Asymmetrisk dimetylarginin, arginin och homoarginin vid 11–13 veckors graviditet och preeklampsi: en fallstudie | journal över mänsklig hypertoni

Asymmetrisk dimetylarginin, arginin och homoarginin vid 11–13 veckors graviditet och preeklampsi: en fallstudie | journal över mänsklig hypertoni

Anonim

ämnen

  • Havandeskapsförgiftning
  • Fortplantningsbiologi

Abstrakt

Syftet med denna studie var att undersöka om kväveoxidvägen (NO) förändras i graviditeter som utvecklar preeklampsi (PE). Detta var en kapslad studie av fallskontroll av screening för PE, där asymmetrisk dimetylarginin (ADMA) i plasma, L-arginin och L-homoarginin mättes vid 11 +0 –13 +6 veckor. Totalt inkluderades 75 graviditeter som utvecklade PE, inklusive 25 som krävde förlossning före 34 veckor (tidig PE) och 300 opåverkade kontroller. L-arginin och L-homoarginin mättes med gaskromatografi-masspektrometri, medan ADMA mättes med gaskromatografi-tandem-masspektrometri. Multipel regressionsanalys användes för att bestämma om några modersegenskaper eller graviditet var betydande prediktorer. I den tidiga PE-gruppen reducerades både L-arginin och L-homoarginin förväntade medianer (MoMs) signifikant (median, IQR: 0, 85, 0, 76–1, 04 mot 0, 98, 0, 88–1, 16, P = 0, 021 och 0, 78, 0, 65–0, 96 vs 0, 99, 0, 77–1, 31, P = 0, 006, respektive) men ADMA MoMs var inte signifikant olika ( P = 0, 599). I början av PE, jämfört med kontroller, ökades förhållandena mellan ADMA och L-arginin MoM och ADMA till L-homoarginin MoM (median, IQR: 1, 19, 0, 94–1, 33 mot 1, 01, 0, 75–1, 31, P = 0, 003 och 1, 21, 0, 93 –1.61 vs 0, 99, 0, 87–1, 16, P = 0, 012, respektive). Det fanns inga signifikanta skillnader mellan sen PE och kontroller i ADMA, L-arginin, L-homoarginin eller deras förhållanden. Sammanfattningsvis är utveckling av tidig PE associerad med förändrad NO-metabolism och / eller syntes som framgår från första trimestern.

Introduktion

Normal graviditet är förknippad med utbredd vasodilatation, som tros förmedlas av kväveoxid (NO). 1 NO förekommer i syncytiotrophoblast och i fetoplacentalt vaskulärt endotel där det bidrar till låg fetoplacental vaskulär motstånd. Det är också en viktig regulator för trofoblastfunktioner, såsom implantation, differentiering, rörlighet, invasion och apoptos. 2, 3, 4, 5 L-arginin är substratet för enzymet NO-syntas (NOS) och asymmetrisk dimetylarginin (ADMA) är en endogen hämmare av detta enzym. 6, 7 L-homoarginin kan ersätta L-arginin som ett substrat för biosyntes av NO. 8, 9 Studier har visat en signifikant samband mellan förhöjda ADMA-nivåer och hjärt-kärlsjukdom. 10, 11 Infusion av ADMA är associerad med endotelial dysfunktion. 12 Förhållandet mellan L-arginin och ADMA är associerat med förändrad NOS-aktivitet 13 och är ett användbart index för att utvärdera effekterna av ADMA. 7, 14

NO, tillsammans med dess substrat och hämmare, tros ha en viktig roll i patofysiologin för preeklampsi (PE), som kännetecknas av utbredd vasokonstriktion. Flera studier har rapporterat att i PE ökar moderplasmakoncentrationen av ADMA, medan koncentrationen av L-arginin minskas, ökas eller normal. 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 Det finns vissa bevis för att förändrad moderkoncentration av dessa metaboliter kan föregå sjukdomens kliniska början. 21, 25 L-homoargininnivåer ökas under normal graviditet, men vi kunde inte hitta några studier som undersöker dess nivåer i patologiska graviditeter. 26

Syftet med denna studie var att ytterligare undersöka den möjliga rollen av NO i patogenesen av PE genom att jämföra plasmnivåer av moder av ADMA, L-arginin och L-homoarginin vid 11–13 veckors graviditet hos kvinnor som därefter utvecklade PE med opåverkade kontroller .

Material och metoder

Studera befolkning

Detta var en observationsstudie från fallskontroll (mellan mars 2006 och juni 2009) utifrån en stor prospektiv screeningstudie om tidig förutsägelse av komplikationer av graviditet hos kvinnor som deltog i deras rutinmässiga första sjukhusbesök på King's College Hospital, London, Storbritannien. Vid detta besök, som hålls vid 11 +0 –13 +6 veckors graviditet, utför vi kombinerad screening för aneuploidier från ultraljudsmätningarna av fosterkroppslängd och nukal translucens tjocklek, och moderens serumkoncentrationer av graviditetsassocierat plasmaprotein -A och fritt p-humant korioniskt gonadotropin (ß-hCG) (Delfia Xpress Analyzer, Perkin Elmer Life and Analytical Sciences, Waltham, MA, USA). 27, 28 Dessutom registrerar vi mödrarnas egenskaper och medicinska historia, mäter materns vikt och höjd och lagrar materns serum och plasmaprover samlade i EDTA-rör vid 80 ° C för efterföljande biokemisk analys. Skriftligt informerat samtycke erhålls från alla kvinnor som samtycker till att delta i studien, vilket godkändes av King's College Hospital Ethics Committee.

Moderplasma ADMA, L-arginin och L-homoarginin mättes i singleton graviditeter som levererade fenotypiskt normala nyfödda, 25 fall som senare utvecklade PE och krävde leverans före 34 veckor (tidig PE), 50 fall av PE-leverans vid eller efter 34 veckor (sent PE) och 300 opåverkade kontroller. Varje fall av PE matchades med fyra kontroller, som hade samlat blod samma dag och därefter levererat en nyfödd med lämplig vikt för graviditetsålder vid termin och inte utvecklade någon hypertensiv störning av graviditeten. Inget av proverna har tidigare tinats och fryst.

Utfallsmått

Data om graviditetsresultat erhölls från de datoriserade moderskapsenheterna. Definitionen av PE var den av International Society for the Study of Hypertension in Pregnancy. 29 Det systoliska blodtrycket bör vara 40140 mm Hg och / eller det diastoliska blodtrycket bör vara 90 mm Hg, utvecklas efter 20 veckors graviditet, tillsammans med signifikant proteinuri hos en tidigare normotensiv kvinna. Betydande proteinuria definieras av 00300 mg i 24 timmar eller två avläsningar av minst ++ vid mätstickanalys av urinprover från mittström eller kateter om ingen 24-timmarssamling finns tillgänglig. Hos PE överlagrat på kronisk hypertoni, bör signifikant proteinuri (enligt definition ovan) utvecklas efter 20 veckors graviditet hos kvinnor med känd kronisk hypertoni (historia av hypertoni före befruktningen eller närvaron av hypertoni vid bokningsbesöket före 20 veckors graviditet i frånvaro av trofoblastisk sjukdom).

Provanalys

Forskarna som utförde analyserna var inte medvetna om patientens kliniska data. Mödrarplasma L-arginin och L-homoarginin mättes med gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS) såsom beskrivits tidigare för L-arginin med mindre modifieringar. 30 plasma-ADMA mättes med gaskromatografi-tandem-masspektrometri (GC-MS / MS) såsom beskrivits på annat håll. 31 För alla analyser framställdes trideuterometylesterderivat från ommärkta syntetiska standarder (från Sigma, Deisenhofen, Tyskland) och tetradeutero-metanol (från Aldrich, Steinheim, Tyskland) in situ och användes som interna standarder. 32 Koncentrationerna av de interna standarderna var 50 μmol l −1 för L-arginin, 5 μmol l −1 för L-homoarginin och 1 μmol l −1 för ADMA. Ultrafiltrater från 0, 5 ml alikvoter av plasmaprover erhölls genom centrifugering (8000 g, 20 ° C, 20 min) med användning av Vivaspin 2 Hydrosart-patroner (Sartorius; Göttingen, Tyskland) med en avgränsning av 10 kDa. Alikvoter (10 ul) av plasma-ultrafiltrat användes för kvantifiering av alla analytter. Endogena och stabila isotopmärkta ADMA, L-arginin och L-homoarginin omvandlades till deras metylester-pentafluorpropionylderivat. GC-MS-analyser utfördes på ett Thermo Fisher DSQ-instrument (Dreieich, Tyskland). GC-MS / MS-analyser utfördes på ett ThermoQuest TSQ 7000-instrument (Finnigan MAT, San Jose, CA, USA). GC-MS och GC-MS / MS-tillstånd var väsentligen desamma som tidigare beskrivits. 31, 32 Gaskromatograferna var vardera utrustade med en kondenserad kolonnkolonn Optima 17 MS (30 m, 0, 25 mm ID, 0, 25 um filmtjocklek) (Macherey-Nagel, Düren, Tyskland). Alikvoter (1 ul) från toluenekstrakter injicerades i det splitlösa läget i båda instrumenten. Kvantifiering utfördes genom utvald jonövervakning av m / z 586 och m / z 600 för endogen L-arginin och L-homoarginin och av m / z 589 och m / z 603 för deras interna standarder. Kvantifiering av ADMA utfördes genom vald reaktionsövervakning av övergångarna m / z 634 → m / z 378 för endogen ADMA och m / z 637 → m / z 378 för den interna standarden. Uppehållstiden var 50 ms för varje jon i GC-MS och GC-MS / MS.

Studieprover analyserades inom fyra körningar tillsammans med 16 kvalitetskontrollprover inklusive humana plasmaprover både ospikade och stickade med 50 μmol l1 L-arginin, 2 μmol l −1 L-homoarginin och 0, 5 μmol l1 ADMA. Kvalitetskontrollprover analyserades i duplikat i varje körning. Basala plasmakoncentrationer var 0, 39 ± 0, 02 μmol l −1 ADMA, 57, 6 ± 2, 1 μmol l −1 L-arginin och 1, 72 ± 0, 06 μmol l −1 L-homoarginin. För ADMA var imprecision mellan analyser (relativ sd) 6, 3% för ospikad och 3, 7% för stickade prover; genomsnittlig inter-analysnoggrannhet (återhämtning) för stickade prover var 98%. För L-arginin och L-homoarginin var im-exprecision mellan analyser 3, 6% respektive 3, 7% för ospetsade respektive 3, 4% respektive 3, 4% för stickade prover. Genomsnittlig inter-analysnoggrannhet (utvinning) för stickade prover var 92, 8% för L-arginin och 90, 3% för L-homoarginin.

Statistisk analys

Mödrar och fosteregenskaper jämfördes med användning av χ 2- kvadratest eller Fishers exakta test för kategoriska variabler och Mann – Whitney U- test med post hoc Bonferroni-korrigering för kontinuerliga variabler. Fördelningarna av plasmanivåerna för moder av L-arginin och L-homoarginin transformerades logaritmiskt och Gaussisk normalitet undersöktes med användning av histogram och sannolikhetsdiagram. ADMA-nivåer fördelades normalt. Multipel regressionsanalys användes i den opåverkade gruppen för att bestämma om några moderskarakteristika eller graviditet var signifikanta prediktorer för ADMA, log 10 L-arginin och log 10 L-homoarginin. Dessa algoritmer användes sedan för att konvertera de uppmätta nivåerna i alla fall och kontroller till multiplar av den förväntade medianen (MoM) i den opåverkade gruppen. Nonparametrisk analys med användning av Mann – Whitney U- test med post hoc Bonferroni-korrektion användes sedan för att jämföra median-MoM: erna av ADMA, L-arginin och L-homoarginin mellan resultatgrupperna.

Det statistiska mjukvarupaketet SPSS 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) användes för dataanalys.

Litteratursökning

En sökning av PubMed och EMBASE gjordes för att identifiera tidigare citat i den engelska litteraturen som undersöker modercirkulerande koncentrationer av ADMA, L-arginin och L-homoarginin och PE. Vi använde medicinska ämnesrubriker och nyckelord relaterade till PE, inklusive "arginin", "homoarginin", "ADMA", "asymmetrisk dimetylarginin", "PE", "graviditetshypertoni", "graviditetsinducerad hypertoni" och "hypertoni" och graviditet.

Resultat

Mödrar- och graviditetsegenskaperna hos de tidiga PE-, sena PE- och opåverkade kontrollerna jämförs i tabell 1. I PE-grupperna var det ett högre kroppsmassindex, och fler kvinnor var av afrikansk och sydasiatisk ras, hade kronisk hypertoni, utvecklade PE under sin tidigare graviditet och deras mor hade PE.

Full storlek bord

Oberoende grupp

Multipel regressionsanalys i den opåverkade gruppen visade att för plasma ADMA tillhandahölls ett betydande oberoende bidrag av materns vikt och afrikansk ras ursprung men inte av mödrarens ålder ( P = 0, 690), fosterkroppens längd ( P = 0, 266), rökningsstatus ( P = 0, 298), paritet ( P = 0, 890) eller befruktningssätt ( P = 0, 408). När det gäller plasma L-arginin, tillhandahölls ett betydande oberoende bidrag från mödrarnas ålder men inte av ras ursprung ( P = 0, 569), fosterkroppens längd ( P = 0, 395), modervikt ( P = 0, 519), rökningsstatus ( P = 0, 207), paritet ( P = 0, 246) eller befruktningssätt ( P = 0, 711). Nivån av plasma-L-homoarginin påverkades signifikant av mödrarens ålder, mödrarnas vikt och paritet men inte av rasistiskt ursprung ( P = 0, 080), fostrets krängslängd ( P = 0, 948), rökningsstatus ( P = 0, 206) eller sätt för befruktning ( P = 0, 980) (tabell 2).

Full storlek bord

PE-grupp

I de graviditeter som senare utvecklades tidigt PE, jämfört med den opåverkade gruppen, var medianplasmanivåerna för både L-arginin MoM och L-homoarginin MoM signifikant lägre ( P = 0, 021 respektive 0, 006) var förhållandena mellan ADMA och L - arginin och ADMA till L-homoarginin var högre ( P = 0, 003 respektive 0, 012) men median ADMA MoM var inte signifikant olika ( P = 0, 599) (Tabell 3). I sen PE jämfört med opåverkade kontroller fanns det ingen signifikant skillnad i nivåerna av ADMA MoM ( P = 0, 420), L-arginin MoM ( P = 0, 448) eller L-homoarginin MoM ( P = 0, 595).

Full storlek bord

Resultaten var liknande hos graviditeter som utvecklades tidigt och sent PE efter uteslutning av de kvinnor som hade kronisk hypertoni. I den tidiga PE-gruppen, jämfört med den opåverkade gruppen, var medianplasmanivåerna för både L-arginin MoM och L-homoarginin MoM signifikant lägre ( P = 0, 028 respektive 0, 011), förhållandena mellan ADMA och L-arginin och ADMA till L-homoarginin var högre ( P = 0, 01 respektive 0, 034) men median ADMA MoM var inte signifikant annorlunda ( P = 0, 670). I sen-PE-grupp, jämfört med opåverkade kontroller, var det ingen signifikant skillnad i nivåerna av ADMA MoM ( P = 0, 637), L-arginin MoM ( P = 0, 415) eller L-homoarginin MoM ( P = 0, 944).

Litteratursökning

Resultaten från litteratursökningen om koncentrationer av mödrar i ADMA och L-arginin i graviditeter med PE sammanfattas i tabell 4. De flesta studier rapporterade att i graviditeter med PE ökade nivån av ADMA, medan L-arginin minskades, ökade eller inte signifikant skiljer sig från kontrollerna.

Full storlek bord

Diskussion

Resultaten av denna studie visar att hos graviditeter, som därefter utvecklas tidigt –PE, minskas plasmakoncentrationen av L-arginin och L-homoarginin vid 11–13 veckors graviditet, medan ADMA-koncentrationen inte signifikant förändras. Hos kvinnor som utvecklar sen PE är det inga signifikanta skillnader från normotensiva kontroller i plasma L-arginin, L-homoarginin eller ADMA.

Styrkorna i vår studie är för det första skillnaden mellan tidig och sen PE, för det andra, justering av uppmätta koncentrationer av plasma ADMA, L-arginin och L-homoarginin för de moderfaktorer som påverkar dessa mätningar och för det tredje undersökning av ett stort antal fall. Den huvudsakliga svagheten ligger i designen av studien, som var fallskontroll snarare än prospektiv.

Våra resultat tyder på att utveckling av tidig PE, men inte sen PE, är associerad med förändrad NO-metabolism och / eller syntes, vilket framgår från första trimestern av graviditeten. Minskade koncentrationer av L-arginin och L-homoarginin, som är substraten för NOS, kan leda till försämrad syntes av NO. Dessa uppgifter ger ytterligare stöd för de nya bevisen på att PE inte utgör en homogen enhet. Tidig PE är associerad med nedsatt trofoblastisk invasion av de moderna spiralartärerna, reducerad placental perfusion och fostertillväxtbegränsning. 32, 33, 34 I kontrast, i sen PE-placentalperfusion och fostertillväxt är ofta normala och de huvudsakliga patofysiologiska processerna liknar de i det metaboliska syndromet med en ökning av fettvävnad och försämrad glukos- och lipidmetabolism. 34, 35, 36, 37, 38, 39

I början av PE återspeglas den tillhörande försämrade placentationen i minskade modercirkulationsnivåer av den angiogena faktor placentaltillväxtfaktorn och ökade nivåer av den antiangiogena lösliga endoglinen från graviditetens första trimester. 40, 41 Det finns ett omvänt samband mellan antiangiogena faktorer och nitritnivåer i cirkulation. 42 Endoglin modulerar endotel-NOS-uttryck och aktivitet som leder till den endoteliala dysfunktionen som ses i PE. 43, 44, 45, 46

Tidigare studier som undersöker modercirkulationsnivåerna av L-arginin före och under PE rapporterade motstridiga resultat. På liknande sätt finns det motstridiga bevis angående värdet av L-arginintillskott för att minska förekomsten och / eller svårighetsgraden av PE. 47, 48, 49, 50 Skillnader mellan studierna i de rapporterade nivåerna av L-arginin i PE kan återspegla skillnader i undersökta populationer och studiedesign, men också de olika teknikerna för analys av prover, inklusive enzymbunden immunosorbentanalys, hög- prestanda vätskekromatografi och vätskekromatografi-masspektrometri. I vår studie använde vi GC-MS / MS, som för närvarande är en av de mest pålitliga teknikerna. 51

En tidigare studie från vår grupp rapporterade förhöjda ADMA-plasmanivåer, nedsatt livmoders perfusion och flödesmedierad vasodilatation i brachialarterien i andra trimestern hos kvinnor som senare utvecklade PE. 25 Skillnaden i ADMA-nivåer mellan våra två studier kan förklaras av skillnaderna i teknik och graviditetsålder vid sampling.

Vi kunde inte identifiera några tidigare rapporter som undersökte sambandet mellan PE och cirkulerande nivåer av L-Homoarginin. En tidigare studie på normala graviditeter rapporterade att serumkoncentrationer av L-homoarginin i första trimestern liknar de hos icke-gravida kvinnor, men det är en efterföljande ökning med graviditeten. 26 Denna ökning kan förmedlas av östrogen, som har visat sig stimulera uttrycket av L-arginin: glycinaminidransferasgenen. 52 Serumkoncentrationen av L-homoarginin korrelerades positivt med baslinjen brachial artärdiameter och flödesmedierad dilation, vilket antyder att denna aminosyra kan ha en roll i endotelfunktionen. 26 En sådan roll av L-homoarginin i endotelfunktion stöds av resultaten från en studie hos patienter som genomgick koronarangiografi eller underhållshemodialys, där en låg serumnivå av L-homoarginin var en stark förutsägare för efterföljande dödlighet. 53 Homoarginin kan också hämma blodplättaggregering och stimulera insulinsekretion, 54, 55, 56 åtgärder, som påverkar hjärt-kärlshälsa och kan ha en roll i PE.

De flesta tidigare studier rapporterade att PE är associerat med ökade modernivåer av ADMA. Våra resultat tyder på att denna ökning inte är uppenbar från första trimestern av graviditeten. Det föreslogs tidigare att nyckeldeterminanten för NOS-aktivitet tillhandahålls av balansen mellan ADMA och L-arginin, vilket återspeglas i L-arginin till ADMA-förhållandet, 13 snarare än koncentrationen av de individuella markörerna. 7, 14 Vi fann att vid 11–13 veckor i graviditeter som därefter utvecklar tidig PE har både förhållandena mellan L-arginin till ADMA och L-homoarginin till ADMA minskat med följaktligen sannolikt minskad NOS-aktivitet.

Våra resultat ger bevis på att utvecklingen av tidig PE är förknippad med förändrad NO-metabolism och / eller syntes, vilket framgår från första trimestern av graviditeten och manifesteras i minskade nivåer av moderplasma L-arginin och L-homoarginin.

Image