Clinical and Molecular Mechanisms of Labor Oxidative Stress in Premature Infants
Authors: Нечитайло Ю.Н. , Годованец А.С. 
Published: February 2022

Введение. Переход от внутриутробного к внеутробному существованию в условиях родового оксидативного стресса сопровождается сложными метаболическими изменениями в организме новорожденных детей, в том числе активацией прооксидантных и антиоксидантных механизмов. Дефицит кислорода является важным фактором нарушения функционирования и повреждения клеток и тканей, поэтому гипоксию рассматривают как общий энергетический дистресс-синдром, в результате которого возникают нарушения физического и нервно-психического развития детей, развивается патология, которая приводит к снижению качества жизни вследствие резидуальной неврогенной, психической, соматической и опорно-двигательной недостаточности. Для снижения частоты и тяжести осложнений, вызванных антенатальной гипоксией, актуальной является разработка и внедрение в практику неонатологии методов ранней диагностики дисбаланса системы свободнорадикального окисления (СРО) и антиоксидантной системы защиты (АОСЗ) организма, нарушение соотношения показателей которых вызывает изменения молекулярной организации и функции биологических мембран. Структурная перестройка клеточных мембран может быть как эффективным механизмом регуляции при адаптации организма, так и элементом повреждения в условиях стрессовой ситуации. Цель. Изучить особенности показателей СРО и системы АОСЗ в организме недоношенных новорожденных при перинатальной патологии тяжелой степени на основе комплексного исследования некоторых ее компонентов. Материалы и методы. Проведена сравнительная оценка показателей СРО и АОСЗ у недоношенных новорожденных 2 групп наблюдения, среди которых группу исследования составили 38 детей, рожденных при сроке гестации 32-34 недели, имеющих клинические проявления перинатальной патологии тяжелой степени; группу сравнения составили 27 условно здоровых недоношенных детей, гестационный возраст которых при рождении составлял от 35 до 37 недель. Критериями исключения были: гестационный возраст ребенка 37 полных недель и более, масса тела более 2500 г, наличие признаков внутриутробной инфекции и врожденных пороков развития. Были проанализированы особенности адаптации детей при рождении и патологические состояния раннего неонатального периода с учетом ведущей симптоматики заболеваний. Дополнительные методы исследования включали комплекс показателей СРО и АОСЗ, а именно содержание ОМБ в плазме крови, уровень церулоплазмина (ЦП), активность каталазы (КТ), содержание HS-групп эритроцитов и плазмы крови, активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), глютатионпероксидазы (ГП) и глютатионредуктазы (ГР). Обследование детей осуществлялось с соблюдением основных положений о правах человека и биомедицине. Статистическая обработка полученных данных проведена с использованием лицензированных программ Statistica (StatSoft Inc., Version 7), Microsoft Excell (AtteStat, Version 12.5) и MedCalc Software (Version 16.1). Результаты. Полученные данные показали существенные различия адаптации при рождении и развитие тяжелой перинатальной патологии у недоношенных детей, состояние которых сопровождалось дисбалансом показателей СРО и АОСЗ организма. Клинические формы патологии представлены: гипоксически-ишемическим поражением центральной нервной системы (ЦНС) (42,1%), кровоизлияниями (10,5%), неонатальной энцефалопатией (47,4%); у 25 новорожденных (65,6%) наблюдался синдром церебрального угнетения, у 6 детей (15,8%) - синдром церебральной возбудимости, у 5 детей (13,2%) - синдром вегетативных дисфункций, у 4 детей (10,5%) - судорожный синдром. Клиническое течение заболеваний у новорожденных основной группы наблюдения сопровождалось тяжелыми неврологическими расстройствами, в частности ступором (36,8%) или комой (26,3%), отсутствием (47,4%) или пониженной реакцией на осмотр (76,3%); отсутствием (31,6%) или слабым криком (65,8%); значительно выраженной дистальной флексией (94,7%) или атонией (18,4%). Отмечались отсутствие (63,2%) или значительное ослабление сосательного рефлекса (36,8%), рефлексов Моро (44,7%) и Робинсона (52,6%), снижение (26,3%) или отсутствие фотореакции (10,5%), вертикальный нистагм (31,6%), а также тремор подбородка и конечностей (44,7%). Отмечались выраженные гемодинамические (68,4%), дыхательные (97,4%) и гастроинтестинальные (73,7%) расстройства. Общая оценка неврологического статуса детей данной группы на третьи сутки жизни составила в среднем 25,5±0,74 балла. Дисбаланс показателей СРО и АОСЗ организма в условиях гипоксии при преждевременном рождении характеризовался значительным повышением уровня ОМБ, достоверным снижением, по сравнению с контрольной группой, показателей ЦП, КТ, HS-групп плазмы крови, активности Г6ФДГ, ГП и ГР. Изучение корреляционной зависимости между показателями системы СРО и АОСЗ в группах наблюдения показало увеличение уровня и появление новых, в отличие от контрольной группы, связей в группе недоношенных детей, имевших тяжелые формы перинатальной патологии. Выводы. Дисбаланс звеньев АОСЗ при повышенной активности СРО обусловливает повышенную чувствительность организма недоношенных детей к гипоксии, уменьшая резервные возможности физиологической адаптации организма к условиям родового ОС, сопровождается развитием клинических проявлений дезадаптации, и в наиболее сложных случаях - тяжелых форм перинатальной патологии.

Introduction. Conditions of labor oxidative stress (OS) at birth are accompanied by complex metabolic changes in the infant’s body. The balance of the body’s free radical oxidation (FRO) system and antioxidant defense system (AODS) is an important condition for adaptation during the transition from intrauterine to extrauterine life. An important factor in postnatal adaptation disorders is insufficient oxygen consumption, so the negative impact of hypoxia is considered as a general dysmetabolic distress syndrome, which results in the development of pathological conditions in the early neonatal period, formation of disorders of physical, neuropsychic development, and formation of somatic pathology in subsequent years of life. To reduce the frequency and severity of complications caused by antenatal hypoxia, it is topical to develop and implement the methods for early diagnosis of imbalance of the free radical oxidation system (FRO) and the antioxidant defense system (AODS) of the body in practice of neonatology. A violation of the ratio of their indicators leads to deterioration of mitochondrial oxidation, as well as to changes in the structure and function of cell membranes. Molecular rearrangement of cell membranes can be both an effective regulatory mechanism for adaptation of the infant’s body and an element of damage in severe hypoxia under conditions of morpho-functional immaturity at birth. Purpose. To study the features of the functioning of the FRO and AODS links of the body in premature newborns with severe perinatal pathology based on comprehensive diagnosis and analysis of its components. Materials and methods. A comparative assessment of the indicators of FRO and AODS of the body in premature newborns of two observation groups was carried out, among which group I (experimental) included 38 infants born with gestational age of 32-34 weeks, who had clinical manifestations of severe perinatal pathology; group II included 27 conditionally healthy premature infants with gestational age at birth from 35 to 37 weeks, the indicators of additional examination methods of which served as controls for comparing the results of newborns of the main experimental group. The exclusion criteria were: gestational age at birth - 37 weeks or more, body weight - more than 2500 g, the presence of signs of intrauterine infection and congenital malformations. The features of adaptation of infants after birth and pathological conditions of the early neonatal period were analyzed, taking into account the leading symptoms of diseases. Additional methods of examination of newborns included a complex of indicators of FRO and AODS, namely: the level of Malone aldehyde (MA) and protein oxidative modification (POM) in blood plasma, ceruloplasmin (CP) level, catalase (CT) activity, content of HS groups of red blood cells and blood plasma, activity of glutathione peroxidase (GPx), glutathione-S-transferase (GST), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), and glutathione reductase (GR). The examination of infants was carried out in compliance with the basic provisions of human rights and biomedicine. Statistical processing of the obtained data was carried out using the licensed Statistica programs (StatSoft Inc., Version 7), Microsoft Excell (AtteStat, Version 12.5), and MedCalc Software (Version 16.1). Results. The obtained data showed significant differences in adaptation at birth and the development of severe perinatal pathology in premature infants of the observation group, which was accompanied by imbalance of FRO and AODS indicators of the body. Clinical forms of pathology in newborns of the main group were represented by hypoxic-ischemic damage to the central nervous system, haemorrhages and signs of neonatal encephalopathy. The main syndromes were: cerebral depression syndrome, less often - cerebral excitability syndrome, autonomic dysfunction syndrome and convulsive syndrome. The course of diseases in infants was accompanied by stupor or coma, no or reduced response to examination, lack of or weak crying, distal flexion or atony. There was no or significant weakening of the sucking reflex, Moro and Robinson reflexes, decreased or no photoreaction, vertical nystagmus, tremor of the chin and limbs. Severe hemodynamic, respiratory, and gastrointestinal disorders were diagnosed. The imbalance of FRO and AODS indicators of the body in conditions of hypoxia was characterized by a significant increase of the level of MA, POM, probable differences, compared with the control group, in the indicators of CP, CT, HS-groups of blood plasma, the activity of GPx, GST, G6PD and GR. Conclusions: 1. Insufficiency of AODS links with increased FRO activity causes increased sensitivity of premature newborns to hypoxia, reducing the reserve ability to adapt to the conditions of labor OS. 2. The development of severe forms of perinatal pathology in preterm birth is characterized by the increased level of MA and POM, the decrease of CP, CT, the level of HS groups of blood plasma, insufficient enzymatic activity of GPx, GST, G6PDH and GR.