Становление плодово-плацентарного кровообращения при сахарном диабете I типа

Известно, что при беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа у матери, особенно в условиях недостаточной компенсации заболевания у женщины, наблюдаются нарушения развития хориона, изменяются условия доставки кислорода к тканям плода, за счет снижения сродства фетального гемоглобина к кислороду, а также усиленного его потребления тканями (особенно нервной) из-за повышенного клеточного метаболизма, возникающего на фоне эпизодов гипергликемии. У плода наблюдается гиперинсулинизм. Кроме того, выявляются нарушения маточно-плацентарного и плодово-плацентарного кровообращения, возникающие на фоне структурно-функциональных изменений в плаценте. Плацентарная недостаточность, в свою очередь, является причиной развития хронической гипоксии у плода.

Исследования плацентарной гемодинамики, проведенные различными авторами в III триместре беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа, показали, что даже при субкомпенсированном течении заболевания у матери выявляются наруше-
ния плодово-плацентарного кровотока. При тяжелом декомпенсированном сахарном диабете, наличии сосудистых осложнений и/или гестоза у женщины, гемодинамические изменения происходят не только в плодово-плацентарном, но и в маточно-плацентарном звене функциональной системы «мать-плацента-плод». В ряде случаев они сопровождаются централизацией плодового кровотока, а также признаками нарушения периферической гемодинамики плода. Однако в литературе отсутствуют данные о том, насколько рано появляются гемодинамические изменения венозного и артериального плодово-плацентарного кровообращения при наличии сахарного диабета I типа у матери и какой характер они носят.

Цель работы

Цель настоящего исследования заключалась в изучении становления плодово-плацентарного кровообращения при сахарном диабете I типа в первой половине беременности.

Материалы и методы исследования

Проведено обследование 47 женщин, страдающих сахарным диабетом I типа, и их плодов. Из них у 15 пациенток беременность была прервана путем медицинского аборта в сроки от 6 до 13 недель. У остальных 32 женщин беременность прогрессировала, и исследование беременных и плодов проводилось с 6-ой недели и далее в динамике с интервалом в две недели, до 24 недели беременности. Группу сравнения составили 15 здоровых женщин и их плодов в сопоставимые сроки беременности.

Оценку степени компенсации сахарного диабета у беременных проводили на основании определения уровня гликозилированного гемоглобина (HbA1c) в их крови, который свидетельствует о компенсации заболевания на протяжении 2-х предшествующих определению месяцев. Критерием компенсированного течения диабета считали уровень НbА1с в крови женщин, равный или ниже 7%, при его уровне свыше 7% диабет считали декомпенсированным.

Допплерометрические исследования с применением цветного допплеровского картирования производили на ультразвуковом диагностическом приборе «ALOKA» SSD-2000 в следующих сосудах: артерии пуповины, средней мозговой артерии, венозном протоке плода. Исследование кровотока в артерии пуповины проводили в ее средней части, одинаково удаленной как от места вхождения в плаценту, так и в брюшную полость плода. Визуализацию средней мозговой артерии осуществляли при поперечном сканировании головки плода на уровне ножек мозга. Учитывая малые размеры мозговых сосудов плода в первом триместре беременности, точная идентификация средней мозговой артерии не представлялась возможной, поэтому оценивали общий сигнал, полученный от средней и передней мозговых, а также основной артерий мозга, путем установки пробного объема кпереди от ножек плода. Исследование кровотока в венозном протоке проводили в области его перешейка при поперечном сканировании живота плода справа от его желудка и спереди от абдоминального отдела нисходящей аорты.

Для оценки характера артериального и венозного кровотока использовали качественный и количественный анализ кривых скоростей кровотока (КСК). Анализ артериального кровотока проводился путем вычисления систоло-диастолического отношения (СДО) и пульсационного индекса (ПИ). СДО и ПИ характеризуют сосудистое сопротивление периферической части сосудистого русла в исследуемом сосуде. Количественный анализ характера кровотока в венозном протоке включал в себя оценку следующих параметров: максимальной систолической скорости во время сокращения желудочков сердца (А), максимальной диастолической скорости в ту же фазу сердечного цикла (В), максимальной скорости кровотока в период систолы предсердий сердца плода (С), средней скорости кровотока (М). Качественный анализ проводили путем вычисления систоло-диастолического отношения (СДОВ), пульсационного индекса (ПИВ), индекса максимальной скорости (ИМСВ), индекса резистентности венозного протока (ИРВ) и систоло-артериального отношения (САО).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием стандартных пакетов программ прикладного статистического анализа (Statgraphics v.7.0, Statictica for Windows v.5.0 и др.) методами параметрической и непараметрической статистики. Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,05.

Результаты исследования

Результаты сравнительного изучения особенностей плацентарной гемодинамики в первой половине беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа, и при ее физиологическом течении выявили у большинства плодов женщин с сахарным диабетом более раннее появление диастолического компонента кровотока в артерии пуповины (уже на 11-ой неделе) и в средней мозговой артерии плода (с 10-ой недели). При этом, в 11-12 и в 15-16 недель беременности у плодов при сахарном диабете I типа, по сравнению с плодами при физиологической беременности, в артерии пуповины наблюдалось более низкое сосудистое сопротивление. Это проявлялось в более низких значениях ПИ в этом сосуде: на 32,5% ниже в 11-12 недель (1,87±0,18 и 2,77±0,05 соответственно, р<0,001) и на 13% - в 15-16 недель беременности (1,61±0,08 и 1,85±0,08 соответственно, р<0,05). Значения ПИ в артерии пуповины зависели от уровня НЬА1с в крови у матери (см.рис.1). Из рисунка видно, что в 11-12 и 17-18 недель они были достоверно ниже у плодов, матери которых имели НЬА1с более 9%, по сравнению с теми, уровень НЬА1с в крови которых был 79% ( 1,30±0,09 и 2,31±0,25, р<0,05; 1,29±0,16 и 1,61±0,04, р<0,05 соответственно). В свою очередь, у последних они были достоверно выше, чем у плодов женщин, сахарный диабет у которых был компенсирован (1,61±0,04 и 1,27±0,22 соответственно, р<0,05).

Результаты исследования характера мозгового кровообращения у плодов при сахарном диабете I типа и при физиологической беременности показали, что у первых уже до 10-ой недели беременности наблюдается более низкая сосудистая резистентность в средней мозговой артерии, которая выражалась в более низких значениях ПИ (1,85±0,17 и 2,83±0,06 соответственно, р<0,001). При этом, значения СДО у плодов в этом сосуде были почти в 2 раза ниже при умеренной декомпенсации сахарного диабета (НbА1с - 79%), чем таковые при декомпенсированном течении заболевания (см. рис.2).

Однако наиболее ранние отклонения от нормы показателей плацентарной гемодинамики при сахарном диабете I типа нами были обнаружены в венозном протоке плодов. Несмотря на то, что кровоток в венозном протоке у плодов, как при сахарном диабете, так и при физиологической беременности на протяжении всего периода наблюдения являлся ортоградным, нами выявлена задержка скорости нарастания его интенсивности у плодов при сахарном диабете с увеличением срока беременности (см. таблицу 1).

*-р<0,01; **-р<0,05; ***-р<0,001 - даны по сравнению с максимальной систолической и максимальной диастолической скоростями кровотока в венозном протоке у плодов при физиологическим протекающей беременности.

Из таблицы видно, что значения А в венозном протоке у плодов при сахарном диабете до 10-ой недели беременности были ниже на 28,2%, в 13-14 недель -на 29,2%, в 21-22 недели - на 39,6%, в 23-24 недели -на 48%, по сравнению с ее значениями у плодов при физиологической беременности. Однонаправленные изменения в венозном протоке плодов при сахарном диабете происходили и со значениями В.

Кроме того, с 9-ой по 16-ю неделю беременности нами были обнаружены более низкие показатели СДОВ, САО, ИРВ при сахарном диабете I типа, по сравнению с таковыми при физиологической беременности. При этом, значения ПИВ у плодов при диабете в этот период гестации существенно не менялись, в то время как при физиологической беременности наблюдалось их снижение с увеличением срока беременности (см. рис. 3).

Достоверно различались показатели плодово-плацентарной гемодинамики при сахарном диабете I типа и при физиологической беременности и после 18-ой недели беременности. Так, в 19-20 недель выявлено достоверное повышение СДО в средней мозговой артерии плодов, матери которых имели сахарный диабет I типа, по сравнению с таковым при физиологической беременности (6,49±0,36 и 5,46±0,24 соответственно, р<0,05). В 23-24 недели аналогичные изменения сосудистого сопротивления (по значениям СДО) были нами обнаружены в артерии пуповины (4,04±0,22 и 3,43±0,12 соответственно, р<0,05). При этом, если беременная имела сосудистые осложнения сахарного диабета, независимо от степени компенсации заболевания, достоверные нарушения сосудистой резистентности в артерии пуповины и средней мозговой артерии плодов появлялись на 1-2 недели раньше, по сравнению с плодами женщин, не имевших сосудистых осложнений диабета. Так, значения ИР в артерии пуповины были 0,75±0,01 и 0,64±0,03 соответственно (р<0,05), а значения ПИ - 1,25±0,04 и 0,96±0,08 соответственно (р<0,05).

Обсуждение

Внедрение в клиническую практику интенсивной инсулинотерапии, успехи, достигнутые специалистами - перинатологами привели к значительному снижению уровня перинатальной смертности при беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа. Однако уровень перинатальной заболеваемости при этой патологии остается по-прежнему высоким. Современная перинатология стала носить профилактический характер, направленный на выявление групп риска по развитию перинатальной патологии. Одной из таких групп риска являются плоды, развивающиеся при наличии сахарного диабета I типа у матери.

Развитие гемодинамической системы мать-пла-цента-плод, в которой одновременно формируется маточно-плацентарное и плодово-плацентарное кровообращение, необходимо для выживания и нормального развития плода на разных этапах внутриутробного развития. В литературе имеются противоречивые данные о гемодинамике в функциональной системе мать-плацента-плод при сахарном диабете I типа у матери и влиянии на нее степени компенсации заболевания, а также сосудистых осложнений диабета. Обсуждаемые результаты этих исследований получены в основном во II и III триместрах беременности.

Известно, что с увеличением срока физиологической беременности наблюдается постепенное снижение показателей сосудистой резистентности в плодово-плацентарной системе. При этом, наиболее выраженное снижение наблюдается во внутричерепных сосудах плода, по сравнению с другими отделами его сосудистой системы. В первом триместре физиологической беременности кровоток в артерии пуповины, как правило, характеризуется отсутствием диастолического компонента. Результаты нашего исследования показали, что при сахарном диабете I типа, независимо от степени его компенсации, диастолическая скорость в этом сосуде появляется, в среднем, на 2-3 недели раньше, чем при физиологическом течении беременности, что свидетельствует о более низкой сосудистой резистентности плацентарному кровотоку в ранние сроки беременности. К концу ее первой половины (23-24 недели) показатели сосудистой резистентности в артерии пуповины достоверно превышают аналогичные показатели при неосложненном течении беременности.

У плодов при сахарном диабете раньше появлялся диастолический компонент кровотока и в средней мозговой артерии плодов. Этот факт также говорит о наличии более низкого сосудистого сопротивления кровотоку и в этом сосуде у плодов при сахарном диабете, по сравнению с плодами, развивающимися при физиологической беременности. Увеличение диастолического компонента в мозговых сосудах плода в более поздние сроки беременности относят к ранним признакам развития гипоксии тканей его мозга. Выявленные нами у плодов при сахарном диабете явления мы рассматриваем как компенсаторно-приспособительные гемодинамические реакции, обеспечивающие нормальное развитие плода в условиях рано возникающих метаболических нарушений в плаценте при сахарном диабете. Они обеспечивают защиту развивающегося мозга плода.

С увеличением срока беременности в артерии пуповины и в средней мозговой артерии у плодов при сахарном диабете были выявлены аналогичные особенности кровотока: низкие показатели сосудистой резистентности в ранние сроки беременности и повышение их, по сравнению с таковыми при физиологической беременности к концу ее первой половины. При этом, у пациенток, имевших сосудистые осложнения диабета, повышение резистентности мозговому кровотоку у плодов было зарегистрировано раньше - в 17-18 недель.

При развитии плацентарной недостаточности происходят изменения не только артериального, но и венозного кровообращения. Однако в литературе практически отсутствует данные о характере венозного кровообращения у плода при беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа. Мы исследовали характер кровотока в венозном протоке плода. В нашем исследовании кровоток в венозном протоке на протяжении первой половины беременности как при физиологическом ее течении, так и при сахарном диабете, был ортоградным, что позволяет обеспечивать оптимальные условия для кровоснабжения головного мозга высокооксигенированной кровью.

Экспериментальные исследования показали, что гипоксия плода приводит к расширению входного диаметра венозного протока и к увеличению процента шунтируемой через венозный проток крови. В нашем исследовании при сахарном диабете у матери в течение первой половины беременности интенсивность кровотока в венозном протоке, также как при физиологической беременности, увеличивалась. Однако ее значения в исследуемые нами сроки были намного ниже, чем в норме. СДО, КСК в этом сосуде, по мере прогрессирования беременности, увеличивалось, тогда как при нормальном течении беременности оно снижалось. Значения ИМСВ и ПИВ на протяжении первой половины беременности существенно не менялись, в то время как при физиологической беременности наблюдалось их снижение с увеличением срока беременности. При этом именно в венозном протоке нами были зарегистрированы наиболее ранние (до 10-ой недели) отклонения от нормы показатели гемодинамики, свидетельствующие о развитии плацентарной недостаточности в первой половине беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа. С 17-18 недели беременности при сочетании ее с сахарным диабетом наблюдалось повышение сосудистой резистентности кровотоку в венозном протоке, в то время как в физиологических условиях отмечалось прогрессивное ее снижение.

Интенсивный процесс нейрогистогенеза и значительное развитие головной части плода в первой половине беременности требует создания оптимальных условий адекватного кровоснабжения и оттока венозной крови из верхней половины туловища и, в частности, из головного мозга плода. Более низкое сосудистое сопротивление и раннее появление диастолической скорости кровотока в артериальных сосудах у плода при сахарном диабете по сравнению с нормой для данного срока беременности, также направлено на адекватное кровоснабжение головного мозга и, следовательно, могут рассматриваться как адаптивные реакции. Большинство изменений плодово-плацентарного кровообращения при сахарном диабете I типа вы-явлены в начале второго триместра беременности. Возможно, это связано с тем, что к этому сроку заканчивается васкуляризация вторичных ворсин хориона и выявляются их наибольшие нарушения, которые уже недостаточно компенсируются гемодинамическими реакциями в фетоплацентарной системе. Кроме того, в этот период происходит регрессия желточного круга кровообращения, который имеет значение в адаптивных гемодинамических реакциях плодово-плацентарной системы.

Таким образом, результаты нашего исследования показали, что на ранних сроках беременности, сочетающейся с сахарным диабетом I типа, гемодинамические реакции плодово-плацентарного кровообращения носят адаптивно-приспособительный характер. К концу первой половины беременности, при развитии плацентарной недостаточности они приобретают патологический характер. Степень выраженности гемодинамических реакций зависит от компенсации заболевания у матери и наличия у нее сосудистых осложнений диабета.

Литература

1. Гудмунссон С. Значение допплерометрии при ведении беременных с подозрением на внутриутробную задержку развития плода. Ультразвуковая диагностика в акушерстве, гинекологии и педиатрии. 1994; (1); 15-25.
2. Коган И.Ю. Становление венозного кровообращения плода при нормально протекающей беременности: Ав-тореф. диссертации канд. мед. наук. — СПб.:1999. —29 с.
3. Литвинова М.Ф. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы плода при инсулинзависимом сахарном диабете у матери: Дис. кан. мед. наук. — СПб., 1996. — 210 с.
4. Моисеенко М.М. Особенности течения, исхода беременности для плода и новорожденного у беременной, страдающей сахарным диабетом. Сахарный диабет и беременность: Материалы симпозиума. — СПб., 1991. — С.79-82.
5. Полянин А.А., Коган И.Ю. Венозное кровообращение плода при нормально протекающей и осложненной беременности. — СПб., 2002. — 158 с.
6. Bracero L., Schulman H., Fleisher A. Umbilical artery velocimetry in diabetes and pregnancy. Am. J. Obstet. Gynecol. 1986; 68: 654-658.
7. Diamant Y.E., Gale R. The fetus and infant of the diabetic mother. The intrauterine life — management and therapy /Eds. J.G. Schenker andD. Weinstein. — Amsterdam, N-Y.: Exceppta Medica., 1986. — P.23-30.
8. Hoet J.H. Diabetes and pregnancy symposium III. 5-th Europ.Congress of Perinatal Medicine. - Uppsala., 1976. -P. 85-87.
9. Kiserud T., Ozaki T., Nishina H., Rodeck C., Hanson A.M. Effect of NO, phenylephrine, and hypoxemia on ductus venosus diameter in fetal sheep. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2000; 279: H1166-H1171.
10. Landon M.B., Gabbe S.G., Bruner J.P. Doppler umbilical artery velocimetry in pregnancies complicated by insulin-dependent diabetes mellitus. Obstet. Gynecol. 1989; 73: 961-965.
11. SchroederR.E., Devaskar U.P.,TraleS.E. et al. Effect of maternal diabetes on the expression of genes regulating fetal brain glucose uptake. Diabetes. 1993; 42 (10): 1487-1496.
12. Van Zalen-Sprock M.M., Van Vugt J.M.G., Colenbrander G.J., Geijn H.P. First-trimester uteroplacental and fetal blood flow velocity waveforms in normally developing fetuses: a longitudinal study. Ultrasound Obstet.Gynecol. 1994; 4: 284-288.
13. Zimmermann P., Kujansuu E. and Tuimala R. Doppler flow velocimetry of uterine and uteroplacental ciculation in pregnancies complicated by insulin-dependent diabetes mellitus. J. Perinat. Med. 1994; 22: 137-147.
14. Zimmermann P., Kujansuu E. and Tuimala R. Doppler velocimetry of umbilical artery in pregnancies complicated by insulin-dependent diabetes mellitus. Eur J. Obstet. Reprod. Biol. 1992; 47: 85-93.