Μελέτη του παράγοντα ανάπτυξης ινοβλαστών FGF21 και της ινσουλίνης στο αμνιακό υγρό δευτέρου τριμήνου εμβρύων με υπολειπόμενη ανάπτυξη

Abstract

Introduction: The fetoplacental unit through metabolic and endocrinological actions is the main regulator of fetal growth mainly during the second half of pregnancy. The amniotic fluid during the second trimester, due to its’ similar composition to fetal plasma, offers an accurate image of metabolic pathways that are active in fetuses with normal as well as abnormal growth patterns. Fetal growth restriction (estimated fetal weight below 10th centile for age), is characterized by metabolic and cardiovascular changes due to placental insufficiency, ischemia and hypoxia. Macrosomia (estimated fetal weight above 90th centile for age), is characterized by fetal hyperglycemia due to maternal hyperglycemia. Various factors have been studied regarding their potential role in fetal growth. Fibroblast growth factor 21 (FGF21) increases during hypoglycemia and acts mainly by increasing insulin sensitivity in adipose tissue. Insulin increases during hyperglycemia and acts mainly by anabolic actions. Purpose: Detection, quantification and association of FGF21 and insulin in amniotic fluid of second trimester fetuses with fetal growth during the end of the second trimester and 3rd trimester. Material: Samples of amniotic fluid from amniocentesis of 80 pregnancies during the second trimester (15-22 weeks) in the 2nd Obstetrics and Gynaecology Department at Aretaieio Hospital in Athens. Methods: Samples were obtained via amniocentesis, stored in -80 degrees until quantification, which was performed by immunoenzymatic analysis ELISA. Statistical analysis was performed by using the SPSS statistical package and the level of statistical significance was p<0.05. Results: The 80 samples were divided in 31 growth restricted, 18 large for gestational age and 31 appropriate for gestational age fetuses. They were compared in relation to maternal characteristics, fetal characteristics and birth weight. There was no statistically significant difference regarding maternal weight, maternal height, deliveries, smoking and gestational age between the three groups (p>0.05). There was statistical significant difference between maternal age (p=0.01), sex (p=0.02) and birth weight (p=0.01) between the three groups. FGF21 is increased in the growth restriction group compared to appropriate for gestational age (p=0.03) and large for gestational age (p=0.039). Insulin is decreased in the growth restriction group in relation to appropriate for gestational age and increased in relation to large for gestational age but without statistically significant difference. Discussion: The pathophysiological mechanisms involved in fetal growth are not clarified despite the identification of multiple risk factors. The possible association of the factors under study, with fetal growth abnormalities may assist in understanding these pathophysiological mechanisms. FGF21 which is significantly increased in growth restricted fetuses compared to other groups, is possibly associated with compensatory mechanisms of increased bioavailability and protective antistress qualities. Insulin is not statistically different between the three groups, possibly due to the fact that its’ levels were determined during the 2nd trimester while its’ action is more prominent during the 3rd trimester. The limitations of the study involve the small size per group, factors determination during the 2nd trimester and possible presence of additional affecting factors. Conclusions: Determination of FGF21 levels in the amniotic fluid may be used as a prognostic factor of growth abnormalities, and especially growth restriction. Larger studies are required to confirm the above findings but also study of other factors that may affect FGF21 and insulin. Early identification of pathophysiological pathways involved in growth abnormalities, may lead to implementation of interventions to decrease neonatal morbidity and mortality.

Εισαγωγή: Η εμβρυοπλακουντική μονάδα μέσω μεταβολικών και ενδοκρινολογικών δράσεων αποτελεί τον βασικό ρυθμιστή της εμβρυικής ανάπτυξης κυρίως κατά το 2ο ήμισυ της κύησης. Το αμνιακό υγρό κατά το 2ο τρίμηνο κύησης, λόγω της παρόμοιας σύστασης με το εμβρυικό πλάσμα, προσφέρει μια ακριβή εικόνα των μεταβολικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο έμβρυο τόσο σε φυσιολογική ανάπτυξης όσο και σε ύπαρξη διαταραχών ανάπτυξης. Η υπολειπόμενη ανάπτυξη εμβρύου (υπολογιζόμενο βάρος μικρότερο της 10ης εκατοστιαίας θέσης) χαρακτηρίζεται από μεταβολικές και καρδιαγγειακές αλλαγές στο έμβρυο λόγω της μητροπλακουντικής ανεπάρκειας και επακόλουθης ισχαιμίας και υποξίας. Η μακροσωμία (υπολογιζόμενο βάρος μεγαλύτερο της 90ης εκατοσταίας θέσης) χαρακτηρίζεται από εμβρυική υπεργλυκαιμία λόγω μητρικής υπεργλυκαιμίας. Διάφοροι παράγοντες έχουν μελετηθεί αναφορικά με τον δυνητικό τους ρόλο στην εμβρυική ανάπτυξη. Ο παράγοντας ανάπτυξης ινοβλαστών FGF21 αυξάνει σε συνθήκες υπογλυκαιμίας και δρα κυρίως μέσω αύξησης ευαισθησίας στην ινσουλίνη στον λιπώδη ιστό. Η ινσουλίνη αυξάνει σε συνθήκες υπεργλυκαιμίας και δρα κυρίως μέσω γλυκογονοσύνθεσης, λιποσύνθεσης και πρωτεϊνοσύνθεσης. Σκοπός: Η ανίχνευση, ποσοτικοποίηση και συσχέτιση του παράγοντα ανάπτυξης ινοβλαστών FGF21 και της ινσουλίνης στο αμνιακό υγρό εμβρύων κατά το 2ο τρίμηνο κύησης με την εμβρυική ανάπτυξη κατά το τέλος 2ου και το 3ο τρίμηνο κύησης. Υλικό: Δείγματα αμνιακού υγρού αμνιοπαρακεντήσεων 80 εγκύων 2ου τριμήνου κύησης (15-22 εβδομάδες) στην Β’ Μαιευτική Γυναικολογική Κλινική Αρεταίειου Νοσοκομείου Αθηνών. Μέθοδος: τα δείγματα λήφθηκαν μέσω αμνιοπαρακέντησης, φυλάχθηκαν και αποθηκεύτηκαν σε -80 βαθμούς εώς τον προσδιορισμό τους, ο οποίος διενεργήθηκε με την μέθοδο ανοσοενζυματικής ανάλυσης ELISA. H στατιστική ανάλυση διενεργήθηκε με το στατιστικό πακέτο SPSS και το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας ορίστηκε ως p<0.05. Αποτελέσματα: Τα 80 δείγματα διαχωρίστηκαν σε 31 υπολειπόμενης, 18 μεγάλα για ηλικία κύησης και 31 κατάλληλα για ηλικία κύησης. Διασταυρώθηκαν με τα μητρικά χαρακτηριστικά, εμβρυικά χαρακτηριστικά καθώς και το βάρος γέννησης. Δεν βρέθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά αναφορικά με το μητρικό βάρος, μητρικό ύψος, αριθμό τοκετών, κάπνισμα και ηλικία κύησης μεταξύ των 3 ομάδων (p>0.05). Βρέθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ μητρικής ηλικίας (p=0.01), φύλου (p=0.02) και βάρους γέννησης (p=0.01) μεταξύ των 3 ομάδων. Ο παράγοντας ανάπτυξης ινοβλαστών FGF21 παρουσιάζει αυξημένα επίπεδα στην ομάδα υπολειπόμενης ανάπτυξης σε σχέση με τα κατάλληλα για ηλικία κύησης (p=0.03) και σε σχέση με τα μεγάλα για ηλικία κύησης (p=0.039). H ινσουλίνη παρουσιάζει ελαττωμένα επίπεδα στην ομάδα υπολειπόμενης ανάπτυξης σε σχέση με τα κατάλληλα για ηλικία κύησης και αυξημένα επίπεδα σε σχέση με τα μεγάλα για ηλικία κύησης αλλά χωρίς στατιστικώς σημαντική διαφορά. Συζήτηση: Οι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί επηρεασμού εμβρυικής ανάπτυξης δεν είναι ξεκάθαροι παρά την αναγνώριση πολλαπλών παραγόντων κινδύνου. Η πιθανή συσχέτιση των παραγόντων υπό μελέτη, με την εμβρυική ανάπτυξη και τις διαταραχές της δύναται να βοηθήσει στην κατανόηση των παθοφυσιολογικών μηχανισμών. Ο παράγοντας ανάπτυξης ινοβλαστών FGF21 o οποίος βρέθηκε στατιστικά αυξημένος σε έμβρυα υπολειπόμενης ανάπτυξης σε σχέση με τις υπόλοιπες ομάδες, πιθανώς να συσχετίζεται με αντιρροπιστικό μηχανισμό αυξημένης διαθεσιμότητας αλλά και με προστατευτική δράση κατά οξειδωτικού στρες. Η ινσουλίνη δεν παρουσιάζει στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ των ομάδων με πιθανότερη εξήγηση το γεγονός ότι τα επίπεδα της καθορίστηκαν κατά το 2ο τρίμηνο κύησης, ενώ η επίδραση της στην εμβρυική ανάπτυξη είναι ουσιαστική κατά το 3ο τρίμηνο κύησης. Οι περιορισμοί της μελέτης αφορούν τον μικρό αριθμό περιπτώσεων ανά ομάδα, οι παράγοντες προσδιορίστηκαν σε αμνιακό υγρό 2ου τρίμηνου κύησης και παραμένουν άγνωστοι πιθανοί επιπρόσθετοι παράγοντες επηρεασμού τους. Συμπεράσματα: Ο προσδιορισμός του FGF21 στο αμνιακό υγρό μπορεί να αποτελέσει προγνωστικό δείκτη διαταραχών εμβρυικής ανάπτυξης και ιδιαίτερα σε περιπτώσεις υπολειπόμενης ανάπτυξης. Η ινσουλίνη δεν δύναται να αποτελέσει προγνωστικό δείκτη καθώς δεν παρουσιάζει σημαντικές διαφορές κατά το 2ο τρίμηνο κύησης. Χρειάζονται μεγαλύτερες μελέτες για επιβεβαίωση των ανωτέρω ευρημάτων αλλά και μελέτη άλλων παραγόντων που πιθανώς επηρεάζουν τους παράγοντες αυτούς. Η πρώιμη αναγνώριση των μηχανισμών διαταραχών εμβρυικής ανάπτυξης μπορεί να οδηγήσει στην εφαρμογή παρεμβάσεων με στόχο την ελάττωση της νεογνικής νοσηρότητας και θνησιμότητας