cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2023-87-90-98cfpd-1078Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHРоль жирных кислот в нарушении энергетических процессов в плаценте ранних сроков при цитомегаловирусной инфекцииThe role of fatty acids in disturbance of energy processes in the early placenta with cytomegalovirus infectionhttps://orcid.org/0000-0001-8938-3594ДовжиковаИ. В.DovzhikovaI. V.

Инна Викторовна Довжикова - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Inna V. Dovzhikova - PhD, DSc (Biol.), Leading Staff Scientist, Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

dov_kova100@rambler.ruИшутинаН. А.IshutinaN. A.

Наталия Александровна Ишутина - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Nataliа A. Ishutina - PhD, DSc (Biol.), Leading Staff Scientist, Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ishutina-na@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0212-0201АндриевскаяИ. А.AndrievskayaI. A.

Ирина Анатольевна Андриевская - доктор биологических наук, профессор РАН, зав. лабораторией механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Irina A. Andrievskaya - PhD, DSc (Biol.), Professor of RAS, Head of Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

irina-andrievskaja@rambler.ruДорофиенкоН. Н.DorofienkoN. N.

Николай Николаевич Дорофиенко - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, лаборатория механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Nikolay N. Dorofienko - PhD (Med.), Senior Staff Scientist, Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

dorofienko-nn@mail.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение "Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания"Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration2023030420230879098Copyright © Довжикова И.В., Ишутина Н.А., Андриевская И.А., Дорофиенко Н.Н., 20232023Довжикова И.В., Ишутина Н.А., Андриевская И.А., Дорофиенко Н.Н.Dovzhikova I.V., Ishutina N.A., Andrievskaya I.A., Dorofienko N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1078Введение

Введение. Цитомегаловирусная (ЦМВ) инфекция может прямо или косвенно вызывать дисфункцию плаценты. Одной из причин её развития является недостаток энергетического обеспечения вследствие изменения уровня жирных кислот (ЖК) – основных источников энергии в клетке.

Цель

Цель. Анализ содержания ЖК и причин его изменения в плаценте при обострении хронической ЦМВ инфекции во время первого триместра беременности.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследованы биологические образцы (ворсинчатый хорион, венозная кровь, эпителий с внутренней поверхности щеки и слизистой цервикального канала), взятых у 32 ЦМВ-серопозитивных женщин с обострением хронической ЦМВ инфекции в первом триместре беременности (основная группа) и у 30 ЦМВ-серонегативных женщин (контрольная группа). Обострение хронической ЦМВ инфекции диагностировали методом ИФА по выявлению IgM и IgG с авидностью 65% и более, и методом ПЦР по выявлению ДНК ЦМВ. Профиль и относительное содержание отдельных ЖК в липидных экстрактах ворсинчатого хориона исследовали методом газо-жидкостной хроматографии. Активность пируватдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы, НАДФзависимой малатдегидрогеназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы определяли гистохимическим методом на срезах свежезамороженных тканей ворсинчатого хориона.

Результаты

Результаты. В плацентах основной группы статистически значимо уменьшалось содержание среднецепоченных насыщенных ЖК: каприновой на 50%, лауриновой на 51%, ненасыщенной миристолеиновой на 44%; длинноцепочечных ненасыщенных ЖК: пальмитоолеиновой, олеиновой, линолевой и α-линоленовой на 52, 55, 57 и 64%, соответственно; полиненасыщенных ЖК с очень длинной цепью: эйкозапентаеновой и докозагексаеновой на 44 и 41%, соответственно. Снижалась активность ферментов − сукцинатдегидрогеназы, пируватдегидрогеназы, НАДФ-зависимой малатдегидрогеназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.

Заключение

Заключение. Таким образом, нами было обнаружено снижение энергетического обеспечения в плаценте при обострении хронической ЦМВ инфекции в первом триместре беременности. Расстройства энергетического обмена в плаценте могут становиться причиной ее недостаточности, имеющей неблагоприятные последствия для развития плода.

Introduction

Introduction. Cytomegalovirus (CMV) infection directly and indirectly can cause placental dysfunction. One of the reasons for its development may be a deficiency of energy supply due to changes in the level of fatty acids (FA) – the main sources of energy in the cell.

Aim

Aim. Analysis of the fatty acids concentration and causes of its changes in the placenta during exacerbation of CMV infection in the first trimester of pregnancy.

Materials and methods

Materials and methods. Biosamples (venous blood, epithelium from the inner surface of the cheek, mucous membrane of the cervical canal, villous chorion) of 32 CMV-seropositive women with an exacerbation of CMV infection in the first trimester of pregnancy (main group) and 30 CMV-seronegative women (control group) were studied. Exacerbation of CMV infection was diagnosed by ELISA to detect IgM and IgG with avidity of 65% or more, PCR to detect CMV DNA. The profile and relative concentration of individual FA in villous chorion lipid extracts were studied by gas-liquid chromatography. The activity of pyruvate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, NADP-dependent malate dehydrogenase, and glucose-6-phosphate dehydrogenase was determined by a histochemical method on sections of freshly frozen villous chorion tissues.

Results

Results. In the main group placentas, the concentration of medium-chain saturated fatty acids was statistically significantly lower: capric by 50%, lauric by 51%, unsaturated myristoleic by 44%; long-chain unsaturated acids: palmitoleic, oleic, linoleic and α-linolenic fatty acids by 52%, 55%, 57% and 64%, respectively; of polyunsaturated fatty acids with a very long chain: eicosapentaenoic and docosahexaenoic by 44% and 41%, respectively. The activity of enzymes: succinate dehydrogenase, pyruvate dehydrogenase, NADP-dependent malate dehydrogenase and glucose-6-phosphate dehydrogenase decreased.

Conclusion

Conclusion. Thus, we found a decrease in energy supply in the placenta during exacerbation of chronic CMV infection in the first trimester of pregnancy. Disorders of placental energy metabolism can cause placental insufficiency, which has adverse consequences for fetal development.

цитомегаловирусная инфекциябеременностьворсинчатый хорионжирные кислотысукцинатдегидрогеназапируватдегидрогеназамалатдегидрогеназаглюкозо-6-фосфатдегидрогеназаcytomegalovirus infectionpregnancychorion villousfatty acidssuccinate dehydrogenasepyruvate dehydrogenasemalate dehydrogenaseglucose-6-phosphate dehydrogenaseReferencesZuhair M., Smit G.S.A., Wallis G., Jabbar F., Smith C., Devleesschauwer B., Griffiths P. Estimation of the worldwide seroprevalence of cytomegalovirus: A systematic review and meta-analysis // Rev. Med. Virol. 2019. Vol.29, Iss.3. Article number: e2034. https://doi.org/10.1002/rmv.2034Zuhair M., Smit G.S.A., Wallis G., Jabbar F., Smith C., Devleesschauwer B., Griffiths P. Estimation of the worldwide seroprevalence of cytomegalovirus: A systematic review and meta-analysis. Rev. Med. Virol. 2019; 29(3):e2034. https://doi.org/10.1002/rmv.2034Tyl M.D., Betsinger C.N., Cristea I.M. Virus-host protein interactions as footprints of human cytomegalovirus replication // Curr. Opin. Virol. 2022. Vol.52. Р.135‒147. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.11.016Tyl M.D., Betsinger C.N., Cristea I.M. Virus-host protein interactions as footprints of human cytomegalovirus replication. Curr. Opin. Virol. 2022; 52:135‒147. https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.11.016Njue A., Coyne C., Margulis A.V., Wang D., Marks M.A., Russell K., Das R., Sinha A. The role of congenital cytomegalovirus infection in adverse birth outcomes: a review of the potential mechanisms // Viruses. 2020. Vol.13, Iss.1. Article number: 20. https://doi.org/10.3390/v13010020Njue A., Coyne C., Margulis A.V., Wang D., Marks M.A., Russell K., Das R., Sinha A. The role of congenital cytomegalovirus infection in adverse birth outcomes: a review of the potential mechanisms. Viruses 2020; 13(1):20. https://doi.org/10.3390/v13010020Pereira L., Tabata T., Petitt M., Fang-Hoover J. Congenital cytomegalovirus infection undermines early development and functions of the human placenta // Placenta. 2017. Vol.59, Suppl.1. Р.S8‒S16. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2017.04.020Pereira L., Tabata T., Petitt M., Fang-Hoover J. Congenital cytomegalovirus infection undermines early development and functions of the human placenta. Placenta 2017; 59(Suppl.1):S8‒S16. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2017.04.020Poncet D., Pauleau A.L., Szabadkai G., Vozza A., Scholz S.R., Le Bras M., Brière J.J., Jalil A., Le Moigne R., Brenner C., Hahn G., Wittig I., Schägger H., Lemaire C., Bianchi K., Souquère S., Pierron G., Rustin P., Goldmacher V.S., Rizzuto R., Palmieri F., Kroemer G. Cytopathic effects of the cytomegalovirus-encoded apoptosis inhibitory protein vMIA // J. Cell Biol. 2006. Vol.174, Iss.7. Р.985‒996. https://doi.org/10.1083/jcb.200604069Poncet D., Pauleau A.L., Szabadkai G., Vozza A., Scholz S.R., Le Bras M., Brière J.J., Jalil A., Le Moigne R., Brenner C., Hahn G., Wittig I., Schägger H., Lemaire C., Bianchi K., Souquère S., Pierron G., Rustin P., Goldmacher V.S., Rizzuto R., Palmieri F., Kroemer G. Cytopathic effects of the cytomegalovirus-encoded apoptosis inhibitory protein vMIA. J. Cell Biol. 2006; 174(7):985‒96. https://doi.org/10.1083/jcb.200604069Джикия И.В., Рижвадзе М.А., Джангидзе М.А. Окислительно-восстановительный потенциал крови и состоятельность системы энергообеспечения при цитомегаловирусной инфекции у беременных // Georgian medical news. 2006. №134. С.28‒31.Dzhikiia I.V., Rizhvadze M.A., Dzhangidze MA. [Redox-potential of blood and consistence of energoproviding defence system in cytomegalovirus infection in pregnancy]. Georgian Med. News 2006; (134):28‒31 (in Russian). PMID: 16783059Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues // J. Biol. Chem. 1957. Vol. 226, Iss.1. P.497‒509. PMID: 13428781Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. J. Biol. Chem. 1957; 226(1):497‒509. PMID: 13428781Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of a macro-scale method to the micro-scale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extracts // J. Chromatogr. A. 1978. Vol.151, Iss.3. P.384‒390. https://doi.org/10.1016/S00219673(00)88356-9Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of a macro-scale method to the micro-scale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extracts. J. Chromatogr. A 1978; 151(3):384‒390. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)883569Лойда З., Госсрау Р., Шиблер Т. Гистохимия ферментов. Лабораторные методы: пер. с англ. М.: Мир, 1982. 272 с.Lojda Z., Gossrau R., Schiebler T. [Enzyme histochemistry: a laboratory manual]. Moscow: Mir; 1982 (in Russian).Duttaroy A.K., Basak S. Maternal fatty acid metabolism in pregnancy and its consequences in the fetoplacental development // Front. Physiol. 2022. Vol.12. Article number: 787848. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.787848Duttaroy A.K., Basak S. Maternal fatty acid metabolism in pregnancy and its consequences in the fetoplacental development. Front. Physiol. 2022; 12:787848. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.787848Bénit P., Goncalves J., El Khoury R., Rak M., Favier J., Gimenez-Roqueplo A.P., Rustin P. Succinate dehydrogenase, succinate, and superoxides: a genetic, epigenetic, metabolic, environmental explosive crossroad // Biomedicines. 2022. Vol.10, Iss.8. Article number: 1788. https://doi.org/10.3390/biomedicines10081788Bénit P., Goncalves J., El Khoury R., Rak M., Favier J., Gimenez-Roqueplo A.P., Rustin P. Succinate dehydrogenase, succinate, and superoxides: a genetic, epigenetic, metabolic, environmental explosive crossroad. Biomedicines 2022; 10(8):1788. https://doi.org/10.3390/biomedicines10081788Moosavi B., Berry E.A., Zhu X.L., Yang W.C., Yang G.F. The assembly of succinate dehydrogenase: a key enzyme in bioenergetics // Cell. Mol. Life Sci. 2019. Vol.76, Iss.20. Р.4023‒4042. https://doi.org/10.1007/s00018-019-03200-7Moosavi B., Berry E.A., Zhu X.L., Yang W.C., Yang G.F. The assembly of succinate dehydrogenase: a key enzyme in bioenergetics. Cell. Mol. Life Sci. 2019; 76(20):4023‒4042. https://doi.org/10.1007/s00018-019-03200-7Gray L.R., Tompkins S.C., Taylor E.B. Regulation of pyruvate metabolism and human disease. Cell. Mol. Life Sci. 2014. Vol.71, Iss.14. Р.2577−2604. https://doi.org/10.1007/s00018-013-1539-2Gray L.R., Tompkins S.C., Taylor E.B. Regulation of pyruvate metabolism and human disease. Cell. Mol. Life Sci. 2014; 71(14):2577‒2604. https://doi.org/10.1007/s00018-013-1539-2Stincone A., Prigione A., Cramer T., Wamelink M.M., Campbell K., Cheung E., Olin-Sandoval V., Grüning N.M., Krüger A., Tauqeer Alam M., Keller M.A., Breitenbach M., Brindle K.M., Rabinowitz J.D., Ralser M. The return of metabolism: biochemistry and physiology of the pentose phosphate pathway // Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2015. Vol.90, Iss.3. Р.927‒963. https://doi.org/10.1111/brv.12140Stincone A., Prigione A., Cramer T., Wamelink M.M., Campbell K., Cheung E., Olin-Sandoval V., Grüning N.M., Krüger A., Tauqeer Alam M., Keller M.A., Breitenbach M., Brindle K.M., Rabinowitz J.D., Ralser M. The return of metabolism: biochemistry and physiology of the pentose phosphate pathway. Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2015; 90(3):927‒963. https://doi.org/10.1111/brv.12140Ratledge C. The role of malic enzyme as the provider of NADPH in oleaginous microorganisms: a reappraisal and unsolved problems // Biotechnol. Lett. 2014. Vol.36, Iss.8. Р.1557‒1568. https://doi.org/10.1007/s10529-014-1532-3.Ratledge C. The role of malic enzyme as the provider of NADPH in oleaginous microorganisms: a reappraisal and unsolved problems. Biotechnol. Lett. 2014; 36(8):1557‒1568. https://doi.org/10.1007/s10529-014-1532-3Господарьов Д.В., Байляк М.М., Лущак В.І. Вiлькорадикальна iнактивацiя in vitro глюкозо-6-фосфатдегiдрогенази дрiжджiв Saccharomyces cerevusuae // Український біохімічний журнал 2005. Т.77, №1. С.58‒64.Hospodar'ov D.V., Baĭliak M.M., Lushchak V.I. [Free radical inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenase in Saccharomyces cerevisiae in vitro]. Ukr. Biochem. J. 2005; 77(1):58‒64 (in Ukrainian).Dumitru I.F., Nechifor M.T. Decrease in yeast glucose-6-phosphate dehydrogenase activity due to oxygen free radicals // Int. J. Biochem. 1994. Vol.26, Iss.2. Р.229‒233. https://doi.org/10.1016/0020-711x(94)90150-3Dumitru I.F., Nechifor M.T. Decrease in yeast glucose-6-phosphate dehydrogenase activity due to oxygen free radicals. Int. J. Biochem. 1994; 26(2):229‒233. https://doi.org/10.1016/0020-711x(94)90150-3.Ho H.Y., Cheng M.L., Chiu D.T. Glucose-6-phosphate dehydrogenase--from oxidative stress to cellular functions and degenerative diseases // Redox Rep. 2007. Vol.12, Iss.3. Р.109‒118. https://doi.org/10.1179/135100007X200209.Ho H.Y., Cheng M.L., Chiu D.T. Glucose-6-phosphate dehydrogenase--from oxidative stress to cellular functions and degenerative diseases. Redox Rep. 2007; 12(3):109‒118. https://doi.org/10.1179/135100007X200209Ишутина Н.А., Андриевская И.А., Довжикова И.В., Дорофиенко Н.Н., Гориков И.Н. Взаимосвязь окислительного стресса, дисбаланса жирных кислот в реализации апоптоза в плаценте при цитомегаловирусной инфекции в первом триместре // Acta Biomedica Scientifica. 2019. Т.4, №2. С.16‒22. https://doi.org/10.29413/ABS.2019-4.2.2Ishutina N.A., Andrievskaya I.A., Dovzhikova I.V., Dorofienko N.N., Gorikov N.N. [Effect of oxidative stress and fatty acids disbalance on the development of apoptosis in the placenta with cytomegalovirus infection in the first trimester]. Acta Biomedica Scientifica 2019; 4(2):16‒22 (in Russian). https://doi.org/10.29413/ABS.2019-4.2.2Lucenko M.T., Andrievskaya I.A., Dovzhikova I.V. NO metabolism in red blood cells and the hemoglobin oxygenation in pregnant women with the cytomegalovirus infection exacerbation // International Journal of Biomedicine. 2014. Vol.4. Iss.3. P.151‒154. https://doi.org/10.21103/Article4_3_CR4Lucenko M.T., Andrievskaya I.A., Dovzhikova I.V. NO metabolism in red blood cells and the hemoglobin oxygenation in pregnant women with the cytomegalovirus infection exacerbation. International Journal of Biomedicine 2014; 4(3):151‒154. https://doi.org/10.21103/Article4_3_CR4de Almeida A.J.P.O., de Oliveira J.C.P.L., da Silva Pontes L.V., de Souza Júnior J.F., Gonçalves T.A.F., Dantas S.H., de Almeida Feitosa M.S., Silva A.O., de Medeiros I.A. ROS: Basic concepts, sources, cellular signaling, and its implications in aging pathways // Oxid. Med. Cell. Longev. 2022. Vol.2022. Article number: 1225578. https://doi.org/10.1155/2022/1225578de Almeida A.J.P.O., de Oliveira J.C.P.L., da Silva Pontes L.V., de Souza Júnior J.F., Gonçalves T.A.F., Dantas S.H., de Almeida Feitosa M.S., Silva A.O., de Medeiros I.A. ROS: Basic concepts, sources, cellular signaling, and its implications in aging pathways. Oxid. Med. Cell. Longev. 2022; 2022:1225578. https://doi.org/10.1155/2022/1225578

The authors declare that there are no conflicts of interest present.