиологический уровень (не менее 30 нг/мл).

Выводы

Полученные в ходе нашего исследования результаты показали статистически значимые различия в состоянии окислительного метаболизма у беременных с нормальной, избыточной массой тела и ожирением. Несмотря на то, что в целом все маркеры ОС были в пределах референсных значений, мы не зарегистрировали существенной разницы уровня антиоксидантных маркеров (тиоловый статус и общая антиоксидантная активность) между группами, показатель маркеров повреждения (перекисное окисление липидов) был выше у беременных с ожирением. Выявлена недостаточность витамина D во всех группах с наиболее выраженным дефицитом у беременных с ожирением. Нами отмечено, что показатель ОС перекисное окисление липидов положительно коррелирует с ИМТ женщин и отрицательно с концентрацией витамина D.