ΠΛΑΚΟΥΝΤΑΣ ΚΑΙ ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ: ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΕΜΒΡΥΟ ΚΑΙ ΤΟ ΝΕΟΓΝΟ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΑΡΕΤΑΙΕΙΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ Β ΜΑΙΕΥΤΙΚΗ ΚΑΙ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Γ. Κ. ΚΡΕΑΤΣΑΣ ΠΛΑΚΟΥΝΤΑΣ ΚΑΙ ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ: ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΕΜΒΡΥΟ ΚΑΙ ΤΟ ΝΕΟΓΝΟ Εργασία εκτοετών φοιτητών Ιατρικής Σχολής Υπεύθυνη εργασίας - Συντονιστής: Βοηθός Συντονιστής: Ηλιοδρομίτη Ζωή Λέκτορας Πανεπιστημίου Αθηνών Γρηγοριάδης Χαράλαμπος Ειδικευόμενος Β Μαιευτικής και Γυναικολογικής Κλινικής ΕΚΠΑ Ιανουάριος 2013

2 Πρόλογος Ο πλακούντας αποτελεί το συνδετικό κρίκο ανάμεσα στο μητρικό και τον εμβρυϊκό οργανισμό και χρησιμεύει για την ανταλλαγή ουσιών ανάμεσα στη μητέρα και το έμβρυο. Η εμβρυϊκή περίοδος χαρακτηρίζεται από τον μεγαλύτερο ρυθμό ανάπτυξης στην ζωή του ανθρώπου και γι αυτό αποκλίσεις από το φυσιολογικό έχουν κεφαλαιώδη σημασία για το νεογνό. Απ' αυτήν την περίοδο των εννέα μηνών ιδιαίτερα «μακρόχρονη», λόγω των συνταρακτικά γρήγορων ρυθμών ανάπτυξης - εξαρτάται κατά την σύγχρονη επιστήμη η υγεία και η ψυχική ισορροπία και κατά συνέπεια η ποιότητα ζωής που ο άνθρωπος θα παρουσιάσει κατά την μεταγεννητική περίοδο. Ήταν χαρά για μένα να συνεργασθώ με την ομάδα των φοιτητών του Στ έτους της Ιατρικής Σχολής Αθηνών και να επιβλέψω την ολοκλήρωση αυτής της επιστημονικής συνεργασίας. Ηλιοδρομίτη Ζωή Λέκτορας Παιδιατρικής-Νεογνολογίας Πανεπιστημίου Αθηνών 1

3 2

4 Ευχαριστίες Αξιότιμε κύριε Καθηγητά, Μέλη ΔΕΠ, Ειδικευόμενοι και συνεργάτες της Κλινικής Θα θέλαμε να σας ευχαριστήσουμε θερμά για τη βοήθεια που μας προσφέρατε κατά την διάρκεια της πρακτικής άσκησης καθώς και για την δυνατότητα που είχαμε να επεκτείνουμε τις γνώσεις μας και να εμβαθύνουμε σε ένα ιδιαίτερα σημαντικό θέμα, όπως αυτό του πλακούντα και του ενδομήτριου περιβάλλοντος και να συνεργασθούμε ως ομάδα για τη συγγραφή του παρόντος πονήματος. Eυχαριστούμε την Λέκτορα κα Ηλιοδρομίτη Ζωή, η οποία ήταν η υπεύθυνη συντονιστής για τη συγγραφή του παρόντος, για την καθοδήγησή της και την αμέριστη βοήθειά της. Ακόμη, ευχαριστούμε τον κ. Χαράλαμπο Γρηγοριάδη, ειδικευόμενο της Κλινικής, για τη συνεχή καθοδήγησή του και βοήθειά του σε οποιοδήποτε πρόβλημα, μικρό ή μεγάλο, αφορούσε τη συγγραφή αυτής της εργασίας. Οι φοιτητές της ομάδας άσκησης στη Μαιευτική και Γυναικολογία από 26/11/2012 έως 11/01/2013 Ιανουάριος

5 4

6 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1: Ανατομία και Ιστολογία του Πλακούντα...7 Νικολαΐδου Μαρία, Ξουργιάς Χρίστος Κεφάλαιο 2: Ρύθμιση της Πλακουντιακής Κυκλοφορίας...51 Μυστάκα Ελένη Κεφάλαιο 3: Μηχανισμοί Διαπλακουντιακής Μεταφοράς...72 Μποτσίνης Μαρίνος-Δαμιανός, Μπουτσακτσή Χαρούν Κεφάλαιο 4: Ενδοκρινής και Παρακρινής Δράση του Πλακούντα Μυρσιλίδη Κατερίνα, Πεπόνης Χρήστος Κεφάλαιο 5: Φλεγμονή Πλακούντα και Ενδομητρικής Κοιλότητας Μπουζούκη Αλεξάνδρα, Μπουκόρου Γαρυφαλλιά Κεφάλαιο 6: Εμβρυϊκή Προέλευση των Νοσημάτων των Ενηλίκων Μπέη Ευαγγελία, Μπικούλη Ευσταθία-Δανάη, Μπορίλα Αποστολία Κεφάλαιο 7: Πολύδυμες Κυήσεις Μυρτσίδης Χρήστος, Νεοφύτου Παναγιώτης 5

7 6

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΚΑΙ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΠΛΑΚΟΥΝΤΑ Α. Γονιμοποίηση και σχηματισμός βλαστοκύστης Φυσιολογικά το ωάριο έρχεται σε επαφή με το σπερματοζωάριο στο ληκυθικό τμήμα του ωαγωγού, όπου η γονιμοποίηση επιτελείται αρκετές ώρες μετά την ωορρηξία (εικ.1). Η γονιμοποίηση ξεκινά καθώς το σπερματοζωάριο προσεγγίζει τη διαφανή ζώνη και υφίσταται την ακροσωμιακή αντίδραση και περατώνεται με τη συνένωση του αρσενικού και του θηλυκού προπυρήνα. Κατόπιν το γονιμοποιημένο ωάριο αρχίζει να υφίσταται διαδοχικές διαιρέσεις (αυλάκωση) ενώ παραμένει στον ωαγωγό για περίπου τρεις ημέρες, κατά τη διάρκεια των οποίων σχηματίζεται το μορίδιο, μια συμπαγής μάζα δώδεκα ή περισσότερων κυττάρων που τρέφεται από τις εκκρίσεις του ωαγωγού. Κατά τη διάρκεια των τριών αυτών ημερών, συστολές των λείων μυών του ισθμού του ωαγωγού εμποδίζουν την προώθηση του κυήματος στη μήτρα, καθώς το ενδομήτριο προετοιμάζεται για την εμφύτευση. Ο μηχανισμός με τον οποίον το ωάριο στη συνέχεια προωθείται διαμέσου του ισθμού προς τη μήτρα περιλαμβάνει τις έντονες κινήσεις των επιθηλιακών κροσσών του ωαγωγού. Αφού το μορίδιο κινηθεί ταχέως διαμέσου του ισθμού προς τη μητριαία κοιλότητα, πλανάται ελεύθερο στον αυλό της. Περίπου την ίδια χρονική στιγμή τα κύτταρα του μοριδίου υφίστανται σύμπηξη, μια διεργασία που μεγιστοποεί την κυτταρική επαφή μεταξύ των βλαστομεριδίων μέσω των αποφρακτικών συν.αψεων, κατά την οποία τα κεντρικώς εντοπιζόμενα κύτταρα διαχωρίζονται από τα περιφερικώς τοποθετημένα, σχηματίζοντας μια δομή που ονομάζεται βλαστοκύστη. Η βλαστοκύστη είναι μια δομή δίκην μπάλας με μια εσωτερική κοιλότητα γεμάτη με υγρό. Αυτή η κοιλότητα περιβάλλεται από μια λεπτή στιβάδα τροφοεξωδερμικών κυττάρων που σχηματίζουν την τροφοβλάστη, η οποία αργότερα θα δώσει γένεση σε ποικίλες υποστηρικτικές δομές, όπως το άμνιο, το λεκιθικό ασκό και την εμβρυϊκή μοίρα του πλακούντα. Σε μια πλευρά της κοιλότητας, σε επαφή με την τροφοβλάστη βρίσκεται η έσω κυτταρική μάζα, που αποτελεί την εμβρυϊκή καταβολή. Η διαδικασία αυτή 7

9 διαρκεί περίπου άλλες τρεις ημέρες, επομένως η εμφύτευση της βλαστοκύστης συμβαίνει φυσιολογικά έξι με επτά ημέρες μετά την ωοθυλακιορρηξία [1,2,3,4]. Εικ.1: Γονιμοποίηση και αρχόμενη εμφύτευση Β. Εμφύτευση Πριν την έναρξη της εμφύτευσης, η διαφανής ζώνη που περιβάλλει τη βλατοκύστη εκφυλίζεται, μια διαδικασία γνωστή ως «εκκόλαψη» του εμβρύου. Ανάλογα με τη θέση αλληλεπίδρασης της βλαστοκύστης με τα επιθηλιακά κύτταρα του ενδομητρίου, διακρίνονται 3 τύποι εμφύτευσης: κεντρική, έκκεντρη και ενδιάμεση. Στον άνθρωπο η εμφύτευση παρατηρείται ο τρίτος τύπος, κατά τον οποίο, ενώ η βλαστοκύστη βρίκεται ακόμη στον αυλό της μήτρας και πριν από την εκκόλαψη αυτής, δημιουργείται ο εμφυτευτικός κώνος από τα κύτταρα της τροφοβλάστης. Στη συνέχεια η εμφύτευση πραγματοποιείται σε 3 στάδια: (α) παράθεση, (β) προσκόλληση και (γ) εισβολή. Η πιο πρώιμη επαφή μεταξύ του τοιχώματος της βλαστοκύστης, του τροφοεξωδέρματος και του ενδομητρικού επιθηλίου είναι μια χαλαρή σύνδεση που ονομάζεται παράθεση και συμβαίνει συνήθως σε μια κρύπτη του ενδομητρίου. Το εσωτερικό τροφοεξώδερμα αλληλεπιδρά κατάλληλα με το ενδομήτριο, εξασφαλίζοντας 8

10 τον τελικό ορθό προσανατολισμό της εμφύτευσης, με την έσω κυτταρική μάζα να κατευθύνεται προς το ενδομήτριο. Κατόπιν, η τροφοβλάστη εμφανίζεται να προσδένεται στο μητρικό επιθήλιο μέσω μικρολαχνών της, με μια διαδικασία που λέγεται προσκόλληση και διεκπεραιώνεται από αλληλεπιδράσεις τύπου υποδοχέα-συνδέτη. Οι υποδοχείς για αυτές τις αλληλεπιδράσεις είναι συχνά μέλη της οικογένειας των ιντεγκρινών και μπορούν να βρίσκονται είτε στη βλαστοκύστη είτε στο ενδομήτριο. Επιπρόσθετα, σημαντικό ρόλο παίζουν και αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηπαρίνης ή θειικής ηπαρίνης που είναι προσδεδεμένες στην επιφάνεια της βλαστοκύστης και επιφανειακών υποδοχέων στα ενδομητρικά επιθηλιακά κύτταρα. Τέλος, κατά την εισβολή, τα τροφοβλαστικά κύτταρα της βλαστοκύστης πολλαπλασιάζονται ταχέως, διηθούν το στρώμα και παράλληλα εξαπλώνονται στην επιφάνεια του ενδομητρίου, σχηματίζοντας το τροφοβλαστικό πέταλο. Η τροφοβλάστη διαφοροποιείται σε δύο στιβάδες: μια εσωτερική κυτταροτροφοβλάστη και μια εξωτερική συγκυτιοτροφοβλάστη, από την οποία θα προέλθει αργότερα ο πλακούντας [2,3,4]. Ανοσολογική ανοχή της εμφύτευσης της βλαστοκύστης : Η βλαστοκύστη κατά το ήμισυ φέρει τα γονίδια του πατέρα, τα οποία αποτελούν κάτι «ξένο» για το ανοσοποιητικό σύστημα της μητέρας. Φυσιολογικά το έμβρυο εκφράζει όλη τη σειρά των MHC μορίων, μητρικής και πατρικής προέλευσης. Αντίθετα η τροφοβλάστη δεν εκφράζει την MHC ΙΙ τάξη μορίων ούτε HLA-A και HLA-B μόρια. Η τροφοβλάστη εκφράζει HLA-C τάξης Ia μόρια και HLA-G τάξης Ib μόρια.(εικ.2) Τα HLA-G μόρια χαρακτηρίζονται από περιορισμένο πολυμορφισμό. Εκφράζονται στο φθαρτό, στα στρωματικά κύτταρα ενώ κάποιες ισομορφές εκφράζονται και από άγονα ωοκύτταρα καθώς και από το έμβρυο στο στάδιο των 8 κυττάρων. Ορισμένοι ερευνητές αναφέρουν πως τα επίπεδα της διαλυτής μορφής των μορίων HLA-G που εκκρίνονται στο υπερκείμενο πριν από την IVF αποτελούν ένα είδος δείκτη για την επιτυχία της εμφύτευσης. Οι κυτταρικοί πληθυσμοί που εμπλέκονται στη διαδικασία της εμφύτευσης είναι τα unk κύτταρα και τα Tregs κύτταρα. Τα unk κύτταρα αλληλεπιδρούν με την τροφοβλάστη μέσω των HLA-G αντιγόνων, τα οποία θεωρείται ότι πιθανόν ευθύνονται για την επίτευξη ανοχής. Τα Treg χαρακτηρίζονται ως CD4+CD25+ κύτταρα. Η ανάπτυξη 9

11 και η λειτουργία των Treg ρυθμίζεται κατά κύριο λόγο από τα γονίδια Forkhead box p3 (Foxp3). Η απουσία των Treg σχετίζεται με τερματισμό της κύησης τις πρώτες εβδομάδες. Πειράματα σε ποντικούς αποκαλύπτουν ότι τα Tregς αλληλεπιδρούν με τα πατρικά αντιγόνα στην περιφέρεια δημιουργώντας ένα περιβάλλον ανοχής ώστε να επιτευχθεί η εμφύτευση [5]. Εικ.2: έκφραση των μορίων ιστοσυμβατότητας στη βλαστοκύστης Ανώμαλες θέσεις εμφύτευσης (εικ.3): Φυσιολογικά η ανθρώπινη βλαστοκύστη εμφυτεύεται στο πρόσθιο ή το οπίσθιο τοίχωμα της μήτρας. Είναι δυνατόν όμως να εμφυτευθεί κοντά στο έσω στόμιο του τραχήλου οδηγώντας σε ανάπτυξη προδρομικού ή επιχείλιου πλακούντα. Μερικές φορές η βλαστοκύστη εμφυτεύεται εκτός μήτρας (εξωμήτριος κύηση): στους ωαγωγούς (που είναι και η συχνότερη εντόπιση με 98% των περιπτώσεων), στον τράχηλο, στην ωοθήκη ή και στην περιτοναϊκή κοιλότητα, όπου συνήθως καταλήγει στο ευθυμητρικό κόλπωμα (δουγλάσειος χώρος) αλλά και στο περιτόναιο ή το έντερο [1,3,6]. 10

12 Εικ.3: Εντοπίσεις έκτοπης κύησης Γ. Προετοιμασία ενδομητρίου για την εμφύτευση- Φθαρτός Έξι με επτά ημέρες μετά την ωοθυλακιορρηξία, το ενδομήτριο υπό την επίδραση της προγεστερόνης του ωχρού σωματίου έχει αποκτήσει περισσότερη αγγείωση, έχει αυξηθεί σε μάζα και οι ενδομητρικοί αδένες έχουν γίνει ελικοειδείς και γεμάτοι εκκρίσεις, ενώ 9-10 ημέρες μετά την ωορρηξία ξεκινά η προφθαρτοποίηση, κατά την οποία τα κύτταρα του στρώματος μετασχηματίζονται σε αποστρογγυλωμένα κύτταρα φθαρτού, που εξαπλώνονται κατά μήκος της υπερκείμενης στιβάδας του ενδομητρίου, κάνοντάς την πιο συμπαγή (συμπαγής ζώνη) και διαχωρίζοντάς την από την υποκείμενη σπογγώδη ζώνη. Η διαδικασίες αυτές λαμβάνουν χώρα σε κάθε φυσιολογικό κύκλο και, επί μη συλλήψεως, ακολουθεί υποστροφή των αδένων η οποία τελικά οδηγεί στην απόπτωση της συμπαγούς και της σπογγιώδους ζώνης (έμμηνος ρύση). Εντούτοις, όταν υπάρξει γονιμοποίηση, οι προφθαρτικές μεταβολές του ενδομητρίου διατηρούνται και παρατείνονται, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία της φθαρτοποίησης. Το εξειδικευμένο αυτό ενδομήτριο της εγκυμοσύνης ονομάζεται φθαρτός και υπό την επίδραση της προγεστερόνης του ωχρού σωματίου συνθέτει και εκκρίνει αρκετές πρωτεΐνες απαραίτητες για τη θρέψη, αύξηση και εμφύτευση του εμβρύου. Επίσης, εκκρίνει χοληστερόλη, στεροειδή, ποικίλες θρεπτικές ουσίες, σίδηρο και λιποδιαλυτές βιταμίνες 11

13 και συνθέτει μεσοκυτταρικές ουσίες, μόρια πρόσφυσης και επιφανειακούς υποδοχείς για μεσοκυτταρικές πρωτεΐνες, που είναι απαραίτητα για την εμφύτευση [2,3,4]. Πρόσφατα δεδομένα δείχνουν πως η διαδικασία του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου (απόπτωση) διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην επιτυχή εμφύτευση της βλαστοκύστης στο τοίχωμα της μήτρας. Μεταξύ 19 ης και 20 ης ημέρας του κύκλου, ανιχνεύονται αποπτωτικά κύτταρα στο επιθήλιο των αδένων της βασικής στιβάδας, γύρω από τη θέση εισόδου της βλαστοκύστης ενώ αργότερα διακρίνονται και στους αδένες της λειτουργικής στιβάδας του ενδομητρίου. Επιπλέον από τα κύτταρα του στρώματος που μετατρέπονται σε κύτταρα φθαρτού, ορισμένα αποπίπτουν προκειμένου να διευκολυνθεί η διείσδυση στο ενδομήτριο και η πρόσβαση της τροφοβλάστης στα αγγεία της μητέρας [3]. Από τις μελέτες έκφρασης των προ- και αντιαποπτωτικών γονιδίων bax και bcl-2, διαπιστώνεται ότι ενώ στο τέλος της παραγωγικής φάσης παρατηρείται μέγιστη έκφραση του bcl-2, η πρωτεΐνη δεν ανιχνεύεται στο εκκριτικό ενδμήτριο. Επειδή η αναλογία bax/bcl-2 καθορίζει την επιβίωση του κυττάρου μετά την εφαρμογή ενός αποπτωτικού ερεθίσματος, η ελάττωση αυτή εκτρέπει την υπάρχουσα ισορροπία προς όφελος του bax, το οποίο επάγει την απόπτωση [7,8]. Ο φθαρτός διακρίνεται σε 3 περιοχές που καθορίζονται σε σχέση με την εμφυτευμένη βλαστοκύστη. Ο βασικός φθαρτός είναι το τμήμα του ενδομητρίου που βρίσκεται κάτω από την εμφυτεευμένη βλαστοκύστη και σχηματίζει το μητρικό τμήμα του πλακούντα. Ο θυλακοειδής φθαρτός είναι το τμήμα του ενδομητρίου που βρίκεται επάνω από την εμφυτευμένη βλαστοκύστη και καλύπτει το τμήμα του κυήματος που εξέχει προς την κοιλότητα της μήτρας. Ο γνήσιος ή τοιχωματικός φθαρτός είναι το τμήμα του ενδομητρίου που καλύπτει την υπόλοιπη επιφάνεια της κοιλ τητας της μήτρας, πλην του τραχήλου, ο βλεννογόνος του οποίου δε συμμετέχει κατά κανόνα στο σχηματισμό του φθαρτού [2,3]. Το τυπικό κύτταρο του φθαρτού είναι ένα μεγάλο (30-100μm) κύτταρο, στρογγυλού ή πολυγωνικού σχήματος, που περιέχει άφθονο γλυκογόνο, λιπίδια και πολλά μιτοχόνδρια. Προέρχεται από μεσεγχυματικά περιαγγειακά κύτταρα του ενδομητρίου και αποτελεί τη μορφολογικά απάντηση στο επαγωγικό ερέθισμα της διήθησης από την τροφοβλάστη (η αντίδραση αυτή θεωρείται ως εξελιγμένη μορφή της αντίδρασης σε ξένα σώματα με ανάπτυξη κοκκιωματώδους ιστού). Στα σημεία διείσδυσης της συγκυτιοτροφοβλάστης, τα κύτταρα φθαρτού μαζί με εκκρίσεις των 12

14 αδένων του ενδομητρίου και εξαγγειούμενι αίμα αποτελούν πλούσια πηγή θρεπτικών υλικών για την αρχική ιστοτροφική θρέψη του κυήματος [3]. Το αδενοειδές επιθήλιο εντός της κοκκιώδους ζώνης συνεχίζει την εκκριτική του δραστηριότητα κατά το πρώτο τρίμηνο της κύησης ενώ μερικοί από τους αδένες παίρνουν υπερεκκριτική όψη και σε κυτταρικό επίπεδο χαρακτηρίζονται από στιβάδωση των κυττάρων, διαυγοκυτταρική τροπή του κυτταροπλάσματος και παρουσία υπερχρωματικών ατύπων διογκωμένων πυρήνων με μιτωτική δραστηριότητα (αντίδραση Arias-Stella) (εικ.4). H εικόνα αυτή δεν παρατηρείται μόνο επί ενδομητρίου κυήσεως αλλα και επί εξωμητρίου, συχνά δε παρατηρείται τόσο έντονη ατυπία που πρέπει να διαφοροδιαγνωστεί από διαυγοκυτταρικό αδενοκαρκίνωμα του ενδομητρίου [4,9]. Εικ.4: Αντίδραση Arias-Stella σε έγκυο γυναίκα. Παρατηρούνται θηλωματώδεις προσεκβολές, πυρηνική πλειομορφία και ατυπία. Κατά τον 4 ο μήνα ο θυλακοειδής φθαρτός συνενώνεται με το γνήσιο φθαρτό του απέναντι τοιχώματος και η κοιλότητα της μήταρας εξαλείφεται. Μετά τη συνένωση, ο 13

15 θυλακοειδής φθαρτός εκφυλίζεται. Μετά τη συνένωση, ο θυλακοειδής φθαρτός εκφυλίζεται και έτσι το λείο χόριο με το γνήσιο φθαρτό εφάπτονται άμεσα. Κατά τον τοκετό ο φθαρτός αποπίπτει και αποβάλλεται και η λειτουργική στιβάδα του ενδομητρίου αναγεννάται από τη βασική στιβάδα [3]. Δ. Δομή και σχηματισμός πλακούντα Λάχνες Εμβρυϊκή μοίρα πλακούντα Ο σχηματισμός της εμβρυϊκής μοίρας του πλακούντα αποτελείται από δύο στάδια: το προλαχνιαίο και το στάδιο σχηματισμού των λαχνών [10]. Προλαχνιαίο στάδιο: Το γονιμοποιημένο ωάριο προσκολλάται στο ενδομήτριο περί την 5 η -6 η ημέρα μετά τη γονιμοποίηση, υπό μορφή βλαστοκύστης. Το τοίχωμα της βλαστοκύστης αποτελείται από τροφοβλάστη με διάφορους κυτταρικούς τύπους ξεχωριστής λειτουργικότητας και ανατομικής κατανομής ο καθένας. Σε αυτό το στάδιο διακρίνονται δύο τύποι τροφοβλάστης: -Η κυτταροτροφοβλάστη (κύτταρα Langhans, KT), η οποία είναι η βλαστική, μιτωτικά δραστήρια στιβάδα και εντοπίζεται κατά την εσωτερική στιβάδα της βλαστοκύστης. Παρατηρείται μία στιβάδα ομοιόμορφων κυττάρων με διαυγές κυτταρόπλασμα, στρογγυλούς ωοειδής πυρήνες και σαφή κυτταροπλασματικά όρια. Με χρήση μονοκλωνικών αντισωμάτων κατά των δεικτών κυτταρικού πολλαπλασιασμού PCNA και Ki-67, οι οποίοι διαπιστώθηκε ότι εκφράζονται έντονα σε πυρήνες κυτταροτροφοβλαστικών κυττάρων από πλακούντες 1 ου τριμήνου, τεκμηριώθηκε η έντονη αναπαραγωγική δραστηριότητατης κυτταροτροφοβλάστης. Αντίθετα, αυτοί οι δείκτες σπάνια ανιχνέονται σε τελειόμηνους πλακούντες. -Η συγκυτιοτροφοβλάστη (ΣΚΤ), η οποία αποτελεί την εξωτερική στιβάδα της βλαστοκύστης και επικαλύπτει την κυτταροτροφοβλάστη. Θεωρείται τελική διαφοροποιημένη μορφή τροφοβλάστης και φέρει εις πέρας τη μεταφορά ουσιών και την παραγωγή ορμονών. Ιστολογικά, διακρίνεται για το άφθονο, συχνά κενοτοπιώδες κυτταρόπλασμα,τους πολυάριθμους, μικρούς, βαθυχρωματικούς, χωρίς μιτώσεις πυρήνες και τη μικρολαχνώδη παρυφή. Δε χωρίζεται σε επιμέρους κύτταρα, αλλά αποτελεί συγκυτιακό κυτταρικό σχηματισμό σε μία ενιαία κυτταρική στιβάδα [10]. 14

16 Κύριες λειτουργίες της τροφοβλάστης είναι (α) η υποβοήθηση της εμφύτευσης της βλαστοκύστης στο ενδομήτριο, (β) η σύνθεση ορμονών και (γ) η ανάπτυξη της μητροπλακουντιακής κυκλοφορίας. (α) Πληθώρα ουσιών, τόσο προαγωγικών όσο και ανασταλτικών εκ μέρους της τροφοβλάστης, αλλά και του ενδομητρίου, συμβάλλουν στον μηχανισμό της αυστηρά ελεγχόμενης διείσδυσης της τροφοβλάστης, όχι πέρα από το 1/3 της έσω επιφάνειας του μυομητρίου. Μηχανισμοί από την τροφοβλάστη που ευνοούν τη διείσδυση: 1. Τα διεισδυτικά τροφοβλαστικά κύτταρα παρουσιάζουν λιγότερα του συνήθους πολυμορφικά ή όχι πολυμορφικά μόρια, τα οποία τα οποία τα καθιστούν λιγότερο ευάλωτα στα Τ-λεμφοκύτταρα και τα ΝΚ-κύτταρα. 2. Τα διεισδυτικά τροφοβλαστικά κύτταρα έχουν την ικανότητα παραγωγής ριλαξίνης, η οποία διεγείρει την έκκριση μεσοκυττάριων μεταλλοπρωτεϊνασών, ενώ συγχρόνως δεσμεύει τους αναστολείς των μεταλλοπρωτεϊνασών. Σύμφωνα με έρευνα η χορήγηση γενετικά ανασυνδυασμένης Η2 ριλαξίνη αύξησε τα επίπεδα του εκφραζόμενου RNA της MMP-2 και MMP-9, ενώ μείωσε της TIMP-1 σε καλλιεργημένα εξωλαχνιακά κύτταρα τροφοβλάστης δεδομένο το οποίο αυξάνει την πιθανότητα η ριλαξίνη να συμβάλλει καθοριστικά στην διείσδυση της τροφοβλάστης [11]. Επίσης παράγεται ευρύ φάσμα μεταλλοπρωτεϊνασών οι οποίες διαλύουν τη μεσοκυττάρια ουσία που τα περιβάλλει. Αυτή η οποία φαίνεται να επικρατεί είναι η MMP-9. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει έρευνα που συσχετίζει την υψηλή MMP-9 με τη σωστή δομή και λειτουργία του πλακούντα [12]. 3. Συνεργασία μεταξύ εξωκυττάριου υγρού και των ιντεγκρινών, ειδικά στα αρχικά στάδια. Οι ενδομήτριες ιντεγκρίνες είναι ορμονοεξαρτώμενες και ποικίλουν κατά τη διάρκεια του καταμήνιου κύκλου. Οι αvβ3 και οι α4β1 ιντεγκρίνες αποτελούν δείκτες της ενδομήτριας δεκτικότητας. Η αvβ3 παρουσιάζει ιδιαίτερα αυξημένη έκφραση κατά τη διάρκεια της εμφύτευσης, ενώ παρέκκλιση των φυσιολογικών επιπέδων αvβ3 σχετίζεται με υπογονιμότητα. Γυναίκες με επαναλαμβανόμενες αποβολές παρουσίαζαν χαμηλότερη συγκέντρωση των α4β1 και α5β1 ιντεγκρινών στο ενδομητρικό στρώμα κατά τη διάρκεια της εμφύτευσης, συγκριτικά με γυναίκες με ανεξήγητη υπογονιμότητα. Οι επιφανειακές γλυκοπρωτεΐνες του ενδομητρίου MUC-1 λειτουργούν ως φραγμός στη διείσδυση της 15

17 κυτταροτροφοβλάστης ελέγχοντας την προσέγγιση των υποδοχέων των ιντεγκρινών απο τους συνδέτες τους. Οι MUC-1 αυξάνουν σε όλη τη διάρκεια του εμμηνορυσιακού κύκλου και μειώνονται κατά το τέλος της εκκριτικής φάσης. Η βλαστοκύστη φαίνεται να προκαλεί μείωση των MUC-1 τοπικά στη θέση εμφύτευσης. Μόλις επιτευχθεί η ακινητοποίηση της βλαστοκύστης ξεκινά η αύξηση της έκφρασης της MUC-1. Πιθανόν οι MUC-1 να δίνουν τον απαραίτητο χρόνο στη βλαστοκύστη να επιλέξει την καλύτερη δυνατή θέση εμφύτευσης [5]. 4. Στα τροφοβλαστικά στοιχεία που διηθούν τη μήτρα έχει παρατηρηθεί ο αναστολέας του ενεργοποιητή του πλασμινογόνου τύπου 1(PAI-1), ενώ στην συγκυτιοτροφοβλάστη των λαχνών ο τύπου 2(PAI-2). Μέσω μελετών επιβεβαιώνεται ότι το σύστημα upa συσχετίζεται με την τροφοβλασική διείσδυση και την αναδιαμόρφωση των σπειροειδών αρτηριών της μήτρας(συμμετέχουν τα μητρικά ΝΚ κύτταρα) [13]. 5. Η τροφοβλάστη είναι λιγότερο ευαίσθητη στα πρωτεολυτικά ένζυμα της μεσοκυττάριας ουσίας του φθαρτού. 6. Η διεισδύουσα τροφοβλάστη εκκρίνει ένζυμα που ελαττώνουν την εξωκυττάρια συγκέντρωση τρυπτοφάνης, η οποία είναι απαραίτητη για τον πολλαπλασιασμό των Τ- λεμφοκυττάρων και την ικανότητά τους να επιτίθενται στην τροφοβλάστη. Μηχανισμοί από το φθαρτό που ευνοούν τη διείσδυση: 1.Τα κύτταρα του φθαρτού αποτελούν πιθανή πηγή παραγωγής ριλαξίνης. 2.Παράγουν το μετατρεπτικό αυξητικό παράγοντα-α (ΤGF-a), ο οποίος ευνοεί τον πολλαπλασιασμό των αρχέγονων κυττάρων της τροφοβλάστης. 3.Σε αντίθεση με άλλες περιοχές, στην περιοχή εμφύτευσης της τροφοβλάστης, τα λεμφοκύτταρα παρουσιάζουν μειωμένο αριθμό υποδοχέων, έτσι μειώνεται και η ανοσολογική απάντηση των Τ-λεμφοκυττάρων της μητέρας έναντι των πατρικών αντιγόνων της τροφοβλάστης. Μηχανισμοί που περιορίζουν τη διείσδυση της τροφοβλάστης Από την τροφοβλάστη: 1.Τα τροφοβλαστικά κύτταρα εκκρίνουν αναστολείς των μεταλλοπρωτεϊνασών. 2.Ο φυσιολογικός σχηματισμός συγκυτίου ανακόπτει τη διείσδυση της τροφοβλάστης. 16

18 3.Η παραγωγή του ογκωτικού νεκρωτικού παράγοντα-α (ΤNF-a)τόσο από τα μακροφάγα όσο και από τα ίδια τα τροφοβλαστικά κύτταρα προκαλεί απόπτωση των κυττάρων της τροφοβλάστης, περιορίζοντας τη διείσδυσή της. Η επαγωγή της απόπτωσης της τροφοβλάστης, παράλληλα με τον περιορισμό του κυτταρικού πολλαπλασιασμού της και τη μεταβολή των παραγόμενων ενεργών πρωτεασών είναι οι μηχανισμοί μέσω των οποίων ο ΤΝF-a περιορίζει τη διείσδυση της τροφοβλάστης. Πιο συγκεκριμένα σε μελέτη, η ανάλυση με Q-PCR έδειξε σημαντική μείωση της έκφρασης του mrna των ιντεγκρινών α(1)β(1) και της MMP-2, αύξηση του mrna της VE-cadherin και μείωση την ενδοκυττάριας συγκέντρωσης πρωτεινών κατά την λύση JEG-3 κυττάρων [14,15]. Από το φθαρτό: 1.Τα ΝΚ-κύτταρα απελευθερώνουν μετατρεπτικό αυξητικό παράγοντα-β (TGF-β) που αυξάνει δραστικά την παραγωγή αναστολέων των μεταλλοπρωτεϊνασών. 2.Τα μακροφάγα του φθαρτού εκκρίνουν τον TΝF-a παράγοντα, που διεγείρει την απόπτωση της τροφοβλάστης. 3.Τα κύτταρα του φθαρτού εκκρίνουν αναστολείς των πρωτεϊνασών, με αποτέλεσμα τη μειωμένη δραστικότητα των τελευταίων. Συνεπώς, η διηθητική ικανότητα της τροφοβλάστης είναι σύνθετος μηχανισμός στον οποίο συμμετέχουν και αλληλεπιδρούν: πρωτεάσες και αναστολείς αυτών, ορμόνες, αυξητικοί παράγοντες και η εξωκυττάρια θεμέλια ουσία [16]. Η διαδικασία της απόπτωσης φαίνεται ότι ελέγχεται κυρίως από την ισορροπία μεταξύ δύο πρωτεϊνών που ανήκουν στην ίδια οικογένεια, της bcl-2 που εμποδίζει την απόπτωση και της bax που την προάγει. Ανοσοϊστοχημική μελέτη κατέδειξε ότι η bcl-2 εκφράζεται κυρίως στο κυτταρόπλασμα των λαχνιακών και των εξωλαχνιακών κυττάρων της συγκυτιοτροφοβλάστης. Αντίθετα, η bax παρουσίαζε έντονο σήμα και στους δύο τύπους των τροφοβλαστικών κυττάρων καθόλη τη διάρκεια της κυήσεως. Πιθανολογείται πως η παρουσία bcl-2 στα συγκυτιοτροφοβλαστικά κύτταρα των χοριακών λαχνών αποτελεί έναν εκ των κυριοτέρων παραγόντων προστασίας αυτών των δομών από τον πρόωρο κυτταρικό θάνατο. Η διαταραχή της ρύθμισης της απόπτωσης ενδέχεται αν συνδέεται με αποβολές. Από την άλλη, η μόνιμη έκφραση της bax μπορεί 17

19 να συνεισφέρει σημαντικά στην ισορροπία της αναπαραγωγικής δραστηριότητας των τροφοβλαστικών κυττάρων και ενδέχεται να λειτουργεί ως αντινεοπλασματικός παράγοντας. (β) Τα τροφοβλαστικά κύτταρα έχει αποδειχθεί ότι έχουν ενδοκρινική δραστηριότητα, κυρίως δε η συγκυτιοτροφοβλάστη και εν μέρει από την ενδιάμεση κυτταροτροφοβλάστη. Τα συγκυτιακά κύτταρα παράγουν μεγάλες ποσότητες πλακουντιανού λακτογόνουν(hpl), χοριακή γοναδοτροπίνη((hcg) και άλλες πρωτεϊνικές και στεροειδείς ορμόνες όπως η θυρεοειδοτρόπος ορμόνη(τsh), οιστρογόνα και προγεστερόνη. Η παραγωγή hpl(μέγιστο στο πέρας της κυήσεως) και hcg(μεγάλες ποσότητες στην αρχή της κύησης) ποικίλλει ανάλογα με την ηλικία της κυήσεως, γι αυτό και αποτελούν εξαιρετικούς βιοχημικούς δείκτες για την ωρίμανση της τροφοβλάστης. Η συγκυτιοτροφοβλάστη αποτελεί το δραστικότερο στεροειδογενετικά κυτταρικό τύπο του πλακούντα μετατρέποντας τη χοληστερόλη σε πρεγνενολόνη και πραγματοποιώντας την αρωματοποίηση των ανδρογόνων. Αντίστοιχα στην κύτταροτροφοβλάστη παράγονται οι ορμόνες: εκλυτική ορμόνη των γοναδοτροπινών(gnrh), σωματοστατίνη, ινχιμπίνη και ακτιβίνη. Καθίσταται προφανές ότι η μετάβαση από τα μονοπύρηνα κυτταροβλαστικά κύτταρα σε συγκύτιο συνοδεύονται από αλλαγές στην έκφραση γονιδίων που κωδικοποιούν ορμόνες και υπεύθυνους για τη σύνθεσή τους παράγοντες. (γ) Η ανάπτυξη της μητροπλακουντιακής κυκλοφορίας αναλύεται σε επόμενο κεφάλαιο. Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαφοροποίηση των κυττάρων του πλακούντα Κατά την ανάπτυξη του πλακούντα καταγράφονται δραματικές μεταβολές στη διαφοροποίηση των διάφορων κυτταρικών στοιχείων του. Ο ίδιος ο πλακούντας παράγει ένα μεγάλο αριθμό αυξητικών παραγόντων και υποδοχέων και εκφράζει πρωτοογκογονίδια, όπως: -Ο Επιδερμικός Αυξητικός Παράγοντας (EGF-r), ο οποίος είναι παράγωγο του πρωτοογκογονιδίου C-erb-1 και εντοπίζεται στην τόσο στην συγκυτιοτροφοβλάστη, όσο και στην κύτταροτροφοβλάστη(στις λάχνες και εξωλάχνια). Έρευνα έδειξε ότι ο EGF επηρεάζει την έκφραση της MMP-9 με χρονο- και δοσο-εξαρτώμενο τρόπο στα κύτταρα 18

20 JEG-3. Πιο συγκεκριμένα έδειξε ότι αυξάνει την έκφραση MMP-9 μέσω ενεργοποίησης των σηματοδοτικών μονοπατιών p38mapk και ERK [17]. -Αυξητικοί παράγοντες τύπου ινσουλίνης (IGF1, IGF-2) και οι υποδοχείς του. Εκφράζονται στην κυτταροτροφοβλάστη και στο διάμεσο υπόστρωμα των λαχνών, τις τροφοβλαστικές στήλες και σε ταχέως αναπτυσσόμενα κύτταρα. -Ο αυξητικός παράγοντας των αιμοπεταλίων (PDGF) και οι υποδοχείς του. Έχουν ισχυρή μιτωγόνο δράση, κυρίως στα μεσεγχυματικά στοιχεία του πλακούντα και προάγουν την αγγειογένεση και την κυτταρική κινητικότητα. Συνεκφράζεται με το myc/πρωτοογκογονίδιο στην πολλαπλασιαζόμενη κυτταροτροφοβλάστη, ευθύνεται πιθανότατα για τη διηθητική τάση των τροφοβλαστικών στοιχέιων και εν μέρει για την αγγειογένεση του πλακούντα. -PD-ECGF (platelet- derived-endothelial GF),ο οποίος εντοπίζεται στο στρώμα των λαχνών, προάγει την ανάπτυξη των ενδοθηλίων και την αγγειογένεση. -TGF-β. Πεπτίδια με πολυδύναμη δράση, τα οποία ενέχονται κυρίως στην ανοσοκαταστολή [10]. Στάδιο σχηματισμού λαχνών Την 1 η εβδομάδα της κύησης η μεταφορά θρεπτικών ουσιών στο έμβρυο και η αποβολή των άχρηστων προϊόντων γίνεται με απλή διάχυση. Η επιτακτική ανάγκη μιας πιο αποτελεσματικής μεθόδου, καλύπτεται με την ανάπτυξη της μητροπλακουντιακής κυκλοφορίας. Αυτή αρχίζει να σχηματίζεται την 9 η μέρα με την εμφάνιση κενοτοπίων στο εσωτερικό της συγκυτιοτροφοβλάστης, τις καλούμενες τροφοβλαστικές κοιλότητες.(εικ. 5) Αυτές συρρέουν και αναστομώνονται με τα μητρικά κολποειδή, δηλαδή διευρυσμένα μητρικά τριχοειδή κοντά στη συγκυτιοτροφοβλάστη, και από την 15 η ημέρα πληρούνται με αίμα (αιμολίμνες). 19

21 Εικ.5: τροφοβλάστη την 9 η ημέρα κυήσεως (από Sadler TW, Langman s Medical Embryology, 5th edition, Williams & Wilkins, 1985) Κατά τη διάρκεια των δυο πρώτων εβδομάδων της κύησης σχηματίζονται μεταξύ συγκυτιοτροφοβλαστών και ενδομητρίου κόλποι αίματος που περιβάλλουν τις αναπτυσσόμενες συγκυτιοτροφοβλάστες. Το διάστημα που αναπτύσσονται οι αναστομώσεις με τις τροφοβλαστικές κοιλότητες η κυτταροτροφοβλάστη πολλαπλασιάζεται τοπικά και σχηματίζει προσεκβολές (αποφυάδες) που εισχωρούν στην υπερκείμενη συγκυτιοτροφοβλάστη (εικ. 6). Εικ.6: Αποφυάδες συγκυτιοτροφοβλάστης 20

22 Οι αποφυάδες εισχωρούν στο ενδομήτριο και έλκουν το έμβρυο στο εσωτερικό του ενδομητρίου. Υπό την ενζυματική και μηχανική δράση της τροφοβλάστης, το καλυπτικό επιθήλιο της μήτρας στην περιοχή της εμφύτευσης εκφυλίζεται, διασπάται και κατά την 11 η -12 η ημέρα εμβρυϊκής ανάπτυξης η βλαστοκύστη βυθίζεται εξ ολοκλήρου στο στρώμα της συμπαγούς μοίρας του ενδομητρικού βλεννογόνου. Το υπερκείμενο επιθηλιακό έλλειμμα αποφράσσεται από αιματοπήγματα. Τα περιβάλλοντα τη βλαστοκύστη τροφοβλαστικά στοιχεία διηθούν το ενδομύτριο σε βάθος, αλλά η βλαστοκύστη αυτή καθαυτή δε διεισδύει ποτέ κάτω από τη συμπαγή στιβάδα του ενδομητρικού βλεννογόνου και δεν εκτείνεται στο μυομήτριο. Όσον αφορά τα κυτταροτροφοβλαστικά κύτταρα, συνδέονται στενά μεταξύ τους και με την κυτταροτροφοβλάστη με δεσμοσώματα και εφάπτονται σε μία βασική μεμβράνη, η οποία περιβάλλει έναν κεντρικό πυρήνα μεσεγχυματικών κυττάρων,κύτταρα Ηofbauer και ενδοθηλιακών τριχοειδών. Η κυτταροτροφοβλάστη πολλαπλασιάζεται τοπικώς και σχηματίζει προσεκβολές, τις πρωτογενείς λάχνες, που διεισδύουν στην υπερκείμενη συγκυτιοτροφοβλάστη( 11 η -13 η ημέρα) και στις αιμολίμνες της (15 η ημέρα) (εικ. 7). Εικ.7: Πρωτογενής λάχνη Ακολούθως, αρχίζει η διαφοροποίηση των βλαστικών δερμάτων του εμβρύου. Το μεσόδερμα του εμβρύου επεκτείνεται κατά μήκος των πρωτογενών λάχνων και δημιουργεί το συνδετικό υπόστρωμα των δευτερογενών λάχνων (εικ. 8). 21

23 Εικ.8: Δευτερογενής λάχνη Μέχρι το τέλος της 3 ης εβδομάδας, από αυτό το μεσόδερμα των λαχνών έχουν σχηματιστεί αιμοφόρα αγγεία, τα οποία συνδέονται με τα αιμοφόρα αγγεία που σχηματίζονται στο ιδίως έμβρυο. Αυτές οι λάχνες ονομάζονται τριτογενείς και αποτελούν τη δομική και λειτουργική μονάδα του ώριμου πλακούντα (εικ. 9). Εικ.9: Τριτογενής λάχνη 22

24 Οπότε προκειμένου να επιτελεστεί η ανταλλαγή ουσιών διαμέσου της μητροπλακουντιακής κυκλοφορίας πρέπει να προσπελαστούν τέσσερα ιστικά στοιχεία: 1) το ενδοθήλιο των τριχοειδών αγγείων των λαχνών, 2) το χαλαρό συνδετικό ιστό του άξονα της λάχνης, 3) μία στιβάδα κυτταροτροφοβλάστης και 4) μία στιβάδα συγκυτιοτροφοβλάστης.το ενδοθήλιο των αιμοφόρων της μητέρας δεν εισχωρεί στις τροφοβλαστικές κοιλότητες. Από την 18 η ημέρα εμβρυϊκής ανάπτυξης και καθ όλη τη διάρκεια του 1 ου τριμήνου της κυήσεως, οι λάχνες διακλαδίζονται. Κάθε πρωτογενής λάχνη με τις διακλαδώσεις της αποτελεί την εμβρυϊκή κοτυληδόνα του ώριμου πλακούντα. Οι λάχνες διακλαδίζονται από την 18 η ημέρα της εμβρυϊκής ανάπτυξης και καθ όλη τη διάρκεια του 1 ου τριμήνου της κυήσεως. Στο στρώμα των λαχνών αναπτύσσονται δομικά μόρια όπως: -Ινονεκτίνη: Εντοπίζεται στο στρώμα των λαχνών κυρίως προς τις τροφοβλαστικές στήλες και συμμετέχει στο σύνδεσμο των τροφοβλαστικών κυττάρων-στρώματος, δια των ιντεγκρινών. Ο κυτταροσκελετός των τροφοβλαστικών κυττάρων μρταδίδει εξωκυττάρια σήματα που ελέγχουν το σύστημα ινονεκτίνης-ιντεγκρίνες. -Λαμινίνη: σχηματίζει μια περικυτταρική στιβάδα που περιβάλλει τα κύτταρα του φθαρτού, από τα οποία παράγεται. Κατά την παραγωγική φάση του κύκλου δεν ανιχνεύεται λαμινίνη γύρω από τα κύτταρα του στρώματος του ενδομητρίου. Στην εκκριτική φάση, παρατηρούνται εστίες λαμινίνης στην περιφέρεια των κυττάρων του στρώματος και, τελικά, κάθε κύτταρο περιβάλλεται από μία συνεχή στιβάδα λαμινίνης. Αυτή η κατανομή παρατηρείται κατά τη μετανάστευση των κυττάρων της τροφοβλάστης. -Κολλαγόνο I-VII,κυρίως IV: εντοπίζεται στις βασικές μεμβράνες των τροφοβλαστικών κυττάρων, αλλά και διάχυτα στο στρώμα των λαχνώνκαι από αυτή σχηματίζονται οι βασικές μεμβράνες των αγγείων των λαχνών. -Ντεκορίνη: Πρόκειται για πρωτεογλυκάνη πλούσια σε λευκίνη με πρωτεύοντα ρόλο στην οργάνωση της διάμεσης ουσίας του στρώματος των λαχνών. Η βασική πρωτεΐνη της ντεκορίνης συνδέεται και αναστέλλει τη δράση του TGF-β [2,3,10]. 23

25 Χοριονική Πλάκα Η χοριακή λάχνη που βρίσκεται πλησιέστερα στη μητρική αιματική παροχή συνεχίζει να αναπτύσσεται και να επεκτείνεται σχηματίζοντας τον πλακούντα. Η χοριακή λάχνη που βρίσκεται απώτερα της μητρικής αιματικής παροχής εισέρχεται στην μητρική κοιλότητα καθώς επεκτείνεται ο αμνιακός σάκος που περιβάλλει το έμβρυο. Οι αναφερόμενες λάχνες προοδευτικά εκφυλίζονται σχηματίζοντας τη χοριονική πλάκα (εικ. 10). Εικ.10: Χοριονική πλάκα Η βασική πλάκα αποτελεί τη μητριαία επιφάνεια του πλακούντα η οποία διαχωρίζεται με τα διαφραγμάτια, που αποτελούν καταδύσεις του φθαρτού, σε κοτυληδόνες κάθε μια από τις οποίες αποτελείται από περισσότερα του ενός λόβια (lobules) (εικ. 11). 24

26 Εικ.11: κοτυληδόνες πλακούντα Μικροσκοπικά χαρακτηριστικά του ώριμου πλακούντα: Ι. Το χοριονικό πέταλο, το οποίο αποτελείται από συνδετικό ιστό με λίγε λείες μυϊκές ίνες και περικλείει τα ομφαλικά αγγεία τα οποία διακλαδιζόμενα διεισδύουν στις χοριακές λάχνες.το χοριονικό πέταλο επαλείφεται από τροφοβλαστικά κύτταρα. ΙΙ. Οι χοριονικές λάχνες, οι οποίες αποτελούν το μεγαλύτερο τμήμα του συνολικού πάχους του πλακούντα. Εξορμώνται από το χοριονικό πέταλο υπό μορφή αδρών στελεχιαίων λαχνών οι οποίες διακλαδίζονται σε μικρούς αναστομούμενους κλάδους μέσα στην αιμολίμνη του πλακούντα, χώρο πληρούμενο από μητρικό αίμα. Αρκετές λάχνες απολήγουν ελεύθερα στην αιμολίμνη, αλλά οι περισσότερες τη διαπερνούν και απολήγουν στο βασικό πέταλο και τα διαφράγματα του πλακούντα. Οι ώριμες χοριακές λάχνες είναι μικρές, με λίγο συνδετικό ιστό, εντός του οποίου περικλείονται μακροφάγα(κύτταρα Hofbauer) και λεπτοτοιχωματικά τριχοειδή αγγεία πληρούμενα από εμβρυϊκό αίμα. Οι στελεχιαίες λάχνες και οι διακλαδώσεις τους αποτελούν την εμβρυϊκή κοτυληδόνα. Η επιφάνεια των ώριμων λαχνών επενδύεται μόνο από λεπτή στιβάδα συγκυτιακών κυττάρων, τα οποία εστιακά συρρέουν και σχηματίζουν συγκυτιακούς κόμβους ενώ διατηρούνται μεμονωμένα κυτταροτροφοβλαστικά στοιχεία. Επί τελειομήνου κυήσεως το 30% των λαχνών παρουσιάζει πάχυνση της βασικής μεμβράνης 25

27 που περιβάλλει τα τροφοβλαστικά κύτταρα. Εάν το φαινόμενο αυτό αναπτύσσεται σε μεγαλύτερη έκταση, υποδηλώνει ισχαιμία του πλακούντα. Συνήθως, δε συνυπάρχει υπερπλασία και των κυττάρων της τροφοβλάστης. Η πάχυνση της βασικής μεμβράνης θεωρείται αγνώστου αιτιοπαθογένειας και υποσημαίνει είτε αυξημένη παραγωγή δομικών συστατικών της, είτε εναποθέσεις ανοσοσυμπλεγμάτων [10]. Τύποι των χοριακών λαχνών 1.Στελεχιαίες (stem): περικλείουν αγγεία με διακριτούς χιτώνες σε ινώδες υπόστρωμα. Μέσω αυτών γίνεται η προσκόλληση μεταξύ των ιστών μητέρας και εμβρύου, εκτείνονται από το χοριακό πέταλο μέχρι και το βασικό φθαρτό. Το τελικό άκρο η κορυφή μιάς στελεχιαίας λάχνης αποτελείται εσωτερικά από μια συμπαγή μάζα κυτταροτροφοβλάστης (cytotrophoblast cell column) και πάνω από αυτήν από μια λεπτή στοιβάδα συγκύτιοτροφοβλάστης (εικ. 12). Εικ.12: λάχνη στελεχιαία ή αγκυροβολίας 2.Ώριμες, ενδιάμεσου τύπου (intermediate): είναι επιμήκεις και λεπτές και περικλείουν αγγεία τα οποία στερούνται τοίχωμα με διακριτούς χιτώνες σε υπόστρωμα με κύτταρα Hofbauer. 3.Τελικές, ώριμες λάχνες (terminal): είναι μικρού μεγέθους και αποτελούνται από αρκετά τριχοειδή αγγεία και διατεταμένα κολποειδή. 26

28 Μια άλλη ταξινόμηση βάσει τύπου υποστρώματος είναι η εξής: 1) Ανώριμες (immature) ή μεσεγχυματικού τύπου: εμφανίζονται από την 6 η εβδομάδα κυήσεως, περιβάλλονται από μία στιβάδα τροφοβλάστης και μία εξωτερική στιβάδα συγκυτιοτροφοβλάστης και περικλείουν αναπτυσσόμενο εμβρυικό τριχοειδικό δίκτυο(εμφανές σε όλες τις λάχνες περί την 6 η εβδομάδα) σε χαλαρό υπόστρωμα. 2) Ανώριμες ενδιάμεσου τύπου (immature intermediate): παρουσιάζονται την 8 η εβδομάδα και έχουν δικτυωτό στρώμα με κύτταρα Hofbauer. Ενδέχεται να εμφανίζουν εστιακές εναποθέσεις ινιδοειδούς(άμορφης ηωσινόφιλης ουσίας) και αρχόμενη ίνωση.χαρακτηρίζουν το 2 ο τρίμηνο. 3) Ώριμες ενδιάμεσου τύπου: είναι μικρές, με ίνωση και άφθονη εναπόθεση ινιδοειδούς. Οι στελεχιαίες λάχνες διακλαδίζονται σε ανώριμες ενδιάμεσες λάχνες (immature intermediate/ anchoring) και σε ώριμες ενδιάμεσες / τριτογενείς (mature intermediate/ tertiary), που αναπτύσσονται στο τρίτο τρίμηνο, από αυτές προέρχονται οι τελικές λαχνικές μονάδες ( terminal villous units). Η τελική λαχνική μονάδα από το πιο περιφερικό τμήμα της τριτογενούς λάχνης, που περικλείει ένα μυϊκού τύπου αρτηρίδιο και τις τελικές λάχνες (terminal) που προέρχονται από αυτή. Οι τελικές λάχνες είναι άγγειο-συγκυτιακές μεμβράνες, αποτελούν την περιοχή που έρχεται σε επαφή το αίμα της μητέρας με το αίμα του εμβρύου και γίνεται το μεγαλύτερο μέρος της ανταλλαγής των αερίων μέσω της δια-αιματικής μεμβράνης (interhemal membrane). Διαταραχές της δομής και λειτουργικότητας των λαχνών Επειδή εστιακή ίνωση του στρώματος των ώριμων λαχνών μπορεί να παρατηρηθεί και σε φυσιολογική τελειόμηνο κύηση, για το χαρακτηρισμό της στο 3 ο τρίμηνο ως παθολογική πρέπει να εμφανίζεται εκτεταμένη ίνωση σε ποσοστό >3% των λαχνών. Προ του 3 ου τριμήνου είναι πάντα παθολογική. Στα αρχικά στάδια μπορεί να παρουσιαστεί ως οίδημα. Η ινιδοειδής εκφύλιση-νέκρωση των λαχνών χαρακτηρίζεται από εναποθέσεις PAS+, άμορφου ηωσινοφυλικού υλικού, αποτελούμενο από IgG, IgM, ινική και ινωδογόνο, τμηματικά ή σε όλη την περιφέρεια των λαχνών. 27

29 Υποδηλώνει ανεπάρκεια της εμβρυϊκής κυκλοφορίας, υποξαιμία και υπολειπόμενη εμβρυϊκή ανάπτυξη, παρατηρείται δε σε: -τροφοβλαστική νόσο κυήσεως -σακχαρώδη διαβήτη κυήσεως -ασυμβατότητα Rhesus -ειδικές φλεγμονές (τοξόπλασμα, CMV λοίμωξη, σύφιλη) -προεκλαμψία (εικ. 13,14,15). Στα 3 πρώτα έχει παρατηρηθεί αύξηση των κυττάρων Hofbauer, τα οποία σε αυτές τις καταστάσεις ξεπερνούν το 3% της μάζας των λαχνών, και μείωση των τριχοειδών αγγείων που περιλαμβάνει η κάθε λάχνη(<2) λόγω θρόμβωσης-απόφραξης των εμβρυϊκών αρτηριών [10]. Διαταραχή Ανάπτυξης Χοριακών Λαχνών και Προεκλαμψία [18] Εικ.13: Χοριακές λάχνες στην προεκλαμψία 28

30 2 ο τρίμηνο 3 ο τρίμηνο Εικ.14: Επιταχυμένη ωρίμανση λαχνών στην προεκλαμψία Εικ.15: Υποπλασία περιφερικών λαχνών στην προεκλαμψία 29

31 Κυτταροτροφοβλαστικό κέλυφος Κάτω από τις συνθήκες υποξίας του τοπικού περιβάλλοντος, πραγματοποιείται περαιτέρω ανάπτυξη της κορυφής των λαχνών. Η κυτταροτροφοβλάστη επεκτείνεται προς την στοιβάδα της συγκυτιοτροφοβλάστης. Τα κυτταροβλαστικά κύτταρα της λάχνης προοδευτικά εισχωρούν στην στοιβάδα της συγκυτιοτροφοβλάστης μέχρι να την διαπεράσουν και να φθάσουν στο ενδομήτριο της μητέρας. Όταν φθάσουν στο ενδομήτριο της μητέρας (βασικό φθαρτό) τα κυτταροτροφοβλαστικά κύτταρα της μιάς λάχνης ενώνονται με τα παρακείμενα των άλλων λαχνών που έχουν φθάσει εκεί και σχηματίζουν ένα λεπτό κυτταροτροφοβλαστικό κάλυμμα (κέλυφος). Το εξωτερικό κυτταροτροφοβλαστικό κέλυφος αποτελεί την στοιβάδα της τροφοβλάστης η οποία βρίσκεται στο όριο μεταξύ εμβρυϊκού και μητρικού στοιχείου του πλακούντα. Μέσω του κυτταροτροφοβλαστικού κελύφους το εμβρυϊκό τμήμα του πλακούντα που είναι το λαχνωτό χόριο προσκολλάται στο μητρικό τμήμα του πλακούντα που αποτελεί το βασικό φθαρτό (εικ.16). Εικ.16: κυτταροτροφοβλαστικό κέλυφος Ενδιάμεση τροφοβλάστη Μετά το σχηματισμό των λαχνών αναπτύσσεται τρίτος τύπος τροφοβλάστης, η ενδιάμεση τροφοβλάστη, η οποία αναπτύσσεται κυρίως εξωλάχνια, στις εμβρυϊκές μεμβράνες του πλακούντα και στη θέση εμφυτεύσεως (εικ.17). Εξαίρεση αποτελεί η 30

32 λαχνωτή τροφοβλάστη η οποία εντοπίζεται στις τροφοβλαστικές στήλες. Η ενδιάμεση τροφοβλάστη έχει πολυεδρικό, στρογγυλό ή ατρακτοκυτταρικό σχήμα και άφθονο ηωσινόφιλο, αμφίφιλο ή διαυγές κυτταρόπλασμα. Οι πυρήνες της είναι ακανόνιστοι, υπερχρωματικοί, συνήθως μονήρεις, ενώ σπάνια παρατηρούνται διπύρηνες ή πολυπύρηνες μορφές [3,10]. Εικ.17: Ενδιάμεση τροφοβλάστη Μακροσκοπική ανατομία: Ο πλακούντας αποτελεί τον κρίκο που συνδέει τη μητέρα με το έμβρυο και η επαρκής ανάπτυξή και λειτουργία του είναι αναγκαία για τη φυσιολογική ανάπτυξη του εμβρύου. Φυσιολογικά, στο τέλος της κύησης έχει αποστρογγυλεμένο δισκοειδές σχήμα με διάμετρο περίπου εκ., πάχος 2-3 εκ. και βάρος γρ. όπως προκύπτει από μετρήσεις αμέσως μετά τον τοκετό. Έχει μαλακή, σπογγώδη σύσταση και δύο επιφάνειες. Η πρώτη είναι λεία και επίπεδη, στρέφεται προς την αμνιακή κοιλότητα και καλύπτεται από το άμνιο. Στο κέντρο της εισδύε ο ομφάλιος λώρος και κάτω από το άμνιο διακρίνονται οι διακλαδώσεις των ομφαλικών αγγείων. Η δεύτερη επιφάνεια του πλακούντα προσφύεται στη μήτρα και χωρίζεται σε περιοχές, τις κοτυληδόνες. Καλύπτεται από μια στιβάδα βασικού φθαρτού, η οποία εισδύει μεταξύ των κοτυληδόνων και σχηματίζει τα διαφράγματα του πλακούντα. Στην επιφάνειά του διακρίνονται τα ραγέντα μητροπλακούντια αγγεία: οι αρτηρίες στο κέντρο των κοτυληδόνων και οι φλέβες στην περιφέρειά τους. Το χείλος του πλακούντα 31

33 λεπτύνεται και συνενώνεται με τις άλλες μεμβράνες του εμβρύου (άμνιο, λείο χόριο και φθαρτός). Στο σημείο ένωσης με το λείο χόριο εντοπίζεται και μια κυκλοτερής φλέβα, ο επιχείλιος κόλπος [1, 3, 10]. Η βαθμολογία του πλακούντα στο υπερηχογράφημα Με την πρόοδο της εγκυμοσύνης η υπερηχογραφική εικόνα του πλακούντα υφίσταται αλλαγές. Μετά το τέλος του πρώτου τριμήνου, το χόριο, το παρέγχυμα του πλακούντα και ο βασικός φθαρτός μπορεί να φανούν καθαρά, οπότε και παρακολουθείται η εξέλιξή τους. Επιπλέον, συμβαίνει σταδιακή εναπόθεση ασβεστίου στον πλακούντα κάτι που θεωρείται μία φυσιολογική διεργασία. Μακροσκοπικά, οι ασβεστοποιημένες περιοχές φαίνονται πιο συχνά μετά την 36η εβδομάδα της εγκυμοσύνης στο 19% των περιπτώσεων. Οι περιοχές αυτές βρίσκονται συνήθως στη βασική περιοχή του πλακούντα, αλλά μπορεί να βρεθούν και στο παρέγχυμά του σε εναποθέσεις ινικής ή σε έμφρακτα του πλακούντα. Στο υπερηχογράφημα εμφανίζονται ως ισχυρές αντανακλάσεις στο παρέγχυμα που παράγουν «ακουστική σκιά» πίσω τους. Όλα τα παραπάνω υπερηχογραφικά ευρήματα στις περιοχές αυτές αποτέλεσαν τη βάση για το σύστημα βαθμολόγησης του Grannum, που χρησιμοποιείται για να περιγραφεί ο πλακούντας καθώς ωριμάζει [19]. Βαθμός 0 ( Grade 0 ). Τέλος 1ου τριμήνου Αρχές 2ου τριμήνου. Όλοι οι πλακούντες αρχίζουν με αυτή την εμφάνιση. Το χόριο είναι λείο. Το παρέγχυμα του πλακούντα είναι τελείως ομοιογενές και η βασική στιβάδα στερείται αντανακλάσεων (εικ.18). Εικ. 18. Πλακούντας βαθμού ωριμότητας 0 32

34 Βαθμός I ( Grade I ). Μέσα 2ου τριμήνου Αρχές 3ου τριμήνου. To χόριο εμφανίζει ελαφρούς κυματισμούς. Όταν το έμβρυο βρίσκεται πολύ κοντά, είναι δύσκολο να εκτιμηθεί το στοιχείο αυτό. Το παρέγχυμα του πλακούντα εμφανίζει ηχογενείς περιοχές που διανέμονται τυχαία. Πρόκειται για γραμμές με μήκος 2-4 mm σε μήκος, που έχουν τον επιμήκη άξονά τους παράλληλο με τον επιμήκη άξονα του πλακούντα. Η βασική στιβάδα παραμένει χωρίς αντανακλάσεις (εικ.19). Εικ.19: Πλακούντας βαθμού ωριμότητας I. Βαθμός II ( Grade II ). Τέλη 3ου τριμήνου. Τώρα το χόριο εμφανίζει εγκοπές στην επιφάνειά του. Μπορεί να υπάρχουν προεκτάσεις των εγκοπών (σαν κόμματα) από το χόριο προς το παρέγχυμα του πλακούντα, αλλά δεν επεκτείνονται σε όλη την απόσταση μέχρι τη βασική στιβάδα. Στο παρέγχυμα διατηρούνται οι τυχαία κατανεμημένες ηχογενείς περιοχές, αλλά γίνονται πιο έντονες. Στη βασική στιβάδα έχουμε γραμμοειδείς ηχογενείς περιοχές με τον επιμήκη άξονά τους παράλληλο με τον επιμήκη άξονα του πλακούντα, που αποτελούν το κύριο χαρακτηριστικό του βαθμού I (εικ.20). Εικ.20: Πλακούντας βαθμού ωριμότητας II. 33

35 Βαθμός III ( Grade III ). 39η εβδομάδα Τέλος εγκυμοσύνης. Το χόριο έχει πολλές εγκοπές. Η προέκταση των εγκοπών αυτών φθάνει μέχρι τη βασική στιβάδα χωρίζοντας τον πλακούντα σε διαμερίσματα (κοτυληδόνες). Τουλάχιστο δύο πλήρη διαφράγματα πρέπει να υπάρχουν για να βαθμολογήσουμε ως III. Το παρέγχυμα του πλακούντα μπορεί να εμφανίσει περιοχές χωρίς αντανακλάσεις, που παριστάνουν τις κεντρικές περιοχές των κοτυληδόνων χωρίς λάχνες. Οι αντανακλάσεις στη βασική στιβάδα που εμφανίζονται στο βαθμό II παραμένουν και στο βαθμό III αλλά μπορεί να γίνουν πιο ισχυρές και έχουν «ακουστική σκιά» (εικ.21). Εικ. 21. Πλακούντας βαθμού ωριμότητας III. Δεν είναι συνηθισμένο να υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι πλακούντα στο ίδιο υπερηχογράφημα. Αν όμως συμβεί αυτό λαμβάνεται υπόψη ο μεγαλύτερος βαθμός. Πολλοί παράγοντες άλλωστε συνοδεύουν την ωριμότητα του πλακούντα. Μεταξύ αυτών, το ασβέστιο και η ινική με τις εναποθέσεις τους είναιυπεύθυνοι για τη χαρακτηριστική εμφάνιση που περιγράφηκε. Η τεχνική που χρησιμοποιείται για την εξέταση του πλακούντα στο υπερηχογράφημα έχει μεγάλη σημασία για τη βαθμολόγησή του. Η δέσμη των υπερήχων πρέπει να είναι κάθετη στον επιμήκη άξονα του πλακούντα. Προβλήματα υπάρχουν όταν ο πλακούντας βρίσκεται σε πλάγια θέση ή στον πυθμένα, οπότε εξετάζει κανείς εγκάρσια στον επιμήκη άξονα, αντί να είναι σε ορθή γωνία με τον πλακούντα [19]. 34

36 Εκτός από τον τυπικό πλακούντα, υπάρχουν και διάφοροι άλλοι τύποι, η παρουσία των οποίων έχει μεγάλη σημασία για την εξέλιξη της εγκυμοσύνης. Οι σημαντικότερες παραλλαγές και ανωμαλίες πλακούντα παρατίθενται ακολούθως: α) Ο πολλαπλός πλακούντας που στην ουσία πρόκειται για το διαχωρισμό του πλακούντα σε δύο (δίλοβος) ή περισσότερους λοβούς με ανεξάρτητη αιμάτωση. Η περίπτωση πολλαπλού πλακούντα δεν ταυτίζεται με την πολλαλπλή κύηση, στην τελευταία όμως μπορεί να έχουμε είτε δύο χοριονικές μεμβράνες και δύο αμνιακούς σάκους (διχοριακός διαμνιακός πλακούντας) είτε μία χοριακή μεμβράνη και δύο αμνιακούς σάκους (μονοχοριακός διαμνιακός πλακούντας). Ειδική περίπτωση αποτελεί η ύπαρξη επικουρικού πλακούντα ή παραπλακούντα, δηλ. ενός μικρού κατά κανόνα πλακουνταικού λοβίου, που αποχωρίζεται από τον πλακούντα. Η παραμονή παραπλακούντα ή ενός λοβού του δίλοβου πλακούντα στην μήτρα μετά τον τοκετό θα προκαλέσει αιμορραγία νωρίς στη λοχεία, γεγονός που επιβάλλει τη συστηματική επισκόπηση του πλακούντα μετά τον τοκετό για να διαπιστωθεί η ακεραιότητά του [3,5]. β) Ο προδρομικός πλακούντας (εικ.22), που οφείλεται σε εμφύτευση και ανάπτυξη της βλαστοκύστης στο κατώτερο τμήμα της μήτρας. Ανάλογα με τη θέση ανάπτυξής του διακρίνεται σε πλακούντα με χαμηλή πρόσφυση (όταν δεν φτάνει στο τραχηλικό στόμιο), σε παραχείλιο πλακούντα (όταν φτάνει στο τραχηλικό στόμιο αλλά δεν το καλύπτει), σε επιχείλιο πλακούντα (όταν καλύπτει μερικώς μόνο το τραχηλικό στόμιο) και σε επιπωματικό πλακούντα (πλήρης κάλυψη του έσω τραχηλικού στομίου). Σε κάθε περίπτωση, η κλινική εκδήλωση συνίσταται σε κολπική αιμόρροια, που μπορεί να γίνει απειλητική για τη ζωή. Για το λόγο αυτό, η παρουσία προδρομικού πλακούντα αποτελεί ένδειξη για καισαρική τομή [3, 6, 20, 21]. Εικ.22: Μορφές προδρομικού πλακούντα 35

37 γ) Ανώμαλη σε βάθος πρόσφυση του πλακούντα (εικ.23): Στις καταστάσεις αυτές οι χοριακές λάχνες διηθούν το τοίχωμα της μήτρας και προσφύονται απευθείας στο ενδομήτριο ή το μυομήτριο χωρίς παρεμβολή φθαρτού. Κύρια αιτία της ανωμαλίας αυτής είναι η καταστροφή του ενδομητρίου και η ουλοποίησή του, λόγω εκτρώσεων, φλεγμονών. Η προσπάθεια αποκόλλησης των πλακούντων αυτών κατά την καισαρική τομή μπορεί να οδηγήσει σε ακατάσχετη αιμορραγία και πιθανώς σε ολική υστερεκτομή [3, 20, 21]. Ανάλογα με το βάθος διήθησης, διακρίνουμε τον συμφυτικό πλακούντα (placenta accreta), όπου οι λάχνες διεισδύουν στο ενδομήτριο με απουσία βασικού φθαρτού (75-78% των περιπτώσεων), τον στιφρό πλακούντα (placenta increta), όπου παρατηρείται και μικρού βαθμού διήθηση του μυομητρίου (17%) και τον διηθητικό πλακούντα (placenta percreta), όπου οι λάχνες διηθούν όλο το πάχος του μυομητρίου και ενδεχομένως και ενδοπεριτοναϊκές δομές (5-7%). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η συσχέτιση της εμφάνισης ανώμαλης πλακουντοποίησης σε γυναίκες με προηγηθείσα καισαρική τομή [22]. Από μια μεγάλη αναδρομική έρευνα σε γυναίκες με ανωμαλίες πρόσφυσης του πλακούντα, φαίνεται πως γυναίκες που στο παρελθόν είχαν υποβληθεί σε καισαρική τομή βρίσκονται σε μεγαλύτερο κίνδυνο για την ανάπτυξη συμφυτικού, στιφρού ή διηθητικού πλακούντα ενώ οι κυριότεροι παράγοντες κινδύνου είναι το ιστορικό 2 ή περισσότερων καισαρικών τομών, η ηλικία της μητέρας και η παρουσία προδρομικού πλακούντα [23]. Τα ευρήματα αυτά επιβεβαιώνονται και από πιο πρόσφατες μελέτες [24, 25]. 36

38 Εικ.23: Ανωμαλίες πρόσφυσης του πλακούντα δ) Η τροφοβλαστική νόσος της κύησης, (American cancer society) που διακρίνεται στην υδατιδώδη μύλη και στους τροφοβλαστικούς όγκους της κύησης. Η υδατιδώδης μύλη χαρακτηρίζεται από μερική ή ολική βοτρυοειδή εκφύλιση των χοριακών λαχνών και εκδηλώνεται κλινικά με ναυτία, εμέτους, οιδήματα και κολπική αιμόρροια. Από την κλινική εξέταση και τον εργαστηριακό έλεγχο διαπιστώνονται: μέγεθος μήτρας δυσανάλογα μεγάλο με την ηλικία κύησης, απουσία καρδιακών παλμών του εμβρύου, πολύ υψηλά επίπεδα β-hcg και υπερηχογραφική εικόνα «νιφάδων χιονιού», χωρίς εμβρυϊκά στοιχεία. Η αντιμετώπιση είναι χειρουργική. Οι όγκοι του τροφοβλαστικού ιστού διακρίνονται σε διεισδυτική μύλη και χοριοκαρκίνωμα. Η διεισδυτική μύλη χαρακτηρίζεται από διήθηση του μυομητρίου και σπανιότερα του παραμητρίου και του κολπικού θόλου από στοιχεία τροφοβλαστικού ιστού, ενώ το χοριοκαρκίνωμα είναι υψηλής κακοήθειας όγκος ο οποίος μεθίσταται ταχέως, κατεξοχήν αιματογενώς, στους πνεύμονες, στον κόλπο, στον εγκέφαλο και στο ήπαρ. Η θεραπευτική αντιμετώπιση είναι χειρουργική και χημειοθεραπευτική [3, 6]. 37

39 Ε. Εμβρυϊκές μεμβράνες Η μεμβρανώδης δομή που περιβάλλει το αναπτυσσόμενο έμβρυο και σχηματίζει την αμνιακή κοιλότητα αποτελείται από δύο μεμβράνες: το άμνιο ή αμνιακή μεμβράνη (εσωτερικά) και το χόριο ή χοριακή μεμβράνη (εξωτερικά). Οι μεμβράνες αυτές είναι γενετικά πανομοιότυπες με το έμβρυο και διαμορφώνουν μιας υψηλής εξειδίκευσης αλληλεπίδραση ανάμεσα στη μητέρα και το κύημα, μεγάλης σημασίας για την επιτυχή διατήρηση και έκβαση της κύησης. Εξωκυττάριες πρωτεΐνες που συντίθενται από διάφορους τύπους κυττάρων τόσο στο χόριο όσο και στο άμνιο προσδίδουν αντοχή και ελαστικότητα στις εμβρυϊκές μεμβράνες. Ειδικά στον άνθρωπο, η όρθια θέση επιβαρύνει τις μεμβράνες αυτές με μεγαλύτερη μηχανική φόρτιση συγκριτικά με άλλα είδη [2]. Κατά τη διάρκεια του τοκετού, οι πρωτεΐνες αυτές κατακερματίζονται από μεταλλοπρωτεϊνάσες μήτρας (matrix metalloproteinases, MMPs), επιτρέποντας τη ρήξη του θυλακίου και την έξοδο του κυήματος από τη μητέρα [3, 10, 26]. Η χοριακή μεμβράνη παρέχει τη θρεπτική υποστήριξη στο έμβρυο και αποτελείται από την κυτταροτροφοβλάστη και τη συγκυτιοτροφοβλάστη. Η πρώτη διακλαδίζεται στις πρωτογενείς, δευτερογενείς και τριτογενείς λάχνες που συνέχονται μέσω της συγκυτιοτροφοβλάστης με το ενδομήτριο της μητέρας. Ανάμεσα στο εμβρυϊκό και ενδομητρικό πέταλο της χοριακής μεμβράνης βρίσκεται ο διάμεσος ιστός του πλακούντα. Οι δομές αυτές έχουν περιγραφεί σε προηγούμενο κομμάτι. Η αμνιακή μεμβράνη καλύπτει άμεσα το έμβρυο και αφορίζει την αμνιακή κοιλότητα που περιέχει το αμνιακό υγρό, μες στο οποίο το έμβρυο «κολυμπά» (εικ.24). Πρόκειται για μια λεπτή στιβάδα εξωεμβρυϊκού μεσοδέρματος, που καλύπτεται από μονόστιβο επιθήλιο, το οποίο επικάθεται σε βασική μεμβράνη, και από λίγες στιβάδες συνδετικού υποστρώματος χωρίς αγγεία [2, 3]. Το αμνιακό υγρό παράγεται από τις αμνιοβλάστες και το αίμα της μητέρας και χρησιμεύει για την προστασία του εμβρύου από διάφορες μηχανικές επιδράσεις και από τη συγκόλληση αυτού με το άμνιο. Είναι διαυγές, αλκαλικής αντίδρασης (ph 7,2), υποκίτρινου χρώματος και ειδικού βάρους Αποτελείται κατά κύριο λόγο από νερό, άλατα, ουρία και πρωτεΐνες, επιπλέον δε επιθηλιακά κύτταρα του δέρματος του εμβρύου και τρίχες. Επίσης, περιέχει λυσοζύμη, τρανσφερίνες, στεροειδείς ουσίες, πεπτίδια, μόρια φωσφόρου και ψευδαργύρου [3, 27]. 38

40 Εικ.24: Ανθρώπινο έμβρυο μες στον αμνιακό σάκο Ο όγκος του αμνιακού υγρού στη 15 η εβδομάδα κύησης είναι περίπου 125ml και αυξάνεται κατά 50ml/εβδομάδα στις επόμενες 13 εβδομάδες. Στο τέλος της κύησης η ποσότητά του ελαττώνεται σε 700ml. Υπερβολικά αυξημένη ποσότητα αμνιακού υγρού (>2000ml) ονομάζεται υδράμνιο ενώ η μείωσή του κάτω από 500ml, ολιγάμνιο. Αμφότερες καταστάσεις είναι παθολογικές και συσχετίζονται με αυξημένη μητρική θνησιμότητα και αυξημένη συχνότητα συγγενών ανωμαλιών [3,6]. Ειδικότερα ανωμαλίες του ουροποιογεννητικού και των πνευμόνων έχουν συσχετιστεί με ολιγάμνιο ενώ οισοφαγικές και εντερικές ατρησίες, ελλείμματα του νευρικού σωλήνα και διάφορες ανωμαλίες διάπλασης του ΚΝΣ με υδράμνιο. Ακόμα, τα νεογνά με ανωμαλίες στην ποσότητα του αμνιακού υγρού παρουσιάζουν χαμηλότερο βάρος γέννησης, μικρότερη ηλικία κύησης και μεγαλύτερη πιθανότητα αυτόματης αποβολής [28]. Από τον 5 ο μήνα της κύησης το έμβρυο καταπίνει αμνιακό υγρό, το οποίο απορροφάται από το έντερο και φέρεται στην κυκλοφορία και από εκεί μέσω του 39

41 πλακούντα στο αίμα της μητέρας. Μάλιστα πρόσφατες έρευνες σε πειραματόζωα υποδεικνύουν πως πιθανόν η ποσότητα του καταπινόμενου αμνιακού υγρού σχετίζεται με την υπερ- ή υποπαραγωγή του και δρα ως προστατευτικός μηχανισμός ενάντια στην ανάπτυξη υδραμνίου ή ολιγαμνίου. Συγκεκριμένα, υπολογίστηκε πως κατά την ανάπτυξη υδραμνίου ο ρυθμός κατάποσης από το έμβρυο αυξανόταν, προκειμένου να αντιρροπήσει τη μεταβολή, ενώ αντίστοιχα μειωνόταν μόλις η ποσότητα του υγρού επανέκαμπτε σε φυσιολογικά επίπεδα [29]. Στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης η αμνιακή κοιλότητα βρίσκεται στη ραχιαία επιφάνεια του εμβρύου αλλά, κατά την κεφαλουραία κάμψη και το σχηματισμό του κοιλιακού τοιχώματος από τις πλάγιες πτυχές αυτού, η αμνιακή κοιλότητα διευρύντεται και μετατοπίζεται προς την κοιλιακή επιφάνεια. Αυτή η μεταβολή της εξωτερικής μορφολογίας προκαλεί συγχρόνως τη μετάθεση του συνδετικού μίσχου και του πόρου της αλλαντοΐδας στην πρόσθια επιφάνεια του εμβρύου, κοντά στον ομφαλικό ασκό. Κατά την έλξη του αμνίου από τις πλάγιες πτυχές, σχηματίζεται κυκλοτερής αύλακα, η οποία αφορίζει ένα ωοειδές άνοιγμα, τον αρχέγονο ομφαλικό δακτύλιο. Προοδευτιικά ο δακτύλιος αυτός στενεύει και το άνοιγμα μεταξύ του ομφαλικού ασού και του διαπλασσόμενου εντέρου περιορίζεται σε μια σωληνωτή σύνδεση, τον ομφαλομεσεντέριο ή ομφαλικό πόρο [1,3]. Στο τέλος της 4 ης εβδομάδας η αμνιακή κοιλότητα περιβάλλει το έμβρυο σαν σάκος ενώ μέσα από τον ομφαλικό δακτύλιο διέρχονται ο συνδετικός μίσχος με τα ομφαλικά αγγεία (2 αρτηρίες-1 φλέβα) και την αλλαντοΐδα και ο ομφαλικός πόρος με τα αγγεία του ομφαλικού ασκού. Το σύνολο απαρτίζει τον ομφάλιο λώρο. Το άμνιο ανακάμπτει επί του συνδετικού μίσχου και τον περιβάλλει ενώ ο αμνιακός σάκος καταλαμβάνει βαθμιαία όλο το χώρο της χοριακής κοιλότητας και, στο τέλος του 3 ου μήνα, εφάπτεται στο λείο χόριο. Το μεσόδερμα της αμνιακής μεμβράνης ενώνεται με το χοριακό μεσόδερμα και, έτσι, το άμνιο και το λείο χόριο περιβάλλουν το έμβρυο που κολυμπά στο αμνιακό υγρό [3, 10]. Τόσο το αμνιακό υγρό όσο και η αμνιακή μεμβράνη έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον των ερευνητών ως πιθανά εργαλεία στην αναγεννητική ιατρική και την έρευνα με βλαστοκύτταρα [30]. Τα κύτταρα που απομονώνονται από τους ιστούς αυτούς έχουν το πλεονέκτημα πως μπορούν να διαφοροποιηθούν σε καθεμιά από τις τρεις βλαστικές στιβάδες, παρουσιάζουν χαμηλή αντιγονικότητα, διαθέτουν 40

42 ανοσορρυθμιστικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες και δεν απαιτούν τη θυσία ανθρωπίνων εμβρύων για τη συλλογή τους, παρακάμπτοντας έτσι πληθώρα ηθικών διλημμάτων [31, 32]. Οι προσπάθειες εστιάζονται στη χρήση των αμνιακών κυττάρων τόσο για την in vitro σύνθεση ιστών και τη δημιουργία αλλομοσχευμάτων [37], όσο και στις δυνατότητές τους να ενεργοποιούν την επιδιόρθωση τραυματισμένων ιστών μέσω παρακρινούς δράσης και να λειτουργούν ως βιομεταφορείς εξωγενών ουσιών για τη θεραπεία τραυματισμών και ασθενειών [33]. Παρά την επιτευχθείσα πρόοδο, παραμένει σημαντικός αριθμός προβλημάτων προς επίλυση, κυρίως όσον αφορά την εγγενή ετερογένεια των κυττάρων αυτών καθώς και ανακολουθίες στις μεθόδους απομόνωσης και καλλιέργειάς τους. Η αντιμετώπιση των ζητημάτων αυτών θα ανοίξει το δρόμο στην ανάπτυξη θεραπειών βασισμένων σε κύτταρα [32,34]. Ανωμαλίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη της αμνιακής μεμβράνης περιλαμβάνουν: α) το οζώδες άμνιο (εικ.25), που καταλαμβάνεται από πολλαπλά μικρά λευκωπά οζία αποτελούμενα από κυτταρικά υπολείμματα. Τα οζίδια εντοπίζονται κυρίως γύρω από την έκφυση του λώρου και αποκολλώνται εύκολα. Η κατάσταση αυτή σχετίζεται με ολιγάμνιο και κατά τη διαφορική διάγνωση θα πρέπει να ελέγχεται η κατάσταση του ουρογεννητικού συστήματος του εμβρύου, ώστε να αποκλειστεί το σύνδρομο Potter. Μπορεί επίσης να συνοδεύεται από πνευμονική υποπλασία [3, 10]. Εικ.25 Οζώδες άμνιο 41

43 β) το σύνδρομο αμνιακών ταινιών (εικ.26), που προκαλείται από προσεκβολές της αμνιακής μεμβράνης, οι οποίες περισφίγγουν δομές του εμβρύου όπως τα κάτω άκρα, τα δάκτυλα ή τον ομφάλιο λώρο, προκαλώντας μείζονες συγγενείς ανωμαλίες (ακρωτηριαστικές βλάβες). Η ακριβής φύση των βλαβών καθορίζεται από το μέγεθος των ταινιών περίσφιξης και τη συνολική διάρκεια άσκησης τηε μηχανικής πίεσης, καθώς και από το στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Σε βαρύτερες περιπτώσεις, οι ταινίες ενδέχεται να τυλιχθούν γύρω από τον ομφάλιο λώρο, οδηγώντας σε ενδομήτριο θάνατο [3, 10]. Εικ.26: Χέρι ακρωτηριασμένο από αμνιακές ταινίες γ) τη χοριοαμνιονίτιδα, μία οξεία φλεγμονή των μεμβρανών, η οποία συνδυάζεται με ανιούσα λοίμωξη και πρόκληση ενδομήτριας πνευμονίας. Οι μεμβράνες έχουν θολερή όψη, λόγω της διήθησής τους από πολυμορφοπύρηνα και της δημιουργίας πυώδους εξιδρώματος [3, 6, 10]. Η χοριοαμνιονίτιδα μπορεί να οδηγήσει, επίσης, σε ρήξη των υμένων και πρόωρο τοκετό, λόγω των αλλαγών που επιφέρει σε επίπεδο κυτταροκινών και προσταγλανδινών [35,36]. Μάλιστα σύμφωνα με έρευνες, η εμβρυϊκή θνησιμότητα είναι μεγαλύτερη όταν σε ιστολογικό επίπεδο παρατηρείται εμβρυϊκή φλεγμονή (αγγειίτιδα εμβρυϊκής επιφάνειας, φλεγμονή ομφαλίου λώρου), παρά όταν υπάρχει μόνο μητρική φλεγμονή [37]. 42

44 ΣΤ. Ομφάλιος λώρος Ο ομφάλιος λώρος ή συνδετικός μίσχος αποτελεί τη δομή που συνδέει το έμβρυο με τον πλακούντα και επομένως, έμμεσα, με την κυκλοφορία της μητέρας. Ιστολογικά αποτελείται από: (α) επιθήλιο (μεσοθήλιο) που σχηματίζει το περίβλημα του μίσχου και συνδέει την κυτταροτροφοβλάστη του πλακούντα με τον εμβρυϊκό δίσκο [3, 10] (β) διάμεσο ιστό που αποτελεί προέκταση του εξωεμβρυϊκού μεσοδέρματος. Πρόκειται για ιδιαίτερο ιστολογικό τύπο που απαντάται μόνο στον ομφάλιο λώρο και τον οδοντικό πολφό και χαρακτηρίζεται ως βλεννώδης συνδετικός ιστός ή πηκτή του Wharton (Wharton s jelly). Αποτελείται από μυξωματώδη ουσία πλούσια στην αρχή της κύησης σε υαλουρονικό οξύ και αργότερα σε θειική χονδροϊτίνη [3, 10]. (γ) αγγειακά στοιχεία, αφοριζόμενα από το διάμεσο ιστό με ενδοθήλιο. Αποτελούνται από τρία αγγεία, δύο αρτηρίες και μία φλέβα, τα οποία παρουσιάζουν σπειροειδή-ελικοειδή πορεία. Από κάθε αρτηρία του ομφαλίου λώρου διακλαδίζονται 8 αστεροειδώς φερόμενες αρτηρίες, οι στελεχιαίες, που δίδουν γένεση στις λαχναίες αρτηρίες του πλακούντα και τελικά στα τριχοειδή αγγεία των λαχνών. Σε περίπτωση ύπαρξης μόνο μίας αντί για δύο ομφαλικών αρτηριών (μονοφυής ομφαλική αρτηρία) παρατηρούνται σε υψηλή συχνότητα (25-50%) συγγενείς ανωμαλίες, γέννηση λιποβαρών νεογνών και αυξημένη περιγεννητική θνησιμότητα [10]. Το μήκος του ομφαλίου λώρου την 20 η -21 η εβδομάδα είναι περίπου 32 εκ. ενώ στο τέλος της κύησης είναι εκ. και το πάχος του περί το εκ (εικ.27). Το ομφαλικό άκρο του προσφύεται στον ομφαλό του εμβρύου και το άλλο άκρο στην εμβρυϊκή επιφάνεια του πλακούντα. Συνήθως η πρόσφυση είναι κεντρική και ο δεσμός είναι τόσο ισχυρός που αντέχει σε μηχανική έλξη έως 6πλάσια του βάρους του εμβρύου. Η υμενώδης πρόσφυση (1%) μπορεί να επιπλακεί με θρομβωτικές και αιμορραγικές αλλοιώσεις των ομφαλικών αγγείων και να προκαλέσει εμβρυϊκή υποξία ή ακόμη και θάνατο, ενώ εξίσου επικίνδυνη είναι και η πολύ περιφερική πρόσφυσή του, η οποία συνοδεύεται από τη μεμβρανώδη πορεία των μεγάλων εμβρυϊκών αγγείων [3, 10]. 43

45 Εικ.27: Παρασκεύασμα ανθρώπινου ομφαλίου λώρου Πρόσφατες έρευνες εστιάζονται στις ανοσοκατασταλτικές ιδιότητες της πηκτής του Wharton, που πιθανόν οφείλονται στην έκκριση του λευχαιμικού ανασταλτικού παράγοντα (leukemia inhibitory factor, LIF). Ειδικότερα, παρατηρήθηκε πως τα κύτταρα αυτά επάγουν μια δοσοεξαρτώμενη αναστολή του πολλαπλασιασμού των Τ-λεμφοκυττάρων, η οποία είναι ισχυρότερη από την αντίστοιχη δράση κυττάρων του μυελού των οστών [38]. Επομένως, θα μπορούσαν μελλοντικά να αποτελέσουν εναλλακτική λύση στη μεταμόσχευση μυελού των οστών για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Συγκεκριμένα εξετάζεται η δυνατότητα θεραπευτικής μεταμόσχευσής του για αντιμετώπιση της νόσου μοσχεύματος εναντίον ξενιστή (graft versus host disease, GVHD) [38, 39]. Επιπλέον, όπως και τα μεσεγχυματικά κύτταρα που συλλέγονται από το άμνιο, έτσι και τα κύτταρα της πηκτής του Wharton διαθέτουν μεγάλο δυναμικό διαφοροποίησης και έχει γίνει προσπάθεια να χρησιμοποιηθούν στην αναγεννητική ιατρική [40] καθώς και στην θεραπεία του σακχαρώδους διαβήτη τύπου Ι. Συγκεκριμένα, από το 2008 έχει επιτευχθεί η in vitro διαφοροποίηση των μεσεγχυματικών κυττάρων σε κύτταρα τύπου νησιδίων του παγκρέατος (εικ.28), τα οποία εκκρίνουν ινσουλίνη και C- πεπτίδιο ανταποκρινόμενα στην αύξηση της γλυκόζης στο περιβάλλον τους. Στη 44

46 συνέχεια, τα κύτταρα αυτά μεταμοσχεύθηκαν σε αρουραίους στους οποίους είχε προκληθεί σακχαρώδης διαβήτης με χορήγηση στρεπτοζοκίνης. Οι μετρήσεις της γλυκόζης αίματος πριν και μετά την επέμβαση έδειξαν πως τα μεταμοσχευθέντα κύτταρα οδήγησαν σε σημαντική ρύθμιση της γλυκοζαιμίας και in vivo, χωρίς μάλιστα να χρειαστεί να χορηγηθούν ανοσοκατασταλτικά [41]. Η μελλοντική εφαρμογή των μεθόδων αυτών στον άνθρωπο θα μπορούσε να οδηγήσει σε θεραπεία της νόσου και απαλλαγή από την ανάγκη χρόνιας ινσουλινοθεραπείας [42]. 45

47 Εικ.28: Διαφοροποίηση μεσεγχυματικών κυττάρων της πηκτής του Wharton σε κύτταρα τύπου νησιδίων παγκρέατος (Chao et al., 2008) 46

48 Βιβλιογραφικές αναφορές: 1. Sadler TW (2006), Langman s Βασική Ιατρική Εμβρυολογία, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ.Πασχαλίδης 2. Boron WL, Boulpaep EL (2006), Ιατρική Φυσιολογία: Κυτταρική και Μοριακή Προσέγγιση - τόμος ΙΙΙ, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ. Πασχαλίδης 3. Αγγελοπούλου Ρ. (2008), Εμβρυολογία Ι, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ. Πασχαλίδης 4. Κόνδη Παφίτη Α (2010), Πρώιμη Κύηση, από το «Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα», Εργαστήριο Παθ. Αν. Αρεταίειου Νοσοκομείου 5. Staun-Ram E., Shalev E.(2005), Human trophoblast function during the implantation process. Reproductive Biology and Endocrinology 2005, 3: Κρεατσάς ΓΚ (2009), Σύγχρονη Γυναικολογία & Μαιευτική, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ.Πασχαλίδη 7. Otsuki Y (2001), Apoptosis in human endometrium: apoptotic detection and signaling. Med Electron Microsc; 34(3):166-73v 8. von Rango Um Classen-Linke I, Krusche CA, Beier HM (1998), The receptive endometrium is characterized by apoptosis in the glands. Hum Reprod 13(11): Arias-Stella J. (2002), The Arias-Stella reaction: facts and fancies four decades after. Adv Anat Pathol. Jan; 9(1): Κόνδη-Παφίτη Α (2010), Ώριμος Πλακούντας, από το «Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα», Εργαστήριο Παθ. Αν. Αρεταίειου Νοσοκομείου 11. Maruo N, Nakabayashi K, Wakahashi S, Yata A, Maruo T.(2007), Effects of recombinant H2 relaxin on the expression of matrix metalloproteinases and tissue inhibitor metalloproteinase in cultured early placental extravillous trophoblasts. Endocrine Dec;32(3): Swierczewski A, Kobos J, Pasiński J, Kowalska-Koprek U, Karowicz-Bilińska A(2012), Expression of metalloproteinase MMP-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase TIMP-2 in placenta of pregnant women with intrauterine growth restriction. Ginekol Pol Jun;83(6): Naruse K, Lash GE, Bulmer JN, Innes BA, Otun HA, Searle RF, Robson SC.(2009), The urokinase plasminogen activator (upa) system in uterine natural killer cells in the placental bed during early pregnancy. Placenta May;30(5):

49 14. Otun HA, Lash GE, Innes BA, Bulmer JN, Naruse K, Hannon T, Searle RF, Robson SC.(2011), Effect of tumour necrosis factor-α in combination with interferon-γ on first trimester extravillous trophoblast invasion. J Reprod Immunol Jan;88(1): Xu B, Nakhla S, Makris A, Hennessy A.(2011), TNF-α inhibits trophoblast integration into endothelial cellular networks. Placenta Mar;32(3): Βιτωράτος Ν.(2003), Πλακούντας ένας ορμονοπαραγωγός αδένας. Ελληνική εταιρεία γυναικολογικής ενδοκρινολογίας. 17. Ren HB, Jiang ZY, Sun LZ, Fan MS, Zou YF (2011)Effect of epidermal growth factor on the expression of matrix metalloproteinase-9 and the signalling pathways involved in the trophoblast cell line JEG-3. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi Jul;46(7): Μαρνερίδης Α., Πλακούντας και παθήσεις της κύησης-προεκλαμψία. Τμήμα Περιγεννητικής Παθολογικής Ανατομίας, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Karolinska & Ινστιτούτο Karolinska. 19. Grannum PA, Berkowitz RL, Hobbins JC The ultrasonic changes in the maturing placenta and their relation to fetalpulmonic maturity. American Journal of Obstetrics and Gynecology 133: Κόνδη-Παφίτη Α (2010) Ανωμαλίες Ανάπτυξης του Πλακούντα, από το «Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα», Εργαστήριο Παθ. Αν. Αρεταίειου Νοσοκομείου 21. Σπανίδου-Καρβούνη Ε (2010), Μακροσκοπικές Ανωμαλίες του Πλακούντα, από το «Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα», Εργαστήριο Παθ. Αν. Αρεταίειου Νοσοκομείου 22. Ovelesee y, Simulian JC (2006), Placenta previa, placenta accreta and vasa previa. Obstet Gynecol; 107(4): Wu S, Kocherginsky M, Hibbard JU (2005), Abnormal Placentation: twenty-year analysis. Am J Obstet Gynecol; 192 (5): Deneux-Tharaux C (2012), [Women with previous cesarean or other uterine scar: Epidemiological features]. J Gynecol Obstet Biol Reprod (Paris); 41(8):

50 25. Guin G, Punekar S, Lele A, Khare S (2011), A prospective clinical study of fetomaternal outcome in pregnancies with abnormal liquor volume. J Obstet Gynecol India; 61 (6): Bryant-Greenwood GD (1998), The extracellular matrix of the human fetal membranes: structure and function. Placenta 19(1):1 27. Underwood MA, Gilbert WM, Sherman MP (2005), Amniotic fluid: not just a fetal urine anymore. J Perinatol; 25(5): Martinez-Frias ML, Bermejo E, Rodriguez Pinilla E, Frias JL (1999), Maternal and fetal factors related to abnormal amniotic fluid. J Perinatol; 19(7): Brace RA, Anderson DF, Cheung CY (2012), Fetal swallowing as a protective mechanism against oligohydramnios and polyhydramnios in late gestation sheep. Reprod Sci; Aug 7 (epub ahead of print) 30. Kim MJ, Shin KS, Jeon JH, Lee DR, Shim SH, Kim JK, Cha DH, Yoon TK, Kim GJ (2011), Human chorionic-plate-derived mesenchymal stem cells and Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells: a comparative analysis of their potential as placenta-derived stem cells. Cell Tissue Res; 346(1): Manochantr S, U Pratua Y, Kheolamai P, Roiphisan S, Chayosumrit M, Tantrawatpan C, Supokawei A, Issaragrisil S (2012), Immunosupressive properties of mesenchymal stromal cells dericed from amnion, placenta, Wharton s jelly and umbilical cord. Intern Med J doi: /imj [Epub ahead of print] 32. Toda A, Okabe M, Yoshida T, Nikaido T (2007), The potential of amniotic membrane/amnion-derived cells for regeneration of various tissues. J Pharmacol Sci 105(3): Rennie K, Gruslin A, Hengtschlager M, Pei D, Cai J, Nikaido T, Bani-Yaghoub M (2012), Applications of amniotic membrane and fluid in stem cell biology and regenerative medicine. 34. Parolini O, Soncini M, Evangelista M, Schmidt D (2009), Amniotic membrane and amniotic fluid-derived cells: potential tools for regenerative medicine?, Regen Med 4(2): Redline RW, O Riordan MA (2000), Placental lesions associated with cerebral palsy and neurologic impairment following term birth, Arch Pathol Lab Med; 124 (12):

51 36. Redline RW (2012), Inflammatory response in acute choriamnionitis. Semin Fetal Neonatal Med 17(1): Lau J, Magee F, Qiu Z, Houbé J, Von Dadelszen P, Lee SK (2005), Chorioamnionitis with a fetal inflammatory response is associated with higher neonatal mortality, morbidity, and resource use than chorioamnionitis displaying a maternal inflammatory response only. Am J Obstet Gynecol; 193(3 Pt.1): Najar M, Raicevic G, Boufker HI, Fayyad-Kazan H, De Bruyn C, Meuleman N, Bron D, Toungouz M, Lagneaux L (2010), Adipose-tissue-derived and Wharton's jellyderived mesenchymal stromal cells suppress lymphocyte responses by secreting leukemia inhibitory factor. Tissue Eng Part A; 16(11): McGuirk JP, Weiss ML (2011), Promising cellular therapeutics for prevention or management of graft-versus-host disease (a review). Placenta Suppl.4 S: Taghizadeh RR, Cetrulo KJ, Cetrulo CL (2011), Wharton s Jelly stem cells: future clinical applications. Placenta 32 Suppl.4:S Chao KC, Chao KF, Fu YS, Liu SH (2008), Islet-like clusters derived from mesenchymal stem cells in Wharton's Jelly of the human umbilical cord for transplantation to control type 1 diabetes. PLoS One 16 3(1):e Anzalone R, Lo Iacono M, Loria T, di Stefano A, Gianuzzi P, Farina F, La Rocca G (2011), Wharton's jelly mesenchymal stem cells as candidates for beta cells regeneration: extending the differentiative and immunomodulatory benefits of adult mesenchymal stem cells for the treatment of type 1 diabetes. Stem Cell Review 7(2):

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΠΛΑΚΟΥΝΤΙΑΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Α. Αγγειογένεση στον πλακούντα και κυκλοφορία του αίματος Η αγγειογένεση στον πλακούντα αποτελεί μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί την αλληλεπίδραση πολλών κυτταρικών τύπων και οδηγεί στην ανάπτυξη ενός πολύπλοκου τρισδιάστατου αγγειακού δικτύου. Η διαδικασία της αγγειογένεσης ρυθμίζεται από αναρίθμητους παράγοντες κυρίως αυξητικούς, ιντεγκρίνες και συστατικά της βασικής μεμβράνης. Η ανάπτυξη του εμβρυοπλακουντιακού αγγειακού συστήματος περιλαμβάνει δύο βιολογικά βήματα: την αγγειοπλασία (vasculogenesis), η οποία συνίσταται σε εξαρχής δημιουργία αιμοφόρων αγγείων από μεσοδερματικής προέλευσης πρόδρομα κύτταρα και την αγγειογένεση (angiogenesis), δηλαδή τη δημιουργία νέων κλάδων σε προϋπάρχοντα αγγεία. Η εμβρυοπλακουντιακή αγγειοπλασία ξεκινά μετά την 20η - 21η ημέρα από τη σύλληψη με το σχηματισμό αιμαγγειοβλαστικών χορδών οι οποίες αμέσως μετά εξελίσσονται σε ανατομικώς τελικά (μη αναστομούμενα) πρωτογενή τριχοειδή, τα οποία περιέχουν πρόδρομα αιμοσφαίρια. Στην επόμενη φάση, αυτή της αγγειογένεσης (32η ημέρα - 25η εβδομάδα από τη σύλληψη) τα πρωτογενή τριχοειδή εξελίσσονται σ' ένα πλούσια διακλαδιζόμενο στρώμα λαχνικών τριχοειδών το οποίο στη συνέχεια συνδέεται με το αλλαντοειδές αγγειακό σύστημα του εμβρύου και με τον ομφάλιο λώρο κατά το τέλος τη πέμπτης εβδομάδας από τη σύλληψη. Το τριχοειδικό αυτό στρώμα προβάλλει χαμηλές αντιστάσεις στην εμβρυοπλακουντιακή αιματική ροή. Η περίοδος αυτή χαρακτηρίζεται από υψηλά πλακουντιακά επίπεδα του αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα (VEGF), αλλά μέτρια έκφραση του πλακουντιακού αυξητικού παράγοντα (PIGF). [1] Η αγγειογένεση ξεκινά με τον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων, τη μετανάστευση διαμέσου της διασπασμένης βασικής μεμβράνης του αγγείου και την τοποθέτηση των κυττάρων σε σειρά στην αποδομημένη από πρωτεάσες μεσοκυττάρια ουσία ώστε να σχηματιστούν τριχοειδικοί ή σωληνώδεις σχηματισμοί. Αυτές οι δομές 51

53 δημιουργούν ένα δίκτυο αναστομώσεων το οποίο υπόκειται σε σημαντική αναδιάταξη πριν δημιουργηθούν τα πλήρως λειτουργούντα τριχοειδή. Πολλοί αυξητικοί παράγοντες που σχετίζονται με την αγγειογένεση έχουν ανιχνευθεί στον πλακούντα. Ο ινοβλαστικός αυξητικός παράγοντας (FGF), ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας (VEGF) και ο πλακουντικός αυξητικός παράγοντας (PIGF) αποτελούν τους κυριότερους αγγειογενετικούς παράγοντες. Από τα αρχικά στάδια της ανάπτυξης εκφράζονται στον πλακουντιακό ιστό οι αντίστοιχοι υποδοχείς των αγγειογενετικών παραγόντων. Ο ινοβλαστικός αυξητικός παράγοντας (FGF) προάγει την ανάπτυξη των τριχοειδών και είναι μιτογόνος για τους ινοβλάστες, τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα λεία μυϊκά κύτταρα και αρκετά άλλα μεσεγχυματικά κύτταρα. Συμμετέχει στην ανάπτυξη των μητροπλακουντιακών και εμβρυοπλακουντιακών ενδοθηλιακών κυττάρων και αρτηριολίων και σε διαδικασίες ανάπτυξης και διαφοροποίησης των ωοθηκών. Η παραγωγή του FGF επιτελείται από τους μητροπλακουντιακούς και εμβρυοπλακουντιακούς ιστούς κατά τη διάρκεια της κύησης. Ο αγγειακός ενδοθηλιακός αυξητικός παράγοντας (VEGF) είναι από τους ισχυρότερους παράγοντες in vivo. Kατά μεγάλο ποσοστό είναι ειδικός για τα ενδοθηλιακά κύτταρα, δρα ως μιτογόνο και προκαλεί αύξηση της αγγειακής διαπερατότητας. Υποδοχείς του VEGF έχουν βρεθεί τόσο σε ενδοθηλιακά κύτταρα όσο και σε μονοκύτταρα.με την παρουσία του ενεργοποιείται η μετανάστευση μονοκυττάρων κατά μήκος των ενδοθηλιακών κυτταρων. Τόσο ο FGF όσο και ο VEGF συμμετέχουν στη ρύθμιση της πλακουντιακής αιματικής ροής, της ενδοθηλιακής παραγωγής μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ) που αποτελεί μεσολαβητή στην αύξηση των οιστρογόνων στην αιματική ροή των αγγείων της μήτρας. Ο πλακουντικός αυξητικός παράγοντας (PIGF) ανήκει στην υπεροικογένεια του αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα (VEGF), συμμετέχει στην αγγειογένεση και παράγεται κυρίως στην τροφοβλάστη. Στα αρχικά στάδια της πλακουντοποίησης μεγάλη σημασία έχουν οι υποδοχείς R1 και R2 του αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα. Το σύμπλεγμα του παράγοντα αυτού με τον R1 υποδοχέα διαφοροποιεί τα πρόδρομα αιμαγγειοβλαστικά 52

54 κύτταρα για τη δημιουργία εμβρυοπλακουντιακών τριχοειδών, ενώ η σύνδεσή του με τον R2 συμβάλει στο σχηματισμό αγγειακών αυλών και εν γένει αγγειακών σχηματισμών. Άλλοι αυξητικοί παράγοντες που εντοπίζονται στον πλακούντα και συμμετέχουν στην αγγειογένεση είναι ο αιμοπεταλιακός αυξητικός παράγοντας β (PDGF-β) και ο αιμοπεταλιακός ενδοθηλιακός κυτταρικός αυξητικός παράγοντας (PD-ECGF). O PDGF είναι ένα πολυπεπτίδιο που αποτελεί ισχυρό μιτογόνο, για κύτταρα μεσοδερμικής προέλευσης όπως τα λεία μυϊκά κύτταρα και τους ινοβλάστες. Χώρο αποθήκευσης του αποτελούν τα α κοκκία των αιμοπεταλίων απ όπου απελευθερώνεται μετά από αιμοπεταλιακή συσσώρευση κατά τη διάρκεια αιμόστασης. Άλλα κύτταρα που παράγουν PDGF είναι τα μακροφάγα, τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα λεία μυϊκά κύτταρα και μετασχηματισμένες ινοβλάστες. O PDGF αποτελεί επίσης ισχυρό χημειοτακτικό παράγοντα για φλεγμονώδη κύτταρα όπως τα μονοκύτταρα/μακροφάγα και ουδετερόφιλα. Ο PD-ECGF παράγεται κυρίως στο στρώμα των λαχνών, προκαλεί αύξηση των ενδοθηλιακών κυττάρων σε πειραματόζωα και ικανού βαθμού αγγειογένεση στον άνθρωπο. Σημαντικό ρόλο φαίνεται να έχει και η ινσουλίνη στην νεοαγγειογενετική δραστηριότητα του πλακούντα. Υποδοχείς της ινσουλίνης ανιχνεύονται στα αγγεία του πλακούντα ιδιαίτερα στο 2 ο και 3 ο τρίμηνο της κύησης και μέσω αυτών ρυθμίζεται η αγγείωση της λάχνης και η μεταφορά θρεπτικών ουσιών. Τέλος η μη φυσιολογική πλακουντιακή οξυγόνωση η οποία οδηγεί σε παθολογικά επίπεδα των αγγειογενετικών αυξητικών παραγόντων, παθολογική λαχνική τριχοειδική ανάπτυξη και παθολογική εμβρυοπλακουντιακή αρτηριακή αντίσταση θεωρείται σημαντικος παράγοντας στην παθογένεση του ενδομητρικού αναπτυξιακού περιορισμού. [2-5] Ο ρόλος των στεροειδικών ορμονών στην αγγειογένεση του πλακούντα Οι στεροειδικές ορμόνες διακρίνονται στα αλατοκορτικοειδή (με κύριο εκπρόσωπο την αλδοστερόνη), στα γλυκοκορτικοειδή (με κύριο εκπρόσωπο την κορτιζόλη) και στις ορμόνες του φύλου (οιστρογόνα, ανδρογόνα και προγεσταγόνα). Η τελευταία κατηγορία φαίνεται πως διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην αγγειογενετική διαδικασία που συμβαίνει στον πλακούντα κατά την πρώϊμη εγκυμοσύνη (6). 53

55 Τα οιστρογόνα αποτελούν την καλύτερα μελετημένη ομάδα ορμόνων και η σημασία τους έχει αποσαφηνιστεί αρκετά. Η ανάπτυξη του αγγειακού σύστηματος εντός των λαχνών αρχίζει με τη διαφοροποίηση αρχέγονων μεσεγχυματικών κυττάρων (αγγειοβλαστών) σε ενδοθηλιακά κύτταρα, μια διαδικασία που ενεργοποιείται κυρίως από τον αγγειακό ενδοθηλιακό αυξητικό παράγοντα (VEGF), σε αλληλεπίδραση με τις αγγειοποιητίνες -1 και -2 (6, 7). Συγκεκριμένα τα υψηλά επίπεδα αγγειοποιητίνης-1 σε συνδυασμό με χαμηλά επίπεδα VEGF οδηγούν σε δημιουργία φλεβιδίων και αρτηριδίων (8, 9), ενώ τα υψηλά επίπεδα VEGF και αγγειοποιητίνης-2 σε συνδυασμό με χαμηλά επίπεδα αγγειοποιητίνης-1 οδηγούν στη διαμόρφωση τριχοειδών (10). Επομένως φαίνεται πως τα χαμηλά επίπεδα οιστρογόνων στην πρώϊμη κύηση συνεπάγονται αυξημένη αγγειοποιητίνη-1 και χαμηλά επίπεδα VEGF, ευοδώνοντας τη διαμόρφωση φλεβιδίων και αρτηριδίων ενώ, αντίθετα, η εκσεσημασμένη αύξηση των οιστρογόνων που λαμβάνει χώρα κατά το δεύτερο μισό της κύησης οδηγεί σε αύξηση του VEGF και της αγγειοποιητίνης-2 με παράλληλη μείωση της αγγειοποιητίνης-1, ρυθμίζοντας έτσι την τριχοειδοποίηση στις λάχνες και την ανάπτυξη μιας δεξαμενής υγιών αγγείων και μεμβρανών γύρω από το έμβρυο (εικ.1) (11). Ακόμα πιο πρόσφατες έρευνες δείχνουν πως η δραστικότητα της 17βυδροξυστεροειδικής αφυδρογονάδης τύπου 2 στο ενδοθήλιο του ανθρώπινου εμβρύου διαφοροποιείται αναλόγως του είδους του αγγείου. Συγκεκριμένα, η δραστικότητα του ενζύμου μετρήθηκε υψηλότερη στις αρτηρίες (με αποτέλεσμα μεγαλύτερο καταβολισμό των στεροειδών του φύλου) και χαμηλότερη στις φλέβες, γεγονός που ίσως διαδραματίζει ρόλο στην περαιτέρω οργάνωση του αγγειακού δικτύου του εμβρύου κατά την κύηση (12). Μάλιστα φαίνεται πως τα οιστρογόνα αυτά πιθανόν προέρχονται από την ίδια τη μήτρα, καθώς έρευνες σε επίμυες δείχνουν αυξημένη δραστικότητα της P450 αρωματάσης σε κύτταρα της μήτρας κατά τη φθαρτοποίηση, γεγονός που επηρεάζει σημαντικά την αγγειογένεση κατά την πρώϊμη εγκυμοσύνη (13). Η ποσότητα των τοπικώς παραγομένων οιστρογόνων αυξάνεται ενώ η παραγωγή οιστρογόνων από τις γονάδες μειώνεται και φαίνεται πως αυτή η ενδομήτρια παραγωγή ορμονών συμβάλλει σημαντικά στη φθαρτοποίηση, η οποία με τη σειρά της προάγει τη σύνθεση και την έκκριση αγγειογενετικών παραγόντων που υποστηρίζουν την επέκταση των ενδοθηλιακών κυττάρων στο στρώμα. Πιο συγκεκριμένα, τα οιστρογόνα ενδομητρικής προέλευσης ρυθμίζουν τη σύνθεση του HIF-2a (επαγόμενος από την υποξία παράγοντας 54

56 2α hypoxia-inducible factor 2a), ενός μεταγραφικού παράγοντα που σχετίζεται με τη σύνθεση του VEGF (14). Εικ.1: Η επίδραση των οιστρογόνων στα επίπεδα VEGF & αγγειοποιητίνης -1 και -2 κατά την πρώιμη κύηση (Pepe, 2010) Ο ρόλος των προσταγλανδινών στην αγγειογένεση του πλακούντα Οι προσταγλανδίνες, μία από τις τρεις τάξεις των εικοσανοειδών, περιέχουν ένα δακτύλιο πέντε ατόμων άνθρακα, που προέρχεται από την αλυσίδα του αραχιδονικού οξέος. Το όνομά τους οφείλεται στον προστάτη αδένα, από όπου απομονώθηκαν πρώτη φορά από τους Bengt Samuelsson και Sune Βergström. Αρχικά ορίστηκαν δύο ομάδες προσταγλανδινών: οι PGE που είναι διαλυτές στον αιθέρα και οι PIGF που είναι διαλυτές σε φωσφορικό ρυθμιστικό διάλυμα. Κάθε ομάδα περιέχει πολυάριθμους υποτύπους, που ονομάζονται PGE₁, PGE₂ κ.ο.κ. Δρουν σε διάφορους ιστούς ρυθμίζοντας τη σύνθεση του ενδοκυτταρικού αγγελιοφόρου μορίου 3-5 κυκλική ΑΜΡ. 55

57 Όσον αφορά στο ρόλο που επιτελούν στη μητροπλακουντιακή κυκλοφορία αυτός είναι αγγειοδιασταλτικός (15). Κατά τη διάρκεια της κυήσεως, παρατηρείται υπερευαισθησία στην αγγειοτενσίνη ΙΙ, η οποία πραγματοποιείται είτε μέσω μείωσης της παραγωγής είτε μέσω αύξησης του καταβολισμού των προσταγλανδινών από το αγγειακό ενδοθήλιο. Επίταση αυτού του φυσιολογικού φαινομένου οδηγεί στην υπερτασική νόσο της κύησης και σχετίζεται με την προεκλαμψία. Έρευνες αποδεικνύουν την αγγειοδιασταλτική δράση της προστακυκλίνης και την πιθανή μελλοντική χρήση της στη θεραπευτική αντιμετώπιση της προεκλαμψίας (16). Eικ. 2. Η παραγωγή PGI₂ από τα ενδοθηλιακά κύτταρα του πλακούντα Η προστακυκλίνη φαίνεται να επηρεάζει περισσότερο το εμβρυϊκό τμήμα της μητροπλακουντιακής κυκλοφορίας ενώ άλλα εικοσανοειδή, όπως η θρομβοξάνη, το μητρικό τμήμα (17). Η ανισορροπία θρομβοξάνης ΤMX-2 / προστακυκλίνης PGI 2 έχει προταθεί από μελέτες ως υπεύθυνη, μέσω της δράσης της στην μητροπλακουντική κυκλοφορία, για την ανάπτυξη ολιγαμνίου (18). Επίσης, η μειωμένη απόκριση στην PGE 2 προτείνεται ως μηχανισμός εμφάνισης καθυστερημένης εμβρυϊκής ανάπτυξης, λόγω των αγγειακών μεταβολών που επάγει (19). 56

58 Κυκλοφορία του αίματος Στο επίπεδο του πλακούντα υπάρχουν τρεις κυκλοφορίες, δυο δραστικές (μητέρας και εμβρύου) και μια μάλλον στατική (αμνιακού υγρού). Με τον τρόπο αυτό η μητρική και η εμβρυϊκή κυκλοφορία πλησιάζουν τόσο ώστε να ελαχιστοποιείται η απόσταση διάχυσης μεταξύ των δυο, χωρίς ωστόσο ποτέ να έρχονται σε πραγματική επαφή. Η διάταξη των δύο κυκλοφοριών, το πάχος και ο αριθμός των στιβάδων που τις χωρίζουν ποικίλουν ανάλογα με το είδος. Eικ. 3. Εμβρυοπλακουντιακή κυκλοφορία Ποσοστό 10% περίπου της καρδιακής παροχής της μητέρας δηλαδή περίπου 700 ml/min ρέει προς τη μήτρα. Απ αυτό 10-30% τροφοδοτεί το ίδιο το μυομήτριο ενώ το μεγαλύτερο μέρος, δηλαδή το 70-90% προορίζεται για τον πλακούντα, φέρεται μέχρι τους τελικούς κλάδους των ελικοειδών αρτηριών της μήτρας και εισέρχεται στους 57

59 μεσολάχνιους χώρους από τα διαπλατυσμένα άκρα τους με τη μορφή πίδακα ο οποίος κατευθύνεται προς το έμβρυο (χοριακό πέταλο). Όλες οι αρτηρίες δεν αδειάζουν συγχρόνως αίμα στο μεσολάχνιο χώρο. Αγγειοκινητικά φαινόμενα που συμβαίνουν στο εσωτερικό του τοιχώματος της μήτρας και ειδικότερα στην επιφάνεια επαφής μυομητρίου και ενδομητρίου δημιουργούν τις προϋποθέσεις για κατά ώσεις ροή με πίεση mmhg (πιέσεις μητροπλακουντιακών αρτηριών). Το μητρικό αίμα αφήνει στη συνέχεια το μεσολάχνιο χώρο από τις ευρύτατες φλεβικές οπές της βάσης των διαφραγμάτων του φθαρτού όπου η πίεση δεν ξεπερνά τα 8 mmhg και κατευθύνεται προς το μυομήτριο. Η μεγάλη διαφορά πίεσης μεταξύ ροής και αντιροής του μητρικού αίματος αυξάνει τον χρόνο παραμονής του στους μεσολάχνιους χώρους άρα και το χρόνο επαφής μεταξύ αυτού και του τροφοβλαστικού τοιχώματος παίζοντας έτσι καθοριστικό ρόλο στην ανταλλαγή ουσιών. Η αιματική κυκλοφορία στο έμβρυο ωστόσο εξασφαλίζεται από την εμβρυϊκή καρδιακή αντλία. Οι ώσεις της μεταδίδονται στις αρτηρίες διευκολύνοντας με αυτό τον τρόπο συγχρόνως και την επιστροφή του αίματος, μέσω των φλεβών που είναι περιελιγμένες γύρω τους. Το εμβρυικό αίμα φθάνει στον πλακούντα με τις δυο ομφαλικές αρτηρίες και απάγεται με την ομφαλική φλέβα προς το σύστημα της κάτω κοίλης φλέβας του εμβρύου. Η εμβρυική κυκλοφορία είναι διαφορετική από εκείνη του ενήλικα και το αίμα του εμβρύου δεν οξυγονώνεται μέσω της πνευμονικής κυκλοφορίας. Οι πνεύμονικές αντιστάσεις είναι πολύ αυξημένες με αποτέλεσμα το μεγαλύτερο μέρος του αίματος από την πνευμονική αρτηρία, που προέχεται από τη δεξιά κοιλία, να περνά μέσω του ανοικτού Βοτάλλειου πόρου στην κατιούσα αορτή. Μέρος του αίματος από τον δεξιό κόλπο περνά στον αριστερό μέσω του ωοειδούς τρήματος, και εν συνεχεία στην ανιούσα αορτή. Έτσι ο εγκέφαλος και οι στεφανιαίες αρτηρίες λαμβάνουν καλά οξυγονωμένο αίμα. Από την κατιούσα αορτή το αίμα διανέμεται στο κατώτερο μέρος του σώματος του εμβρύου όπου και τελικά μέσω των ομφαλικών αρτηριών επιστρέφει για να οξυγονωθεί στον πλακούντα. Από τον πλακούντα μεταφέρονται στην ομφαλική φλέβα όχι μόνο οξυγόνο με ελεύθερη διάχυση μέσω ενός λεπτού φραγμού μεταξύ μητρικής και εμβρυικής κυκλοφορίας αλλά και θρεπτικά συστατικά. Όταν η ομφαλική φλέβα εισέρχεται στο σώμα του εμβρύου συνδέεται με την πυλαία φλέβα με αποτέλεσμα μέρος του αίματος να περνάει μέσω του ήπατος στην ηπατική φλέβα και στη συνέχεια στην 58

60 κάτω κοίλη φλέβα. Το μεγαλύτερο μέρος του αίματος ωστόσο περνάει απευθείας μέσω του φλεβώδους πόρου στην κάτω κοίλη φλέβα και από εκεί στο δεξιό κόλπο. (Εικόνα 4) (20). Eικ. 4. Εμβρυϊκή κυκλοφορία Στο επίπεδο του χορίου οι ομφαλικές αρτηρίες διακλαδίζονται μέσα στον πλακούντα και κατανέμονται στους λαχνικούς κορμούς. Το αίμα ακολουθώντας την πορεία των μικρών 59

61 αγγείων που διασχίζουν το μεσεγχυματικό άξονα του λαχνικού δέντρου και των κλάδων του φθάνει τελικά στα πολυάριθμα τριχοειδή των τελικών λαχνικών διακλαδώσεων. Με αυτό τον τρόπο το εμβρυικό αίμα προσλαμβάνει Ο2 και αποβάλει CO2 κατά την ανταλλαγή αερίων με το μητρικό αίμα των μεσολάχνιων χώρων, διαμέσου του λαχνικού τοιχώματος διεκπεραιώνοντας έτσι τον ζωτικής σημασίας αναπνευστικό ρόλο του πλακούντα. Η αιμοσφαιρίνη λόγο του μεγάλου μοριακού της βάρους δε διέρχεται τον πλακούντα και μόνο το διαλυμένο στο μητρικό πλάσμα Ο2 συμμετέχει στην ανταλλαγή των αερίων. Το CO2 περνά το λαχνικό τοίχωμα με διάχυση, μετακινείται δηλαδή χωρίς κατανάλωση ενέργειας από την εμβρυική προς τη μητρική κυκλοφορία όπου η συγκέντρωση του είναι μικρότερη. Η μερική πίεση του Ο2 στην ομφαλική φλέβα είναι μόνο 30 mmhg ενώ στο μητρικό αρτηριακό αίμα η ΡΟ2 φθάνει στα 95 mmhg.αντίστοιχα ο κορεσμός της αιμοσφαιρίνης σε Ο2 στο έμβρυο είναι 70% περίπου πολύ χαμηλότερος από τον 98% κορεσμό σε Ο2 του αίματος της μητέρας. Παρ όλα αυτά το έμβρυο δεν υποφέρει από έλλειψη Ο2 διότι α) η εμβρυική καρδιακή παροχή, της τάξης των ml/min είναι υψηλότερη εκείνης του ενήλικα εάν η σύγκριση γίνει ανά μονάδα βάρους και β) το εμβρυικό αίμα έχει μεγαλύτερη ικανότητα μεταφοράς Ο2 λόγω της παρουσίας της εμβρυικής αιμοσφαιρίνης HbF η συγκέντρωση της οποίας επιπλέον είναι γύρω στα 15 gr/dl δηλαδή μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης στο αίμα της μητέρας που είναι 12 gr/dl περίπου. Η ακεραιότητα της διαδικασίας ανταλλαγής αερίων, η οποία εξασφαλίζει την επαρκή οξυγόνωση του εμβρύου εξαρτάται: α) από την ομαλή λειτουργία της εμβρυικής κυκλοφορίας, β) την ακεραιότητα του λαχνικού τοιχώματος (κυτταροτροφοβλάστη, συγκυτιοτροφοβλάστη), γ) την απρόσκοπτη κυκλοφορία του μητρικού αίματος στους μεσολαχνικούς χώρους. Στο επίπεδο των τελικών λαχνικών διακλαδώσεων, εκτός από την ανταλλαγή των αερίων, γίνεται και η πρόσληψη από το έμβρυο των απαραίτητων για την ανάπτυξή του θρεπτικών συστατικών και άλλων ουσιών και η απομάκρυνση των άχρηστων ή και τοξικών προϊόντων του μεταβολισμού, στα πλαίσια της ευρύτατης ανταλλαγής ουσιών μεταξύ μητρικής και εμβρυικής κυκλοφορίας που επιτελείται εκεί. Η ανταλλαγή αερίων/ουσιών μεταξύ εμβρυικών και μητρικών αγγείων του πλακούντα εξαρτάται από το ρυθμό της κυκλοφορίας του αίματος στους εμβρυικούς- 60

62 μητρικούς χώρους, το πάχος των αγγειακών-συγκυτιακών μεμβρανών και την έκταση της επιφάνειας των λαχνών. Ανταλλαγή γίνεται επίσης από τους υμένες και τον ομφάλιο λώρο. Φαίνεται ότι υπάρχει άμεση αλλά μικρού βαθμού ανταλλαγή αίματος μεταξύ μητέρας και εμβρύου κυρίως σε θέσεις όπου υπάρχει ρήξη των αγγειοσυγκυτιακών μεμβρανών. Ο πλακούντας που θεωρήθηκε αρχικά ως ημιδιαπερατή μεμβράνη με χαρακτηριστικά την ελεύθερη δίοδο ύδατος, ηλεκτρολυτών και ουσιών μικρού μοριακού βάρους και την παρεμπόδιση διόδου ουσιών μεγάλου μοριακού βάρους, θεωρείται σήμερα εκτός από εμβρυικός πνεύμονας, έντερο και νεφρός. Τα μονοσθενή ιόντα μεταφέρονται με διάχυση ενώ τα δισθενή με ενεργητική μεταφορά. Οι στεροειδείς ορμόνες διέρχονται ελεύθερα ενώ οι πεπτιδικές όχι. Οι υδατοδιαλυτές βιταμίνες διέρχονται του πλακούντα με ενεργητική μεταφορά ενώ οι λιποδιαλυτές σε μικρότερο βαθμό και συνήθως οι πρόδρομες μορφές τους. O πλακούντας αποτελεί ένα εκλεκτικό φίλτρο με περίπλοκη λειτουργία. Εξαιτίας της ολοένα συνεχιζόμενης διακλάδωσης η επιφάνεια του τροφοβλαστικού καλύμματος των τελικών λαχνών, η οποία αποτελεί και την επιφάνεια ανταλλαγής, φθάνει τα 14m² στον ώριμο πλακούντα προς το τέλος της κύησης ενώ το μήκος του τριχοειδικού δικτύου που εξυπηρετεί αυτή την ανταλλαγή εκτιμάται σε 50 Km. Οι διάφορες ουσίες πρέπει να διανύουν πολύ μικρή απόσταση από τα εμβρυικά τριχοειδή μέχρι τους γεμάτους μητρικό αίμα μεσολάχνιους χώρους. Η απόσταση αυτή φθάνει ως και τα 2μm στο τελειόμηνο. Η υδροστατική πίεση στις αρτηρίες της μήτρας είναι 70 mmhg και στους μεσολάχνιους χώρους πέφτει στα 8-10 mmhg, ενώ από την άλλη πλευρά η πίεση στα εμβρυικά τριχοειδή των λαχνών είναι 30 mmhg περίπου. Έτσι στο κεντρικό τμήμα των μεσολάχνιων χώρων ουσίες μετακινούνται από τη μητέρα προς το έμβρυο, ενώ στα περιφερικά τμήματα η φορά των μετακινήσεων είναι αντίθετη. Β. Μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ) Το μονοξείδιο του αζώτου είναι (ΝΟ) είναι αέρια διαλυτή ουσία με ημιπερίοδο ζωής λίγων δευτερολέπτων που αντιδρά με το μοριακό οξυγόνο, παράγοντας διοξείδιο του 61

63 αζώτου (ΝΟ2), καθώς και με το υπεροξειδικό ανιόν (Οˉ2), παράγοντας υπεροξείδιο του αζώτου (ΝΟˉ3) (10). Η αντίδραση σχηματισμού του ΝΟ μέσα στα κύτταρα γίνεται από το αμινοξύ L- αργινίνη και μοριακό οξυγόνο και καταλύεται από τα ένζυμα συνθετάσης του μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟs). Η δυσλειτουργία της βιοσυνθετικής οδού του ΝΟ από την L-αργινίνη στο ενδοθήλιο έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση της εξαρτώμενης απ αυτό αγγειοδιαστολής αλλά και της ευεργετικής του δράσης στην αγγειακή ομοιόσταση (21). Στο φυσιολογικό ενδοθήλιο των μικρών και μεσαίων αρτηριών απελευθερώνεται διαρκώς και τονικά ΝΟ σε χαμηλά επίπεδα με σκοπό την διατήρηση τοπικά του αγγειακού τόνου, έτσι ώστε υπό φυσιολογικές συνθήκες τα αγγεία να βρίσκονται σε μια σταθερή κατάσταση χάλασης που ευνοεί την ομαλή ροή αίματος (22). Το ΝΟ μπορεί έμμεσα να τροποποιήσει τον αγγειακό τόνο αναστέλλοντας την έκκριση των αγγειοσυσπαστικών ουσιών και εξασθενώντας την αγγειοσυσπαστική διέγερση του συμπαθητικού (23). Η συνεχής βασική έκκριση του ΝΟ δεν συναντάται σε μεγάλες αρτηρίες και λείπει εντελώς στις περισσότερες φλέβες. Για το λόγο αυτό η χρήση νιτρωδών προκαλεί έντονη επίδραση στις φλέβες παρά στις αρτηρίες που βρίσκονται κάτω από τη συνεχή επίδραση του ΝΟ. Ανεξάρτητα από τη βασική συνεχή έκκριση, η παραγωγή του ΝΟ από τα ενδοθηλιακά κύτταρα επάγεται από ποικίλα μηχανικά, χημικά και νευρογενή ερεθίσματα. Έτσι μεταβολές τις πίεσης, της έκτασης ή της διατμητικής τάσης των αγγείων ενεργοποιούν τη διάνοιξη διαύλων ιόντων, ενώ διάφορες κυκλοφορούσες ή τοπικά παραγόμενες ορμόνες και αγγειοδραστικές ουσίες δρουν συνδεόμενες σε υποδοχείς των ενδοθηλιακών κυττάρων. Η σύνδεση ενός αγωνιστή με τον αντίστοιχο υποδοχέα του, ή η διάνοιξη των διαύλων ιόντων προκαλεί την αύξηση της συγκέντρωσης του ασβεστίου ενδοκυττάρια και την ενεργοποίηση της ενδοθηλιακής συνθετάσης (enos) προς παραγωγή NO. Στις ενδογενείς ουσίες που προκαλούν της απελευθέρωση του ΝΟ, μέσω διέγερσης υποδοχέων της κυτταρικής μεμβράνης των ενδοθηλιακών κυττάρων περιλαμβάνονται: 1. Κυκλοφορούσες ορμόνες (κατεχολαμίνες, βαζοπρεσίνη, ωκυτοκίνη, αδρεναλίνη, καθώς και οι α-αδρενεργικοί αγωνιστές και κυρίως η κλονιδίνη) 62

64 2. Ορμόνες που σχηματίζονται στα τοιχώματα των αγγείων (ισταμίνη, βραδυκινίνη, διάφορα νευροπεπτίδια και ιδιαίτερα η ουσία Ρ) 3. Αιμοπεταλιακά προϊόντα (σεροτονίνη, ΑDP, θρομβοξάνη Α2) και η θρομβίνη. Το ΝΟ αποτελεί ένα λιποδιαλυτό, σηματοδοτικό μόριο που παράγεται κυρίως στα ενδοθηλιακά κύτταρα αλλά και στα αιμοπετάλια και διαχέεται εύκολα στον αυλό των αγγείων ή σε γειτονικά κύτταρα στόχους, έχει δηλαδή παρακρινή δράση. Συμμετέχει στη λειτουργία του νευρικού, του ανοσολογικού και του καρδιαγγειακού συστήματος και λαμβάνει μέρος σε πολλούς κυτταρικούς μηχανισμούς όπως η νευροδιαδίβαση, η χάλαση, η φλεγμονή και ο κυτταρικός θάνατος (24). Το ΝΟ είναι ο ισχυρότερος ενδογενής αγγειοδιασταλτικός παράγοντας που εκκρίνεται από τα υγιή ενδοθηλιακά κύτταρα και ο κύριος εκφραστής της εξαρτώμενης από το ενδοθήλιο αγγειοδιαστολής. H ισχυρή αγγειοδιασταλτική δράση του οδήγησε στην ανακάλυψη του το 1980 από τους Furchgott και Zawadski και στην ονομασία (endothelium-derived relaxing factor, EDRF). Μερικά χρόνια αργότερα ο EDRF ταυτοποιήθηκε ως η ίδια ουσία με το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). αγγελιοφόρος στα κύτταρα στόχος, ενεργοποιεί τη διαλυτή γουανυλ-κυκλάση (sgc) συνδεόμενο αντιστρεπτά με το σίδηρο (Fe+²) της αίμης του ενζύμου (νιτροσιλίωση) με αποτέλεσμα την παραγωγή κυκλικής μονοφωσφορικής γουανοσίνης (cgmp) από την φωσφορική γουανοσίνη(gtp). Στα λεία μυϊκά κύτταρα που αποτελούν και τον κύριο στόχο η αύξηση του cgmp (δεύτερος αγγελιοφόρος) ενεργοποιεί τις cgmp-εξαρτώμενες πρωτεϊνικές κινάσες με αποτέλεσμα τη φωσφορυλίωση των εξαρτώμενων από το ασβέστιο διαύλων καλίου και την επακόλουθη αναστολή της εισροής ασβεστίου στο κύτταρο, καθώς και σε ελάττωση της διέγερσης των κινασών των ελαφρών αλύσων της μυοσίνης από το σύμπλεγμα ασβεστίου-καλμοδουλίνης. Το τελικό αποτέλεσμα της μετάδοσης του σήματος του ΝΟ είναι η ελάττωση του ρυθμού φωσφορυλίωσης ή και αποφωσφορυλίωσης των ελαφρών αλύσων της μυοσίνης, η ελάττωση της τάσης και επομένως η χάλαση των λείων μυϊκών ινών. 63

65 Εικ. 4. Αγγειοδιασταλτικός ρόλος του ΝΟ Παρόμοια δράση έχει το ΝΟ και σε άλλα κύτταρα στόχους. Έτσι ελέγχει την αντιδραστικότητα των αιμοπεταλίων διεγείροντας την ενδοαιμοπεταλιακή παραγωγή του cgmp, το οποίο στη συνέχεια προκαλεί τη φωσφορυλίωση των πρωτεϊνών που ρυθμίζουν την ενεργοποίηση και την προσκόλληση των αιμοπεταλίων. Επιπλέον το ΝΟ συμμετέχει σε ποικίλες διεργασίες της ενδοθηλιοεξαρτώμενης ρύθμισης της ομοιόστασης των αγγείων. Μέρος το εκκρινόμενου από το ενδοθήλιο αλλά και από τα αιμοπετάλια ΝΟ απελευθερώνεται ενδοαυλικά όπου σε συνεργασία με την προστακυκλίνη αναστέλλει την προσκόλληση των αιμοπεταλίων στην ενδοθηλιακή επιφάνεια καθώς και τη συσσώρευση και συγκόλλησή τους (αντιθρομβωτική δράση). Το ΝΟ συμβάλλει σημαντικά στη διατήρηση της δομής των αγγείων διότι αναστέλλει την αύξηση και τον πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών ινών, καθώς και την έκκριση αυξητικών παραγόντων (αντιαυξητική δράση) και των μορίων προσκόλλησης και συνεπώς την προσκόλληση και διείσδυση των μακροφάγων στο αγγειακό τοίχωμα εμποδίζοντας έτσι την έναρξη και την εξέλιξη της αθηρωματικής πλάκας (αντιφλεγμονώδης δράση). Τέλος το ΝΟ συμπεριφέρεται ως ενεργός ελεύθερη ρίζα, διότι περιέχει ασύζευκτο ηλεκτρόνιο και αλληλεπιδρά εύκολα με της ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, τις οποίες και 64

66 εξουδετερώνει (αντιοξειδωτική δράση). Ωστόσο σε υψηλότερες συγκεντρώσεις το ΝΟ μπορεί να εμφανίσει και τοξική δράση. Γ. Αγγειοσυσπαστικοί παράγοντες Η εμβρυική ομοιόσταση εξαρτάται από την αποτελεσματικότητα της μητρικήςεμβρυικής κυκλοφορίας. Η μητρική αρτηριακή πίεση προωθεί τη μητρική ροή αίματος διαμέσου του πλακούντα. Τα χαμηλής αντίστασης μητροπλακουντιακά αγγεία προσαρμόζονται στις αυξημένες απαιτήσεις αιμάτωσης για τη δημιουργία της πλακουντιακής αγγείωσης καθόλη τη διάρκεια της κύησης. Η αντιδραστικότητα των πλακουντιακών αγγείων ελέγχεται από διάφορα αγγειοδιασταλτικά και αγγειοσυσπαστικά συστήματα τα οποία περιλαμβάνουν το σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης, αραχιδονικούς μεταβολίτες (θρομβοξάνη και προστακυκλίνη), την ενδοθηλίνη και τους υποδοχείς της όπως και το ΝΟ. Συνεπώς, η ισορροπία ανάμεσα στους αγγειοδιασταλτικούς και αγγειοσυσπαστικούς παράγοντες τόσο από το μητρικό όσο και από τον πλακουντιακό χώρο είναι κρίσιμη για την ομοιοστατική ισορροπία της πλακουντιακής αγγειακής λειτουργίας. Είναι ξεκάθαρο ότι αυξημένη σύσπαση των πλακουντιακών αγγείων οδηγεί σε μη φυσιολογική πορεία εγκυμοσύνης όπως προεκλαμψία και ενδομήτρια υπολειπόμενη ανάπτυξη (IUGR). Τα πλακουντιακά αγγεία δε διαθέτουν αυτόνομή νεύρωση. Ως εκ τούτου χημικές επιδράσεις από τον πλακούντα ή από αγγειοδραστικές ουσίες που παράγονται από τα πλακουντιακά κύτταρα κυριαρχούν στη ρύθμιση της εμβρυοπλακουντιακής αγγειακής αντιδραστικότητας (25). Η αγγειοτενσίνη ΙΙ (ΑngII) αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους αγγειοσυσπαστικούς παράγοντες των ομφαλικών αγγείων, της χοριονικής πλάκας και των λαχνών (villous tree). Αποτελεί συστατικό ενός ορμονικού συμπλέγματος που ονομάζεται σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης. Η ρενίνη εκκρίνεται από τα παρασπειραματικά κύτταρα των νεφρών και διασπά ένα μικρό πολυπεπτίδιο την αγγειοτενσίνη Ι από ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα του πλάσματος (αγγειοτενσινογόνο) το οποίο παράγεται από το ήπαρ. Στη συνέχεια η αγγειοτενσίνη Ι υφίσταται περαιτέρω διάσπαση και σχηματίζεται η αγγειοτενσίνη ΙΙ. Η συγκέντρωση της αυξάνει σε περίπτωση υπονατριαιμίας. Η αγγειοτενσίνη ΙΙ εκτός από την αγγειοσυσπαστική της ιδιότητα διεγείρει και την έκκριση της αλδοστερόνης (27). 65

67 Eικ. 5. Αγγειοσυσπαστικοί και αγγειοδιασταλτικοί παράγοντες που επιδρούν στα αγγεία του πλακούντα Eικ. 6. Αγγειοσυσπαστική δράση της αγγειοτενσίνης ΙΙ Η ενδοθηλίνη Ι (ΕΤ-1) συναντάται τόσο στην τροφοβλάστη όσο και στα αγγεία των λαχνών. Είναι ένα πολυπεπτίδιο 21 αμινοξέων. Η ισχύς και η διάρκεια δράσης του είναι μεγαλύτερη από όλους τους αγγειοσυσπαστικούς παράγοντες (100 φορές ισχυρότερη από τη νοραδρεναλίνη). Η περισσότερη ΕΤ-1 που απελευθερώνεται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα κατευθύνεται προς τα υποκείμενα λεία μυϊκά κύτταρα συνδεόμενο με τους αντίστοιχους 66

68 υποδοχείς της και όχι προς τον αγγειακό αυλό. Ο υπότυπος του της ενδοθηλίνης ο υπεύθυνος για την αγγειοσυστολή είναι ο ΕΤΑ. Η σύνδεση της ενδοθηλίνης με τον υποδοχέα της οδηγεί σε αύξηση του κυτταροπλασματικού [Ca+²] με τους εξής μηχανισμούς: α)οδηγεί μέσω της οδού της φωσφορικής λιπάσης C στην παραγωγή τριφωσφορικής ινοσιτόλης η οποία συντελεί στην απελευθέρωση Ca+² από τις ενδοκυττάριες αποθήκες(σαρκοπλασματικό δίκτυο),β)με το μηχανισμό ανταλλαγής νατρίου-υδρογόνο και ανταλλαγή τελικά του νατρίου με υδρογόνο στην κυτταρική μεμβράνη μέσω ενεργοποίησης της πρωτεϊνικής κινάσης C γ)με είσοδο εξωκυττάριου ασβεστίου. Η αύξηση της [Ca+²] ενεργοποιεί την Ca+² -καλμοδουλίνη, διεγείρει την κινάση της ελαφράς αλυσίδας της μυοσίνης (MLCK) η οποία φωσφορυλιώνει της ελαφρές αλύσους της μυοσίνης με αποτέλεσμα την αγγειοσύσπαση.[9,13] Η θρομβοξάνη (ΤΧΑ2) (καθώς και η σεροτονίνη και η ADP). Παράγεται από ενεργοποιημένα αιμοπετάλια. Παράγεται από ενεργοποιημένα αιμοπετάλια αποτελεί δηλαδή εξωγενώς αγειοσυσπαστική ουσία του πλακούντα και εκτός από αγγειοσύσπαση στα ομφαλικα αγγεία, στη χοριονικής πλάκας και στα αγγεια των λαχνων(villous tree) έχει και προθρομβωτικές ιδιότητες, διεγείροντας την ενεργοποίηση νέων αιμοπεταλίων και αυξάνοντας την συγκέντρωση τους. Είναι ισχυρός αγγειοσυσπαστικός παράγοντας. Ανήκει στην οικογένεια των εικοσανοειδών όπως και ο αγγειοδιασταλτικός παράγοντας προστακυκλίνη. Η ισορροπία της συγκέντρωσης θρομβοξάνης προστακυκλίνης στον πλακούντα διαταράσσεται σε παθολογικές καταστάσεις, με πιο χαρακτηριστική την προεκλαμψία (25). Η ωκυτοκίνη εκκρίνεται από την οπίσθια υπόφυση και διεγείρει το μυομήτριο αυξάνοντας τις συσπάσεις του. Η κυκλοφορούσα ωκυτοκίνη συνδεόμενη με Gaq υποδοχείς στην πλασματική μεμβράνη λείων μυϊκών κυττάρων ενεργοποιεί τον καταρράκτη της φωσφολιπάσης C.Αυτο οδηγεί σε απελευθέρωση Ca+² από εσωτερικές αποθήκες και σε αυξηση της [Ca+²]. Η αύξηση της [Ca+²] ενεργοποιεί την Ca+² - καλμοδουλίνη, διεγείρει την κινάση της ελαφράς αλυσίδας της μυοσίνης (MLCK) η οποία φωσφορυλιώνει της ελαφρές αλύσους της μυοσίνης με αποτέλεσμα συστολή λείων μυικών κυττάρων στη μήτρα και αυξησξ ενδομητρικής πίεσης. Τα οιστρογόνα αυξάνουν τον αριθμό των υποδοχέων της ωκυτοκίνης στο μυομητρικό και φθαρτικό ιστό της εγκύου. Κατά τη διάρκεια του τρίτου σταδίου του τοκετού οι συστολές της μήτρας που προκαλούνται από την ωκυτοκίνη είναι σημαντικές για τη συμπίεση των αιμοφόρων 67

69 αγγείων της μήτρας στη θέση που συνήθως βρίσκεται ο πλακούντας προκαλώντας έτσι αιμόσταση. Ενώ σε ορισμένες αρτηρίες έχει παρατηρηθεί ότι προκαλεί αγγειοδιαστολή, εν τούτοις στις μητριαίες αρτηρίες προκαλεί αγγειοσύσπαση (27). Εκτός από τις παραπάνω ουσίες, αγγειοσύσπαση προκαλείται και από φάρμακα τα οποία χορηγούνται εξωγενώς. Τα συμπαθομιμητικά αυτά φάρμακα είναι παράγωγα της β- φαινυλαιθυλαμίνης. Κυριότερα παραδείγματα αυτής της κατηγορίας αποτελούν η εφεδρίνη και η φαινυλεφρίνη, οι οποίες χορηγούνται για την αποφυγή της υπότασης κατά τη διάρκεια της επισκληρίδιας αναισθησίας (26). Κατά τον τοκετό χορηγείται εξωγενώς και ωκυτοκίνη, ώστε να ενισχυθεί το αποτέλεσμα της ενδογενώς παραγόμενης. 68

70 Βιβλιογραφικές αναφορές 1. Richard A. Polin, MD, William W. Fox, MD and Steven H. Abman, MD - Fetal and Neonatal Physiology, IV Edition Αγγελοπούλου Ρ: Εμβρυολογία, 2 η έκδοση,1 ος τόμος, Αθήνα Σαμιωτάκη Δ: Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα- Εργαστήριο Παθ.Αν Αρεταίειου Νοσοκομείου. 4. Βιτωράτος Ν: Σημειώσεις για το μάθημα ιστοπαθολογίας του πλακούντα- Εργαστήριο Παθ.Αν Αρεταίειου Νοσοκομείου. 5. Παπαγεωργίου Γ: Δραστικές μορφές. Στο Παπαγεωργίου Γ. Βιοχημεία ελεύθερων ριζών, αντιοξειδωτικά και λιπιδική υπεροξείδωση. Εκδόσεις University studio press 1 η έκδοση: Θεσσαλονίκη Reynolds LP, Redmer DA. Angiogenesis in the placenta. Biol Reprod. 2001;64: Ahmed A, Dunk C, Ahmad S, Khaliq A. Regulation of placental vascular endothelial growth factor (VEGF) and placenta growth factor (PIGF) and soluble Flt-1 by oxygen: a review. Placenta (Suppl A) 2000;21:S16 S24 8. Lobov IB, Brooks PC, Lang RA. Angiopoietin-2 displays VEGF-dependent modulation of capillary structure and endothelial cell survival in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99: Visconti RP, Richardson CD, Sato TN. Orchestration of angiogenesis and arteriovenous contribution by angiopoietins and vascular endothelial growth factor (VEGF). Proc Natl Acad Sci USA. 2002;99: Ferrar N, Gerber HP. The role of vascular endothelial growth factor in angiogenesis. Acta Haematol. 2001;106: Pepe GJ, Albrecht ED (1995), Estrogen regulation of placental angiogenesis and fetal ovarian development during primate pregnancy, Endocr Review 16(5): Simard M, Drolet R, Blomquist CH, Tremblay Y (2011), Human type 2 17betahydroxysteroid dehydrogenase in umbilical vein and artery endothelial cells: differential inactivation of sex steroids according to the vessel type. Endocrine Oct;40(2):

71 13. Das A, Mantena SR, Kannan A, Evans DB, Bagchi MK, Bagchi IC (2009), De novo synthesis of estrogen in pregnant uterus is critical for stromal decidualization and angiogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A. Jul 28;106(30): Ema M, et al. A novel bhlh-pas factor with close sequence similarity to hypoxiainducible factor 1alpha regulates the VEGF expression and is potentially involved in lung and vascular development. Proc Natl Acad Sci USA. 1997;94: Nelson D., Cox M.(2005), Lehninger Βασικές Αρχές Βιοχημείας - τόμος Ι, Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ. Πασχαλίδης 16. Tanbe AF., Khalil RA.(2010), Circulating and Vascular Bioactive Factors during Hypertension in Pregnancy. Curr Bioact Compd Mar 1;6(1): Shellhaas CS, Coffman T, Dargie PJ, Killam AP, Kay HH.(1997), Intravillous eicosanoid compartmentalization and regulation of placental blood flow. J Soc Gynecol Investig Mar-Apr;4(2): Wang ZJ, Yu YH, Chen J, Zhao YT.(2009), Correlation between oligohydramnios and abnormal expressions of TXA2, PGI2 and TXA2R in the umbilical arterial blood and placenta. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao Sep;29(9): Luria O, Bar J, Barnea O, Golan A, Kovo M.(2012), Reactivity of blood vessels in response to prostaglandin E2 in placentas from pregnancies complicated by fetal growth restriction. Prenat Diagn May;32(5): Γ. Κ. Κρεατσά, Σύγχρονη Γυναικολογία και Μαιευτική, 2 ος τόμος. 2 η έκδοση, Palmer RM, Ferrige AG, Moncada S. Vascular endothelia cells synthesize nitric oxide from L-arginine. Narure Wennmaln A. Endothelial nitric oxide and cardiovascular disease. J Intern Med Kourembanas S, McQuillan LP, Leung G Nitric oxide regulates the expression of vasoconstrictions and growth factors by vascular endothelium under both normoxia and hypoxia. J Clin Invest Cooke J. The endothelium: a new target for therapy. Vasc Med Yuping Wang and Shuang Zhao. Vascular Biology of the placenta. Morgan & Claypool Life Sciences

72 26. Erkinaro Tina. Fetal and Placental Haemodynamic Responses to Hypoxaemia,Maternal Hypotension and Vasopressor therapy. University of Oulu Vander Arthur, Sherman James, Luciano Dorothy. Human Physiology. McGraw Hill Radomski MW, Palmer PM, Mancada S. Endogenous nitric oxide inhibits human platelet adhesion to vascular endothelium. Lancet Iglarz M, Schiffrin E. Role of endotheline-1 in hypertension. Curr Hypertens Rep

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΔΙΑΠΛΑΚΟΥΝΤΙΑΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Α. Γενικά Αιματοπλακουντιακός Φραγμός Η εμβρυϊκή ανάπτυξη καθορίζεται κυρίως από τη διαθεσιμότητα οξυγόνου και θρεπτικών ουσιών τα οποία είναι στενά συνδεδεμένα με τη μεταφορά τους διαμέσου του πλακούντα. Έτσι, ο πλακούντας επιτελεί λειτουργίες πνευμόνων, ήπατος, ενδοκρινών αδένων, πεπτικού συστήματος και νεφρών. Στα πολυάριθμα τριχοειδή των τελικών λαχνικών διακλαδώσεων, το εμβρυϊκό αίμα προσλαμβάνει Ο 2 και αποβάλλει CO 2 κατά την ανταλλαγή αερίων με το μητρικό αίμα των μεσολαχνίων χώρων, διαμέσου του λαχνικού τοιχώματος, διεκπεραιώνοντας έτσι τον ζωτικής σημασίας αναπνευστικό ρόλο του πλακούντα. Εκτός από την ανταλλαγή αερίων, στο επίπεδο των τελικών λαχνών γίνεται και η πρόσληψη από το έμβρυο των απαραιτήτων για την ανάπτυξή του θρεπτικών (και άλλων) ουσιών καθώς και η απομάκρυνση των αχρήστων ή και τοξικών προϊόντων του μεταβολισμού του [1]. Ο πλακούντας σχηματίζει δηλαδή έναν εκλεκτικό φραγμό, με σκοπό να μεταφέρει τα θρεπτικά συστατικά αλλά και τα εμβρυϊκά απόβλητα προς τη σωστή κατεύθυνση. Αυτός ο αιματοπλακουντιακός φραγμός είναι περισσότερο μια μεταβατική ιστική ζώνη, η οποία περιορίζει, αλλά δεν αποτρέπει πλήρως την ελεύθερη διάχυση ουσιών ανάμεσα στις δύο πλευρές. Η συγκυτιοτροφοβλάστη που αποτελεί την επιφάνεια των λαχνών του πλακούντα διαδραματίζει τον ουσιαστικότερο ρόλο στον περιορισμό της μεταφοράς των ουσιών. Ο ανθρώπινος πλακούντας είναι αιμοχοριακός, δηλαδή μεταξύ μητρικού και εμβρυϊκού αίματος παρεμβάλλονται μόνο το επιθήλιο των λαχνών και το ενδοθήλιο των αγγείων. Η κορυφαία επιφάνεια της συγκυτιοτροφοβλάστης είναι η μικρολαχνώδης μεμβράνη που έχει άμεση επαφή με τη μητρική κυκλοφορία και η βασική επιφάνεια είναι η βασική μεμβράνη, η οποία επικοινωνεί με το εμβρυϊκό αίμα. Η μεταφορά των ουσιών 72

74 ρυθμίζεται από την έκφραση μορίων-φορέων (P-gp, MRP-2, LAT1, OATP-B κ.α.) είτε στη μία είτε στην άλλη μεμβράνη [2,3]. Εικόνα Αιματοπλακουντιακός Φραγμός Η επικοινωνία μέσω του αιμοπλακουντιακού φραγμού συνεπάγεται κάποιου βαθμού κίνδυνο για τη διέλευση βλαπτικών παραγόντων προς το έμβρυο, όπως φάρμακα, αιθυλική αλκοόλη και μέταλλα (μεθυλ-υδράργυρος). Το φραγμό διέρχονται επίσης εξαρτησιογόνα (π.χ. κοκαΐνη) και παρασιτοκτόνα εντομοκτόνα. Ειδικά για τα τελευταία έχει παρατηρηθεί ότι τα μικρού μοριακού βάρους προϊόντα περνούν ελεύθερα τον φραγμό, ενώ τα μεγαλύτερα μεταβολίζονται, αλλά η βιομετατροπή τους αυτή μπορεί να είναι επαγωγική και όχι κατασταλτική, με αποτέλεσμα επιπρόσθετη τοξική βλάβη για το κύημα. Ιδιαίτερη σημασία έχει η νικοτίνη, η οποία επιφέρει τοξική δράση στο έμβρυο, ακόμα και χωρίς να περάσει τον φραγμό, επειδή καταστέλλει τα ένζυμα του πλακούντα που συμμετέχουν στην απορρόφηση των αμινοξέων. 73

75 Β. Μηχανισμοί Μεταφοράς 1. Απλή Διάχυση Γίνεται παθητικά, δηλαδή χωρίς κατανάλωση ενέργειας, ανάλογα με τη διαφορά συγκέντρωσης της ουσίας που μετακινείται στο αίμα της μητέρας και του εμβρύου και με κατεύθυνση από τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη, μέχρι να επέλθει ισορροπία. Παρόλο που λειτουργούν αρκετοί ειδικοί μηχανισμοί μεταφοράς στον πλακούντα, οποιοδήποτε μόριο για το οποίο υπάρχει κλίση συγκέντρωσης μεταξύ μητρικού και εμβρυϊκού αίματος τείνει να διαχέεται ελεύθερα διαμέσου του πλακούντα. Ο ρυθμός διάχυσης από το μητρικό αίμα προς το εμβρυϊκό αίμα δίνεται από τον νόμο του Fick: J = AD/l (C m - C f ) mol/sec, όπου J είναι ο ρυθμός μεταφοράς, Α η επιφάνεια ανταλλαγής, D o συντελεστής διάχυσης της ουσίας στο νερό, l η απόσταση που πρέπει να διανύσει η ουσία (σχετίζεται με το πάχος του φραγμού), και C m και C f, η μέση συγκέντρωση της ουσίας στη μητρική και την εμβρυϊκή πλευρά αντίστοιχα. Η σχετική σημασία του λόγου AD/l και της κλίσης συγκέντρωσης C m - C f εξαρτάται από τη φύση της ουσίας που μεταφέρεται [4,5]. Η υδροστατική πίεση στις αρτηρίες της μήτρας είναι 70 mmhg, στους μεσολάχνιους χώρους πέφτει στα 8-10 mmhg, ενώ από την άλλη πλευρά η πίεση στα εμβρυϊκά τριχοειδή των λαχνών είναι 30 mmhg περίπου. Έτσι, στο κεντρικό τμήμα των μεσολάχνιων χώρων ουσίες μετακινούνται από τη μητέρα προς το έμβρυο, ενώ στα περιφερικά τμήματα, η φορά της μετακίνησης είναι αντίθετη. Οι λιπόφιλες ουσίες (Ο 2, CO 2, αναισθητικά φάρμακα, μεθυλ-υδράργυρος) διαχέονται διαμέσου ολόκληρης της κυτταρικής επιφάνειας της τροφοβλάστης. Λόγω της μεγάλης αυτής επιφάνειας, ο λόγος στον παραπάνω νόμο είναι πολύ μεγάλος και ο ρυθμός μεταφοράς εξαρτάται μόνο από τη κλίση των συγκεντρώσεων, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται απο την αιματική ροή στην περιοχή. Έτσι, η διάχυσή τους χαρακτηρίζεται ροο-περιοριζόμενη (flow-limited). Αντίθετα, οι υδρόφιλες ουσίες (Na +, Cl - και άλλα ιόντα, μαννιτόλη, σουκρόζη) δεν διεισδύουν στη συγκυτιοτροφοβλάστη και τη διαπερνούν μέσω εξωκυττάριων πόρων. Η διάχυσή τους είναι αργή, λόγω της μικρής επιφάνειας αυτής της οδού και περιορίζεται από τόσο το μέγεθος του μορίου όσο και τα χαρακτηριστικά της μεμβράνης (διαπερατότητα και μέγεθος των πόρων). Για το λόγο αυτό χαρακτηρίζεται ως μεμβρανο-περιοριζόμενη (membrane-limited) [4,5]. 74

76 Νερό Η μεταφορά νερού διαμέσου του πλακούντα εξαρτάται αποκλειστικά από την υδροστατική και την ωσμωτική πίεση. Διαχέεται παθητικά και η μεταφορά ίσως υποβοηθάται από μια πρωτεΐνη της τροφοβλάστης που σχηματίζει διαμεμβρανικό κανάλι ύδατος [6]. Νάτριο και Χλώριο Τα επίπεδα νατρίου και χλωρίου μεταξύ μητρικού και εμβρυϊκού αίματος είναι τα ίδια. Τo Νάτριο σε αντίθεση με τις υπόλοιπες υδρόφιλες ουσίες έχει μεγαλύτερο λόγο ΑD/l. Πιθανές ερμηνείες για το φαινόμενο αυτό είναι: α) η ύπαρξη εξωκυττάριων καναλιών, τα οποία είναι τόσο μικρά ώστε να μη διέρχεται η μαννιτόλη αλλά αρκετά μεγάλα για να περνάει επιπλέον ποσότητα νατρίου (δηλαδή μια ποικιλία πόρων σε μέγεθος), ή β) η μεταφορά είναι εν μέρει διακυτταρική, μέσω διαφόρων συστημάτων μεταφοράς που συνδέονται με νάτριο. Επιπλέον, σε επίμυες, όπου σημειώνεται παρόμοια διαφορά στον λόγο ΑD/l για το νάτριο, υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ενεργητικής μεταφοράς (αναφέρεται παρακάτω), που περιλαμβάνει συμμεταφορά νατρίουαμινοξέων, ανταλλάκτες Να + /Η + και αντλίες Νa + /Κ + (Νa +,Κ + -ATPase) [4]. Οξυγόνο και Διοξείδιο του Άνθρακα Βάσει κλίσης συγκέντρωσης, το Ο 2 μετακινείται προς την εμβρυϊκή κυκλοφορία ενώ το CO 2 προς τη μητρική. Η αιμοσφαιρίνη λόγω του μεγάλου μοριακού της βάρους δεν περνά τον πλακούντα. Η διάχυση μέσω της μικρολαχνώδους μεμβράνης γίνεται ταχύτατα, ενώ η μεταφορά του οξυγόνου προς την εμβρυϊκή κυκλοφορία καθοδηγείται από την εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη (HbF: α 2 γ 2 ). Η 2,3-DPG που βρίσκεται σε μεγάλη συγκέντρωση στον πλακούντα, έχει μεγάλη συγγένεια με τις β αλυσίδες της αιμοσφαιρίνης, ενώ δε συνδέεται καθόλου με τις γ. Η HbF λοιπόν, έχει χαμηλή συγγένεια για την 2,3-DPG, αυξάνοντας έτσι τη συγγένειά της για το οξυγόνο και μετακινώντας τη καμπύλη αποδέσμευσης του οξυγόνου προς τα αριστερά. Αυτό σημαίνει ότι παρά τις χαμηλές πιέσεις της εμβρυϊκής κυκλοφορίας, το οξυγόνο περνά στην εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη και μεταφέρεται σε ιστούς με ακόμα χαμηλότερη μερική πίεση όπου αποσυνδέεται. Ταυτόχρονα, εκτός από την υψηλή P CO2 στο εμβρυϊκό αίμα, η HbF έχει 75

77 χαμηλότερη συγγένεια για το CO 2 από την HbA, υποβοηθώντας και τη μεταφορά του CO 2 προς τη μητρική κυκλοφορία από όπου αποβάλλεται με την αναπνοή [1, 6-8]. Πίνακας Καμπύλη αποδέσμευσης οξυγόνου 2. Ενδοκυττάρωση Εξωκυττάρωση Η ενδοκυττάρωση στον ανθρώπινο πλακούντα γίνεται με τη διαδικασία της πινοκυττάρωσης, όπου ουσίες μεταφέρονται μαζί με κάποιο όγκο εξωκυτταρίου υγρού μέσα σε μικρά έγκλειστα, που δημιουργούνται από εγκολπώσεις της μικρολαχνώδους μεμβράνης της συγκυτιοτροφοβλάστης. Έτσι μεταφέρονται οι LDL, το σύμπλεγμα τρανσφερρίνης-σιδήρου και οι ανοσοσφαιρίνες IgG. Από αυτές, μόνο οι IgG φαίνεται να μεταφέρονται ακέραιες διαμέσου των κυττάρων και να εξωκυτταρώνονται. Η μεταφορά του σιδήρου προς την εμβρυϊκή κυκλοφορία, πριν την εξωκυττάρωση, υπόκειται σε ενδοκυττάριες διεργασίες που περιλαμβάνουν την επιστροφή της τρανσφερρίνης στη μητρική κυκλοφορία. 76

78 IgG Η ανεύρεση ειδικών Fc υποδοχέων (FcRn και FcγRIII) στην επιφάνεια των μικρολαχνών υποδηλώνει ότι η ενδοκυττάρωση των ανοσοσφαιρινών διαμεσολαβείται από υποδοχείς, υπεύθυνους να μεταφέρουν τις ανοσοσφαιρίνες με κυστίδια ώστε να αποφύγουν την επαφή με τα λυσοσώματα. Η ύπαρξη του μηχανισμού αυτού ενισχύεται από το γεγονός ότι η μητροεμβρυϊκή μεταφορά ανοσοσφαιρινών είναι επιλεκτική: Οι ανοσοσφαιρίνες IgΑ και IgΜ λόγω μεγάλου μεγέθους δεν διαπερνούν τον πλακούντα, ενώ κι από τις IgG η IgG1 μεταφέρεται περισσότερο. Μικρές ποσότητες IgG αρχίζουν να μεταφέρονται ήδη από τη 12 η εβδομάδα κύησης, και η συγκέντρωσή τους στην εμβρυϊκή κυκλοφορία αυξάνεται απότομα μεταξύ 22 ης και 26 ης εβδομάδας κύησης. Αυτό συμβαίνει γιατί ο ρυθμός μεταφοράς των IgG1, 2 και 4 είναι πολύ αυξημένος το τρίτο τρίμηνο της κύησης, κι έτσι κατά τον τοκετό τα επίπεδα των IgG3 και IgG4 του νεογνού είναι ίσα με τα μητρικά, τα επίπεδα IgG1 στο νεογνό είναι υψηλότερα από τη μητέρα ενώ αυτά της IgG2 είναι κατά κανόνα χαμηλότερα. Η παθητική ανοσία που παρέχεται από τις IgG διαρκεί έως και μερικούς μήνες μετά τη γέννηση. Δεν ωφελούν όλες οι IgG όμως το έμβρυο. Μητρικές IgG ανοσοσφαιρίνες που προέρχονται απο ισοανοσοποίηση από εμβρυϊκά ερυθροκύτταρα (αντι-d και αντι- ABO αντισώματα), λευκοκύτταρα ή αιμοπετάλια μπορούν να βλάψουν το έμβρυο και το νεογνό (αιμολυτική αναιμία, λευκοπενία ή θρομβοπενία αντίστοιχα). Τους εμβρυϊκούς ιστούς μπορεί να βλάψει και η μεταφορά αυτοαντισωμάτων λόγω αυτοάνοσου νοσήματος της μητέρας όπως ο ΣΕΛ, η μυασθένεια κ.α. Η παρουσία IgM ή IgA αντιθέτως, στην εμβρυϊκή ή στη νεογνική κυκλοφορία, υποδηλώνει πάντοτε σύνθεση από το ίδιο το έμβρυο ή το νεογνό κατόπιν μόλυνσης από κάποιο παράγοντα. Υποδοχείς FcγRIII εκφράζονται και από τα ενδοθηλιακά κύτταρα των εμβρυϊκών τριχοειδών. Παρόλα αυτά δεν είναι ακόμη σαφές εάν αυτό αποσκοπεί στην ενίσχυση της μεταφοράς των ανοσοσφαιρινών ή στον αποκλεισμό μεταφοράς ανοσοσυμπλεγμάτων στο νεογνό [1,4,9]. 3. Μεταφορά υποβοηθούμενη από πρωτεΐνες-μεταφορείς Σε αυτήν την περίπτωση, η ροή μικρών υδρόφιλων μορίων διαμέσου των μεμβρανών μεσολαβείται από πρωτεΐνες-μεταφορείς. Αυτές οι πρωτεϊνες περιλαμβάνουν φορείς, που μετακινούν ουσίες με ένα μηχανισμό κορεσμού και χρησιμοποιούν ενέργεια 77

79 είτε από το επικρατές ηλεκτροχημικό gradient (διευκολυνόμενη διάχυση με τον τρόπο αυτό μεταφέρεται η γλυκόζη), είτε από την υδρόλυση ATP (ενεργητική μεταφορά, αντίθετα προς την κλίση συγκέντρωσης ο τρόπος αυτός ισχύει για τις υδατοδιαλυτές βιταμίνες, τα αμινοξέα και μερικά μεγάλα ιόντα όπως το Ca ++ ), και κανάλια, μέσω των οποίων διαχέονται βάσει ηλεκτροχημικού gradient ιόντα. [4,5] Η ίδια η πρωτεΐνη μεταφορέας, μπορεί να υδρολύει ATP, ή να συμμεταφέρει την ουσία με άλλη, η κλίση συγκέντρωση της οποίας έχει επιτευχθεί από την υδρόλυση ΑΤΡ από διαφορετική πρωτεΐνη-μεταφορέα (δευτερογενής ενεργητική μεταφορά Εικόνα 2). Έχουν βρεθεί πολλοί τέτοιοι μεταφορείς τόσο στη μικρολαχνώδη όσο και στη βασική μεμβράνη της συγκυτιοτροφοβλάστης και αφορούν κυρίως στην προμήθεια ουσιών στη τροφοβλάστη για το δικό της μεταβολισμό. Άλλος μηχανισμός ενεργητικής μεταφοράς πιθανόν να είναι ο συνδυασμός διαρροής - αντλίας (pump-leak / leak-pump mechanism), κατά τον οποίο πρώτα μεταφέρεται ενεργητικά από τη μητρική κυκλοφορία στον πλακούντα, ή από τον πλακούντα στην εμβρυϊκή κυκλοφορία μια ουσία και ακολουθεί διαρροή της, λόγω κλίσης συγκέντρωσης προς (ή από) την αντίθετη κυκλοφορία [4]. Εικόνα Δευτερογενής ενεργητική μεταφορά. Οι κυριότερες ουσίες για τις οποίες παίζουν οι πρωτεΐνες-μεταφορείς ουσιώδη ρόλο στη διαπλακουντιακή μεταφορά είναι η γλυκόζη και τα αμινοξέα. Γλυκόζη και άλλα σάκχαρα Το έμβρυο έχει μεγάλες ανάγκες σε γλυκόζη, ειδικά κατά το τελευταίο τρίμηνο της κύησης, οπότε ένα γρήγορο και υψηλής χωρητικότητας σύστημα μεταφοράς είναι απαραίτητο. Η πρόσληψη της μητρικής γλυκόζης γίνεται αρχικά μέσω της μικρολαχνώδους μεμβράνης της συγκυτιοτροφοβλάστης. Η μεταφορά της γλυκόζης διαμέσου του πλακούντα είναι μια διαδικασία υποβοηθούμενη από μέλη της οικογένειας GLUT των μεταφορέων γλυκόζης. Οι διαφορετικές ισομορφές της οικογένειας αυτής εμφανίζουν διαφορές στη κινητική, την εντόπιση και την ιστοειδικότητα. Έως σήμερα, 8 ισομορφές 78

80 (από τις 13 αναγνωρισμένες) της οικογένειας GLUT έχουν ταυτοποιηθεί σε επίπεδο mrna στον ανθρώπινο πλακούντα (Πίνακας 3.2). [*ND = notdone] Πίνακας Οικογένεια GLUT μεταφορέων διευκολυνόμενης διάχυσης και κατανομή τους στον πλακούντα 79

81 Ο GLUT1 είναι μια πανταχού παρούσα ισομορφή που εκφράζεται σχεδόν σε όλους τους ανθρώπινους ιστούς και θεωρείται η κύρια μορφή του μεταφορέα. Ευρίσκεται τόσο στη μικρολαχνώδη μεμβράνη όσο και στη βασική μεμβράνη της συγκυτιοτροφοβλάστης, με περίπου τρεις φορές μεγαλύτερη συγκέντρωση στην πρώτη. Το πρότυπο έκφρασης των ισομορφών GLUT στη συγκυτιοτροφοβλάστη είναι φανερά διαφορετικό στο πρώτο τρίμηνο της εγκυμοσύνης σε σχέση με το τέλος της. Ενώ υπάρχει υψηλή έκφραση του GLUT1 καθόλη τη διάρκεια της κύησης, η έκφραση των GLUT3 και των ινσουλινοευαίσθητων ισομορφών GLUT4 και 12 σε επίπεδο πρωτεΐνης, γίνεται στο συγκύτιο μόνο κατά το πρώτο τρίμηνο της κύησης. Στο τελευταίο τρίμηνο, ο GLUT3 περιορίζεται στα ενδοθηλιακά κύτταρα των εμβρυϊκών τριχοειδών και είναι σημαντικός για τη ρύθμιση των επιπέδων της γλυκόζης στην εμβρυϊκή κυκλοφορία. O GLUT4 ανιχνεύεται στα κύτταρα του στρώματος και είναι σημαντικός για τη μεταφορά και μετατροπή της γλυκόζης σε γλυκογόνο, ως απάντηση στην ινσουλίνη της εμβρυϊκής κυκλοφορίας [3,10,11]. Αμινοξέα Η μεταφορά των αμινοξέων διαμέσου του πλακούντα είναι βασική για την ανάπτυξη και τις μεταβολικές απαιτήσεις τόσο του εμβρύου όσο και του πλακούντα. Μειωμένη μεταφορά αμινοξέων οδηγεί σε υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη (IUGR). Οι συγκεντρώσεις των περισσότερων αμινοξέων, και κυρίως κάποιων εκ των βασικών, είναι υψηλότερες στο εμβρυϊκό απ ότι στο μητρικό πλάσμα, υποδηλώνοντας ενεργητική μεταφορά τους μέσω της συγκυτιοτροφοβλάστης. Το ενδοθήλιο των εμβρυϊκών τριχοειδών δε μοιάζει να αποτελεί ιδιαίτερο φραγμό στη μεταφορά των αμινοξέων [13]. Υπάρχουν 2 είδη μεταφοράς αμινοξέων: Η δευτερογενής ενεργητική μεταφορά, κατά την οποία η μεταφορά αμινοξέων από τη μητρική κυκλοφορία γίνεται ενεργητικά (ενάντια στη κλίση συγκέντρωσης) με συμμεταφορά Νa +, και η ανταλλαγή, κατά την οποία οι μεταφορείς ανταλλάσσουν ένα αμινοξύ της μητρικής ή της εμβρυϊκής κυκλοφορίας με ένα ουδέτερο, μη βασικό αμινοξύ που βρίσκεται στη συγκυτιοτροφοβλάστη, όπου έφτασε μέσω κάποιου άλλου συμμεταφορέα (Εικόνα 3.3). Δρώντας σε συνδυασμό, οι «συσσωρευτικοί» μεταφορείς (νατριοεξαρτώμενοι) και οι ανταλλάκτες (νατριοανεξάρτητοι) μπορούν να μεταφέρουν όλα τα βασικά αμινοξέα 80

82 στο έμβρυο. Τα μόνα που δε μεταφέρονται είναι τα μη-ουσιώδη αμινοξέα γλυκίνη, προλίνη, ασπαρτικό, ασπαραγίνη και γλουταμικό [14]. Εικόνα Ac= συσσωρευτικός μεταφορέας, Χ= ανταλλάκτης. Οι ενεργητικοί μεταφορείς ΤΑΤ1, LAT3 και LAT4 της βασικής μεμβράνης ταυτοποιήθηκαν πρόσφατα. Οι μεταφορείς αμινοξέων μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε διακριτά συστήματα, ανάλογα την ειδικότητα στο υπόστρωμα ή την εξάρτησή τους από το Νa + (Εικόνα 3.4). Ο ανθρώπινος πλακούντας εκφράζει πάνω από 20 διαφορετικούς μεταφορείς. Έτσι, υπάρχουν συστήματα μεταφοράς ουδέτερων αμινοξέων, συστήματα για κατιονικά αμινοξέα και συστήματα για ανιονικά αμινοξέα, ενώ κι αυτά είναι είτε νατριοεξαρτώμενα ή νατριοανεξάρτητα. Αρκετοί υποδοχείς ακόμα που βρίσκονται στη μικρολαχνώδη και τη βασική μεμβράνη αναμένονται να ταυτοποιηθούν. Εδώ αναφέρουμε τους κυριότερους: Το σύστημα Α αφορά τη συμμεταφορά μικρών, μη βασικών, ουδέτερων αμινοξέων όπως η αλανίνη, η γλυκίνη και η σερίνη. Δραστηριοποιείται και στις 2 μεμβράνες της συγκυτιοτροφοβλάστης, αλλά η μεγαλύτερη μεταφορά συμβαίνει στη μικρολαχνώδη. Αντίθετα, το σύστημα του συμμεταφορέα ASC βρίσκεται εντοπισμένο στη βασική μεμβράνη. Το σύστημα L μεταφέρει επίσης ουδέτερα αμινοξέα, αλλά είναι νατριοανεξάρτητο. Μεταφέρει κατά κύριο λόγο βασικά αμινοξέα (λευκίνη, φαινυλαλανίνη) ανταλλάσσοντάς τα με μη ουσιώδη. Όπως και το σύστημα Α έτσι και το σύστημα L παρουσιάζει ισχυρότερη δράση στη μικρολαχνώδη μεμβράνη. 81

83 Η ταυρίνη είναι ένα β-αμινοξύ με μεγάλο εύρος σημαντικών φυσιολογικών λειτουργιών για το έμβρυο, παρόλο που δεν αποτελεί μέρος πρωτεϊνών. Λόγω της αδυναμίας σύνθεσής του από το έμβρυο, είναι πολύ σημαντική η μεταφορά του, η οποία μεσολαβείται από το σύστημα β, το οποίο δρα επίσης κυρίως στη μικρολαχνώδη μεμβράνη. Το σύστημα y + είναι το κύριο σύστημα μεταφοράς κατιονικών αμινοξέων στη μικρολαχνώδη μεμβράνη, ενώ το y + L στη βασική μεμβράνη. Και τα δυο είναι νατριοανεξάρτητα, αν και το y + L μπορεί να μεταφέρει και ουδέτερα αμινοξέα παρουσία Νa +. Για τη μεταφορά των ανιονικών αμινοξέων κυριότερο είναι το σύστημα X - AG, το οποίο είναι νατριο- και κάλιο-εξαρτώμενο και παρόν και στις δυο μεμβράνες [13-15]. Λιπαρά Οξέα Τα λιπαρά οξέα είναι απαραίτητα στο έμβρυο για τη διατήρηση της ρευστότητας και διαπερατότητας των κυτταρικών μεμβρανών, ως πρόδρομες ουσίες σημαντικών χημικών ενώσεων, αλλά και ως πηγή ενέργειας. Τα λιπαρά οξέα προέρχονται κατά κύριο λόγο από δυο πηγές στη μητρική κυκλοφορία: τα μη εστεροποιημένα λιπαρά οξέα (NEFΑs) και τα εστεροποιημένα λιπαρά οξέα των τριγλυκεριδίων που μεταφέρονται από λιποπρωτεΐνες. Τα τριγλυκερίδια έχουν προταθεί ως κύρια πηγή λόγω της ουσιαστικής τους αύξησης κατά το τελευταίο τρίμηνο της κύησης συγκριτικά με τα NEFΑ. Τα λιπαρά οξέα, με τη μορφή τριγλυκεριδίων, καθίστανται διαθέσιμα για τη διαπλακουντιακή τους μεταφορά μέσω υδρόλυσης σε NEFA. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω λιπασών που εντοπίζονται στη μικρολαχνώδη μεμβράνη. Ο πλακούντας εκφράζει αρκετές λιπάσες, δυο εκ των οποίων δρουν στο εξωκυττάριο διαμέρισμα: Η λιποπρωτεϊνική λιπάση (LPL) και η ενδοθηλιακή λιπάση (EL). Ενώ η LPL υδρολύει κυρίως τα τριγλυκερίδια χυλομικρών και LDL, η HDL αποτελεί υπόστρωμα για την EL. Στον πλακούντα η EL ανευρίσκεται τόσο στη συγκυτιοτροφοβλάστη όσο και στο ενδοθήλιο των εμβρυϊκών τριχοειδών. Η δράση τόσο της LPL όσο και της EL μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της κύησης ενώ είναι και στόχος ρύθμισης πολλών παραγόντων. 82

84 Εικόνα Σχηματική αναπαράσταση επιλεγμένων νατριο-εξαρτώμενων ( ) και ανεξάρτητων ( ) συστημάτων μεταφοράς σε άνθρωπο και ποντίκι που δρούν τόσο στη κορυφαία μικρολαχνώδη όσο στη βασική μεμβράνη. Στη μέση είναι το όνομα του συστήματος. Τα υποστρώματα με bold αποτελούν τα απαραίτητα αμινοξέα. 83

85 Τα παραγόμενα NEFA, ως λιπόφιλες ουσίες, μπορούν να διαπεράσουν τις μεμβράνες με απλή διάχυση. Παρόλα αυτά, σε ιστούς με μεγάλη ανάγκη σε λιπαρά οξέα, η πρόσληψή τους μέσω διάχυσης είναι ανεπαρκής κι έτσι η μεταφορά τους υποβοηθάται από ένα μηχανισμό πρωτεϊνών-μεταφορέων. Έτσι και στον πλακούντα, υπάρχουν πολλές πρωτεΐνες που μεσολαβούν στη μεταφορά των λιπαρών οξέων (Εικόνα 3.5). Το ποσοστό συνεισφοράς της διάχυσης στη μεταφορά των λιπαρών οξέων στο έμβρυο είναι άγνωστο. Κάποιοι από τους μεταφορείς αυτούς ανήκουν στην οικογένεια FATP, η οποία αποτελείται από έξι μέλη, με τα πέντε να εκφράζονται στον ανθρώπινο πλακούντα (FATP1-4 και 6). Σε επίπεδο mrna οι FATP2, 4 και 6 εκφράζονται περισσότερο. Εκτός από τους FATP, στις μεμβράνες της συγκυτιοτροφοβλάστης εκφράζεται μια ειδική για τον πλακούντα πρωτεϊνη που δεσμεύει λιπαρά οξέα (pfabppm) και η τρανσλοκάση των λιπαρών οξέων (FAT). Η πρώτη βρίσκεται αποκλειστικά στην μικρολαχνώδη μεμβράνη και παρουσιάζει υψηλή συγγένεια για τα μακράς αλύσου πολυακόρεστα λιπαρά οξέα. Άλλες πρωτεΐνες που συνδέονται με τα λιπαρά οξέα είναι οι δεσμευτικές πρωτεΐνες του κυτοσολίου της τροφοβλάστης (FABPs), οι οποίες μεταφέρουν τα λιπαρά οξέα ενδοκυττάρια, ή προς εστεροποίηση ή για β-οξείδωση ή, τέλος, για μεταφορά στο έμβρυο. Στον πλακούντα εκφράζονται τέσσερεις ισομορφές των FABP, οι FABP1, 3, 4 και 5 [15-17]. Γ. Μεταβολές στην Κύηση Η πλειοψηφία των πρώτων ερευνών που εξέταζαν τους μηχανισμούς μεταφοράς εστίαζαν στον πλακούντα του τελευταίου τριμήνου της κύησης. Οι ανάγκες του εμβρύου όμως σε θρεπτικά συστατικά μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια της κύησης. Επειδή κατά το τρίτο τρίμηνο το μέγεθος του εμβρύου ξεπερνά αυτό του πλακούντα, είναι επόμενο να υπάρχει αυξημένη έκφραση ή δράση των μεταφορέων για μια αποδοτικότερη πρόσληψη ουσιών. Πρόσφατες μελέτες σε μεμβράνες το πρώτο τρίμηνο της κύησης, έδειξαν αρκετές αλλαγές στη δράση και την έκφρασή τους. 84

86 Εικόνα 3.5 Η κατανομή των δεσμευτικών πρωτεϊνών στις μεμβράνες της συγκυτιοτροφοβλάστης και στο κυτταρόπλασμά της. Προσλαμβάνονται μόνο τα ελεύθερα μη εστεροποιημένα λιπαρά οξέα και η μεταφορά τους είναι αμφίδρομη σε κάθε μεμβράνη. Οι FABP ονομάζονται εδώ L-FABP και Η-FABP γιατί εντοπίστηκαν πρώτα στο ήπαρ και τη καρδιά αντίστοιχα. Έχουν γίνει επίσης αναφορές εξαγωγής φωσφολιπιδίων, χοληστερόλης και τριγλυκεριδίων στην εμβρυϊκή κυκλοφορία (πάνω δεξιά). Για παράδειγμα, η δράση των συστημάτων Α και y + μεταφοράς των αμινοξέων αυξάνεται το τρίτο τρίμηνο σε σχέση με το πρώτο, την ώρα που το σύστημα y + L ελαττώνει τη δράση του κατά τη διάρκεια της κύησης ενώ το σύστημα β παραμένει ανεπηρέαστο [4,13,15]. Η δράση τόσο των λιποπρωτεϊνικών όσο και των ενδοθηλιακών λιπασών αυξάνεται κατά τη διάρκεια της κύησης, ενισχύοντας έτσι το υπόστρωμα των μεταφορέων και επομένως τη μεταφορά τους. Μεγάλη διαφορά υπάρχει και στην έκφραση των GLUT μεταφορέων της γλυκόζης, όπως προαναφέρθηκε. Κατά τη διάρκεια της κύησης συμβαίνει ρύθμιση προς τα άνω των GLUT1 με ταυτόχρονη ρύθμιση προς τα κάτω των 85

87 GLUT3 και 4. Αυτό συνοδεύεται και από αλλαγή της εντόπισης των GLUT12 υποδοχέων, από τη συγκυτιοτροφοβλάστη κατά το πρώτο τρίμηνο στο εμβρυϊκό ενδοθήλιο στο τελευταίο [4,11,15,17]. Τέλος, ακόμη και οι ανταλάκτες Na + -H + όπως και η Ca ++ -ATPάση έχουν, σύμφωνα με μελέτες, υψηλότερη δράση στο τέλος της κύησης απ ότι το πρώτο τρίμηνο, αν και η συνολική μεταφορά ιόντων φαίνεται να μειώνεται με τη πρόοδο της κύησης [4]. Ρυθμιστικοί παράγοντες των μεταφορέων Η έκφραση και δράση των μεταφορέων της συγκυτιοτροφοβλάστης ρυθμίζεται από σήματα που προέρχονται από τη μητέρα, το έμβρυο αλλά και τον ίδιο τον πλακούντα (Εικόνα 3.6). Μητρικοί παράγοντες είναι η προσφορά των θρεπτικών συστατικών στον πλακούντα και κυρίως οι διάφορες μεταβολικές ορμόνες. Η μικρολαχνώδης μεμβράνη της συγκυτιοτροφοβλάστης εκφράζει πολυάριθμους υποδοχείς ορμονών, όπως υποδοχείς για την ινσουλίνη, τη λεπτίνη και τον IGF-I. Σήματα από τον πλακούντα που ρυθμίζουν τη μεταφορά προέρχονται από αποτυπωμένα γονίδια [18], ενώ άλλες οδοί περιλαμβάνουν την έκκριση κυτοκινών και ορμονών, καθώς και το mtor (mammalian target of rapamycin) [15]. Στον πίνακα 3.3 αναγράφεται η ρύθμιση των παραγόντων σε σχέση με διάφορες επιπλοκές της κύησης. Οι παράγοντες αυτοί αναλύονται στη συνέχεια. Εικόνα 3.6 Συγκεντρώσεις θρεπτικών συστατικών Η «προσαρμοστική ρύθμιση» αποτελεί ένα πολύ γνωστό κυτταρικό ομοιοστατικό μηχανισμό που περιλαμβάνει αλλαγή στη δραστηριότητα ενός υποδοχέα ως απάντηση στα μεταβαλλόμενα επίπεδα του υποστρώματός του (ρύθμιση προς τα άνω ή προς τα κάτω). Γενικά, υπάρχουν στοιχεία που στηρίζουν την αντιστρόφως ανάλογη σχέση της 86

88 δράσης των μεταφορέων της γλυκόζης, των αμινοξέων και των λιπαρών οξέων με τις συγκεντρώσεις των υποστρωμάτων τους, ενώ αυτή η προσαρμοστική ρύθμιση μπορεί να αποδειχθεί in vitro. Όμως in vivo, ο συνδυασμός των μηχανισμών ρύθμισης καλύπτει τις ξεχωριστές απαντήσεις των κυττάρων στα διαφορετικά επίπεδα θρεπτικών συστατικών, υπονοώντας ότι άλλοι παράγοντες ασκούν μεγαλύτερη επιρροή στη ρύθμιση της μεταφοράς τους. Ταυτόχρονα τα ίδια τα θρεπτικά συστατικά πιθανόν επηρεάζουν την πρόσληψη άλλων θρεπτικών συστατικών, π.χ. η γλυκόζη προκαλεί αύξηση της δράσης του συστήματος L των αμινοξέων και μείωση του συστήματος β, ενώ τα λιπαρά οξέα προκαλούν αύξηση της δράσης του συστήματος Α των αμινοξέων [3,15]. Ινσουλίνη Η συγκυτιοτροφοβλάστη είναι ινσουλινοευαίσθητος ιστός, με την έννοια ότι η ινσουλίνη φέρεται να αυξάνει τη δράση του συστήματος Α των αμινοξέων, των μεταφορέων γλυκόζης και των λιποπρωτεϊνικών λιπασών. Η ρύθμιση των ουσιών αυτών από την ινσουλίνη παρουσιάζει διαφορές ανάλογα την ηλικία κύησης, λόγω ποικιλίας στις διαθέσιμες πρωτεΐνες-μεταφορείς και έκφρασης των υποδοχέων ινσουλίνης. Για παράδειγμα, οι ινσουλινοευαίσθητοι υποδοχείς GLUT4 και GLUT12 εκφράζονται κυρίως κατά το πρώτο τρίμηνο στη συγκυτιοτροφοβλάστη και έρευνες υποστηρίζουν ότι η ινσουλίνη διεγείρει την πρόσληψη γλυκόζης μόνον τότε. Επιπρόσθετα, η μητρική ινσουλίνη ρυθμίζει τη δράση των μεταφορέων κυρίως στο πρώτο τρίμηνο της κύησης, όταν και οι υποδοχείς της ινσουλίνης εντοπίζονται στη μικρολαχνώδη μεμβράνη. Η πλειοψηφία τους μετατοπίζεται στο εμβρυϊκό ενδοθήλιο κατά το τρίτο τρίμηνο, μαζί με τους GLUT12 υποδοχείς [3,15]. Γλυκοκορτικοειδή Η πλακουντιακή 11-β-υδροξυστεροειδο-δεϋδρογονάση τύπου 2 (11β-HSD-2) περιορίζει την ελεύθερη μεταφορά κορτιζόλης μεταξύ μητρικής και εμβρυϊκής κυκλοφορίας μετατρέποντας τη κορτιζόλη σε κορτιζόνη. Παρά ταύτα, συνθετικά κορτικοστεροειδή όπως η δεξαμεθαζόνη είναι πτωχά υποστρώματα για την 11β-HSD-2 και διαπερνούν εύκολα τον πλακούντα. Χρόνια έκθεση σε αυξημένα επίπεδα κορτιζόλης προκαλεί ρύθμιση προς τα άνω του συστήματος Α των αμινοξέων και ρύθμιση προς τα κάτω της δραστικότητας των λιποπρωτεϊνικών λιπασών. In vitro πειράματα 87

89 υποδηλώνουν πιθανή ρύθμιση προς τα κάτω και των GLUT1 και 3 μεταφορέων της γλυκόζης [3,15]. Αυξητικοί Παράγοντες Η αυξητική ορμόνη (GH) διεγείρει την πρόσληψη γλυκόζης κατά το τελευταίο τρίμηνο. Οι αυξητικοί παράγοντες που ομοιάζουν με την ινσουλίνη (IGFs), και ιδιαίτερα ο IGF-Ι ρυθμίζουν ισχυρότερα τη μεταφορά των θρεπτικών συστατικών. Οι υποδοχείς των IGF εκφράζονται κυρίως στη μικρολαχνώδη μεμβράνη κι έτσι τα μητρικά επίπεδα της IGF είναι εκείνα που ρυθμίζουν τη μεταφορά. Μείωση στα επίπεδα των IGF επιφέρει μείωση στη μεταφορά τόσο της γλυκόζης όσο και των αμινοξέων, οδηγώντας σε IUGR. Αύξηση των επιπέδων της IGF-Ι προκαλεί και μείωση της δράσης της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης [3,15]. Οξυγόνο και οξειδωτικό stress Τόσο η έλλειψη οξυγόνου όσο και το οξειδωτικό stress επηρεάζoυν τη μεταφορά κυρίως των αμινοξέων και της γλυκόζης. Και οι δυο καταστάσεις προκαλούν μείωση της μεταφοράς των θρεπτικών συστατικών in vivo (η υποξία in vitro προκαλεί αύξηση της έκφρασης GLUT1 υποδοχέων). Ιδιαίτερα το οξειδωτικό stress προκαλεί μείωση στη μεταφορά της ταυρίνης (σύστημα β) [3,15]. Αδιποκίνες Αφορούν κυρίως στη λεπτίνη, την ιντερλευκίνη-6 και τον TNF-α. Υποδοχείς λεπτίνης εκφράζονται επίσης στη μικρολαχνώδη μεμβράνη της συγκυτιοτροφοβλάστης. Προκαλεί ρύθμιση προς τα πάνω του συστήματος Α των αμινοξέων αλλά και των FAT. Η IL-6 ρυθμίζει επίσης το σύστημα Α προς τα πάνω ενώ ενισχύει τη συσσώρευση λιπιδίων στον πλακούντα. Παρόμοια δράση φαίνεται ότι έχει και ο TNF-α [15]. mtor Το ένζυμο αυτό, που ονομάζεται «στόχος της ραπαμυκίνης στα θηλαστικά» είναι μια κινάση σερίνης/θρεονίνης και αποτελεί σημαντικό ρυθμιστή ανάπτυξης για κύτταρα αλλά και ολόκληρα όργανα. Έτσι, ο mtor παίζει ουσιαστικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό της 88

90 τροφοβλάστης ως απάντηση στη γλυκόζη. Η αύξηση του mtor σηματοδοτεί αύξηση της μεταφοράς αμινοξέων από τα συστήματα Α, L και β [15]. Πίνακας 3.3 Παράγοντες που επηρεάζονται σε επιπλοκές της κύησης και η δράση τους στη μεταφορά των θρεπτικών συστατικών. Οι παράγοντες επηρεάζονται είτε στη μητρική (m), είτε στην εμβρυϊκή κυκλοφορία (f), είτε στον πλακούντα (p). Δ. Μεταφορά Φαρμάκων Οι εγκυμονούσες μητέρες χρειάζεται συχνά να λαμβάνουν φαρμακευτική αγωγή για την αντιμετώπιση λοιμώξεων, επιληπτικών κρίσεων, της υπέρτασης ή καταστάσεων σχετιζομένων με την κύηση όπως κατάθλιψη, ναυτία και σακχαρώδης διαβήτης της κύησης. Έρευνα έδειξε ότι το 64% των εγκύων των ΗΠΑ έλαβε τουλάχιστον ένα 89

91 συνταγογραφημένο φάρμακο εντός των 9 μηνών της εγκυμοσύνης της, ενώ ένα σεβαστό ποσοστό αυτών έλαβε πιθανά τερατογόνα [19]. Τα περισσότερα φάρμακα διαπερνούν τον πλακουντιακό φραγμό μέσω απλής διάχυσης σε κάποιο βαθμό, ο οποίος εξαρτάται από τις φυσικοχημικές (μοριακό βάρος, λιποδιαλυτότητα, pk a ) ή/και τις φαρμακοκινητικές (Τ 1/2, μεταβολισμός) ιδιότητες του φαρμάκου. Η μεταφορά του φαρμάκου στην εμβρυϊκή κυκλοφορία μπορεί να είναι ευεργετική για το έμβρυο, μπορεί όμως να αποβεί και καταστροφική. Για το λόγο αυτό ο πλακούντας, εκτός από τους μεταφορείς των θρεπτικών ουσιών, διαθέτει και πολυάριθμους ενεργητικούς μεταφορείς ξενοβιοτικών ουσιών, κυρίως ως μηχανισμό άμυνας. Αυτοί μεταφέρουν επιλεκτικά ή/και αποβάλλουν τα τοξικά τους υποστρώματα, ρυθμίζοντας κατά βάση το χημικό περιβάλλον του εμβρύου. Στον πλακούντα βρίσκονται τόσο μεταφορείς εκροής (efflux transporters) όσο και μεταφορείς εισροής (influx transporters) [20]. Οι τελευταίοι μπορούν να λειτουργήσουν ταυτόχρονα και ως μεταφορείς εκροής ανάλογα με την κλίση συγκέντρωσης. Οι μεταφορείς εκροής ανήκουν κυρίως στην οικογένεια ABC (ATP-binding cassette). Αυτοί είναι: η P-γλυκοπρωτεΐνη (P-gp) (ή αλλιώς πρωτεΐνη αντίστασης σε πολλαπλά φάρμακα - ABCB1/MDR1), οι πρωτεΐνες σχετιζόμενες με πολλαπλή αντίσταση (MRPs ή ABCC1-13) και οι πρωτεΐνες αντίστασης στον καρκίνο του μαστού (BCRPs ή ABCG2). Εάν ο μεταφορέας βρίσκεται στη μικρολαχνώδη μεμβράνη, το ξενοβιοτικό υπόστρωμα μεταφέρεται στην μητρική κυκλοφορία. Αντίθετα εάν εντοπίζεται στη βασική μεμβράνη, η ουσία καταλήγει στην εμβρυϊκή κυκλοφορία. Η P-γλυκοπρωτεΐνη εκφράζεται αποκλειστικά στη μικρολαχνώδη μεμβράνη και αποβάλλει από τον πλακούντα ένα ευρύ φάσμα λιπόφιλων ουσιών όπως αντιμικροβιακά, αντιϊικά, αντιαρρυθμικά, αντικαρκινικά φάρμακα, καθώς και συνθετικά αλλά και ενδογενή στεροειδή. Η δράση της μειώνει την έκθεση του εμβρύου σε τοξικά ξενοβιοτικά ενώ ταυτόχρονα το προστατεύει και από τοξικές δόσεις ευεργετικών για το ίδιο φαρμάκων (π.χ. αντιρετροϊκοί αναστολείς πρωτεασών). Η έκφρασή της είναι υψηλή κατά το πρώτο τρίμηνο της κύησης, ενώ φθίνει κατακόρυφα προς το τέλος της [20,21]. Οι ΒCRP χαρακτηρίζονται ως μισοί μεταφορείς διότι διαθέτουν έξι διαμεμβρανικές περιοχές, αντί για δώδεκα που διαθέτουν οι άλλοι ABCs. Ευρίσκονται κι αυτοί στη μικρολαχνώδη μεμβράνη. Παρόλο που έχουν κάποια αποκλειστικά υποστρώματα, τα περισσότερα αλληλεπικαλύπτονται με αυτά της P-gp, με μόνη διαφορά στη συγγένεια. 90

92 Ασκούν προστατευτική δράση στο έμβρυο, ενώ φέρεται να έχουν και φυσιολογική δράση ρύθμισης της παραγωγής ενδογενών οιστρογόνων από τον πλακούντα. Η έκφρασή τους αντίθετα με τους άλλους μεταφορείς αυξάνεται κατά τη διάρκεια της κύησης [20-22]. Οι MRPs διαφέρουν από τις P-gp και τις BCRP αλλά και μεταξύ τους. Έχουν αναγνωριστεί δεκατρία διαφορετικά μέλη της οικογένειάς τους, αλλά τα πιο μελετημένα στον πλακούντα είναι τα MRP1 και MRP2. Ο MRP1 εντοπίζεται κυρίως στη βασική μεμβράνη της συγκυτιοτροφοβλάστης και στο ενδοθήλιο των εμβρυϊκών τριχοειδών, με διφορούμενο ρόλο. Ο MRP2 εντοπίζεται στη μικρολαχνώδη μεμβράνη και φαίνεται να διαδραματίζει προστατευτικό ρόλο. Ελάχιστες πληροφορίες υπάρχουν προς το παρόν για την έκφραση και ρύθμισή τους κατά τη διάρκεια της κύησης. [21] Στους μεταφορείς εισροής/εκροής ανήκουν ο ΕΜΤ/ΟCT3 που είναι υπεύθυνος για τη μεταφορά ντοπαμίνης και νορεπινεφρίνης (ενώ αντιδρά και με αμφεταμίνες και αντικαταθλιπτικά), οι hent1 και 2, υπεύθυνοι για τη μεταφορά νουκλεοτιδικών αναλόγων, και ο μεταφορέας καρνιτίνης (OCTN2), που βρίσκεται και στον αιματεγκεφαλικό φραγμό. Στον Πίνακα 3.4 αναφέρονται όλοι οι γνωστοί μεταφορείς ξενοβιοτικών [20]. Οι πληροφορίες για τη ρύθμιση των μεταφορέων φαρμάκων είναι λίγες. Κυρίως για τις P-gp και BRCP που είναι καλύτερα μελετημένες, μελέτες θεωρούν πως ρυθμίζονται από γονίδια, και επηρεάζονται από την ενδογενή παραγωγή ουσιών όπως και από λοιμώξεις και καταστάσεις υποξίας. Συγκεκριμένα, η προγεστερόνη και τα οιστρογόνα ρυθμίζουν προς τα άνω την έκφραση της P-gp και της BRCP in vitro, ενώ και τα γλυκοκορτικοειδή ρυθμίζουν προς τα κάτω την έκφραση της πρώτης. Φλεγμονώδεις κυτοκίνες (IL-6, TNFα) επίσης φέρονται να αναστέλλουν την έκφραση των P-gp και BRCP, ενώ η υποξία σχετίζεται με αυξημένη έκφρασή τους. Κάτι τέτοιο αναγνωρίσθηκε ιδιαίτερα σε πλακούντες πρώτου τριμήνου όπου η αγγείωση είναι πολύ χαμηλή, αλλά και σε πλακούντες επί προεκλαμψίας [21]. 91

93 Πίνακας 3.4 Ε. Νοσήματα που επηρεάζουν τη διαπλακουντιακή μεταφορά Οι σπειροειδείς αρτηρίες του ενδομητρικού βλεννογόνου της περιοχής εμφυτεύσεως, μεταξύ 12 ης -30 ης εβδομάδας κυήσεως παρουσιάζουν 4-πλάσια αύξηση της διαμέτρου τους, ενώ χάνουν πολλά από τα μυϊκά και ελαστικά στοιχεία του τοιχώματος τους. Η εκφύλιση ή/και η νέκρωση του ενδοθηλίου και των ιστών των αγγείων υπό την επίδραση των τροφοβλαστικών στοιχείων που τα διηθούν, τα μετατρέπει σε ανελαστικούς σωλήνες. [23] Επί υπερτασικών καταστάσεων της μητέρας (προεκλαμψία) παρατηρούνται αλλοιώσεις των αγγείων, που περιορίζονται στην φθαρτική μοίρα τους και έχουν τα εξής τα παθολογοανατομικά χαρακτηριστικά: πάχυνση του έσω χιτώνα, ινιδοειδής νέκρωση του τοιχώματος, οξεία αθηρωμάτωση (με αποτέλεσμα ελαττωμένη αιματική ροή), οι πλακούντες εμφανίζουν στοιχεία ενδεικτικά ισχαιμίας (όπως έμφρακτα και ανώμαλες 92

94 μικρές λάχνες, αποπλατυσμένη συγκυτιοτροφοβλάστη και αύξηση των συγκυτιακών κόμβων - στοιχεία ενδεικτικά χαμηλής αιματικής ροής-). [23] Οι αλλοιώσεις αυτές εμφανίζονται σε υπερτασικές μητέρες και σε ασθενείς με διαταραχές αντιφωσφολιπιδικών αντισωμάτων. Σε περιπτώσεις προεκλαμψίας έχει απομονωθεί επίσης ο παράγοντας Eνδοθηλίνη-1, ο οποίος παρουσιάζει αυξημένη δραστηριότητα σε διάφορες καταστάσεις όπως: μύλη κύηση, πολύδυμες κυήσεις και ύδρωπας. Eνδοθηλίνη-1,2 παράγεται σε αυξημένα επίπεδα και επί χοριοαμνιονίτιδας καθώς και σε περιπτώσεις πρόωρου τοκετού. Αλλοιώσεις του πλακούντα που οφείλονται σε αγγειακές διαταραχές 1. Εναποθέσεις ινικής 2. Έμφρακτα, πρόσφατα (ερυθρά), παλαιά (λευκά) 3. Εναποθέσεις ινιδοειδούς ουσίας 4. Ανάπτυξη αιματώματος κυρίως οπισθοπλακουντιακά 5. Μαζική υποχοριονική θρόμβωση 6. Αλλοιώσεις σε χαμηλή μητροπλακουντιακή αιματική ροή 7. Ανεπάρκεια του πλακούντα 1. Εναποθέσεις ινικής : με τον όρο «ινική» περιγράφεται άμορφη ομοιογενής ηωσινόφιλη (κόκκινης απόχρωσης) ουσία η οποία πιθανότατα αντιστοιχεί σε εναποθέσεις ανοσοσυμπλεγμάτων στον ώριμο πλακούντα. Η ινική εντοπίζεται κυρίως υπό το χοριονικό πέταλο και κατά την περιφέρεια του πλακούντα. Ινική επίσης παρατηρείται: α) στην επιφάνεια της λάχνης όπου θεωρείται ότι υποδηλώνει καταστροφή ή διαταραχές της λειτουργικότητας της τροφοβλάστης, β) υπό την επιφάνεια των λαχνών στο διάμεσο στρώμα, γ) στην κεντρική μοίρα του υποστρώματος των λαχνών, που υποδεικνύουν συνήθως προβλήματα της εμβρυικής κυκλοφορίας, δ) ενίοτε περιβάλλει μια λάχνη ή και ομάδα λαχνών. Οι λάχνες τότε φαίνονται να διαχωρίζονται από ινική και συχνά συνυπάρχει πάχυνση της βασικής μεμβράνης τους. Αύξηση της περιλαχνιαίας ινικής παρατηρείται σε καταστάσεις ελαττωμένης αιματικής ροής. Γενικά, η παρουσία εναποθέσεως ινικής στον ώριμο πλακούντα δεν έχει ιδιαίτερη κλινική σημασία και σπανίως είναι τόσο εκτεταμένη ώστε να προκαλεί βλάβες στο έμβρυο. Αξίζει να σημειωθεί ότι παρόμοια εικόνα δίνουν μικροέμφρακτα που 93

95 προκαλούνται από κωλύματα της μητρικής κυκλοφορίας. Εναποθέσεις ινικής σε έκταση που καταλαμβάνει μέχρι 3% της επιφάνειας των λαχνών δεν έχουν κλινική σημασία. Η παρουσία, ωστόσο, ινικής σε ποσοστό >3% της επιφάνειας των λαχνών θεωρείται παθολογική. Η εναπόθεση αρχίζει υπό μορφή όζου ινικής υπό την συγκυτιοτροφοβλάστη ή επί τα εκτός της βασικής μεμβράνης. Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται σε περιπτώσεις προεκλαμψίας, σακχαρώδη διαβήτη της μητέρας και ασυμβατότητα Rhesus, οφείλεται δε πιθανότατα σε ανάπτυξη ανοσολογικής αντίδρασης έναντι των τροφοβλαστικών στοιχείων. 2. Έμφρακτα: Είναι περιοχές ισχαιμικής νεκρώσεως του πλακούντα που οφείλονται σε απόφραξη σπειροειδούς αρτηρίας του ενδομητρίου ή σε διαταραχές της μητρικής κυκλοφορίας λόγω νόσου της μητέρας, του τύπου της τοξιναιμίας. Διακρίνονται πρόσφατα (ερυθρά) και παλαιά (λευκά). Μικροσκοπικά παρατηρούνται εναποθέσεις ινικής γύρω από συρρέουσες λάχνες. Είναι δυνατόν να συνυπάρχει φλεγμονώδη αντίδραση. Μικροδιαφυγές αίματος από την εμβρυική κυκλοφορία, όπως παρατηρείται σε υπερώριμους πλακούντες και σε αιμορραγική διάθεση του εμβρύου προκαλούν σχηματισμό αιμορραγικών θρόμβων με πεταλώδη διάταξη των στοιχείων, επί τα εκτός των οποίων περιφερικά παρατηρούνται λάχνες. 3. Το ινιδοειδές. Διακρίνονται δυο τύποι: α) Ινιδοειδές τύπου ινικής και β) ινιδοειδές που σχηματίζεται από στοιχεία της θεμέλιας ουσίας. Αποτελείται από ινική, λευκωματίνες, ανοσοσφαιρίνες, σιαλικό και σιαλνανλουρονικό οξύ. Το ινιδοειδές συνήθως εναποτίθεται: Περί τις λάχνες (ινιδοειδές του Rohr): Είναι δυνατό να προκαλέσει απώλεια συγκυτιοτροφοβλάστης, ίνωση του στρώματος των λαχνών και ελάττωση του αριθμού των αγγείων, λόγω θρόμβωσης μητριαίων αγγείων του μεσολαχνίου χώρου. Περιγράφεται μαζική εναπόθεση ινιδοειδούς με απότοκο υποξαιμία-οξέωση του εμβρύου. Υπό το χοριονικό πέταλο: Παρατηρείται σε 20% των πλακούντων και οφείλεται σε διαταραχές ροής του μητρικού αίματος, σχηματισμό θρόμβων ή/και αλλαγή της ροής. Συνήθως δεν έχει κλινική σημασία. Μεταξύ των λαχνών. Είναι εντόπιση ασυνήθης. Περιγράφεται ινιδοειδής νέκρωση των λαχνών η οποία θεωρείται ένδειξη γήρανσης των λαχνών. 4. Οπισθοπλακουντιακό αιμάτωμα. Αποτελεί συλλογή αίματος μεταξύ βασικού πετάλου του πλακούντα και τοιχώματος της μήτρας. Θεωρείται συχνή επιπλοκή της προεκλαμψίας και συνδέεται με πρόωρη αποκόλληση του πλακούντα. Το μέγεθός του 94

96 είναι ποικίλο, η χροιά του ερυθρόφαιη και η σύσταση μαλθακή. Αποσπάται εύκολα από την επιφάνεια της μήτρας. Μικροσκοπικά έχει υφή οργανωμένου θρόμβου και διηθείται από φλεγμονώδη κύτταρα. 5. Μαζική υποχοριονική θρόμβωση. Χαρακτηρίζεται από την παρουσία ζώνης πηγμένου αίματος πάχους 1 εκ. τουλάχιστον, υπό το χοριονικό πέταλο που το αποχωρίζει από τις υποκείμενες λάχνες. Είναι συνήθως ερυθροί, πρόσφατοι θρόμβοι και προβάλλουν σαν όζοι στην αμνιακή κοιλότητα. Έχουν υφή ιστολογικά οργανωμένων θρόμβων χωρίς λάχνες. Κλινική σημασία αποκτά όταν είναι μαζική και προκαλεί βλάβη του εμβρύου. Η αιτιολογία και η παθογένεσή της είναι άγνωστη. 6. Ο πλακούντας επί χαμηλής μητροπλακουντιακής αιματικής ροής παρουσιάζει διαταραχές που εξαρτώνται από τη διάρκεια και τη βαρύτητα της χαμηλής αιματικής ροής. Εκδηλώνονται ως έμφρακτα, ισχαιμικές αλλοιώσεις, παρουσία λάχνων χωρίς αγγεία στο στρώμα, εμπύρηνων ερυθρών και θρόμβων. Επίσης παρατηρείται αιμορραγική ενδαγγειίτιδα (κατεσπασμένα ερυθρά σε θρομβωμένα εμβρυϊκά αγγεία χωρίς φλεγμονή). Στα αίτια της χαμηλής μητροπλακουντιακής ροής περιλαμβάνονται η προεκλαμψία, η υπερτασική νόσος της κυήσεως, η διαβητική αγγειοπάθεια, ο συστηματικός ερυθηματώδης λύκος όπως και η επίδραση διαφόρων φαρμάκων. Επίσης, υπάρχουν ενδείξεις ότι η χαμηλή αιματική παροχή συνδυάζεται με υπολειπόμενη ανάπτυξη του εμβρύου και παρουσία εμπύρηνων ερυθρών μέχρι το τέλος της κυήσεως. Όσον αφορά στην αξιολόγηση της παρουσίας των εμπύρηνων ερυθρών πρέπει να αναφερθεί πως επί χαμηλής παροχής αίματος στον πλακούντα προκαλείται αύξηση της παραγωγής της εμβρυϊκής ερυθροποιητίνης και αυξημένη παραγωγή των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Η παρουσία τους σε ώριμους πλακούντες είναι ενδεικτική ανοξίας ή απώλειας αίματος (ρήξη αγγείων, αποκόλληση). Η αύξηση των εμπύρηνων ερυθρών απαντάται επίσης σε σακχαρώδη διαβήτη, σύνδρομο μετάγγισης-διδύμων, τριπλοειδία, τρισωμίες, ασυμβατότητα Rh, σηπτικές καταστάσεις και ρήξη αγγείων λόγω ανώμαλης πρόσφυσής τους. Συνοπτικά, στοιχεία ενδεικτικά ελαττωμένης αιματικής ροής του πλακούντα είναι: -έμφρακτα στην κεντρική μοίρα του πλακούντα -αύξηση των συγκυτιακών κόμβων των λαχνών -αύξηση της περιλάχνιας ινικής -άφθονο ινιδοειδές, διάχυτο ή πολυεστιακό 95

97 Η εμβρυϊκή απάντηση σε χαμηλή μητροπλακουντιακή παροχή φαίνεται από: -την αύξηση των εμπύρηνων ερυθρών -τη θρόμβωση εμβρυϊκών αγγείων -την παρουσία ενδαγγειίτιδας αιμορραγικής -την παρουσία λάχνων χωρίς αγγεία στο στρώμα -αιμορραγία μεσολαχνίου χώρου Το φαινόμενο της χοριοαγγείωσης (10 ή >10 περιοχές του πλακούντα με 10 ή >10 λάχνες που περικλείουν 10 ή >10 αυλούς τριχοειδών αγγείων) παρατηρείται σε μακροχρόνια ελαττωμένη αιμάτωση ή υποξαιμία του πλακούντα. 7. Ανεπάρκεια πλακούντα. Ο όρος «πλακουντιακή ανεπάρκεια» είναι ασαφής και αμφιλεγόμενος. Από αρκετούς ερευνητές θεωρείται ξεχωριστή οντότητα με ορισμένα χαρακτηριστικά και κλινική σημασία. Γενικά, οι μικροί πλακούντες και πλακούντες που συνοδεύουν μικρά για την ηλικία έμβρυα θεωρούνται ως «ανεπαρκείς». Η ελάττωση της λειτουργικής μάζας του πλακούντα λόγω πολλαπλών εκτεταμένων εμφράκτων που καταλαμβάνουν >30% της μάζας ευθύνεται για την ανεπάρκεια αυτή. Η εγκατάσταση ανεπάρκειας εξαρτάται από την ταχύτητα απώλειας ενεργού μάζας του πλακούντα σε συνδυασμό με τον όγκο της απώλειας αυτής. Η αγγειακή νόσος της μητέρας (υπέρταση) ή η ύπαρξη χρωμοσωμιακών ανωμαλιών του τύπου των τρισωμιών και η εξάρτηση της μητέρας από φαρμακευτικές ουσίες θεωρούνται παράγοντες ανάπτυξης πλακουντιακής ανεπάρκειας. [23] Η μορφολογία των λάχνων συχνά δίνει πληροφορίες σχετικά με την επάρκεια και λειτουργικότητα ή όχι του πλακούντα: -Η ατροφία των λάχνων υποσημαίνει ελαττωμένη εμβρυϊκή κυκλοφορία. -Ωριμότητα των λαχνών δυσανάλογη με την ηλικία του πλακούντα υποσημαίνει ελαττωμένη μητρική κυκλοφορία περί τις λάχνες. -Ανώμαλη ωρίμανση του πλακούντα με εστιακά οιδηματώδεις λάχνες και παρουσία μικρών ατροφικών λαχνών, συνοδεύουν συνήθως συγγενείς ανωμαλίες του εμβρύου του τύπου της τρισωμίας

98 -Η παρουσία λάχνων με πολλά εμβρυϊκά ερυθροκύτταρα (εμπύρηνα) μετά το πρώτο τρίμηνο της κυήσεως υποσημαίνει χρόνια αναιμία ή/και χρόνια υποξία του εμβρύου. -Η γενικευμένη παρουσία οιδηματωδών λαχνών υποδηλώνει συχνά ειδικές λοιμώξεις (τοξόπλασμα, κυτταρομεγαλοϊός, σύφιλη). Ο πλακούντας επί υπολειπόμενης ενδομήτριας ανάπτυξης παρουσιάζει: - Λάχνες μικρές, κυτταροβριθείς - Εναποθέσεις ινικής γύρω από τις λάχνες σε μεγάλη έκταση - Παρουσία πλακουντίτιδας, είτε υπό τη μορφή χοριοαμνιονίτιδας είτε υπό μορφή λαχνίτιδος, είτε γενικευμένη - Απόφραξη εμβρυϊκών αγγείων - Εναποθέσεις μηκωνίου στους υμένες, εύρημα συνδυαζόμενο και με ανοξία του εμβρύου - Συστροφή-κόμβους ομφαλίου λώρου Υπερπηκτικές καταστάσεις και κύηση Οι έγκυες που πάσχουν από κληρονομικές διαταραχές των φυσικών ανασταλτών της πήξης (ανεπάρκεια πρωτεΐνης C και αντιθρομβίνης ΙΙΙ) εμφανίζουν αυξημένη προδιάθεση για θρόμβωση. Σε έλλειψη πρωτεΐνης C η συχνότητα της εν τω βάθει φλεβικής θρόμβωσης κατά τη διάρκεια της κύησης υπολογίζεται σε 25%, ενώ σε έλλειψη της αντιθρομβίνης ΙΙΙ, που είναι η συχνότερη αιτία συγγενούς θρομβοφιλίας, θρομβωτικά επεισόδια εμφανίζονται στο 70% των περιπτώσεων. Η ιδιοπαθής ή πρωτοπαθής θρομβοκυτταραιμία είναι το μοναδικό μυελουπερπλαστικό σύνδρομο που προσβάλλει αρκετά συχνά νεότερα άτομα και μάλιστα γυναίκες της αναπαραγωγικής ηλικίας. [25] Καρδιοπάθειες Η επίπτωση των καρδιακών νοσημάτων στο έμβρυο εξαρτάται από το βαθμό υποξίας που προκαλούν και τον επακόλουθο περιορισμό της ενδομήτριας ανάπτυξης. [25] 97

99 Σακχαρώδης Διαβήτης κύησης Ως σακχαρώδης διαβήτης της κύησης ορίζεται η υδατανθρακική δυσανεξία, που αναπτύσσεται ή για πρώτη φορά ανακαλύπτεται στη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Η εγκυμοσύνη θεωρείται διαβητογόνος παράγοντας και αυτό οφείλεται στις προκαλούμενες ορμονικές μεταβολές, η κυριότερη από τις οποίες είναι η αυξημένη παραγωγή ινσουλίνης. Η υπεργλυκαιμία και η υπερινσουλιναιμία του εμβρύου συνοδεύονται με υποξία και οξέωση. Η διαβητική κετοξέωση, η υπογκαιμία και η υπόταση μειώνουν την αιματική ροή, ενώ η προεκλαμψία προκαλεί αγγειόσπασμο στα σπειροειδή αρτηρίδια. [25,26] Συστηματικός Ερυθυματώδης Λύκος Οι κυήσεις σε ασθενείς με ΣΕΛ χαρακτηρίζονται από την αυξημένη επίπτωση αποβολών, προωρότητας και ενδομήτρια υπολειπόμενη ανάπτυξη. Η πλακουντιακή δυσλειτουργία μπορεί να προκαλεί αυτές τις επιπλοκές, ακόμη όμως οι μηχανισμοί παραμένουν αβέβαιοι. Μεταξύ αυτών, μια φλεγμονώδης απάντηση στα πλακουντιακά αγγεία μπορεί να παίζει ρόλο, περιλαμβάνοντας την αυξημένη συγκέντρωση των ουδετερόφιλων και των αιμοπεταλίων καθώς και την αυξημένη ενδοθηλιακή έκφραση των μορίων προσκόλλησης των κυττάρων (CAM). Σύμφωνα με μια τελευταία μελέτη, όπου ερευνήθηκε η CAM έκφραση στα εμβρυοπλακουντιακά αγγεία και η συγκέντωση των διαλυτών υποδοχέων CAM στη μητρική κυκλοφορία σε έγκυες με ΣΕΛ και αντιφωσφολιπιδικό σύνδρομο, βρέθηκε έντονη έκφραση για το αιμοπεταλιακό ενδοθηλιακό CAM στο ενδοθήλιο των αγγείων και μέτρια έκφραση της P-selectine. Στον ορό της μητέρας βρέθηκαν επίσης αυξημένα επίπεδα των ICAM(1) και VCAM(1). [25, 27-28] Κυστική Ίνωση Η μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας της μητέρας οδηγεί στη σύγκλειση μικρών αεραγωγών των πνευμονικών βάσεων κατά τη φυσιολογική αναπνοή, με δυσμενές αποτέλεσμα στην ανταλλαγή αερίων. Οι παραπάνω μεταβολές στην πνευμονική λειτουργία έχουν συνήθως μικρή σημασία σε μια φυσιολογική ανεπίπλεκτη 98

100 κύηση. Όμως σε ασθενείς με κυστική ίνωση και οριακή πνευμονική λειτουργία, μπορεί να μειώνουν σημαντικά τη δυνατότητα απρόσκοπτης ανταλλαγής αερίων, δημιουργώντας περιβάλλον πνευμονικής δυσλειτουργίας και υποξαιμίας. Επιπρόσθετα η χρόνια υποξία συσχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο ενδομήτριας υπολειπόμενης ανάπτυξης του εμβρύου και πρόωρου τοκετού. [29] 99

101 Βιβλιογραφία 1. Ρ. Αγγελοπούλου. Εμβρυολογία, 2 η έκδοση. (2006) 2. T. Kitano, H. Iizasa, I.W. Hwang, Y. Hirose, T. Morita, T. Maeda, E. Nakashima. Conditionally immortalized syncytiotrophoblast cell lines as new tools for study of the blood-placenta barrier. Biol Pharm Bull. (2004) Jun;27(6): H.N. Jones, T.L. Powell, T. Jansson. Regulation of Placental Nutrient Transport - A Review. Placenta 28 (2007) R. A. Polin, W. W. Fox, S. H. Abman. Fetal and Neonatal Physiology, 4 th edition. (2011) 5. C. Sibley, S. D'Souza, J. Glazier and S. Greenwood. Mechanisms of solute transfer across the human placenta: effects of intrauterine growth restriction. Fetal and Maternal Medicine Review 1998; 10: N. M. Gude, C. T. Roberts, B. Kalionis, R. G. King. Growth and function of the normal human placenta. Thrombosis Research (2004) 114, A.J. Murray. Oxygen delivery and fetal-placental growth: Beyond a question of supply and demand? Placenta 33 (2012) e16-e22 8. Lippincott, Williams, and Wilkins. Lippincott's Illustrated Review: Biochemistry 4th edition N. E. Simister. Placental transport of immunoglobulin G. Vaccine 21 (2003) N. P. Illsley. Glucose Transporters in the Human Placenta. Placenta (2000), 21, M. U. Baumann, S. Deborde, N. P. Illsley. Placental Glucose Transfer and Fetal Growth. Endocrine (2002), 19, A. N. Quraishi and N. P. Illsley. Transport of Sugars Across Human Placental Membranes Measured by Light Scattering. Placenta (1999), 20, T. Jannson. Amino Acid Transporters in the Human Placenta. Pediatr Res Feb;49(2): J. K. Cleal, J. D. Glazier, G. Ntani, S. R. Crozier, P. E. Day, N. C. Harvey, S. M. Robinson, C. Cooper, K. M. Godfrey, M. A. Hanson, R. M. Lewis. Facilitated transporters mediate net efflux of amino acids to the fetus across the basal membrane of the placental syncytiotrophoblast. J Physiol (2011) pp

102 15. S. Lager and T. L. Powell. Regulation of nutrient transport across the placenta. Journal of Pregnancy (2012), Article ID , 14 pages 16. T.R. Regnault, J.E. Friedman., R.B. Wilkening, R.V. Anthony, W.W. Hay Jr., Fetoplacental Transport and Utilization of Amino Acids in IUGR A Review. Placenta Apr;26 Suppl A:S P. Haggarty. Placental Regulation of Fatty Acid Delivery and its Effect on Fetal Growth A Review. Placenta Apr;23 Suppl A:S E. Angiolini, A. Fowden, P. Coan, I. Sandovici, P. Smith, W. Dean, G. Burton, B. Tycko, W. Reik, C. Sibley and M. Constancia. Regulation of Placental Efficiency for Nutrient Transport by Imprinted Genes. Placenta Apr;27 Suppl A:S S. E. Andrade, J. H. Gurwitz, R. L. Davis, K. A. Chan, J. A. Finkelstein, K. Fortman, H. McPhillips, M. A. Raebel, D. Roblin, D. H. Smith, M. U. Yood, A. N. Morse, and R. Platt. Prescription drug use in pregnancy. Am. J. Obstet. Gynecol. (2004). 191: J.D. Unadkat, A. Dahlin, S. Vijay. Placental Drug Transporters. Curr Drug Metab Feb;5(1): M. Iqbal, M. C. Audette, S. Petropoulos, W. Gibb, S.G. Matthews. Placental drug transporters and their role in fetal protection. Placenta 33 (2012) Q. Mao. BCRP/ABCG2 in the Placenta: Expression, Function and Regulation. Pharm Res June; 25(6): Σαμιωτάκη Δέσποινα. Πλακούντας επί IUGR. Ιστοπαθολογία του Πλακούντα. Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής Παν/μίου Αθηνών Α. Κόνδη-Παφίτη 24. Sherer Y, Blank M, Shoenfeld Y. Antiphospholipid syndrome (APS): where does it come from? Best pract Res Clin Rheumatol ; 21(6): Σαλαμαλέκης Ε. Επιπλοκές κύησης. Στο: Γεωργίου κ. Κρεατσά Σύγχρονη Γυναικολογία και Μαιευτική Αθήνα Σελ Biri A. Onan E. Devrim F. Babacan M. Kavutcu İ. Durak. Oxidant Status in Maternal and Cord Plasma and Placental Tissue in Gestational Diabetes. Placenta Volume 27, Issue 2, Pages , February L. LakasingJ.S. CampaK. ParmarR. PostonB. J. HuntL. Poston. Normal Expression of Cell Adhesion Molecules in Placentae from Women with 101

103 Systemic Lupus Erythematosus and the Antiphospholipid Syndrome Placenta Volume 21, Issue 2, Pages , March Lateef A, Petri M. Management of pregnancy in systemic lupus erythematosus. Nat Rev Rheumatol Dec;8(12): Thorpe-Beeston J, Madge S, Gyi K, Hodson M, Bilton D. The outcome of pregnancies in women with cystic fibrosis-single centre experience Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol.2012 Oct;164(2):

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ενδοκρινής και παρακρινής δράση του πλακούντα Α. Εισαγωγή Μεταξύ των λειτουργιών του πλακούντα συγκαταλέγεται και αυτή του ενδοκρινή αδένα, με αποτέλεσμα να παράγει πλήθος ορμονών, οι οποίες διαθέτουν τόσο ενδοκρινή, όσο και παρακρινή δράση, συμβάλλοντας έτσι στη φυσιολογική ανάπτυξη του εμβρύου. Οι παραγόμενες ορμόνες ξεπερνούν τις τριάντα, περιλαμβάνοντας αμίνες, πολυπεπτίδια, πρωτεΐνες, γλυκοπρωτεΐνες, στεροειδικές ορμόνες, κυτοκίνες και αυξητικούς παράγοντες. Μεταξύ όλων αυτών, συμπεριλαμβάνονται και πλακουντιακές παραλλαγές όλων των γνωστών εκλυτικών ορμονών που παράγονται από τον υποθάλαμο και την υπόφυση, οι οποίες είτε ρυθμίζουν την έκλυση των τοπικών πλακουντιακών ορμονών, είτε υπεισέρχονται στη μητρική ή εμβρυική κυκλοφορία. Πεπτιδικές ορμόνες και νευροπεπτίδια ανθρώπινη χοριακή γοναδοτροπίνη (hcg) θυρεοειδοτροπίνη (TSH) πλακουντιακή μεταβλητή αυξητική ορμόνη ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (hpl1 και hpl2) πλακουντιακές πρωτεΐνες PP12 και PP14 103

105 ορμόνες που μιμούνται την δράση υποθαλαμικών ορμονών - θυρεοειδοεκλυτίνη (TRH) - κορτικοεκλυτίνη (CRH) - σωματοεκλυτίνη (GHRH) - γοναδοεκλυτίνη (GnRH) - νευροπεπτίδιο Y - ουσία P - νευροτενσίνη ορμόνες που μιμούνται την δράση υποφυσιακών ορμονών - σωματοστατίνη - κορτικοτροπίνη (ACTH) - αυξητική ορμόνη (GH) - προλακτίνη (PRL) - μελανινοτρόπος ορμόνη (MSH) - β-ενδορφίνες β-λιποπρωτεΐνη Στεροειδικές ορμόνες - προγεστερόνη - οιστρόνη - οιστραδιόλη - οιστριόλη Προσταγλανδίνες Ανάλογα ωκυτοκίνης PAPP-A (pregnancy associated plasma protein A) 104

106 B. Πεπτιδικές ορμόνες και νευροπεπτίδια Β.1 Ανθρώπινη χοριακή γοναδοτροπίνη (hcg) H χοριακή γοναδοτροπίνη (hcg) αποτελεί ίσως την πιο σημαντική από τις πλακουντιακές πεπτιδικές ορμόνες. Πρόκειται για μία γλυκοπρωτεΐνη 224 αμινοξέων και μοριακού βάρους 36,7 kda, η οποία παρουσιάζει τετραμερή δομή και αποτελείται από δύο υποομάδες α και β. Η υποομάδα α είναι σχεδόν ίδια με αυτή της LH, της FSH και της TSH, ενώ η β υποομάδα είναι μοναδική για την hcg. Η έκκριση της ορμόνης γίνεται από την συγκυτιοτροφοβλάστη και η παραγωγή της αρχίζει από πολύ νωρίς καθώς παρατηρείται σημαντική αύξηση της τιμής της ήδη από τη 12η μεθωορρηκτική ημέρα, δηλαδή, πριν ακόμα γίνει αντιληπτή η καθυστέρηση της εμμηνορρυσίας. Είναι η μόνη πλακουντιακή ορμόνη της οποίας η έκκριση πέφτει προοδευτικά μετά την 10η ημέρα και μέχρι την γέννηση του νεογνού. Είναι ενδιαφέρον ότι το μέγιστο της παραγωγής της συμπίπτει με τη μέγιστη αναλογία κυτταροτροφοβλάστης προς συγκυτιοτροφοβλάστη. Καθώς η πρώτη εκκρίνει GnRH, θεωρείται πιθανό ότι η πλακουντιακή GnRH, διεγείρει την παραγωγή της hcg με τρόπο ανάλογο της υποθαλαμικής διέγερσης της έκκρισης της LH. Σύμφωνα με τα τελευταία δεδομένα, η hcg διαθέτει ένα μεγάλο αριθμό δράσεων. Συγκεκριμένα, προωθεί την παραγωγή προγεστερόνης από τα κύτταρα του ωχρού σωματίου και ενισχύει την αγγειογένεση στο αγγειακό σύστημα της μήτρας και τον σχηματισμό του αγγειακού δικτύου του πλακούντα, εξασφαλίζοντας τη μέγιστη αιματική παροχή στον σχηματιζόμενο πλακούντα και την κατάλληλη θρέψη στο έμβρυο. Επίσης, προάγει τη σύντηξη και διαφοροποίηση της κυτταροτροφοβλάστης σε συγκυτιοτροφοβλάστη και εμποδίζει οποιαδήποτε ανοσολογική αντίδραση της μητέρας κατά των νεοαναπτυσσόμενων πλακουντιακών κυττάρων, με την προώθηση κυτοκινών όπως, αντιμακροφαγικών παραγόντων ή του ανασταλτικού μεταναστευτικού παράγοντα των μακροφάγων, που μειώνουν τη φαγοκυτταρική δραστηριότητα στη μητροπλακουντιακή επιφάνεια. Επιπλέον, παράλληλα με την ανάπτυξη του εμβρύου, η hcg, μέσω hcg/lh υποδοχέων, προκαλεί την προοδευτική ανάπτυξη της μήτρας σε χωρητικότητα, ώστε να 105

107 μπορεί να υποδεχτεί το αναπτυσσόμενο έμβρυο, καθώς και την καταστολή μυομητρικών συστολών κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, μέσω μιας αντλίας BK-Ca, με στόχο την ηρεμία του μυομητρίου κατά την περίοδο αυτή. Λόγω της προοδευτικής πτώσης της hcg, φαίνεται να δικαιολογείται η αύξηση των μητρικών συστολών προς το τέλος της εγκυμοσύνης. Επιπρόσθετα, η hcg συμμετέχει στην ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση του ομφάλιου λώρου, ειδοποιεί το ενδομήτριο για την επικείμενη εμφύτευση του γονιμοποιημένου ωαρίου, ενώ νέες έρευνες ανακαλύπτουν υποδοχείς hcg/lh στα εμβρυικά όργανα, θέτοντας υποψίες για την συμμετοχή της hcg στην ανάπτυξη των εμβρυικών οργάνων. Ενδιαφέρον είναι ότι οι υποδοχείς αυτοί δεν ανευρίσκονται στα όργανα των ενηλίκων, ενώ δεν έχει αποδειχθεί κάποια άμεση δράση της hcg στην ανάπτυξη των οργάνων. Οι παραπάνω υποψίες προς το παρόν βασίζονται αποκλειστικά στην ανεύρεση hcg/lh υποδοχέων. Ακόμη, η hcg συνδεόμενη με υποδοχείς του κεντρικού νευρικού συστήματος - συγκεκριμένα στον υποθάλαμο, στην υπόφυση και στο εγκεφαλικό στέλεχος - της μητέρας, φαίνεται να ευθύνεται τόσο για τις απλές ναυτίες και τον έμετο κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, όσο και για την πρόκληση της υπερέμεσης της κύησης (hyperemesis gravidarum) [1]. Παρακάτω, συνοψίζονται οι δράσεις της hcg: προώθηση της παραγωγής προγεστερόνης από το ωχρό σωμάτιο ενίσχυση της αγγειογένεσης στη μήτρα και τον πλακούντα διαφοροποίηση της κυτταροτροφοβλάστης ανοσοκαταστολή και παρεμπόδιση της φαγοκυτταρικής δραστηριότητας ανάπτυξη της μήτρας παράλληλα με το έμβρυο καταστολή των μητρικών συστολών προώθηση της ανάπτυξης και της διαφοροποίησης των εμβρυικών οργάνων ανάπτυξη και εξέλιξη του ομφάλιου λώρου προετοιμασία του ενδομητρίου για την εμφύτευση δράση σε κεντρικό επίπεδο του εγκεφάλου της μητέρας (ναυτία, έμετοι) 106

108 Αξίζει να αναφερθεί και η υπεργλυκοζυλιωμένη παραλλαγή της hcg (hcg-h). Πρόκειται για την ίδια γλυκοπρωτεΐνη, στην οποία έχουν προσδεθεί ολιγοσακχαρίδες, μεταβάλλοντας το τελικό μοριακό βάρος και τη βιολογική της δράση, μετατρέποντάς την σε ένα τελείως διαφορετικό μόριο. Οι κυριότερες διαφορές βρίσκονται στο γεγονός ότι ενώ η hcg παράγεται από τα κύτταρα της συγκυτιοτροφοβλάστης, η hcg-h παράγεται από την κυτταροτροφοβλάστη και διαθέτει περισσότερο αυτοκρινή δράση, σε αντίθεση με την ενδοκρινή δράση της hcg. Επιπλέον, διαθέτει ελάχιστη δράση στην έκκριση προγεστερόνης από το ωχρό σωμάτιο, ενώ ενισχύει την διείσδυση της τροφοβλάστης, στα πλαίσια εμφύτευσης του πλακούντα, ανάπτυξης της τροφοβλάστης και χοριοκαρκινώματος ή καρκίνου όρχεων. Με τη βοήθεια του μονοκλωνικού αντισώματος B152 το οποίο προσδένεται με τη hcg-h, μπορούμε να ελέγξουμε για τροφοβλαστική νόσο (gestational trophoblastic desease), για σύνδρομο Down, ενώ δύναται να χρησιμοποιηθεί και ως προγνωστικός παράγοντας υπερτασικής διαταραχής κατά την κύηση. Τέλος, η χρήση αυτής του διαγνωστικής δοκιμασίας θεωρείται πως μπορεί να αποτελέσει ένδειξη για κύηση που θα οδηγήσει σε αποβολή [2]. B.2 Ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (hpl1/hpl2) Το ανθρώπινο πλακουντιακό γαλακτογόνο (hpl) - γνωστό και ως ανθρώπινη χοριακή σωματοτροπίνη (hcs) - είναι πολυπεπτιδική ορμόνη, δομικά σχετιζόμενη με την αυξητική ορμόνη (GH) και την πλακουντιακή μεταβλητή αυξητική ορμόνη καθώς και με την προλακτίνη (PRL). Αποτελείται από 191 αμινοξέα, ενωμένα σε μία πεπτιδική αλυσίδα με δύο δισουλφιδικούς δεσμούς και έχει μοριακό βάρος 22,125 kda. Εκκρίνεται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη και τα επίπεδά της ανεβαίνουν μέχρι την 35η-36η ημέρα της κύησης, στη συνέχεια επιπεδώνονται και στο τέλος υποχωρούν ελαφρώς. Οι μεγαλύτερες τιμές ευρίσκονται κοντά στο τέλος της κύησης, συνήθως 5-7 mg/l. Η ορμόνη αυτή είναι παρούσα στο αίμα της μητέρας μόνο κατά την εγκυμοσύνη, ενώ υψηλότερες του φυσιολογικού τιμές μπορούν να 107

109 παρατηρηθούν σε πολύδυμες κυήσεις. Μετά τον τοκετό εξαφανίζεται ταχύτατα από τον ορό της γυναίκας. Η σύνθεση της hpl αυξάνεται σε απόλυτη αναλογία με τη βιολογική δραστική μάζα του πλακούντα. Για το λόγο αυτό, η μέτρηση των επιπέδων της αποτελεί καλό δείκτη της πλακουντιακής λειτουργίας. Τελευταία, χρησιμοποιείται και για την εκτίμηση της ηλικίας κυήσεως με αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα. Η δράση της hpl έγκειται στη μετατροπή της γλυκόζης σε λιπαρά οξέα και κετόνες, συντονίζοντας έτσι την οικονομία καυσίμων της εμβρυοπλακουντιακής μονάδας. Τόσο το έμβρυο όσο και ο πλακούντας, χρησιμοποιούν λιπαρά οξέα και κετόνες ως πηγές ενέργειας και τα αποθηκεύουν ως καύσιμα, στην προετοιμασία για την πρώιμη νεογνική περίοδο, όταν μια αξιοσημείωτα μεγάλη εφεδρεία ενέργειας είναι αναγκαία για τη μετάβαση από την ενδομήτρια στην εξωμήτρια ζωή. Έτσι, σε καταστάσεις υπεργλυκαιμίας, το επίπεδο του γαλακτογόνου μειώνεται, ενώ σε αντίθετη περίπτωση, η πτώση του επιπέδου της γλυκόζης προκαλεί αύξηση της στάθμης του, με αποτέλεσμα την κινητοποίηση λιπιδίων (λιπόλυση) και το σχηματισμό ελεύθερων λιπαρών οξέων (free fat acids, FFA), ώστε να εξασφαλισθεί η τροφή του εμβρύου. Στο πλαίσιο της επαρκούς θρέψης, το hpl δρα και ως ανταγωνιστής ινσουλίνης, μειώνοντας την ευαισθησία της μητρικής ινσουλίνης, εμποδίζοντας την ινσουλινοεξαρτώμενη είσοδο της γλυκόζης στα κύτταρα, μέσω της αύξησης της συγκέντρωσης των FFAs, με αποτέλεσμα να παρεμποδίζεται η παραπέρα μείωση της γλυκόζης, σταθεροποιώντας την σε υψηλά επίπεδα. Πέραν αυτής της σωματοτροπινοειδούς δράσης, η hpl εξυπηρετεί και την ανάπτυξη των μαστών (προλακτινοειδής δράση). Τέλος, στο έμβρυο φαίνεται να ασκεί ευεργετική επίδραση στην αύξηση, πιθανόν διεγείροντας την έκκριση του ινσουλινομιμητικού παράγοντα ΙΙ (IGF-II). Παρακάτω, συνοψίζονται οι δράσεις της hpl: αύξηση της λιπόλυσης και του σχηματισμού ελεύθερων λιπαρών οξέων ενεργοποίηση της γλυκονεογένεσης στο ήπαρ της μητέρας μείωση της ευαισθησίας της μητρικής ινσουλίνης συμμετοχή στην ανάπτυξη του μαζικού αδένα ευεργετική επίδραση στην αύξηση του εμβρύου μέσω αύξησης του IGF-II 108

110 B.3 Θυρεοειδοτροπίνη (TSH) Η θυρεοειδοτροπίνη (TSH) είναι μια ορμόνη, η οποία διεγείρει τον θυρεοειδή αδένα στην παραγωγή της θυροξίνης (T4) και της τριϊωδοθυρονίνης (T3), οι οποίες με την σειρά τους διεγείρουν τον μεταβολισμό σχεδόν κάθε ιστού του οργανισμού. Αποτελεί μια γλυκοπρωτεΐνη που συντίθεται και εκκρίνεται από τα θυρεοειδοτρόπα κύτταρα της πρόσθιας υπόφυσης, ρυθμίζοντας έτσι την λειτουργία του θυρεοειδή αδένα. Ως πρωτεϊνικό μόριο, αποτελείται από δύο υποομάδες, την α και την β. Η υποομάδα α, αλυσίδα 92 αμινοξέων, είναι σχεδόν ταυτόσημη με αυτή της χοριακής γοναδοτροπίνης (hcg), της ωχρινοτρόπου ορμόνης (LH) και της ωοθυλακιοτρόπου ορμόνης (FSH), ενώ θεωρείται πως ευθύνεται για την επίδρασή της στην περιφέρεια για την διέγερση της αδενυλικής κυκλάσης. Η υποομάδα β, αλυσίδα 118 αμινοξέων, είναι μοναδική για την TSH, προσδίδοντας στο μόριο της TSH την ικανότητα να προσδένεται με ειδικούς υποδοχείς για αυτή. Ο έλεγχος της έκκρισης της TSH ευρίσκεται υπό τον έλεγχο του υποθαλάμου μέσω της έκκρισης της εκλυτικής ορμόνης της θυρεοειδοτροπίνης (TRH) που αυξάνει την παραγωγή της TSH. Αντίθετα, η σωματοστατίνη, μια άλλη ορμόνη παραγόμενη από τον υποθάλαμο, διαθέτει αντίθετη δράση, μειώνοντας ή καταστέλλοντας την παραγωγή της TSH. Το βασικότερο ρόλο στη ρύθμιση της παραγωγής της TRH και της TSH παίζουν οι ίδιες οι T3 και T4, οι οποίες όταν αυξάνονται σε συγκέντρωση στο αίμα, επιδρούν τόσο σε επίπεδο υπόφυσης όσο και υποθαλάμου, μειώνοντας την παραγωγή TSH και TRH αντίστοιχα, με τον μηχανισμό της αρνητικής παλλίνδρομης ρύθμισης (negative feedback loop). 109

111 Στην παρακάτω εικόνα μπορούμε να δούμε συνοπτικά τον μηχανισμό αυτό: Μια αντίστοιχη της υποφυσιακής TSH, φαίνεται να παράγει και ο πλακούντας, γνωστή ως ανθρώπινη χοριακή θυρεοτροπίνη (hct). Νεότερες έρευνες έχουν ανιχνεύσει την παραγωγή μικρών ποσοτήτων hct, από τα κύτταρα της συγκυτιοτροφοβλάστης, η οποία δείχνει να διαθέτει θυρεοειδοτρόπο δράση. Συνεπώς, πολλοί επιστήμονες αμφισβητούν σήμερα την ύπαρξη μιας πλακουντιακής TSH - σε αντίθεση με ό,τι θεωρούνταν στο παρελθόν - που να μοιάζει με αυτή της υποφυσιακής, καθώς η hct φαίνεται να επιτελεί αυτό τον ρόλο.όσον αφορά τη μητρική TSH, o πλακούντας δεν επιτρέπει την διεύλεση της στην εμβρυική κυκλοφορία. Το ίδιο θεωρούνταν ότι ίσχυε και για τις μητρικές Τ3/Τ4. Νεότερες έρευνες, όμως, ανέτρεψαν τα δεδομένα, με αποτέλεσμα να θεωρείται σήμερα ότι, τόσο η TRH όσο και οι T3/T4 της μητέρας, διέρχονται τον πλακουντιακό φραγμό και συμβάλλουν στη φυσιολογική ανάπτυξη της 110

112 τροφοβλάστης και του εμβρύου. Ειδικά για τις μητρικές T3/T4, η παρουσία τους υφίσταται ήδη από το 1ο τρίμηνο της κύησης και προηγείται κατά αρκετές εβδομάδες της παραγωγής των εμβρυικών T3/T4. Σχετικά με την εμβρυϊκή TSH, τα επίπεδά της ανιχνεύονται στην εμβρυική κυκλοφορία από τη 10η εβδομάδα της κύησης, ενώ η πλήρης ωρίμανση της παραγωγής της συμβαίνει μεταξύ 18ης - 40ης εβδομάδας. Στη διέγερση προς παραγωγή TSH, πέραν της TRH, φαίνεται πως και η hcg δρα ως εκλυτική ορμόνη (TRH-like δράση) ως ένα βαθμό. Η δράση αυτή είναι μεγαλύτερη στο 1ο τρίμηνο και εξασθενεί με την εξέλιξη της κύησης [3]. Β.4 Ανασταλτίνη (ΙΝΗΒA, INHBB) Η ανασταλτίνη είναι μια γλυκοπρωτεΐνη μοριακού βάρους 32 kda που αποτελείται από δύο υποομάδες, μια α και μια β. Η ανασταλτίνη Α (inhibin A, INHBA) είναι το διμερές που αποτελείται από μια α και μια βήτα Α υποομάδα, ενώ η ανασταλτίνη Β (inhibin B, INHBB) είναι το διμερές που αποτελείται από μια α και μια βήτα B υποομάδα. Η ανασταλτίνη, σύμφωνα με τα τελευταία δεδομένα, κατατάσσεται στην οικογένεια των μετατρεπτικών αυξητικών παραγόντων β. Η αυξημένη συγκέντρωση της FSH διεγείρει την έκκριση της ανασταλτίνης από τα κοκκιώδη κύτταρα των ωοθυλακίων, η οποία με την σειρά της καταστέλλει την έκκριση της FSH, επιδρώντας στο επίπεδο της πρόσθιας υπόφυσης. Επιπλέον, η παραγωγή της ανασταλτίνης ευρίσκεται υπό τον έλεγχο της GnRH, η οποία προκαλεί μείωση και του IGF-1 ο οποίος προκαλεί ενίσχυση της παραγωγής της. Ακόμη, φαίνεται πως οι ανασταλτίνες εκτός από την ενδοκρινή τους δράση διαθέτουν και παρακρινή στις γονάδες και σε άλλους ιστούς, παίζοντας ίσως σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του εμβρύου. Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, ο πλακούντας αποτελεί την κύρια πηγή παραγωγής ανασταλτινών. Φαίνεται ότι ανασταλτίνη παράγεται από την συγκυτιοτροφοβλάστη, το ωχρό σωμάτιο και το φθαρτό. Οι τιμές της στον μητρικό ορό αρχίζουν να αυξάνουν 12 ημέρες μετά την σύλληψη και αυξάνονται δραματικά στις 5 εβδομάδες με κορύφωση κατά την 9η με 10η εβδομάδα της κύησης. Πέραν του ορού, η ανασταλτίνη ανιχνεύεται στο αμνιακό υγρό και στον ορό του ομφάλιου λώρου. 111

113 Η ανασταλτίνη είναι εξαιρετικά σημαντικός βιοδείκτης για την διευρεύνηση πιθανής κύησης εμβρύου με σύνδρομο Down, στα πλαίσια του προγεννητικού ελέγχου. Κατόπιν ερευνών, έχει δειχτεί ότι αυξημένη συγκέντρωση ανασταλτίνης Α στον ορό του αίματος των γυναικών, αποτελεί ένδειξη συνδρόμου Down. Επιπλέον, η ανασταλτίνη Α φαίνεται ότι μπορεί να χρησιμεύσει και στην αξιολόγηση εγκύων γυναικών με αυξημένο κίνδυνο αποβολής, με ιστορικό επαναλαμβανόμενων αποβολών, με αυξημένο κίνδυνο για προεκλαμψία ή στo πλαίσιο παρακολούθησης μετά από απόξεση λόγω υδατιδόμορφης μύλης κύησης. Όμως οι τελευταίες αυτές εφαρμογές βρίσκονται ακόμη υπό μελέτη. Όσον αφορά στη διαγνωστική αξία της ανασταλτίνης Β, φαίνεται ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε γυναίκες που υποβάλλονται σε τεχνικές υποβοηθούμενης αναπαραγωγής, ως δείκτης πτωχής ωοθυλακιορρηκτικής απάντησης, καθώς επίσης και στο πλαίσιο διάγνωσης κοκκιοκυτταρικών όγκων των ωοθηκών. Τέλος, η ολική συγκέντρωση ανασταλτίνης μπορεί να συμβάλλει στην αναγνώριση περιπτώσεων αυτοάνοσης ωοθηκικής ανεπάρκειας [4-10]. Β.5 Υποθαλαμικές like ορμόνες Ο πλακούντας παράγει ένα μεγάλο αριθμό υποθαλαμικών ορμονών, συμπεριλαμβανομένης της εκλυτικής ορμόνης της γοναδοτροπίνης (GnRH), της εκλυτικής ορμόνης της κορτικοτροπίνης (CRH), της εκλυτικής ορμόνης της θυροτροπίνης (TRH), της εκλυτικής ορμόνης του αυξητικού παράγοντα (GHRH) και της σωματοστατίνης. Μεταξύ αυτών, η πλακουντιακή GnRH ήταν η πρώτη ορμόνη που ανευρέθηκε μέσα στις λάχνες της τροφοβλάστης. Η δράση της έγκειται στην αύξηση της έκκρισης της χοριακής γοναδοτροπίνης (hcg), ενώ δομικά παρουσιάζει μικρή διαφοροποίηση από αυτή του υποθαλάμου. Οι παράγοντες που αυξάνουν την συγκέντρωση της GnRH είναι η ινσουλίνη, οι προσταγλανδίνες και η επινεφρίνη. Αντίθετα, η ανασταλτίνη μειώνει την έκκριση της, ενώ η ακτιβίνη φαίνεται να διεγείρει την παραγωγή των υποδοχέων της GnRH, ευοδώνοντας την δράση της. Επιπλέον, τα οιστρογόνα (οιστραδιόλη, οιστριόλη, οιστρόνη) έχουν διεγερτική δράση, ενώ η προγεστερόνη ανασταλτική. Η ίδια η GnRH, η hcg, τα στεροειδή και οι ανταγωνιστές οπιούχων αναστέλλουν την έκκριση της GnRH μέσω ενός συστήματος αρνητικής 112

114 παλίνδρομης ρύθμισης, όπως συμβαίνει και στον άξονα υποθαλάμου υπόφυσης ωοθήκης. Σχετικά με την CRH, δομικά δείχνει ταυτόσημη με αυτή του υποθαλάμου και η παραγωγή της γίνεται από την συγκυτιοτροφοβλάστη και τα ενδιάμεσα κύτταρα του πλακούντα, αν και υπάρχουν ενδείξεις ότι μπορεί να παράγεται και από την κυτταροτροφοβλάστη. Φυσιολογικά, η συγκέντρωσή της εντοπίζεται σε χαμηλά επίπεδα στον ορό της μητέρας κατά το 1ο και 2ο τρίμηνο της κύησης, ενώ δραματική αύξηση υφίσταται στο 3ο τρίμηνο, ειδικά τις τελευταίες 5 εβδομάδες της κύησης. Αναλυτικότερα, τα επίπεδα της ουσίας στο πρώτο τρίμηνο είναι pg/ml και φθάνουν τα pg/ml στο τέλος της κύησης. Αύξηση νωρίτερα, μπορεί να επισυμβεί σε επιπλοκές της κύησης, εξαιτίας διαφόρων παραγόντων όπως, προωρότητα, διαβήτης ή υπέρταση, που οδηγούν το έμβρυο σε κατάσταση stress. Συνεπώς, μια αυξημένη συγκέντρωση της CRH στο μητρικό αίμα, όπως επίσης και στο αίμα του ομφάλιου λώρου, είναι ενδεικτική πρόωρου τοκετού ή υπολειπόμενης ανάπτυξης του εμβρύου [11]. Β.6 Υποφυσιακές like ορμόνες Ο πλακούντας πέραν των ορμονών που μοιάζουν με αυτές του υποθαλάμου, μπορεί και παράγει ορμόνες που μοιάζουν με εκείνες της υπόφυσης. Η πιο γνωστή από αυτές, είναι η χοριακή γοναδοτροπίνη (hcg), στην οποία αναφερθήκαμε αναλυτικά παραπάνω. Βέβαια, ο πλακούντας παράγει και άλλες ορμόνες, όπως η προλακτίνη (PRL), η οποία αυξάνεται κατά την εγκυμοσύνη τόσο στο μητρικό αίμα, όσο και στο αμνιακό υγρό. Η PRL που ανιχνεύεται στο αίμα της μητέρας είναι μητρικής υποφυσιακής προέλευσης, ενώ αυτή του αμνιακού υγρού, παράγεται από το φθαρτό. Η παραγωγή της πλακουντιακής PRL διεγείρεται από την α-hcg. Επίσης άλλα πεπτίδια που έχουν ανιχνευθεί είναι η φλοιοεπινεφριδιοτρόπος ορμόνη (ACTH), η μελανινοτρόπος ορμόνη (MSH), οι β-ενδορφίνες και η β-λιποπρωτεΐνη. Παρόλα αυτά η χημική τους δομή δεν έχει καθοριστεί πλήρως ακόμη, οπότε ενδέχεται να διαφοροποιούνται σε κάποιο βαθμό, από τα αντίστοιχα υποφυσιακά μόρια. Έχει βρεθεί, ότι οι προσταγλανδίνες αυξάνουν τα επίπεδα της β-λιποπρωτεΐνης και της β-ενδορφίνης στο αμνιακό υγρό, ενώ η πλακουντιακή CRH διεγείρει την έκκριση της ACTH, της οποίας ο φυσιολογικός ρόλος δεν έχει ακόμα καθοριστεί αλλά ενδέχεται να 113

115 επηρεάζει την παραγωγή πλακουντιακής κορτιζόλης ή τη λειτουργία των εμβρυικών επινεφριδίων ή και τα δύο. Επιπλέον, η GH έχει βρεθεί ότι παράγεται στο πλακούντα σε μικρές ποσότητες και θεωρείται ότι δρα τοπικά, αυξάνοντας τον ινσουλινομιμητικό παράγοντα 1 (IGF-1), ενώ όσον αφορά τη χοριακή θυρεοτροπίνη, η ύπαρξή της αμφισβητείται, αφού έχει βρεθεί ότι η έντονη θυρεοειδοτρόπος δράση που παρατηρείται στην κύηση, οφείλεται στην hcg. Β.7 ΡΑΡΡ-Α και ΡΡ-13 Η πρωτεΐνη του πλάσματος που συνδέεται με την εγκυμοσύνη (ΡΑΡΡ-Α), αποτελεί μια σημαντική γλυκοπρωτεΐνη της εγκυμοσύνης που παράγεται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη και ανιχνεύεται 33 περίπου ημέρες μετά την ωοθυλακιορρηξία. Υπάρχει στο πλάσμα του ορού της εγκυμονούσας ως ένα ετεροτετραμερές 2:2 σύμπλοκο με μοριακό βάρος περίπου 500 kda που ανήκει στην οικογένεια των μεταλλοπρωτεϊνασών. Η ΡΑΡΡ-Α φαίνεται πως είναι η κυρίαρχος πρωτεάση του IGFBP-4, που με την πρωτεόλυση που επιτελεί, αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα του ινσουλινομιμητικού αυξητικού παράγοντα (IGF) τοπικά στον πλακούντα. Στη συνέχεια ο IGF μπορεί να ασκήσει τις δράσεις του στην τροφοβλάστη καθώς και στη ρύθμιση της στεροειδογένεσης και της διαπλακουντιακής μεταφοράς γλυκόζης και αμινοξέων [12]. Τα επίπεδα της πρωτείνης ΡΑΡΡ-Α και η αυχενική διαφάνεια, όπως υπολογίζεται στον υπερηχογραφικό έλεγχο, χρησιμοποιούνται ήδη στο πρώτο τρίμηνο της εγκυμοσύνης ως προγνωστικοί δείκτες για την ύπαρξη στο έμβρυο χρωμοσωμικών ανωμαλιών, κυρίως σ.down (τρισωμία 21), ενώ έχουν συσχετισθεί και με άλλες ανευπλοειδίες. Επιπλέον μπορούν μαζί με την πρωτεΐνη ΡΡ13 (ένα διμερές με μοριακό βάρος 32ΚDa που παράγεται επίσης από τον πλακούντα), να χρησιμοποιηθούν ως πρώιμοι δείκτες για την εμφάνιση προεκλαμψίας και συνδρόμου HELLP [13]. Παράλληλα έχει βρεθεί ότι σε γυναίκες με μικρό μέγεθος πλακούντα και αυξημένη AFP (εμβρυική πρωτείνη-α) διαπιστώνονται μειωμένα επίπεδα ΡΑΡΡ-Α, που σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο για ενδομήτρια υπολειπόμενη ανάπτυξη (IUGR) και γέννηση υπερβολικά 114

116 πρόωρου ή θνησιγενούς νεογνού [14]. Η πρωτείνη ΡΑΡΡ-Α ενδέχεται επίσης να συμμετέχει στο μηχανισμό πήξης του αίματος, ενώ ερευνάται και ο δυνητικός ανοσοκατασταλτικός της ρόλος. B.8 SPβ1 H ειδική β1 γλυκοπρωτείνη της κύησης έχει μοριακό βάρος περίπου 100 kda και περιέχει περίπου 30% υδατάνθρακες. Παράγεται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη και παρουσιάζεται πρώιμα γύρω στην 6 η -10 η ημέρα μετά την ωοθηλακιορρηξία. Ανιχνεύεται ημέρες μετά την ωορρηξία και αυξάνεται μέχρι το τέλος της κύησης φτάνοντας σε συγκεντρώσεις ng/ml. Είναι ισχυρός αναστολέας του πολλαπλασιασμού των λεμφοκυττάρων συμβάλλοντας έτσι στην παρεμπόδιση της απόρριψης του εμβρύου. B.9 ΡΡ-5 Η πλακουντιακή πρωτείνη 5 (ΡΡ-5) είναι μία γλυκοπρωτείνη με μοριακό βάρος 36KDa και παράγεται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη. Ανιχνεύεται περίπου 42 ημέρες μετά την ωορρηξία, με συνεχή αύξηση ως το τέλος της κύησης. Έχοντας ανασταλτική δράση επί της θρομβίνης και της πλασμίνης, θεωρείται ότι είναι ένας φυσικός αναστολέας της πήξης του αίματος. Β.10 ADAM 12 H ντισιντεγκρίνη και μεταλλοπρωτεινάση 12 (ADAM 12) είναι μία γλυκοπρωτείνη που συντίθεται από τον πλακούντα και σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα, μπορεί να αποτελέσει στο πρώτο τρίμηνο της εγκυμοσύνης αξιόπιστο δείκτη (σε συνδυασμό και με τους ήδη υπάρχοντες) για την έγκαιρη διάγνωση του συνδρόμου Down [15]. Β.11 Αγγειοδραστικά πεπτίδια και νευροπεπτίδια Ο πλακούντας παράγει και εκφράζει υποδοχείς για αγγειοδραστικά πεπτίδια όπως ο VEGF, που αναλύεται παρακάτω, η ενδοθηλίνη, η αγγειοτενσίνη, η αργινίνη 115

117 βασσοπρεσίνη και το νατριουρητικό πεπτίδιο των κόλπων, που παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της εμβρυοπλακουντιακής κυκλοφορίας. Έχει επίσης ανιχνευτεί ο προερχόμενος από το ενδοθήλιο αγγειοδιασταλτικός παράγων (EDRF), που φαίνεται να ταυτίζεται με το νιτρικό οξείδιο (ΝΟ). Έχουν επίσης βρεθεί στις συγκυτιακές μεμβράνες του πλακούντα υποδοχείς για ενδογενή οπιούχα. Η β-ενδορφίνη και η δυνορφίνη που παράγονται από αυτόν φαίνεται να αναστέλλουν την έκκριση της hcg και να ευοδώνουν την έκκριση της προλακτίνης. Ακόμη τα αυξημένα επίπεδα β-ενδορφίνης στον τοκετό παρουσιάζουν έντονες και σπουδαίες νευροενδοκρινικές δραστηριότητες, αλλά λόγω αδυναμίας να διαπεράσουν τον εγκεφαλικό φραγμό έχουν μικρή αναλγητική δράση. Η β-λιποπρωτείνη παράγεται επίσης από τον πλακούντα, αλλά ο ρόλος της στη λειτουργία του παραμένει άγνωστος. B.12 α-φετοπρωτεΐνη (AFP) Η α-φετοπρωτεΐνη πρόκειται για μια γλυκοπρωτεΐνη μοριακού βάρους 69 kda περίπου, της οποίας η προέλευσή της είναι αμιγώς εμβρυική. Θεωρείται ότι παράγεται στον ληκυθικό σάκκο, στο γαστρεντερικό σωλήνα και κυρίως στο ήπαρ του εμβρύου. Η μέγιστη τιμή της στο εμβρυικό αίμα φτάνει μεταξύ της 10η και 13ης εβδομάδας της κύησης, ενώ στη συνέχεια ελαττώνεται προοδευτικά μέχρι τη γέννηση. Ο ρόλος της AFP έγκειται στη ρύθμιση του ενδοαγγειακού όγκου, δρώντας ως ωσμορυθμιστική ουσία και πιθανόν να εμπλέκεται και στον μηχανισμό ανοσορύθμισης του εμβρύου. Οι μετρήσεις της πρωτεΐνης αυτής στο αμνιακό υγρό (AFAFP) και στον ορό της μητέρας (MSAFP) είναι μεγάλης κλινικής σημασίας, διότι παρουσιάζονται αυξημένες σε διάφορες ανωμαλίες του νευρικού σωλήνα, όπως ανεγκεφαλία, δισχιδής ράχη και εγκεφαλοκήλη, ενώ η τιμή της MSAFP συσχετίζεται και με χρωμοσωμικές ανωμαλίες όπως το σύνδρομο Down. Σήμερα, αναγνωρίζεται η μεγάλη αξία των δοκιμασιών διαλογής (screening tests) με βάση την AFP για ανωμαλίες του νευρικού σωλήνα στην προγεννητική φροντίδα, η οποία πρέπει να γίνεται κατά το 2ο τρίμηνο της κύησης γιατί 116

118 κατά το 1ο τρίμηνο, παρουσιάζει χαμηλή ευαισθησία στην αναγνώριση των προαναφερθέντων ανωμαλιών. Πέραν όμως των διαταραχών του νευρικού σωλήνα και των γεννητικών ανωμαλιών, υπάρχουν κι άλλες αιτίες που συνδυάζονται με ανώμαλα επίπεδα AFP. Κάποιες από αυτές, είναι η λανθασμένη εκτίμηση της ηλικίας κύησης (καθώς η MSAFP αυξάνεται με τη πρόοδο της κύησης), οι πολλαπλές κυήσεις, ο εμβρυικός θάνατος (όπου η αύξηση της MSAFP οφείλεται στην είσοδο εμβρυικού αίματος στην κυκλοφορία της μητέρας), η ισοανοσοποίησης Rh και καταστάσεις που σχετίζονται με εμβρυικό οίδημα. Επιπρόσθετα, εκτός των κυήσεων, αυξημένη AFP ανευρίσκεται σε σεμινώματα και σε καρκινώματα ιστών που προέρχονται από τον ληκυθικό σάκκο, όπως το πρωτοπαθές καρκίνωμα του ήπατος. Γ. Στεροειδικές ορμόνες Γ.1 Η εμβρυοπλακουντιακή μονάδα Σκοπός της λειτουργίας του πλακούντα, είναι η καθιέρωση επικοινωνίας μεταξύ μητέρας και αναπτυσσόμενου εμβρύου, με διαφύλαξη της αυτονομίας και των δύο οργανισμών. Ο πλακούντας δεν έχει πλήρη αυτονομία, αλλά εξαρτάται από το έμβρυο και τη μητέρα που του προσφέρουν τις πρόδρομες ουσίες για την ορμονογένεση. Τα τρία αυτά συστήματα απαρτίζουν την εμβρυοπλακουντιακή μονάδα. Αντίθετα με το ωχρό σωμάτιο, το οποίο παράγει προγεστερόνη, οιστρόνη και οιστραδιόλη νωρίς κατά την κύηση, ο πλακούντας είναι ένα ατελές ενδοκρινές όργανο. Πρώτον, ο πλακούντας δεν μπορεί να παράγει αρκετή χοληστερόλη, την πρόδρομη ουσία για την σύνθεση των στεροειδών. Δεύτερον, ο πλακούντας στερείται δύο κρίσιμων ενζύμων που απαιτούνται για τη σύνθεση της οιστρόνης και της οιστραδιόλης. Τρίτον, ο πλακούντας στερείται ενός τρίτου ενζύμου που είναι απαραίτητο για τη σύνθεση της οιστριόλης. Εφόσον, λοιπόν, ο πλακούντας δεν μπορεί να συνθέσει προγεστερόνη και οιστρογόνα από μόνος του, η σύνθεση των στεροειδών από την εμβρυοπλακουντιακή μονάδα προυποθέτει τη συνεισφορά πρόδρομων ουσιών από τη μητέρα και το έμβρυο, καθώς και των απαραίτητων ενζύμων που εκφράζονται αποκλειστικά είτε στο έμβρυο, είτε στον πλακούντα. 117

119 Πιο συγκεκριμένα, όσον αφορά στα πλακουντιακά ενζυμικά ελλείματα: ο πλακούντας δε διαθέτει το ενζυμικό σύστημα της 17α- υδροξυλάσης/17-20 δεσμολάσης, με αποτέλεσμα να μη μπορεί να μετατρέψει σε ανδρογόνα την προγεστερόνη που παράγει και άρα αδυνατεί να συνθέσει οιστρόνη και οιστραδιόλη από χοληστερόλη. Λείπει επίσης η 16α- υδροξυλάση που είναι απαραίτητη για τη σύνθεση οιστριόλης. στο έμβρυο, τουλάχιστον στα αρχικά στάδια της κύησης, δεν εκφράζεται το ένζυμο 3β-υδροξυστεροειδική αφυδρογονάση, οπότε δε μπορεί να προχωρήσει από την πρεγνενολόνη προς το σχηματισμό προγεστερόνης και στη συνέχεια των απαραίτητων κορτικοειδών. Στερείται επίσης της αρωματάσης (Ρ450) που είναι απαραίτητη για τη μετατροπή των ανδρογόνων σε οιστρογόνα. Η σύνθεση των στεροειδών στην εμβρυοπλακουντακή μονάδα πραγματοποιείται με τέτοιο τρόπο, ώστε το έμβρυο να μην εκτίθεται σε υψηλά επίπεδα ορμονών, τα οποία θα ήταν επιβλαβή για την ανάπτυξή του. Για το λόγο αυτό στερείται τα απαραίτητα ένζυμα για τη σύνθεση οιστρογόνων. Παράλληλα, ο πλακούντας αποτελεί μία μεγάλη δεξαμενή για ασθενή αδρογόνα, τα οποία το έμβρυο μπορεί και συνθέτει, εμποδίζοντας έτσι την αρρενοποίηση του θηλυκού εμβρύου. Επιπλέον, το έμβρυο συζεύγνει τα αναγκαία στεροειδικά ενδιάμεσα με θειικό οξύ, το οποίο ελαττώνει κατά πολύ τη βιολογική τους δράση. Για το λόγο αυτό, καθώς η πρεγνενολόνη κινείται από τον πλακούντα στο έμβρυο, φέρει θειική ομάδα. Θειική ομάδα φέρουν επίσης, τα προιόντα του μεταβολισμού της εμβρυικής πρεγνενολόνης (η DHEA-S και η 16α-ΟΗ-DHEA-S) για όσο διάστημα βρίσκονται μέσα στο έμβρυο. Μόνο όταν η DHEA-S και η 16α-ΟΗ-DHEA-S μετακινούνται τελικά προς τον πλακούντα (απομακρυνόμενα δηλαδή από το έμβρυο), μια σουλφατάση μετακινεί τις θειικές ομάδες και έτσι ο πλακούντας μπορεί να ολοκληρώσει τη διαδικασία της στεροειδογένεσης και να εξάγει τις ορμόνες στη μητέρα, όπου συζεύγνυνται εκ νέου με γλυκουρονική ή θειική ρίζα πριν από την απέκκρισή τους στα ούρα. Η στεροειδογενετική αλυσίδα στην εμβρυοπλακουντιακή μονάδα, όπως φαίνεται και στην εικόνα, λειτουργεί ως εξής: η σχηματιζόμενη προγεστερόνη στον πλακούντα της οποίας ο μηχανισμός αναλύεται παρακάτω - περνά εν μέρει στη μητέρα και εν μέρει στο 118

120 κύημα όπου χρησιμοποιείται για τη σύνθεση των κορτικοειδών. Από την άλλη πλευρά, η στεροειδογενετική οδός που οδηγεί από την πρεγνενολόνη στη θειική δεϋδροεπιανδροστερόνη στα επινεφρίδια και στη συνέχεια στη θειικη 16-αυδροξυδεϋδροεπιανδροστερό νη στο ήπαρ ακολουθεί βιοσυνθετικό μονόδρομο για το έμβρυο. Τις ουσίες αυτές αξιοποιεί στη συνέχεια ο πλακούντας για να σχηματίσει οιστραδιόλη και οιστρόνη με τη βοήθεια των ενζύμων σουλφατάση και 3β-υδροξυστεροειδική αφυδρογονάση. Γ.2 Η δράση των στεροειδικών ορμονών Η προγεστερόνη και τα οιστρογόνα, είναι οι κυριότερες στεροειδικές ορμόνες που παράγονται από τον πλακούντα. Παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εγκατάσταση και τη διατήρηση της κύησης. Ήδη από τα προπαρασκευαστικά στάδια, συντελούν στη μεταφορά του ωαρίου, στον πολλαπλασιασμό και στη διαφοροποίηση των κυττάρων του ενδομητρίου, στη δημιουργία του φθαρτού και στη διαδικασία της εμφύτευσης του γονιμοποιημένου ωαρίου. Όσον αφορά στη δράση της προγεστερόνης, είναι πρωταρχικής σημασίας για τη διατήρηση της κύησης, καταστέλλοντας τη συσταλτικότητα της μήτρας, ενώ μια μεγάλη πτώση των επιπέδων της συνεπάγεται διακοπή της κύησης. Διαθέτει αντιφλεγμονώδεις και ανοσοκατασταλτικές ιδιότητες, που ασκούνται μέσω των Τh2 κυτοκινών και παρέχουν τοπικά προστατευτική δράση για το κύημα, εμποδίζοντας την ανοσολογική του απόρριψη από την μητέρα. Για το λόγο αυτό, η πτώση των επιπέδων της, φαίνεται ότι μπορεί να πυροδοτήσει την ανοσολογική απόρριψη και την ιστική φλεγμονή, μέσω χημικών και κυτταρικών μηχανισμών, που με τη σειρά τους κινητοποιούν τις 119

121 προσταγλαδίνες, καταλήγοντας στην έναρξη του τοκετού. Επιπρόσθετα, η προγεστερόνη, όπως και άλλα προγεστινοειδή, αναστέλλουν την υποφυσιακή έκκριση των γοναδοτροπινών - LH και FSH -, εμποδίζοντας την ωορρηξία κατά τη διάρκεια της κύησης. Τα πλακουντιακά οιστρογόνα από την πλευρά τους, με κύριο εκπρόσωπο την οιστριόλη, διεγείρουν την ανάπτυξη του μυομητρίου και ανταγωνίζονται την κατασταλτική δράση της προγεστερόνης σε αυτό. Σε κάποια είδη, υψηλά επίπεδα οιστρογόνων στα τελευταία στάδια της κύησης διεγείρουν τους υποδοχείς ωοκυτοκίνης του μυομητρίου προετοιμάζοντας τη μήτρα για τον τοκετό. Τα οιστρογόνα διεγείρουν επίσης, την ανάπτυξη των αδενοκυψελών του μαζικού αδένα και - όπως και τα προγεστινοειδή -, αναστέλλουν την έκκριση των γοναδοτροπινών από τον πρόσθιο λοβό της υπόφυσης. Γ.3 Προγεστερόνη Κατά τη διάρκεια του πρώτου τριμήνου της εγκυμοσύνης η hcg που παράγεται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη διατηρεί το ωχρό σωμάτιο το οποίο είναι η κύρια πηγή της προγεστερόνης και των οιστρογόνων. Η λειτουργία αυτή του ωχρού σωματίου συνεχίζεται αποδοτικά κατά την πρώιμη εγκυμοσύνη. Ωστόσο κατά την όψιμη εγκυμοσύνη το ωχρό σωμάτιο δεν είναι ικανό να παράγει τα υψηλά επίπεδα στεροειδικών ορμονών που απαιτούνται. Ο αναπτυσσόμενος πλακούντας από μόνος του αυξάνει την παραγωγή του σε οιστρογόνα και προγεστερόνη, με αποτέλεσμα κατά την 6η με 8η εβδομάδα της κύησης να καθίσταται η κύρια πηγή παραγωγής τους. Η συγκέντρωση της προγεστερόνης στον ορό της εγκύου είναι μεγαλύτερη στις αρχές της κύησης από ότι στην ωχρινική φάση του κύκλου (5-25 ng/ml), χωρίς όμως να σημειώνει ουσιαστική αύξηση τις πρώτες εβδομάδες της κύησης. Μετά τον τρίτο μήνα, παρατηρείται ραγδαία άνοδος των επιπέδων προγεστερόνης, που μπορεί να φθάσουν στη μέγιστη τιμή των ng/ml μεταξύ 36ης - 38ης εβδομάδα. Αξίζει, βέβαια, να σημειωθεί ότι η παραγωγή προγεστερόνης ανά μονάδα πλακουντιακού ιστού 120

122 δεν αυξάνεται με την πρόοδο της εγκυμοσύνης. Η αύξηση οφείλεται στη συνεχή αύξηση του πλακούντα, ενώ η επιπέδωση και η συνακόλουθη πτώση της, αντανακλούν τη φυσική γήρανση του πλακούντα, την έκπτωση της λειτουργικότητάς του και τη μείωση της ενεργής του μάζας από την παρουσία εμφράκτων και εναπόθεση ινικής. Η βιοσύνθεση των στεροειδών επιτελείται στην τροφοβλάστη και ιδιαίτερα στη συγκυτιοτροφοβλάστη. Κύρια πηγή χοληστερόλης για τον πλακούντα, είναι εκείνη της μητρικής κυκλοφορίας: χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτείνες (LDL) μητρικού αίματος προσκολλώνται στους υψηλής συγγένειας υποδοχείς της επιφάνειας της τροφοβλάστης, οι οποίοι παρουσιάζουν ειδικότητα (specificity) και ικανότητα κορεσμού (saturability). Οι συνδεδεμένες LDL περνούν στο εσωτερικό με ενδοκυττάρωση, όπου το απολιποπρωτεινικό τμήμα τους υδρολύεται από λυσοσωμικές λιπάσες, με τελικό προιόν τη χοληστερόλη και τα λιπαρά οξέα. Η ελεύθερη, μη εστεροποιημένη χοληστερόλη, εκτός από τη χρήση της ως πρόδρομη ουσία για τη στεροειδογένεση, καταστέλλει επίσης και την ίδια τη de novo σύνθεσή της, καθώς και τη βιοσύνθεση των υποδοχέων της (down regulation). Ενώ για άλλους ιστούς (π.χ επινεφρίδια) η de novo σύνθεση αποτελεί τη δεύτερη βασική πηγή χοληστερόλης, στον πλακούντα ο σχηματισμός χοληστερόλης από οξεικό οξύ γίνεται ελάχιστα ή καθόλου. Αντίθετα ο πλακούντας είναι πλούσιος σε ένζυμα απαραίτητα για τη μετατροπή της χοληστερόλης σε προγεστερόνη. Η πλακουντιακή παραγωγή προγεστερόνης είναι, αν όχι πλήρως, σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητη από πρόδρομες εμβρυικές ουσίες. Η χοληστερόλη υδροξυλιώνεται σε 20,22-διυδροξυχοληστερόλη και στη συνέχεια με τη δράση της 20,22-δεσμολάσης μετατρέπεται σε πρεγνενολόνη και ακολούθως σε προγεστερόνη με τη δράση της 3β-υδροξυστεροειδικής αφυδρογονάσης. Ο πλακούντας εκφράζει επίσης το ένζυμο 17-β/20 α-υδροξυ-δεϋδρογενάση, που μετατρέπει την προγεστερόνη σε 20α-δεϋδροπρογεστερόνη. Η προγεστερόνη εν μέρει περνάει στο έμβρυο, για την παραγωγή από τα επινεφρίδια της κορτιζόλης και της αλδοστερόνης. Το μεγαλύτερο μέρος της παραγόμενης προγεστερόνης (90%) διοχετεύεται στη μητρική κυκλοφορία. Εκεί, ανάγεται κυρίως σε πρεγναδιόλη, η οποία μετατρέπεται σε γλυκουρονικούς εστέρες και αποβάλλεται με τα ούρα. 121

123 Ακολουθούν ορισμένα πειραματικά δεδομένα για την προγεστερονη: ο ανθρώπινος πλακούντας είναι πλούσιος σε β-αδρενεργικούς υποδοχείς, οι οποίοι ανιχνεύονται ήδη από τη 10η εβδομάδα, η μεγαλύτερη δε συγκέντρωσή τους, παρατηρείται στο τέλος της εγκυμοσύνη η πειραματική χορήγηση β2-αγωνιστών σε παρασκευάσματα πλακούντα, κατέληξε σε αύξηση της έκκρισης της προγεστερόνη σύμφωνα με άλλα πειραματικά δεδομένα, το ενδοκυττάριο ασβέστιο φαίνεται να είναι απαραίτητο για την πλακουντιακή παραγωγή προγεστερόνης σε παρασκευάσματα πλακούντα έχει αποδειχθεί επίσης ότι η LH-RH ασκεί ανασταλτική επίδραση στην έκκριση προγεστερόνης νεότερα δεδομένα καταδεικνύουν ανασταλτική επίδραση της CRH - που παράγεται από τον πλακούντα - στην παραγωγή προγεστερόνης. Φαίνεται ότι ασκεί τη δράση της στο μονοπάτι της φωσφολιπάσης C-πρωτεινικής κινάσης (PKC) ορισμένες πειραματικές μελέτες σε ανθρώπινους πλακούντες έχουν δείξει ότι τα οιστρογόνα, πιθανώς παίζουν ρόλο στη σύνθεση προγεστερόνης. Ωστόσο, καταστάσεις που συνοδεύονται από μειωμένα επίπεδα οιστρογόνων, όπως συμβαίνει σε ανεγκέφαλα έμβρυα, σε εμβρυικό θάνατο κ.λ.π, η παραγωγή της προγεστερόνης από τον πλακούντα δε φαίνεται να επηρεάζεται. Γ.4 Οιστρογόνα Οιστρόνη Οιστραδιόλη Οιστριόλη Κυρίως μετά την 9η εβδομάδα της εγκυμοσύνης, η εμβρυοπλακουντιακή μονάδα παράγει μεγάλες ποσότητες οιστρογόνων, που περιλαμβάνουν την οιστριόλη (Ε3), 122

124 σημαντική ποσότητα 17β-οιστραδιόλης (Ε2) και οιστρόνης (Ε1). Οι συγκεντρώσεις των ορμονών αυτών στο πλάσμα της μητέρας αυξάνουν γραμμικά και φθάνουν προς το τέλος της κύησης τις τιμές των 6, 17 και 8 ng/ml αντίστοιχα, με ημερίσια έκκριση περίπου 2, 1 και mg. Ένα τέταρτο οιστρογόνο, η εστερόλη, παράγεται αποκλειστικά στον άνθρωπο, η συγκέντρωσή του όμως φθάνει τελικά, μόλις τα 1,2 ng/ml. Καθώς ο πλακούντας δεν εκφράζει το κυτόχρωμα Ρ450 και την 17α-υδροξυλάση δεν έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιήσει στεροειδή όπως η πρεγνενολόνη ή η προγεστερόνη ως πρόδρομες ουσίες για τη σύνθεση ανδρογόνων και οιστρογόνων. Για το λόγο αυτό, οι πρόδρομες ουσίες που χρησιμοποιούνται από τη συγκυτιοτροφοβλάστη για τη βιοσύνθεση των οιστρογόνων είναι δύο: (α) η θειική δεϋδροεπιανδροστερόνη (DHEA-S), που παράγεται σε ίσες σχεδόν αναλογίες από το μητρικό και τον εμβρυικό επινεφριδιακό αδένα (για τη σύνθεση της οιστραδιόλης και της οιστρόνης) και (β) η θειική 16α-υδροξυ-δεϋδροεπιανδροστερόνη (16α-ΟΗ-DHEA-S), σχεδόν αποκλειστικά εβρυικής προέλευσης (για τη σύνθεση της οιστριόλης). Η παραγωγή της οιστριόλης εξαρτάται κατά 90% από το έμβρυο, γι αυτό και αποτελεί κατεξοχήν δείκτη ομαλής λειτουργίας του εμβρυικού μηχανισμού (επινεφριδίων και ήπατος). Τα οιστρογόνα, πέρα από την εμβρυική κυκλοφορία, περνούν και στην μητρική κυκλοφορία. Η ρύθμιση της στεροειδογένεσης στον πλακούντα είναι πολύπλοκη και πολυπαραγοντική, ενώ φαίνεται ότι εμπλέκονται αυτοκρινείς και παρακρινείς μηχανισμοί ανάλογοι με εκείνους που παρατηρούνται σε άλλα αναπαραγωγικά όργανα (γονάδες). Οι ίδιες οι στεροειδικές ορμόνες, αν και διαφορετικές μεταξύ τους, φαίνεται πως αλληλεπιδρούν στην παραγωγή και το μεταβολισμό τους. Τα οιστρογόνα επηρεάζουν την πρόσληψη της LDL από τη συγκυτιοτροφοβλάστη, άρα παίζουν ρόλο στη δημιουργία υποστρώματος για την παραγωγή προγεστερόνης από τον πλακούντα, ενώ η προγεστερόνη επηρεάζοντας τη 17β-υδροξυστεροειδική αφυδρογονάση, επηρεάζει και το μεταβολισμό της οιστραδιόλης. Ακόμα, όπως έχει φανεί in vitro, τα ανδρογόνα ασκούν κατασταλτική δράση στην παραγωγή προγεστερόνης. Η δράση της αρωματάσης η οποία αποτελεί το βασικό ένζυμο που συμμετέχει στη σύνθεση των οιστρογόνων - διεγείρεται συνεργικά από το camp, δράση η οποία αναστέλλεται από πεπτιδικούς αυξητικούς παράγοντες [16]. 123

125 Δ. Αυξητικοί παράγοντες Δ.1 Ο αυξητικός παράγοντας του αγγειακού ενδοθηλίου (VEGF) Ο VEGF αποτελεί μια ομοδιμερή γλυκοπρωτεΐνη της οποίας υπάρχουν τουλάχιστον 5 ισομορφές που δημιουργούνται με εναλλακτική συρραφή ενός γονιδίου. Ανάμεσα στις διαφορετικές ισομορφές του παράγοντα, οι VEGF-A, VEGF-B και ο πλακουντιακός αυξητικός παράγοντας (PlGF) φαίνεται ότι διαδραματίζουν τον πιο αποφασιστικό ρόλο στην εγκυμοσύνη, δρώντας μέσω των σχετικών υποδοχέων VEGF receptor 1 (VEGFR-1, επίσης γνωστός ως Flt-1) και VEGF receptor 2 (VEGFR-2, επίσης γνωστός ως Flk-1 στους επίμυες και KDR στους ανθρώπους). Ο VEGF ρυθμίζει την αγγειογένεση και τη λεμφαγγειογένεση ελέγχοντας των πολλαπλασιασμό, τη μετανάστευση των ενδοθηλιακών κυττάρων και των μονοκυτάρων, καθώς και τη διαπερατότητα των αγγείων [17], [18]. Εκφράζεται σε όλη τη διάρκεια του ωοθηκικού κύκλου και παρουσιάζει μέγιστη έκφραση στο επιθήλιο των αδένων του ενδομητρίου κατά την εκκριτική φάση. Όσον αφορά την ισομορφή EG-VEGF που παράγεται από τον πλακούντα και από άλλους ιστούς που διαθέτουν ενδοκρινή λειτουργία, έχει φανεί από έρευνες ότι: η έκφραση του κορυφώνεται μεταξύ 8ης - 11ης εβδομάδας της κύησης επί υποξίας γίνεται προς τα άνω ρύθμιση του mrna και των πρωτεϊνών του ΕG-VEGF αποτελεί αναστολέα διήθησης της τροφοβλάστης τα επίπεδα του στην κυκλοφορία αυξάνουν στην προεκλαμψία, όπου πιθανολογείται ο ρόλος του στην αύξηση της διαπερατότητας των αγγείων που εμφανίζεται στο σύνδρομο η hcg έχει βρεθεί ότι ρυθμίζει την έκφραση του ΕG-VEGF και των υποδοχέων του [19]. 124

126 Όσον αφορά στον πλακουντιακό αυξητικό παράγοντα (PlGF), πρόκειται περί αγγειογεννητικού παράγοντα που, όπως προαναφέρθηκε, ανήκει στην οικογένεια των αγγειακών αυξητικών παραγόντων (VEGF). Δρα μέσω των δύο υποδοχέων του - VEGFR- 1 και neuropilins (NRPs) οι οποίοι ρυθμίζουν τη δράση του στην αγγειογένεση. Επίσης, συμμετέχει σε φλεγμονώδεις διεργασίες προσελκύοντας και ενεργοποιώντας τα μονοκύτταρα μακροφάγα. Ο PlGF εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα καθόλη τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και έχει βρεθεί ότι ρυθμίζει την εμφύτευση, την ανάπτυξη και τη διαφοροποίηση της τροφοβλάστης [20]. Άλλοι αυξητικοί παράγοντες που εντοπίζονται στον πλακούντα και συμμετέχουν στην αγγειογένεση είναι ο αιμοπεταλιακός αυξητικός παράγοντας β (PDGF-β), ο αιμοπεταλιακός ενδοθηλιακός κυτταρικός αυξητικός παράγοντας (PD-ECGF) και ο αυξητικός παράγοντας των ινοβλαστών (FGF). Εικ. Αυξητικοί παράγοντες, υποδοχείς και δράση 125

127 Δ.2 Ο επιδερμιδικός αυξητικός παράγοντας (EGF) Πρόκειται για διαμεμβρανικές πρωτείνες, η δραστική μορφή των οποίων απελευθερώνεται στον εξωκυττάριο χώρο, μετά την πρωτεόλυση του πρόδρομου μορίου. Η δράση τους ασκείται μέσω διαμεμβρανικών υποδοχέων, των ErbB, οι οποίοι αποτελούνται από ένα εξωκυττάριο τμήμα για τη σύνδεση του προσδέτη και ένα κυτταροπλασματικό τμήμα για τη μετατροπή του σήματος σε σειρά αντιδράσεων που ρυθμίζουν τις λειτουργίες του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, της κυτταρικής προσκόλλησης, της μετανάστευσης και της διαφοροποίησης. Πολλά μέλη της οικογένειας EGF εκφράζονται στη μήτρα κατά την περίοδο της εμφύτευσης. Ο αυξητικός παράγοντας μεταμόρφωσης TGF-α, με αγγειογενετικές ιδιότητες, εκφράζεται στα επιθηλιακά κύτταρα του ενδομητρίου. Άλλα μέλη, όπως η BTC (β-cellulin), η Er (epiregulin) και οι παράγοντες διαφοροποίησης των νεύρων (NDF) παρουσιάζουν κοινό τρόπο έκφρασης και ανιχνεύονται στο επιθήλιο και στο στρώμα στη θέση εμφύτευσης. Ο αυξητικός παράγοντας που δεσμεύει την ηπαρίνη (HB-EGF) παρουσιάζει ειδικότητα έκφρασης κατά την εμφύτευση και ανιχνεύεται αποκλειστικά στις θέσεις προσκόλλησης της βλαστοκύστης. Σχετικά με την εμφύτευση στον άνθρωπο, η έκφραση του HB-EGF είναι μέγιστη κατά την περίοδο της εμφύτευσης, ενώ ο υποδοχέας ErbB εκφράζεται στο τροφοεξώδερμα. Δ.3 Ο ινσουλινομιμητικός αυξητικός παράγοντας (IGF) Έχει διαπιστωθεί επίσης η παραγωγή των ινσουλινομιμητικών αυξητικών παραγόντων I και ΙΙ (IGF-I και IGF-II) από τους πλακουντιακούς ιστούς. Στα κύτταρα της συγκυτιοτροφοβλάστης ανευρίσκονται οι πρωτείνες που δεσμεύουν τους αυξητικούς παράγοντες IGFBP και IGFBP-I και στα κύτταρα του πλακούντα ανιχνεύονται οι ειδικοί υποδοχείς για τους IGFs. Τα επίπεδα της πλακουντιακής αυξητικής ορμόνης σχετίζονται με τα αντίστοιχα των IGFs καθόλη τη διάρκεια της κύησης. Επιπλέον, οι τελευταίοι καθιστούν δυνατή τη δράση του επιδερμιδικού αυξητικού παράγοντα (EGF) και διεγείρουν την παραγωγή του πλακουντιακού γαλακτογόνου (PRL). Ακόμη, ευοδώνουν την παραγωγή προγεστερόνης, 126

128 ενώ αντίθετα αναστέλλουν την παραγωγή οιστρογόνων. Παράλληλα οι IGFs συμμετέχουν στη διαπλακουντιακή μεταφορά γλυκόζης και αμινοξέων και ρυθμίζουν την εμβρυική και πλακουντιακή ανάπτυξη. Τέλος, αποτελούν ειδικό αναστολέα της παραγωγής πλακουντιακής θρομβοξάνης. Σε πρόσφατη μελέτη διαπιστώθηκαν επίσης αυξημένα επίπεδα IGFBP σε εγκύους τα έμβρυα των οποίων παρουσίαζαν υπολειπόμενη ανάπτυξη (fetal growth restriction, FGT) [21]. Κατά συνέπεια, η παραγωγή των IGFs και των IGFBPs φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο στη φυσιολογική ενδομήτρια εμβρυική ανάπτυξη. Δ.4 Κυτοκίνες Κυτοκίνες, όπως οι ιντερφερόνες, ο παράγοντας νέκρωσης των ιστών (TNF-α) και οι ιντερλευκίνες παράγονται επίσης από τον πλακούντα και οι υποδοχείς τους εκφράζονται στους μητροπλακουντιακούς ιστούς. Τα κύτταρα του πλακούντα που συνθέτουν κυτοκίνες περιλαμβάνουν τα κύτταρα της τροφοβλάστης, τα μακροφάγα και τα ενδοθηλιακά κύτταρα. Τα επίπεδα των κυτοκινών ποικίλουν στα διάφορα στάδια της κύησης, αλλά είναι γνωστός ο σπουδαίος ρόλος τους στην εμφύτευση, την ανοσοκαταστολή, στις λειτουργίες της τροφοβλάστης και των αγγείων στην εγκυμοσύνη, καθώς επίσης και στην έναρξη και πρόοδο του τοκετού. Οι κυτοκίνες ασκούν όλες τις παραπάνω δράσεις ρυθμίζοντας την παραγωγή άλλων κυτοκινών, αυξητικών παραγόντων, ορμονών και προστανοειδών. Φαίνεται μάλιστα να σχετίζονται με πρόωρο τοκετό σε κυήσεις που έχουν επιπλακεί με ενδομήτρια λοίμωξη αλλά και σε άλλες περιπτώσεις. Δ.5 Ρελαξίνη Η ρελαξίνη συντίθεται επίσης από τις χοριακές μεμβράνες, το φθαρτό και τον πλακούντα, ενώ υποδοχείς της εντοπίζονται στα κύτταρα της συγκυτιοτροφοβλάστης. Έχει διαπιστωθεί η βιολογική δράση της ρελαξίνης στη δραστηριότητα της κολλαγενάσης στις χοριοαμνιακές μεμβράνες. Η ρελαξίνη διεγείρει επίσης την παραγωγή προσταγλαδινών και είναι πολύ πιθανό ότι παίζει ρόλο στη διαδικασία του τοκετού. 127

129 Δ.6 Λεπτίνη Μία άλλη κυτοκίνη που παράγεται από τον πλακούντα είναι η λεπτίνη, η οποία θεωρείται πως παίζει ρόλο στην εμφύτευση της τροφοβλάστης και στη ρύθμιση της εμβρυικής ανάπτυξης και της πλακουντιακής λειτουργίας. Ένας μηχανισμός με τον οποίο Εικ. Οι δράσεις της λεπτίνης στο έμβρυο, τον πλακούντα και τη μητέρα πιθανολογείται ότι ρυθμίζει τη διαπλακουντιακή μεταφορά ουσιών, είναι ο έλεγχος της παραγωγής μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ), και ο καταβολισμός των λιπιδίων [22]. Η αυξημένη παραγωγή της σε περιπτώσεις προεκλαμψίας και διαβήτη κύησης έχει οδηγήσει στην υπόθεση ότι η λεπτίνη σχετίζεται με τις παθολογικές αυτές καταστάσεις. Επίσης, από πρόσφατες μελέτες έχει προκύψει ότι τα οιστρογόνα ρυθμίζουν την παραγωγή της λεπτίνης στα αρχικά στάδια της εγκυμοσύνης και ότι διαταραχή της ομαλής λειτουργίας των μηχανισμών αυτών σχετίζεται με εκδήλωση προεκλαμψίας και ενδομήτριας καθυστέρησης της ανάπτυξης [23]. Ε. Εικοσανοειδή Τα εικοσανοειδή, όπως οι θρομβοξάνες, οι προστακυκλίνες και τα λευκοτριένια, κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο, ο οποίος σήμερα είναι πολύ καλά κατανοητός. Θεωρούνται προϊόντα τόσο του φθαρτού, όσο και των χοριακών μεμβρανών. Ορισμένα, όπως τα λευκοτριένια παράγονται και από τον πλακούντα. Επίσης, ο πλακούντας μπορεί να μετατρέψει το αραχιδονικό οξύ σε θρομβοξάνη, προστακυκλίνες, PGE 2, PGF 2α και PGD 2. Από όλα αυτά τα μόρια, οι προσταγλανδίνες, η θρομβοξάνη και η προστακυκλίνη θεωρούνται πολύ σημαντικές ορμόνες σε όλη τη διάρκεια της κύησης, από την στιγμή της εμφύτευσης μέχρι την έναρξη και την εξέλιξη του τοκετού, συμβάλλοντας ενδιάμεσα στην ρύθμιση της εμβρυικής ανάπτυξης. Η ωκυτοκίνη διεγείρει τα φθαρτικά κύτταρα της μήτρας προς αύξηση της σύνθεσης της 128

130 PGF 2α. Το αραχιδονικό οξύ, ως ο πρόδρομος των προσταγλανδινών, είναι παρών σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις στις εμβρυικές μεμβράνες, κοντά στο τέλος της κύησης. Όσον αφορά στη δράση των εικοσανοειδών, ο βασικός τους ρόλος στην εμφύτευση, έχει αποδειχθεί από το ανασταλτικό αποτέλεσμα της ινδομεθακίνης (η οποία είναι αναστολέας της κυκλοξυγενάσης) σε αυτή. Άλλες έρευνες υποδεικνύουν ότι η παραγωγή των προσταγλανδινών, της θρομβοξάνης και ειδικότερα, της προστακυκλίνης ενδέχεται να επιτρέπουν στην τροφοβλάστη να εισχωρήσει και να αποικίσει τα μητρικά σπειροειδή αιμοφόρα αγγεία του μυομητρίου. Η προστακυκλίνη είναι γνωστός αγγειοδιασταλτικός παράγοντας και αναστολέας συγκόλλησης των αιμοπεταλίων. Ύστερα από την εμφύτευση, κατά τη περίοδο της εμβρυικής ανάπτυξης, οι προσταγλανδίνες, η θρομβοξάνη και η προστακυκλίνη παίζουν σημαντικό ρόλο ως ρυθμιστές της αγγειακής κυκλοφορίας της εμβρυοπλακουντακής μονάδας. Η PGE 2 μπορεί να δράσει ως αγγειοδιασταλτικός παράγοντας της μητριαίας αιματικής ροής και παράλληλα, να προκαλεί αγγειοσύσπαση στην κυκλοφορία του ομφάλιου λώρου. Από την άλλη, η PGF 2α προκαλεί σύσπαση τόσο στην μητριαία, όσο και στην ομφαλική αιματική ροή. Σε εγκυμοσύνη που συσχετίζεται με υπέρταση, έχει ανευρεθεί αυξημένη παραγωγή θρομβοξάνης και μειωμένη συγκέντρωση προστακυκλίνης. 'Αλλες δράσεις των προσταγλανδινών, σχετικά με την εγκυμοσύνη, αφορούν στην επίδρασή τους στην πρωτεϊνική σύνθεση του πλακούντα και στην ρύθμιση της παραγωγής ορισμένων ορμονών. Η PGF 2α καταστέλλει την παραγωγής της hcg, αν και υπάρχουν και αντίθετα στοιχεία, ότι δηλαδή η PGF 2α ενδέχεται να διεγείρει την έκκριση της hcg. Άλλες μελέτες in vitro ενοχοποιούν για την καταστολή της hcg, περισσότερο το αραχιδονικό οξύ, παρά τα παράγωγά του. Επιπρόσθετα, τόσο η PGE 2 όσο και η προστακυκλίνη, έχουν δείξει ότι αυξάνουν τα επίπεδα του camp. Μια άλλη πολύ σημαντική λειτουργία των προσταγλανδινών, των θρομβοξανών και της προστακυκλίνης είναι ο ρόλος τους στην έναρξη και εξέλιξη του τοκετού. Συγκεκριμένα, οι προσταγλανδίνες διεγείρουν ισχυρά τη συστολή των λείων μυικών κυττάρων της μήτρας. Δεύτερον, η PGF 2α ενισχύει τις συστολές που προκαλούνται από την ωκυτοκίνη, προάγωντας το σχηματισμό χασματοσυνδέσμων μεταξύ των λείων μυικών κυττάρων της μήτρας: σε αυτό, συμβάλλει επιπλέον και η οιστραδιόλη. Αυτές οι χασματικές συνδέσεις, επιτρέπουν μια συγχρονισμένη συστολή των λείων μυικών ινών 129

131 της μήτρας θυμίζοντας τη συστολή των κοιλιών της καρδιάς. Τρίτον, οι προσταγλανδίνες προκαλούν μαλθακότητα, διαστολή και λέπτυνση ( εξάλειψη ) του τραχήλου της μήτρας, η οποία συμβαίνει νωρίς κατά τον τοκετό. Αυτή η μαλθακότητα, είναι παρόμοια με μια φλεγμονώδη αντίδραση στην οποία συμβαίνει εισβολή πολυμορφοπύρηνων λευκοκυττάρων (π.χ. ουδετερόφιλα). Εξαιτίας αυτών των επιδράσεων, προσταγλανδίνες σε υψηλές δόσεις μπορούν να προκαλέσουν πρόωρο τοκετό και έξοδο του εμβρύου, όπως συμβαίνει σε ορισμένες περιπτώσεις τεχνητής αποβολής του εμβρύου. Παρόμοια επίδραση φαίνεται να έχει και το αραχιδονικό οξύ με ενδοαμνιακή χορήγηση, ενώ αυτό φαίνεται να αντιστρέφεται κατόπιν χρόνιας χορήγησης ασπιρίνης (αναστολέας της κυκλοξυγενάσης). Παράγοντες που είναι γνωστό ότι αυξάνουν την παραγωγή των εικοσανοειδών είναι η CRH, διάφορες κυτοκίνες και αυξητικοί παράγοντες. Τόσο η CRH όσο και οι κυτοκίνες, φαίνεται να παίζουν πρωταρχικό ρόλο στον τοκετό, με την αύξηση των εικοσανοειδών να είναι ίσως ένας από τους μηχανισμούς δράσης τους. Επίδραση στην παραγωγή των προσταγλανδινών έχουν δείξει να έχουν και τα γλυκοκορτικοειδή, η προγεστερόνη και τα οιστρογόνα. Ακόμη, η GnRH μπορεί να επηρεάσει την έκκριση προσταγλανδινών από τον πλακούντα, καθώς η έκκριση των πλακουντιακών προσταγλανδινών είναι μεγαλύτερη, όταν και η χοριονική GnRH είναι σε πολύ υψηλά επίπεδα. Παρόλα αυτά όμως, η απάντηση του πλακούντα στην GnRH προς παραγωγή προσταγλανδινών διαφέρει κατά τη διάρκεια της κύησης, όπως επίσης διαφέρει και η βασική έκκριση των προσταγλανδινών. Αξίζει να αναφερθεί ότι ένας ανταγωνιστής της GnRH, μπορεί να καταστείλει την βασική παραγωγή προσταγλανδινών. Όπως αναφέραμε και παραπάνω, αυξητικοί παράγοντες όπως ο EGF και ο PAF (παράγοντας ενεργοποίησης των αιμοπεταλίων), μπορεί να ενισχύσει την έκκριση των προσταγλανδινών από τις αμνιακές μεμβράνες. Εξάλλου, ο PAF ανιχνεύεται στο αμνιακό υγρό κατά τη εξέλιξη του τοκετού, αλλά όχι πριν την έναρξή του. Για το λόγο αυτό, υποθέσεις φαίνεται να προσδίδουν στον PAF κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση των προσταγλανδινών κατά τον τοκετό, όπως επίσης και αρχικά, κατά τη διάρκεια της εμφύτευσης. 130

132 ΣΤ. Πλακουντιακά ένζυμα Τα ένζυμα που παράγονται από τον πλακούντα ρυθμίζουν τις αυτοκρινείς, παρακρινείς και ενδοκρινείς του δράσεις, επηρεάζοντας το μεταβολισμό και επομένως τις συγκεντρώσεις των ουσιών που συνθέτει. Σε αρκετές περιπτώσεις, όπως αυτές που αναφέρονται παρακάτω, τα ένζυμα αυτά έχουν εντοπιστεί. Όσον αφορά τη GnRH έχει βρεθεί η σχετική μετα -προλινική πεπτιδάση, ένζυμο που παράγεται σε μεγάλη ποσότητα από τον πλακούντα. Έχει επίσης περιγραφεί η δράση πρωτεασών στην αποδόμηση της αγγειοτενσίνης 2. Σχετικά με την κορτιζόνη ένα ενζυματικό σύμπλοκο με διπλή οξειδωτική και αναγωγική δράση ρυθμίζει την ισορροπία μεταξύ κορτιζόλης και κορτιζόνης. Στον πλακούντα κυριαρχεί η οξείδωση της κορτιζόλης σε κορτιζόνη, ενώ στον φθαρτό συμβαίνει κυρίως η αντίστροφη αντίδραση. Αντίστοιχα η δευδρογενάση της προσταγλαδίνης συμμετέχει στην έναρξη του τοκετού και η οξυτοκινάση και αμινοπεπτιδάση φαίνεται να παίζουν κάποιο ρόλο κατά τη διάρκεια της κύησης. 131

133 Βιβλιογραφία 1.Laurence A. Cole. Biological functions of hcg and hcg-related molecules. Reprod Biol Endocrinol. 2010; 8: Laurence A. Cole. Hyperglycosylated hcg, a review. Department of Obstetrics and Gynecology, University of New Mexico. Placenta, Volume 31, Issue 8, Pages , August www. endotext.org/pregnancy/pregnancy1/pregnancy1_2.htm 4.Jianping Qu Karl Thomas. Inhibin and Activin Production in Human Placenta, Department of Obstetrics and Gynecology. Physiology of Human Reproduction Research Unit. Faculty of Medicine, University of Louvain Brussels, Belgium. QU and THOMAS 16 (4): F. Petraglia. Inhibin, activin and follistatin in the human placenta a new family of regulatory proteins. Department of Obstetrics and Gynecology Universities of Modena and Pisa Modena and Pisa, Italy. Placenta, Volume 18, Issue 1, Pages 3-8, January F. Debieve S. Beerlandt C. Hubinont K. Thomas. Gonadotropins, Prolactin, Inhibin A, Inhibin B, and Activin A in Human Fetal Serum from Midpregnancy and Term Pregnancy. Department of Obstetrics and Gynecological Endocrinology, Université Catholique de Louvain, Brussels, Belgium. Debieve et al. 85 (1): David A. Aitken, Ph.D. Euan M. Wallace M.R.C.O.G. Jennifer A. Crossley, Ph.D. Ian A. Swanston, B.Sc. Yvonne van Pareren, M.Sc. Merel van Maarle, M.Sc. Nigel P. Groome, Ph.D. James N. Macri, Ph.D. J. Michael Connor, M.D. Dimeric Inhibin A as a Marker for Down's Syndrome in Early Pregnancy. N Engl J Med 1996; 334: Dos Reis FM De Rezende CP. Clinical usefulness of inhibin assays in gynecology and obstetrics. Departamento de Ginecologia e Obstetrícia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil. Rev Bras Ginecol Obstet Dec;31(12): Braden TD Conn PM. Activin-A stimulates the synthesis of gonadotropin-releasing 132

134 hormone receptors. Department of Pharmacology, University of Iowa College of Medicine, Iowa City. Endocrinology 1992 Apr;130(4): Pathik D. Wadhwa, MD, PhD Thomas J. Garite, MD Manuel Porto, MD, Laura Glynn, PhD Aleksandra Chicz-DeMet, PhD Christine Dunkel-Schetter, PhD Curt A. Sandman, PhD. Placental corticotropin-releasing hormone (CRH), spontaneous preterm birth, and fetal growth restriction: A prospective investigation. Department of Psychiatry and Human Behavior, University of California-Irvine, Irvine, CA. Am J Obstet Gynecol Oct;191(4): Conover CA. Key questions and answers about pregnancy-associated plasma protein- A. Division of Endocrinology and Metabolism, Endocrine Research Unit, Mayo Clinic, Rochester, MN 55905, USA. Trends Endocrinol Metab May;23(5): Sahraravand M, Järvelä IY, Laitinen P, Tekay AH, Ryynänen M. The secretion of PAPP-A, ADAM12, and PP13 correlates with the size of the placenta for the first month of pregnancy. Department of Obstetrics and Gynecology, Oulu University Hospital, Finland. Placenta Dec;32(12): Proctor LK, Toal M, Keating S, Chitayat D, Okun N, Windrim RC, Smith GC, Kingdom JC. Placental size and the prediction of severe early-onset intrauterine growth restriction in women with low pregnancy-associated plasma protein-a, Placenta Clinic, Maternal-Fetal Medicine Division. Department of Obstetrics and Gynecology, Mount Sinai Hospital, University of Toronto, Canada. Ultrasound Obstet Gynecol Sep;34(3): Laigaard J, Spencer K, Christiansen M, Cowans NJ, Larsen SO, Pedersen BN, Wewer UM. ADAM 12 as a first-trimester maternal serum marker in screening for Down syndrome. Department of Clinical Biochemistry, Statens Serum Institut, Copenhagen, Denmark, Prenat Diagn Oct;26(10): YGambino,J.L. Maymó,A. PérezPérez,J.C. Calvo,V. Sánchez-Margalet,C.L. Varone Elsevier Trophoblast Research Award Lecture: Molecular mechanisms underlying estrogen functions in trophoblastic cells Focus on leptin expression. Volume 33, Supplement, Pages S63-S70, February Bills VL, Salmon AH, Harper SJ, Overton TG, Neal CR, Jeffery B, Soothill PW, Bates DO. Impaired vascular permeability regulation caused by the VEGF splice variant in 133

135 pre-eclampsia, BJOG Sep;118(10): Andraweera PH, Dekker GA, Laurence JA, Roberts CT. Placental expression of VEGF family mrna in adverse pregnancy outcomes. Discipline of Obstetrics and Gynaecology, Research Centre for Reproductive Health, University of Adelaide, Adelaide, Australia. Placenta Jun;33(6): Brouillet S, Hoffmann P, Chauvet S, Salomon A, Chamboredon S, Sergent F, Benharouga M, Feige JJ, Alfaidy N. Revisiting the role of hcg: new regulation of the angiogenic factor EG-VEGF and its receptors. Cell Mol Life Sci May;69(9): Sandro De Falco. The discovery of placenta growth factor and its biological activity. Exp Mol Med January 31; 44(1): Qiu Q, Bell M, Lu X, Yan X, Rodger M, Walker M, Wen SW, Bainbridge S, Wang H, Gruslin A. Significance of IGFBP-4 in the development of fetal growth restriction Ottawa Hospital Research Institute, Ottawa, Ontario, Canada.Trends Endocrinol Metab May;23(5): White V, González E, Capobianco E, Pustovrh C, Martínez N, Higa R, Baier M, Jawerbaum A. Leptin modulates nitric oxide production and lipid metabolism in human placenta. Laboratory of Reproduction and Metabolism, CEFYBO-CONICET, School of Medicine, University of Buenos Aires, Paraguay, Buenos Aires, Argentina. Reprod Fertil Dev. 2006;18(4): Basak S, Duttaroy AK. Leptin induces tube formation in first-trimester extravillous trophoblast cells. Department of Nutrition, Institute of Basic Medical Sciences, Faculty of Medicine, University of Oslo, Oslo, Norway. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol Sep;164(1): Ρωξάνη Αγγελοπούλου, Εμβρυολογία I, ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Π.Χ. ΠΑΣΧΑΛΙΔΗΣ 25.Walter F. Boron, Emile L. Boulpaep, Medical Physiology (A cellular and molecular approch), ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Π.Χ. ΠΑΣΧΑΛΙΔΗΣ 26.Arthur Vander, James Sherman, Dorothy Luciano, Human Physiology, The Mechanisms of Body Function, ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Π.Χ. ΠΑΣΧΑΛΙΔΗΣ 27.Γεώργιος Κ. Κρεατσάς, Σύγχρονη Γυναικολογία και Μαιευτική II, 2η έκδοση, ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ Π.Χ. ΠΑΣΧΑΛΙΔΗΣ 28.Kenneth L. Becker, Principles and Practice of Endocrinology and Metabolism, 3e 134

136 29.Richard A. Polin, William W. Fox, Steven H. Abman, Fetal and Neonatal Physiology: Expert Consult 135

137 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΦΛΕΓΜΟΝΗ ΠΛΑΚΟΥΝΤΑ ΚΑΙ ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΚΗΣ ΚΟΙΛΟΤΗΤΑΣ Α. Εισαγωγή Όπως γνωρίζουμε η μήτρα δεν αποτελεί απλώς το δοχείο μέσα στο οποίο μεγαλώνει το έμβρυο. Συνδέεται και χωρίζεται με το έμβρυο με τον σχηματιζόμενο στην εγκυμοσύνη πολύπλοκο πλακούντα, που αποτελεί τους πνεύμονες, τους νεφρούς και την καρδιά του εμβρύου. Το έμβρυο είναι σχετικά προστατευμένο από τη μικροβιακή χλωρίδα της μητέρας με τις χοριακές μεμβράνες, τον πλακούντα και με αντιμικροβιακούς παράγοντες του αμνιακού υγρού. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να προσβληθεί το έμβρυο από λοιμογόνους παράγοντες και να παρουσιάσει λοίμωξη. Οι συγγενείς λοιμώξεις που προσβάλλουν το έμβρυο περιλαμβάνουν χρόνιες λοιμώξεις της μητέρας (ηπατίτιδα Β και C, HIV), πρωτοπαθείς λοιμώξεις της μητέρας κατά τη διάρκεια της κύησης (ερυθρά, CMV, παρβοϊός, τοξόπλασμα), ή αναζωπύρωση λανθάνουσας λοίμωξης κατά την κύηση (CMV, HSV). Η αιματογενής διασπορά διαμέσου του πλακούντα και λιγότερο συχνά η ανιούσα οδός από τα γεννητικά όργανα της μητέρας αποτελούν τρόπους μετάδοσης. Επιπλέον ακόμη και ιατρογενείς πράξεις, όπως η αμνιοπαρακέντηση, η περίδεση του τραχήλου της μήτρας, η διατραχηλική βιοψία χοριακών λαχνών, η διαδερμική λήψη αίματος, επιτρέπουν την είσοδο μικροοργανισμών είτε από το δέρμα είτε από τον κόλπο προκαλώντας χοριοαμνιονίτιδα και δευτεροπαθώς λοίμωξη του εμβρύου. Η συχνότητα τους εξαρτάται από το είδος του παθογόνου μικροοργανισμού και κυμαίνεται μεταξύ 0,5-2,5% επί του συνόλου των γεννήσεων, με αυξημένη συχνότητα σε πληθυσμούς χαμηλού κοινωνικοοικονομικού επιπέδου. Υπεύθυνοι μικροοργανισμοί είναι μία συνεχώς αυξανόμενη ομάδα που περιλαμβάνει κυρίως ιούς, βακτήρια και παθογόνα παράσιτα, γνωστά με το ακρωνύμιο T.O.R.C.H. (Toxoplasma gondii, Other, Rubella, Cytomegalovirus, Herpes Simplex II). Στην ομάδα Other ανήκουν μικροοργανισμοί όπως η λιστέρια, η ωχρά σπειροχαίτη (σύφιλις), τα χλαμύδια (τράχωμα), ο γονόκοκκος και οι ιοί της ανεμευλογιάς και του έρπητα ζωστήρα, ο παρβοϊός Β19 καθώς και ο ιός HIV (1). 136

138 Β. Χοριοαμνιονίτιδα Εγκατάσταση Απάντηση μητέρας και εμβρύου Οι υμένες της εμβρυικής κοιλότητας συχνά παρουσιάζουν φλεγμονώδεις αλλοιώσεις (χοριοαμνιονίτιδα) από ανιούσα, συνήθως, λοίμωξη. Φλεγμονή του χορίου και του άμνιου που περιβάλλουν το έμβρυο. Η χοριοαμνιονίτιδα είναι μια σοβαρή μαιευτική λοίμωξη, που εντοπίζεται στο χόριο και το άμνιο. Η ιστολογική διαπίστωσή της στηρίζεται στην ανεύρεση λευκοκυτταρικής διήθησης των εμβρυϊκών υμένων, που παρατηρείται σε ποσοστό 10 20% του συνόλου των τοκετών. Στις περιπτώσεις τοκετών με νεογέννητα βάρους κάτω των 2 κιλών, η χοριοαμνιονίτιδα διαπιστώνεται σε ποσοστό 50% περίπου, ενώ όταν υπάρχει κλινική εκδήλωση της πάθησης, η ιστολογική επιβεβαίωσή της αποτελεί τον κανόνα. Επίσης, η πρώιμη ρήξη των υμένων ή η ρήξη τους λίγο πριν από τον τοκετό σχετίζεται με ιστολογικά διαπιστωμένη χοριοαμνιονίτιδα. Η συχνότητα της κλινικής και ιστολογικής χοριοαμνιονίτιδας αυξάνεται με το χρόνο που παρήλθε από τη ρήξη των υμένων. Αν μετά από πρώιμη ρήξη των υμένων, εκδηλωθεί κλινική χοριοαμνιονίτιδα, η περιγεννητική θνησιμότητα ανέρχεται σε 50% περίπου. Η χοριοαμνιονίτις αποτελεί αιτία : πρόωρου τοκετού πρόωρης ρήξης των υμένων εμβρυικής υποξίας. 137

139 Φλεγμονές του ομφαλίου λώρου -Οξεία ομφαλίτις-αγγειίτις, από επέκταση χοριοαμνιονίτιδας -Νεκρωτική ομφαλίτις (ειδική λοίμωξη). Σε 30% των περιπτώσεων επέρχεται θάνατος του εμβρύου Εικόνα: φλεγμονή του ομφάλιου λώρου. Εικόνα: φλεγμονή του ομφάλιου λώρου. 138

140 Αλλοιώσεις του παρεγχύματος με κλινική σημασία είναι τα έμφρακτα που αποτελούν περιοχές ισχαιμικής νεκρώσεως των λαχνών λόγω ελαττωμένης αιμάτωσης του πλακούντα. Όταν καταλαμβάνουν >30% του παρεγχύματος προκαλούν εμβρυική ανοξία, καθυστερημένη ανάπτυξη του εμβρύου ή/και ενδομήτριο θάνατο. Εικόνα : έμφρακτα,περιοχές ισχαιμικής νεκρώσεως των λαχνών. Η φλεγμονή του παρεγχύματος (λαχνίτις) παρατηρείται σε 1-9% των πλακούντων και προκαλείται αιματογενώς. Αποτελεί μικροσκοπικό εύρημα και είναι: μη ειδική φλεγμονή (VUE) ειδική φλεγμονή (T O R C H) 139

141 Εικόνα : φλεγμονή του παρεγχύματος (λαχνίτις). Εικόνα : φλεγμονή του παρεγχύματος (λαχνίτις). Οι πλακούντας και οι εμβρυϊκές μεμβράνες μπορεί να μολυνθούν με διάφορους τρόπους: ανιούσα λοίμωξη αιματογενής διασπορά με άμεση λοίμωξη της κοιλότητας της μήτρας (μετά από επεμβατικές παρεμβάσεις, π.χ. αμνιοπαρακέντηση, αμνιοσκόπηση, ομφαλοπαρακέντηση) ως σπάνια επιπλοκή με κατ 'ευθείαν εξάπλωση της λοίμωξης από το ενδομήτριο (σπάνια) 140

142 Αιτιολογία, παθογένεια η μόλυνση ανέρχεται από τον κόλπο και τον τράχηλο της μήτρας φλεγμονή των εμβρυϊκών μεμβρανών (αμνίου, χορίου), μολυσματικός παράγοντας διεισδύει στην αμνιακή κοιλότητα κοινή χλωρίδα του ουρογεννητικού συστήματος εμπλέκεται: -Streptoccocus agalactiae (ο πιο λοιμογόνος παράγοντας) -Escherichia coli - Αναερόβιοι μικροοργανισμοί: Fusobacterium, Bacteroides, είδη Peptostreptococcus Κλινικά σημεία Η φλεγμονή προκαλεί την απώλεια της ακεραιότητας της μεμβράνης, η οποία είναι συχνά η αιτία της πρόωρης ρήξης των εμβρυϊκών μεμβρανών (με απώλεια αμνιακού υγρού) και πρόωρο τοκετό. Αποτελεί μία από τις σημαντικότερες αιτίες των αυτόματων αποβολών κατά το δεύτερο τρίμηνο και πρόωρου τοκετού πριν την 30η εβδομάδα. Tα κλασικά σημεία της χοριοαμνιονίτιδας είναι: πυρετός (>37.8ºC) η μητρική ταχυκαρδία (>120 παλμοί/λεπτό) εμβρυϊκή ταχυκαρδία (> παλμοί/λεπτό) η δύσοσμη τραχηλική έκκριση ευαισθησία της μήτρας (uterine tenderness), και η λευκοκυττάρωση (WBC >15,000-18,000) Μακροσκοπική εμφάνιση: οι εμβρυϊκοί υμένες και η εμβρυϊκή επιφάνεια του πλακούντα παρουσιάζει αμυδρό, κιτρινωπό ή πρασινωπό χρώμα επί σοβαρής φλεγμονής. Σε δίδυμη κύηση, η λοίμωξη προσβάλλει το δίδυμο που παρουσιάζεται πρώτο (δίδυμο Α). Η φλεγμονή ξεκινά στις εμβρυϊκές μεμβράνες στην περιοχή του τραχηλικού στομίου και εξαπλώνεται στην χοριονική πλάκα. Οι εμβρυϊκοί υμένες διεισδύονται από ουδετερόφιλα. Σε ακόμη μεγαλύτερη επιμονή της φλεγμονής το έμβρυο μπορεί επίσης να μολυνθεί καταπίνοντας μολυσμένο αμνιακό υγρό, το οποίο εισέρχεται στους πνεύμονες προκαλώντας πνευμονία και σηψαιμία. 141

143 Εικόνα : η ιστολογική εικόνα καταδεικνύει ουδετερόφιλα που διηθούν. Εικόνα : Χοριοαμνιονίτιδα. Oξεία φλεγμονώδης διήθηση σε όλο το πάχος του χοριονικού πετάλου με ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα (Χρώση αιματοξυλίνης- ηωσίνης. Αρχική μεγέθυνση 40). Η χοριοαμνιονίτιδα συνδυάζεται με την ανιούσα λοίμωξη και την πρόκληση ενδομήτριας πνευμονίας. Η θολότητα των μεμβρανών οφείλεται στη διήθησή τους από πολυμορφοπύρηνα και στην ύπαρξη πυωδών εξιδρωμάτων. Η ρήξη των υμένων και η πρόωρη πρόκληση τοκετού αποτελούν συχνές επιπλοκές της χοριοαμνιονίτιδας και συμβαίνουν μέσω της απελευθέρωσης κυτοκινών, 142

144 ιντερλευκινών και της σύνθεσης κολλαγενάσης ή μέσω της αυξημένης σύνθεσης προσταγλανδίνης. Όταν η διάγνωση τίθεται μόνο ιστολογικά χωρίς προηγούμενη εκδήλωση συμπτωμάτων, πρόκειται για «σιωπηλή» φλεγμονή. H χοριοαμνιονίτιδα, όχι μόνο παρατηρείται σε πολύ μεγάλο ποσοστό (55%) στις περιπτώσεις πρόωρων τοκετών αλλά αποτελεί και τον σημαντικότερο αιτιολογικό παράγοντα πρόκλησής τους πριν τη συμπλήρωση των 30 εβδομάδων. Συνδυάζεται συχνά με τη φθαρτίτιδα, με το οπισθοπλακούντιο αιμάτωμα και με την πρόωρη αποκόλληση. Ιστολογικά σοβαρού βαθμού χοριοαμνιονίτιδα παρατηρήθηκε ως ανεξάρτητος παράγοντας σχετιζόμενος με νευρολογικές βλάβες του νεογνού- παιδιού, σε μελέτη των Redline et al. Η βαριά χοριοαμνιονίτιδα έχει άμεση σχέση με τους δείκτες υπολειπόμενης ενδομήτριας ανάπτυξης, ειδικά σε περιπτώσεις προωρότητας. Διάγνωση Tα κλασικά σημεία της χοριοαμνιονίτιδας είναι ο πυρετός, η μητρική και η εμβρυϊκή ταχυκαρδία, η δύσοσμη τραχηλική έκκριση και η λευκοκυττάρωση. Με τα σημεία, όμως, αυτά διαγιγνώσκεται μόνο το 12% των περιπτώσεων με θετική καλλιέργεια αμνιακού υγρού ή τραχηλικού εκκρίματος. Έχει, λοιπόν, μεγάλη σημασία η έγκαιρη διαπίστωση της λοίμωξης προκειμένου να ακολουθήσει η άμεση εφαρμογή της κατάλληλης φαρμακευτικής αγωγής και του τοκετό του εμβρύου, προτού υπάρξουν οι κλινικές εκδηλώσεις της λοίμωξης. Mια αιματολογική εξέταση, η οποία αναγνωρίζει έγκαιρα τη λοίμωξη στη μητέρα, είναι η C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (CRP). Έτσι λοιπόν, σύμφωνα με τα αποτελέσματα πολλών μελετών, φαίνεται ότι η C-αντιδρώσα πρωτεΐνη αποτελεί πιο ευαίσθητο δείκτη έγκαιρης αναγνώρισης της λοίμωξης. Για το λόγο αυτό η ανοδική της πορεία συνιστά σοβαρή ένδειξη χοριοαμνιονίτιδας. Aρκετές μελέτες έχουν καταδείξει ότι η C-αντιδρώσα πρωτεΐνη αποτελεί περισσότερο πρώιμη και ευαίσθητη εργαστηριακή παράμετρο από τα λευκά αιμοσφαίρια σε σχέση με την πρόβλεψη - διάγνωση της χοριοαμνιονίτιδας. Άρα, η διαπίστωση αυξημένων επιπέδων C-αντιδρώσας πρωτεΐνης, αποτελεί ένδειξη για τη χορήγηση αντιβίωσης και πιο στενής παρακολούθησης του εμβρύου. 143

145 Εικόνα : η ιστολογική τομή καταδεικνύει διήθηση από ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα. Η χοριοαμνιονίτιδα, σπανίως, μπορεί να οδηγήσει σε σηπτικό shock με δραματικές επιπτώσεις στην υγεία της εγκύου λόγω εγκατάστασης, στην τελική του φάση, διάχυτης ενδαγγειακής πήξης. Χοριοαμνιονίτιδα: Αυτή είναι μια άποψη της χοριακής πλάκας του πλακούντα. Σημειώστε τον ομφάλιο λώρο (λευκό βέλος). Η χοριακή πλάκα είναι σημαντικά θολή και το χόριο και το άμνιο αδιαφανή επειδή έχουν διεισδύσει φλεγμονώδη κύτταρα. Σημειώστε ότι η χοριακή σκάφη είναι ορατή (μαύρο βέλος). 144

146 Γ. Μικροβιακοί παράγοντες που ενέχονται σε φλεγμονώδεις διεργασίες στον πλακούντα Οι πιο συνήθεις παθογόνοι μικροοργανισμοί που απομονώνονται στην αμνιακή κοιλότητα σε γυναίκες με πρόωρη έναρξη τοκετού και άθικτες μεμβράνες είναι το Ureaplasma urealyticum, το Fusobacterium spp. και το Mycoplasma hominis (2-7). Άλλοι μικροοργανισμοί που παρατηρούνται περιλαμβάνουν τους Streptococcus agalactiae, Peptostreptococcus spp., Staphylococcus aureus, Gardenerella vaginalis, Streptococcus viridans, Bacteroides spp. Περιστασιακά Lactobacillus spp., Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Neisseria gonorrhoeae και Peptococcus spp. έχουν ανευρεθεί, ενώ σπάνια παρατηρούνται στο αμνιακό υγρό Haemophilus influenza, Capnocytophaga spp., Stomatococcus spp. και Clostridium spp (8-9). Στο 50% των εγκύων με μικροβιακή μόλυνση ταυτοποιήθηκαν πάνω από ένας μικροοργανισμοί στην αμνιακή κοιλότητα. Το μέγεθος της ανοσοποίησης ποικίλλει σημαντικά και στο 71% των περιπτώσεων απομονώθηκαν πάνω από 10 5 αποικιακές μονάδες ανά χιλιοστόμετρο (4). Ο ρόλος των Chlamydia trachomatis ως ενδομήτριο παθογόνο δεν έχει διαλευκανθεί πλήρως. Ο μικροοργανισμός αυτός αποτελεί σημαντικό αίτιο τραχηλίτιδας που ανευρίσκεται στο αμνιακό υγρό. Οι Ville και συνεργάτες (12) εξέτασαν 89 έγκυες με πρόωρη έναρξη τοκετού και ρήξη μεμβρανών για την παρουσία χλαμυδιακού DNA στον ενδοτράχηλο (εξέταση επιχρίσματος) και στο αμνιακό υγρό (συλλογή δείγματος με διακοιλιακή αμνιοπαρακέντηση). Δείγματα ευρέθησαν θετικά για την παρουσία του γενετικού υλικού στο 23% των περιπτώσεων, ενώ στο αμνιακό υγρό θετικά ευρέθησαν το 30% των δειγμάτων. Η παρουσία του DNA του Chlamydia trachomatis δε συσχετίστηκε με πρώϊμη πρόωρη ρήξη των εμβρυϊκών υμένων ή με αύξηση της περιγεννητικής θνητότητας και θνησιμότητας. Συμπερασματικά, το DNA του Chlamydia trachomatis είναι παρόν στο αμνιακό υγρό των συμπτωματικών και ασυμπτωματικών εγκύων, ενώ η κλινική επίπτωση της παρουσίας του δεν είναι ακόμη ξεκάθαρη. Ιικό γονιδίωμα έχει ανευρεθεί στο αμνιακό υγρό σε κυήσεις τόσο υψηλού, όσο και χαμηλού κινδύνου (13). Σε υψηλού κινδύνου κυήσεις, ειδικά σε εκείνες που επιπλέκονται από μη άνοσο εμβρυϊκό ύδρωπα, το ιικο γονιδίωμα μπορεί να απομονωθεί σε σημαντικό αριθμό περιπτώσεων (14-16). Αντίθετως, η επίπτωση του στο αμνιακό υγρό σε ασυμπτωματικές εγκύους μπορεί να ποικίλλει από 0-15%, χωρίς εμφανή μεταβολή στο περιγεννητικό αποτέλεσμα (13-14). Ο αδενοϊός είναι το πιο κοινό δείγμα DNA που 145

147 εντοπίζεται σε συμπτωματικές και ασυμπτωματικές κυήσεις, ακολουθούμενο από τον κυτταρομεγαλοϊό (CMV) και τον εντεροϊό (13-16). Οι οδοί με τους οποίους οι ιοί κερδίζουν πρόσβαση στην αμνιακή κοιλότητα σε ασυμπτωματικές χαμηλού κινδύνου κυήσεις δεν έχουν πλήρως διαλευκανθεί. Η συγγενής λοίμωξη από τον CMV, τον ιό της ερυθράς, τον παρβοιό Β19 και τον ιό του απλού έρπητα έχουν εκτενώς διερευνηθεί. Ωστόσο, άλλοι ιοί αναδύονται ως πιθανά εμβρυικά παθογόνα, συμπεριλαμβανομένων των αδενοϊών, του ιού Coxsaki, του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων, των ιών της γρίππης, του λεμφοκυτταρικού χοριομηνιγγικού ιού και του αναπνευστικού συγκυτιακού ιού. Επιπρόσθετα με τα γνωστά τερατογενετικά αποτελέσματα οι ιικές λοιμώξεις κατά τη διάρκεια της κύησης έχουν προταθεί ότι εμπλέκονται στη παθογένεση της πλακουντιακής εμφύτευσης (17-18) και των νευροψυχιατρικών διαταραχών. Οι Reddy και συνεργάτες μελέτησαν τη συσχέτιση των θετικών ιικών γονιδιωμάτων στο αμνιακό υγρό και των παθολογικών υπερηχογραφικών ευρημάτων τη στιγμή της αμνιοπαρακέντησης, που πραγματοποιήθηκε με κλινικές ενδείξεις (16). Η παρουσία του ιικού γονιδιώματος μελετήθηκε με τεχνική PCR ειδικά για το CMV, τον παρβοϊό Β19, τον αδενοϊό, τον εντεροϊό και τον ιό του απλού έρπητα σε 423 κυήσεις με φυσιολογικό εμβρυικό καρυότυπο. Αμνιακό υγρό θετικό στη PCR ευρέθηκε στο 13,5%. Ανάμεσα σε ασθενείς με παθολογικά υπερηχογραφικά ευρήματα, αναφέρθηκε μεγαλύτερος αριθμός θετικών ιικών PCR στο αμνιακό υγρό στις περιπτώσεις εκείνες με δομικές διαταραχές σχηματισμού του πλακούντα (20,3%), καθυστερημένη ανάπτυξη του εμβρύου (29,6%), ύδρωπα (50%) και άλλες ανωμαλίες (30%), σε σχέση με φυσιολογικά ευρήματα τον υπερηχογραφικό έλεγχο (8,4%) (16). 146

148 Δ. Μη μικροβιακοί παράγοντες που εμπλέκονται στην ενδομήτρια φλεγμονή Δ1. Σακχαρώδης διαβήτης Ο σακχαρώδης διαβήτης αποτελεί την πιο συχνή μεταβολική διαταραχή που επιπλέκει την εγκυμοσύνη και διακρίνεται σε 4 τύπους: Τύπος Ονομασία Ι ΙΙ ΙΙΙ ΙV Ινσουλινοεξαρτώμενος σακχαρώδης διαβήτης (IDDM) Μη ινσουλινοεξαρτώμενος σακχαρώδης διαβήτης (NIDDM) Σακχαρώδης διαβήτης της κύησης (GDM) Δευτεροπαθής διαβήτης Η εγκυμοσύνη αποτελεί μια διαβητογόνο κατάσταση. Κατά τη διάρκεια της κύησης τα επίπεδα προγεστερόνης, πλακουντιακού γαλακτογόνου, ελεύθερης κορτιζόλης και προλακτίνης παρουσιάζουν μέγιστη έκκριση κατά την 24η-28η εβδομάδα της κύησης (εξαιρείται η προγεστερόνη την 32η εβδομάδα) και έχουν αποστολή να βοηθούν στη διατροφή του εμβρύου. Έχουν, δηλαδή, αναβολική δράση και δρουν αντίθετα από την ινσουλίνη έχοντας σαν αποτέλεσμα την αύξηση των τιμών της γλυκόζης. Φυσιολογικά λοιπόν το πάγκρεας της εγκύου πρέπει να παράγει περισσότερη ινσουλίνη για να αντιμετωπίσει τη γλυκόζη που πλεονάζει. Σε 3 έως 5 γυναίκες στις 100 που μένουν έγκυες, το πάγκρεας δεν μπορεί να ανταποκριθεί στην αυξημένη απαίτηση για ινσουλίνη στη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Έχει παρατηρηθεί επίσης μείωση στην ευαισθησία των ιστών στην ινσουλίνη κατά τη διάρκεια της κυήσεως σε επίπεδο μετά τους υποδοχείς. Ο σακχαρώδης διαβήτης σχετίζεται με την αύξηση του ποσοστού της μητρικής νοσηρότητας και της περιγεννητικής νοσηρότητας και θνησιμότητας. Για να μειωθούν οι επιπλοκές αυτές είναι απαραίτητη η διατήρηση φυσιολογικών επιπέδων σακχάρου προ της σύλληψης, κατά τη διάρκεια της κύησης και στον τοκετό. Ειδικότερα, το περιβάλλον που δημιουργεί ο σακχαρώδης διαβήτης μεταβάλλει την εμβρυική επαναρρόφηση ουσιών, την ομαλή ανάπτυξη του εμβρύου, την 147

149 πλακουντιακή λειτουργία. Οι συνθήκες αυτές έχουν αποτέλεσμα αυξημένη θνησιμότητα και θνητότητα και ίσως οδηγήσουν σε ασθένειες που θα είναι εμφανείς στη μετέπειτα ζωή του νεογνού. Η αιτιολογία αυτών των επιπλοκών δεν είναι πλήρως κατανοητή αλλά πολύ πιθανός θεωρείται ο ρόλος του διαβήτη της μητέρας ως επαγωγέα ενός προφλεγμονώδους περιβάλλοντος, με αυξημένες συγκεντρώσεις στην εμβρυο-πλακουντιακή μονάδα αντιδραστικών ριζών οξυγόνου, κυτοκινών, προσταγλανδινών και νιτρικού οξέος, οι οποίες με τη σειρά τους ενεργοποιούν ενδομήτρια μεταλλοπρωτεινάσες και πρωτεάσες που ευθύνονται για τον ανασχηματισμό του εξωκυττάριου στρώματος (19). Επιπροσθέτως, παρατηρείται προς τα άνω ρύθμιση των υποδοχέων ιντερλευκινών, λεπτίνης, και TNF-a, ενεργοποιώντας πρωτεϊνικές οδούς που σχετίζονται με οξειδωτικό στρες του πλακούντα. Η ανακατασκευή του πλακούντα ενισχύεται καθώς αυξάνεται η μεταγράφικη δραστηριότητα των συστατικών του εξωκυττάριου στρώματος και των αγγειογενετικών παραγόντων (20). Σύμφωνα με μία άλλη έρευνα, το περιβάλλον της μεταβολικής φλεγμονής που υπάρχει στο σακχαρώδη διαβήτη της κύησης, σχετίζεται με υψηλές συγκεντρώσεις λεπτίνης και TNF-a στην εμβρυο-πλακουντιακή μονάδα που εμπλέκονται σε μία οδό που αυξάνει την έκφραση από τον πλακούντα της ενδοθηλιακής λιπάσης ιδιαίτερα σε παχύσαρκες εγκύους (21). Περιγεννητικές επιπλοκές του ΣΔ 1. Συγγενείς ανωμαλίες 2. Σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας του νεογνού 3. Μακροσωμία 4. Νεογνική ασφυξία 5. Τραυματισμός κατά τον τοκετό 6. Νεογνική υπογλυκαιμία, υπερχολερυθριναιμία, υπασβεστιαιμία, υπομαγνησιαιμία, πολυκυτταραιμία 7. Θρόμβωση νεφρικής φλέβας νεογνού 8. Υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια νεογνού Η αιτιολογία εκδήλωσης των συγγενών ανωμαλιών φαίνεται ότι οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, όπως η υπεργλυκαιμία, η υπογλυκαιμία, η υπεροξοναιμία, η παρουσία αγγειοπάθειας στη μητέρα, η έλλειψη του αραχιδονικού οξέος, οι γενετικοί παράγοντες, η διάρκεια του διαβήτη και η προ της σύλληψης κατάσταση της ασθενούς. 148

150 Φαίνεται ότι η υπεργλυκαιμία τις πρώτες εβδομάδες της εγκυμοσύνης, όπου συντελείται η οργανογένεση, ευθύνεται κατά κύριο λόγο για αυτές τις διαμαρτίες (1). Δ2. Προεκλαμψία Η προεκλαμψία, ή αλλιώς τοξιναιμία της κυήσεως είναι μια σοβαρή διαταραχή που χαρακτηρίζεται από αυξημένη αρτηριακή πίεση, πρωτεϊνουρία και άλλα κλινικά ή εργαστηριακά ευρήματα όπως θρομβοπενία και καθυστέρηση της ενδομήτριας ανάπτυξης. Τυπικά αρχίζει μετά την 20ή εβδομάδα της κύησης και αν εξελιχθεί, μπορεί να απειλήσει τη ζωή του εμβρύου και της μητέρας. Ο μόνος τρόπος «θεραπείας» είναι ο πρόωρος τοκετός. Κατά τη φυσιολογική εγκυμοσύνη η καρδιακή παροχή αλλά και ο όγκος του πλάσματος της μητέρας αυξάνονται κατά 40-50%, ενώ οι αγγειακές αντιστάσεις και η αρτηριακή πίεση ελαττώνονται. Σημαντικά ελαττωμένη είναι η αγγειακή ανταπόκριση σε αγγειοσυσπαστικές ουσίες όπως οι αδρενεργικοί αγωνιστές και η αγγειοτενσίνη ΙΙ. Η προεκλαμψία συνεπάγεται μεγάλη αύξηση στις αγγειακές αντιστάσεις και την αρτηριακή πίεση ενώ η ελάττωση στην πίεση αιμάτωσης του πλακούντα και της μήτρας και η επακόλουθη ισχαιμία προκαλούν την απελευθέρωση παραγόντων, όπως κυτοκίνες και ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, που οδηγούν σε δυσλειτουργία του αγγειακού ενδοθηλίου και της αγγειακής χάλασης που επάγεται από το ενδοθήλιο. Παράγοντες του πλακούντα επίσης αυξάνουν την απελευθέρωση αγγειοσυσπαστικπών παραγόντων από το ενδοθήλιο όπως ενδοθηλίνη-1, η θρομβοξάνη και η αγγειοτασίνη ΙΙ. Αυτοί οι συσπαστικοί παράγοντες επηρεάζουν τα επίπεδα των ενδοκυττάριων ιόντων ασβεστίου αυξάνοντας την ευαισθησία των μυϊκών ινών σε συσπαστικούς παράγοντες αλλά και τη δύναμη συστολής. Ο πλακούντας θεωρείται ότι κατέχει κεντρικό ρόλο στην παθογένεση της νόσου. Πράγματι, κατά τη διάρκεια των πρώιμων σταδίων της εγκυμοσύνης, κυτταροτροφοβλάστη από τον πλακούντα εισβάλλει σε αγγεία της μήτρας και σταδιακά αντικαθιστούν τα ενδοθηλιακά κύτταρα καθώς και το χιτώνα των λείων μυϊκών ινών. Στο τέλος μάλιστα του δεύτερου τριμήνου της εγκυμοσύνης οι αρτηρίες της μήτρας μετατρέπονται σε διατεταγμένους σωλήνες το τοίχωμα των οποίων καλύπτεται από κυτταροβλάστη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να εξασφαλίζεται ροή χαμηλής αντίστασης και επαρκής τροφοδοσία με αίμα στο έμβρυο. Στην προεκλαμψία η αγγειακή 149

151 αναδιαμόρφωση περιορίζεται σε ένα μικρό τμήμα των αγγείων της μήτρας. Η παθολογική έκφραση από την κυτταροτροφοβλάστη δομικών πρωτεϊνών αλλά και η μικρή διείσδυσή τους στα αγγεία της μήτρας, οδηγεί σε ισχαιμία του πλακούντα, παθολογική παροχή αίματος και μια αλυσίδα γεγονότων με τελικό αποτέλεσμα την κλινική έκφραση της προεκλαμψίας. Παράλληλα, σημαντικές μεταβολές παρατηρούνται και στο επίπεδο της αγγειακής ανταπόκρισης σε αγγειοσυσπαστικούς και αγγειοδιασταλτικούς παράγοντες. Στην προεκλαμψία παρατηρείται γενικευμένη αγγειοσύσπαση και αυξημένη ανταπόκριση στην αγγειοτεσίνη ΙΙ. Αυτά τα ευρήματα οδηγούν στην υπόθεση ότι η προεκλαμψία είναι διαταραχή ενδοθηλιακών κυττάρων και των μηχανισμών που προκαλούν αγγειοδιαστολή (22). 150

152 Βιβλιογραφία 1. Δ.Α Καφετζής, Επίτομη παιδιατρική, Β Παιδιατρική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, σελ Romero R, Mazor M,Wu YK, et al: Infection and preterm labor, Clin Obstet Gynecol 31: , Goncalves LF, Chaiworapongsa T, Romero R, Intrauterine infection and prematurity, Ment retard dev disabil res rev 8:1-13, Romero R, Sirtori M, Oyarzum E, Infection and labor, V. Prevalence microbiology and clinical significance of intaamniotic infection in women with preterm labor and intact membranes, Am J Obstet Gynecol 161: Leigh J, Garite TJ, Amniocentesis and the management of premature labor, Obstet Gynecol 67: Hillier, Martius J, Krohn M, A case control study of chorioamnionic infection and histologic chorioamnionitis in prematurity, N Engl J Medicine 319: Altshuler G, Hyde S, Clinicopathologic considerations of fusobacteria chorioamnionitis, Acta Obstet Gynecol Scand 67: Hitty J, Rilley DE, Krohn M, Broad-spectrum bacterial rdna PCR assay for detecting amniotic fluid infection among women in premature labor, Clin Infect Dis 24: Alanen A, PCR in the detection of microbes in amniotic fluid, Ann Med 30: Thorp J, Katz VL, Fowler LJ, Fetal death from chlamydial infectopn across intact amniotic membranes, Am J Obstet Gynecol 161: Thomas GB, Jones J, Sbarra AJ, Isolation of Chlamydia trachomatis from amniotic fluid, Obstet Gynecol 76: Ville Y, Carrol SG, Watts P, Chlamydia trachomatis infection in prelabour amniorrehexis, Br J Obstet Gynecol 104: McLean LK, Chehab FF, Goldberg JD, Detection of viral DNA in the amniotic fluid of low-risk pregnancies by PCR, Am J Obstet Gynecol, 173: Van den Veyer I, Ni J, Bowles N, Detection of intrauterine viral infection using PCR, Mol Genet Metab 63: Baschat AA, Towbin J, Bowles NE, Is adenovirus a fetal pathogen?, Am J Obstet Gynecol 189:

153 16. Reddy UM, Baschat AA, Zlatnik MG, Detection of viral DNA in amniotic fluidassociation with fetal malformationand pregnancy abnormalities. Fetal Diagn Ther 20: Arechavaleta-Velasco F, Koi H, Strauss JF, Viral infection of the trophoblast, J Reprod Immunol 55: Chan G, Hemmings DG, Yotochko AD, Human cytomagalovirus caused damage to placental trophoblasts mediated by immediate-early gene-induced TNF-a, Am J Pathol 161: Radaelli T, Varastehpour A, Catalano P, Hauguel-de Mouzon S. Gestational diabetes induces placental genes for chronic stress and inflammatory pathways. Diabetes Dec;52(12): Jawerbaum A, González E. Diabetic pregnancies: the challenge of developing in a pro-inflammatory environment. Curr Med Chem. 2006;13(18): Gauster M, Hiden U, van Poppel M, Frank S, Wadsack C, Hauguel-de Mouzon S, Desoye G. Dysregulation of placental endothelial lipase in obese women with gestational diabetes mellitus. Diabetes Oct;60(10): doi: /db Epub 2011 Aug

154 KEΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΜΒΡΥΙΚΗ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΝΟΣΗΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΕΝΗΛΙΚΩΝ Η συμβολή του πλακούντα στη σωστή ανάπτυξη του εμβρύου είναι αδιαμφισβήτητη, καθοριστική και πλήρως τεκμηριωμένη. Ωστόσο, ποικίλες καταστάσεις και παράγοντες μπορούν, όπως προαναφέρθηκε, να οδηγήσουν σε διαταραχές της ανάπτυξης και της λειτουργίας του πλακούντα, οι οποίες μπορούν να διαπιστωθούν κατά τον προγεννητικό έλεγχο. Πιθανό αποτέλεσμα αυτών μπορεί να είναι η γέννηση νεογνών με ενδομήτρια υπολειπόμενη ανάπτυξη (IUGR) ή μεγαλύτερο βάρος γέννησης για την ηλικία κύησης (μακροσωμικά ή LGA). Το ερώτημα που εγείρεται είναι κατά πόσο η επίδραση αυτή του πλακούντα αντανακλάται μόνο στην νεογνική ηλικία ή αντικατοπτρίζεται και κατά τη μετέπειτα υγεία σε ποικίλους τομείς και με διάφορους μηχανισμούς. 1. Εισαγωγή Α. Επιδημιολογικά δεδομένα Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν προκύψει από πολλούς ερευνητικούς τομείς ενδείξεις πως γεγονότα που επισυμβαίνουν κατά την διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης επιδρούν μακροπρόθεσμα και επηρεάζουν την υγεία κατά την ενήλικη ζωή. Οι πρώτες μελέτες που συσχέτισαν το βάρος γέννησης με τη μετέπειτα πορεία της υγείας αναφέρονταν στην αρτηριακή υπέρταση (1).Το 1978 ο Ellison παρουσίασε δεδομένα που συνέδεαν το χαμηλότερο βάρος γέννησης με υψηλότερη αρτηριακή πίεση σε 3155 παιδιά ηλικίας 7 ετών που παρακολουθήθηκαν προοπτικά. Τα επόμενα χρόνια ( ) ακολούθησαν παρόμοιες μελέτες χωρίς να παρουσιάζουν ωστόσο απόλυτη συμφωνία στα αποτελέσματά τους. Έπειτα, η ερευνητική ομάδα του Barker στηριζόμενη σε επιδημιολογικά δεδομένα αναζήτησε αρχικά συσχέτιση μεταξύ του βάρους γέννησης και του κινδύνου εκδήλωσης καρδιαγγειακής νόσου σε πιο γενικό επίπεδο (2). Υπέδειξε επίσης, πως ο επιπολασμός κάποιων νοσημάτων των ενηλίκων όπως της αθηροσκλήρωσης, της αρτηριακής υπέρτασης, των αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων, 153

155 του σακχαρώδους διαβήτη τύπου ΙΙ και της δυσλιπιδαιμίας συσχετιζόταν με την ενδομήτρια ανάπτυξη του εμβρύου. Η θεωρία αυτή είναι γνωστή ως «υπόθεση της αναπτυξιακής προέλευσης της υγείας και της ασθένειας» (DOHaD) ή «υπόθεση του Barker» (3). Έκτοτε η υπόθεση αυτή έχει υποστηριχθεί από εκτεταμένη έρευνα, τόσο σε κλινική όσο και σε πειραματική βάση, που καταδεικνύει πως οι αποκλίσεις στο σωματικό βάρος γέννησης είτε προς τα ανώτερα (LGA) είτε προς τα κατώτερα (SGA) όρια του φυσιολογικού εύρους διακύμανσης για την ηλικία κύησης μπορεί να επιδράσουν στο μεταβολισμό του ατόμου κατά την ενήλικη ζωή. Επιπλέον φαίνεται πως οι πρώιμες επιρροές στην ανάπτυξη του εμβρύου μπορούν να οδηγήσουν σε παθήσεις του καρδιαγγειακού και του αναπνευστικού συστήματος, του μεταβολισμού και της ψυχικής υγείας με ή χωρίς διαμεσολάβηση μεταβολών στο σωματικό βάρος γέννησης (4). Η διαδικασία αυτή αποκαλείται «εμβρυικός προγραμματισμός» και περιλαμβάνει επιγενετικές μεταβολές του γονότυπου που επηρεάζουν είτε ένα συγκεκριμένο όργανο είτε τη συνολική υγεία του ατόμου και οδηγούν σε διαταραχή της ανάπτυξης και άμεση ή απώτερη προσαρμογή. Ένα ερέθισμα που επισυμβαίνει σε μια κρίσιμη αναπτυξιακή περίοδο μπορεί να πυροδοτήσει διαρκείς δομικές ή λειτουργικές μεταβολές. Ο προγραμματισμός πραγματοποιείται σε περιόδους «πλαστικότητας» (ραγδαία κυτταρική διαίρεση και πριν την τελική διαφοροποίηση) όπου φυσιολογικές διαδικασίες επιτρέπουν να προκύψει μια ποικιλία φαινοτύπων από ένα γονότυπο. Β. Φυσικά Πειράματα- Παραδείγματα Δεδομένου ότι δεν είναι εφικτή η διενέργεια πειραματικών ερευνών όσον αφορά στις μακροπρόθεσμες επιδράσεις του αναπτυξιακού προγραμματισμού στους ανθρώπους τόσο για ηθικούς λόγους όσο και εξαιτίας της μακροχρόνιας παρακολούθησης που απαιτείται, είναι σημαντική η παρατήρηση και η διενέργεια μελετών σε κατάλληλους πληθυσμούς (5). Τα ισχυρά στοιχεία που συνδέουν τις συνθήκες τόσο ενδομήτρια όσο και κατά την πρώιμη μεταγεννητική περίοδο με την υγεία και τη νόσο στην ενήλικη ζωή έχουν συγκεντρωθεί από την παρατήρηση φυσικών πειραμάτων. Τα φυσικά πειράματα, δηλαδή καταστάσεις οι οποίες συμβαίνουν φυσικά και στις οποίες διάφορες υποομάδες του πληθυσμού έχουν διαφορετικό βαθμό έκθεσης σε ένα 154

156 δυνητικό αιτιολογικό παράγοντα, είναι ένα κοινό ερευνητικό εργαλείο σε τομείς όπου ο τεχνητός πειραματισμός είναι μη εφικτός, όπως η επιδημιολογία, οι δημογραφικές μελέτες και η γενετική πληθυσμών. Τα διάφορα είδη φυσικών πειραμάτων έχουν δύο βασικά χαρακτηριστικά: 1)σε αντίθεση με τις κοινές μελέτες παρατήρησης τα άτομα κατατάσσονται σε ομάδες ανάλογα με την έκθεση ή μη σε ένα γεγονός που δεν εμπίπτει στο δικό τους έλεγχο, και 2) σε αντίθεση με τα τυπικά πειράματα το γεγονός αυτό δε βρίσκεται υπό τον έλεγχο του ερευνητή. Ως αποτέλεσμα αυτών των χαρακτηριστικών, ο σχεδιασμός τείνει να είναι ισχυρότερος από μία κοινή μελέτη παρατήρησης αλλά όχι τόσο ισχυρός όσο ένα τυπικό πείραμα. «Ο Ολλανδικός λιμός» ( ) Η πιο γνωστή έρευνα στον τομέα αυτό είναι η μελέτη του Ολλανδικού λιμού. Ο χειμώνας του (Νοέμβριος- Μάιος) είναι γνωστός και ως «ο χειμώνας της πείνας» στην Ολλανδία. Ο όρος αυτός αναφέρεται σε ένα σοβαρό λιμό, ξεκάθαρα προσδιοριζόμενο στο χώρο και το χρόνο που έλαβε χώρα σε μία κοινωνία με καλά αναπτυγμένες διοικητικές δομές. Ο λιμός ήταν το αποτέλεσμα αποκλεισμού στις μεταφορές τροφίμων που επεβλήθη από τις γερμανικές δυνάμεις κατοχής τον Οκτώβριο του Ως εκ τούτου, η έκθεση στο λιμό μπορεί να προσδιοριστεί επακριβώς με βάση τον τόπο και την ημερομηνία γέννησης σε σχέση με τις διανεμόμενες μερίδες τροφίμων. Αυτές οι συνθήκες του Ολλανδικού λιμού παρέχουν τη δυνατότητα να μελετήσουμε τη σχέση μεταξύ μειωμένης θερμιδικής πρόσληψης από τη μητέρα σε κάθε τρίμηνο της εγκυμοσύνης και της κατάστασης της υγείας του εμβρύου στην ενήλικη ζωή. Οι μέσες ημερήσιες μερίδες που μοιράζονταν από τις αρχές κατά τη διάρκεια του λιμού αντιστοιχούσαν σε λιγότερες από 700 Kcal. Πρέπει να τονιστεί ότι ο Ολλανδικός πληθυσμός τρεφόταν επαρκώς τόσο πριν όσο και μετά το χειμώνα της πείνας. Επομένως, οι συνθήκες του λιμού μπορούν να θεωρηθούν ως ένα φυσικό πείραμα που εξετάζει πώς η μητρική υποθρεψία κατά την κύηση μπορεί να επηρεάσει την επακόλουθη πορεία της υγείας του παιδιού. Οι σημαντικές επιρροές του ολλανδικού λιμού στο μέγεθος του νεογνού κατά τη γέννηση είναι καλά τεκμηριωμένες. Στα έμβρυα που βρίσκονταν στο δεύτερο ή τρίτο τρίμηνο της κύησης κατά τη διάρκεια της μητρικής υποθρεψίας παρατηρήθηκε μείωση του μέσου βάρους γέννησης κατά 300 γραμμάρια ενώ εκείνα που υπέστησαν το λιμό κατά την αρχή της κύησης είχαν φυσιολογικό βάρος γέννησης. Μετά 155

157 την απελευθέρωση και την αποκατάσταση της παροχής τροφίμων το βάρος γέννησης καθώς και άλλες παράμετροι του νεογνικού μεγέθους σύντομα επανήλθαν στα προ του λιμού επίπεδα. Αξίζει να σημειωθεί ότι ενήλικοι των οποίων οι μητέρες είχαν εκτεθεί στο λιμό κατά το μέσον ή τέλος της κύησης παρουσίαζαν ελαττωμένη ανοχή γλυκόζης ενώ σε εκείνους των οποίων οι μητέρες είχαν εκτεθεί αντίστοιχα στην αρχή της κύησης βρέθηκε περισσότερο αθηρογόνο λιπιδαιμικό προφίλ και υψηλότερος δείκτης μάζας σώματος (BMI). Συμπερασματικά, ενώ το βάρος γέννησης σε ορισμένες περιπτώσεις αποτελεί έναν αντιπροσωπευτικό δείκτη για την ανάπτυξη νοσημάτων στην ενήλικο ζωή, είναι το ενδομήτριο περιβάλλον που θέτει την τροχιά για την επακόλουθη εμφάνιση νοσημάτων της παιδικής ή της ενήλικης ζωής. «Η πολιορκία της Αγίας Πετρούπολης»( ) Ο λιμός της Αγίας Πετρούπολης διήρκησε περισσότερες από 800 μέρες. Κατά τη διάρκειά του, τα έμβρυα που εκτέθηκαν σε σοβαρό περιορισμό θερμίδων βίωσαν επίσης υποσιτισμό κατά τη βρεφική ηλικία. Παρατηρήθηκε μέση μείωση του βάρους γέννησής τους κατά γρ. Ωστόσο, η παρακολούθηση 549 παιδιών που είχαν γεννηθεί στην ευρύτερη περιοχή πριν ή κατά τη διάρκεια της πολιορκίας δεν ανέδειξε επίδραση του ενδομήτριου υποσιτισμού στην ανοχή της γλυκόζης και την εμφάνιση δυσλιπιδαιμίας, αρτηριακής υπέρτασης ή καρδιαγγειακής νόσου στην ενήλικη ζωή. Παρατηρήθηκαν μόνο στοιχεία ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας και ισχυρότερη επίδραση της παχυσαρκίας στην αρτηριακή πίεση. Παρόλο που αυτά τα δύο φυσικά πειράματα φαίνονται παρόμοια με την πρώτη ματιά, διέφεραν ως προς τη διάρκεια και τη σοβαρότητα της υποθρεψίας που υπέμεινε ο πληθυσμός (6). Αυτές οι δύο φυσικές καταστροφές παρείχαν στον David Barker και άλλους στοιχεία για να διατυπώσουν αυτό που αργότερα ορίστηκε ως η «υπόθεση του Barker». 156

158 «Ο κινέζικος λιμός» ( ) Η μελέτη του κινέζικου λιμού ανέδειξε στοιχεία σύμφωνα με τα οποία η προγεννητική έκθεση σε λιμό αυξάνει τον κίνδυνο για εκδήλωση σχιζοφρένειας στη μετέπειτα ζωή (5). Στα τέλη της δεκαετίας του 1950 εμφανίστηκε στην Κίνα μαζικός λιμός εξαιτίας ενός καταστροφικού κοινωνικού και αγροτικού ανασχηματισμού που είναι γνωστός ως «Το μεγάλο άλμα μπροστά». Ο κίνδυνος για σχιζοφρένεια εκτιμήθηκε σε προοπτικές μελέτες που έγιναν στις πιο επηρεασμένες από το λιμό επαρχίες. Έγινε σύγκριση των ποσοστών μεταξύ των ατόμων που γεννήθηκαν πριν, κατά τη διάρκεια και μετά τα χρόνια του λιμού. Σε γεννήσεις που έλαβαν χώρα κατά τα χρόνια του λιμού, ο προσαρμοσμένος σχετικός κίνδυνος για ανάπτυξη σχιζοφρένειας βρέθηκε σημαντικά αυξημένος. Πρέπει να αναφερθεί ωστόσο ότι οι περίοδοι του συγκεκριμένου λιμού δεν μπορούν να εκτιμηθούν με τόση ακρίβεια όση στην περίπτωση της Ολλανδίας. Πανδημία γρίπης 1918 Πρόσφατα ευρήματα δείχνουν ότι η πρώιμη έκθεση σε λοίμωξη κατά τη διάρκεια της ενδομήτριας ζωής είναι ένας επίσης καθοριστικός παράγοντας της θνητότητας και θνησιμότητας κατά την ενήλικη ζωή (5). Η ενδομήτρια έκθεση στη γρίπη κατά την πανδημία του 1918 βρέθηκε να αυξάνει τον κίνδυνο για μελλοντικά προβλήματα υγείας όπως αρτηριακή υπέρταση, καρδιακή νόσο και καρκίνο. Γ. Θεωρίες Υποθέσεις Έχουν διατυπωθεί ποικίλες θεωρίες στην προσπάθεια ερμηνείας της παρατηρούμενης συσχέτισης μεταξύ των περιβαλλοντικών επιδράσεων που υφίσταται το έμβρυο κατά την ενδομήτριο ζωή και στη μετέπειτα υγεία του κατά την ενήλικο ζωή (7). Στο έδαφος των μελετών,οι οποίες έδειξαν ότι τα άτομα με χαμηλό βάρος κατά τη γέννηση (SGA) έχουν αυξημένο κίνδυνο να εκδηλώσουν συμπτώματα μεταβολικού συνδρόμου, σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ και καρδιαγγειακών νοσημάτων, προτάθηκε από τον C. N. Hales και τον D.Barker η υπόθεση του «λιτού φαινοτύπου» ( thrifty phenotype). 157

159 Η υπόθεση αυτή στηρίχτηκε σε 2 προϋποθέσεις: 1) Το χαμηλό βάρος γέννησης είναι ενδεικτικό της μητρικής και κατ επέκταση και της εμβρυικής υποθρεψίας και 2) Τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά που οδηγούν σε μια «εξοικονόμηση» ενέργειας είναι ωφέλιμα για το άτομα σε συνθήκες πτωχής μεταγεννητικής διατροφής. Συγκεκριμένα οι Barker και Hales πρότειναν ότι η προγεννητική υποθρεψία οδηγεί σε ελαττωμένη έκκριση ινσουλίνης και ταυτόχρονα αντίσταση στη δράση της στο έμβρυο που με τη σειρά τους επιβραδύνουν την προγεννητική πρόσληψη βάρους. Η ελαττωμένη εμβρυική ανάπτυξη δίνει τη δυνατότητα στο έμβρυο να διαθέσει την περιορισμένη ενέργειά του στην καρδιακή λειτουργία και στην ανάπτυξη του νευρικού συστήματος. Επιπλέον πρότειναν ότι αυτός ο φαινότυπος προκύπτει από προσαρμοστικές αντιδράσεις του εμβρύου και διατηρείται μακροπρόθεσμα, δηλαδή σε όλη τη διάρκεια της ζωής του επηρεασμένου ατόμου. Στο πλαίσιο των προσαρμογών αυτών αναπτύσσονται επίσης ελαττωμένο αγγειακό δίκτυο σε αρκετά όργανα και μειωμένος αριθμός νεφρώνων (8). Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, στη μετέπειτα ζωή ο φαινότυπος αυτός πρέπει να είναι λιτός και να βοηθά τα άτομα αυτά να ανταπεξέλθουν σε συνθήκες μειωμένης σίτισης. Ωστόσο, στις συνθήκες αφθονίας που επικρατούν στις σύγχρονες δυτικές κοινωνίες, το πλεονέκτημα αυτό μετατρέπεται σε μειονέκτημα και οδηγεί σε μεταβολικό σύνδρομο, σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ και καρδιαγγειακή νόσο. Έπειτα, οι Hanson και Gluckman επέκτειναν ειδικά την επαναστατική υπόθεση του Barker και πρότειναν τη γενική ύπαρξη των σχετικών «προβλεπτικών Εικόνα 7 Σχεδιάγραμμα που απεικονίζει την παθογένεια της εμβρυικής προέλευσης των νοσημάτων των ενηλίκων (6) εκδηλώνεται αργότερα στη προσαρμοστικών απαντήσεων» (predictive adaptive responses), ενός όρου που είχε χρησιμοποιηθεί στη φυσιολογία της ανάπτυξης. Αυτοί οι συγγραφείς πρότειναν ότι γενικά το έμβρυο δημιουργεί αντιδραστικές προσαρμογές σε χαρακτηριστικά του ενδομήτριου περιβάλλοντος, π.χ. προγεννητική υποθρεψία. Όμως, η προσαρμοστική τους αξία όχι μόνο δε διαπιστώνεται αμέσως, αλλά αντίθετα ζωή καθώς τα σημάδια που οδηγούν στην προσαρμογή 158

160 θεωρούνται ως προβλέψεις του περιβάλλοντος μετά τη γέννηση. Γι αυτό, αν οι προβλέψεις αποδειχθούν σωστές, θα απονείμουν ένα πλεονέκτημα επιβίωσης, αν όχι, θα οδηγήσουν σε νόσους. Τελικά οι Hanson και Gluckman διατύπωσαν μια γενίκευση αυτού του θεωρητικού πλαισίου και πρότειναν τη θεωρία αντιστοιχίας-αναντιστοιχίας (match-dismatch theory) (7). Η θεωρία αυτή προτείνει ότι μια αναντιστοιχία ανάμεσα στις προγεννητικές συνθήκες και το περιβάλλον μετά τη γέννηση αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης νόσων ενώ μια αντιστοιχία εμποδίζει τη νόσο εξαιτίας μιας ωφέλιμης προσαρμογής στις αναμενόμενες συνθήκες ζωής. Κάτι τέτοιο αντικατοπτρίζει και τη διαφορά των αποτελεσμάτων των φυσικών πειραμάτων του «ολλανδικού λιμού» και της «πολιορκίας της Αγίας Πετρούπολης» (6). Χαρακτηριστικά, στην περίπτωση της Αγίας Πετρούπολης τα βρέφη ανέπτυξαν «λιτό φαινότυπο» που ίσως τους προσέφερε μια μορφή προστασίας από μελλοντικές ασθένειες ενηλίκων καθώς ανταποκρινόταν στις συνθήκες υποθρεψίας που αντιμετώπισαν και μετά τη γέννηση. Αντίθετα, στην περίπτωση των Ολλανδών το ενδομήτριο περιβάλλον δεν αντιστοιχούσε στο μετέπειτα εξωμήτριο περιβάλλον μη στέρησης και έτσι τα βρέφη «πλήρωσαν το τίμημα» της ενδομήτριας προσαρμογής τους. Επιπλέον πολλές μελέτες δείχνουν ότι το χαμηλό βάρος γέννησης ακολουθούμενο από υπέρμετρη ανάπτυξη κατά την παιδική ηλικία αυξάνει τον κίνδυνο για μεταβολικό σύνδρομο. Φαίνεται πως τα παιδιά αυτά έχουν την τάση να κάνουν «catch-up» στην ανάπτυξή τους και η τάση αυτή σχετίζεται με αυξημένη εναπόθεσησπλαγχνικού λίπους (6). Εικόνα 8 Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ενδομήτριου και εξωμήτριου περιβάλλοντος και της επακόλουθης εκδήλωσης νοσημάτων του μεταβολισμού. (10) 159

161 Δ. Ο ρόλος του πλακούντα Πίσω από όλες αυτές τις αντιδραστικές προσαρμογές του εμβρύου, κοινός ενορχηστρωτής φαίνεται πως είναι ο πλακούντας. Η υπολειμματική ανάπτυξη του πλακούντα που παρατηρείται σε ορισμένες περιπτώσεις κινητοποιεί τους παθογενετικούς μηχανισμούς που οδηγούν τελικά στην εκδήλωση νοσημάτων στην ενήλικη ζωή. Τα αίτια της υπολειμματικής αυτής ανάπτυξης ανάγονται κυρίως σε επιδράσεις από τη μητέρα, τόσο στη λειτουργία του πλακούντα (για τις οποίες λίγα είναι γνωστά), όσο και στη δομή του. Το μεταβολικό και ενδοκρινικό προφίλ της μητέρας, η υποξαιμία και η αναιμία, η διατροφή και η επάρκεια θρέψης της Εικόνα 9 Το πλαίσιο του εμβρυικού προγραμματισμού (11). μητέρας κυρίως στην περίοδο περί τη σύλληψη είναι οι κύριοι παράγοντες μητρικής επίδρασης (11). Από την πλευρά του εμβρύου, οι προσαρμογές που επισυμβαίνουν στο πλαίσιο του εμβρυικού προγραμματισμού επέρχονται κυρίως ως απάντηση στην αδυναμία της μητροπλακουντιακής παροχής θρεπτικών συστατικών να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του εμβρύου. Η κατάσταση και η διατροφή της μητέρας επηρεάζουν την παροχή θρεπτικών συστατικών τόσο άμεσα μέσω της επάρκειας των υποστρωμάτων όσο και έμμεσα με αλλαγές στη δομή και τη λειτουργία του πλακούντα. Μηχανισμοί που εμπλέκονται στις επιδράσεις του πλακούντα στον εμβρυικό προγραμματισμό περιλαμβάνουν μεταβολές στο μέγεθος και στην αγγειακή του αντίσταση, στο μεταβολισμό των θρεπτικών συστατικών και των ορμονών καθώς και μεταφορά ουσιών μεταξύ μητέρας, πλακούντα και εμβρύου. Η ικανότητά του αυτή για μεταφορά αντικατοπτρίζεται εν μέρει στο βάρος, στο μέγεθος και στο σχήμα της επιφάνειάς του. Έτσι, τα χαρακτηριστικά αυτά του πλακούντα ανάγονται σε νέους δείκτες για την εκδήλωση χρόνιων νοσημάτων στην ενήλικη ζωή σε συνδυασμό με το βάρος της μητέρας. Συγκεκριμένοι συνδυασμοί φαίνεται ότι μπορούν να προβλέψουν στεφανιαία 160

162 νόσο, υπέρταση, χρόνια καρδιακή ανεπάρκεια και συγκεκριμένες μορφές καρκίνου (12). Πολυάριθμες μελέτες έχουν αναδείξει την ύπαρξη συσχετίσεων ανάμεσα στην ανάπτυξη του πλακούντα (όπως αντικατοπτρίζεται σε μετρήσεις του μεγέθους του) και την μακροπρόθεσμη εκδήλωση ποικίλλων νοσημάτων των ενηλίκων όπως φαίνεται και στον ακόλουθο πίνακα. Πίνακας 1 Αναφερόμενες συσχετίσεις μεταξύ του βάρους του πλακούντα και του πλακουντιακού δείκτη (βάρος πλακούντα/βάρος γέννησης) και μακροπρόθεσμων καρδιαγγειακών ή μεταβολικών επιπτώσεων. Πηγή: Keith M. Godfrey. The Role of the Placenta in Fetal Programming A Review.(2002) Ο πλακούντας ρυθμίζει την εμβρυική αύξηση και ανάπτυξη μέσω της μεταφοράς θρεπτικών συστατικών και αερίων και της σύνθεσης και έκκρισης τόσο στεροειδών όσο και πεπτιδικών ορμονών. Οι παράγοντες που καθορίζουν την εμβρυική ανάπτυξη διακρίνονται σε: 1) αυτούς που εξαρτώνται από την αγγειακή ροή και ρυθμίζονται μέσω της αναδιαμόρφωσης και της αγγειογένεσης στο αγγειακό δίκτυο της μήτρας, του εμβρύου και του πλακούντα και 2) αυτούς που εξαρτώνται από την τροφοβλάστη ή τις 161

163 μεμβράνες και ρυθμίζονται από την έκταση και το πάχος της επιφάνειας ανταλλαγής, την έκφραση και τη δραστηριότητα των μορίων μεταφοράς καθώς και την παραγωγή και το μεταβολισμό των ορμονών (13). Μία «προσβολή» σε οποιοδήποτε στάδιο της ανάπτυξης του πλακούντα μπορεί να επιδράσει στη λειτουργία του και κατ επέκταση στην εμβρυική αύξηση και ανάπτυξη. Η ελαττωματική διείσδυση της τροφοβλάστης που παρατηρείται στην προεκλαμψία ή στις περιπτώσεις υπολειπόμενης ενδομήτριας ανάπτυξης πιστεύεται ότι οδηγεί σε σχετική υποξία στις λάχνες του πλακούντα ή σε βλάβη του τύπου της ισχαιμίας/ επαναιμάτωσης. Οι βλάβες αυτές επάγουν αυξημένη φλεγμονώδη αντίδραση και την εκδήλωση οξειδωτικού και νιτρικού stress. Το νιτρικό stress είναι η ομοιοπολική τροποποίηση πρωτεϊνών και DNA από υπεροξείδιο νιτρώδους. Έχει υποτεθεί ότι οι καταστάσεις αυτές με τη σειρά τους αλλοιώνουν την πλακουντιακή λειτουργία μέσω ομοιοπολικής τροποποίησης των πρωτεϊνών του, παραδείγματος χάριν φαίνεται πως η μεταβολή της κατάστασης των καταλοίπων τυροσίνης από την καρβονυλίωση στην αντίδραση με άζωτο μπορεί να αλλοιώσει την πρωτεϊνική λειτουργία και μέσω αυτής τη λειτουργία του πλακούντα. Συγκεκριμένα, επί προεκλαμψίας, η παρουσία καταλοίπων νιτρο-τυροσίνης στο αγγειακό ενδοθήλιο, στο περιβάλλον στρώμα και στη συγκυτιοτροφοβλάστη σχετίστηκε με διαταραγμένη αγγειακή αντιδραστικότητα (13). Πρωτεΐνες που έχουν υποστεί σύνδεση με νιτρώδη άλατα συναντώνται στο φυσιολογικό πλακούντα αλλά σε αυξημένες ποσότητες βρίσκονται στον πλακούντα κυήσεων που έχουν επιπλακεί από προεκλαμψία και σακχαρώδη διαβήτη. Οι πρωτεϊνες αυτές περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων την ακετυλοτρανσφεράση του ακετυλο-coa, την p53 και τον μεταφορέα της ταυρίνης. Δυνητικά κάθε πρωτεΐνη στο πλακούντα μπορεί να είναι στόχος για νιτρικό stress, περιλαμβάνοντας ένζυμα, υποδοχείς, μεταφορείς, δομικές πρωτεΐνες και μόρια μεταγωγής σήματος. Η ομοιοπολική τροποποίηση οποιουδήποτε από αυτά τα μόρια μπορεί να αλλοιώσει την πρωτεϊνική και έπειτα την πλακουντιακή λειτουργία και συνεπακόλουθα την εμβρυική αύξηση και ανάπτυξη. Με ποιους όμως μοριακούς μηχανισμούς συμμετέχει ο πλακούντας στον εμβρυικό προγραμματισμό; Καθώς τόσο η εμβρυική ανάπτυξη όσο και ο εμβρυικός προγραμματισμός φαίνεται να διαμεσολαβούνται κατά κύριο λόγο από τον πλακούντα είναι λογικό να υποτεθεί ότι οι 162

164 δυσμενείς καταστάσεις που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε προγραμματισμό του εμβρύου για μετέπειτα εκδήλωση νοσημάτων κατά την ενήλικο ζωή θα μπορούσαν επίσης να επηρεάσουν την ανάπτυξή του. Συνεπώς, η εκτίμηση της εμβρυικής ανάπτυξης θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως αδρός δείκτης που θα αντανακλά την ύπαρξη αντίξοου εμβρυικού περιβάλλοντος. Πράγματι, οι περισσότερες μελέτες έχουν βασιστεί στην αναζήτηση συσχέτισης μεταξύ της διαταραγμένης εμβρυικής ανάπτυξης και της επακόλουθης εκδήλωσης των υπό εξέταση νοσημάτων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα της διαταραγμένης εμβρυικής ανάπτυξης είναι η «υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη». Ε. Υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη (IUGR) Οι πρώτες ενδείξεις περί εμβρυικής προέλευσης νοσημάτων των ενηλίκων προέκυψαν, όπως είδαμε και παραπάνω, μετά από συσχέτιση των νοσημάτων αυτών με το χαμηλό βάρος γέννησης. Τι υποδηλώνει όμως το χαμηλό βάρος γέννησης και πότε γίνεται λόγος για υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη; Ο όρος IUGR αναφέρεται σε ένα έμβρυο που παρουσιάζει μικρότερο του φυσιολογικού ρυθμό ανάπτυξης, χωρίς ωστόσο να ταυτίζεται κατ ανάγκη με το χαμηλό βάρος γέννησης (9). Ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης είναι η ανικανότητα του εμβρύου να διατηρήσει τον αναμενόμενο ρυθμό ανάπτυξης ανεξάρτητα αν το βάρος του είναι κάτω από τη 10η εκατοστιαία θέση (14). Συγκεκριμένα, ενώ ο όρος SGA (small for gestational age) αναφέρεται σε νεογνά με μήκος ή βάρος γέννησης που αντιστοιχεί χαμηλότερα από την 10 η ΕΘ για την ηλικία κύησης, ο όρος IUGR αναφέρεται σε νεογνά που η ανάπτυξή τους δε φτάνει το γενετικώς προγραμματισμένο δυναμικό εξαιτίας κάποιας παθολογικής προσβολής(6). Παρόλο που τα IUGR νεογνά μπορεί να είναι SGA ωστόσο όλα τα SGA νεογνά δεν είναι απαραίτητα IUGR. Από το σύνολο των μικρών για την ηλικία κύησης (SGA) εμβρύων το 40% είναι υγιή, 20% είναι μικρά εξαιτίας χρωμοσωμικών και περιβαλλοντικών παραγόντων και 40% διατρέχουν ιδιαίτερα αυξημένο κίνδυνο ενδομήτριου θανάτου και σχετίζονται με ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης (14). Η ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης προκύπτει είτε λόγω εμβρυικής ασθένειας είτε λόγω νοσηρών καταστάσεων της μητέρας ή του πλακούντα. Διακρίνεται σε σύμμετρη, όπου υπάρχει αναλογική καθυστέρηση όλων των οργάνων και μελών του εμβρύου και σε ασύμμετρη, κατά την οποία το έμβρυο αναπτύσσεται 163

165 φυσιολογικά μέχρι το τρίτο τρίμηνο, οπότε η κοιλιά του αρχίζει να αναπτύσσεται με βραδύτερο ρυθμό συγκριτικά με την κεφαλή. Η ασύμμετρη είναι περισσότερο συχνή (70-80%) και συμβαίνει μετά την 28 η εβδομάδα της κύησης (14). Στον πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται τα κυριότερα αίτια των δύο μορφών υπολειπόμενης ενδομήτριας ανάπτυξης: Αίτια ενδομήτριας υπολειπόμενης ανάπτυξης Σύμμετρη Ασύμμετρη Ιδιοπαθής Πλακουντιακή Ανεπάρκεια Χρωμοσωματικές ανωμαλίες Προεκλαμψία Λοιμώξεις (TORCH) Σοβαρή νεφρική ή καρδιακή βλάβη μητέρας Κάπνισμα Πολύδυμη κύηση Ακτινοβολία Χρήση ηρωίνης Αλκοολισμός Χρόνια κακή θρέψη μητέρας Δρεπανοκυτταρική αναιμία Το πιο σύνηθες αίτιο ασύμμετρης ενδομήτριας υπολειπόμενης ανάπτυξης είναι η ανεπάρκεια του πλακούντα. Τα αίτια της ενδομήτριας καθυστέρησης ανάπτυξης διακρίνονται σε τρείς μεγάλες ομάδες: εμβρυικά, αίτια από τη μητέρα και αίτια από τον πλακούντα. Τα εμβρυικά αίτια περιλαμβάνουν την ύπαρξη χρωμοσωμικών ανωμαλιών (Η πιο συχνή διαταραχή σε έμβρυα με ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης είναι η τρισωμία 18), το Σύνδρομο μετάγγισης από δίδυμο σε δίδυμο (Twin Twin Transfusion Syndrome, TTS), την ύπαρξη συγγενών ανωμαλιών και την παρουσία συγγενών λοιμώξεων. Τα αίτια IUGR που αποδίδεται στη μητέρα περιλαμβάνουν αγγειακές διαταραχές όπως είναι η προεκλαμψία και ο σακχαρώδης διαβήτης, το μητρικό υποσιτισμό ή υπερσιτισμό, την κατανάλωση από τη μητέρα αλκοόλ και τη χρήση οπιούχων καθώς και διάφορους νοσολογικούς ή περιβαλλοντικούς παράγοντες που διαταράσσουν την οξυγόνωση του αίματος της μητέρας. 164

166 Στην προεκλαμψία υπάρχει εγκατάσταση ελαττωματικής μητροπλακουντιακής αιματικής κυκλοφορίας η οποία προοδευτικά οδηγεί σε ισχαιμία του πλακούντα. Επίσης, ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη, συστηματικό ερυθηματώδη λύκο, θρομβοφιλία και ρευματικά νοσήματα παρουσιάζουν υψηλά ποσοστά ενδομήτριας καθυστέρησης ανάπτυξης. Ο παθογενετικός μηχανισμός της δημιουργίας ενδομήτριας καθυστέρησης ανάπτυξης που εμπλέκεται και σε αυτές τις περιπτώσεις όπως και στην προεκλαμψία σχετίζεται σε ελαττωμένη λειτουργία του πλακούντα εξαιτίας είτε αγγειακών βλαβών, είτε διαταραχών του πηκτικού μηχανισμού. Ο μητρικός υποσιτισμός ή υπερσιτισμός έχει ως αποτέλεσμα την ελάττωση της μεταφοράς δια μέσου του πλακούντα ουσιών όπως είναι: η αργινίνη και η ορνιθίνη. Το γεγονός αυτό καταλήγει σε μειωμένη σύνθεση μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ) καθώς και πολυαμινών, μέσω υπολειπόμενης σύνθεσης ενζύμων (συνθετάση του ΝΟ, δεκαρβοξυλάση της ορνιθίνης) και συνενζύμων (ΒΗ4). Άμεσες συνέπειες είναι: Α) η μειωμένη πλακουντιακή αγγειογένεση και ανάπτυξη, η ελαττωμένη εμβρυοπλακουντιακή αιματική ροή, η περιορισμένη προσφορά οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών από τη μητέρα στο έμβρυο και τελικά η υπολειπόμενη εμβρυϊκή ανάπτυξη. Β) η μεταβολή της διαθεσιμότητας σε αμινοξέα (σερίνη-γλυκίνη) και μικροστοιχεία (σύμπλεγμα Β βιταμινών), γεγονός που επηρεάζει τη μεθυλίωση του DNA από το ένζυμο S-αδενοσυλο-μεθειονίνη (SAM) και την τροποποίηση (ακετυλίωση, μεθυλίωση) των ιστονών. Η κατανάλωση αλκοόλ κατά την κύηση προκαλεί εγκεφαλικές βλάβες στο έμβρυο και ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης, καθώς και ένα μεγάλο εύρος δυσμενών επιπτώσεων στην ανάπτυξη του εμβρύου. Ο όρος «διαταραχές του φάσματος της εμβρυικής έκθεσης σε αλκοόλ» (FASD) χρησιμοποιείται για να περιγράψει τα προβλήματα που σχετίζονται με την προγεννητική έκθεση στο αλκοόλ. Το αλκοολικό σύνδρομο του εμβρύου είναι η πιο σοβαρή διαταραχή του φάσματος και εκδηλώνεται με προγεννητική και μεταγεννητική καθυστέρηση της ανάπτυξης καθώς και καθυστερημένη νευρολογική ανάπτυξη. Η αιθανόλη διαπερνά τον πλακούντα, εισέρχεται στην εμβρυική κυκλοφορία και επιδρά στην ανάπτυξη των εμβρυικών κυττάρων και ιστών (15). Το αλκοόλ δρα ως τερατογόνο κατά τη διάρκεια της οργανογένεσης, (9 η - 11 η εβδομάδα 165

167 κύησης). Καταστρέφει κυτταροτροφοβλαστικά κύτταρα του πλακούντα, αυξάνει την παραγωγή θρομβοξάνης και μειώνει τη μητροπλακουντιακή αιματική ροή. Συγκεκριμένα, το αλκοόλ δρα ως εξής α) Αποδιοργανώνει τις πηγές ενέργειας του κυττάρου, μειώνει τη χρησιμοποίηση της γλυκόζης και τη μεταφορά της στο κύτταρο, καταστέλλει τη σύνθεση πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων. β) Προκαλεί οξειδωτικό stress και διαταραχή του κυτταρικού κύκλου. γ) Προκαλεί μεταβολές στην έκφραση γονιδίων ( μεταγραφικοί παράγοντες) δ) Αποδιοργάνωση των κυτταρικών αλληλεπιδράσεων ε) Παρέμβαση σε μονοπάτια αυξητικών παραγόντων (IGF) στ) Απόπτωση, υποξία, ισχαιμία (14). Το κάπνισμα προκαλεί συμμετρικού τύπου IUGR διότι εκτός από μείωση του κορεσμού του οξυγόνου προκαλεί και διαταραχή της μητροπλακουντιακής αιματικής ροής. Βλάπτονται τα ενδοθηλιακά κύτταρα του πλακούντα και των αγγείων του ομφάλιου λώρου ενώ ταυτόχρονα παράγονται τοξικά προϊόντα για το έμβρυο κυρίως εξαιτίας της νικοτίνης, του μονοξειδίου του άνθρακα και του καδμίου (14). Η νικοτίνη διαπερνά εύκολα τον πλακουντιακό φραγμό και συγκεντρώνεται στην εμβρυική κυκλοφορία, τον εγκέφαλο και το αμνιακό υγρό. Άμεσα ή έμμεσα επιδρά δυσμενώς στην εμβρυική ανάπτυξη. Κατ αρχάς μπορεί να οδηγήσει τη μητέρα σε διαταραγμένο θρεπτικό ισοζύγιο μέσω της ανορεξιογόνου δράσεώς της ενώ επιπλέον τροποποιεί την αιματική ροή προς τον πλακούντα μέσω της αυξημένης έκκρισης κατεχολαμινών που προκαλεί και μπορεί έτσι να συντελέσει στην εκδήλωση πλακουντιακής ανεπάρκειας. Επιπρόσθετα μπορεί να επηρεάσει άμεσα την ανάπτυξη του εμβρύου ενεργοποιώντας τους νικοτινικούς υποδοχείς της ακετυλοχολίνης. Πολυάριθμες μελέτες σε ανθρώπους έχουν συσχετίσει την έκθεση σε νικοτίνη κατά την εγκυμοσύνη με πολλές δυσμενείς εμβρυικές και μαιευτικές επιπλοκές όπως η αυτόματη αποβολή, η αποκόλληση του πλακούντα, ο πρόωρος τοκετός, η ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης, το χαμηλό βάρος γέννησης και το σύνδρομο αιφνίδιου βρεφικού θανάτου. Φαίνεται ακόμη ότι η περιγεννητική έκθεση στη νικοτίνη έχει και μακροπρόθεσμες συνέπειες στη νευροαναπτυξιακή εξέλιξη του παιδιού. Αντίστοιχα, η κοκαΐνη μπορεί επίσης εύκολα να διαπεράσει τον πλακούντα και να συγκεντρωθεί στην εμβρυική κυκλοφορία. Επιπλέον της άμεσης ανασταλτικής της δράσης στον κυτταρικό 166

168 πολλαπλασιασμό η κοκαΐνη μπορεί να προκαλέσει έντονη αγγειοσύσπαση και να μεταβάλει το καρδιαγγειακό σύστημα της μητέρας οδηγώντας σε σημαντική υποξίαισχαιμία ή υποθρεψία του εμβρύου ασκώντας σημαντική επίδραση στην ανάπτυξή του. Η ενδομήτρια έκθεση σε κοκαΐνη έχει συσχετιστεί με αυξημένο κίνδυνο για αυτόματη αποβολή, αποκόλληση του πλακούντα, χρώση του αμνιακού υγρού με μηκώνιο και πρόωρο τοκετό, μικροκεφαλία, ενδοκοιλιακή αιμορραγία, εγκεφαλική δυσπλασία ή διαταραχή της εγκεφαλικής αρχιτεκτονικής των κυττάρων ενώ έχουν αναφερθεί και άλλες μακροπρόθεσμες διαταραχές περιλαμβανομένων διαταραχών της συμπεριφοράς (15). Τέλος, τα αίτια υπολειπόμενης ενδομήτριας ανάπτυξης που προέρχονται από τον πλακούντα περιλαμβάνουν τη διαταραχή της μεταφοράς ουσιών μέσω του πλακούντα, την αποκόλληση του πλακούντα, την εμφάνιση εμφράκτων ή περιχαράκωσης, την ύπαρξη προδομικού πλακούντα ή χοριοαγγειώματος. Η μεταφορά των αμινοξέων και της γλυκόζης μέσω του πλακούντα συμβαίνει από συγκεκριμένες περιοχές του, όπου εκφράζονται τα κατάλληλα μεταφορικά συστήματα. Μελέτες σε πλακούντα νεογνών με ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης έχουν δείξει διαταραχές της λειτουργίας των μεταφορικών συστημάτων των αμινοξέων και ιδιαίτερα της ταυρίνης, της λευκίνης, και των κατιονικών αμινοξέων. Η έκφραση της Να/Κ ATP ase είναι μειωμένη. Το γεγονός αυτό δυσχεραίνει τη λειτουργία της συγκυτιοτροφοβλάστης η οποία αποτυγχάνει να διατηρήσει χαμηλή τη συγκέντρωση του νατρίου στον ενδοκυττάριο χώρο. Η υπολειτουργία των ιοντικών μεταφορέων οδηγεί σε οξείδωση στα πρόωρα με IUGR. Η έκφραση της Ca/ATP ase στη βασική μεμβράνη είναι ιδιαίτερα αυξημένη σε πλακούντα IUGR εμβρύων. Μελέτες προτείνουν ότι αυτές οι αλλαγές στους μεταφορείς ιόντων και αμινοξέων είναι πρωταρχικές και όχι δευτεροπαθείς. Η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης από τον πλακούντα και το στρες του ενδοπλασματικού δικτύου (ER stress) έχουν ρόλο κλειδί στην παθοφυσιολογία της IUGR. Το ενδοπλασματικό δίκτυο θεωρείται ο κύριος ρυθμιστής της ομοιόστασης του κυττάρου εφόσον ευθύνεται για τις μετά-μεταφραστικές τροποποιήσεις των πρωτεϊνών και την πτύχωσή τους. Διαταραχή των λειτουργιών αυτών οδηγεί στην αντίδραση που ονομάζεται : unfolding protein response (UPR) (14). 167

169 Οι πρωτεΐνες μόλις σχηματίζονται εισέρχονται στον αυλό του ενδοπλασματικού δικτύου (ΕΝΔ) όπου αρχικώς συνδέονται με Ca2+-εξαρτημένες συνοδούς πρωτεΐνες (chaperones). Για να λειτουργήσουν με ορθό τρόπο οι πρωτεΐνες αυτές είναι απαραίτητο στον αυλό του ΕΝΔ να διατηρούνται υψηλά επίπεδα Ca2+ μέσω των Ca2+ ATPases. Το οξειδωτικό περιβάλλον του αυλού του ΕΝΔ είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία των δισουλφιδικών δεσμών. Οι διαταραχές της φυσιολογικής πτύχωσης των πρωτεϊνών οδηγούν στην ενεργοποίηση της αντίδρασης UPR. Η UPR έχει ως στόχο την επαναφορά της ομοιοστατικής ισορροπίας του κυττάρου και όταν αυτό δεν επιτυγχάνεται ενεργοποιεί τον μηχανισμό απόπτωσης. Οι στόχοι της UNFOLDING PROTEIN RESPONSE (UPR) είναι οι εξής: Α) Μείωση του ποσού των πρωτεϊνών που εισέρχονται στο ΕΝΔ μέσω μείωσης του ρυθμού μετάφρασης. Β) Βελτίωση της ικανότητας του ΕΝΔ για πτύχωση των πρωτεϊνών αυξάνοντας τη συγκέντρωση των συνοδών πρωτεϊνών (chaperones) και ενζυμικών συστημάτων πτύχωσης πρωτεϊνών όπως είναι οι δισουλφιδική ισομεράση και πεπτιδυλο-προπυλοισομεράση. Οι παραπάνω πρωτεΐνες παράγονται μέσω απευθείας ενεργοποίησης του μεταγραφικού παράγοντα 6 και της πρωτεΐνης XBP1 (xbox binding protein-1) η οποία αποτελεί και δείκτη του ER-stress. Γ) Προαγωγή της εκφύλισης των πρωτεϊνών που δεν έχουν πτυχωθεί μέσω του συστήματος της ουβικουϊτίνης-πρωτεασώματος. Σε περίπτωση που οι βλάβες είναι ιδιαίτερα σοβαρές ενεργοποιείται ο μηχανισμός της απόπτωσης μέσω αύξησης της έκφρασης του μεταγραφικού παράγοντα C/EBP ο οποίος καταστέλλει την έκφραση του αντι- αποπτωτικού γονιδίου bcl-2. Επίσης είναι δυνατόν να ενεργοποιηθούν άλλα μονοπάτια όπως της Ire1-TRAF2-ASK1-MAPκινάσης ή της ER-associated κασπάσης-4. Πρόσφατες μελέτες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι σε IUGR κυήσεις χωρίς υπέρταση και προεκλαμψία και πολύ περισσότερο σε περιπτώσεις με IUGR και προεκλαμψία τα κύτταρα του πλακούντα παρουσιάζουν stress του ΕΝΔ το οποίο επιπλέον οδηγεί και σε μείωση της πρωτεινικής κινάσης της σερίνης/ θρεονίνης (AKT-1). Η AKT υπάρχει σε 3 ισομορφές. Από αυτές η AKT-1(στον πλακούντα του ποντικού) σχετίζεται με την εμβρυική ανάπτυξη και εξάλειψη της προκαλεί IUGR. 168

170 Ο πλακούντας λοιπόν κατέχει θέση κλειδί στην ανάπτυξη του εμβρύου. Μεταλλάξεις γονιδίων όπως τα γονίδια GCM-1, IGF, IGFR-1, IRS1, IRS2, homebox genes αλλά και πολυμορφισμοί όπως LAT-1, LAT-2, 11HSβD2 καθιστούν τον πλακούντα ανεπαρκή να επιτελέσει τη λειτουργία του ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις IUGR ενοχοποιούνται ακόμη και χρωμοσωμικές ανωμαλίες που περιορίζονται μόνο στον πλακούντα (Εντοπισμένος Πλακουντιακός Μωσαϊκισμός). Η IUGR σχετίζεται με ενεργοποίηση του μηχανισμού απόπτωσης στα κύτταρα του πλακούντα λόγω ανάπτυξης ER-stress και μείωσης της συγκέντρωσης της AKT-1. Τέλος, λιποκίνες παράγονται από τον λιπώδη ιστό του εμβρύου και της μητέρας αλλά και από τον ίδιο τον πλακούντα και επηρεάζουν την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον στην αναζήτηση συσχέτισης μεταξύ IUGR νεογνών και χρόνιων νοσημάτων των ενηλίκων. Μέχρι τώρα έχουν προκύψει δεδομένα που συσχετίζουν νεογνά μικρού βάρους γέννησης με καρδιαγγειακά νοσήματα, μεταβολικό σύνδρομο, σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ, οστεοπόρωση, νευροαναπτυξιακά νοσήματα, άσθμα, υπογονιμότητα, σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών και καρκίνο στα οποία θα γίνει εκτενέστερη αναφορά στη συνέχεια. Εικόνα 4. Πηγή: D.J.P. Barker, Developmental origins of chronic disease. 169

171 IUGR Προεκλαμψία Η προεκλαμψία αποτελεί τη συχνότερη επιπλοκή της κύησης και συνοδεύεται από υψηλά ποσοστά μητρικής, εμβρυικής και νεογνικής νοσηρότητας και θνησιμότητας. Η αρτηριακή πίεση (συστολική και διαστολική) αυξάνεται αντί να μειώνεται βαθμιαία, όπως συμβαίνει φυσιολογικά. Η υπέρταση αποτελεί το κύριο σύμπτωμα της υπερτασικής νόσου σε ποσοστό έως και 70% και εκδηλώνεται συνήθως πριν την 20 η εβδομάδα κύησης. Η συχνότητα της κυμαίνεται από 2-7% και είναι πιο συχνή σε πρωτοτόκες γυναίκες. Εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία, μπορεί να εξελιχθεί σε εκλαμψία, μια απειλητική για τη ζωή κατάσταση. Αν και έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες-υποθέσεις ως προς την παθογένεια της προεκλαμψίας. Τόσο τα αίτια όσο και η παθογένεια της προεκλαμψίας παραμένουν άγνωστα. Η πιο γνωστή θεωρία είναι εκείνη που αναφέρεται στην ισχαιμία του πλακούντα. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η μειωμένη αιμάτωση του πλακούντα, ανεξάρτητα από το αν οφείλεται στο μεγάλο μέγεθος ή τις μικροαγγειακές διαταραχές λόγω προϋπάρχουσας υπέρτασης ή σακχαρώδους διαβήτη, προδιαθέτει στην εμφάνιση προεκλαμψίας. Οι υπόλοιπες θεωρίες αφορούν στη Δυσλιπιδαιμία- Υπερλιπιδαιμία, τις Ανοσολογικές διαταραχές, τις Γενετικές βλάβες, τις Μιτοχονδριακές βλάβες καθώς και τη Διαταραχή κατά την εμφύτευση στον πλακούντα των εξωλαχνωδών και κυτταροτροφοβλαστών. Δεν έχει ξεκαθαριστεί πάντως αν η προεκλαμψία οφείλεται στον ισχαιμικό πλακούντα ή στην υπέρμετρη φλεγμονώδη αντίδραση της μητέρας στην παρουσία τροφοβλάστης αλλά αυτό που είναι σίγουρο είναι ότι εμπλέκεται το ενδοθήλιο. Φαίνεται ότι υπάρχουν ουσίες, που προέρχονται από τον πλακούντα και μπορεί να προκαλέσουν δυσλειτουργία του ενδοθηλίου στα αιμοφόρα αγγεία των γυναικών. Οι γυναίκες, οι οποίες κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης εμφανίζουν συμπτώματα προεκλαμψίας έχουν αυξημένο κίνδυνο καρδιαγγειακής νόσου και αιφνίδιου θανάτου στη μετέπειτα ζωή τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, γίνεται συσσώρευση αφρωδών κυττάρων στα τοιχώματα των σπειροειδώς αρτηριών της μητροπλακουντιακή κυκλοφορία, δημιουργώντας αθηρωματικές πλάκες. Οι μηχανισμοί που συνεισφέρουν στην αθηρωμάτωση είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι, αλλά έχουν σχέση με την ελαττωματική αγγειακή αναδιαμόρφωση των σπειροειδών αρτηριών κατά το πρώτο μισό της 170

172 εγκυμοσύνης. Αυτές οι αλλοιώσεις μοιάζουν με τα πρώιμα στάδια της αρτηριοσκλήρωσης και πιστεύεται ότι υποχωρούν μετά τον τοκετό (16). Το έμβρυο είναι δυνατό να επηρεαστεί από την υπερτασική νόσο και να εκδηλώσει ενδομήτριο υποξία, η οποία διαπιστώνεται μέσα από την κλινική εξέταση καθώς και τον προσδιορισμό των σκιρτημάτων του εμβρύου, που γίνονται αντιληπτά από την ίδια την έγκυο, την εκτίμηση της ανάπτυξης του εμβρύου μέσα από τον υπέρηχο, την καταγραφή του καρδιακού ρυθμού του εμβρύου με την καρδιοτοκογραφική δοκιμασία ηρεμίας και τον προσδιορισμό του πλακουντιακού γαλακτογόνου (HPL) στον ορό της μητέρας. Επιδημιολογικές μελέτες Μέσα από επιδημιολογικές μελέτες φαίνεται ότι υπάρχει μια «κακή» αλληλεπίδραση της μητρικής και εμβρυικής(πατρικής) ανοσίας. Η εναπόθεση του σπέρματος στο γυναικείο αναπαραγωγικό σύστημα επάγει ένα καταρράκτη γεγονότων που μοιάζει με εκείνο της κλασσικής φλεγμονώδους αντίδρασης. Ο Μετατρεπτικός Αυξητικός Παράγοντας βήτα 1 (TGF-β1) που προέρχεται από τα σπερματοζωάρια φαίνεται ότι εκκινεί αφενός μία φλεγμονώδη αντίδραση, η οποία επιτρέπει στο μητρικό ανοσιακό σύστημα την επεξεργασία και ανοχή μεγάλου αριθμού πατρικών αντιγόνων, και αφετέρου μία έντονη ανοσιακή αντίδραση τύπου ΙΙ. Από τη στιγμή που επάγεται η αντίδραση τύπου ΙΙ έναντι των πατρικών αντισωμάτων, ο TGF-β1 των σπερματοζωαρίων, ίσως να εμποδίζει τις αντιδράσεις τύπου Ι έναντι του αλλογενούς εμβρύου, οι οποίες θεωρείται ότι σχετίζονται με ανεπαρκή ανάπτυξη του πλακούντα και περιορισμένη ανάπτυξη του εμβρύου (17). Μέσα από μια διπλή τυφλή προοπτική μελέτη, στην οποία συμμετείχαν 96 γυναίκες με πιθανή προεκλαμψία ή/και ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης, μετρήθηκαν τα επίπεδα στο πλάσμα του PlGF (Πλακουντιακός Αυξητικός Παράγοντας). Οι περισσότερες γυναίκες (n= 58) είχαν πιθανή προεκλαμψία, και στις υπόλοιπες (n= 38) τα έμβρυα εμφανίζονταν με ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης. Οι 82 κυοφορούσαν ένα παιδί, 14 κυοφορούσαν δίδυμα ( εξ αυτών οι 12 ήταν διχοριονικές και οι 2 ήταν μονοχοριονικές διαμνιακές κυήσεις), για τις οποίες είχε προγραμματιστεί τοκετός περίπου στις 36 και στις 38 εβδομάδες αντίστοιχα. Υπήρξαν 4 ενδομήτριοι θάνατοι και 2 171

173 τερματισμοί εγκυμοσύνης εξαιτίας της σοβαρής ενδομήτριας ανάπτυξης. Σε 40 περιπτώσεις εμφανίστηκε προεκλαμψία, σε 67 περιπτώσεις υπήρξαν δυσμενείς και σοβαρές ανεπιθύμητες επιπλοκές. Ακόμη, σε 50 περιπτώσεις γεννήθηκαν πρόωρα νεογνά και 46 βρέφη ήταν χαμηλότερου βάρους για την ηλικία κύησης. Οι τιμές του PIGF κυμαίνονταν από 12 pg /ml μέχρι 881 pg /ml, με μέση τιμή συγκέντρωσης τα 18,1 pg /ml. Το κύριο συμπέρασμα της έρευνας αυτής ήταν η συσχέτιση που υπάρχει μεταξύ της συγκέντρωσης του PlGF και της προεκλαμψία, ιδιαίτερα ανάμεσα στις χαμηλές συγκεντρώσεις του PlGF και των ανεπιθύμητων επιπλοκών της κύησης (18). ΣΤ. Μεγάλα για την ηλικία κύησης νεογνά (Large for Gestational Age) Στο άλλο άκρο του φάσματος βρίσκονται τα LGA νεογνά, δηλαδή αυτά με βάρος γέννησης μεγαλύτερο από αυτό που αντιστοιχεί στην 90 η εκατοστιαία θέση για την ηλικία κύησης (μακροσωμικά).(6) Κύρια αιτία για τη γέννηση LGA νεογνών είναι ο σακχαρώδης διαβήτης της μητέρας. Τα νεογνά αυτά ως παιδιά τείνουν να είναι βαρύτερα και παρουσιάζουν αυξημένη προδιάθεση για ανάπτυξη αρτηριακής υπέρτασης, παχυσαρκίας, αντίστασης στην ινσουλίνη, υπερτριγλυκεριδαιμίας και στεφανιαίας νόσου. Επιπρόσθετο κίνδυνο για τη μελλοντική υγεία των LGA νεογνών έχει βρεθεί ότι αποτελεί και η εκδήλωση καρκίνου. Το βάρος γέννησης έχει θεωρηθεί ότι συσχετίζεται με την ανάπτυξη καρκίνου του μαστού, των ωοθηκών, του προστάτη, των όρχεων και του παχέος εντέρου. Βέβαια οι πιο ισχυρές ενδείξεις αφορούν τον καρκίνο του μαστού, όπως προκύπτει από έρευνες που έχουν διεξαχθεί στη Σουηδία, τη Νορβηγία και τις ΗΠΑ (10). Σε αντίθεση με την αντίσταση στην ινσουλίνη που παρουσιάζει αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης τόσο στα SGA όσο και στα LGA νεογνά ( καμπύλη σχήματος παραβολής), στην περίπτωση του καρκίνου του παχέος εντέρου τα βαρύτερα νεογνά φαίνεται να φέρουν το μεγαλύτερο κίνδυνο (καμπύλη σχήματος J) (6). Τέλος πρέπει να επισημανθεί ότι το χαμηλό ή αυξημένο βάρος γέννησης αποτελεί ένα δείκτη της ύπαρξης δυσμενών συνθηκών στην ενδομήτριο ζωή και δε σχετίζεται καθ εαυτό αιτιολογικά με την εκδήλωση χρόνιων νοσημάτων των ενηλίκων. Επί παραδείγματι, νεογνά φυσιολογικού βάρους γέννησης μπορούν να γεννηθούν από μητέρες με σακχαρώδη διαβήτη. Παρόλο που τα νεογνά αυτά φαίνονται «φυσιολογικά», έχουν ωστόσο εκτεθεί σε ενδομήτριες δυσμενείς συνθήκες και ως εκ τούτου διατρέχουν και αυτά αυξημένο κίνδυνο για εκδήλωση χρόνιων νοσημάτων(6). 172

174 Ζ. Πρόωρα νεογνά Στις μέρες μας διατίθενται πολλές δυνατότητες υποστήριξης των πρόωρων νεογνών με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται η επιβίωσή τους και να καθίσταται εφικτή η μακροχρόνια παρακολούθησή τους και η εξαγωγή συμπερασμάτων όσον αφορά την απώτερη υγεία τους (6). Στην πραγματικότητα το γεγονός της γέννησης ενός πρόωρου νεογνού είναι ένας δείκτης δυσμενούς ενδομήτριου περιβάλλοντος που μεταβάλλει τις ενδοκρινικές λειτουργίες τόσο του πλακούντα όσο και του εμβρύου, ενεργοποιεί τον άξονα υποθάλαμος υπόφυση - επινεφρίδια και μπορεί να συντελέσει στον εμβρυικό προγραμματισμό (4). Τα δεδομένα που έχουν δημοσιευτεί είναι αμφιλεγόμενα όσον αφορά στην επίδραση του πρόωρου τοκετού στην εκδήλωση νόσου στην ενήλικη ζωή. Οι Kaijser et al.(2008) συμπέραναν ότι ο αυξημένος κίνδυνος για νόσο σχετίζεται περισσότερο με τον περιορισμό της εμβρυικής ανάπτυξης παρά με την προωρότητα. Όμως, οι Dalziel et al. (2007) ανέφεραν αύξηση στη συστολική αρτηριακή πίεση και την αντίσταση στην ινσουλίνη και οι Cohen et al.(2008) στην καρδιαγγειακή υπεραντιδραστικότητα σχετιζόμενη με την προωρότητα. Επιπλέον, ερευνητές που εστίασαν ειδικά στα πολύ πρόωρα νεογνά (ηλικία κύησης μικρότερη από 32 εβδομάδες) παρατήρησαν την ύπαρξη ισχυρής συσχέτισης μεταξύ προωρότητας και καρδιαγγειακών επιπλοκών που ήταν ανεξάρτητη από το βάρος γέννησης. Επιπρόσθετα στοιχεία από μια μεγάλη προοπτική μελέτη στη Σουηδία κατέδειξαν ότι τα πρόωρα νεογνά είχαν περισσότερες πιθανότητες να αναπτύξουν ψυχιατρικές διαταραχές και να εκδηλώσουν αυτοκτονική συμπεριφορά (6). 173

175 Βιβλιογραφία 1. Ruth Morley. Fetal origins of adult disease. Seminars in Fetal & Neonatal Medicine (2006) 11, D. J. P. Barker. The origins of the developmental origins theory. J Intern Med 2007; 261: Robinson Ramνrez-Vιlez. In utero fetal programming and its impact on health in adulthood. Endocrinol Nutr. 2012;59(6): Lynette K. Rogers Markus Velten. Maternal inflammation, growth retardation, and preterm birth: Insights into adult cardiovascular disease. Life Sciences 89 (2011) Alexander Vaiserman. Early-life origin of adult disease: Evidence from natural experiments. Experimental Gerontology 46 (2011) Kara Calkins, MD, and Sherin U. Devaskar, MD. Fetal Origins of Adult Disease. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care 2011;41: Andreas Plagemann, MD, Thomas Harder, MD, MSc, Karen Schellong, MSc,Sandra Schulz, MSc, Jens H. Stupin, MD. Early postnatal life as a critical time window for determination of long-term metabolic health. Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism 26 (2012) Peter D. Gluckman, Wayne Cutfield, Paul Hofman, Mark A. Hanson. The fetal, neonatal, and infant environments the long-term consequences for disease risk. Early Human Development (2005) 81, Σαμιωτάκη Δέσποινα. Πλακούντας επί IUGR. Ιστοπαθολογία του Πλακούντα. Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομικής Παν/μίου Αθηνών Α. Κόνδη-Παφίτη 10. A J Buckley and S E Ozanne. Early Origins of Disease. 2005, Encyclopedia of Human Nutrition, p Keith M. Godfrey. The Role of the Placenta in Fetal Programming A Review. Placenta (2002), 23, Supplement A, Trophoblast Research, 16, S20 S D.J.P. Barker. Developmental origins of chronic disease. Public Health 126 (2012)

176 13. L. Myatt. Review: Reactive oxygen and nitrogen species and functional adaptation of the placenta. Placenta 31, Supplement A, Trophoblast Research, Vol. 24 (2010) S66 S Γερονάτσιου Α, Ενδομήτρια καθυστέρηση ανάπτυξης (ΙUGR): παθογενετικοί μηχανισμοί. Διπλωματική Εργασία 15. Yong Li, Pablo Gonzalez, Lubo Zhang. Fetal stress and programming of hypoxic/ischemic-sensitive phenotype in the neonatal brain: Mechanisms and possible interventions. Progress in Neurobiology 98 (2012) Staff AC, Dechend R, Redman CW. Review: Preeclampsia, acute atherosis of spiral arteries and future cardiovascular disease: Two new hypothesis. 17. Lamarca BD, Ryan MJ, Gilbert JS, et al. Inflammatory Cytokines in the Pathophysiology of Hypertension during Preeclampsia. Curr Hypertens Rep. 2007;9(6): Jeanne Sibiude, Jean Guibourdenche, Marie-Danielle Dionne, Camille Le Ray, Olivia Anselem, Raphael Serreau, Francois Goffine, Vassilis Tsatsaris. Placental Growth Factor for the Prediction of Adverse Outcomes in Patients with Suspected Preeclampsia or Intrauterine Growth Restriction. 175

177 2. Επιγενετικοί μηχανισμοί τροποποίησης της έκφρασης των εμβρυικών γονιδίων από τον πλακούντα - Προγραμματισμός φαινοτύπων Έχει υποστηριχθεί ότι η πλήρης κατανόηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ γονιδίων και περιβάλλοντος απαιτεί να ληφθούν υπ όψιν οι επιγενετικοί και γενετικοί μηχανισμοί. Μελέτες που αποσκοπούν στην αναζήτηση των παραγόντων που συμβάλλουν στην ατομική ευαισθησία για την εμφάνιση νόσου εστιάζουν τόσο σε γενετικό όσο και σε περιβαλλοντικό επίπεδο. Από την πλευρά της γενετικής έχει βρεθεί ότι αρκεί ο πολυμορφισμός ακόμα και ενός μόνο νουκλεοτιδίου προκειμένου να εκδηλωθεί φαινοτυπικά ένα νόσημα. Από την άλλη, το περιβάλλον επιδρά στη γονιδιακή ρύθμιση και έκφραση με μηχανισμούς, όπως η μεθυλίωση του DNA και η τροποποίηση της χρωματίνης, που φαίνεται ότι παίζουν ένα σημαντικό ρόλο στην ήδη υπάρχουσα ευαισθησία του εμβρυϊκού γονιδιώματος καθώς και τη σχέση του με τις ασθένειες που εμφανίζονται στην ενήλικο ζωή. Επιπλέον, η εμβρυϊκή βάση πολλών ασθενειών των ενηλίκων και η υπόθεση για «πρόωρη προέλευση» αυτών έχει φανεί ότι επηρεάζονται από τη διατροφή της μητέρας και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες κατά τη διάρκεια της προγεννητικής και της πρώιμης μεταγεννητικής περιόδου οι οποίοι μεταβάλλουν με τη σειρά τους την ευαισθησία για εμφάνιση χρόνιων ασθενειών της ενήλικης ζωής μέσω της αναπτυξιακής πλαστικότητας. Αναπτυξιακή πλαστικότητα συμβαίνει όταν οι περιβαλλοντικές επιρροές επιδρούν σε διάφορες κυτταρικές οδούς κατά τη διάρκεια της κύησης, δίνοντας τη δυνατότητα σε ένα γονότυπο να παράγει ένα ευρύ φάσμα των ενηλίκων φαινοτύπων. Η γονιδιακή ρύθμιση έχει προταθεί ως μηχανισμός δράσης για: τη μη γονοτοξική καρκινογένεση την αποτύπωση των διαταραχών του γονιδιώματος τις σύνθετες διαταραχές συμπεριλαμβανομένης της νόσου Alzheimer, της σχιζοφρένειας, του άσθματος και του αυτισμού. Μοριακοί μηχανισμοί Επιγενετική ονομάζεται η μελέτη των δυνητικά κληρονομικών μεταβολών της γονιδιακής έκφρασης που διεξάγονται χωρίς αλλαγή της αλληλουχίας του DNA. Ο όρος «επιγενετική» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στις αρχές της δεκαετίας του 1940 από 176

178 το βιολόγο Conrad Waddington, ο οποίος προσπάθησε να εξηγήσει τις αλληλεπιδράσεις των γονιδίων με το περιβάλλον τους, οι οποίες οδηγούν στην έκφραση του φαινοτύπου. Αυτές οι επιγενετικές αλλαγές περιλαμβάνουν: τη μεθυλίωση του DNA, τις μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις των ιστονών και την αναδιαμόρφωση της χρωματίνης (όπως είναι η ακετυλίωση, η μεθυλίωση, η φωσφορυλίωση, κλπ), που οδηγούν στην υψηλότερου βαθμού συσκευασία του DNA γύρω από το νουκλεόσωμα. Οι επιγενετικές τροποποιήσεις επισυμβαίνουν όχι μόνο κατά τη διάρκεια της μίτωσης, αλλά επίσης και μεταξύ των γενεών. Το γονιδίωμα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο σε οποιαδήποτε τροποποίηση η οποία μπορεί να επισυμβεί κατά τη διάρκεια της κύησης, την εφηβεία και την ενηλικίωση. Παρόλα αυτά, είναι πιο ευάλωτο σε περιβαλλοντικούς παράγοντες κατά την διάρκεια εμβρυογένεσης, καθώς τόσο η σύνθεσή του, όσο και η περίτεχνη συμβολή της μεθυλίωσης του DNA και της δομής της χρωματίνης που απαιτείται για τη φυσιολογική ανάπτυξη των ιστών εγκαθίσταται κατά τη διάρκεια της πρώιμης ανάπτυξης. Έρευνες δείχνουν ότι ο σταθερός επιγενετικός προγραμματισμός ορισμένων γενετικών τόπων είναι δυνητικά αναστρέψιμος στην ενήλικο ζωή μετά από έκθεση σε αναστολείς της αποακετυλάσης ιστονών (HDAC), μεθειονίνη, θρεπτικούς παράγοντες, και τους περιβαλλοντικούς ρύπους (1-4). Οι δύο κύριοι επιγενετικοί μηχανισμοί που έχουν μελετηθεί σε θηλαστικά είναι η μεθυλίωση της κυτοσίνης στην 5 η θέση άνθρακα του δακτυλίου της στα δινουκλεοτίδια CpG και η συσκευασία της χρωματίνης μέσω τόσο της μετα-μεταφραστικής τροποποίησης των ιστονών όσο και της επακόλουθης πρόσδεση μη-ιστονών πρωτεïνών σε συγκεκριμένες περιοχές του DNA. Τόσο η συμπύκνωση της χρωματίνης όσο και η μεθυλίωση του DNA συνδέονται εν γένει με γονιδιακή σιγή και μπορούν να δράσουν από κοινού τροποποιώντας το εκάστοτε γονίδιο που μεταγράφεται. 1. Μεθυλίωση του DNA Η μεθυλίωση της βάσης της κυτοσίνης των CpG δινουκλεοτιδίων αποτελεί μία τροποποίηση που υφίσταται το DNA στην οποία μία μεθυλική ομάδα μεταφέρεται με τη 177

179 βοήθεια ενός ενζύμου, της S- αδενοσυλ-l-μεθειονίνης (SAM) στην 5 η θέση άνθρακα του δακτυλίου κυτοσίνης. Η αντίδραση αυτή καταλύεται από τις μεθυλοτρανσφεράσες DNA Dnmt1, Dnmt3a, Dnmt3b, και Dnmt2 (5). Η προκύπτουσα βάση 5-μεθυλκυτοσίνη (5mC) δρα σα μία ξεχωριστή πέμπτη βάση και παίζει ένα ρόλο σε πολλές πτυχές της κυτταρικής λειτουργίας. Η μεθυλική ομάδα συναντάται σε ουσίες, όπως είναι η χολίνη, η βιταμίνη Β12, το φυλλικό οξύ, και η βεταϊνη (θρεπτικά συστατικά των τροφών). Έτσι, ακόμη και μικρές αλλαγές της διατροφής κατά τη διάρκεια της κύησης μπορεί να μεταβάλλουν σημαντικά τις επιγενετικές επιδράσεις που επέρχονται στην έκφραση των γονιδίων με αποτέλεσμα παραλλαγές μεγάλου βαθμού του φαινοτύπου των ενηλίκων. Επιπλέον, ο μηχανισμός της μεθυλίωσης υπεισέρχεται και στη ρύθμιση της γονιδιακής αποτύπωσης των γονιδίων ανάλογα με τη γονεïκή προέλευσή τους. Συνεπώς, η έκφραση των γονιδίων αυτών είναι επιρρεπής στην επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων που αλλοιώνουν την έκφραση του γονιδιώματος. 2. Συσκευασία της χρωματίνης Η χρωματίνη σχηματίζεται από την περιτύλιξη του νουκλεοσώματος (το οποίο αποτελείται από 146 βάσεις DNA) γύρω από οκτώ πρωτεΐνες, τις ιστόνες. Κάθε ιστόνη περιλαμβάνει δύο αντίγραφα καθεμιάς εκ των Η2Α, Η2Β, Η3 και Η4 ιστονών. Έχει βρεθεί ότι η διαφοροποίηση της δομής της χρωματίνης είναι κρίσιμη για την ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης γιατί καθορίζει την προσβασιμότητα και τη διαδοχική πρόσδεση των ρυθμιστικών παραγόντων με το υποκείμενο τμήμα του DNA. Οι ιστόνες υφίστανται μια πληθώρα αναστρέψιμων μετα-μεταφραστικών τροποποιήσεων, συμπεριλαμβανομένων της ακετυλίωσης και μεθυλίωσης των υπολειμμάτων λυσίνης και αργινίνης στο αμινοτελικό άκρο, της φωσφορυλίωσης της σερίνης και θρεονίνης, της κινητοποίησης του μηχανισμού της ουβικουïτίνης και της ADP-ριβοζυλίωσης (6). Η πιο συχνή τροποποίηση των ιστονών είναι η ακετυλίωση και μεθυλίωση των υπολειμμάτων λυσίνης στα αμινοτελικά άκρα των Η3 και Η4. Έτσι, από τη μία το ακετυλιωμένο άκρο συνδέεται με την ευχρωματίνη (εκφραζόμενη μορφή χρωματίνης), επιτρέποντας την πρόσβαση των ρυθμιστικών πρωτεϊνών στο γονίδιο, ενώ, η υποακετυλιωμένη ιστόνη συνδέεται με την ετεροχρωματίνη (μη εκφραζόμενη μορφή 178

180 χρωματίνης). Από την άλλη, η μεθυλίωση της ιστόνης μπορεί να συνδέεται τόσο με την ευχρωματίνη όσο και με την ετεροχρωματίνη (6). Για παράδειγμα, η μεθυλίωση της λυσίνης 9 στο Ν τελικό άκρο της ιστόνης Η3 (H3K9) είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της μη έκφρασης του γονιδίου. Αντιθέτως, η μεθυλίωση της λυσίνης 4 της ιστόνης Η3 (H3K4) (7) προάγει την ενεργοποίηση των γονιδίων και άρα την έκφρασή τους. Επιπλέον, η μεθυλίωση της λυσίνης επιφέρει και άλλες μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις, όπως είναι η φωσφορυλίωση (8), οδηγώντας σε πολλούς δυνατούς συνδυασμούς μεταξύ των διαφορετικών τροποποιήσεων. Τα γονίδια mirna φαίνεται να επιδρούν κι εκείνα στην επιγενετική τροποποίηση. Για παράδειγμα, μία παρεκκλίνουσα από το κλασσικό πρότυπο μεθυλίωση των CpG δεσμών εντός ή δίπλα στην περιοχή των γονιδίων mirna μπορεί να οδηγήσει σε μία κακώς ρυθμισμένη έκφραση και τελικά σε παθογενετικές μεταβολές, συμπεριλαμβανομένης της ογκογένεσης (9). Στο σχήμα απεικονίζεται η μεθυλίωση (CH3) των δινουκλεοτιδίων CpG, η οποία έχει επιτευχθεί με μεθυλοτρανσφεράσες DΝΑ (Dnmts) και S-αδενοσυλ-L-μεθειονίνης. Το τμήμα του μεθυλιωμένου DNA προσελκύει τη μεθυλιωμένη συνδετική πρωτεΐνη CpG (MECP2), η οποία προσλαμβάνει αποακετυλάσες και μεθυλάσες ιστόνης, με αποτέλεσμα την αποακετυλίωση και μεθυλίωση της ιστόνης. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε ένα γονίδιο- υποκινητή, ο οποίος προάγει το σχηματισμό της ετεροχρωματίνης, που έχει σα συνέπεια την αποτυχία της γονιδιακής έκφρασης, η οποία περαιτέρω σταθεροποιείται με 179

181 την σύνδεση της πρωτεΐνης της ετεροχρωματίνης (ΗΡΙ). Αντίθετα, η μεθυλίωση του DNA προσελκύει τις ακετυλάσες και διμεθυλάσες της ιστόνης, οδηγώντας στο αντίθετο αποτέλεσμα με αυξημένο σχηματισμό ευχρωματίνης, μεταγραφή δεσμευτικού παράγοντα, καθώς και ενεργοποίηση της μεταγραφής του γονιδίου ATP. (Devaskar SU, Thamotharan M. Metabolic programming in the pathogenesis of insulin resistance. Rev Endocr Metab Disord 2007;8: 105) Παραδείγματα επίδρασης του πλακούντα στους επιγενετικούς μηχανισμούς Έρευνες πάνω στους επιγενετικούς μηχανισμούς έχουν διαλευκάνει τη σχέση μεταξύ των μοριακών μηχανισμών μέσω των οποίων η έκθεση κατά την πρώιμη εμβρυική περίοδο στη μητρική διατροφή, το στρες και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες έχει σαν αποτέλεσμα κατά τη γέννηση να προκύπτουν διάφορες παθολογικές καταστάσεις, όπως ο καρκίνος. Μια πρόσφατη μελέτη σε ποντίκια δείχνει ότι η λανθασμένη αποτύπωση των γονιδίων που είναι ήδη αποτυπωμένα, όπως για παράδειγμα ο παράγοντας IGF-2 (Αυξητικός Παράγοντας-2), με παροδική απομεθυλίωση προδιαθέτουν σε ογκογένεση κυττάρων, γεγονός που δείχνει ότι οι επιγενετικοί μηχανισμοί μπορεί να σχετίζονται περισσότερο με την ανάπτυξη καρκίνου απ ό,τι μπορούμε να φανταστούμε (10). Μερικά αξιοσημείωτα παραδείγματα σχετικά με τον ρόλο της επιγενετικής είναι τα ακόλουθα: I. Η λήψη φυλλικού οξέος κατά τη διάρκεια της κύησης αποτρέπει τη δημιουργία ελλείψεων του νευρικού σωλήνα με την ενίσχυση της μεταφοράς των ομάδων μεθυλίου του DΝΑ από μεθυλτρανσφεράσες, τα ένζυμα που μεθυλιώνουν τα CpG μοτίβα. Επιπρόσθετα, η ελλιπής πρόσληψη φυλλικού οξέος κατά τη διάρκεια της κύησης μειώνει την συσσώρευση προγονικών κυττάρων στο πρόσθιο τμήμα εγκεφάλου του εμβρύου (11), γεγονός που δείχνει ότι η μεθυλίωση ορισμένων γονιδίων, όπως για παράδειγμα των γονίδιων που καταστέλλουν τον πολλαπλασιασμό και τον κυτταρικό κύκλο, παρεμβαίνει στην συσσώρευση των προγονικών κυττάρων και έχει σαν αποτέλεσμα τις κατασκευαστικές και λειτουργικές ελλείψεις στον εγκέφαλο. 180

182 II. III. IV. Σε ποντικούς με το αλληλόμορφο γονίδιο Αgouti viableyellow (Avy) υπάρχει μια σειρά χρωμάτων στο τρίχωμά τους, κίτρινο, πολύχρωμο, μέχρι σκούρο χρώμα. Ο κίτρινος φαινότυπος σχετίζεται με μεταβολικές ανωμαλίες συμπεριλαμβανομένης της παχυσαρκίας και της υπερινσουλιναιμίας, καθώς και με βραχύτερη διάρκεια ζωής, ενώ ο σκουρόχρωμος φαινότυπος με αδύνατο τύπο σώματος, φυσιολογικά επίπεδα ινσουλίνης και μακρύτερη διάρκεια ζωής (12). Η έκθεση στην Ε2 και τη διφαινόλη Α, έναν ενδοκρινή διαταράκτη που συναντάται στο πλαστικό, αυξάνει την ευαισθησία για καρκίνο του προστάτη σε ποντίκια και ρυθμίζει μέσω επιγενετικών μηχανισμών τη φωσφοδιεστεράση τύπου 4 (13). Η πρόσληψη του συνθετικού οιστρογόνου διαιθυλ-στιλβεστρόλη (DES) από τη μητέρα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου της μήτρας στις κόρες (14). Η επίδραση αυτή είναι επίσης εμφανής μέσα από μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί σε ζώα (15,16). Επιπλέον, έχει περιγραφεί ο κίνδυνος για ανάπτυξη καρκίνου όχι μόνο σε ανθρώπους (17) αλλά και σε ζώα και μετά από θεραπεία με DES (18). Ακόμα, από τις μελέτες φαίνεται ότι η έκφραση του πρωτο-ογκογονιδίου c-fos και του γονιδίου της λακτοφερρίνης, καθώς και η διαρκής καταστολή της Ηοxb-10 και Ηοxb-11 στη μήτρα (19,20), σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο για καρκίνο της μήτρας και ατέλειες της κατασκευή του αναπαραγωγικού συστήματος. Ειδικότερα, φαίνεται ότι εμπλέκονται οι θέσεις CpG στους υποκινητές και άλλων ρυθμιστικών περιοχών, όπως οι μεθυλιωμένες περιοχές του γονιδίου c-fos και της γαλακτοφερρίνης. Ωστόσο, ο υποκινητής της μεθυλίωσης των γονιδίων Hox δεν μεταβάλλεται από την έκθεση σε DES (21), το οποίο υποδεικνύει ότι οι τροποποιήσεις της ιστόνης μπορεί να εμπλέκονται. 181

183 Βιβλιογραφία 1. Day J, Bauer A, desbordes C, Zhuang Y, Kim B-E, Newton LG, et al. Genistein alters methylation patterns in mice. J Nutr 2002;132: 2419S 23S. 2. Okoji RS, Yu RC, Maronpot RR, Froines JR. Sodium arsenite administration via drinking water increases genome-wide and Ha-ras DNA hypomethylation in methyldeficient C57BL/6J mice. Carcinogenesis 2002;23(5): Weaver I, Champagne FA, BrownS,Dymov S, Sharma S, MeaneyM, et al. Reversal of maternal programming of stress responses in adult offspring through methyl supplementation. J Neurosci 2005;25(47): Weaver ICG, Meaney MJ, Szyf M. Maternal care effects on the hippocampal transcriptome and anxiety-mediated behaviors in the offspring that are reversible in adulthood. Proc Natl Acad Sci 2006;103(9): Goll MG, Bestor TH. Eukaryotic methyltransferases. Annu Rev Biochem 2005; 74(1): Munshi, A. et al. (2009) Histone modifications dictate specific biological readouts. J. Genet. Genom. 36, Lachner, M. and Jenuwein, T. (2002) The many faces of histone lysine methylation. Curr. Opin. Cell Biol. 14, Fischle, W. et al. (2003) Binary switches and modification cassettes in histone biology and beyond. Nature 425, Jones, P.A. and Baylin, S.B. (2002) The fundamental role of epigenetic events in cancer. Nat. Rev. Genet. 3, Holm, T.M. (2005) Global loss of imprinting leads to widespread tumorigenesis in adult mice. Cancer Cell 8, Craciunescu, C.N. et al. (2004) Folic acid deficiency during late gestation decreases progenitor cell proliferation and increases apoptosis in fetal mouse brain. J. Nutr. 134, Cooney, C.A. et al. (2002) Maternal methyl supplements in mice affect epigenetic variation and DNA methylation of offspring. J. Nutr. 132, 2393 S 2400 S 182

184 13. Ho, S.M. et al. (2006) Developmental exposure to estradiol and bisphenol A increases susceptibility to prostate carcinogenesis and epigenetically regulates phosphodiesterase type 4 variant 4. Cancer Res. 66, Giusti, R.M. et al. (1995) Diethylstilbestrol revisited: a review of the long-term health effects. Ann. Intern. Med. 122, Bern, H.A. et al. (1985) Estrogen-associated defects in rodent mammary gland development. In Estrogens in the Environment (McLachlan, J.A., ed.), pp , Elsevier 16. McLachlan, J.A. et al. (1980) Long-term effects on the female mouse genital tract associated with prenatal exposure to diethylstilbestrol. Cancer Res. 40, Blatt, J. et al. (2003) Ovarian carcinoma in an adolescent with transgenerational exposure to diethylstilbestrol. J. Pediatr. Hematol. Oncol. 25, Newbold, R.R. et al. (2006) Adverse effects of the model environmental estrogen diethylstilbestrol are transmitted to subsequent generations. Endocrinology 147, S11 S Block, K. et al. (2000) In utero diethylstilbestrol (DES) exposure alters Hox gene expression in the developing mullerian system. FASEB J. 14, Li, S. et al. (2003) Neonatal diethylstilbestrol exposure induces persistent elevation of c-fos expression and hypomethylation in its exon-4 in mouse uterus. Mol. Carcinog. 38, Li, S. et al. (2001) Promoter CpG methylation of Hox-a10 and Hox-a11 in mouse uterus not altered upon neonatal diethylstilbestrol exposure. Mol. Carcinog. 32,

185 3. Πώς όμως σχετίζεται η ανάπτυξη του πλακούντα με την εμφάνιση χρόνιων νοσημάτων των ενηλίκων; Έχει βρεθεί μέσα από έρευνες ότι πολλοί παθογενετικοί μηχανισμοί που οδηγούν σε χρόνια νοσήματα των ενηλίκων προέρχονται από διαταραχές που σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια της εμβρυικής ζωής. Είναι εδώ και 70 χρόνια περίπου γνωστό ότι το περιβάλλον μέσα στο οποίο ένα παιδί αναπτύσσεται θα μπορούσε να έχει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην υγεία του. Αυτό βασίστηκε στις παρατηρήσεις που έκαναν διάφορες επιστημονικές ομάδες από την Αγγλία, τη Σκωτία, και τη Σουηδία, που πρότειναν ότι ο θάνατος σε συγκεκριμένες ηλικιακές ομάδες εξαρτάται περισσότερο από το έτος γέννησης, παρά από την ηλικία του ατόμου. Α. Καρδιαγγειακά νοσήματα Τα καρδιαγγειακά νοσήματα αποτελούν την πρώτη αίτια θανάτου τόσο σε εθνικό όσο και σε διεθνές επίπεδο. Αποτελούν ένα ευρύ φάσμα διαταραχών και προκαλούνται από διαταραχές στην καρδιά και τα αγγεία. Περιλαμβάνουν: τη στεφανιαία νόσο ή ισχαιμική καρδιοπάθεια, τα αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια, την αρτηριακή υπέρταση, την περιφερική αρτηριοπάθεια, την ρευματική καρδιοπάθεια, την εν τω βάθει φλεβική θρόμβωση και πνευμονική εμβολή κ.α.. Ωστόσο, μόνο η αρτηριακή υπέρταση και η στεφανιαία νόσος έχει βρεθεί ότι επηρεάζονται από τις διαταραχές ανάπτυξης του πλακούντα. Μεταβολές καρδιαγγειακού συστήματος του εμβρύου κατά την κύηση Η προσαρμογή του καρδιαγγειακού συστήματος του εμβρύου, κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης συντελεί στην επιβράδυνση της ενδομήτριας ανάπτυξης και χρησιμεύει στην εκτροπή οξυγονωμένου αίματος που διατίθεται για την οξυγόνωση- ανάπτυξη βασικών οργάνων όπως είναι για παράδειγμα ο εγκέφαλος (1). 184

186 Εικόνα 5 Πηγή: Kiserud T, Stratford L & Hanson MA (1997) Umbilical flow distribution to the liver and ductus venosus: an in vitro investigation of the fluid dynamic mechanisms in the fetal sheep. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτού του μηχανισμού αποτελεί η διαφυγή οξυγονωμένου αίματος από το φλεβώδη πόρο προς την κάτω κοίλη φλέβα (μακριά από το ήπαρ) και διανομή αυτού στον εγκέφαλο. Η αιμάτωση του ήπατος μειώνεται μέσω μικρών μειώσεων της πίεσης, χαλάρωσης του φλεβώδους πόρου και αυξήσεων του αιματοκρίτη του εμβρύου και του ιξώδους του αίματος (2). Η αύξηση αυτή του αιματοκρίτη, αναστέλλει την ανάπτυξη της εμβρυικής στεφανιαίας κυκλοφορίας με μακροχρόνιες επιπτώσεις στην εφεδρεία των στεφανιαίων αγγείων (3). Σε μία μελέτη από τις Ηνωμένες Πολιτείες πάνω σε γεννήσεις διαπιστώθηκε ότι ένα χαμηλότερο του αναμενόμενου βάρος πλακούντα για το μέγεθος του βρέφους σχετίστηκε με υψηλότερο αιματοκρίτη του εμβρύου (4). Αυτό υποδηλώνει, ότι οι φυσιολογικές διακυμάνσεις στη μεταφορά οξυγόνου μπορεί να οδηγήσουν σε προσαρμοστικές αλλαγές του εμβρυϊκού αιματοκρίτη και αυξάνουν τον κίνδυνο των επιπτώσεων που έχουν οι φυσιολογικές διακυμάνσεις στο μέγεθος του πλακούντα και τη μεταφορά του οξυγόνου στην εμβρυϊκή ανάπτυξη του ήπατος. Μια ακόμη επίδραση του πλακούντα στην ανάπτυξη του καρδιαγγειακού συστήματος του εμβρύου αφορά το καρδιακό φορτίο (3). Μελέτες έχουν δείξει μια σημαντική επίδραση του καρδιακού φορτίου στην καρδιακή και αγγειακή ανάπτυξη, συμπεριλαμβανομένης της στεφανιαίας κυκλοφορίας. 185

187 Επιδημιολογικά δεδομένα Η ενδομήτρια ανάπτυξη και η ανάπτυξη ενός παιδιού είναι εξαιρετικά κρίσιμες περίοδοι στη ζωή ενός ατόμου. Αυτό αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά από τους Barker και Osmond, οι οποίοι απέδειξαν τη σχέση μεταξύ της θνησιμότητας των ενηλίκων από καρδιαγγειακές παθήσεις και της παιδικής θνησιμότητας τα προηγούμενα χρόνια στις ίδιες γεωγραφικές περιοχές της Αγγλίας και της Ουαλίας (5,6). Δεδομένου ότι η παιδική θνησιμότητα ήταν μεγαλύτερη σε περιοχές όπου τα περισσότερα παιδιά γεννήθηκαν με χαμηλότερο βάρος γέννησης κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι δυσμενείς διατροφικές συνθήκες που επικρατούσαν μπορούσαν να οδηγήσουν σε χαμηλό βάρος γέννηση και στην παρουσία αυξημένης προδιάθεσης για καρδιαγγειακή νόσο. Οι μελέτες που ακολούθησαν αργότερα απέδειξαν επίσης τη συσχέτιση μεταξύ χαμηλού βάρους τόσο κατά τη γέννηση όσο και το πρώτο έτος της ζωής και των υψηλών ποσοστών θνησιμότητας από ισχαιμική νόσο. Μία ακόμη ισχυρή απόδειξη του φαινομένου αυτού προέκυψε όταν οι επιστημονικές ομάδες αποφάσισαν να συμπεριλάβουν στην έρευνα άτομα που μεγάλωσαν με καλύτερες διατροφικές συνήθειες και από άλλες περιοχές των δύο αυτών χωρών. Είναι επομένως γνωστό ότι η κακή ανάπτυξη του εμβρύου αυξάνει τον κίνδυνο για την ανάπτυξη ασθενειών, όπως είναι οι καρδιαγγειακές παθήσεις, ο διαβήτης τύπου 2, η αντίσταση στην ινσουλίνη και η παχυσαρκία. Μία πρόσφατη μελέτη ασχολήθηκε με το κατά πόσο υπάρχει σχέση μεταξύ του βάρους γέννησης και της πατρικής και μητρικής καρδιαγγειακής θνησιμότητας και του βάρους γέννησης των τεσσάρων παππούδων αυτών των παιδιών και καρδιαγγειακής θνησιμότητας των παππούδων καθώς και το ρόλο του καπνίσματος κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης (7). Όλες οι γεννήσεις μεταξύ που θα μπορούσαν να σχετίζονται με καρδιαγγειακή νόσο των γονέων και των παππούδων ήταν Η παρακολούθηση της θνησιμότητας των γονέων ήταν από την περίοδο και των παππούδων από την περίοδο Τα αποτελέσματα ήταν τα εξής: - Αύξηση 5% του βάρους κατά τη γέννηση σχετιζόταν με 0,82 αναλογία κινδύνου από στεφανιαία νόσο σε μητέρες και 0,94 σε πατέρες. Για τον κίνδυνο εμφάνισης εγκεφαλικού επεισοδίου, αυτά ήταν 0,85 (0,78 έως 0,92) και 0,94 (0,89-1,00), αντίστοιχα. 186

188 - Σε παππούδες και γιαγιάδες για καρδιαγγειακά αίτια, τα αποτελέσματα ήταν 0,95 για τις μητρικές γιαγιάδες, 0,97 για τους μητρικούς παππούδες, 0,96 για τις πατρικές γιαγιάδες, και 0,98 για τους πατρικούς παππούδες. - Όσον αφορά την επιρροή του καπνίσματος κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης (n= ) στην καρδιαγγειακή θνησιμότητα ήταν αρκετά αυξημένη σε όλες τις κατηγορίες του βάρους γέννησης. Ακόμα, μέσα από μια μετά-ανάλυση φάνηκε ότι διάφοροι άλλοι παράγοντες εκτός από το κάπνισμα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης (8) μπορούν να οδηγήσουν σε χαμηλό βάρος γέννησης και μετέπειτα εμφάνιση καρδιαγγειακής νόσου, όπως για παράδειγμα γενετικοί, κοινωνικοί και περιβαλλοντικοί. Πιο αναλυτικά, έχει φανεί ότι το αλκοόλ και η κακή κατάσταση υγείας της μητέρας που επιδρούν σε γονίδια μητρικής προέλευσης (από το μιτοχονδριακό DNA) μπορεί να επηρεάσουν το βάρος γέννησης και την εμφάνιση καρδιαγγειακών νοσημάτων (7). Κοινοί μηχανισμοί Έχει φανεί ότι στην ανάπτυξη καρδιαγγειακών παθήσεων μπορεί να εμπλέκονται επιγενετικοί μηχανισμοί, όπως για παράδειγμα, γονίδια που επηρεάζουν την ενδοθηλιακή λειτουργία των αγγείων και μπορεί να σχετίζονται τόσο με την αντίσταση της εμβρυοπλακουντιακής κυκλοφορίας όσο και με το μετέπειτα κίνδυνο του ατόμου να εμφανίσει καρδιαγγειακή νόσο. Έχει προταθεί ότι η φθορά των τελομερών και η μεταβολή του μιτοχονδριακού DNA μπορεί να σχετίζονται (9,10). Πιο αναλυτικά, οι πιθανοί μηχανισμοί φαίνεται να αφορούν τροποποιήσιμους παράγοντες που επηρεάζουν τον ενδομήτριο «προγραμματισμό» προάγοντας έτσι την ευαισθησία του ατόμου στην ασθένεια (11).Οι επιγενετικοί μηχανισμοί που αναφέρονται αφορούν σε τροποποιήσεις του DNA και των ιστονών που ρυθμίζουν τη δραστηριότητα του γονιδίου χωρίς παρόλα αυτά να αλλάζει η αλληλουχία του DNA. Οι τροποποιήσεις αυτές είναι κληρονομήσιμες μέσω της διαδικασίας της μίτωσης, και μερικές από αυτές μπορεί να κληρονομούνται και μέσω της μείωσης στους απογόνους. 187

189 Πειράματα σε ζώα Υπάρχει μια πληθώρα από μελέτες σε ζώα, χρησιμοποιώντας διαφορετικά είδη. Μερικές από αυτές έχουν χρησιμοποιήσει μηχανικά μέσα (π.χ. μικροεμβολισμούς του πλακούντα ή της μητριαίας αρτηρίας) προκειμένου να περιορίσουν τη γραμμή τροφοδοσίας και να επάγουν τον περιορισμό της ενδομήτριας ανάπτυξης (12,13). Άλλες μελέτες εστίασαν στον περιορισμό της διατροφή της μητέρας (υποβάλλοντας τις μητέρες σε μια δίαιτα χαμηλής συγκέντρωσης σε πρωτεΐνη) με σκοπό να προκαλέσουν πάλι περιορισμό της εμβρυϊκής ανάπτυξης (14,15). Αυτά τα πειράματα μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για μια εκτενή πειραματική έρευνα σε ανθρώπους. Προοπτικές για το μέλλον Όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, τα καρδιαγγειακά νοσήματα αποτελούν ένα μείζον πρόβλημα για τη δημόσια υγεία παγκοσμίως. Ωστόσο, τα στοιχεία που διαθέτουμε είναι περιορισμένα λόγω της αδυναμίας τροποποίησης του βάρους γέννησης. Υπήρξε μια σημαντική εστίαση στη μητρική διατροφή. Παρά τις ενδείξεις ότι η πειραματική χειραγώγηση της μητρικής διατροφής σε ζώα επηρεάζει το βάρος κατά τη γέννηση τα δεδομένα που σχετίζονται με την καρδιαγγειακή νόσο δεν επαρκούν. Ορισμένες μελέτες σε ανθρώπους παρέχουν περιορισμένες ενδείξεις ότι οι διαφορές στη μητρική πρόσληψη μακροθρεπτικών συστατικών είναι σημαντική. Έτσι, πέρα από τους τροποποιήσιμους και μη τροποποιήσιμους παράγοντες που ήδη γνωρίζουμε σα μέτρα πρόληψης, χρειάζεται να βρεθούν τρόποι αποφυγής έκθεσης τόσο της μητέρας όσο και του εμβρύου (μέσα από τη μητέρα) σε παράγοντες που σχετίζονται με την εμφάνιση καρδιαγγειακής νόσου στην ενήλικη ζωή (π.χ πρόσληψη από τη μητέρα μικροθρεπτικών συστατικών). 188

190 Βιβλιογραφία 1. Jensen A & Berger R (1993) Regional distribution of cardiac output. In Fetus and Neonate: Volume 1 The Circulation (Eds) Hanson MA, Spencer JAD & Rodeck CH, pp Cambridge: Cambridge University Press. 2. Kiserud T, Stratford L & Hanson MA (1997) Umbilical flow distribution to the liver and ductus venosus: an in vitro investigation of the fluid dynamic mechanisms in the fetal sheep. Am J Obstet Gynecol, 177, Thornburg KL (2001) Physiological development of the cardiovascular system in utero. In Fetal origins of cardiovascular and lung disease (Ed.) Barker DJP, pp National Institutes of Health Monograph Series/ 151. New York: Marcel Dekker. 4. Naeye RL (1987) Do placental weights have clinical significance? Human Pathology, 18, Barker DJP (1998) Mothers, Babies and Disease in Later Life, 2nd edn. Edinburgh, New York: Churchill Livingstone. 6. Barker DJ, Eriksson JG, Forsen T, Osmond C. Fetal origins of adult disease: strength of effects and biological basis. Int J Epidemiol 2002;31:1235e9. 7. Oyvind Naess, Camilla Stoltenberg, Dominic A. Hoff, Wenche Nystad, Per Magnus, Aage Tverdal, and George Davey Smith(2012) Cardiovascular mortality in relation to birth weight of children and grandchildren in Norwegian families. 8. Hellstrom-Lindahl E, Nordberg A. Smoking during pregnancy: a way to transfer the addiction to the next generation? Respiration 2002;69: Demerath EW, Cameron N, Gillman MW, Towne B, Siervogel RM. Telomeres and telomerase in the fetal origins of cardiovascular disease: a review. Hum Biol 2004;76: Lee HK, Park KS, Cho YM, Lee YY, Pak YK. Mitochondria-based model for fetal origin of adult disease and insulin resistance. Ann N Y Acad Sci 2005;1042: Waterland RA, Jirtle RL. Early nutrition, epigenetic changes at transposons and imprinted genes, and enhanced susceptibility to adult chronic diseases. Nutrition 2004;20:

191 12. Shaikh S, Bloomfield FH, Bauer MK, Phua HH, Gilmour RS, Harding JE. Amniotic IGF-I supplementation of growth-restricted fetal sheep alters IGF-I and IGF receptor type 1 mrna and protein levels in placental and fetal tissues. J Endocrinol 2005; 186: Wlodek ME, Westcott KT, O Dowd R, Serruto A, Wassef L, Moritz KM, et al. Uteroplacental restriction in the rat impairs fetal growth in association with alterations in placental growth factors including PTHrP. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2005;288:R Bellinger L, Langley-Evans SC. Fetal programming of appetite by exposure to a maternal low-protein diet in the rat. Clin Sci (Lond) 2005;109: McMillen IC, Robinson JS. Developmental origins of the metabolic syndrome: prediction, plasticity, and programming. Physiol Rev 2005;85:

192 Αρτηριακή Υπέρταση Ως αρτηριακή υπέρταση ορίζεται η αύξηση της αρτηριακής πίεσης (συστολικής ή/και διαστολικής) σε επίπεδα μεγαλύτερα από 140mmHg για τη συστολική αρτηριακή πίεση και μεγαλύτερα από 90mmHg για τη διαστολική αρτηριακή πίεση. Τα φυσιολογικά όρια της αρτηριακής πίεσης κυμαίνονται σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας σε λιγότερο από 120mmHg για την συστολική πίεση και λιγότερο από 80mmHg για την διαστολική πίεση. Επιδημιολογικά δεδομένα Είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον και έχουν πραγματοποιηθεί πολλές επιστημονικές έρευνες για το πώς σχετίζεται η αρτηριακή πίεση με το βάρος γέννησης. Διάφορες μελέτες έχουν αναδείξει τη σχέση μεταξύ του βάρους γέννησης και της αρτηριακής πίεσης στην ενήλικη ζωή. Όσον αφορά τη σχέση αυτή μέσα από 5 μεγάλες μελέτες εντοπίστηκαν περισσότερα από άτομα. Σε μία από αυτές τις μελέτες υπήρχαν διαθέσιμα κάποια στοιχεία που σχετίζονταν με την υπέρταση αλλά σε μικρό αριθμό ατόμων. Έτσι, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τις υπόλοιπες τέσσερις μελέτες και σε μία εξ αυτών αν και χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις της αρτηριακής πίεσης βρέθηκαν 15 άτομα αλλά ήταν νεαρής ηλικίας. Τα ευρήματα ήταν συνοπτικά τα εξής: - Σε Σουηδούς κληρικούς ηλικίας ετών βρέθηκε ότι τα άτομα με σωματικό βάρος γέννησης με τυπική απόκλιση -2 από το μέσο όρο των αποτελεσμάτων για την ηλικία κύησης είχαν σχετικό κίνδυνο1,65 για αρτηριακή υπέρταση. Η αρτηριακή πίεση μετρήθηκε και επανεξετάστηκε σε περίπτωση που ανευρισκόταν υψηλή. Η αρτηριακή υπέρταση ορίστηκε ως 90 η εκατοστιαία θέση σε καθεμιά από αυτές τις εννέα ομάδες (1). - Σε άνδρες επαγγελματίες της υγείας από τις ΗΠΑ ηλικίας ετών το 1986 διαπιστώθηκε ότι σε σύγκριση με μια ομάδα αναφοράς με τιμές βάρους γέννησης kg, οι άνδρες με βάρος γέννησης μικρότερο των 2,5kg είχαν για την ηλικία τους είχαν αυξημένο σχετικό κίνδυνο (1,26) εμφάνισης αρτηριακής υπέρτασης (2). - Σε γυναίκες από τις νοσοκόμες υγείας των ΗΠΑ (NHS) ηλικίας ετών βρέθηκε ότι σε σύγκριση με τις γυναίκες μιας μέσης κατηγορίας βάρους 191

193 γέννησης ( kg), ο εξαρτώμενος από την ηλικία σχετικός κίνδυνος εμφάνισης αρτηριακής υπέρτασης ήταν, για τις γυναίκες με βάρος γέννησης μικρότερο από 2,5 kg, 1,43 (3). - Σε γυναίκες από τη Σαγκάη ηλικίας ετών διαπιστώθηκε ότι η σχέση μεταξύ ιδιοπαθούς υπέρτασης και βάρους γέννησης ήταν αρκετά ισχυρή (Ρ=0,07) (4). Έχει πραγματοποιηθεί επίσης, μια μελέτη στην οποία συμπεριλήφθηκαν και εξετάστηκαν πέντε εθνικές ομάδες της ομάδας ABCD (5): από την Ολλανδία (n =1.923), την Τουρκία (n = 99), το Μαρόκο (n = 187), την Αφρική (n = 67) και την Καραϊβική (n = 121). Συλλέχθηκαν στοιχεία για το δείκτης μάζας- σώματος (ΒΜΙ), το λόγο της περιμέτρου της μέσης προς το ύψος (WHtR), το δείκτης μάζας- λίπους (FMI), τη συστολική αρτηριακή πίεση (SBP) και τη διαστολική αρτηριακή πίεση (DBP). Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε για να εξεταστούν τυχόν μη-γραμμικές συσχετίσεις μεταξύ του μεγέθους του σώματος και της αρτηριακής πίεσης του αίματος καθώς και το κατά πόσο επηρεάζονται από την ηλικία, το φύλο, το ύψος και το βάρος γέννησης. Στον Πίνακα που ακολουθεί αναγράφονται τα δεδομένα. Εικόνα 6 Πηγή: Marieke LA de Hoog, Manon van Eijsden, Karien Stronks, Reinoud JBJ Gemke, Tanja GM Vrijkotte. Association between body size and blood pressure in children from different ethnic origins 192

194 Τα συμπεράσματα αυτής της μελέτης ήταν τα εξής: - Τα παιδιά από την Ολλανδία είχαν μεγαλύτερο βάρος γέννησης, μικρότερο ΒΜΙ, WHtR και FMI και χαμηλότερη συστολική και διαστολική αρτηριακή πίεση. - Τα παιδιά από το Μαρόκο αν και ήταν ψηλότερα, σε σύγκριση με εκείνα από την Ολλανδία, είχαν χαμηλότερο βάρος γέννησης αλλά επίσης, είχαν μεγαλύτερο ΒΜΙ, WHtR και FMI καθώς και μεγαλύτερη συστολική και διαστολική αρτηριακή πίεση. - Τα παιδιά από την Καραϊβική ήταν και αυτά ψηλότερα σε σύγκριση με τα παιδιά από την Ολλανδία αλλά είχαν χαμηλότερο βάρος γέννησης. Επίσης, είχαν μεγαλύτερο ΒΜΙ, WHtR και FMI καθώς και μεγαλύτερη συστολική και διαστολική αρτηριακή πίεση. - Τα ποσοστά εμφάνισης προϋπέρτασης ήταν υψηλότερα στα παιδιά εκείνα με χαμηλό βάρος γέννησης και αυξημένο ΒΜΙ. Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί Έχει βρεθεί σε παιδιά τα οποία γεννήθηκαν με χαμηλό βάρος γέννησης, ότι ήδη από μικρή ηλικία εμφανίζουν μειωμένη διαστολή του ενδοθηλίου των αγγείων και δυσκαμψία, η οποία επιμένει στην ενήλικη ζωή. Ο μηχανισμός που κρύβεται πίσω από τη συσχέτιση μεταξύ χαμηλού βάρους γέννησης και αγγειακής δυσλειτουργίας δεν είναι ακόμα γνωστός. Παρά το γεγονός αυτό, έχει προταθεί ότι η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία είναι ένα πρώιμο χαρακτηριστικό και προηγείται των μεταβολικών διαταραχών που αναπτύσσονται σε χαμηλό βάρος γέννησης. Προοπτικές για το μέλλον Αν και φαίνεται απίθανο το βάρος γέννησης να εμπλέκεται σα μηχανισμός στην εμφάνιση αρτηριακής υπέρτασης μέσα από τις παραπάνω μελέτες φαίνεται ότι τελικά επηρεάζει την ανάπτυξη αρτηριακής υπέρτασης. Παρόλα αυτά είναι αναγκαίο να κατανοήσουμε τα πιθανά μονοπάτια που οδηγούν στην αρτηριακή υπέρταση. 193

195 Βιβλιογραφία 1. Lundgren EM, Cnattingius HM, Jonsson GB, Tuvemo TH. Linear catch-up growth does not increase the risk of elevated blood pressure and reduces the risk of overweight in males. J Hypertens 2001;19: Curhan GC, Willett WC, Rimm EB, Spiegelman D, Ascherio AL, Stampfer MJ. Birth weight and adult hypertension, diabetes mellitus, and obesity in US men. Circulation 1996;94: Curhan GC, Chertow GM, Willett WC, Spiegelman D, Colditz GA, Manson JE, et al. Birth weight and adult hypertension and obesity in women. Circulation 1996;94: Zhao M, Shu XO, Jin F, Yang G, Li HL, Liu DK, et al. Birthweight, childhood growth and hypertension in adulthood. Int J Epidemiol 2002;31: Marieke LA de Hoog, Manon van Eijsden, Karien Stronks, Reinoud JBJ Gemke, Tanja GM Vrijkotte. Association between body size and blood pressure in children from different ethnic origins. 194

196 Στεφανιαία Νόσος Η στεφανιαία νόσος έχει συσχετιστεί με χαμηλό βάρος γέννησης, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ενδομήτρια ανάπτυξη μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη κινδύνου για το μέλλον. Κοινοί γενετικοί παράγοντες που αφορούν τόσο το χαμηλό βάρος κατά τη γέννηση όσο και τα καρδιαγγειακά νοσήματα μπορούν να εξηγήσουν αυτές τις συσχετίσεις. Επιδημιολογικά δεδομένα Η μελέτη Hertfordshire, μια αναδρομική μελέτη συνέλεξε τα αρχεία γεννήσεων από άνδρες και γυναίκες που γεννήθηκαν στο Hertfordshire μεταξύ 1911 και Αυτή η μελέτη ήταν η πρώτη που αποδεικνύει ότι η επίπτωση του θανάτου από στεφανιαία νόσο ήταν υψηλότερη σε ενήλικες που γεννήθηκαν με χαμηλό βάρος κατά τη γέννηση. Αργότερα, ο Barker και οι συνεργάτες του επανέλαβαν αυτή τη μελέτη σε μια ομάδα ανδρών που γεννήθηκαν στο Sheffield του Ηνωμένου Βασιλείου μεταξύ 1907 και 1925 (1). Η σχέση μεταξύ χαμηλού σωματικού βάρους γέννησης και στεφανιαίας νόσου στην ενήλικη ζωή επιβεβαιώθηκε για άλλη μια φορά από μελέτες στις οποίες συμμετείχαν πάνω από νοσηλευτές από τις ΗΠΑ που γεννήθηκαν μεταξύ 1921 και Επίσης, μια μελέτη από τη Νότια Ινδία έδειξε ότι σε μια ομάδα από 517 άνδρες και γυναίκες που γεννήθηκαν μεταξύ 1934 και το 1954, ο επιπολασμός της στεφανιαίας νόσου ανήλθε στο 11%, όταν το βάρος γέννησης ήταν λιγότερο από 2,5 kg. Σε εκείνους τους ανθρώπους που είχαν βάρος γέννησης άνω των 3,1 kg, η συχνότητα της στεφανιαίας νόσου ήταν μόνο 3%. Μια μελέτη με περισσότερους από άνδρες και γυναίκες που είχαν γεννηθεί στην Ουψάλα της Σουηδίας μεταξύ 1915 και 1929 απέδειξε ότι ο κίνδυνος θανάτου από στεφανιαία νόσο συνδέθηκε με μικρό βάρους για την ηλικία κύησης. Ωστόσο, υπάρχουν και μελέτες που αποδεικνύουν ότι υπάρχει μια αντίστροφη συσχέτιση μεταξύ βάρους γέννησης και εμφάνισης στεφανιαίας νόσου. Δύο μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί με περισσότερα από άτομα η καθεμία άτομα που γεννήθηκαν στο Ελσίνκι μεταξύ και , διαγνώστηκαν το 1997 με στεφανιαία νόσο. Ο κίνδυνος για εισαγωγή στο 195

197 νοσοκομείο ή θάνατο που αποδίδεται σε στεφανιαία νόσο αυξάνεται κατά 0,8 για κάθε χιλιόγραμμο αύξησης βάρους γέννησης (1) άτομα που γεννήθηκαν στο Aμπερντέεν της Σκωτίας, την περίοδο και διαγνώστηκαν το 1999 με στεφανιαία νόσο. Ο σχετιζόμενος με την ηλικία σχετικός κίνδυνος αυξάνεται κατά 0.62 για κάθε αύξηση βάρους γέννησης κατά 1kg (2). Βιβλιογραφία 1. Barker DJ, Eriksson JG, Forsen T, Osmond C. Fetal origins of adult disease: strength of effects and biological basis. Int J Epidemiol 2002;31: Lawlor DA, Ronalds G, Clark H, Smith GD, Leon DA. Birth weight is inversely associated with incident coronary heart disease and stroke among individuals born in the 1950s: findings from the Aberdeen Children of the 1950s prospective cohort study. Circulation 2005;112:

198 Β. Μεταβολικό Σύνδρομο - Παχυσαρκία - Σακχαρώδης Διαβήτης ΙΙ Οι ριζικές αλλαγές στον τρόπο ζωής που βιώνουν οι κοινωνίες του «ανεπτυγμένου» κόσμου τις τελευταίες δεκαετίες έχουν οδηγήσει σε δραματική τροποποίηση και ανακατανομή των συνηθέστερων αιτίων νοσηρότητας και θνητότητας του πληθυσμού. Χαρακτηριστική είναι η αύξηση της συχνότητας των διαταραχών του μεταβολισμού που τις ανάγει σε σημαντικό πρόβλημα δημόσιας υγείας. Ολοένα και μεγαλύτερη είναι η επίπτωση του μεταβολικού συνδρόμου στις δυτικές κοινωνίες. Το μεταβολικό σύνδρομο είναι μία κλινική οντότητα που περιλαμβάνει: αρτηριακή υπέρταση, παχυσαρκία (κυρίως ανδροειδούς τύπου-κοιλιακή), αυξημένη αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης, υπερουριχαιμία και δυσλιπιδαιμία (δηλαδή αυξημένα επίπεδα τριγλυκεριδίων ορού σε συνδυασμό με χαμηλά επίπεδα HDL χοληστερόλης ορού). Είναι ιδιαίτερα έντονο το ερευνητικό ενδιαφέρον και έχει γίνει επισταμένη έρευνα πάνω στην αναζήτηση της ακριβούς αιτιολογίας των διαταραχών αυτών. Ωστόσο παραμένουν πολλά ακόμα αναπάντητα ερωτήματα. Η τρέχουσα τάση είναι να αποδίδουμε την εκδήλωσή τους σε «ανθυγιεινό» τρόπο ζωής και διατροφής σε συνδυασμό με την ύπαρξη γενετικής προδιάθεσης. Ποιος όμως είναι ο ρόλος του «εμβρυικού προγραμματισμού» στην αιτιοπαθογένειά τους; Θα μπορούσαν γεγονότα που επισυμβαίνουν κατά την ενδομήτριο ζωή να κατευθύνουν τη μετέπειτα υγεία του παιδιού σε κάποια μεταβολική διαταραχή; Επιδημιολογικά δεδομένα Μεγάλος αριθμός επιδημιολογικών μελετών σε παγκόσμια κλίμακα έχουν αναδείξει συσχέτιση μεταξύ του ενδομητρίου περιβάλλοντος και του συνεπακόλουθου κινδύνου εκδήλωσης χαρακτηριστικών του μεταβολικού συνδρόμου. Μετά την ανάδειξη από τον Barker της αυξημένης πιθανότητας για μελλοντική εκδήλωση αρτηριακής υπέρτασης σε SGA νεογνά ακολούθησαν άλλες μελέτες που συσχέτισαν το χαμηλό βάρος γέννησης με την εκδήλωση σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2, αντίστασης στην ινσουλίνη καθώς και 197

199 άλλων εκδηλώσεων του μεταβολικού συνδρόμου. Οι συσχετίσεις μάλιστα αυτές φάνηκε να είναι συνεχείς σε όλο το φάσμα του βάρους γέννησης (1). Η πρώτη μελέτη που ανέδειξε συσχέτιση μεταξύ του χαμηλού βάρους γέννησης και του σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 πραγματοποιήθηκε στις αρχές της δεκαετίας του Πρόκειται για μία προοπτική μελέτη η οποία έγινε σε 500 περίπου άνδρες που είχαν γεννηθεί κατά τη δεκαετία και ζούσαν στο Hertfordshire. Στους άνδρες αυτούς και στην ηλικία των 64 ετών η πιο διαταραγμένη ανοχή στη γλυκόζη παρατηρήθηκε σε αυτούς των οποίων το βάρος γέννησης αντιστοιχούσε στο κατώτερο τεταρτημόριο της αντίστοιχης καμπύλης αλλά κατά το χρόνο διεξαγωγής της μελέτης ήταν παχύσαρκοι (ΔΜΣ >28). Παρατηρήθηκε επίσης ότι το μεγάλο βάρος γέννησης δρούσε προστατευτικά έναντι των καταστροφικών επιπτώσεων της παχυσαρκίας ενώ αντίστοιχα το χαμηλό σωματικό βάρος κατά την ενήλικο ζωή δρούσε προστατευτικά έναντι των καταστροφικών επιπτώσεων του χαμηλού βάρους γέννησης. Περαιτέρω μελέτες στην ίδια ομάδα ανδρών υπέδειξαν ακόμη ότι τα άτομα με το χαμηλότερο βάρος γέννησης ήταν περίπου 18 φορές πιο πιθανό να εκδηλώσουν χαρακτηριστικά του μεταβολικού συνδρόμου σε σύγκριση με εκείνα που είχαν το υψηλότερο βάρος γέννησης. Επιπλέον έχει δειχθεί από αντίστοιχες μελέτες πως οι δυσμενείς επιπτώσεις του χαμηλού βάρους γέννησης στην υγεία του ενηλίκου είναι αυξημένες σε περιπτώσεις όπου η φτωχή εμβρυική αύξηση ακολουθείται από ραγδαία αύξηση κατά τη μεταγεννητική περίοδο (catch-up growth) με ή χωρίς τη συνύπαρξη παχυσαρκίας. Ισχυρές ενδείξεις που υποστηρίζουν την υπόθεση του «λιτού φαινοτύπου» προέρχονται κυρίως από μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε διδύμους. Οι μελέτες αυτές εκμεταλλεύτηκαν το γεγονός πως οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι έχουν ταυτόσημο γενετικό υλικό και ως εκ τούτου οποιαδήποτε διαφορά στο φαινότυπό τους δεν εξαρτάται από διαφορές στο γονότυπο. Επιπλέον, στην περίπτωση των μονοζυγωτικών διδύμων το φύλο και η διάρκεια κύησης ταυτίζονται. Συνεπώς οποιαδήποτε διαφορά στο βάρος γέννησής τους αντικατοπτρίζει το εμβρυικό περιβάλλον. Στα τέλη της δεκαετίας του 1990 μία μελέτη που πραγματοποιήθηκε στη Δανία έδειξε ότι τόσο στους μονοζυγωτικούς (με μέση ηλικία κατά τη διεξαγωγή της μελέτης τα 67 έτη) όσο και στους διζυγωτικούς διδύμους (με μέση ηλικία τα 64 έτη) εφόσον υπήρχε ασυμφωνία ως προς την εκδήλωση σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 στο ζεύγος των διδύμων ο δίδυμος 198

200 που τελικά εκδήλωνε διαβήτη είχε γεννηθεί με σημαντικά χαμηλότερο βάρος γέννησης σε σύγκριση με τον νορμογλυκαιμικό αδερφό του. Έκτοτε έχει διεξαχθεί σημαντικός αριθμός μελετών σε διδύμους με παρόμοια αποτελέσματα. Φαίνεται πως η ελαττωμένη εμβρυική ανάπτυξη οδηγεί σε αύξηση των επιπέδων ινσουλίνης, C-πεπτιδίου, χοληστερόλης και τριγλυκεριδίων καθώς και του κινδύνου εκδήλωσης Σακχαρώδους Διαβήτη τύπου 2. Ο ρόλος της εμβρυικής διατροφής και ανάπτυξης στην εκδήλωση σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 στην ενήλικο ζωή αναδείχθηκε ακόμη από επιδημιολογικές μελέτες που ασχολήθηκαν με τον «Ολλανδικό λιμό». Οι Ravelli και συνεργάτες διεξήγαν συγκρίσεις ανάμεσα σε άτομα που βρίσκονταν ενδομήτρια κατά τη διάρκεια του λιμού και εκείνα που γεννήθηκαν πριν ή μετά το λιμό. Παρατήρησαν την ύπαρξη άμεσης συσχέτισης μεταξύ της διατροφής της μητέρας, της εμβρυικής ανάπτυξης και της ανοχής της γλυκόζης κατά την ενήλικη ζωή. Στην ηλικία των 50 ετών, τόσο οι άνδρες όσο και οι γυναίκες που είχαν εκτεθεί στο λιμό ως έμβρυα είχαν σημαντικά διαταραγμένη ανοχή γλυκόζης συγκριτικά με αυτούς που είχαν γεννηθεί πριν από το λιμό. Το τελευταίο τρίμηνο της κύησης φάνηκε να είναι ιδιαίτερα σημαντικό τόσο για την ανάπτυξη του εμβρύου όσο και για την μεταγενέστερη διαταραχή της ανοχής γλυκόζης. Η χαμηλότερη ανοχή στη γλυκόζη μετρήθηκε σε άτομα που κατά την ενήλικη ζωή ήταν παχύσαρκα. Επιπρόσθετες μελέτες που εστιάστηκαν στον Ολλανδικό λιμό έχουν επίσης προτείνει ότι η μητρική διατροφή κατά την κύηση σχετίζεται με την εκδήλωση παχυσαρκίας κατά την ενήλικη ζωή. Μητρική υποθρεψία κατά την πρώιμη κύηση φάνηκε να οδηγεί σε αύξηση της περιμέτρου μέσης και του δείκτη μάζας σώματος σε γυναίκες ηλικίας 50 ετών όχι όμως και σε άνδρες. Ωστόσο, η έκθεση στο λιμό κατά το τέλος της κύησης και την πρώιμη μεταγεννητική περίοδο οδήγησε σε σημαντικά χαμηλότερο κίνδυνο εκδήλωσης παχυσαρκίας μέχρι την ηλικία των 19 ετών στους άνδρες. Υπάρχουν επίσης στοιχεία που υποδεικνύουν την ύπαρξη συσχέτισης μεταξύ του ενδομήτριου περιβάλλοντος και της εκδήλωσης παχυσαρκίας. Το χαμηλό βάρος γέννησης έχει συσχετιστεί με ελάττωση του «άπαχου» ιστού και αύξηση της κοιλιακής παχυσαρκίας κατά την ενήλικη ζωή. Τέλος, οι μελέτες αυτές έδειξαν επίσης πως η ενδομήτρια καθυστέρηση της αύξησης ακολουθούμενη από ραγδαία αύξηση κατά τη μεταγεννητική περίοδο οδηγεί σε αύξηση εναπόθεσης λιπώδους ιστού και αυξημένο κίνδυνο θανάτου από διαβήτη και 199

201 καρδιαγγειακή νόσο. Θεωρείται πως αυτό αντανακλά αλλαγές στην όρεξη και τη γονιδιακή έκφραση που προγραμματίζονται κατά την ενδομήτριο ζωή (1). Αντίστοιχα ευρήματα όσον αφορά τη συσχέτιση Σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 με χαμηλό βάρος γέννησης προέκυψαν επίσης από την προοπτική μελέτη των επαγγελματιών υγείας από τις ΗΠΑ (US Health Professionals Follow-up Study) καθώς και τους Lithell et al. σε μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε στην Ουψάλα της Σουηδίας. Σε μία πρόσφατη μετα-ανάλυση οι Harder et al. ανέφεραν την ύπαρξη συσχέτισης μεταξύ βάρους γέννησης και του κινδύνου για σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 η οποία είχε μορφή παραβολής (U-shaped). Η μετα-ανάλυση αυτή βασίστηκε σε 14 μελέτες που περιλάμβαναν συμμετέχοντες (2). Οι Newsome et al. συγκέντρωσαν μελέτες που πραγματεύονταν τη συσχέτιση μεταξύ του βάρους γέννησης και της εκδήλωσης σακχαρώδους διαβήτη κατά την ενήλικο ζωή. Από τις 16 μελέτες που συγκεντρώθηκαν οι 13 αναδείκνυαν την ύπαρξη αντίστροφης συσχέτισης (3). Όσον αφορά την εκδήλωση δυσλιπιδαιμίας τα δεδομένα από τη βιβλιογραφία είναι αμφιλεγόμενα και δεν αναδεικνύουν την ύπαρξη ισχυρής συσχέτισης μεταξύ του βάρους γέννησης και του λιπιδαιμικού προφίλ. Ωστόσο οι διαθέσιμες πληροφορίες είναι δύσκολο να εκτιμηθούν και να συγκριθούν λόγω της ευρείας διακύμανσης και ετερογένειας που παρουσιάζουν οι πληθυσμοί μελέτης ως προς το φύλο, την ηλικία, την εθνικότητα και το γενετικό υπόβαθρο. Μία μελέτη που πραγματοποιήθηκε στο Ελσίνκι ανέδειξε ασθενή συσχέτιση μεταξύ του βάρους γέννησης και της μετέπειτα εκδήλωσης δυσλιπιδαιμίας. Αντίστοιχες επιδημιολογικές μελέτες (όπως η προοπτική μελέτη της Haguenau και η μελέτη των Valdez et al) έχουν αναδείξει την ύπαρξη συσχέτισης μεταξύ χαμηλού βάρους γέννησης και εκδήλωσης μεταβολικού συνδρόμου. Ωστόσο, εξαιτίας της έλλειψης ενός κοινώς αποδεκτού ορισμού για το μεταβολικό σύνδρομο οι συγκρίσεις μεταξύ των αποτελεσμάτων των διαφόρων μελετών καθίστανται δύσκολες. Συγκεκριμένα, οι Valdez et al. έδειξαν ότι οι νέοι, μη διαβητικοί ενήλικες με φυσιολογική αρτηριακή πίεση και βάρος γέννησης στις χαμηλότερες εκατοστιαίες θέσεις είχαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ινσουλίνης νηστείας στον ορό, μεγαλύτερη εναπόθεση λίπους στον κορμό και αυξημένες συγκεντρώσεις τριγλυκεριδίων ορού. Επιπλέον, η συχνότητα του μεταβολικού συνδρόμου ήταν 1.72 φορές μεγαλύτερη για κάθε μείωση του βάρους γέννησης κατά ένα τριτημόριο. Στην ίδια μελέτη, τα άτομα που 200

202 από το χαμηλότερο τριτημόριο βρέθηκαν κατά την ενήλικη ζωή στο υψηλότερο τριτημόριο ως προς το ΔΜΣ είχαν τον υψηλότερο επιπολασμό μεταβολικού συνδρόμου. Αντίστοιχα ευρήματα προέκυψαν και από τη μελέτη του κινδύνου Αθηροσκλήρωσης σε νεαρούς ενήλικες (ARYA). Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν την ύπαρξη αλληλεπίδρασης μεταξύ του σωματικού βάρους γέννησης και του δείκτη μάζας σώματος στην ενήλικη ζωή για την εμφάνιση εκδηλώσεων του μεταβολικού συνδρόμου (2). Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί Τα διαθέσιμα βιβλιογραφικά δεδομένα τόσο από τις επιδημιολογικές όσο και από τις πειραματικές μελέτες έχουν οδηγήσει στην διατύπωση δύο βασικών υποθέσεων όσον αφορά τους γενικότερους μηχανισμούς με τους οποίους γεγονότα που διαμορφώνουν το ενδομήτριο περιβάλλον οδηγούν μέσω του πλακούντα σε ενδεχόμενη διαταραχή στην αύξηση του εμβρύου και σε μακροπρόθεσμη εκδήλωση χαρακτηριστικών του μεταβολικού συνδρόμου κατά την ενήλικη ζωή. Ο πρώτος μηχανισμός συνιστά τη βάση της θεωρίας του λιτού φαινοτύπου (thrifty phenotype). Οι Fowden et al. επανεξέτασαν από τη βιβλιογραφία το κοινό αποτέλεσμα διαφόρων πειραματικών επιδράσεων στις ενδομήτριες συνθήκες όπως επί παραδείγματι μεταβολές στα επίπεδα κορτιζόλης ή ACTH ως απόκριση σε συνθήκες πίεσης. Οι ενδοκρινικές μεταβολές που επέρχονται προσαρμόζουν την ανάπτυξη του εμβρύου και επιβραδύνουν την αύξησή του ώστε να ανταποκρίνεται στη μειωμένη διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών. Σε κάθε περίπτωση μπορεί ο περιορισμός της διαθεσιμότητας των απαραίτητων θρεπτικών συστατικών να είναι γενικευμένος (ολικός περιορισμός θερμίδων, ενδομήτρια απολίνωση αρτηρίας ή πλακουντιακή ανεπάρκεια) ή πιο ειδικός (όπως σε περίπτωση ανεπάρκειας πρωτεϊνών, σιδήρου ή επί υποξίας). Τα πειραματικά δεδομένα λοιπόν φαίνεται να υποστηρίζουν την υπόθεση πως τα μεταβολικά νοσήματα των ενηλίκων αναδύονται κατά την ενδομήτριο ζωή μέσω προγραμματισμού του άξονα υποθαλάμου- υπόφυσης- επινεφριδίων τουλάχιστον για ένα μεγάλο εύρος επιδράσεων ή προσβολών από τη μητέρα. 201

203 Εικόνα 7 Σχηματική απεικόνιση της υπόθεσης του «λιτού φαινοτύπου» που απεικονίζει τις επιπτώσεις του δυσμενούς ενδομήτριου περιβάλλοντος στον εμβρυικό προγραμματισμό, την ανάπτυξη νωρίς μετά τη γέννηση και την επακόλουθη εκδήλωση μεταβολικού συνδρόμου (4). Ένας άλλος μηχανισμός που προτάθηκε πρόσφατα είναι η υπόθεση του «οξειδωτικού stress». Οι δραστικές ρίζες οξυγόνου (ROS) φυσιολογικά δρουν ρυθμίζοντας ένζυμα καθώς και τη γονιδιακή έκφραση που είναι ευαίσθητη στην κατάσταση οξεοβασικής ισορροπίας. Η δράση αυτή βρίσκεται υπό τον έλεγχο άλλων συστημάτων και αντιοξειδωτικών ενζύμων. Η διαταραχή της ισορροπίας αυτής και η περίσσεια δραστικών ριζών οξυγόνου οδηγεί στην εκδήλωση οξειδωτικού stress το οποίο μεταφέρεται από τη μητέρα και επιδρά στο έμβρυο είτε άμεσα τροποποιώντας τη γονιδιακή έκφραση είτε έμμεσα οξειδώνοντας άλλα συστατικά του κυττάρου. Επιδημιολογικά δεδομένα που υποστηρίζουν την υπόθεση αυτή προέρχονται από τη μελέτη περιπτώσεων εγκυμοσύνης που παρουσίασαν προεκλαμψία ή σακχαρώδη διαβήτη. Επιπλέον, οξειδωτικό stress παρατηρήθηκε σε SGA νεογνά που γεννήθηκαν από μητέρες που υποσιτίζονταν καθώς και σε πρόωρα νεογνά. Οι μελέτες αυτές υποδεικνύουν ότι η μητρική ένδεια σίτισης μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκειες συστατικών που είτε εμπλέκονται στη σύνθεση αντιοξειδωτικών ενζύμων και συστημάτων όπως η γλουταθειόνη και η αλβουμίνη, καθώς οι πρωτεΐνες παρέχουν τα αμινοξέα που είναι απαραίτητα για τη σύνθεσή τους, ή λειτουργούν τα ίδια ως αντιοξειδωτικά μέσα, παραβλάπτοντας έτσι τις αντιοξειδωτικές εφεδρείες των κυττάρων. Επιπλέον, η ανάγκη για παραγωγή ενέργειας μπορεί να εκτρέψει το μεταβολισμό του εμβρύου προς άλλα μονοπάτια που να οδηγούν σε επιπλέον παραγωγή οξειδωτικών ουσιών από τα μιτοχόνδρια του εμβρύου. Τέλος, η ύπαρξη φλεγμονής και λοιμώξεων 202

204 καθώς και το κάπνισμα αποτελούν επιπρόσθετες πηγές οξειδωτικού stress (4). Το οξειδωτικό stress συνυπάρχει λοιπόν σε πολλές καταστάσεων που δυνητικά ή αποδεδειγμένα οδηγούν σε διαταραχή της εμβρυικής ανάπτυξης ή γέννηση πρόωρου νεογνού. Επιπλέον μπορεί να δράσει έμμεσα αυξάνοντας την πιθανότητα εμφάνισης νοσηρότητας κατά την εγκυμοσύνη ενώ έχουν παρατηρηθεί ισχυρές συσχετίσεις στα επίπεδα οξειδωτικών δεικτών και αντιοξειδωτικών ουσιών μεταξύ μητέρας και εμβρύου υποδεικνύοντας πως οι οξειδωτικοί παράγοντες μεταφέρονται από τη μητέρα στο έμβρυο. Φαίνεται συνεπώς ότι το οξειδωτικό stress θα μπορούσε να είναι το συνδετικό στοιχείο πίσω από αυτό που αποκαλούμε «εμβρυικό προγραμματισμό» των νοσημάτων των ενηλίκων καθώς και η βάση της συσχέτισης μεταξύ των διαταραχών της ενδομήτριας ανάπτυξης και της εκδήλωσης των νοσημάτων αυτών. Ο δυσμενής αυτός προγραμματισμός μπορεί να επισυμβεί χωρίς να επηρεάζεται η εμβρυική ανάπτυξη όπως προαναφέρθηκε. Εκδηλώνεται όμως συχνότερα σε SGA νεογνά εν μέρει επειδή τα νεογνά αυτά είναι πιο πιθανό να έχουν εκτεθεί σε γνωστές ή άγνωστες καταστάσεις που περιλαμβάνουν οξειδωτικούς μηχανισμούς. Σύμφωνα λοιπόν με τη θεωρία αυτή ο δυσμενής προγραμματισμός μπορεί να μην είναι θέμα της εμβρυικής ή πρώιμης μεταγεννητικής ανάπτυξης αφ εαυτής και μπορεί να μη συμβεί αν το έμβρυο δε βιώσει επιβαρυντικές οξειδωτικές προσβολές σε κρίσιμες για την ανάπτυξή του περιόδους. Η υπόθεση αυτή υπαινίσσεται ότι τα περισσότερα νεογνά με χαμηλό βάρος γέννησης ή ραγδαία επιτάχυνση της αύξησης στην πρώιμη μεταγεννητική περίοδο δε θα εκδηλώσουν δυσμενή προγραμματισμό. Το οξειδωτικό stress μπορεί να επιδράσει είτε άμεσα τροποποιώντας τη γονιδιακή έκφραση είτε έμμεσα μέσω της δράσης οξειδωμένων λιπιδίων ή άλλων μορίων σε κρίσιμα αναπτυξιακά παράθυρα προγραμματίζοντας με αυτό τον τρόπο την ευπάθεια στο μεταβολικό σύνδρομο και άλλες διαταραχές. Δεδομένου ότι ο πλακούντας δρα ως φραγμός στη μεταφορά οξειδωτικών παραγόντων στο έμβρυο διατηρώντας την ομοιόσταση του ενδομήτριου περιβάλλοντος είναι αναμενόμενο πως τα πρόωρα νεογνά είναι ιδιαίτερα επιρρεπή στον προγραμματισμό κατά την πρώιμη μεταγεννητική περίοδο. Η ευπάθεια των βιολογικών συστημάτων σε οξειδωτικούς παράγοντες εξαρτάται επιπλέον από το επίπεδο ωριμότητάς τους κατά το στάδιο της προσβολής. Κατά γενική ομολογία, η προγεννητική και η πρώιμη 203

205 μεταγεννητική περίοδος είναι τα πιο κρίσιμα «παράθυρα» για τον προγραμματισμό που πραγματοποιείται μέσω οξειδωτικού stress (5). Φαίνεται πως και ο ίδιος ο πλακούντας συνεισφέρει στην παραγωγή δραστικών ριζών οξυγόνου όπως είναι το υπεροξείδιο του υδρογόνου, το νιτρικό οξύ και το υπεροξείδιο του αζώτου, και κατά συνέπεια εκδήλωση μηχανισμών στην των του οξειδωτικού stress. Επιπλέον, πολλές από τις πρωτεΐνες και τα ένζυμά του καθώς και μόρια DNA υπόκεινται σε μια διαδικασία που αποκαλείται «νιτρικό Εικόνα 9 Το οξειδωτικό stress μπορεί να είναι το «κλειδί» στη σύνδεση ανάμεσα στις δυσμενείς ενδομήτριες προσβολές και τον εμβρυικό προγραμματισμό του μεταβολικού συνδρόμου, του ΣΔ2 ή της καρδιαγγειακής νόσου. (5) Εικόνα 8 Στόχοι και επιδράσεις του νιτρικού stress στον πλακούντα (6). stress» και συνίσταται σε ομοιοπολική τροποποίηση από υπεροξείδιο του αζώτου το οποίο σχηματίζεται κατά την αλληλεπίδραση του υπεροξειδίου με νιτρικό οξύ. Έχει υποτεθεί ότι η τροποποίηση αυτή των πρωτεϊνών του πλακούντα μπορεί να μεταβάλει τη λειτουργία του και συνεπακόλουθα να επηρεάσει την εμβρυϊκή ανάπτυξη (6). 204

206 Σε μοριακό επίπεδο οι δραστικές ρίζες οξυγόνου μπορούν να τροποποιούν τη δομή και τη λειτουργία των κυτταρικών πρωτεϊνών με καθορισμένους τρόπους (αλλαγές στη διαμόρφωση μέσω οξείδωσης καταλοίπων κυστεϊνης προς σχηματισμό δισουλφιδικών και κυκλικών σουλφοναμιδικών ομοιοπολικών δεσμών) ρυθμίζοντας έτσι μονοπάτια μεταγωγής σήματος καθώς και τη γονιδιακή έκφραση. Επιπλέον, πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι η τροποποίηση της ενδοκυττάριας οξειδοαναγωγικής ισορροπίας μπορεί να διαμορφώσει τον πολλαπλασιασμό και εμπλουτισμό των αρχέγονων στελεχιαίων κυττάρων του παγκρέατος και τη λειτουργία των παγκρεατικών β-κυττάρων. Επιπρόσθετα, το DNA των μιτοχονδρίων (που στα β-κύτταρα του παγκρέατος συμμετέχουν επιπλέον στον έλεγχο των επιπέδων σακχάρου του αίματος) είναι πολύ πιο ευάλωτο σε βλάβη από δραστικές ρίζες οξυγόνου σε σύγκριση με το πυρηνικό DNA, γεγονός που μπορεί να προσφέρει μία επιπλέον κατεύθυνση προγραμματισμού του κινδύνου για μεταβολικό σύνδρομο καθώς ανεπαίσθητες μεταβολές μπορεί να πολλαπλασιασθούν καθώς αυξάνεται η ηλικία. Η υπόθεση αυτή λοιπόν υποστηρίζει ότι η δράση του οξειδωτικού stress στον πολλαπλασιασμό, τη λειτουργία και το μεταβολισμό των β-κυττάρων σε κρίσιμα για την ανάπτυξη «παράθυρα» στην αρχή της ζωής θα μπορούσε να ασκεί τις πιο πολλές επιδράσεις που θα ενισχυθούν και θα αθροιστούν με επιπλέον οξειδωτικές προσβολές στη μετέπειτα ζωή και θα οδηγήσουν τελικά στην εκδήλωση μεταβολικού συνδρόμου και άλλων διαταραχών. Όσον αφορά τους μηχανισμούς με τους οποίους προκύπτουν οι επιμέρους οντότητες του μεταβολικού συνδρόμου υπάρχουν πολλά ακόμα που πρέπει να διαλευκανθούν. Συγκεκριμένα όσον αφορά τη συσχέτιση του χαμηλού βάρους γέννησης με την εκδήλωση σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 είναι πιθανό πως συνδέεται με διαταραχές στη δομή και τη λειτουργία των μυών καθώς και στην ικανότητά τους να αλληλεπιδράσουν με την ινσουλίνη και να προσλάβουν γλυκόζη. Οι Hermann et al. έδειξαν μεταξύ άλλων πως το χαμηλό βάρος γέννησης σχετίζεται με διαταραχή στην κατανομή των μυικών ινών καθώς και ελαττωμένη βασική έκφραση των μεταφορέων γλυκόζης τύπου 4 (GLUT-4) αλλά και άλλων πρωτεϊνών που διαμεσολαβούν τη μεταγωγή του σήματος της ινσουλίνης τόσο στο μυϊκό όσο και στο λιπώδη ιστό (2). Οι Hattersley και Tooke πρότειναν μια εναλλακτική υπόθεση όσον αφορά τη συσχέτιση μεταξύ χαμηλού βάρους γέννησης και σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 κατά την ενήλικη ζωή. Σύμφωνα με αυτήν γενετικά προκαθορισμένα ελλείμματα στην έκκριση 205

207 ή/και τη δράση της ινσουλίνης οδηγούν σε αναστολή της διαμεσολαβούμενης από την ινσουλίνη εμβρυικής ανάπτυξης καθώς και σε αυξημένη ευπάθεια για εκδήλωση διαβήτη μετέπειτα στη ζωή. Η αντίσταση στην ινσουλίνη κατά την εμβρυική ζωή μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διαταραχή της ανάπτυξης του αγγειακού συστήματος και εκδήλωση υπέρτασης στην ενήλικη ζωή. Η υπόθεση αυτή υποστηρίζεται από την έρευνα πάνω σε μονογονιδιακές μορφές διαβήτη. Μεταλλάξεις στο γονίδιο της γλυκοκινάσης οδηγούν σε διαταραχές στην έκκριση ινσουλίνης, ελαττωμένο βάρος γέννησης και επακόλουθη εκδήλωση μιας μορφής σακχαρώδους διαβήτη πρώιμης έναρξης (MODY) (1). Πρόσφατα, οι Freathy et al. ανακάλυψαν ότι δύο αλλήλια (CDKAL1, HHEX-IDE) που σχετίζονταν με το σακχαρώδη διαβήτη εμφάνιζαν επίσης συσχέτιση με ελαττωμένο βάρος γέννησης. Οι γονιδιακοί αυτοί τόποι φάνηκε ότι προδιαθέτουν για εκδήλωση διαβήτη ελαττώνοντας την έκκριση ινσουλίνης. Η συσχέτιση ωστόσο δεν ήταν πολύ ισχυρή. Τα δεδομένα για το κατά πόσον τα β-κύτταρα του παγκρέατος είναι ελαττωμένα σε SGA έμβρυα είναι αμφιλεγόμενα. Αυξημένη είναι η συχνότητα εκδήλωσης σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2 και παχυσαρκίας σε νεογνά μητέρων με σακχαρώδη διαβήτη κατά την κύηση όπως έχει περιγραφεί και βάσει επιδημιολογικών μελετών (Silverman et al., Pettitt et al.). Ο μηχανισμός με τον οποίο η υπεργλυκαιμία της μητέρας αυξάνει τον κίνδυνο για μεταβολική νόσο του παιδιού δεν είναι πλήρως εξακριβωμένος. Η αυξημένη παροχή γλυκόζης στο έμβρυο μπορεί να επιδρά ως ερέθισμα για αύξηση της έκκρισης ινσουλίνης και επακόλουθη έκθεση του εμβρύου σε υπερινσουλιναιμία. Έχει επίσης υποτεθεί ότι η αυξημένη εμβρυική παραγωγή λεπτίνης μπορεί να συντελέσει στην εκδήλωση μεταβολικής διαταραχής μεταγεννητικά. Σε κρίσιμες αναπτυξιακές περιόδους, τα αυξημένα επίπεδα ορμονών όπως η ινσουλίνη και η λεπτίνη μπορεί να προκαλέσουν την ανάπτυξη «ενδογενούς, δυσλειτουργικού, διαταραγμένου μεταβολισμού» (7). Εκτός από την υπερινσουλιναιμία σημαντικό ρόλο φαίνεται να διαδραματίζει και η ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη. Οι σκελετικές μυϊκές ίνες εμφανίζουν σημαντική μοριακή ποικιλομορφία που αντικατοπτρίζεται σε διαφορετική φυσιολογική λειτουργία. Συνεπώς, έχει υποτεθεί ότι ο σκελετικός μυς μπορεί να αποτελεί σημαντικό στόχο του προγεννητικού προγραμματισμού καθώς μια αλλαγή του ενδομήτριου περιβάλλοντος μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση και τη λειτουργία του κατά την ενήλικη ζωή. Αρκετοί συγγραφείς έχουν δείξει ότι η μείωση των ινών τύπου I και IIα σε άτομα με χαμηλό 206

208 βάρος γέννησης σχετίζεται με σημαντική μείωση της οξειδωτικής ικανότητας του μυός, μια κατάσταση που έχει συσχετιστεί με αντίσταση στην ινσουλίνη και παχυσαρκία κατά την ενήλικη ζωή. Οι Thorn et al. πρόσφατα μελέτησαν ένα μοντέλο χρόνιας πλακουντιακής ανεπάρκειας και ανέδειξαν 80% αύξηση στα επίπεδα των υποδοχέων της ινσουλίνης στους σκελετικούς μυς ενώ η έκφραση της καταλυτικής υπομονάδας της κινάσης της φωσφατιδιλοϊνοσιτόλης 3 (PI3 K) και της πρωτεϊνικής κινάσης B (Akt/PKB) εμφανίστηκε κατασταλμένη κατά 36% και 37% αντίστοιχα. Οι αλλαγές αυτές καταδεικνύουν μια στρατηγική μεταβολικής προσαρμογής για επιβίωση σε IUGR νεογνά αλλά με δυνητικά επιβλαβείς επιπτώσεις στη ρύθμιση των υδατανθράκων και την ευαισθησία στη δράση της ινσουλίνης μετά τη γέννηση. Τα IUGR νεογνά φάνηκε να έχουν χαμηλότερα επίπεδα AKT-2, PI3-K και GLUT-4 στους μυς σε σύγκριση με τα νεογνά με φυσιολογική ανάπτυξη. Παρά το γεγονός πως τα IUGR νεογνά έχουν μεγαλύτερο αριθμό υποδοχέων ινσουλίνης στους σκελετικούς μυς, ο μικρότερος αριθμός μορίων υπεύθυνων για την ενεργοποίηση του GLUT-4 θα μπορούσε εν μέρει να εξηγήσει την εμφάνιση αντίστασης στην ινσουλίνη και μεταβολικού συνδρόμου στην ενήλικο ζωή (7). Όσον αφορά τη συμμετοχή του πλακούντα στους μηχανισμούς που οδηγούν στην εκδήλωση αντίστασης στην ινσουλίνη κατά την ενήλικη ζωή φαίνεται πως εν μέρει διαμεσολαβείται από την παραγωγή φλεγμονωδών κυτταροκινών. Προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες όπως ο TNFα και η IL-6 ρυθμίζουν αρνητικά το μεταβολισμό γλυκόζης και λιπιδίων και εμποδίζουν τη δράση της ινσουλίνης σε ινσουλινο-ευαίσθητους ιστούς. Με τον τρόπο αυτό οι κυτταροκίνες του πλακούντα μπορούν να οδηγήσουν το έμβρυο σε ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη. Τόσο ο πλακούντας όσο και ο λιπώδης ιστός εκφράζουν πρωτεΐνες που σχετίζονται με το λιπώδη ιστό και γονίδια που σχετίζονται με φλεγμονή και η έκφραση αυτή είναι αυξημένη επί υπάρξεως διαβήτη κατά την εγκυμοσύνη. Υποδεικνύεται έτσι πως ο πλακούντας θα μπορούσε να διαδραματίζει κομβικό ρόλο στον έλεγχο του μεταβολισμού της γλυκόζης και της δράσης της ινσουλίνης, συνδέοντας την ύπαρξη διαμεσολαβητών της φλεγμονής με επιπτώσεις από το μεταβολισμό. Συγκεκριμένα, ο TNFα επάγει τη φωσφορυλίωση της υπομονάδας 1 του υποδοχέα της ινσουλίνης (IRS-1) ενώ το υπεροξείδιο του αζώτου (αποτέλεσμα εκτεταμένης φλεγμονής και οξειδωτικού stress) έχει φανεί ότι αναστέλλει την επαγόμενη από την ινσουλίνη πρόσληψη γλυκόζης από τα 3Τ3-L1 λιποκύτταρα (8). 207

209 Ιδιαίτερη αναφορά πρέπει να γίνει στην επίδραση που έχει το κάπνισμα της μητέρας κατά την κύηση και το θηλασμό στον προγραμματισμό της ανάπτυξης του παιδιού. Πολυάριθμες επιδημιολογικές μελέτες καθώς και πειραματικά δεδομένα έχουν αναδείξει την αυξημένη συχνότητα εμφάνισης παχυσαρκίας, υπέρτασης και άλλων μεταβολικών διαταραχών σε παιδιά των οποίων οι μητέρες κάπνιζαν κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Οι Suter et al (2010) έδειξαν ότι η ενδομήτρια έκθεση στον καπνό τροποποιεί επιγενετικά την πλακουντιακή έκφραση του CYP1A1 και αυτή η περίπτωση γονιδιακής αποτύπωσης θα μπορούσε να εξηγήσει το ελαττωμένο βάρος γέννησης νεογνών των οποίων οι μητέρες κάπνιζαν κατά την κύηση. Επιπλέον μελέτες έχουν προτείνει ότι η περιγεννητική έκθεση στον καπνό ελαττώνει την έκφραση κάποιων πρωτεϊνών (σιρτουίνες) πιθανόν μέσω της δράσης της νικοτίνης οδηγώντας σε εκδήλωση οξειδωτικού stress και φλεγμονής στο νεογνό. Φαίνεται ακόμα πως η νικοτίνη δρα σαν δυνητικός αγγειοσυσπαστικός παράγοντας που ελαττώνει την παροχή οξυγόνου στο νεογνό και επηρεάζει την ανάπτυξή του. Δεν είναι ξεκάθαροι οι ακριβείς μηχανισμοί με τους οποίους το κάπνισμα της μητέρας οδηγεί σε μεταβολικές διαταραχές στο παιδί. Επιδημιολογικές μελέτες έχουν αναδείξει ελαττωμένα επίπεδα HDL-χοληστερόλης και αυξημένους δείκτες καρδιαγγειακού κινδύνου (λεπτίνη, CRP, IL-6) σε συνδυασμό με ελαττωμένη συγκέντρωση αδιπονεκτίνης σε παιδιά που είχαν εκτεθεί σε κάπνισμα από τη μητέρα. Η έκθεση αυτή έχει επίσης συσχετιστεί με την παρουσία αυτοαντισωμάτων έναντι των κυττάρων των νησιδίων του παγκρέατος. Επιπρόσθετα, ο καπνός επηρεάζει την έκκριση διαφόρων ορμονών, γεγονός που μπορεί να «προγραμματίσει» όψιμες ενδοκρινικές διαταραχές (9). 208

210 Εικόνα 10 Η επίδραση του καπνίσματος της μητέρας κατά την κύηση και το θηλασμό στη μετέπειτα υγεία του απογόνου (9). Πειράματα σε ζώα Η προσομοίωση του ενδομήτριου περιορισμού της αύξησης και της νόσησης κατά την ενήλικο ζωή στα ζώα έχει χρησιμοποιηθεί ώστε να μελετηθούν οι υποκείμενοι μηχανισμοί σε μοριακό επίπεδο. Τα περισσότερα από τα πειράματα αυτά έχουν πραγματοποιηθεί σε τρωκτικά. Ωστόσο έχουν χρησιμοποιηθεί και μεγαλύτερα είδη ζώων όπως πρόβατα και χοίροι. Πρόσφατες μελέτες σε πρόβατα έδειξαν ότι ο περιορισμός της σίτισης της μητέρας κατά την περίοδο της μέγιστης ανάπτυξης του πλακούντα (δηλαδή μεταξύ της 28 ης και 80 ης ημέρας κύησης) οδήγησε σε γέννηση απογόνων με αυξημένη ποσότητα λιπώδους ιστού ενώ στον ιστό αυτό υπήρχε επίσης αυξημένη έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στο μεταβολισμό του εμβρυικού λίπους. Επιπλέον, η έγχυση γλυκόζης μέσα στο έμβρυο φάνηκε να οδηγεί σε αυξημένη μεταγραφή προς mrna ενός από τα ρυθμιστικά της όρεξης γονίδια, της προ-οπιομελανοκορτίνης, στον τοξοειδή πυρήνα του εμβρυϊκού υποθαλάμου. Συνεπώς, η κυκλοφορούσα γλυκόζη και τα επίπεδα της ινσουλίνης στο 209

211 έμβρυο μπορεί να ρυθμίζουν την εμβρυική υποθαλαμική έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στο ενεργειακό ισοζύγιο κατά την ενήλικο ζωή. Ένα μεγάλο ποσοστό από τις περιπτώσεις ενδομήτριας καθυστέρησης της αύξησης στους ανθρώπους αποδίδεται στην ελαττωμένη διάχυση θρεπτικών συστατικών διαμέσου του πλακούντα και τη μητρο-πλακουντιακή ανεπάρκεια. Ο Wigglesworth εφάρμοσε πρώτος την μονομερή ή αμφοτερόπλευρη απολίνωση των μητριαίων αρτηριών ώστε να προσομοιώσει την ανεπάρκεια του πλακούντα και παρατήρησε ελαττωμένο βάρος γέννησης του απογόνου (4). Έγιναν μελέτες σε αρουραίους και η απολίνωση της μητριαίας αρτηρίας γινόταν κατά το τέλος της κύησης. Η αιματική ροή προς το έμβρυο δεν ανακόπηκε πλήρως αλλά ελαττώθηκε σε βαθμό αντίστοιχο με αυτόν που παρατηρείται σε περιπτώσεις πλακουντιακής ανεπάρκειας στους ανθρώπους. Επακόλουθες μελέτες επέκτειναν τις παρατηρήσεις στην ανάπτυξη του παγκρέατος και έδειξαν ελαττωμένη ποσότητα β-κυττάρων που παρέμενε και στην ενήλικο ζωή, οδηγώντας στην εκδήλωση σακχαρώδους διαβήτη ήδη κατά την 26η εβδομάδα της ζωής. Οι επιπτώσεις της απολίνωσης των μητριαίων φαίνεται να μεταδίδονται και στη δεύτερη γενεά (1). Αναφέρθηκε επίσης ελαττωμένη έκφραση μιτοχονδριακών γονιδίων ενώ επηρεάστηκε και η έκφραση κομβικών για την ανάπτυξη μεταγραφικών παραγόντων. Επιπρόσθετες πειραματικές παρεμβάσεις που έχουν πραγματοποιηθεί περιλαμβάνουν περιορισμό της πρόσληψης θρεπτικών συστατικών από τη μητέρα και έλεγχο της επακόλουθης ανάπτυξης των β-κυττάρων του παγκρέατος και της ανταπόκρισης του άξονα υποθαλάμου- υπόφυσης- επινεφριδίων (4). Επιπλέον έχει εφαρμοστεί πρόκληση διαβήτη κυήσεως με τη χρήση στρεπτοζοτοκίνης (μίας ουσίας που καταστρέφει τα β- κύτταρα των νησιδίων του παγκρέατος), περιορισμός της πρόσληψης σιδήρου από τη μητέρα και πρόκληση ενδοτοξιναιμίας στη μητέρα σε τρωκτικά. Άλλες πειραματικές μελέτες εξέτασαν τα αποτελέσματα στο μεταβολισμό του απογόνου από την έκθεση κυοφορούντων αρουραίων σε δεξαμεθαζόνη καθώς και τη σίτισή τους με δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε κορεσμένα λιπαρά οξέα ή χαμηλής πρόσληψης πρωτεϊνών. Όλοι αυτοί οι παράγοντες φάνηκε να συσχετίζονται με την ανάπτυξη εκδηλώσεων του μεταβολικού συνδρόμου κατά την ενήλικο ζωή. 210

212 Προοπτικές για το μέλλον Το πεδίο της αναζήτησης των ακριβών μηχανισμών με τους οποίους οι περιβαλλοντικοί παράγοντες που επιδρούν στη μητέρα τροποποιούν τη λειτουργία του πλακούντα και μέσω αυτού δρομολογούν τη διαδικασία του εμβρυϊκού προγραμματισμού είναι ανοικτό στην έρευνα. Οι πρώτες ενδείξεις υπάρχουν και οι προσδοκίες για τα επόμενα χρόνια είναι οι ενδείξεις αυτές να συμπληρωθούν από τεκμηριωμένα και αποδεδειγμένα συμπεράσματα. Με τον τρόπο αυτό ίσως καταφέρουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τους παθογενετικούς μηχανισμούς που οδηγούν από την ενδομήτρια ανάπτυξη του εμβρύου στη μετέπειτα εκδήλωση του μεταβολικού συνδρόμου. Στη βάση αυτή, επιδρώντας στοχευμένα και τροποποιώντας τον τρόπο ζωής της εγκύου θα μας δινόταν η δυνατότητα να προλάβουμε την επίδραση στο έμβρυο δυσμενών συνθηκών από τη μητέρα. Η έμφαση λοιπόν στην αποτελεσματική πρόληψη της εκδήλωσης του μεταβολικού συνδρόμου ήδη κατά το πιο πρώιμο δυνατόν στάδιο θα μπορούσε δυνητικά να οδηγήσει στην καταπολέμησή του. 211

213 Βιβλιογραφία 1. N.H. Smith, S.E. Ozanne, Intrauterine origins of metabolic disease. Reviews in Gynaecological and Perinatal Practice 6 (2006) T. Measa Fetal origins of insulin resistance and the metabolic syndrome: A key role for adipose tissue? Diabetes & Metabolism 36 (2010) Ruth Morley, Fetal origins of adult disease. Seminars in Fetal & Neonatal Medicine (2006) 11, 73e78 4. D.S. Fernandez-Twinn, S.E. Ozanne Mechanisms by which poor early growth programs type-2 diabetes, obesity and the metabolic syndrome. Physiology & Behavior 88 (2006) Z.C. Luo a, W.D. Fraser, P. Julien, C.L. Deal, F. Audibert, G.N. Smith, X. Xiong, M. Walker, Tracing the origins of fetal origins of adult diseases: Programming by oxidative stress? Medical Hypotheses (2006) 66, L. Myatt, Review: Reactive oxygen and nitrogen species and functional adaptation of the placenta, Placenta 31, Supplement A, Trophoblast Research, Vol. 24 (2010) S66 S69 7. Robinson Ramírez-Véleza, In utero fetal programming and its impact on health in adulthood, Endocrinol Nutr. 2012;59(6): RP Webster, VHJ Roberts, and L Myatt, Protein Nitration in Placenta Functional Significance, Placenta December; 29(12): Patricia Cristina Lisboa, Elaine de Oliveira and Egberto Gaspar de Moura, Obesity and endocrine dysfunction programmed by maternal smoking in pregnancy and lactation Frontiers in Physiology, Integrative Physiology November2012, Volume3, Article

214 Γ. Βρογχικό άσθμα Το άσθμα είναι η συχνότερη χρόνια νόσος του αναπνευστικού συστήματος στην παιδική ηλικία. Φαίνεται πως πρόκειται για μια ετερογενή κλινική οντότητα που αποτελείται από πολλούς διακριτούς υποφαινοτύπους με ξεχωριστή παθογενετική προέλευση. Έτσι καθίσταται ακόμη πιο δύσκολη η αναζήτηση τυχόν παραγόντων που δρώντας κατά την ενδομήτριο ζωή μπορεί να κινητοποιήσουν μηχανισμούς οι οποίοι θα οδηγήσουν τελικά στην εκδήλωση του άσθματος. Επιδημιολογικά δεδομένα Πολλά από τα χαρακτηριστικά της φυσικής ιστορίας του άσθματος καθώς και αρκετές επιδημιολογικές μελέτες έχουν οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι σε κάποιο βαθμό το άσθμα έχει τις ρίζες του τόσο στην εμβρυική όσο και στην πρώιμη μεταγεννητική περίοδο. Η ταυτοποίηση της ύπαρξης εμβρυικών επιρροών στην ανάπτυξη του άσθματος δυσχεραίνεται από κάποιες εγγενείς παραμέτρους όπως το γεγονός πως σε πολλές περιπτώσεις η έκθεση σε θεωρούμενους ως αιτιολογικούς παράγοντες δεν περιορίζεται αποκλειστικά στην προγεννητική περίοδο. Η καλή κατάσταση του εμβρύου μπορεί να επηρεαστεί από ενδογενείς μητρικούς παράγοντες, από την έκθεση της μητέρας σε διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες καθώς και από την αλληλεπίδρασή του με τον πλακούντα. Η ύπαρξη άσθματος στη μητέρα έχει συσχετιστεί με την εκδήλωση της νόσου στο παιδί. Η συσχέτιση αυτή είναι μάλιστα ισχυρότερη όσον αφορά την ύπαρξη άσθματος στη μητέρα σε σύγκριση με την εκδήλωσή του στον πατέρα, υποδεικνύοντας την επίδραση καταστάσεων που επισυμβαίνουν κατά την ενδομήτρια ανάπτυξη του εμβρύου σε συνδυασμό ενδεχομένως με άλλες παραμέτρους. Επιπλέον, επιπλοκές της κύησης έχουν συσχετιστεί με εκδήλωση συριγμού στο παιδί. Οι Rusconi et al. ανέφεραν ότι η μητρική υπέρταση και η προεκλαμψία σχετίζονταν με παροδικό, όψιμης έναρξης, επίμονο συριγμό. Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον εύρημα όσον αφορά την εμβρυική προέλευση του άσθματος είναι η σύνδεση μεταξύ της κατάστασης άγχους και πίεσης της μητέρας και της εκδήλωσης άσθματος στο παιδί που δε φαίνεται να εξηγείται από 213

215 αυξημένη πίεση σε αυτό (Η συσχέτιση αυτή θα μπορούσε να ερμηνεύεται μέσω επιδράσεων στον υποθαλαμο-υποφυσιο-επινεφριδιακό άξονα και της επακόλουθης δράσης του στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος του εμβρύου). Όσον αφορά την ενδομήτρια έκθεση, μεγάλος αριθμός περιβαλλοντικών παραγόντων στους οποίους εκτίθενται οι έγκυοι έχουν μελετηθεί ως προς τις επιπτώσεις τους στο αναπτυσσόμενο έμβρυο, που πραγματοποιούνται είτε μέσω διαπλακουντιακής μεταφοράς επιβλαβών ουσιών είτε επιδρώντας στην υγεία της μητέρας και έμμεσα στην ανάπτυξη του εμβρύου. Συγκεκριμένα, το κάπνισμα της μητέρας συσχετίζεται ισχυρά με περιορισμό της ανάπτυξης του εμβρύου και χαμηλό βάρος γέννησης που με τη σειρά του έχει σχετιστεί με μακροπρόθεσμα μικρού βαθμού ελλείμματα στην πνευμονική λειτουργία αλλά όχι σταθερά με πιο συχνά ή έντονα συμπτώματα από το αναπνευστικό ή άσθμα αργότερα κατά την παιδική ηλικία. Οι Gilliland et al. έχουν επιβεβαιώσει την ύπαρξη συσχέτισης ανάμεσα στην ενδομήτρια έκθεση σε καπνό και την ανάπτυξη ελλειμμάτων στην πνευμονική λειτουργία αργότερα κατά την παιδική ηλικία καθώς και την ύπαρξη αυξημένου κινδύνου για διάγνωση άσθματος ανεξάρτητα από τη μεταγεννητική έκθεση σε καπνό. Η τρέχουσα γνώση υποστηρίζει σθεναρά πως το κάπνισμα της μητέρας κατά την εγκυμοσύνη επιδρά σημαντικά στην ανάπτυξη των εμβρυικών αεραγωγών και την επακόλουθη πνευμονική λειτουργία αλλά τα στοιχεία που υποδηλώνουν άμεση επίδραση στην εκδήλωση αλλεργίας ή άσθματος στα παιδιά είναι λιγότερο ισχυρά. Έχει παρατηρηθεί επίσης ότι το κάπνισμα της γιαγιάς την περίοδο που ήταν έγκυος στη μητέρα αυξάνει τον κίνδυνο για εκδήλωση άσθματος στο εγγόνι της. Επιπρόσθετα έχει διερευνηθεί η επίδραση της διατροφής της μητέρας κατά την κύηση στην ανάπτυξη του αναπνευστικού συστήματος του απογόνου. Τα άτομα που είχαν εκτεθεί στον «Ολλανδικό λιμό» κατά την αρχή και το μέσον της κύησης φάνηκε να έχουν αυξημένο κίνδυνο για εκδήλωση αποφρακτικής νόσου των αεραγωγών στην ενήλικο ζωή χωρίς ωστόσο να διαφαίνεται συσχέτιση με την εκδήλωση αλλεργίας. Παράμετροι της διατροφής που έχουν συσχετιστεί με την ανάπτυξη αλλεργίας και άσθματος περιλαμβάνουν τα λιπαρά οξέα και διάφορα ιχνοστοιχεία. Μία πρόσφατη συστηματική ανασκόπηση αναγνώρισε τη μητρική πρόσληψη βιταμινών D και E ως προστατευτική για την εκδήλωση συριγμού στο παιδί. Αντίθετα, η πρόσληψη φυλλικού οξέος καθώς και η συχνή χρήση παρακεταμόλης από τη μητέρα κατά την εγκυμοσύνη έχει προταθεί ότι αυξάνουν τον κίνδυνο για μετέπειτα εκδήλωση άσθματος στο έμβρυο, 214

216 ωστόσο τα διαθέσιμα δεδομένα από μελέτες παρατήρησης δεν είναι ισχυρά. Τέλος, η έκθεση της εγκύου σε περιβαλλοντικούς ρύπους μπορεί να προκαλέσει ανώμαλη ανάπτυξη των πνευμόνων του εμβρύου μεταξύ άλλων. Όσον αφορά την ανάπτυξη του εμβρύου έχει βρεθεί συσχέτιση ανάμεσα στο χαμηλό βάρος γέννησης και την εκδήλωση άσθματος. Προοπτικές μελέτες με υπερηχογραφική παρακολούθηση της εμβρυικής ανάπτυξης κατά την κύηση έχουν αναφέρει χαμηλότερο κίνδυνο για άσθμα σε παιδιά με μεγαλύτερες διαστάσεις κατά την εμβρυική ζωή. Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί Στη βάση της πρόκλησης αλλεργικού τύπου φλεγμονής μπορεί να βρίσκεται είτε η υπερλειτουργία των Th-2 λεμφοκυττάρων είτε η αδυναμία ελέγχου τους από τα Th-1 ή τα ρυθμιστικά Τ-λεμφοκύτταρα. Η κύηση πραγματοποιείται σε ένα περιβάλλον που ανοσολογικά καθορίζεται από την παρουσία Th-2 και ρυθμιστικών Τ-λεμφοκυττάρων και ενορχηστρώνεται από τον φθαρτό. Συγκεκριμένα η ιντερλευκίνη-4 παράγεται από κύτταρα του αμνίου ενώ η ιντερλευκίνη-13 από κύτταρα του πλακούντα. Στο αμνιακό υγρό ανευρίσκονται υψηλές συγκεντρώσεις των ρυθμιστικών κυτταροκινών IL-10 και TGF-β. Φαίνεται πως το περιβάλλον αυτό προστατεύει το έμβρυο από την αποβολή ή ενδομήτρια καθυστέρηση της ανάπτυξης που θα προκαλούταν από ενδεχόμενη Th-1 ανοσολογική αντίδραση της μητέρας έναντι των πατρικών εμβρυικών αντιγόνων και παράλληλα ασκεί σημαντική επιρροή στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος του εμβρύου. Τόσο τα αλλεργιογόνα όσο και οι IgE ανοσοσφαιρίνες ανιχνεύονται στο αμνιακό υγρό σε συγκέντρωση που αντιστοιχεί περίπου στο 10% των επιπέδων της μητρικής κυκλοφορίας. Η συγκέντρωση των IgE στο αμνιακό υγρό θα είναι υψηλότερη σε μητέρες που έχουν αλλεργία ή πάσχουν από κάποια παρασιτική λοίμωξη. Έχει υποτεθεί ότι στις περιπτώσεις αυτές διευκολύνεται η ευαισθητοποίηση σε ιδιαίτερα χαμηλές συγκεντρώσεις αλλεργιογόνου καθώς οι μητρικές IgE που καταπίνονται από το έμβρυο συνδέονται με υποδοχείς στα δενδριτικά κύτταρα του εμβρυικού λεπτού εντέρου και ευνοούν την πρόσληψη των αλλεργιογόνων. 215

217 Εικόνα 11 Ανοσολογικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ μητέρας και εμβρύου που διαμεσολαβούνται από τους ιστούς του φθαρτού. Ως αποτέλεσμα της παρουσίας IL-13, IL-4,TGF-β, IL-10 σε συνδυασμό με μητρικά αλλεργιογόνα και IgE η κατάποση αμνιακού υγρού από το έμβρυο θα δημιουργήσει περιβάλλον στο οποίο κάθε ευαισθητοποίηση θα είναι Th-2 κατευθυνόμενη. Πηγή: A. John Henderson, John O. Warner Ως συνέπεια της ενεργούς μεταφοράς IgG αντισωμάτων συνδεδεμένων με αντιγόνα και αλλεργιογόνα μέσω του πλακούντα κατά το τρίτο τρίμηνο της κύησης υπάρχει επίσης έκθεση στα αλλεργιογόνα άμεσα από τη μητρική προς την εμβρυική κυκλοφορία. Παρουσία μεγάλης ποσότητας IgG αντισωμάτων για ένα αλλεργιογόνο σχετίζεται με χαμηλότερο κίνδυνο ευαισθητοποίησης για το αλλεργιογόνο αυτό. Ωστόσο, διακυμάνσεις στο χρόνο και το βαθμό της έκθεσης κατά την κύηση μπορεί να οδηγήσουν σε ουσιώδεις διαφορές στο αποτέλεσμα. Μία μελέτη πάνω στην έκθεση σε σημύδα και γύρη από γρασίδι κατά την εγκυμοσύνη έδειξε ότι το έμβρυο δρομολογεί κυτταρική απόκριση ευαισθητοποίησης μόνο αν η εποχή της έκθεσης εμπίπτει στους πρώτους 6 μήνες της κύησης ενώ η έκθεση το τελευταίο τρίμηνο οδηγεί σε ανάπτυξη ανοχής. Η ποσότητα της έκθεσης επηρεάζει τα μητρικά επίπεδα IgG και επομένως προκύπτει ότι μεγάλου βαθμού έκθεση μπορεί να οδηγήσει σε ανάπτυξη ανοχής στο έμβρυο. Αντίστοιχες μελέτες υπαινίσσονται ότι οι προσπάθειες για μείωση της έκθεσης σε αλλεργιογόνα κατά την εγκυμοσύνη μπορεί να έχουν μάλλον δυσμενές παρά ευνοϊκό αποτέλεσμα. Προς το παρόν δεν υπάρχουν αρκετά στοιχεία ώστε να προτείνεται τροποποίηση των περιβαλλοντικών συνθηκών κατά την εγκυμοσύνη. Όσον αφορά την επάρκεια της εμβρυικής θρέψης, μελέτες έχουν δείξει συσχέτιση μεταξύ μεγάλης περιμέτρου κεφαλής κατά τη γέννηση και των επιπέδων ολικής IgE κατά τη γέννηση αλλά και την παιδική και ενήλικο ζωή. Έχει υποτεθεί ότι η καλή παροχή θρεπτικών συστατικών στο έμβρυο κατά τα αρχικά στάδια της εγκυμοσύνης το «προγραμματίζει» σε μια τροχιά ραγδαίας αύξησης που απαιτεί συνεχή παροχή θρεπτικών ουσιών. Αν αυτή δεν επιτευχθεί κατά τα επόμενα στάδια της εγκυμοσύνης θα υπάρχει συνεχιζόμενη ανάπτυξη της κεφαλής σε βάρος της ανάπτυξης του υπόλοιπου 216

218 σώματος με επιπτώσεις σε ταχέως πολλαπλασιαζόμενους ιστούς όπως είναι αυτοί του ανοσοποιητικού συστήματος. Τέλος, το κάπνισμα της μητέρας κατά την εγκυμοσύνη φαίνεται να αλληλεπιδρά με διάφορους πολυμορφισμούς αντιοξειδωτικών γονιδίων και επιδρά στην ανάπτυξη των πνευμόνων αλλά και στην εμβρυική ανοσολογική απόκριση. Προοπτικές για το μέλλον Η αναζήτηση της «εμβρυικής προέλευσης» του άσθματος και της αλλεργίας είναι ένα πεδίο ανοιχτό στην έρευνα. Προς το παρόν υπάρχουν πολλά αναπάντητα ερωτήματα όπως είναι η ακριβής φύση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ του γονιδιώματος και των περιβαλλοντικών παραγόντων που δρουν κατά την ενδομήτρια ζωή καθώς και των επιγενετικών μηχανισμών που κινητοποιούνται ώστε να τροποποιήσουν τη φαινοτυπική έκφραση οδηγώντας σε εκδήλωση άσθματος στη μετέπειτα ζωή. Επιπλέον υπάρχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στη διερεύνηση της πιθανής αύξησης ή ελάττωσης του κινδύνου για εκδήλωση άσθματος στο παιδί μετά από χορήγηση συμπληρωμάτων διατροφής ή εφαρμογή διαφόρων μορφών ανοσολογικής τροποποίησης της μητέρας κατά την εγκυμοσύνη. Βιβλιογραφία 1. John Henderson, John O. Warner, Fetal origins of asthma, Seminars in Fetal & Neonatal Medicine 17 (2012)

219 Δ. Ψυχική υγεία Ακολουθώντας τα δεδομένα και το ενδιαφέρον στην αναζήτηση της εμβρυικής προέλευσης των μεταβολικών και καρδιαγγειακών νοσημάτων έχει προταθεί τις τελευταίες δύο δεκαετίες η υπόθεση πως το πρότυπο της εμβρυικής ανάπτυξης συσχετίζεται επιπλέον με την εμφάνιση επιπτώσεων από τη συμπεριφορά και την ψυχική υγεία στην μετέπειτα πορεία της ζωής του ανθρώπου. Η υπόθεση αυτή έχει υποστηριχθεί τόσο από επιδημιολογικές μελέτες όσο και από τη διεξαγωγή πειραμάτων σε ζώα. Επιδημιολογικά δεδομένα Είναι δύσκολο να λάβουμε αξιόπιστες και λεπτομερείς πληροφορίες για το ενδομήτριο περιβάλλον σε μελέτες σε ανθρώπους γι αυτό και οι επιδημιολογικές μελέτες συχνά χρησιμοποιούν μετρήσεις της εμβρυικής ανάπτυξης (όπως βάρος γέννησης, μήκος και περίμετρο κεφαλής κατά τη γέννηση, βάρος πλακούντα) ως δείκτη του εμβρυικού περιβάλλοντος. Παρά την παρουσία ορισμένων αδυναμιών που προκύπτουν από αυτή την απλούστευση έχουν προκύψει στοιχεία που συνδέουν παραμέτρους της εμβρυικής ανάπτυξης με εκδηλώσεις από τη συμπεριφορά και την ψυχική υγεία. Όσον αφορά τις γνωστικές λειτουργίες έχει βρεθεί από αρκετές μελέτες συσχέτιση ανάμεσα στο νοητικό πηλίκο και το βάρος γέννησης. Μία ανασκόπηση 10 μελετών αναφέρει ότι όλες βρήκαν ελάττωση του I.Q. σε παιδιά με χαμηλό βάρος γέννησης που κυμαινόταν από 3.8 έως 15.2 μονάδες ανάμεσα στις ομάδες. Μάλιστα η συσχέτιση αυτή φαίνεται να είναι συνεχής σε όλο το φάσμα του βάρους γέννησης με μικρότερη ωστόσο ισχύ. Μία μεγάλης κλίμακας μελέτη που πραγματοποιήθηκε σε στρατευμένους στη Σουηδία έδειξε ότι η συσχέτιση της εμβρυικής ανάπτυξης με την ανάπτυξη των νοητικών λειτουργιών στην ενήλικη ζωή δεν μπορούσε να ερμηνευθεί από διαφορές στην κοινωνικο-οικονομική κατάσταση. Πρόσφατα, σε μία μεγάλη προοπτική μελέτη που έγινε στην Αυστραλία αναφέρθηκε συσχέτιση ανάμεσα στην εμβρυική ανάπτυξη και τον κίνδυνο για διανοητική αναπηρία που είχε μορφή παραβολής. Συσχέτιση του βάρους γέννησης έχει αναφερθεί και με διαταραχές της συμπεριφοράς. Συγκεκριμένα έχει φανεί από μελέτες αυξημένη συχνότητα εκδήλωσης 218

220 υπερκινητικότητας και ελλειμματικής προσοχής σε παιδιά με χαμηλότερο βάρος γέννησης. Επιπρόσθετα, υπάρχουν στοιχεία που δείχνουν αυξημένη συχνότητα συναισθηματικών διαταραχών, προβλημάτων με τους συνομηλίκους και γενικότερα προβλημάτων συμπεριφοράς στα παιδιά αυτά. Οι συσχετίσεις ωστόσο δεν είναι πάντα ισχυρές ούτε επιβεβαιώνονται από όλες τις μελέτες. Επιπλέον, έχουν αναφερθεί συσχετίσεις του βάρους γέννησης με την εκδήλωση προβλημάτων συμπεριφοράς αργότερα στη ζωή και σε ζεύγη διδύμων. Η συσχέτιση της εκδήλωσης διαταραχής υπερκινητικότητας/ ελλειμματικής προσοχής με την περίμετρο κεφαλής κατά τη γέννηση είναι πιο ισχυρή από αυτήν του βάρους γέννησης. Φαίνεται έτσι πως η επίδραση της αντιξοότητας κατά την εμβρυική ζωή στην ανάπτυξη διαταραχών συμπεριφοράς προϋποθέτει διαταραχή της ανάπτυξης του εγκεφάλου. Επίσης, έχει αναζητηθεί συσχέτιση της εμβρυικής αντιξοότητας με την εμφάνιση διαταραχών προσωπικότητας. Οι Neugebauer et al. (1999) βρήκαν αυξημένο κίνδυνο για αντικοινωνική διαταραχή προσωπικότητας σε άνδρες των οποίων οι μητέρες βρίσκονταν στο πρώτο ή δεύτερο τρίμηνο της εγκυμοσύνης κατά τον «Ολλανδικό λιμό» ενώ στην ίδια περίπτωση οι Hoek et al. (1996) βρήκαν αυξημένο κίνδυνο για σχιζοειδή διαταραχή της προσωπικότητας. Σύμφωνα με τους Cannon et al. το χαμηλό βάρος γέννησης είναι σημαντικός παράγοντας κινδύνου για τη μετέπειτα ανάπτυξη σχιζοφρένειας. Ακόμη, οι Wahlbeck et al. μελετώντας τις γεννήσεις από ένα κεντρικό νοσοκομείο του Ελσίνκι μεταξύ του 1924 και του 1933 έδειξαν ότι η σχιζοφρένεια σχετιζόταν με χαμηλό μητρικό δείκτη μάζας σώματος κατά το τέλος της εγκυμοσύνης, χαμηλό βάρος και μήκος γέννησης καθώς και μειωμένο βάρος πλακούντα. Ωστόσο, σε αντίστοιχη μελέτη που πραγματοποιήθηκε στη Σουηδία οι συγγραφείς ανέδειξαν συσχέτιση σχήματος υπερβολής μεταξύ του διορθωμένου για την ηλικία βάρους γέννησης και της εκδήλωσης σχιζοφρένειας. Αυξημένη επίπτωση σχιζοφρένειας βρέθηκε επίσης σε άτομα που είχαν εκτεθεί στον Ολλανδικό ή τον κινέζικο λιμό κατά την ενδομήτρια ζωή. Τα αποτελέσματα αυτά ωστόσο δεν επιβεβαιώνονται από όλες τις μελέτες. Τελευταία προκύπτουν ενδείξεις πως το πρώιμο περιβάλλον της ζωής μπορεί να είναι σημαντικός προδιαθεσικός παράγοντας για την εκδήλωση καταθλιπτικών διαταραχών. Τα πρώτα στοιχεία προήλθαν από τη μελέτη του «Ολλανδικού λιμού» και έδειξαν ότι η ενδομήτρια έκθεση στο λιμό κατά το δεύτερο ή τρίτο τρίμηνο της κύησης σχετιζόταν με αυξημένο κίνδυνο 219

221 για διαταραχές της διάθεσης στη μετέπειτα ζωή. Ακολούθησαν μελέτες που επιχείρησαν να συσχετίσουν τις περιπτώσεις αυτοκτονίας με το βάρος γέννησης. Τα ευρήματά τους επιβεβαιώθηκαν από μία μελέτη της επίπτωσης της κατάθλιψης στον πληθυσμό της μελέτης του Hertfordshire η οποία έδειξε τριπλάσιο κίνδυνο για κατάθλιψη σε άνδρες με βάρος γέννησης μικρότερο των 2950 kg σε σύγκριση με αυτούς που είχαν βάρος γέννησης μεγαλύτερο των 3950 kg. Τα αποτελέσματα αυτά ωστόσο είναι αμφιλεγόμενα καθώς κάποιες μελέτες που ακολούθησαν δεν ανέδειξαν αντίστοιχη συσχέτιση. Επιπρόσθετα, μελέτες που εστιάστηκαν στην εκδήλωση διπολικής διαταραχής σε σύγκριση με το βάρος γέννησης δε βρήκαν κάποια σταθερή συσχέτιση. Εν κατακλείδι, η συσχέτιση μεταξύ εμβρυικής ανάπτυξης και συναισθηματικών διαταραχών δε θεωρείται ισχυρή και παρουσιάζει ανεξήγητες διαφορές ανάμεσα στα φύλα. Κατά καιρούς έχουν διεξαχθεί επιπλέον μελέτες που ανέδειξαν συσχετίσεις μεταξύ της εμβρυικής ανάπτυξης και της εκδήλωσης διαφόρων χαρακτηριστικών της προσωπικότητας όπως είναι η επιθετικότητα ενώ μικρός αριθμός μελετών ανέφεραν συσχετίσεις με συμπεριφορές αγχώδους υπεραντιδραστικότητας σε αγόρια. Συγκεκριμένα οι Nilsson et al. μελετώντας έναν πληθυσμό αγοριών ηλικίας 18 ετών στη Σουηδία έδειξαν ότι η εμφάνιση ψυχολογικής πίεσης σχετιζόταν αντίστροφα με το βάρος γέννησης και την περίμετρο κεφαλής κατά τη γέννηση ενώ οι Schlotz et al. ανέδειξαν την ύπαρξη αντίστροφης συσχέτισης ανάμεσα στο διορθωμένο για την ηλικία κύησης βάρος γέννησης και την εκδήλωση νευρικών κινήσεων των κάτω άκρων σε ψυχοπιεστικές καταστάσεις σε αγόρια ηλικίας 7 έως 9 ετών. Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί Το μέγεθος του νεογνού κατά τη γέννηση είναι,όπως προαναφέρθηκε, απλά ένας δείκτης του εμβρυικού περιβάλλοντος. Κατά συνέπεια, πιο πρόσφατες επιδημιολογικές έρευνες προσπαθούν να εκτιμήσουν την επίδραση συγκεκριμένων παραγόντων έκθεσης της εγκύου, όπως είναι το κάπνισμα, η κατανάλωση αλκοόλ, η διατροφή και οι ψυχοπιεστικές καταστάσεις, στον επακόλουθο κίνδυνο για νόσο του παιδιού. Οι παράγοντες αυτοί επιδρούν στο εμβρυικό περιβάλλον είτε έμμεσα, αλλοιώνοντας την παροχή οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών στο έμβρυο εξαιτίας της αγγειοσυσπαστικής δράσης του στρες, των διαφόρων ορμονών ή των τοξινών όπως η νικοτίνη στα αγγεία 220

222 του πλακούντα, είτε άμεσα μέσω της μεταφοράς των μητρικών γλυκοκορτικοειδών ή άλλων ουσιών στο έμβρυο διαμέσου του πλακούντα. Οι παράγοντες αυτοί είναι σημαντικοί παράγοντες κινδύνου για εκδήλωση διαταραχών της συμπεριφοράς και της ψυχικής υγείας του εμβρύου στη μετέπειτα ζωή του. Επί παραδείγματι το κάπνισμα της μητέρας όπως και η χρήση αλκοόλ κατά την εγκυμοσύνη έχει συσχετιστεί με διαταραχές συμπεριφοράς του απογόνου κατά την παιδική και εφηβική ηλικία. Ωστόσο, το πρότυπο της συσχέτισης διαφόρων αιτιολογικών παραγόντων με τις επακόλουθες διαταραχές δεν καταδεικνύει υψηλή εκλεκτικότητα και ειδικότητα στη δράση τους. Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να αποδοθεί στην ύπαρξη κοινών διαπλακουντιακών μηχανισμών δράσης που με τη σειρά τους οδηγούν σε παρόμοιες νευροαναπτυξιακές διαταραχές. Ωστόσο, παρά Εικόνα 12 Οι κύριοι μηχανισμοί που διαμεσολαβούν την επίδραση των ενδομήτριων περιβαλλοντικών παραγόντων στην ψυχική και νοητική υγεία του ατόμου είναι οι μεταβολές στη δομική ανάπτυξη του εγκεφάλου, στα νευρομεταβιβαστικά συστήματα, σε νευροενδοκρινικά συστήματα καθώς και στην εμβρυική ανάπτυξη. Πηγή: Wolff Schlotz, David I.W. Phillips, Fetal origins of mental health: Evidence and mechanisms την ομοιότητα στο μηχανισμό δράσης οι ακριβείς τροποποιήσεις της ανάπτυξης του εγκεφάλου μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον αιτιολογικό παράγοντα. Το δυσμενές εμβρυικό περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμες αλλοιώσεις στην ανάπτυξη του εγκεφάλου ανάλογα με το στάδιο της ωρίμανσής του και το είδος της προσβολής. Επιπλέον,η ανάπτυξη του σεροτονινεργικού συστήματος του εγκεφάλου αλλά και άλλων νευρoμεταβιβαστικών συστημάτων ενδεχομένως να συσχετίζεται με την εμβρυική ανάπτυξη και τον προγραμματισμό του εμβρυικού εγκεφάλου. Οι μακροπρόθεσμες επιδράσεις των δυσμενών συνθηκών εμβρυικής ανάπτυξης έχει υποτεθεί ότι μπορεί να οφείλονται είτε σε νευρολογική βλάβη είτε σε προσαρμοστική απάντηση στο εμβρυικό περιβάλλον που θα μπορούσε να δράσει ως φυσική επιλογή για 221

223 την ανταπόκριση σε ένα εξίσου δυσμενές μεταγεννητικό περιβάλλον. Παραδείγματος χάριν, η διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/ υπερκινητικότητας μπορεί να είναι ένδειξη ύπαρξης «ετοιμότητας προς απόκριση» και η παρουσία ενός σκληρού, ταχέως εναλλασσόμενου περιβάλλοντος με έλλειψη πόρων θα μπορούσε να «επιλέξει» τα άτομα που πάσχουν. Αντιθέτως, όταν το μεταγεννητικό περιβάλλον δεν ταιριάζει με αυτό για το οποίο προγραμματίστηκε ο οργανισμός (όπως συμβαίνει στις σύγχρονες κοινωνίες) τα χαρακτηριστικά αυτά λειτουργούν ως μειονέκτημα. Τα κύρια ορμονικά συστήματα που διαμεσολαβούν την απόκριση στο στρες είναι ο υποθαλαμο-υποφυσιο-επινεφριδιακός άξονας, το αυτόνομο νευρικό σύστημα και οι ινσουλινομιμητικοί αυξητικοί παράγοντες. Φαίνεται πως οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις του στην ψυχική υγεία του εμβρύου πραγματοποιούνται σε κάποιο βαθμό μέσω αλλαγών στην έκφραση υποδοχέων των στεροειδών ορμονών μέσα στο μεταιχμιακό σύστημα. Επιπλέον, η προγεννητική έκθεση στο στρες φαίνεται πως επιδρά τροποποιώντας διάφορα νευρομεταβιβαστικά και νευροτροποποιητικά συστήματα, νευροτροφικούς παράγοντες καθώς και μόρια κυτταρικής προσκόλλησης. Δεν πρέπει, τέλος, να παραγνωρίζεται ο ρόλος τόσο του γονιδιακού υποστρώματος όσο και των συνθηκών του μεταγεννητικού περιβάλλοντος στη μετέπειτα νοητική και ψυχική υγεία του απογόνου. Πειράματα σε ζώα Μελέτες που έχουν διερευνήσει τις επιπτώσεις του προγεννητικού stress και της υποξίας εξαιτίας χρόνιας πλακουντιακής ανεπάρκειας σε αρουραίους, ινδικά χοιρίδια, πρόβατα και πιθήκους rhesus υποδεικνύουν ότι ο ιππόκαμπος, η αμυγδαλή, τα βασικά γάγγλια, το ραβδωτό σώμα, ο προμετωπιαίος φλοιός και η παρεγκεφαλίδα είναι περιοχές του εγκεφάλου με ιδιαίτερο ενδιαφέρον. 222

224 Προοπτικές για το μέλλον Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις για συσχέτιση μεταξύ της εμβρυικής ανάπτυξης και της ψυχικής υγείας που υποδεικνύουν την ύπαρξη προγραμματισμού της ψυχικής υγείας και της συμπεριφοράς από την ύπαρξη δυσμενούς ενδομήτριου περιβάλλοντος. Στο μέλλον χρειάζεται να πραγματοποιηθούν μελέτες που θα εξετάσουν την επίδραση συγκεκριμένων προγεννητικών παραγόντων καταβάλλοντας προσπάθεια να διακριθούν οι γενετικές επιδράσεις από τις περιβαλλοντικές. Τα ευρήματά τους θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στους τομείς της δημόσιας υγείας, της εκπαίδευσης και της πρόληψης με σκοπό την γενικότερη καλή κατάσταση του ατόμου. Βιβλιογραφία 1. Wolff Schlotz, David I.W. Phillips, Fetal origins of mental health: Evidence and mechanisms Brain, Behavior, and Immunity 23 (2009)

225 Ε. Υποξική ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια Οι πιεστικές καταστάσεις που επιδρούν στο έμβρυο, όπως η υποξία, η ανεπαρκής θρέψη και η έκθεση σε νικοτίνη, αλκοόλ και γλυκοκορτικοειδή μπορεί να δράσουν όπως προαναφέρθηκε άμεσα ή έμμεσα σε κυτταρικό και μοριακό επίπεδο αλλοιώνοντας την ανάπτυξη του εγκεφάλου. Με τον τρόπο αυτό «προγραμματίζεται» αυξημένη ευαλωτότητα του εγκεφάλου σε ανάπτυξη υποξικής-ισχαιμικής εγκεφαλοπάθειας και εκδήλωση νευρολογικής νόσου στη μετέπειτα ζωή. Η υποξική-ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια είναι η πιο κοινή αιτία νεογνικής εγκεφαλικής βλάβης και οδηγεί σε ένα μεγάλο εύρος νευροαναπτυξιακών ελλειμμάτων. Ο κύριος παθογενετικός μηχανισμός που οδηγεί στην εκδήλωσή της είναι η παρεμπόδιση της εγκεφαλικής αιματικής ροής που μπορεί να προκύψει ως αποτέλεσμα οξείας ελάττωσης της μητρο/εμβρυο-πλακουντιακής κυκλοφορίας ή από χρόνια ελάττωση της εμβρυικής παροχής οξυγόνου και ενέργειας. Η έλλειψη ενέργειας έπειτα κινητοποιεί διάφορους μηχανισμούς που καταλήγουν σε εγκεφαλική βλάβη. Δεδομένης της επίδρασης του προγεννητικού stress στον προγραμματισμό της εγκεφαλικής δομής και λειτουργίας έχει προταθεί ότι το εμβρυικό stress μπορεί να επάγει την εκδήλωση φαινοτύπου ευαίσθητου για υποξική-ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια στο νεογνικό εγκέφαλο μέσω προγραμματισμού του προτύπου έκφρασης κάποιων κομβικών γονιδίων. Η υπόθεση αυτή έχει υποστηριχθεί από κάποιες πρόσφατες μελέτες. Εικόνα 13 Το μητρικό stress κατά την κύηση επιδρά στην ανάπτυξη των εμβρυικών ιστών και οργάνων και οδηγεί σε αυξημένο κίνδυνο εκδήλωσης μεταξύ άλλων νευρολογικών και ψυχιατρικών διαταραχών στη μετέπειτα ζωή. Yong Li, Pablo Gonzalez, Lubo Zhang. Fetal stress and programming of hypoxic/ischemicsensitive phenotype in the neonatal brain: Mechanisms and possible interventions. 224

226 Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί Από τους πιθανούς μηχανισμούς που υπεισέρχονται στην διαμεσολαβούμενη από το εμβρυικό stress αύξηση της ευαισθησίας για εκδήλωση υποξικής-ισχαιμικής εγκεφαλοπάθειας πρέπει να αναφερθούν ο προγραμματισμός της έκφρασης απαραίτητων συστατικών του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης στον εγκέφαλο καθώς και τα γλυκοκορτικοειδή. Τα γλυκοκορτικοειδή δρουν κυρίως προγραμματίζοντας τον υποθαλαμο-υποφυσιο-επινεφριδιακό άξονα. Συγκεκριμένα, η επίμονη υπερέκθεση σε γλυκοκορτικοειδή οδηγεί σε ελάττωση των επιπέδων του υποδοχέα τους (GR) στον ιππόκαμπο μειώνοντας την ένταση της αρνητικής παλίνδρομης ρύθμισης και ενισχύοντας την έκκριση γλυκοκορτικοειδών στη μετέπειτα ζωή τόσο τη βασική όσο και μετά από συνθήκες πίεσης. Με τον τρόπο αυτό ο εγκέφαλος εκτίθεται χρονίως σε υψηλές δόσεις κορτικοστεροειδών και οδηγείται σε ανώμαλη ρύθμιση των γονιδίων και της κυτταρικής συμπεριφοράς. Ωστόσο, φαίνεται ότι το κορτικοειδή μπορεί να ασκούν και νευροπροστατευτική δράση. Η τελική επίδραση της θεραπείας με κορτικοειδή στην ανάπτυξη του εγκεφάλου μάλλον εξαρτάται από τη συγκέντρωση και τη διάρκειά της. Το εμβρυικό stress μπορεί επίσης να επαναπρογραμματίσει τα πρότυπα έκφρασης των μεταλλοπρωτεϊνασών του στρώματος (MMPs) στο νεογνικό εγκέφαλο συνεισφέροντας και με αυτόν τον τρόπο στην αυξημένη ευπάθεια για υποξική-ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια. Ένας επιπλέον παράγοντας που φαίνεται να υπεισέρχεται στην ευπάθεια αυτή μετά από προγεννητική έκθεση στο stress είναι ο επαγόμενος από την υποξία παράγοντας-1 (HIF-1). Πρόκειται για έναν μεταγραφικό παράγοντα του οποίου η σταθερότητα και η δράση επηρεάζεται Εικόνα 14 Πηγή: Yong Li, Pablo Gonzalez, Lubo Zhang. Fetal stress and programming of hypoxic/ischemic-sensitive phenotype in the neonatal brain: Mechanisms and possible interventions. 225

227 σημαντικά από την παρουσία οξυγόνου. Επιπρόσθετα, σύμφωνα με κάποιες μελέτες φαίνεται πως η παρεκκλίνουσα ανάπτυξη του μονοαμινεργικού συστήματος σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου αλλά και σε περιφερικά όργανα εξασθενεί επίσης την ανοχή σε προσβολές υποξίας/ισχαιμίας στα νεογνά. Πειράματα σε ζώα Πολυάριθμες πειραματικές μελέτες σε ζώα (κυρίως τρωκτικά) έχουν επιχειρήσει να μελετήσουν την απάντηση διαφόρων νευρομεταβιβαστικών, νευροενδοκρινικών αλλά και μοριακών μηχανισμών στην προγεννητική έκθεση σε διάφορες ψυχοπιεστικές καταστάσεις. Χαρακτηριστικά αναφέρεται η διερεύνηση της δράσης των ενεργοποιημένων υποδοχέων αγγειοτενσίνης στον εγκέφαλο, καθώς και της επίδρασης που ασκεί σε αυτούς η περιγεννητική έκθεση στη νικοτίνη. Επιπλέον, μία πρόσφατη μελέτη σε πιθήκους του είδους Rhesus ανέφερε ότι η προγεννητική έκθεση στη νικοτίνη επιδρά στα σεροτονινεργικά μονοπάτια στο εγκεφαλικό στέλεχος. Προοπτικές για το μέλλον Οι επιδράσεις της ενδομήτριας έκθεσης στο stress στην ανάπτυξη του εμβρυικού και νεογνικού εγκεφάλου είναι ιδιαίτερα περίπλοκες, δυναμικές και μεταβαλλόμενες ανάλογα με χαρακτηριστικά της έκθεσης και του ίδιου του εμβρύου. Οι ακριβείς μηχανισμοί της υποξικής- ισχαιμικής εγκεφαλοπάθειας βρίσκονται υπό διερεύνηση και δεν έχουν ακόμη διαλευκανθεί. Εκτός από τα συστήματα που αναφέρθηκαν είναι πιθανό να συμμετέχουν και πολλοί ακόμη παράγοντες στον προγραμματισμό της ευπάθειας στην υποξία-ισχαιμία υπό την επίδραση διαφορετικών τύπων προγεννητικού stress. Πρέπει ακόμη να αναφερθεί ότι η ευαισθησία στην υποξική/ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια εκτιμάται συνήθως με κάποιες αδρές μεθόδους όπως η ποσοτική εκτίμηση του μεγέθους του εμφράκτου, η μέτρηση του περιεχομένου σε νερό και η ανίχνευση της διαπερατότητας του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Ωστόσο, κάποιες μεταβολές μπορεί να είναι στοιχειώδεις και να μη μπορούμε να τις ανιχνεύσουμε με τις μεθόδους αυτές. Για τις περιπτώσεις αυτές χρειάζεται να επινοηθούν και να εφαρμοστούν πιο ευαίσθητες τεχνικές. 226

228 Η προστασία των εγκύων από την έκθεση σε επιβλαβείς ψυχοπιεστικές καταστάσεις παραμένει αναγκαία πρακτική που μπορεί να προλάβει την εγκεφαλική βλάβη που θα προκαλούταν από την υποξία και ισχαιμία του εγκεφάλου του νεογνού. Δεδομένης της έλλειψης αποτελεσματικής θεραπείας η πρόγνωση και το αποτέλεσμα για τις περισσότερες περιπτώσεις νεογνών με υποξική ισχαιμική εγκεφαλοπάθεια δεν είναι ευνοϊκή και έτσι καθίσταται απαραίτητη η περαιτέρω αναζήτηση και διερεύνηση της παθολογικής φυσιολογίας και των υποκείμενων μηχανισμών της καταστροφικής αυτής για τη νεογνική ηλικία πάθησης. Βιβλιογραφία 1. Yong Li, Pablo Gonzalez, Lubo Zhang, Fetal stress and programming of hypoxic/ischemic-sensitive phenotype in the neonatal brain: Mechanisms and possible interventions, Progress in Neurobiology 98 (2012)

229 ΣΤ. Νόσος του Parkinson Η νόσος του Parkinson αποτελεί κατά κύριο λόγο νόσο του πληθυσμού της τρίτης ηλικίας με την έναρξη και την κορύφωση των περιστατικών να αφορούν την 6 η δεκαετία της ζωής. Παρόλο που έχει βρεθεί ότι γενετικοί παράγοντες παίζουν ρόλο σε κάποιες περιπτώσεις της νόσου, περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η έκθεση σε φυτοφάρμακα έχουν ευρέως εμπλακεί στην αιτιολογία της ιδιοπαθούς νόσου του Parkinson, μέσα από αναφορές κλινικών περιπτώσεων, επιδημιολογικών μελετών και μοντέλων ζώων. Καθώς η νόσος του Parkinson σχετίζεται με έναρξη αργά στη ζωή, η έρευνα την έχει παραδοσιακά θεωρήσει σαν μια νόσο της γήρανσης παρά την ύπαρξη μια μακράς ιστορίας υποθέσεων ότι περιβαλλοντικοί παράγοντες νωρίς στη ζωή μπορούν να προδιαθέσουν ή ακόμα και να προκαλέσουν την ανάπτυξη παρκινσονικών συμπτωμάτων στη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου. Μέχρι τα τελευταία χρόνια, υπήρχε έλλειψη πειραματικών στοιχείων που να στηρίζουν αυτή την υπόθεση. Πρόσφατες αναφορές όμως έχουν ξεκινήσει να προσδιορίζουν συγκεκριμένους παράγοντες, που αποτελούν μέρος του ενδομήτριου και περιγεννητικού περιβάλλοντος, και οι οποίοι πιθανώς προκαλούν ή προδιαθέτουν σε μια καταστροφή του μελανοραβδωτού συστήματος. Αυτοί οι παράγοντες μπορεί να δικαιολογούν την αναθεώρηση μερικών τουλάχιστον περιπτώσεων της ιδιοπαθούς νόσου του Parkinson ως συνέπεια πλέον μιας νευροαναπτυξιακής «αναστάτωσης» παρά της γήρανσης αποκλειστικά. Επιδημιολογικά Δεδομένα Ιστορικά, ο αναπτυξιακός παράγοντας κινδύνου για νόσο του Parkinson που συγκέντρωσε τη μεγαλύτερη προσοχή ήταν η ύπαρξη ιογενούς λοίμωξης και βασίστηκε σε περιπτώσεις της νόσου που ακολούθησαν μια προσβολή από εγκεφαλίτιδα ή γρίπη(1). Περίπου 15 χρόνια πριν, μία έρευνα στη Μεγάλη Βρετανία εξέτασε το ρόλο της ιογενούς προσβολής που συμβαίνει νωρίς στην ανάπτυξη και πιο συγκεκριμένα κατά την κύηση. Βασισμένη στην υπόθεση ότι η γρίπη ήταν τοξική στη μέλαινα ουσία, έθεσε την υποψία ότι τα άτομα που υπέμειναν τον παράγοντα κινδύνου ενδομήτρια θα γεννιόντουσαν με ένα περιορισμένο απόθεμα ντοπαμινεργικών νευρώνων και έτσι θα ήταν πιο ευάλωτα στο να αναπτύξουν νόσο του Parkinson αργότερα στη ζωή τους. Ιστογράμματα 228

230 συχνότητας εμφάνισης της νόσου του Parkinson καθοριζόμενα από το έτος γέννησης πράγματι συχνά συσχετίζονταν με έτη πανδημίας της γρίπης (π.χ. 1892, και 1929), υποδεικνύοντας έτσι ομαδοποίηση περιπτώσεων της νόσου γύρω από μια σημαντική έκθεση κατά την κύηση. Τα αποτελέσματα επικρίθηκαν ωστόσο λόγω έλλειψης συμφωνίας μεταξύ διδύμων ( που μοιράστηκαν την έκθεση στον παράγοντα κινδύνου κατά την κύηση) και μια μελέτη που έγινε στη συνέχεια απέτυχε στο να αναπαράγει τα αποτελέσματα. Πολλές ακόμα επιδημιολογικές μελέτες προσπάθησαν να συσχετίσουν αιτιολογικά μια λοίμωξη που συμβαίνει πολύ νωρίς στη ζωή με τη νόσο του Parkinson αλλά υπήρξαν διάφορα εμπόδια όπως η επιλογή ομάδων που μπορεί να μην έχουν ακόμα φτάσει στην μέση ηλικία έναρξης της νόσου του Parkinson, διαφορές στη διάγνωση και στην αναφορά των λοιμώξεων σε διαφορετικές γεωγραφικές και ιστορικές περιόδους, μια υποκλινική (και άρα απροσδιόριστη) λοίμωξη καθώς και λανθάνουσες περιπτώσεις. Όλες αυτές οι μελέτες πολλές φορές κατέληξαν ακόμα και σε αντιφατικά αποτελέσματα αλλά έχουν ερευνήσει τη σημαντική υπόθεση ότι μια έκθεση που επισυμβαίνει πολύ νωρίς στη ζωή μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη νευρολογικών νοσημάτων στην ενήλικη ζωή. Είναι λοιπόν σημαντικό να τονιστεί ότι εκτός από τις λίγες έρευνες που αναφέρθηκαν παραπάνω, η νόσος του Parkinson έχει σχεδόν αποκλειστικά θεωρηθεί ως νόσος της γήρανσης και λίγες επιδημιολογικές μελέτες ασχολούνται με το περιβάλλον της παιδικής ηλικίας και της κύησης. Καθώς αποτελεί μια νόσο με καθυστερημένη έναρξη στη ζωή του ατόμου, οι τυπικοί παρκινσονικοί ασθενείς είναι λιγότερο πιθανό να έχουν ζωντανούς γονείς και αδέρφια που να μπορούν να περιγράψουν με ακρίβεια περιβαλλοντικές συνθήκες του παρελθόντος. Οι περισσότερες μελέτες ομάδων για νευρολογικά νοσήματα περιλαμβάνουν άτομα 65 ετών και άνω και κυριαρχούν οι αναδρομικές μελέτες γεγονότων που έλαβαν χώρα πολλές δεκαετίες πριν την έναρξη των συμπτωμάτων όπου η συλλογή πληροφοριών για το περιβάλλον του εμβρύου ειδικά ελλείψει αξιόπιστων βιοδεικτών δυσχεραίνει τη διαδικασία των μελετών. Οι προοπτικές μελέτες θα μπορούσαν να αποτελούν μια λύση αλλά η χρόνια λανθάνουσα περίοδος μέχρι την εμφάνιση της νόσου, η παρακολούθηση των συμμετεχόντων, η συνεπής διάγνωση αποτελούν βασικά προβλήματα στη διεξαγωγή τους. 229

231 Παθοφυσιολογικοί Μηχανισμοί Σημαντική είναι η θέση που κατέχει η «υπόθεση των πολλαπλών εκθέσεων» (multiple hit hypothesis) στην προσπάθεια κατανόησης του μηχανισμού που εξηγεί τη σύνδεση του προγεννητικού περιβάλλοντος με κίνδυνο για ανάπτυξη νόσου του Parkinson αργότερα στη ζωή ενός ατόμου(1). Αυτή η υπόθεση αντιπροσωπεύει πτυχές όπως η σιωπηλή τοξικότητα, η λανθάνουσα κατάσταση, η ύπαρξη «αποκαλυπτικού» παράγοντα (unmasking) και η ύπαρξη κατώτερου ορίου (threshold), υποδηλώνοντας ότι το νευρικό σύστημα δύναται να αντισταθμίσει καταστροφικές επιδράσεις από την έκθεση σε έναν περιβαλλοντικό παράγοντα αλλά όταν ο παράγοντας αυτός επανεμφανιστεί (ειδικά με διαφορετικούς μηχανισμούς ή/και σε διαφορετικό στάδιο της ανάπτυξης), η εκ νέου ρύθμιση δεν είναι εφικτή, η ευαλωτότητα αυξάνει, η ομοιόσταση αποτυγχάνει, το κατώτερο όριο παραβιάζεται (στην περίπτωση της νόσου του Parkinson όλα αυτά οδηγούν σε ντοπαμινεργική δυσλειτουργία) και τα κλινικά συμπτώματα εμφανίζονται. Πρέπει να τονιστεί ότι η σιωπηλή τοξικότητα δεν είναι τερατογόνος και δεν αναμένεται να προκαλεί άμεσα ορατές επιδράσεις πριν από ένα γεγονός που θα την «αποκαλύψει». Τέτοια γεγονότα μπορεί να είναι η έκθεση σε τοξικές ουσίες, ασθένειες και υποθρεψία αλλά και ενδογενείς αιτίες που αφορούν στην ανάπτυξη και στη γήρανση. Αυτοί οι παράγοντες μπορεί να επιδρούν μακροχρόνια και να είναι προοδευτικά καταστροφικοί. Τελικά, ως συνέπεια της ενδομήτριας έκθεσης σε συνδυασμό με το «αποκαλυπτικό γεγονός» μπορεί να προκύψει η εμφάνιση της νόσου που αλλιώς δε θα είχε συμβεί ή ένας αυξημένος κίνδυνος για τη νόσο ή μια τάση να εμφανιστεί τελικά νωρίτερα η νόσος ή τέλος να σχετίζεται με μεγαλύτερη σοβαρότητα. 230

232 Εικόνα 15 The multiple hit model of PD. Different developmental periods occur across the lifespan (xaxis), with the typical onset of idiopathic PD occurring about the sixth decade. The left y-axis represents a theoretical measure of integrity of the DAergic system (percent of maximal function) and there is a threshold level of this DAergic function, which, when breached, results in clinical symptoms. The upper solid curve (normal DA function line) models a state in which DA function remains near maximal for the duration of the lifespan, with some degree of decline as the individual ages (while the physiological role of aging on the DA system is equivocal, we here represent normal aging to play some role in DAergic decline). The lower solid curve represents DA function in the multiple hit model of PD, where hits occurring across the lifespan combined with aging (vertical dashed lines + arrowheads) are each capable of inducing a steeper slope of decline that implies progression of vulnerability (solid lines extended with dashed lines); the cumulative effect of subsequent hits occurring at different stages across the lifespan is an overall acceleration of the curve toward threshold. Πειράματα σε ζώα Στη προσπάθεια αποκάλυψης του ρόλου που διαδραματίζει το προγεννητικό και περιγεννητικό περιβάλλον στην αύξηση του κινδύνου για νόσο του Parkinson στην ενήλικη ζωή, έχουν διεξαχθεί πειραματικές μελέτες που έχουν πρόσφατα προσδιορίσει ένα σύνολο χημικών παραγόντων η έκθεση στους οποίους εμπλέκεται στον παραπάνω ρόλο. Τα πειράματα έγιναν σε ποντίκια και οι χημικοί παράγοντες που μελετήθηκαν σε αυτά είναι: paraquat, maneb, MPTP, οργανοχλωριωμένα φυτοφάρμακα και η λιποπολυσακχαριδική βακτηριοτοξίνη(1). Φάνηκε σε γενικές γραμμές μια επίδραση στην ντοπαμινεργική λειτουργία με άλλοτε άλλη μείωση των ντοπαμινεργικών νευρώνων των 231

233 διάφορων ομάδων ποντικιών που εκτέθησαν σε αυτούς τους παράγοντες προγεννητικά και περιγεννητικά. Προοπτικές για το μέλλον Συμπερασματικά είναι εμφανές πώς υπάρχει μεγάλη έλλειψη δεδομένων για την τεκμηρίωση του ρόλου του ενδομήτριου περιβάλλοντος στην ευαλωτότητα του νευρικού συστήματος για ανάπτυξη νόσου του Parkinson μελλοντικά στη ζωή ενός ατόμου. Είναι αναγκαίο να τεθούν στόχοι που βασιζόμενοι στη «θεωρία των πολλαπλών εκθέσεων», θα μελετούν το ρόλο σημαντικών παραμέτρων με σιωπηλή τοξικότητα σε αναπτυξιακές περιόδους κατά τη διάρκεια της κύησης συνδυαστικά με περιβαλλοντικά γεγονότα που συμβαίνουν από την κύηση μέχρι την τρίτη ηλικία, ως παραγόντων κινδύνου για ανάπτυξη και εμφάνιση παρκινσονικών συμπτωμάτων. Βιβλιογραφία 1. Brian K. Barlow, Deborah A. Cory-Slechta, Eric K. Richfield, Mona Thiruchelvam, The gestational environment and Parkinson s disease: Evidence for neurodevelopmental origins of a neurodegenerative disorder, Reproductive Toxicology 23 (2007)

234 Ζ. Σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών Παρόλο που η αιτιολογία του συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών παραμένει αδιευκρίνιστη, αναδυόμενα στοιχεία υποδεικνύουν ότι η έκθεση του θηλυκού εμβρύου σε υπερανδρογοναιμία μπορεί να οδηγήσει σε φαινότυπο συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών μετά τη γέννηση. Η διατύπωση με αυτόν τον τρόπο της εμβρυικής προέλευσης του συνδρόμου στοχεύει μάλιστα σε μια πιθανή επεξήγηση τελικά της αιτιολογίας του. Επιδημιολογικά δεδομένα Από κλινικές παρατηρήσεις έχει φανεί ότι η προγεννητική έκθεση σε περίσσεια ανδρογόνων σε οποιοδήποτε στάδιο της εμβρυικής ανάπτυξης οδηγεί σε πολλά από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών στις γυναίκες αναπαραγωγικής ηλικίας (1). Επιπλέον, στην κλινική πράξη, τέτοιες περιπτώσεις προγεννητικής υπερανδρογοναιμίας πιο συχνά παρατηρούνταν σε θήλεα έμβρυα τα οποία ως γυναίκες ανέπτυσσαν έπειτα στη ζωή τους συγγενή υπερπλασία επινεφριδίων λόγω έλλειψης 21-υδροξυλάσης, συγγενείς όγκους επινεφριδίων αλλά ακόμα και το ίδιο το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών. Σε μερικές ομάδες βρέθηκε ότι γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών έχουν μεγαλύτερη συγκέντρωση ανδρογόνων μεταξύ 22 ης - 28 ης εβδομάδας κύησης συγκριτικά με γυναίκες που έχουν φυσιολογική εγκυμοσύνη, γεγονός που υποδηλώνει ύπαρξη επίδρασης μεταξύ των γενεών (2). Υπερινσουλιναιμία και αυξημένος όγκος ωοθηκών ανευρίσκεται στις κόρες γυναικών με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών πριν την έναρξη της εφηβείας και διατηρούνται κατά τη διάρκεια της εφηβικής ανάπτυξης. Επιπρόσθετα, γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών είναι πιο επιρρεπείς στο να γεννήσουν νεογνά χαμηλού βάρους γέννησης, γεγονός που συσχετίζεται με υπερανδρογοναιμία, αντίσταση στην ινσουλίνη και δυσλιπιδαιμία. Ακόμα και οι κόρες γυναικών με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών που έχουν φυσιολογικό εμμηνορυσιακό κύκλο και δεν έχουν υπερτρίχωση βρίσκονται σε αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο. Οι Maliqueo και οι συνεργάτες του συνέκριναν αίμα του ομφάλιου λώρου από μητέρες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών με το αντίστοιχο μαρτύρων και η μοναδική διαφορά που βρέθηκε αφορούσε τα επίπεδα λεπτίνης. Αυτό θα μπορούσε να 233

235 αποδοθεί στην υψηλότερη αποθήκη λίπους του εμβρύου ή στη μεταβολική κατάσταση της μητέρας. Ωστόσο, στις κόρες γυναικών με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών, αυτοί οι ερευνητές ανακάλυψαν υψηλότερα επίπεδα θειικής δεϋδροεπιανδροστερόνης (DHEAS) κατά τη διάρκεια της εφηβείας και μια πρόωρη αδρεναρχή στο 30% από αυτές σε σχέση με μάρτυρες. Απ την άλλη μεριά, ο Hickey και οι συνεργάτες του δε βρήκαν σχέση μεταξύ μητρικού αίματος κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και δειγμάτων ομφαλίου λώρου με υπερανδρογοναιμία και συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών σε έφηβες κόρες που εντάχθηκαν σε μια ομάδα μελέτης. Παθοφυσιολογικοί Μηχανισμοί Ο μηχανισμός με τον οποίο τα μητρικά ανδρογόνα επηρεάζουν το έμβρυο δεν έχει διευκρινιστεί. Ένας φυσιολογικός πλακούντας δεν επιτρέπει τη μεταφορά ανδρογόνων από τη μητέρα στο έμβρυο (2). Η πλακουντιακή μεταφορά ανδρογόνων έχει αναφερθεί σε περιπτώσεις δυσλειτουργίας του πλακούντα όπως στην πλακουντιακή έλλειψη αρωματάσης ή την υποθρεψία. Άλλη πηγή έκθεσης του εμβρύου στα ανδρογόνα μπορεί να είναι είτε η ωοθήκη του εμβρύου που μπορεί να υπερεκκρίνει ανδρογόνα, όπως σε περιπτώσεις μητρικής υπερινσουλιναιμίας, είτε ο φλοιός των επινεφριδίων του εμβρύου που επίσης μπορεί να υπερεκκρίνει ανδρογόνα όπως στην περίπτωση έλλειψης της 21-υδροξυλάσης. Πειράματα σε ζώα Τα θηλυκά θηλαστικά που έχουν χρησιμοποιηθεί για να μιμηθούν την περίσσεια ανδρογόνων και την επακόλουθη εκδήλωση φαινοτύπου συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών περιλαμβάνουν ποντίκια, αρουραίους, πρόβατα και μη ανθρώπινα πρωτεύοντα. Ειδικά, οι θηλυκοί rhesus πίθηκοι που χρησιμοποιοιούνται σε αυτά τα πειράματα, εμφανίζουν όλα τα χαρακτηριστικά του συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών συμπεριλαμβανομένης της υπερανδρογοναιμίας, της υπερέκκρισης LH, της ολιγομηνόρροιας και των μεγάλου μεγέθους πολυκυστικών ωοθηκών. Επιπλέον, οι πίθηκοι αυτοί εμφανίζονται με μεταβολικά ελλείμματα που χαρακτηρίζουν το σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών όπως παρεκκλίνουσα λιπώδη ιστική κατανομή(μεγαλύτερο 234

236 ποσοστό σπλαγχνικού λίπους) και ανωμαλίες στην έκκριση και τη δράση της ινσουλίνης. Επομένως, έχει φανεί ότι η ενδομήτρια περίσσεια ανδρογόνων πιθανώς διαταράσσει το συγκεκριμένο ιστικό προγραμματισμό με τέτοιο τρόπο ώστε να οδηγεί σε μια ενιαία εμβρυική προέλευση του αναπαραγωγικού και μεταβολικού συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών (1). Επιπλέον, από τη μελέτη των πειραμάτων προκύπτει ότι τα ανδρογόνα ενδομήτρια μπορούν να επαναπρογραμματίσουν την ευαισθησία έκκρισης της εκλυτικής ορμόνης των γοναδοτροπινών, να αλλάξουν το μοτίβο γενετικής έκφρασης των ωοκυττάρων και να προκαλέσουν ανώμαλη ανάπτυξη ωοθηκών, παραμονή των ωοθυλακίων και ωοθηκικά και ωχρινικά ελλείμματα. Προοπτικές για το μέλλον Στο μέλλον, χρειάζεται να διενεργηθούν ακόμα περισσότερες κλινικές μελέτες και πειράματα που θα προσδιορίσουν επακριβώς το ρόλο της ενδομήτριας υπερανδρογοναιμίας στην αιτιολογία της εμβρυικής προέλευσης του συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών. Επίσης αναμένεται και μια νέα ματιά στους επιγενετικούς μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από την εμβρυική προέλευση του συνδρόμου καθώς και το μοτίβο κληρονομικότητάς του. Βιβλιογραφία 1. Zhongxiang Li, Hefeng Huang, Epigenetic abnormality: A possible mechanism underlying the fetal origin of polycystic ovary syndrome, Medical Hypotheses (2008) 70, Ceesar Dıaz-Garcıa, M.D., Carlos Estella, Ph.D., Alfredo Perales-Puchalt, M.D. and Carlos Sim_on, M.D., Ph.D., Reproductive medicine and inheritance of infertility by offspring: the role of fetal programming, Fertility and Sterility_ Vol. 96, No. 3, September

237 3. H. Υπογονιμότητα Δεδομένου ότι η γαμετογένεση λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, η κατάσταση θρέψης της μητέρας μπορεί να επιδράσει στη γονιμότητα του απογόνου καθώς και στην ποιότητα και στις επιγενετικές σημάνσεις των γαμετών του, δημιουργώντας έτσι μια επίδραση μεταξύ των γενεών. Αντίστοιχες συσχετίσεις έχουν αναφερθεί και με το βάρος γέννησης. Έχουν παρατηρηθεί, λοιπόν, συνέπειες στη διαφοροποίηση των γαμετών, στα όργανα αναπαραγωγής, την έναρξη της εφηβείας, την ποιότητα των γαμετών, την ορμονική κατάσταση και τη γονιμότητα. Επιδημιολογικά Δεδομένα Διαταραχή της ανάπτυξης των γονάδων έχει παρατηρηθεί σε IUGR έμβρυα ή θνησιγενή βρέφη. Ανώμαλη ανάπτυξη των ωοθηκών, συνοδευόμενη από μειωμένο όγκο πρωταρχικών ωοθυλακίων στο φλοιό των ωοθηκών, παρατηρήθηκε σε IUGR άτομα κατόπιν ανεπάρκειας του πλακούντα (1). Επιπλέον, η κρυψορχία είναι συνήθης σε αγόρια που έχουν γεννηθεί ως IUGR και έχει συσχετιστεί με μειωμένη παραγωγή σπέρματος στην ενήλικη ζωή. Αργότερα στην ανάπτυξη, η έναρξη της εφηβείας και η ηλικία της εμμηναρχής φάνηκε να προηγείται κατά 5-10 μήνες στα SGA κορίτσια σε σχέση με τα AGA. Αυτά τα κορίτσια έχουν επιπλέον υψηλότερες συγκεντρώσεις FSH και μικρότερες ωοθήκες και μήτρα σε σχέση με τα AGA. Στην εφηβεία ο επιπολασμός της ανωοθυλακιορρηξίας εμφανίζεται υψηλότερος μεταξύ των SGA κοριτσιών σε σύγκριση με τα AGA, με αραιότερα επεισόδια ωοθυλακιορρηξίας στο σχετικά μικρό κλάσμα των SGA κοριτσιών με ωοθυλακιορρηξία. Έχει προταθεί ότι η αντίσταση στην ινσουλίνη θα μπορούσε να αποτελεί το μηχανισμό πρώιμης εμμηναρχής στα SGA κορίτσια και ότι η ευαισθητοποίηση με ινσουλίνη πιθανώς να είναι μια προσέγγιση για να αντιστραφούν αυτές οι ανεπιθύμητες ενέργειες. Πάντως, μέχρι σήμερα, σχετικά λίγες έρευνες που συνδέουν το βάρος γέννησης με την υπογονιμότητα στην ενήλικη ζωή είναι διαθέσιμες. Παρ όλα αυτά, στις γυναίκες, 236

238 υψηλό (>4500γρ) ή χαμηλό (<2500γρ) βάρος γέννησης κατά τη γέννηση συνδέεται με καθυστέρηση στη σύλληψη. Σε μια ομάδα 347 ανδρών, η ποιότητα του σπέρματος ή η ορμονική κατάσταση δε φάνηκε να επηρεάζεται από το βάρος γέννησης. Ωστόσο, σε μια πρόσφατη έρευνα, τεκμηριώθηκε ότι οι ενήλικες άρρενες που είχαν γεννηθεί ως SGA έχουν χαμηλότερες συγκεντρώσεις τεστοστερόνης στο πλάσμα σε σύγκριση με AGA μάρτυρες, ανεξάρτητα από την ηλικία, το σωματικό βάρος και το ύψος. Επιπλέον, παρατηρήθηκε στους άντρες υπογόνιμων ζευγαριών ότι οι αυτοί με ιδιοπαθή υπογονιμότητα είχαν χαμηλότερο βάρος γέννησης σε σχέση με άντρες που χαρακτηρίζονταν από υπογονιμότητα γνωστής αιτιολογίας ή άντρες με φυσιολογική ανάλυση σπέρματος. Όσον αφορά τώρα στην επίδραση της υποθρεψίας της μητέρας στη γονιμότητα του απογόνου, παρατηρήθηκε ότι στην περίπτωση του ολλανδικού λιμού, η γονιμότητα του άρρενος απογόνου δεν επηρεάστηκε και ειδικά στα θηλυκά φάνηκε να βελτιώνεται, καθώς γυναίκες, οι οποίες γεννήθηκαν από μητέρες που υπέστησαν το λιμό κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, απέκτησαν παιδιά νωρίτερα και έκαναν πιο πολλά παιδιά και πιο πολλά δίδυμα σε σχέση με αυτές που γεννήθηκαν από μητέρες φυσιολογικής θρέψης. Παρ όλα αυτά, τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν για να αξιολογηθεί η γονιμότητα σε αυτές τις έρευνες ήταν ο αριθμός παιδιών ανά γυναίκα, ηλικία της μητέρας κατά την πρώτη κύηση, το ποσοστό των διδύμων και το ποσοστό των άτεκνων γυναικών, που μπορεί να επηρεάστηκαν από πολλούς άλλους παράγοντες ανεξάρτητους από τη γονιμότητα. Η ορμονική κατάσταση, το απόθεμα των ωοθηκών, ο χρόνος σύλληψης ή προηγούμενες αποβολές δε λήφθησαν υπ όψιν. Τέλος, πρώιμη έναρξη της εφηβείας παρατηρήθηκε σε κορίτσια που γεννήθηκαν από μητέρες με υψηλό BMI (>25kg/m 2 ). Επίσης, μία επιδημιολογική μελέτη που διεξήχθη σε 328 άντρες στη Δανία, έδειξε μια ολέθρια επίδραση του υψηλού BMI της μητέρας στην ποιότητα σπέρματος και τη συγκέντρωση ινχιμπίνης στο πλάσμα του γιου της, υποδεικνύοντας έτσι μια μειωμένη λειτουργία των κυττάρων Sertoli. 237

239 Παράγοντες που επηρεάζουν Η υπογονιμότητα του απογόνου πιθανώς να επάγεται από μια ποικιλία μηχανισμών όπως το οξειδωτικό στρες και οι οποίοι διαμεσολαβούνται από επιγενετικές αλλαγές. Επιπλέον, η θρέψη της μητέρας μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση ενδογενών μητρικών ορμονών που είναι απαραίτητες κατά τη διάρκεια της εμβρυικής ανάπτυξης (1). Αδρά, τα γεννητικά κύτταρα κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και το έμβρυο πριν την εμφύτευση υπόκεινται σε έντονες επιγενετικές τροποποιήσεις. Στα γεννητικά κύτταρα μια νέα μεθυλίωση του DNA επιτυγχάνεται κατά τον πολλαπλασιασμό των σπερματογονιών (κατά τη διάρκεια της εμβρυικής ζωής πριν η μείωση λάβει χώρα) στα άρρενα, ενώ στα θήλεα συμβαίνει κατά την ανάπτυξη και την ωρίμανση των ωοκυττάρων (πολύ μετα από τα γέννηση και πριν από κάθε ωοθυλακιορρηξία) υποδηλώνοντας έτσι ότι οι σημαντικές περίοδοι διατάραξης των επιγενετικών σημάνσεων διαφέρουν ανάμεσα στα 2 φύλα με τα άρρενα να είναι πιθανώς πιο ευαίσθητα κατά τη διάρκεια της εμβρυικής ζωής σε σχέση με τα θήλεα. Τέλος, το φυλλικό οξύ και η βιταμίνη Β12 φαίνεται να συμμετέχει στους επιγενετικούς μηχανισμούς ενώ η χρήση αλκοόλ από τη μητέρα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης ίσως μπορεί να οδηγήσει σε υπογονιμότητα του ενήλικου γιου της μέσω αλλαγών στην ανάπτυξη των κυττάρων Sertoli ή αυξημένης πιθανότητας για κρυψορχία. Πειράματα σε ζώα Οι πειραματικές μελέτες σε πρόβατα και αρουραίους προσπάθησαν να ανιχνεύσουν το ρόλο της κατάστασης θρέψης της μητέρας στην ανάπτυξη των γονάδων, στη λειτουργία του άξονα υποθάλαμος-υπόφυση-γονάδες καθώς και στην ποιότητα των γαμετών και τη γονιμότητα στην ενήλικη ζωή του απογόνου(1). Φάνηκε λοιπόν ότι η μητρική υποθρεψία κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης επηρεάζει την απάντηση της υπόφυσης στην GnRH και την ανάπτυξη και λειτουργία των γονάδων ανάλογα με τη χρονική περίοδο και τη βαρύτητα της υποθρεψίας. Αντίθετα, η έκθεση του εμβρύου σε δίαιτα πλούσια σε λίπη φαίνεται να οδηγεί σε πρώιμη έναρξη εφηβείας, ενώ δεν έχει 238

240 ακόμα διαπιστωθεί η επίδραση της έκθεσης αυτής στη συνολική γονιμότητα του ατόμου στην ενήλικη ζωή. Προοπτικές για το μέλλον Καθίσταται προφανές ότι υπάρχει έλλειψη μελετών που να εστιάζουν στην ανάλυση της ίδιας της γονιμότητας του απογόνου. Βιβλιογραφία 1. C. Dupont, A.G. Cordier, C. Junien, B. Mandon-Pépin, R. Levy, P. Chavatte- Palmer, Maternal environment and the reproductive function of the offspring, Theriogenology 78 (2012)

241 Θ. Καρκίνος Έχουν υπάρξει εικασίες ότι το σωματικό βάρος γέννησης, και πιο συγκεκριμένα η γέννηση LGA νεογνού, σχετίζεται με αυξημένη πιθανότητα ανάπτυξης καρκίνου του μαστού, των ωοθηκών, του προστάτη, των όρχεων και του παχέος εντέρου(5). Μεταβάλλοντας την έκθεση ενός συγκεκριμένου ιστού σε θρεπτικά συστατικά και στεροειδείς ορμόνες, ο κίνδυνος για δυσπλασία του συγκεκριμένου ιστού και επακόλουθη ανάπτυξη καρκίνου μπορεί να μεταβληθεί επίσης. Τα πιο ισχυρά στοιχεία που συνδέουν τις προγεννητικές συνθήκες ζωής με την ανάπτυξη καρκίνου έχουν προκύψει από μελέτες για τον καρκίνο του μαστού. Επιδημιολογικά δεδομένα Μία μελέτη ασθενών-μαρτύρων στις ΗΠΑ έδειξε ότι οι γυναίκες με σωματικό βάρος γέννησης λιγότερο από 2500γρ. είχαν τη μισή πιθανότητα να αναπτύξουν αργότερα καρκίνο του μαστού σε σχέση με εκείνες που είχαν σωματικό βάρος γέννησης μεγαλύτερο από 4000γρ. (1). Ομοίως, σε μια έρευνα με 2221 Βρετανές γυναίκες, σωματικό βάρος γέννησης μεγαλύτερο από 3500γρ συσχετίστηκε με αυξημένο κίνδυνο για καρκίνο και πιο συγκεκριμένα προεμμηνοπαυσιακό καρκίνο του μαστού, ακόμα και μετά την προσαρμογή της έρευνας ως προς τους συγχυτικούς παράγοντες. Ο καθηγητής κ. Τριχόπουλος, το 1990, ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι η ενδομήτρια έκθεση σε υψηλά επίπεδα οιστρογόνων, ενδογενών ή εξωγενών, αυξάνει τον αριθμό των βλαστοκυττάρων και/ή τη μιτωτική δραστηριότητα του μη διαφοροποιημένου μαζικού ιστού. Σύμφωνες με αυτή τη θεωρία, μητέρες προχωρημένης ηλικίας, με διζυγωτικές κυήσεις ή μακροσωμικά ή πρόωρα νεογνά παρουσιάστηκαν με υψηλότερες συγκεντρώσεις οιστρογόνων. Κατά συνέπεια τα έμβρυά τους έχουν αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του μαστού. Αντίστροφα, γυναίκες που διαγιγνώσκονται με προεκλαμψία έχουν μειωμένη συγκέντρωση οιστρογόνων και γι αυτό τα έμβρυά τους σχετικά «προστατεύονται» από τη μελλοντική ανάπτυξη καρκίνου του μαστού. Ωστόσο, πρόσφατα ευρήματα σε Ασιάτισσες γυναίκες αντιτίθενται σε αυτή την υπόθεση (2). Οι Ασιάτισσες, οι οποίες εμφανίζουν χαμηλό κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου 240

242 του μαστού, έχουν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις οιστρογόνων κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης σε σχέση με τις Καυκάσιες. Δεν είναι γνωστός ο λόγος για τον οποίο τα ορμονικά επίπεδα είναι υψηλότερα στις εγκυμονούσες Ασιάτισσες, ειδικά αφού η συγκέντρωση των οιστρογόνων στην κυκλοφορία μη εγκύων Ασιατισσών είναι 40% χαμηλότερη σε σχέση με αντίστοιχων Καυκάσιων γυναικών. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι παρόλο που η υψηλή συγκέντρωση οιστρογόνων κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης μάλλον συσχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο για καρκίνο του μαστού σε μερικές κόρες, άλλοι παράγοντες είτε κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης είτε μετά τη γέννηση μπορεί να υπερπηδούν τον αυξημένο αυτόν κίνδυνο. Παθοφυσιολογικοί Μηχανισμοί Οι συγκεντρώσεις οιστρογόνων και λεπτίνης διαφέρουν μεταξύ των γυναικών με φυσιολογική εγκυμοσύνη. Δεν είναι σαφείς οι παράγοντες που οδηγούν σε αυτή τη διαφορά αλλά το πιο πιθανό είναι ότι η παραγωγή των ορμονών αυτών από τον πλακούντα ποικίλει μεταξύ των εγκύων (2). Ο πλακούντας, λοιπόν, πιθανώς έχει τη δυνατότητα να τροποποιεί τα επίπεδα των ορμονών αυτών κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης επηρεάζοντας τον μετέπειτα κίνδυνο του απογόνου για ανάπτυξη καρκίνου του μαστού ειδικά όταν παρουσιάζει ελαττωματική λειτουργία που συνδέεται με τη γέννηση τελικά ενός LGA νεογνού. Περιβαλλοντικοί παράγοντες με ενδοκρινή δραστηριότητα αλλά και η διατροφή της μητέρας μπορεί να οδηγήσει σε αυτό το αποτέλεσμα (2). Για παράδειγμα, διατροφή από την πλευρά της μητέρας που περιέχει καλαμποκέλαιο, πλούσιο σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα αυξάνει την ευαισθησία του θηλυκού απογόνου για ανάπτυξη όγκων του μαζικού αδένα στην ενήλικη ζωή. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι μία δίαιτα πλούσια σε λιπαρά αυξάνει τις συγκεντρώσεις Ε2 κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Άλλος διατροφικός παράγοντας με ενδοκρινή δραστηριότητα είναι η γενιστεϊνη, ένα φωτοχημικό σε φασόλια σόγιας. Όλες αυτές οι επιδράσεις οδηγούν τελικά σε επιγενετικές αλλαγές που τροποποιούν την έκφραση γονιδίων και πρωτεϊνών και την ανάπτυξη του μαζικού αδένα (2). 241

243 Πειράματα σε ζώα Αρουραίοι που εκτέθηκαν σε υψηλά επίπεδα οιστραδιόλης κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης συνδέθηκαν με μεγαλύτερο κίνδυνο ογκογένεσης του μαζικού αδένα (2). Επίσης, απόγονοι αρουραίων στους οποίους κατά την εγκυμοσύνη εφαρμόστηκε δίαιτα που επάγει παχυσαρκία (obesity-induced diet ή OID) φάνηκε ότι εμφάνισαν όγκους στο μαζικό αδένα πιο γρήγορα και πιο νωρίς. Τέλος, η έκθεση αρουραίων σε υψηλές συγκεντρώσεις λεπτίνης ενδομήτρια συσχετίστηκε επίσης με μεγαλύτερο κίνδυνο για ανάπτυξη καρκίνου του μαστού. Προοπτικές για το μέλλον Οι μηχανισμοί με τους οποίους η ενδομήτρια ορμονική έκθεση οδηγεί σε αύξηση του κινδύνου για καρκίνο του μαστού στην ενήλικη ζωή φαίνεται ότι είναι πολλοί, το αποτέλεσμά τους συνεργικό και υπάρχει ανάγκη για πολλές ακόμα βιολογικές και 242

244 επιδημιολογικές μελέτες που θα καταφέρουν να εξηγήσουν αυτούς τους μηχανισμούς καθώς και την τελική επιγενετική τροποποίηση των εμπλεκόμενων γονιδίων. Βιβλιογραφία 1. Kara Calkins, MD, and Sherin U. Devaskar, MD, Fetal Origins of Adult Disease, Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care 2011;41: Leena Hilakivi-Clarke and Sonia de Assis, Fetal origins of breast cancer, TRENDS in Endocrinology and Metabolism Vol.17 No.9 243

245 Ι. Οστεοπόρωση Η οστική μάζα στην ενήλικη ζωή εξαρτάται από τη μέγιστη οστική μάζα που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια της σκελετικής ανάπτυξης και από τον επακόλουθο ρυθμό οστικής απώλειας. Παρόλο που είναι γνωστός ένας αριθμός παραγόντων που μπορούν να προβλέψουν τον κίνδυνο της οστεοπόρωσης, όπως η άσκηση και η διατροφή, ένα σημαντικό ποσοστό διακύμανσης της οστικής μάζας στο γενικό πληθυσμό δεν μπορεί να ερμηνευθεί με βάση γνωστούς γενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες. Υπάρχουν πλέον όλο και περισσότερα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι το υπόλοιπο αυτό ποσοστό διακύμανσης μπορεί να συσχετίζεται με παράγοντες του ενδομήτριου και περιγεννητικού περιβάλλοντος που επηρεάζουν την ανάπτυξη του εμβρύου (1). Επιδημιολογικά Δεδομένα Σε νεογνά με χαμηλό βάρος γέννησης είναι δυνατό να παρατηρηθεί μείωση της οστικής μάζας, κατόπιν μετρήσεων με DEXA-scan (2). Να σημειωθεί όμως ότι σε αυτή τη μέθοδο υπάρχει η δυσκολία που σχετίζεται με συστημικό σφάλμα λόγω εξάρτησης από την ηλικία. Στην ηλικία ετών, φαίνεται ότι η επίδραση του χαμηλού βάρους γέννησης δεν είναι πια στατιστικά εμφανής. Αυτή είναι μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση καθώς έφηβοι με ιδιοπαθές κοντό ανάστημα παρουσιάζουν μείωση της οστικής πυκνότητας σε αυτή τη μελέτη. Επιπλέον, η μετέπειτα ραγδαία ανάπτυξη (catch-up growth), που συνήθως είναι παράγοντας κινδύνου για αυξημένη νοσηρότητα ύστερα από τη γέννηση SGA νεογνού, μείωσε σημαντικά την οστική πυκνότητα. Μία άλλη επιδημιολογική μελέτη σε 3639 άνδρες και 3447 γυναίκες, γεννημένους μεταξύ και από τους οποίους οι 112 είχαν στο ιστορικό τους κάταγμα ισχίου, έδειξε ότι το βάρος γέννησης, η περίμετρος κεφαλής, ο δείκτης παχυσαρκίας, το βάρος του πλακούντα και η διάρκεια της κύησης δεν μπορούσαν να προβλέψουν τον κίνδυνο για κάταγμα ισχίου (2). Οι άντρες και οι γυναίκες που είχαν γεννηθεί με μήκος μικρότερο από 49 εκατοστά έτειναν να έχουν μεγαλύτερο κίνδυνο για κάταγμα ισχίου σε σχέση με εκείνους που είχαν γεννηθεί με μήκος τουλάχιστον 51 εκατοστών αλλά η διαφορά αυτή δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Ωστόσο, πρέπει το μήκος γέννησης να ληφθεί υπ όψιν 244

246 ως ένας σημαντικός δείκτης χωρίς ταυτόχρονα να αγνοείται η έλλειψη στατιστικής τεκμηρίωσης. Τέλος, φαίνεται ότι οι μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες τείνουν να έχουν υψηλότερη συγκέντρωση βιταμίνης D στον ορό τους αν έχουν γεννηθεί με χαμηλό βάρος γέννησης ή αν είχαν χαμηλό βάρος στην ηλικία του ενός έτους. Αυτό υποδηλώνει ότι η έλλειψη βιταμίνης D δεν είναι πιθανός συνεισφέρων παράγοντας κινδύνου για οστεοπόρωση στην ενήλικη ζωή σε νεογνά με χαμηλό βάρος γέννησης. Παράγοντες που επηρεάζουν Η πτωχή σε πρωτεΐνη δίαιτα της μητέρας είναι δυνατόν να επηρεάσει την ομοιόσταση του ασβεστίου του απογόνου, για παράδειγμα, μέσω μονοπατιών της παραθυρεοειδικής ορμόνης (3). Όσον αφορά στο ρόλο της βιταμίνης D, δεν έχει αποδειχθεί αν είναι αιτιολογικά συναφής ή αν η βιταμίνη D είναι απλώς υποκατάστατο μιας καλύτερης κατάστασης θρέψης της μητέρας ή καλύτερης παιδείας που οδηγεί σε περισσότερη σωματική δραστηριότητα (2). Επίσης, η πρόσληψη από τη μητέρα μαγνησίου, καλίου και φυλλικού οξέος κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης σχετίζονται με μεγαλύτερη οστική πυκνότητα και περιεκτικότητα των οστών σε ανόργανα άλατα χωρίς ο μηχανισμός μέσω του οποίου συμβαίνει αυτό να είναι διευκρινισμένος. Τέλος, ακόμα και ο πατέρας μπορεί δυνητικά να συνεισφέρει στην οστική πυκνότητα του άρρενος απογόνου του, κάτι που υποδηλώνει ότι τουλάχιστον για τα αγόρια οι πατρικοί γενετικοί και επιγενετικοί παράγοντες διαδραματίζουν κάποιο ρόλο. Πειράματα σε ζώα Οι περισσότερες μελέτες έχουν διεξαχθεί σε αρουραίους και αφορούν την εφαρμογή σε αυτούς δίαιτας με περιορισμένο ποσοστό πρωτεϊνης (2). Σε αυτές τις μελέτες, οι εγκυμονούντες αρουραίοι τρέφονται με βάση μια ισοθερμιδική δίαιτα αλλά περιορισμένη σε πρωτεϊνες. Αυτό το μοντέλο μιμείται τον περιορισμό πρόσληψης πρωτεϊνης στη δίαιτα 245

247 της μητέρας, παράγοντας που θεωρείται πως αποτελεί συχνή αιτία της ενδομήτριας υπολειπόμενης ανάπτυξης στις αναπτυσσόμενες χώρες. Τα αποτελέσματα αυτού του μοντέλου υποδηλώνουν ότι υπάρχει μείωση στην οστική μάζα των ζώων με υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη. Αυτά τα δεδομένα προκύπτουν από micro CT εξετάσεις. Έχει επίσης ενδιαφέρον το γεγονός ότι αυτά τα ζώα παρουσίαζαν ακόμη μειωμένες συγκεντρώσεις βιταμίνης D στον ορό τους στην 8 η, 12 η και 20 η βδομάδα ζωής. Γι αυτό το λόγο, θα μπορούσε να υποστηριχθεί ότι στο μοντέλο που περιγράφηκε, μπορεί η έλλειψη βιταμίνης D να αποτελεί την αιτία μείωσης της οστικής πυκνότητας. Προοπτικές για το μέλλον Υπάρχουν λοιπόν πολλά σημαντικά κενά στα στοιχεία που συσχετίζουν τον κίνδυνο για οστεοπόρωση με προγεννητικούς και περιγεννητικούς παράγοντες. Είναι αναγκαίες πολλές ακόμα μελέτες που θα καταφέρουν να προσδιορίσουν τη σχέση μεταξύ ενδομήτριας ανάπτυξης και της μετέπειτα υγείας των οστών που θα μεταφράζεται σε κλινικά αποτελέσματα. Βιβλιογραφία 1. J. Baird & M. A. Kurshid & M. Kim & N. Harvey & E. Dennison & C. Cooper, Does birthweight predict bone mass in adulthood?a systematic review and metaanalysis, Osteoporos Int (2011) 22: Jorg Dotsch, Low birth weight, bone metabolism and fracture risk, Dermato- Endocrinology 3:4, ; October/November/December 2011; 2011 Landes Bioscience 3. S. A. Lanham & C. Roberts & M. J. Perry & C. Cooper & R. O. C. Oreffo, Intrauterine programming of bone. Part 2:Alteration of skeletal structure, Osteoporos Int (2008) 19:

248 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΠΟΛΥΔΥΜΕΣ ΚΥΗΣΕΙΣ Οι πολύδυμες κυήσεις παρουσιάζουν ολοένα και αυξανομένη συχνότητα κατά τα τελευταία έτη λόγω της ευρείας εφαρμογής μεθόδων υποβοηθούμενης αναπαραγωγής. Προέρχονται από τη γονιμοποίηση διαφορετικών ωαρίων ή από τη διαίρεση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου. Σε κυήσεις με ένα, δύο, τρία ή περισσότερα έμβρυα, παρατηρούνται τα ίδια ευρήματα στους ζυγώτες και την πλακουντοποίηση. Εμφανίζουν περισσότερες επιπλοκές σε σχέση με τη μονήρη κύηση. Αυτές αφορούν σε υψηλότερη συχνότητα εμβρυϊκής νοσηρότητας και θνησιμότητας, χαμηλότερο βάρος γέννησης, ανώμαλη ανάπτυξη και διαταραχές στη διάπλαση. Λεπτομερής εξέταση του πλακούντα μπορεί να δώσει σημαντικές πληροφορίες για τις αλλοιώσεις που παρατηρούνται στις πολύδυμες κυήσεις. Α. Δίδυμη κύηση Η δίδυμη κύηση προέρχεται από την γονιμοποίηση ενός ωαρίου (μονοζυγωτικοί δίδυμοι) ή από την γονιμοποίηση δυο διαφορετικών ωαρίων (διζυγωτικοί δίδυμοι). Οι διζυγωτικοί δίδυμοι είναι πιο συχνοί (70%) σε σχέση με τους μονοζυγωτικούς (30%). Οι μονοζυγωτικοι δίδυμοι είναι γενετικά και φαινοτυπικά πανομοιότυποι, εκτός από σπάνιες περιπτώσεις, όπως οι μονοζυγωτικοι ετεροκαρθωτικοί δίδυμοι και η μονοωαριακή δισπερμική γονιμοποίηση. Η πρώτη περίπτωση οφείλετε σε χρωμοσωμιακές διαταραχές στα φυλετικά χρωμοσώματα. Οι δίδυμοι έχουν διαφορετικό καριότυπο ή και διαφορετικό φύλο. Η δεύτερη περίπτωση οφείλεται στην γονιμοποίηση του ωαρίου και του πολικού σωματίου με αποτέλεσμα τα έμβρυα να βρίσκονται μεταξύ του μονοζυγωτικού και διζυγωτικού διδύμου (1). Υπάρχουν δυο τύποι πλακούντα. Ο πρώτος είναι ο μονοχοριονικός, στον οποίο σχηματίζεται ένας πλακούντας που τον μοιράζονται τα δυο έμβρυα. Ο δεύτερος είναι ο διχοριονικός, στον οποίο σχηματίζονται δυο πλακούντες. Οι μονοχοριονικοί πλακούντες μπορεί να είναι μονοαμνιακοί ή διαμνιακοί ενώ οι διχοριονικοί είναι μόνο διαμνιακοί. 247

249 Συνοπτικά: 1.Μονοαμνιακός-μονοχοριακός πλακούντας: Δημιουργία ενός πλακούντα και μιας αμνιακής κοιλότητας. 2.Διαμνιακός-μονοχοριακός πλακούντας: Δημιουργία ενός πλακούντα και δυο αμνιακών κοιλοτήτων. 3.Διαμνιακός-διχοριονικός πλακούντας: Δημιουργία δυο πλακούντων και δυο αμνιακών κοιλοτήτων. Οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι μπορεί να φέρουν όλες τις μορφές πλακούντα. Αυτό εξαρτάται από το χρόνο που έγινε ο διαχωρισμός. Εάν το ωάριο διαιρεθεί πριν τη διαφοροποίηση του χορίου δηλαδή κατά τη 2 η -3 η ημέρα κύησης θα δημιουργηθεί διαμνιακός - διχοριονικός πλακούντας. Εάν το ωάριο διαιρεθεί μετά την διαφοροποίηση του χορίου και πριν από το σχηματισμό του αμνίου δηλαδή κατά τη 3 η -8 η ημέρα κύησης θα δημιουργηθεί διαμνιακός-μονοχοριονικός πλακούντας. Τέλος εάν το ωάριο διαιρεθεί μετά από το σχηματισμό του 248

250 αμνίου, δηλαδή κατά την 8 η -13 η ημέρα κύησης, θα δημιουργηθεί μονοαμνιακόςμονοχοριονικός πλακούντας. Οι διζυγωτικοί δίδυμοι έχουν διαμνιακούς-διχοριονικούς πλακούντες. Σε αυτή την κατηγορία αναφέρεται και ο συμφυτικός πλακούντας. Μπορεί να δημιουργηθεί εάν οι δύο πλακούντες έρθουν σε στενή επαφή μεταξύ τους (2). Ο καθορισμός του τύπου πλακούντα είναι σημαντικός λόγω της διαφορετικής περιγεννητικής νοσηρότητας και θνησιμότητας με την οποία συνδέεται ο κάθε τύπος. Σε περίπτωση μονοχοριονικού πλακούντα παρουσιάζεται μεγαλύτερη θνησιμότητα. Επί μονοαμνιακής κυήσεως η θνησιμότητα είναι επίσης μεγάλη λόγω της συχνότερης εμφάνισης επιπλοκών (3). Η διάγνωση του τύπου πλακούντα κατά την ιστολογική εξέταση γίνεται κυρίως μακροσκοπικά. Ο διαχωριστικός υμένας (διάφραγμα) του διχοριονικού-διαμνιακού πλακούντα είναι λεπτός και διαφανής, αποτελούμενος απο δύο διακριτά στρώματα αμνίου (αμνιακό επιθήλιο και συνδετικός ιστός) και δύο χόρια. Ο διαχωριστικός υμένας του συμφυτικού πλακούντα είναι παχύς και ωχρός, εξαιτίας της παρουσίας του χοριονικού ιστού ανάμεσα στα δύο στρώματα του αμνίου. Στους μονοχοριονικούς πλακούντες ο διαχωριστικός υμένας είναι λεπτός και διάφανος, αποτελούμενος από δυο διακριτά στρώματα αμνίου. Η ιστολογική εξέταση του διαχωριστικού υμένα μπορεί να βοηθήσει την ταυτοποίηση του τύπου του πλακούντα. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του μονοχοριονικού πλακούντα είναι η επικοινωνία των αγγείων ανάμεσα στην κυκλοφορία των δύο εμβρύων. Γενικά παρατηρούνται αναστομώσεις σε όλους τους μονοχοριονικούς πλακούντες. Το μέγεθος και η εντόπιση των αναστομωτικών αγγείων ποικίλλουν. Στα μεγάλα αγγεία της χοριονικής πλάκας παρατηρούνται λίγες αναστομώσεις. Στην πλειονότητά τους, οι επιφανειακές αναστομώσεις παρατηρούνται μεταξύ των αρτηριών, ενώ είναι σπάνιες οι φλεβοφλεβικές αναστομώσεις. Οι αρτηριο-φλεβικές αναστομώσεις, οι οποίες εντοπίζονται μεταξύ των εν τω βάθει τριχοειδών, είναι μεγαλύτερης παθοφυσιολογικής σημασίας, η οποία εξαρτάται από το μέγεθος των αγγείων, τον αριθμό τους και τη γενική διαταραχή της ροής του αίματος (4). 249

251 Β. Φυσιολογία της μητέρας σε πολύδυμη κύηση Η μητρική προσαρμογή στις πολύδυμες κυήσεις είναι πιο πολύπλοκη σε σχέση με τις μονήρεις κυήσεις, με εμπλοκή όλων των συστημάτων της μητέρας. Αλλαγές της μήτρας Η μήτρα ξεκινά να μεγαλώνει και να αλλάζει πολύ σύντομα μετά τη σύλληψη. Κατά τη 18 η εβδομάδα κυήσης ο ενδομήτριος όγκος μιας δίδυμης κύησης είναι σχεδόν διπλάσιος σε σχέση με αυτόν μιας μονήρους κύησης (5). Αυτή η διάφορα παραμένει μέχρι το τέλος της κύησης. Πρέπει να επισημανθεί ότι σε τρίδυμες, τετράδυμες κτλ κυήσεις ο ενδομήτριος όγκος είναι σαφώς μεγαλύτερος (6). Στο τέλος μιας μονήρους κύησης, η ροή του αίματος στη μήτρα είναι περίπου ml/λεπτό. Η αυξημένη ροή του αίματος είναι άμεσα συνδεδεμένη με την αύξηση του μεγέθους της μήτρας και είναι αποτέλεσμα αύξησης της καρδιακής παροχής λόγω των απαιτήσεων της μήτρας. Στις πολύδυμες κυήσεις η αύξηση στη ροή του αίματος είναι ανάλογη ή και ακόμα μεγαλύτερη (6). Υπερηχογραφικές μελέτες (Doppler) έχουν επισημάνει ότι η αντίσταση στις μητριαίες αρτηρίες είναι χαμηλότερη στις δίδυμες κυήσεις σε σχέση με τις μονήρεις κυήσεις (7). Μετά από την 23 η εβδομάδα κυήσεως γυναίκες φέρουσες δίδυμο κύηση εμφανίζουν περισσότερες συστολές σε σχέση με γυναίκες ευρισκόμενες σε μονήρη κύηση (8). Το μέγεθος της μήτρας είναι ένας από τους παράγοντες που μπορούν να οδηγήσουν στην εκδήλωση του τοκετού (9). Καρδιαγγειακή προσαρμογή Οι καρδιαγγειακές αλλαγές στις πολύδυμες κυήσεις είναι παρόμοιες με εκείνες στις μονήρεις κυήσεις αλλά εκφράζονται σε μεγαλύτερο βαθμό. Το μέγεθος της καρδίας στη μητέρα είναι το ίδιο. Η καρδιακή παροχή είναι αυξημένη για να αντισταθμίσει την αυξημένη ροή του αίματος στη μήτρα. Ως αποτέλεσμα, η συσταλτικότητα και ο 250

252 καρδιακός ρυθμός αυξάνονται (10). Έχει παρατηρηθεί πτώση της διαστολικής πίεσης στο δεύτερο τρίμηνο και αύξηση στο τρίτο τρίμηνο σε γυναίκες με δίδυμη κύηση. Η πίεση του αίματος αλλάζει με την θέση της μητέρας και ορθοστατικές αλλαγές μπορούν να οδηγήσουν σε υπόταση λόγω της μεγαλύτερης μείωσης της μέσης αρτηριακής πίεσης που παρατηρείται στις δίδυμες κυήσεις (6). Ενδαγγειακός όγκος Η εγκυμοσύνη χαρακτηρίζεται ως μια κατάσταση υπερογκαιμίας γεγονός που αποτελεί μηχανισμό άμυνας απέναντι στην υπερβολική απώλεια αίματος. Ο όγκος πλάσματος είναι αυξημένος κατά 45% - 50% στις μονήρεις κυήσεις και ακόμη περισσότερο στις πολύδυμες κυήσεις. Ανάλογα με τον αριθμό των εμβρύων, ο όγκος του πλάσματος μπορεί να αυξηθεί από 50% ως 100% με αποτέλεσμα η συνολική συγκέντρωση των πρωτεϊνών του ορού και των ηλεκτρολυτών να μειώνονται συγκριτικά με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις στις μονήρεις κυήσεις. Η συνολική ενδαγγειακή πρωτεϊνική μάζα δεν μπορεί να αλλάξει, όπως συμβαίνει με τη συνολική συγκέντρωση των ηλεκτρολυτών (11,12). Αυτές οι φυσιολογικές αλλαγές έχουν ιδιαίτερη σημασία στον πρόωρο τοκετό και την προεκλαμψία. Σε συνθήκες μικρής πτώσης της κολλοειδοσμωτικής πιέσης σε συνδυασμό με τη χορήγηση συμπαθομιμητικής αγωγής, γυναίκες με πολύδυμη κύηση διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο υπέρμετρης αύξησης του ενδαγγειακού όγκου και εμφάνισης πνευμονικού οιδήματος. Παρομοίως, η χορήγηση θειικού μαγνησίου συνδυάζεται με υπερφόρτωση υγρών. Άλλοι τοκολυτικοί παράγοντες και στεροειδή που χορηγούνται προγεννητικά, συνδυάζονται επίσης με αυξημένο κίνδυνο εκδήλωσης πνευμονικού οιδήματος (11). Οι περισσότερες νέες και υγιείς γυναίκες προσαρμόζουν τις καρδιακές και ενδαγγειακές αλλαγές που συνδυάζονται με πολύδυμη κύηση. Αντίθετα, γυναίκες μεγαλύτερης ηλικίας ή γυναίκες με προβλήματα υγείας διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο για δυσμενή αποτελέσματα, συνήθως όταν έχει προηγήθει θεραπεία για πρόωρο τοκετό ή προεκλαμψία (10). 251

253 Πνευμονική προσαρμογή Αλλαγές της πνευμονικής λειτουργίας παρατηρούνται τόσο στις μονήρεις όσο και στις πολύδυμες κυήσεις. Στις μονήρεις κυήσεις το μέγεθος του διαφράγματος αυξάνεται περίπου κατά 4 εκ. Συχνά, ο υπολειπόμενος όγκος μειώνεται και ο όγκος του αναπνεόμενου αέρα αυξάνεται. Στις πολύδυμες κυήσεις, το μέγεθος του διαφράγματος αυξάνει περισσότερο από ότι επί μονήρους κυήσεως. Η αλλαγή αυτή μειώνει κατά πολύ τον υπολειπόμενο όγκο και αυξάνει τον εισπνεόμενο όγκο. Εξαιτίας αυτής της μεταβολής επέρχεται αύξηση καταναλώσης οξυγόνου και είναι πιθανό γυναίκες με πολύδυμη κύηση να έχουν υψηλότερο ph αίματος από γυναίκες με μονήρη κύηση (13,14). Αιματολογική προσαρμογή Στην εγκυμοσύνη παρατηρείται αναιμία. Παρόλα αυτά η παραγωγή από τον πλακούντα χοριακής γοναδοτροπίνης, προγεστερόνης και προλακτίνης ενεργοποιεί την ερυθροποίηση. Μικρή αύξηση παρατηρείται στον αριθμό των ερυθρών αιμοσφαιρίων (11). Ο αυξημένος όγκος πλάσματος, σε συνδυασμό με την αύξηση στα ερυθρά αιμοσφαίρια προκαλεί αναιμία, ανεξάρτητα από τα επίπεδα φερριτίνης (15). Η αναιμία προσβάλει κατά 2,4 φορές πιο συχνά της γυναίκες με δίδυμη κύηση (16). Έχει φανεί ότι οι πολύδυμες κυήσεις προκαλούν αύξηση της παράγωγης ερυθροποιητίνης και αυτό ίσως δρα ως ένας φυσικός μηχανισμός για να βελτιώσει την συνύπαρξη της αναιμίας και της εγκυμοσύνης (17). Ορισμένοι παράγοντες πήξης του αίματος είναι αυξημένοι στην εγκυμοσύνη. Οι παράγοντες VII, VIII, IX και X αυξάνονται στην εγκυμοσύνη και η ινωδολυτική δραστηριότητα του πλάσματος μειώνεται. Αυτές οι μεταβολές έχουν ως αποτέλεσμα μια κατάσταση υπερπηκτικότητας για ένα διάστημα μέχρι και μετά την περίοδο του τοκετού (14). Οι αλλαγές είναι παρόμοιες στις μονήρεις και στις πολύδυμες κυήσεις. Τα επίπεδα του πλασμινόγονου, τα προϊόντα αποδόμησης του ινώδους, η αντιθρομβίνη ΙΙΙ και η α2- μακροσφαιρίνη είναι επίσης ίδιες και στα δυο είδη κύησης (19). Στις δίδυμες κυήσεις παρατηρείται μεγαλύτερη αύξηση στο ινωδογόνο του πλάσματος σε σχέση με τις μονήρεις κυήσεις (6). 252

254 Γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο για αιμορραγία μετά τον τοκετό. Ο κίνδυνος για τέτοιου είδους αιμορραγία είναι αυξημένος μετά από καισαρική τομή. Ο μέσος όρος τις απώλειας αίματος σε έναν τοκετό διδύμων είναι περίπου 1000ml (12). Η ατονία της μήτρας θεωρείται ως η κύρια παθοφυσιολογική αλλαγή. Επιπλέον, γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο για αποκόλληση του πλακούντα η οποία μπορεί να προκαλέσει την αύξηση της απώλειας του αίματος κατά τον τοκετό (16). Ενδοκρινική προσαρμογή Τα επίπεδα της προγεστερόνης, της οιστραδιόλης, της οιστριόλης, του ανθρώπινου πλακουντιακού γαλακτογόνου, της χοριακής γοναδοτροπινης, της α-εμβρυικής πρωτεϊνης, της κορτιζόλης, της αλδοστερόνης και της ελεύθερης θυροξίνης ορού είναι αυξημένα στις γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις συγκριτικά με τα αντίστοιχα επίπεδα σε μονήρεις κυήσεις (13). Δεν είναι γνωστό αν ο μεταβολισμός τον υδατανθράκων επηρεάζεται από την πολύδυμη κύηση. Φαίνεται ότι γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο ανάπτυξης σακχαρώδη διαβήτη, εξαιτίας της αυξημένης παραγωγής πλακουντιακού γαλακτογόνου (16). Νεφρική Προσαρμογή Η σπειραματική διήθηση αυξάνεται περισσότερο κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης σε γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις σε σχέση με αυτές με μονήρεις κυήσεις (13). Επίσης το μέγεθος του νεφρού αυξάνεται στην κύηση, ενώ αυξημένη είναι και η πιθανότητα ουρολοιμώξεων λόγω στάσης των ούρων που προκαλείται από την υπερδιάταση της μήτρας και τα υψηλά επίπεδα προγεστερόνης (14). Προσαρμογή του Γαστρεντερικού Η πίεση της μήτρας επί των γειτονικών ανατομικών δομών προκαλεί ένα ευρύ φάσμα διαταραχών κατά τη διάρκεια της κύησης, οι οποίες επιτείνονται σε περίπτωση πολλαπλής κύησης. Έτσι από την πίεση στον στόμαχο και το έντερο, σε συνδυασμό με την αύξηση της προγεστερόνης προκαλείται δυσκοιλιότητα σε πολλές εγκυμονούσες. Συχνή είναι και η γαστροοισοφαγική παλινδρόμηση λόγω μειωμένου τόνου του κάτω οισοφαγικού σφιγκτήρα. Η πίεση στο πυελικό φλεβικό πλέγμα προκαλεί αιμορροϊδες (14) 253

255 και τα αυξημένα επίπεδα β-hcg και στεροειδών ορμονών προκαλούν ναυτία και έμετο στο 50% των γυναικών κατά την διάρκεια της πολύδυμης κύησης (19). Ο κίνδυνος οξείας λιπώδους διήθησης του ήπατος είναι μεγαλύτερος σε γυναίκες με πολύδυμες κυήσεις. Τα αίτια αυτής την νόσου είναι άγνωστα. Κλινικά παρατηρείται αύξηση των ηπατικών ενζύμων, ναυτία και έμετος (20). Αν παραμείνει αδιάγνωστη οδηγεί σε ηπατική ανεπάρκεια, κώμα, διάχυτη ενδαγγειακή πήξη, νεφρική ανεπάρκεια, μεταβολική οξέωση και εμβρυϊκό θάνατο. Η μητρική θνητότητα είναι 8-10% (21) σε περιπτώσεις πρώιμης διάγνωσης. Η αντιμετώπιση περιλαμβάνει την υποστηρικτική θεραπεία και την πρόωρη γέννηση του εμβρύου (13). Διατροφή Το βάρος γυναικών με πολύδυμες κυήσεις αυξάνεται γρηγορότερα και πρωϊμότερα σε σχέση με γυναίκες επί μονήρους κυήσεως (19). Η μειωμένη πρόσληψη βάρους νωρίς στην κύηση έχει συσχετισθεί με μειωμένη ενδομήτρια ανάπτυξη και το αντίθετο (22). Σε περίπτωση πολυεμβρυϊκής κύησης συστήνεται η αύξηση της ημερήσιας πρόσληψης θερμίδων κατά 300kcal περισσότερο σε σχέση με τις μονήρεις κυήσεις. Υπερτασική νόσος της κυήσεως και προεκλαμψία Ο κίνδυνος ανάπτυξης υπέρτασης κύησης και προεκλαμψίας είναι μεταξύ 10-20% σε δίδυμες κυήσεις, μεταξύ 25-60% σε τρίδυμες κυήσεις και ενδεχομένως να φτάνει μέχρι 90% σε τετράδυμες κυήσεις (13). Το αίτιο της αύξησης του κινδύνου είναι άγνωστο, όμως ενδέχεται να ευθύνονται τα υψηλά επίπεδα β-hcg (23). Η εμφάνιση της προεκλαμψίας σε πολύδυμες κυήσεις συνήθως γίνεται νωρίτερα και έχει πιο άτυπη κλινική εικόνα. Η συχνότητα της εκλαμψίας είναι επίσης αυξημένη στις πολύδυμες κυήσεις (23). 254

256 Γ. Σύνδρομο εμβρυο-εμβρυϊκής μετάγγισης (TTTS) Ένα από τα πιο συχνά σύνδρομα στις δίδυμες κυήσεις είναι το σύνδρομο μετάγγισης από έμβρυο σε έμβρυο. Παρατηρείται επί μονοχοριονικών διδύμων κυήσεων και οφείλεται στη μεταφορά του αίματος από το ένα έμβρυο (δότης) στο άλλο (δέκτης). Επισυμβαίνει στο 15-30% των μονοχοριονικών δίδυμων κυήσεων. Η επίπτωση στις ΗΠΑ είναι περίπου 7500 περιπτώσεις ανά έτος και στην Ελλάδα περιπτώσεις ανά έτος. Για άγνωστους λόγους εμφανίζεται συχνότερα σε θήλεα (24). Στον πλακούντα των μονοχοριονικών διδύμων υπάρχουν πλακουντιακές αγγειακές αναστομώσεις (αρτηριο-αρτηριακές, φλεβο-φλεβικές και αρτηριο-φλεβικές) που επιτρέπουν την επικοινωνία των δυο εμβρυοπλακουντιακών κυκλοφοριών. Το σύνδρομο εμφανίζεται λόγω ανισορροπίας της πλακουντιακής αρτηριο-φλεβικής αναστόμωσης. Τα προβλήματα του ΤΤΤS εκδηλώνονται κλινικά κατά το τρίτο τρίμηνο της κύησης με οξύ υδράμνιο και δυσαναλογία στην ανάπτυξη των δίδυμων. Ο δότης έχει καθυστέρηση της ανάπτυξης και συνήθως παρουσιάζει ολιγάμνιο ενώ ο δέκτης εμφανίζει μεγαλύτερη ανάπτυξη και υδράμνιο. Το υδράμνιο που δημιουργείται μπορεί να προκαλέσει δυσφορία και αναπνευστική δυσχέρεια στην μητέρα. Μετά τη γέννηση τα δυο βρέφη έχουν πολλές δυσαναλογίες. Ο δότης είναι μικρότερος, ωχρός και αναιμικός ενώ ο δέκτης είναι βαρύτερος, οιδηματώδης, πληθωρικός και πολυερυθραιμικός. Τα όργανα του δέκτη είναι μεγαλύτερα και βαρύτερα σε σχέση με του δότη. Ο δέκτης έχει μεγαλοκαρδία και εμφανίζει υπερτροφία του μυοκαρδίου. Παρατηρείται επίσης αύξηση του μυϊκού ιστού στις αναπνευστικές αρτηρίες και στις αρτηρίες της 255

257 συστηματικής κυκλοφορίας. Ο δότης έχει συνήθως μικρή καρδιά και ελαττωμένο μυϊκό ιστό στις αρτηρίες. Ο δέκτης έχει διπλάσια σε μέγεθος νεφρικά σπειράματα σε σχέση με το φυσιολογικό, ενώ ο δότης έχει σπειράματα φυσιολογικά ή μικρότερα σε μέγεθος. Ο πλακούντας του δότη είναι μεγάλος, θάμπος και ωχρός. Οι λάχνες είναι μεγάλες και οιδηματώδεις, με υπερπλασία των κυττάρων και μικρά τριχοειδή αγγεία που περιέχουν εμπύρηνα ερυθρά. Ο πλακούντας του δέκτη είναι μικρός, συμπαγής και ερυθρωπός. Οι λάχνες είναι ώριμες με διατεταμένα αγγεία. Ένα κλινικό χαρακτηριστικό του συνδρόμου είναι η συσχέτισή του με την αιματολογική διαφορά των εμβρύων στη συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης (>5 g/dl) και με την ανατομική διαφορά στο βάρος των εμβρύων. Μεταξύ 16 ης έως 24 ης εβδομάδας κυήσεως μπορεί να εμφανιστεί σοβαρή μορφή του συνδρόμου με ανάπτυξη υδραμνίου. Τα παθογνωμονικά υπερηχογραφικά χαρακτηριστικά της σοβαρής μορφής του συνδρόμου εμβρυοεμβρυϊκής μετάγγισης είναι η εύρεση διατεταμένης ουροδόχου κύστης στον πολυουρικό δέκτη, ο οποίος βρίσκεται σε σάκο με πολυάμνιο και η «απουσία» κύστης στον ανουρικό δότη, ο οποίος βρίσκεται να είναι «κολλημένος» και ακίνητος στην άκρη του πλακούντα ή στο τοίχωμα της μήτρας, όπου συγκρατείται από τις μεμβράνες του σάκου του χωρίς αμνιακό υγρό (25,26,27). Ενδείξεις του ΤΤΤS Σε σοβαρό βαθμό του συνδρόμου μπορεί να εμφανιστούν από τις εβδομάδες στο υπερηχογράφημα αύξηση του πάχους της αυχενικής διαφάνειας στο ένα ή και στα δύο έμβρυα. Άλλος πρώιμος υπερηχογραφικός δείκτης σοβαρού TTTS μπορεί να είναι η ανώμαλη Doppler κυματομορφή της ροής στο φλεβώδη πόρο του διδύμου-δέκτη. Η αναδίπλωση της αμνιακής μεμβράνης μεταξύ των διδύμων προκαλείται από την αύξηση του όγκου του αμνιακού υγρού, γεγονός που οφείλεται στο TTTS. Μια ακραία μορφή του TTTS είναι το σύνδρομο διδύμου με ανάστοφη αρτηριακή ροή (TRAP). Παρατηρείται στο 1% των μονοχοριονικών διδύμων και είναι η ακαρδιακή 256

258 δίδυμος κύηση. Ο πιθανός μηχανισμός είναι η κατάργηση της φυσιολογικής αγγειακής κυκλοφορίας και η ανάπτυξη του δέκτη χάρη σε αρτηριο-αρτηριακή αναστόμωση με τον δίδυμο δότη μέσω των ομφάλιων λώρων. Η εμφάνιση του TTTS κατά το δεύτερο τρίμηνο της κυήσεως συνδυάζεται με θάνατο του ενός από τα δύο έμβρυα ή αυξημένη θνησιμότητα εάν τα έμβρυα επιζήσουν. Η θνησιμότητα εξαρτάται από την ηλικία της κύησης. Ο δέκτης μπορεί να εμφανίσει καρδιακή ανεπάρκεια, αιμολυτικό ίκτερο και θρόμβωση. Εάν για κάποιο λόγο το ένα από τα δίδυμα (ο δότης συνηθέστερα) πεθάνει, τότε υπάρχει πιθανότητα το άλλο δίδυμο (δέκτης) να συνεχίσει να επιβιώνει χωρίς καμία επιπλοκή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, παραδόξως, μπορούν να διατηρηθούν τα κοινά χαρακτηριστικά των διδύμων. Νεκρωτικές αλλοιώσεις σε πολλά όργανα, ανεγκεφαλία, ατρησία του εντέρου και απλασία του δέρματος μπορεί να παρατηρηθούν στον ένα ή και στους δύο διδύμους και να αποδοθούν στις αιμοδυναμικές διαταραχές.(28) Υπάρχουν πέντε στάδια για την ταξινόμηση της σοβαρότητας του συνδρόμου κατά Ruben Quintero: Στάδιο Ι : Ολιγάμνιο βρίσκεται γύρω από το δίδυμο δότη και υδράμνιο βρίσκεται γύρω από το δίδυμο δέκτη. Στάδιο II : Εκτός από τα παραπάνω, αδυναμία του υπερηχογραφικού ελέγχου να προσδιορίσει την κύστη στο δίδυμο δότη. Στάδιο III : Υπάρχει επιπρόσθετα ανώμαλη ροή του αίματος στις ομφάλιο λώρο των διδύμων. Στάδιο IV : Εκτός από όλα τα παραπάνω ευρήματα, ο δίδυμος-δέκτης εμφανίζει οίδημα ανάσαρκα και φαίνεται να αντιμετωπίζει καρδιακή ανεπάρκεια. Στάδιο V : Εκτός από όλα τα ανωτέρω, ένα από τα δίδυμα έχει πεθάνει. Συνήθως ο δίδυμος δότης. Θεραπεία Σε περιπτώσεις όπου η χειρουργική επέμβαση δεν είναι ακόμη ενδεδειγμένη, συνίσταται η τακτική παρακολούθηση μέσω περιοδικών υπέρηχων ώστε να 257