CHANGES IN STRUCTURAL AND MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE HUMAN UMBILICAL CORD IN COMPLICATED PREGNANCY

Full Text

Введение.

Пренатальный онтогенез зависит от целого ряда факторов, одним из которых является состояние внеэмбриональных органов [1]. Считается, что аномалии плаценты и пуповины составляют примерно 30% факторов риска внутриутробной смерти плода [2]. Уже с четвертой недели эмбриогенеза начинается процесс оформления будущей пуповины. Сворачивающийся зародышевый щиток впячивается в амниотическую полость и в результате образования туловищной складки происходит обособление тела зародыша от формирующихся внезародышевых органов [3, 4]. К седьмой неделе внутриутробного развития пуповина полностью сформирована и в ней обычно видны одна вена и две артерии, заключенные в эластичную ткань. С поверхности пуповина покрыта амниотической оболочкой. Основу пуповины составляет твердая слизистая соединительная ткань - вартонов студень, компоненты которого синтезируют клетки-мукоциты, морфологически похожие на фибробласты. Вартонов студень содержит много гиалуроновой кислоты, волокна коллагена появляются на поздних стадиях развития. Это обеспечивает желеобразную консистенцию, устойчивую к сжатию и скручиванию, обеспечивая беспрепятственный кровоток [5]. Пупочная вена несет артериальную кровь плода от плаценты, а артерии доставляют венозную кровь плода к ворсинам хориона, обеспечивая газообмен [1].

Распространенным отклонением в строении пуповины является отсутствие одной из артерий, чаще всего левой. Единой точки зрения о влиянии данного отклонения на рост плода и возникновение перинатальных осложнений нет [2, 6, 7, 8, 9, 10]. Персистенция правой вены пуповины, амниотической артерии или расщепление пупочной артерии приводят к формированию канатика с четырьмя сосудами. Ряд авторов указывает на сочетание данных патологий с врожденными пороками развития плода, такими как, эктопия сердца, септальные дефекты сердца, симметричное расщепление печени, расщелины губы и неба [5, 6, 8]. Сохранение омфало-мезентериального протока или очаговая дегенерация вартонова студня с формированием кист чаще всего не имеет негативного влияния на развитие плода [5, 7, 8]. Гипоплазия амниона, дегенерация вартонова студня могут быть вероятными причинами краевого, рассыпного прикрепления, предлежания сосудов или отсутствия слизистой ткани на месте прикрепления пуповины к плаценте. Клинического интереса заслуживают случаи расположения  пуповины на расстоянии менее половины радиуса плаценты от края [2, 7, 8, 11]. Причины полного отсутствия вартонова студня не определены [12].

К концу беременности типичная длина пуповины составляет примерно 50 см и колеблется от 30 до 100 см [13]. Длина пуповины более 70 см может привести к пролапсу, запутыванию и обвитию пуповины вокруг шеи плода [2, 5, 6, 7, 14]. Пуповина менее 35 см является чрезмерно короткой, а отсутствие пупочного кольца и аномалии развития стебля тела могут быть ассоциированы с синдромами Пена-Шокейра, бокового менингоцеле (семейный остеосклероз) и Ноя-Лаксовой [6, 8, 15].

Пупочная вена имеет больший диаметр по сравнению с диаметром артерий, которые в свою очередь извиваются вокруг вены и пульсируют, отражая сердечный ритм плода. Пуповины доношенных младенцев обычно имеют то же количество витков как в первом триместре. Следовательно, пуповина удлиняется за счет увеличения шага между каждым витком спирали. Извитость может быть левосторонней или правосторонней, а иногда может быть смешанной, но левосторонняя встречается чаще. Каждый месяц длина пуповины увеличивается примерно на 3–6 см, причем увеличение более выражено во второй половине беременности [13]. Извитость пуповины лежит в основе оптимального плацентарно-плодного кровотока [16]. Гипоскрученная пуповина (один виток на каждые 10 см) может быть короткой и тонкой, иметь ассоциацию с маловодием и малоподвижностью плода [2, 5, 6]. Гиперспирализованные пуповины (более 3 витков на каждые 10 см) менее гибкие и более склонны к перегибам [2, 5, 6, 8, 18]. Сужение пупочного кольца, сегментное истонченное пуповины также являются опасными для благополучия плода [8].

Патогенез появления гематом, тромбов и аневризм сосудов пуповины не выяснен [6, 7, 8, 18]. Гемангиомы пуповины нередко сопровождаются отеком вартонова студня и многоводием [5, 6, 7, 8]. Тератому следует дифференцировать от акардиального близнеца [8].

На ранних стадиях развития площадь поперечного сечения пуповины увеличивается пропорционально гестационному возрасту, но после 32 недель беременности диаметр не увеличивается [19]. Точные причины пуповины диаметр которой менее 1 см не определены. Такой вид пуповины благоприятствует сжатию сосудов, может быть причиной ограничения роста плода [6]. Пуповина большого диаметра чаще встречается у матерей с диабетом и не имеет клинического значения [5].

Строение сосудов пуповины отличается от строения сосудов остального организма. Внутренняя и внешняя эластичные мембраны в стенке артерий пуповины отсутствуют, а слизистая соединительная ткань играет роль адвентиции. Вена пуповины имеет внутреннюю эластическую мембрану и толстый мышечный слой [20]. Известно, что формирование и функциональное состояние пуповины и ее сосудов находится под влиянием гемодинамических условий (скорость кровотока, концентрация кислорода и окислительный стресс) [6]. Заболевания матери, характеризующиеся повышенным артериальным давлением во время беременности, метаболическими нарушениями и др.  неизбежно влияют на формирование пуповины и ее сосудов [20]. Опубликованы исследования, демонстрирующие, изменения динамики роста пуповины и ее состава при таких патологиях беременности, как гестационный сахарный диабет, ожирение, гипертония и преэклампсия [21]. Ряд авторов показывают развитие эндотелиальной дисфункции сосудов пуповин младенцев, рожденных от матерей, перенесших преэклампсию. Авторы данных исследований предполагают, что поскольку сосуды пуповины являются непосредственным продолжением сосудистой сети плода, подобные изменения в дальнейшем могут быть ассоциированы с риском развития сердечно-сосудистых, церебральных и почечных осложнений во взрослой жизни [1, 6, 22].

Исследования, посвященные изучению морфологии и структуры пуповин и влияния этих изменений на развитие перинатальных осложнений, не имеют комплексной систематизации. В акушерском сообществе нет единой точки зрения на многие отклонения в строении пуповины, нет критериев перинатальной диагностики. Систематизация данных, касающихся морфо-функциональных параметров пуповины может повысить точность прогностических оценок, связанных с отклонениями в состоянии здоровья новорожденных [9]. К тому же недостаточно исследований, посвященных морфологическим изменениям пуповины и параметрам кровотока в процессе ее формирования и созревания. В свою очередь поиск репрезентативных маркеров может улучшить понимание физиологических событий, лежащих в основе этого процесса [23, 24].

Цель работы – обзор исследований, посвященных изучению морфологии, морфометрии, количественной оценке компонентного состава пуповин при осложненной беременности.

Материалы и методы. Поиск статей в наукометрических базах данных PubMed и Elibrary, опубликованных с 2019 по 2025 годы, посвященных описанию морфологии, компонентного состава, структуры и гистоархитектоники артерий и вены пуповин младенцев, рожденных матерями с отягощенным анамнезом.

Результаты. В результате отбора найденных статей проанализированы 10 публикаций, соответствующих теме обзора [1, 9, 19, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27]. Результаты представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Результаты исследований, посвященных морфологии и составу пуповины и ее компонентов при некоторых патологиях.

Table 1. Results of studies devoted to the morphology and composition of the umbilical cord and itis components in some pathologies.

Ссылка Citation	Изученные группы Studied groups	Методы и изученные параметры Methods and parameters studied	Результаты Results
Zarina, Pilmane (2024) [23]	Группа 1: n=8, гестационный возраст 28-33 недели, Группа 2: n=9, гестационный возраст 34-40 недель.	Исследование гистологических срезов, экспрессия белка межклеточной адгезии CD34, матриксной металлопротеиназы(MMP2), тканевого ингибитора матриксной металлопротеиназы(TIMP2), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и бета-дефензин2 (HBD2) в эндотелии артерий и вены, в стенках сосудов, в строме, в амниотическом эпителии; оценку проводили в процентах.	Различия значимы: CD34 в эндотелии артерий p=0,028; MMP2 в эндотелии артерий p=0,010; TIMP2 в стенке сосудов p=0,036; TIMP2 в строке p=0,027; TIMP2 в амниотическом эпителии p=0,028.
Yue et al. (2023) [20]	Группа 1: n=35 (16 мальчиков и 19 девочек для анализа экспрессии генов) и n=10 (5 мальчиков и 5 девочек для гистологических исследований) коренные горянки, проживавшие весь период беременности на высоте 3650 м, Группа 2: n=34 (21 мальчик и 13 девочек для анализа экспрессии генов) и n=10 (5 мальчиков и 5 девочек для гистологических исследований) мигрантки, проживавшие весь период беременности на высоте 3650 м.	Вес новорожденных, вес и объем плацент, для анализа РНК брали пробы плодных оболочек с участков: пуповина,амнион, гладкий хорион, хорионическая пластинка, начало ворсин хориона со стороны плода, промежуточная часть ворсин, материнская часть плаценты; морфометрия пуповин: площади просветов вены и артерий, стенок вен и артерий, медии и интимы артерий.	Гестационный возраст >37 недель, вес младенцев при рождении у тибетцев был больше (p=0,0121), в весе и объеме плацент разницы не было; в мужских плацентах тибетцев было больше ворсинок, чем у мигрантов (p<0,0001) и меньше соотношение синцитиальных узлов/ворсинок (p<0,0001); площадь стенок вен тибетских мальчиков больше, чем у мигрантов (p=0,003), площадь интимы и медии суммарно стенок артерий тибетских мальчиков больше, чем у мигрантов (p=0,03), в остальных показателях разницы не обнаружено; обнаружена разница в модулях экспрессии генов в пуповине младенцев мужского пола, модульно-связанная дифференциально экспрессируемые гены в семи плацентарных слоях младенцев мужского пола
Dubetskyi et al. (2023) [9]	Группа 1, n=34 пуповины с отеком вартонова студня, Группа 2, n=29 патология места соединения пуповины и плаценты, Группа 3, n=27 единственная артерия, Группа 4, n=30 контрольная группа; для морфометрических исследований использовали по 10 образцов из каждой группы и 18 в контроле.	Измерение веса, объема и размеров плаценты, средней толщины, площади материнской поверхности, диаметр, длина пуповины, единица линейной массы пуповины (г/см), объемная единица массы пуповины (г/см3), соотношение между количеством оборотов и длиной пуповины, индекс тонкости, особенности прикрепления пуповины, соотношение массы плода и плаценты, соотношения площади сосуда к площади просвета; морфометрия сосудов пуповины: площади артерий и вен, просветов артерий и вен, стенок артерий и вен.	21,1% наблюдений исследуемых групп, кроме контрольной, были сделаны 12-22 неделями беременности; 32,2% - после родов; в 51,1% случаев суммарно трех групп (кроме контрольной) выявлены патологии пуповины: отсутствие вартонова студня, аномалии вставки, единственная артерия; в пятой части случаев использовались программы экстракорпорального оплодотворения; маловодие было в 45,6%, преэклампсия – 37,8%, плацентарная дисфункция – 44,4%, рождение плода низкого веса – 18,9%, патология раннего неонатального периода – 22,2%, кесарево сечение – 32,2%; На этапе дородового наблюдения наблюдали: тахикардию – 43,3%; нарушение маточно-плацентарного кровотока – 60,6% в исследуемой когорте и 25% - в контроле; вес плацент при рождении отличался в группе 1 и группе 2 по сравнению с контролем (p<0,05), индекс скручивания пуповин соответствовал общепринытым критериям в 23,33% случаев. Площадь артерий в группах 1, 2, 3 отличалась от контроля; площади артерий и вен в группах 1, 2 отличались от контроля; площади стенок артерий и вен в группах 1, 2, 3 отличались от контроля; площади вен в группах 2, 3 отличались от контроля (p<0,05).
Попова и соавторы (2022) [1]	Группа 1: n=35 пуповин родильниц с умеренной преэкламсией и Группа 2: n=25 пуповин родильниц с тяжелой. Группа 3, контрольная группа n=30. В основной группе (n=60) у 30 новорожденных гестационный возраст составил 32—35 недель и у 30 новорожденных — 38—41 неделя. В контрольной группе у 15 детей срок гестации составил 32—35 недель и у 15 новорожденных — 37—39 недель.	Измеряли площадь эндотелиоцитов (мкм2) и толщина (мкм) сосудов; иммуногистохимия к VEGF и аннексину V типа; в лизатах эндотелиальных клеток определяли содержание циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ), эндотелиальной синтазы оксида азота и ангиогенина иммуноферментным анализом, исследование концентрации свободных радикалов, активных форм кислорода и антиоксидантной активности осуществляли методом железо индуцированной хемилюминесценции.	Уменьшение толщины венозной стенки (p=0,03) и площади венозных эндотелиоцитов (p=0,04); увеличение экспрессии аннексина V типа(p<0,05) при умеренной преэклампсии и истощение экспрессии аннексина V типа (p<0,05) при тяжелей форме по сравнению с контролем; при тяжелой преэклампсии повышение, а при недоношенной беременности понижением экспрессии VEGF (p<0,05) по сравнению с контролем; в ответ на развитие окислительного стресса в клетках эндотелия пуповины повышается антиоксидантная активность(p<0,05).
Conrad et al. (2022) [19]	n = 5 пуповины от младенцев с ограничением роста плода, n=5, пуповины от младенцев с ограничением роста плода и преэклампсии матери, n=5, контрольная группа; гестационный возраст 35,1+-3,3 недель.	Площадь поперечного сечения пуповины, вартонова студня, медия сосудов пуповины, протеомика вартонова студня на основе масс-спектрометрии.	Площадь поперечного сечения пуповины имела значительно большую площадь в контроле, (p = 0,03), площадь вартонова студня в контроле также была больше по сравнению с исследуемыми группами (p = 0,03), медиа артерий пуповины была больше при преэклампсии, но не значимо (p = 0,75), обнаружено, что содержание альфа-цепи фибриногена, кластерина было увеличено при преэклампсии, ассоциированный с беременностью белок А плазмы был значительно снижен при преэклампсии по сравнению с контрольной группой.
Najafi et al. (2022) [25]	n=29 пуповин новорожденных от матерей с гестационный сахарным диабетом, n= 28 пуповин новорожденных от матерей без диабета.	индекс пупочного скручивания, экспрессия генов сосудистого эндотелиального фактора роста A (VEGFA) и его рецептора (VEGFR2).	Экспрессия генов VEGFA в двух группах имела различия (p = 0,07), для VEGFR2 разница не была обнаружена (p = 0,75). Экспрессия генов VEGFA  в гиперспирализованных и гипоспирализованных пуповинах отличалась (p= 0,05).
Goshu (2022) [26]	Влияние гестационного сахарного диабета на морфологию пуповины.	Обзор литературы	При гестационном сахарном диабете наблюдают дезинтегацию эндотелия и гладкомышечных клеток пупочных сосудов, экстравазацию крови в вартонов студень, стенка пупочной вены  истончена,  просвет артерий сужен.
Debebe et al. (2020) [21]	n=123 гестационный возраст 23-37 недель.	Ультразвуковое исследование, площадь поперечного сечения пуповины морфологическое исследование плацент и пуповин после родов.	Площадь пуповин коррелировала с предполагаемым весом плода на момент ультразвукового сканирования; у плодов маленьких для гестационного возраста площадь поперечного сечения пуповины была меньше чем у плодов соответствующих гестационному возрасту и плодов имевших большой для гестационного возраста вес; длина, ширина и площадь плаценты корректировали с размерами пуповины; в плацентах, в которых были обнаружены признаки материнской мальперфузии пуповины имели меньшие площади поперечного сечения.
Thomas et al. (2020) [22]	n=35 пуповины новорожденных от матерей без сопутствующих заболеваний n=35 пуповины новорожденных от матерей с клиническим диагнозом преэклампсия.	Площади поперечного сечения пуповины, просвета пупочной вены, стенки пупочной вены, просвета пупочной артерии, стенки пупочной артерии, отечность стенки сосудов и вартонова студня, утолщение базальной мембраны.	Пуповины от женщин с преэклампсией имели признаки отека, утолщение базальной мембран; площадь просвета пупочной артерии  припреэклампсии была меньше, чем при нормальной беременности(p = 0,006). Площадь вартонова студня при преэклампсии была значительно больше (p = 0,004).
Chillakuru et al. (2019) [27]	n=60 женщины с неосложненной беременностью; гестационная гипертензия, женщины с гестационной гипертензией без протеинурии; легкая преэклампсия; женщины с тяжелой преэклампсией.	площади стенок артерий и вены, просвета артерий и вены, толщина стенок артерий и вены, общая площадь сосуда, общая площадь пуповины, области вартонова студня.	Площади поперечного сечения пуповины, сосудов и вартонова студня во всех исследуемых группах были меньше, чем в контроле (p=0,001; p=0,002; p=0,006); площадь стенок артерий и вен, их толщина также были меньше, чем в контроле (p<0,05); просвет артерий менялся статистически не значимо, а площадь просвета вен была меньше, чем в контроле (p=0,047).

 

 

Большая часть найденных работ описывает результаты исследований пуповин младенцев с низкой массой тела [9, 19, 20, 21, 23] и пуповин младенцев матери которых имели отклонения в состоянии здоровья во время беременности [1, 19, 20, 22, 27]. В исследовании Dubetskyi и соавторов (2023) анализировали морфометрические и функциональные параметры плацент и пуповин с отеком вартонова студня, аномалиями вставки в плаценту, аномалией количества артерий. Средний вес пуповин варьировался от 22,6±0,01 г до 143,4±3,24 г. В исследуемых пуповинах наблюдали утолщение стенок сосудов, по сравнению с контролем. В пуповинах с отеком вартонова студня отмечали более выраженную мышечную оболочку вены и набухание волокон соединительной ткани по сравнению с контрольной группой. Кроме того, наблюдали полости разного размера в вартоновом студне и очаговые кровоизлияния. В исследуемых пуповинах с аномалиями вставки в плаценту гистологический анализ выявил гипертрофию и пролиферацию миоцитов, приводящую к утолщению мышечного слоя в артериях и венах, в то время как количество внеклеточного матрикса не отличалось от контрольной группы. Отслоение эндотелия в пупочной вене было довольно частой находкой. Утолщение артерий пуповин с единственной артерией было связано с гипертрофией миоцитов и увеличением содержания коллагеновых волокон, в то время как в стенке пупочной вены четко визуализировали истонченный субэндотелиальный эластичный слой. В пуповинах с отеком вартонова студня площадь сосудов была наименьшей, вероятно в следствие их сжатия. Функциональные параметры кровотока в сосудах пуповин с единственной артерией меньше всего отличались от контроля. Авторы данной статьи приводят ссылки на исследования, указывающие, что в 60-90% случаев одна пупочная артерия не влияет на течение беременности и родов, а также на послеродовое развитие новорожденного [9].

Debebe и соавторы (2020) показали, что уменьшение площади поперечного сечения пуповины связано с клинически значимой патологией плаценты. Авторы предположили, что изучение изменений компонентного состава пуповины при патологии плаценты, поможет в понимании причин и молекулярных механизмов плацентарной патологии [21].

Conrad и соавторы (2022) исследовали пуповины младенцев, рожденных на сроке гестации35,1±3,3 недели (кесарево сечение). В исследуемые группы были включены новорожденные с задержкой внутриутробного роста по сравнению с нормально развивающимися плодами, но рожденными в такой же срок (самопроизвольно). При этом у части матерей была диагностирована преэклампсия. Было показано, что площадь поперечного сечения исследованных пуповин была меньше, чем в контроле. Анализ протеома также показал изменения в спектре белков вартонова студня пуповин исследуемых групп [19]. Исследование, проведенное Yue и соавторы (2023), представляет собой всеобъемлющий анализ транскрипционных профилей и гистологических различий плацент и пуповин тибетцев и ханьских мигрантов, матери которых проживали весь период беременности на высоте 3650 м. Значительно отличались гистоморфометрические параметры стенок пупочных сосудов у новорожденных мальчиков, рожденных коренными жительницами Тибета и ханьскими мигрантками. В данном исследовании наблюдали более крупные стенки пупочных вен младенцев, рожденных коренными тибетками по сравнению со стенками вен пуповин новорожденных от матерей-мигранток. Примечательно, что различия были обнаружены у младенцев мужского, но не женского пола [20].

Zarina и Pilmane (2024) исследовали морфологию, экспрессию и распределение маркеров: матриксная металлопротеиназа2 (MMP2), ингибитор металлопротеиназ (TIMP2), мембранного белка межклеточной адгезии CD34, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и бета-дефензин 2 (HBD2) в тканях пуповин недоношенных и рожденных в срок младенцев. В эндотелии пуповинных артерий недоношенных младенцев было показано статистически значимое большее маркирование CD34, по сравнению с эндоателием пуповиных артерий доношенных младенцев. Было показано, что активность MMP2 снижается с увеличением гестационного возраста пуповины. Не было обнаружено значимой разницы в экспрессии VEGF и HBD2 между двумя группами пациентов [23]. Najafi и соавторы (2022) показали, что уровень экспрессии генов VEGFA при гестационном сахарном диабете выше по сравнению с контролем. При этом экспрессия рецептора фактора роста эндотелия сосудов (VEGFR2) не отличалась в анализируемых образцах [25].

Попова и соавторы (2022) изучали морфометрию стенок сосудов пуповин при преэклампсии. Было показано, что строма пуповины была отекшей, артерии спазмированы, вена, напротив, была расширена, а ее стенка была источена. Эндотелий вены имел атрофические изменения и местами был отшелушен [1]. В исследовании Thomas с соавторами (2020) пуповины от женщин с преэклампсией имели признаки отека в 80,0% случаев, в то время как в группе здоровых матерей отек пуповины встречался только в 11,4% случаев. Утолщение базальной мембраны было отмечено в 65,71% случаев в группе преэклампсии, в то время как в группе нормальной беременности не наблюдали морфологических признаков утолщения базальных мембран сосудов. Не было выявлено различий в размерах просветов и стенок вен в пуповинах двух исследуемых групп. Однако площадь просветов пупочных артерий (но не размеров стенок) при преэклампсии была меньше, чем при нормальной беременности. Площадь вартонова студня при преэклампсии была значительно выше, чем в контроле [22]. Chillakuru и соавторы (2019) изучили гистоморфометрические изменения пуповин и их сосудов, при гипертонии и преэклампсии разной степени тяжести, зарегистрированных во время беременности. Изучаемые параметры морфологии сосудов пуповин и количества вартонова студня оказалась меньше, чем в контроле, а в случаях тяжелой преэклампсии отличия были очень значительными [27].

Goshu (2022) провел обзорное исследование публикаций, посвященных изменениям морфологии пуповины при гестационном сахарном диабете. Обнаружено, что артерии пуповины сужаются при диабете, наблюдается эндотелиальная дисфункция, отмечается экстравазация артериальной крови в вартонов студень. Стенка вены становится тоньше, ее просвет увеличивается, наблюдается дегенерация волокон соединительной ткани пуповины [26].

Обсуждение.

Результаты исследований, посвященных прогноститеческой ценности морфологических изменений в структуре пупочного канатика и механизмов их возникновения противоречивы. При некоторых видах патологий остается не выясненным являются ли морфологические изменения сосудов пуповины первичными или вторичными по отношению к изменениям кровотока. Патологию пуповины чаще всего регистрируют в случае осложнений во время родов, что делает затруднительным ретроспективные исследования многих аномалий пуповины [9]. Исследования различаются в дизайне, анализе сегментов пуповины, методов измерений и когорт пациенток. Морфология сосудов пуповины может быть охарактеризована площадью поперечного сечения всего сосуда или только его просвета, толщиной стенки, мышечной оболочки, интимы и т. д. Фактором, способствующим этим противоречивым результатам, могут быть технические трудности в изготовлении истинного перпендикулярного среза продольной оси спирально закрученных сосудов пуповины.

Обнаруженные Chillakuru и соавторами уменьшение площади поперечного сечения пуповин, сосудов, вартонова студня, стенок артерий и вен в трех исследованных группах (гестационная гипертензия, легкая и тяжелая формы преэклампсии) по сравнению с не осложненной беременностью, по мнению авторов, происходит в следствии снижения интенсивности кровотока и может стать фактором риска формирования плода низкого веса, не соответствующего гестационному возрасту [27]. Известно, что одной из функций эндотелия является регулирование сосудистого тонуса (баланса между вазоконстрикцией и вазодилатацией). Одним из таких регуляторных соединений, продуцируемых эндотелием, является оксид азота (ранее эндотелиальный фактор релаксации), воздействие которого стимулирует синтез VEGF и тормозит пролиферацию гладкомышечных клеток, поддерживая нормальную структуру сосудистой стенки [6, 28]. Авторы полагают, что снижение содержания оксида азота может привести к вазоконстрикции. Полученные ими данные коррелировали с тяжестью преэклампсии. Значимое уменьшение площади вартонова студня наблюдали в следствии увеличения доли сульфатированных гликозаминогликанов вместо гиалуроновой кислоты, а значит и степени гидратированности пуповины [27]. Попова и соавторы также исследовали морфологию пуповин от родильниц с умеренной и тяжелой преэклампсией. Обнаруженные отек вартонова студня, мышечных оболочек сосудов, спазм артерий, но дилатация вен в пуповинах новорожденных, родившихся у женщин с преэклампсией, авторы ассоциировали с повышением функциональной активности сосудистого эндотелия, которое было расценено как компенсаторно-приспособительная реакция, направленная на жизнеобеспечение плода при умеренной преэклампсии и последующее истощение данного механизма при тяжелой. Авторы предположили, что эндотелиальная дисфункция при тяжелой преэклампсии может быть вызвана дисбалансом экспрессии аннексина V типа и VEGF. На фоне развития окислительного стресса в эндотелиоцитах пуповины отмечали значительное повышение уровня циклического гуанозинфосфата и ангиогенина. Предположительный механизм расслабления гладкомышечных клеток венозной стенки пуповины, по мнению авторов, связан с действием циклического гуанозинфосфата с участием оксида азота [1]. Подобные изменения в морфологии пуповины были показаны в обзорном исследовании [26]. Najafi и соавторы ассоциировали избыточную спирализацию пуповины с экспрессией VEGF. Авторы публикации предположили, что снижение регулирующего действия VEGF ассоциировано с аномальной схемой скручивания пуповины [25]. В другом обзорном исследовании предположили, что гипоксия плода приводит к метаболическому ацидозу, который может повлиять на структуру пуповины у беременных женщин с гестационный сахарным диабетом и ожирением [6].

В исследовании Tomas и соавторов изменения морфологии пуповин при преэклампсии указывают на наличие интерстициального отека. Уменьшенная площадь просвета может быть вызвана повышенным сосудистым сопротивлением и гипертрофией стенки сосуда. В этом исследовании анализировали случаи позднего начала преэклампсии [22]. Результаты исследований Dubetski и соавторов указывают на то, что при отеке пуповины значительно сужаются просветы артерий и вены, толщина стенки артерий практически не меняется, а толщина стенки вены немного увеличивается. Сужение просвета сосудов при патологиях прикрепления пуповины к плаценте также сопровождается утолщением стенок. При исследовании пуповин с единственной артерией показано утолщение стенки артерии в 3 раза при сужении ее просвета и утолщение стенки вены при площади ее просвета сопоставимой с контролем. Можно заключить, что в случае одной артерии пуповины изменения носят компенсаторный характер для обеспечения нормального кровотока плода, а случае отека пуповины имели патологический характер [9].

Значительное снижение площади поперечного сечения пуповины при преэклампсии и задержке роста плода, по мнению Conrad и соавторов, обусловлено уменьшением содержания вартонова студня. С использованием протеомного анализа авторы отмечали уменьшение содержания белков, участвующих в построении внеклеточной матрицы и увеличение содержания белков, участвующих в реакциях окислительного стресса, иммунных реакциях. Авторы ссылаются на мета-анализ «протеомных биомаркеров преэклампсии», с результатами которого согласуются их данные[19, 29]. Другая работа, посвященная исследованию плацентарного протеома новорожденных с низкой для гестационного возраста массой тела также продемонстрировала увеличение содержания белков, участвующих в реакциях окислительного стресса, иммунных, детоксикационных и антиоксидантных [30]. В работе Debebe и соавторов было обнаружено, что размер пупочных сосудов был связан как с количеством вартонова студня, так и с размерами и формами плацент, что по мнению авторов подразумевает роль вартонова студня в поддержке роста плаценты и последующего увеличенного объема кровотока в пуповине с увеличением гестационного возраста [21]. Авторы другого обзорного исследования, посвященного  анализу биомеханических взаимодействий пупочно-плацентной системы, также показывают их важность в формировании патологических состояний, связанных с беременностью [31]. А в систематическом обзоре Shi и соавторов (2020) обсуждается экспрессия и потенциальная роль коллагена в условиях физиологической и патологической беременности [32]. Yue и соавторы (2023) полагая, что гипоксия на большой высоте ухудшает рост плода, увеличивает частоту преэклампсии, провели сравнительный анализ морфологии пуповин новорожденных от коренных горянок и мигранток, беременности которых протекали в условиях высокогорья. Полученные авторами результаты свидетельствуют о том, что мальчики более чувствительны к высотной гипоксии, а в результате интенсивного естественного отбора на большой высоте горцы приобрели адаптационные признаки, препятствующие гипоксии плода для достижения лучшего кровотока и снижения распространенности преэклампсии на большой высоте. Адаптивные изменения также отражались на плацентарном трофобласте [20].

Из вышеизложенного следует, что механосенсорная связь клеток внеклеточного матрикса, гладкомышечных клеток стенок сосудов, компонентного состава вартонова студня и показателями гемодинамики в сосудах пуповины изучены плохо. Cнижение ремоделирования внеклеточного матрикса, смещение соотношения содержания гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов в сторону последних и дефицит эластина, компенсаторная реакция со стороны гладкомышечных клеток стенок сосудов усугубляют патологические изменения параметров кровотока в пуповине [23, 27]. Чрезвычайно важным является комплексная оценка параметров состояния плацентарно-фетального кровообращения после 32 недель гестации [24, 33, 34]. Исследование, проведенное Rizzo и соавторами (2019) продемонстрировало прогностическую ценность показателя кровотока в вене пуповины с поправкой на размеры плода. Авторы подчеркнули необходимость создания многопараметрической модели прогнозирования, включающей ультразвуковую оценку кровотока в вене пуповины, способные точно идентифицировать позднее начало задержки развития плода [35].

Заключение

Благодаря общему эмбриональному происхождению сосуды пуповины могут быть использованы для моделирования и оценки состояния недоступных для исследований сосудов плода. Структурные изменения ткани пуповины и ее сосудов усиливаются с прогрессирующей патологией. Выяснение причин и механизмов этих гисто-морфометрических изменений и подробная систематизация морфометрических параметров пуповины и ее компонентов могут повысить точность прогностических критериев отклонений в развитии плода. Для точной оценки функциональности пупочного кровотока важен всеобъемлющий набор разнообразных органометрических и гистометрических параметров, учитывающих взаимосвязь между сосудистым и стромальным компонентами пуповины с учетом специфических аномалий развития и тяжести плацентрной дисфункции.

About the authors

Albina A. Kondratenko

Saint Petersburg State Pediatric Medical University, Ministry of Health of Russia; S. M. Kirov Military Medical Academy, Russian Ministry of Defense

Author for correspondence.
Email: kondraa24@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8511-5864
SPIN-code: 1668-3497
Scopus Author ID: 57040832700
ResearcherId: JLL-1959-2023

PhD, Lecturer of the Prof. A.G. Knorre Department of Histology and Embryology; 
Researcher, Department of Medical and Biological Research, Research Center

Russian Federation, 194110, Russia, St. Petersburg, Litovskaya str., 2; 194044, Russia, St. Petersburg, st. Academician Lebedeva, 6

Anna O. Drobintseva

St. Petersburg State Pediatric Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: ao.drobintseva@gpmu.org
ORCID iD: 0000-0002-6833-6243

PhD, Associate Professor, Head of the Prof. A.G. Knorre Department of Histology and Embryology

Russian Federation, 194100, St. Petersburg, Litovskaya str., 2

Saulesh A. Apbasova

Semey Medical University

Email: apbasova65@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6650-4971
ResearcherId: E-9997-2017

PhD, Head of the Prof. Yu.V. Pruglo Department of Pathological Anatomy and Forensic Medicine 

Kazakhstan, 071400, 103 Abay Str., Semey, Kazakhstan

Ruslan A. Nasyrov

Saint Petersburg State Pediatric Medical University, Ministry of Health of Russia

Email: rrmd99@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8120-2816
SPIN-code: 5446-0950

Dr. Med. Sci., Professor, Head of the Prof. D.D. Lokhov Department of Pathological Anatomy with course of Forensic Medicine

Russian Federation, 194110, Russia, St. Petersburg, Litovskaya str., 2

Maria A Kalinina

Saint Petersburg State Pediatric Medical University, Ministry of Health of Russia

Email: mariakalinina0044@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-4922-1422
SPIN-code: 1953-3453

Student

Russian Federation, 194110, Russia, St. Petersburg, Litovskaya str., 2

References

Supplementary files