В настоящее время вирусная инфекция играет важную роль в развитии патологии беременных, плода и новорожденных. В свою очередь актуальность проблемы вирусных инфекций в перинатальной патологии возросла в связи с неблагоприятными социально-экономическими изменениями в жизни общества, которые способствуют повышению риска инфицирования женщин в период беременности [3, 4, 6-8].
По данным отечественной и зарубежной литературы первичные вирусные инфекции могут приводить как к потере беременности, так и к рождению детей с различными нарушениями в развитии [5, 7, 36, 40]. Хронические (латентные) инфекции, прогрессирующие на фоне гестационной иммуносупрессии, редко приводят к порокам развития плода, однако отмечается частота патологии беременности (синдром потери плода, ФПН, синдром задержки плода), которая коррелирует с таковой при острых вирусных заболеваниях [5, 7]. Последнее связано со способностью вирусов поражать ткани плаценты с развитием эндотелиопатий и нарушением местного иммунитета [2, 7, 36, 40].
Под воздействием неблагоприятных факторов в первом триместре беременности воспалительная реакция в системе мать-плацента-эмбрион возможна лишь в маточно-плацентарной области с участием клеток организма матери. В формирующихся тканях эмбриона развивается только альтеративная фаза воспаления. В конце I триместра беременности защитные возможности эмбриона и плода возрастают, так как происходит дифференцировка стволовых клеток в специализированные клеточные линии, а тимус становится местом активного лимфопоэза. С 10 по 22 неделю у плодов в крови и тканях легких, сердца, кишечника, скелетных мышц, кожи и мозга повышается содержание альфа-интерферона [36, 40].
В позднефетальном периоде воспалительная реакция имеет преимущественно альтеративно-продуктивный характер, с постепенным присоединением экссудативного компонента и редукции микроциркуляторного русла. При завершении органогенеза во втором триместре, возникает морфо-функциональное становление иммунных органов. При воспалительной реакции в органах плода появляется продуктивный компонент за счет мезенхимальных элементов.
После 20 недель гестации, проявляется функционирование собственных клеточных и гуморальных механизмов иммунитета. Кроме материнских IgG, проникающих трансплацентарно, в селезенке плода продуцируются собственные IgG и IgM, а в околоплодных водах появляется выраженная антибактериальная активность благодаря накоплению лизоцима, ß-лизина, трансферрина, плодового интерферона и др. [36]. Таким образом, к концу 20-й недели беременности в организме плода и тканях плаценты возможно развитие воспалительной реакции по своим характеристикам приближающейся к иммунному воспалению.
Возникновение генерализованного поражения с развитием интерстициального воспаления, васкулитов, острых дистрофических изменений и лимфоидно-гистиоцитарной инфильтрации в поврежденных тканях и органах возможно, если вирусная инфекция протекает в условиях неадекватного иммунного ответа (у иммунодефицитных пациентов, у плодов и новорожденных) [6, 7].
Иммуносупрессивный эффект проявляется при различных вирусных инфекциях, особенно при развитии тяжелых клинических форм. Подавление иммунитета часто приводит к развитию хронического инфекционного процесса и развитию тяжелых осложнений вирусных инфекций. Регистрируют развитие иммунодефицита, подавление специфического и неспецифического клеточного и гуморального иммунитета: снижение функциональной активности макрофагов, уровня взаимодействия иммунокомпетентных клеток, нарушение антителообразования и т.д. Развивается интерферонодефицит со снижением способности лейкоцитов, фибробластов и иммунных лимфоцитов вырабатывать различные виды интерферонов. Нарушение иммунитета носит как общий системный, так и местный характер: снижение мукозального иммунитета (иммунитета слизистых), интерферонообразования в очагах вирусного поражения [2, 4, 5].
Иммунодепрессивный эффект вирусных инфекций обусловлен аффинностью (тропизмом) многих вирусов к клеткам моноцитарно-макрофагальной системы (ММС), Т-хелперам, полиморфноядерным нейтрофилам и т.д. Тяжелые иммунодефицитные состояния регистрируют при ВИЧ-инфекции, ЦМВ-инфекции, рецидивирующем герпесе, парагриппе и т.д. [1, 4, 5].
Интеграционный процесс - тесное взаимодействие вируса и клетки, характеризующееся встраиванием вирусной геномной ДНК или ДНК - копии геномной РНК - провируса в клеточную ДНК. Данный процесс является одним из многочисленных механизмов развития пожизненных персистентных вирусных инфекций [5]. Вирусы, участвующие в данном патологическом механизме называются интеграбельными, а инфекции - интегративными. При этом вирусные и клеточные гены, передаются по наследству дочерним клеткам при делении инфицированных клеток, несущих интегрированный вирусный геном. По этому свойству все вирусы делятся на 3 группы: а) обязательно интеграбельные (ВИЧ); б) факультативно интеграбельные вирусы, вызывающие интегративные инфекции только при определенных условиях (вирусы гепатита В, папилломы человека); в) неинтеграбельные вирусы, не вызывающие интегративной инфекции (респираторные вирусы, кишечные вирусы, энтеровирусы, арбовирусы).
Воспалительный процесс является одной из причин эндотелиальной дисфункции (ЭД). Повреждению инфекционного генеза предшествует ЭД, независимо от его органной локализации. Патологический процесс охватывает артерии, вены и все структурные компоненты системы микроциркуляции.
По данным различных авторов, инфекционный воспалительный процесс во внутренней выстилке сосудов обусловлен различными вирусами: герпесвирусом (герпес 1 типа, цитомегаловирусная инфекция), вирусом иммуннодефицита.
Влияние данных возбудителей на иммунитет поливалентно: хронические стрессы, беременность, обострение хронических воспалительных процессов в различных органах. Отмечено, что рецидивирующий герпес и цитомегаловирусная инфекция могут играть роль провоцирующего фактора при переходе от ВИЧ-инфицирования к развитию СПИДА. На фоне прогрессирования ВИЧ-инфекции, происходит активация эндотелия. Важным патогенетическим аспектом ВИЧ-инфекции является повреждение эндотелия сосудов, с последующей активацией, сопровождающиеся нарушениями его физиологических регуляторных функций. При этом в крови беременных женщин определяются факторы, отражающие персистентную активацию эндотелия сосудов или их повреждение (увеличение содержания фактора VIII фон Виллебранда (vWf), ингибитора активатора плазминогена и растворимого тромбомодулина, уменьшением уровня антикоагулянтного S-белка) [27].
Большим количеством исследований подтверждена способность ВИЧ инфицировать эндотелий кровеносных сосудов в организме человека [12, 14, 30, 35, 37]. С помощью метода полимеразной цепной реакции возможно выявление вирусспецифической ДНК ВИЧ в эндотелии сосудов биоптатов посткапиллярных венул лимфатических узлов, подслизистой оболочки цервикального канала женщин [12, 14, 35, 41]. Степень повреждения сосудистой стенки и появления маркеров эндотелиальной дисфункции коррелирует с увеличением вирусной нагрузки [29, 39].
Появление маркеров активации и повреждения клеток эндотелия связано с кислородным взрывом [5, 6, 7]. Свободнорадикальное окисление является важным и многогранным биохимическим процессом превращений кислорода, липидов, нуклеиновых кислот и белков под действием свободных радикалов. Свободные радикалы представлены соединениями, имеющими неспаренный электрон на наружной орбите и обладающие высокой активностью. К числу первичных свободных радикалов относятся супероксидный анион-радикал, оксид азота, а вторичными радикалами являются гидроксильный радикал, синглетный кислород, перекись водорода и пероксинитрит, обладающий наибольшей активностью. Синтез супероксид-аниона инициируется ангиотензином II, а оксид азота образуется при окислении L-аргинина под действием NO-синтетазы при участии кальмодулина. Этот процесс завершается синтезом высокоактивного пероксинитрита. Супероксид-анион может восстанавливать Fe3+ в Fe2+, при взаимодействии которого с перекисью водорода, перекисями липидов и гипохлоритом образуются высокотоксичные вторичные радикалы. Увеличение продукции NO сопровождается увеличением концентрации циркулирующих метаболитов оксида азота, но не приводит к NO-зависимой вазодилатации. Возможное объяснение этого парадокса состоит в том, что действие NO блокируется активными формами кислорода, среди которых супероксид является основным фактором, снижающим биодоступность NO [5, 15, 41].
Активность свободных радикалов ограничивается антиоксидантами, разрывающими цепи молекул при реакциях свободно-радикального окисления и разрушающими молекулы перекисей. К числу ферментных антиоксидантов относятся супероксиддисмутаза (СОД), глютатионпероксидаза, каталаза, находящиеся в клеточных структурах. Неферментные антиоксиданты – витамины Е, К, С, убихиноны, триптофан, фенилаланин, церулоплазмин, трансферрин, гаптоглобин, глюкоза и каротиноиды блокируют активность свободных радикалов в крови.
В физиологических условиях митохондрии клеток защищают себя от активных форм кислорода (АФК) за счет процесса поглощения кислорода (О2) цитохромоксидазой, которая с высокой скоростью переносит четыре электрона на О2 с образованием нейтрального продукта H2О даже при низкой концентрации О2 [41]. В митохондриальном матриксе превращение О2 в перекись водорода происходит под влиянием супероксиддисмутазы. Под действием токсических продуктов, попадающих в клетку (антиген вирусов), механизмы защиты от АФК снижаются, что приводит к формированию неспецифических каналов во внутренней мембране митохондрий, через которые происходит проникновение низкомолекулярных веществ в матрикс. Нарушается осмотический баланс между матриксом и межмембранным пространством митохондрий. Так как в матриксе белковых молекул больше, чем в межмембранном пространстве, вода поступает в матрикс, в силу чего он набухает, и наружная мембрана разрывается. Содержимое межмембранного пространства (в том числе и цитохром С) выбрасывается в цитозоль клетки. Внемитохондриальный цитохром С связывается с цитозольным белком, который получил название первого фактора, активизирующего апоптоз, так с ним связываются дезоксиАТР и несколько молекул прокаспазы 9, что индуцирует развитие апоптоза в ядрах [15, 26, 41].
При вирусных воспалительных процессах (у ВИЧ - инфицированных беременных) происходит пролиферация эндотелиальных клеток с возможным изменением их морфологии при участии факторов некроза опухоли – альфа (ФНО – альфа), интерферона-гамма (ИФН-гамма) и CD8+(выработанными Т-лимфоцитами). Также под действием повышенных уровней провоспалительных цитокинов (интерлейкинов 2, 6, 8), ФНО - альфа, ИФН-гамма, у ВИЧ-инфицированных беременных отмечена активация продукции VEGF [6, 9]. Дальнейшее развитие патологического процесса приводит к активации экспрессии на поверхностной мембране молекул клеточной адгезии (МКА) ICAM-1, VCAM-1, Е-селектина (ELAM-1) и рецептора VEGF (VEGFR 3) [10, 11].
Широта спектра поражения при ВИЧ обусловлена, тропизмом ко многим рецепторам, экспрессируемых клетками, и чувствительностью к нему. На эндотелиальных клетках печеночных синусов - это специфичный для Т-хелперов рецептор CD 4+; галактозилцерамид является рецептором на ЭК пупочной вены, хемокиновый рецептор CXCR 4 - на ЭК пупочных вен, лектиновые рецепторы на поверхности ЭК синусов печени, лимфатических узлов и отростков плаценты [31, 32, 33, 34, 37]. Области вириона, ответственные за соединение с рецептором, определяются их структурой и особенностями тропизма вируса. Вирусы, покидая инфицированную клетку, захватывают антигены, экспрессированные на ее поверхности.
Следует отметить, что на начальной стадии ВИЧ-инфекции происходит нарушение нормального баланса цитокинов [13, 15, 29, 31]. По мере прогрессирования ВИЧ-инфекции продукция одних цитокинов снижается, а другой группы цитокинов усиливается. Дисбаланс цитокинов может содействовать поражению ВИЧ СD4-клеток, приводя к прогрессированию иммуносупрессии и последующему развитию оппортунистических инфекций [15, 31].
Рецептор CXCR 4, широко представленный на ЭК, проявляет себя как медиатор биологических эффектов хемокинов: при его соединении с лигандом SDF-1 происходили активация митогенактивированной протеинкиназы (МАРК), активация ангиогенеза в виде миграции ЭК и образования капилляроподобных структур [32, 33].
У беременных женщин ВИЧ-инфицированный эндотелий может взаимодействовать с неинфицированными мононуклеарами, вызывая диссеминацию вируса в организме [37].
При взаимодействии лейкоцитов крови с ЭК сосудов происходит активация лейкоцитов и ЭК, продукция цитокинов, экспрессия МКА. У ВИЧ-инфицированных беременных (при данных процессах) персистентно инфицированные моноциты и лимфоидные клетки, содержащие вирус, контактируют с еще неинфицированными ЭК, создавая благоприятные условия для репродукции ВИЧ [18]. Активация продукции цитокинов и экспрессия МКА, сопровождающие эти взаимодействия, улучшают контакт между клеточными популяциями.
В патогенезе ВИЧ-инфекции в организме человека циркулируют белки вируса, которые без инфицирования эндотелия, могут оказывать многочисленные воздействия на него [21].
В литературе отмечены данные, согласно которым в зависимости от дозы гликопротеин вируса gp 120 при контакте с HUVEC приводил к включению в клетках программы апоптоза через цитокиновые рецепторы CXCR 4, а при большей концентрации белка - через рецептор CCR 5 [21, 23, 37].
В процесс апоптоза вовлекалась протеинкиназа С, а антитела к CXCR 4 и ингибитору каспазы 3 блокировали апоптоз [22]. Эффект апоптоза наблюдался при контакте ЭК с вирионами и антигеном ВИЧ, экспрессированным на инфицированных клетках [23].
В зарубежной литературе встречаются данные о роли белка Tat, секретируемого ВИЧ-инфицированными клетками в патогенез ВИЧ-инфекции [24, 28]. Отмечено, что данный белок активировал в ЭК: продукцию провоспалительных цитокинов, экспрессию МКА и адгезию лейкоцитов на стенки сосудов, вследствие чего повышалась их проницаемость, способствующая трансмиграции клеток крови и диссеминации ВИЧ-инфицированных клеток и вируса в организме [9, 20]. Tat проявляет себя как основной активатор транскрипции ключевых молекул воспаления при ВИЧ-инфекции, например активирует экспрессию Е-селектина ЭК [16]. Повышение проницаемости ЭК под влиянием Tat связано с сигналом через тирозинкиназу и МАРК [27].
Белок Tat является индуктором ангиогенеза. В организме ангиогенез проявляется в виде деградации базальной мембраны ЭК сосудов матриксными металлопротеиназами (ММП), миграции ЭК, их пролиферации на новом матриксе.
Ангиогенный эффект Tat у ВИЧ-инфицированных беременных может проявляться генерализованной васкулопатией [41]. Данный белок, на первых этапах ангиогенеза - увеличивает проницаемость сосудов и отек, блокируемые ингибиторами ММП. При развитии васкулопатии, связанных с Tat, ЭК претерпевают перестройку цитоскелета через р 21-активированную киназу (РАК-1) и уменьшение активации эндотелиальной NАDРН-оксидазы [42]. Возможно, ангиогенный эффект Tat связан с тем, что его аргининовые и лизиновые последовательности имеют сходство с таковыми VEGF-A. Следовательно, Tat, имитируя структуру факторов роста ЭК, взаимодействует с тирозинкиназными рецепторами Flk-1/KDR (VEGFR-2), [9]. Активация Tat белком рецепторов ЭК Flk-1/KDR и Flt-4, связанных с ангиогенезом, также увеличивала и проницаемость ЭК [25].
По данным зарубежной литературы, в ходе проведенных исследований выявлено, что аминокислоты 46-60 Tat являются основными пептидами, взаимодействующими с обоими рецепторами для VEGF на поверхности ЭК, активирующими ангиогенез [38].
Главной проблемой при хронических вирусных инфекциях становится поражение фетоплацентарного комплекса с нарушением иммунологической и реологической функций плаценты. В свое время, повреждение ткани плаценты при иммунном воспалении может происходить двумя путями: во-первых, за счет образования иммунных комплексов и во-вторых, за счет Т-клеточной агрессии (является неспецифичной реакцией в ответ на действие любого повреждающего фактора, в том числе и вирусными агентами) [36, 40].
Отличительными морфологическими признаками тканевого повреждения, обусловленного иммуннологическими процессами, являются фибриноидный некроз и клеточные инфильтраты, состоящие преимущественно из нейтрофилов. Присутствие иммунных комплексов в плаценте сопровождается очаговыми поражениями синцитиотрофобласта и эндотелия сосудов, массивными отложениями фибриноида и лимфоцитарной инфильтрацией в зонах повреждения с развитием циркуляторных нарушений и некротических процессов в окружающей ткани [14].
Данные иммуноклеточные реакции наиболее заметны в зоне имплантации и инвазивного роста ворсин хориона [10]. В настоящее время при выявлении признаков хронического воспаления в ворсинках плаценты без присутствия известных трансплацентарных инфекций, объединяют в понятие виллит неясной этиологии. Микроскопическими признаками виллита являются обнаружение по крайне мере одной терминальной ворсинки с лимфогистиоцитарной клеточной инфильтрацией, разрушением и расширением стромы за счет некротического, пролиферативного или склеротического процесса, облитерацией капилляров ворсин, отсутствием признаков известных инфекций и незначительным количеством плазматических клеток [18, 19].
Основной проблемой при хронических вирусных инфекциях (в том числе и ВИЧ-инфекции) становится поражение фетоплацентарного комплекса с нарушением иммунологической и реологической функций плаценты.
Вирусные инфекции у беременных могут сопровождаться патологией плода и новорожденных, которая развивается при прямом тератогенном действии вирусов как следствие их размножения в тканях эмбриона/плода, при непрямом влиянии вируса на развитие эмбриона/плода как следствие патологических процессов в организме беременной, плаценте. Прямое тератогенное воздействие вирусов проявляется в их способности вызывать врожденные дефекты, за счет: нарушения митоза инфицированных клеток; цитопатического действия на клетки эмбриона/плода (вирусный цитолиз); 3) повреждения хромосом клеток эмбриона/плода, инфицированных вирусами [4, 5, 6].
Непрямое влияние вирусных инфекций на развитие плода происходит в виде привычного невынашивания беременности. В основе невынашивания лежит патология: зиготы, эмбриона, плода, плаценты, беременной (поражение эндометрия). Возможно развитие внутриутробного инфицирования, которое происходит на разных сроках беременности или во время родов [6, 7].
Таким образом, ведение таких пациенток должно быть направлено на оптимизацию функционирования фетоплацентарной системы, на профилактику угрозы прерывания беременности, а так же назначения необходимой терапии, препятствующей внутриутробному инфицированию плода и новорожденного.