Oxidativer Stress und Endothelfunktion bei Schwangerschaftskomplikationen (ENDOPREG)

EINFÜHRUNG. In einer normalen Schwangerschaft findet eine vaskuläre Remodellierung der mütterlichen Uterus-Spiralarterien statt. Trophoblastzellen dringen innerhalb der ersten 12 Wochen der Schwangerschaft in die Spiralarteriolen ein und ersetzen die Muskelwand der Gefäße, indem sie sie in Gefäße mit großer Bohrung, geringem Widerstand und großer Kapazität umwandeln, ein Prozess, der normalerweise in der 20. Schwangerschaftswoche abgeschlossen ist. Die Pathogenese der generalisierten endothelialen Dysfunktion bei komplizierten Schwangerschaften wird in zwei Phasen unterteilt. Die erste Phase besteht aus einer schwachen Trophoblastinvasion der Spiralarterien während des Plazentationsprozesses, was dazu führt, dass die Arterien des Plazentabetts nicht von Gefäßen mit hohem Widerstand zu Gefäßen mit niedrigem Widerstand transformiert werden. Dies führt zu lokaler Ischämie, Reperfusionsschäden und oxidativem Stress. Die lokale Schädigung aktiviert die zweite Phase, in der eine verstärkte Produktion von antiangiogenen Faktoren und oxidativen Stressprodukten zu systemischer Entzündung, endothelialer Aktivierung und verringertem endothelialem Stickoxid führt. Falls der Endothelschaden am ausgeprägtesten ist, wird eine thrombotische Mikroangiopathie mit Blutplättchen-Fibrin-Thromben in Mikrogefäßen induziert. Die Angiopathie führt zum Verbrauch zirkulierender Blutplättchen, verursacht eine Hämolyse in betroffenen Mikrogefäßen und verringert den portalen Blutfluss in der Leber, was schließlich zu einer periportalen Nekrose führt, einem Zustand, der bei schwerer Präeklampsie (PE) auftritt.

HYPOTHESE.

• Erhöhter oxidativer Stress und endotheliale Dysfunktion treten früh in der Schwangerschaft auf, wenn sich später Schwangerschaftskomplikationen entwickeln.
• Oxidativer Stress und endotheliale Dysfunktion sind nicht völlig unabhängig voneinander und können gemessen werden.
• Oxidativer Stress kann reduziert und die Endothelfunktion durch Interventionen verbessert werden, die das Risiko von Schwangerschaftskomplikationen verringern.

Daher: Die Messung und Integration in einen Algorithmus von oxidativem Stress und endothelialer Funktion in der Frühschwangerschaft wird es uns ermöglichen, zu bestimmen, welche Schwangerschaften von präventiven Interventionen profitieren. Diese Auswahl optimiert gezielte Interventionen bei Hochrisikoschwangerschaften ohne Überbehandlung anderer.

METHODIK

1. Studiendesign 1.1. Monozentrische prospektive Längsschnittstudie Für den ersten Teil der Studie schlagen die Untersucher ein prospektives Längsschnittdesign vor. Schwangere Frauen im ersten Trimenon der Schwangerschaft sind berechtigt und werden während der gesamten Schwangerschaft und bis 6 Monate nach der Geburt beobachtet.

   1.2. Multizentrische abgestimmte Fall-Kontroll-Studie Der zweite Teil ist eine Fall-Kontroll-Studie, in der Patientinnen mit Schwangerschaften, die durch PIH / PE / Frühgeburt / IUGR kompliziert sind, mit normotensiven Kontrollen verglichen werden, die auf Mutter- und Gestationsalter, Parität, Rauchverhalten, BMI und ethnische Herkunft abgestimmt sind Gruppe. Die Patientinnen werden während der gesamten (Rest ihrer) Schwangerschaft und bis 6 Monate nach der Geburt beobachtet. Die Patienten in dieser Studie werden in UZA, Erasmus MC, Maastricht UMC, ZOL (Ziekenhuis Oost-Limburg) aufgenommen.

2. Beschreibung der Untersuchungen 2.1 Endothelfunktion (RHI): Der reaktive Hyperämieindex wird mittels peripherer arterieller Tonometrie (PAT) (endoPAT®, Itamar) gemessen. Das Tonometer besteht aus einem am Finger befestigten Sondenplethysmographen, der in der Lage ist, Volumenänderungen in den Gefäßen der Zeigefinger zu erfassen. Es handelt sich um eine bedienerunabhängige und damit reproduzierbare Technik. Sensoren werden an den Fingerspitzen der Zeigefinger platziert.

Eine suprasystolische Okklusion des nicht dominanten Oberarms bei 200 mmHg oder 60 mmHg über dem systolischen Blutdruck wird mit einer Manschette erzielt. Nach Oberarmverschluss wird die Reaktion auf reaktive Hyperämie gemessen. Der kontralaterale (dominante) Arm wird als Kontrolle verwendet, um systemische Wirkungen zu korrigieren.

2.2 Arterielle Steifigkeit (PWV, PWA): Pulswellengeschwindigkeit und Pulswellenanalyse werden mit dem Sphygmocor-System ® (Atcor Medical, West Ryde, Australien) berechnet. Um PWV zu berechnen, müssen zwei Druckwellenformen in einem bekannten Abstand voneinander gemessen werden, und der Abstand zwischen den Messstellen wird durch die Laufzeit dividiert. Aorten-PWV wird durch Carotis-Femoral-PWV (cfPWV) gemessen, da dies der „Goldstandard“ für die Messung der Steifheit der Aorta ist. Messungen von cfPWV werden mit einem Drucktonometer durchgeführt, um die Druckpulswellenform in der darunter liegenden Arterie transkutan aufzuzeichnen. Das Tonometer enthält ein Mikromanometer, das eine sehr genaue Aufzeichnung des Drucks in der Arterie ermöglicht. Die Carotis- und Femoral-PWV werden durch leichtes Zusammendrücken der Halsschlagader bzw. der Femoralarterie mit der Spitze des Tonometers an der Stelle der maximalen Pulsation beurteilt. Das Sphygmocor-Gerät berechnet den cfPWV automatisch. PWA berechnet AIx, indem das Tonometer an der Speichenarterie (Ort der maximalen Pulsation) platziert wird. Eine verallgemeinerte Übertragungsfunktion leitet die Aortendruckwellenform von der Radialarterienwellenform ab. Aus der Aortendruckkurve können der Augmentationsdruck (AP) und der Augmentationsindex (AIx) berechnet werden. Der AP (ΔP) ist definiert als die Höhe des spätsystolischen Peaks über dem Wendepunkt der Wellenform. Der AIx ist definiert als AP, ausgedrückt als Prozentsatz des PP der Aorta. Da AIx von der Herzfrequenz beeinflusst wird, wird sie auf eine Herzfrequenz von 75 bmp (AIx-75) standardisiert.

2.3 Pulsatilitätsindex Uterusarterie (PI UA) und fötale Biometrie: Uterusarterien-Doppler-Untersuchungen werden unter Verwendung eines transabdominalen farbgerichteten gepulsten Wellendopplers (Voluson, GE Healthcare Technologies, USA) durchgeführt. PI von beiden Uterusarterien werden auf beiden Seiten des Gebärmutterhalses vor der 14. Schwangerschaftswoche und an der offensichtlichen Kreuzung mit den A. iliaca externa nach 14 Wochen erhalten. Gleichzeitig werden grundlegende fetale Biometrieparameter gemessen: biparietaler Durchmesser, Kopfumfang, Bauchumfang, Femurlänge und erwartetes fetales Gewicht unter Verwendung der Hadlocks-Formel.

2.4 NLR und MPV: Bei der Durchführung eines vollständigen Blutbildes werden NLR, MPV und Thrombozytenzahl mit einem ADVIA 120 Hämatologiesystem (Siemens Healthcare, Deutschland) ermittelt.

2.5 Automatisierte Blutdruckmessung: SBP (systolischer Blutdruck), DBP (diastolischer Blutdruck) und MAP (mittlerer arterieller Druck) nach 10 Minuten Ruhe in sitzender Position werden mit einem Mindray VS 900-Monitor (Mindray, China) gemessen.

2.6 Oxidativer Stress 2.6.1 Elektronenspinresonanz: NO und O2∙- EPR (Elektronenspinresonanz) stammt aus der Magnetresonanzspektroskopie und verwendet Mikrowellenstrahlung, um Moleküle mit ungepaarter Elektronenzahl, wie Radikale, nachzuweisen. Wenn vom EPR-Spektrometer ein Magnetfeld erzeugt wird, richten sich alle Radikale aus. Das EPR-Spektrometer sendet eine hochfrequente Mikrowelle aus, wodurch die Elektronen von einem niedrigen in einen hohen Energiezustand springen. Diese Energieabsorption kann gemessen werden und steht in direktem Zusammenhang mit der Menge an freien Radikalen in der Probe. Eine „Spinfalle“ wird hinzugefügt, um die sehr reaktiven Radikale abzufangen und ihre Halbwertszeit zu verlängern. Die NO-Konzentration wird mit einer Eisen-DETC (Fe(II)DETC2 (Eisen(II)diethyldithiocarbamat)-Lösung bestimmt. Die Spinsonde zur Bestimmung von O2∙-(Superoxid) im mütterlichen Serum ist CMH (1-Hydroxy-3-methoxycarbonyl-2,2,5,5-tetramethylpyrrolidin) und im Plazentagewebe Ascorbinsäure (Vitamin C). Vitamin C wirkt antioxidativ und ist im menschlichen Körper reichlich vorhanden. O2∙- reagiert leicht mit Vitamin C unter Bildung des Ascorbinsäureradikals. Dieses Ascorbinsäureradikal ist ein Maß für die O2∙-Konzentration im Plazentagewebe. Plazentagewebe wird zum Zeitpunkt der Entbindung untersucht, mütterliches Serum in Woche 9, Woche 28, bei der Entbindung und 6 Monate nach der Geburt.

2.6.2 Western-Blot-Analyse: ONOO-, eNOS und iNOS NO und O2∙- reagieren zu ONOO-. Die ONOO-Produktion wird indirekt im Plazentagewebe über Tyrosinnitration gemessen. Nitrotyrosin entsteht, wenn ONOO- mit Tyrosin in Proteinen reagiert und kann in Plazentagewebe mit Western Blotting unter Verwendung von Anti-Nitrotyrosin-Antikörpern quantifiziert werden. NO wird aus L-Arginin durch NOS (Nitric Oxide Synthase) gebildet. Diese Reaktion wird durch VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) reguliert, ein endotheliales Mitogen, das eine wichtige Funktion bei der Proliferation von Endothelzellen und bei der Angiogenese hat. VEGF stimuliert eNOS (endotheliales NOS) und induziert somit die NO-Produktion. Plazentale Ischämie erhöht die VEGF-Produktion und somit die NO-Produktion als kompensatorischer Mechanismus, um eine ausreichende feto-maternale Transfusion zu gewährleisten. In einer oxidativen Umgebung führt das Fehlen von NOS-stabilisierenden Faktoren zu einer NOS-Entkopplung. Die NOS-Kopplung bewirkt eine Verschiebung von der NO-Produktion zur O2∙-Produktion. Dies behält eine oxidative Einstellung bei. Die Produktion von iNOS (induzierbare NOS) wird durch Zytokine und Endotoxine während entzündlicher Zustände induziert. Monoklonale Antikörper bestimmen die Konzentrationen von eNOS und iNOS im Plazentagewebe.

STATISTISCHE ANALYSE

1. Berechnung des Stichprobenumfangs 1.1. Prospektive Einzelzentrums-Längsschnittstudie Für die physiologische Studie des RHI in der Schwangerschaft berechneten die Forscher, dass für ein 95-%-Konfidenzintervall eine Populations-Standardabweichung von 0,5 (wie in anderen Populationen für RHI beschrieben) und ein tolerierbarer Standardfehler des Mittelwerts (SEM ) Wert von 0,1, müssen 97 Frauen beobachtet werden. Unter Berücksichtigung von mindestens 10 % Dropout beträgt die Ausgangsstichprobengröße 110 Frauen.

   1.2. Multizentrische gematchte Fall-Kontroll-Studie In einer Pilotstudie von Yinon [Yinon, 2006] betrug der Index der reaktiven Hyperämie (RHI) bei normotensiven Schwangerschaften 1,8 und bei PE 1,5; in den meisten Populationen beträgt die Standardabweichung 0,5. Für eine Trennschärfe von 80 % und ein zweiseitiges α = 0,05 und unter Berücksichtigung einer klinisch relevanten Differenz von 0,3 wäre die Stichprobengröße für jede Gruppe 44; Dies wird als Stichprobengröße für die Querschnittsstudie angesehen, in der LE (44), PIH (44), IUGR (44) und Frühgeburt (44) mit normotensiven Kontrollen (44) verglichen werden.

2. Deskriptive Statistik und Datenanalyse 2.1. Einzelzentrische prospektive Längsschnittstudie Für die physiologische Untersuchung des RHI in der Schwangerschaft berechnen die Prüfärzte die Referenzwerte und das 95 %-Konfidenzintervall. Längsschnittdaten werden geplottet und ein lineares Mixed-Effects-Modell mit zufälligem Schnittpunkt wird angepasst. Basierend auf diesem Modell werden Perzentile für RHI und PWV berechnet. Korrelationskoeffizienten zwischen Baseline-RHI, PWV, UA-Doppler-PI, fötaler Biometrie, NLR, MPV, MAP, Geburtsgewichtsperzentil und EDCs werden analysiert.

2.2. Multizentrische abgestimmte Fall-Kontroll-Studie RHI, PWV, UA Doppler PI, fötale Biometrie, NLR, MPV, MAP, Geburtsgewicht und EDCs und andere kontinuierliche Variablen in hypertensiven versus nicht hypertensiven Schwangerschaften werden mit dem Shapiro-Wilk-Test auf Normalität getestet. Wenn es Normalität gibt, werden sie als Mittelwert, Standardabweichung und 95 % Konfidenzintervall ausgedrückt und unter Verwendung eines zweiseitigen T-Tests verglichen. Wenn nicht, werden sie als Median- und Interquartilbereiche ausgedrückt und mit dem Mann-Whitney-U-Test verglichen.