Серотонин и циклическая организация сна у доношенных новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Высокая частота неврологических и психических заболеваний у детей с задержкой внутриутробного развития указывает на необходимость изучения специфических маркеров нарушений функционального развития мозга плода, в частности состояния серотонинэргической системы, играющей ключевую роль в морфофункциональном развитии мозга в раннем онтогенезе.

Цель работы — изучить содержание серотонина у доношенных новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития в сопоставлении с количественной и качественной характеристиками сна.

Материалы и методы. Основную группу составили 26 новорожденных детей, внутриутробное развитие которых проходило в условиях хронической плацентарной недостаточности, что привело к формированию асимметричной формы задержки внутриутробного развития. Контрольная группа состояла из 72 здоровых новорожденных от здоровых матерей без осложнений беременности. Дети каждой из групп разделены на три подгруппы в зависимости от гестационного возраста: I — 37, II — 38, III — 39–40 нед. У всех детей через 7–12 ч после рождения регистрировали электрополиграмму сна электроэнцефалографом фирмы «Мицар» (Россия) и проводили ее количественный и качественный анализы, выделяя ортодоксальную фазу, парадоксальную фазу и недифференцированное состояние. Содержание серотонина определяли в богатой тромбоцитами плазме крови из вены пуповины после рождения ребенка, а также в тромбоцитарной взвеси, приготовленной из венозной крови, взятой в первые сутки жизни. О содержании серотонина в тромбоцитах судили по показателю, полученному в результате деления количества серотонина в тромбоцитарной взвеси на уровень тромбоцитов. Количество серотонина определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимическим детектированием. Статистический анализ проводили с использованием программы Statistica 6 (StatsoftInc, США).

Результаты. У новорожденных с задержкой внутриутробного развития установлены низкое содержание серотонина в богатой тромбоцитами плазме и тромбоцитах, отсутствие характерного для нормы его увеличения в период с 37-й до 39-й недели внутриутробного развития и нарушение генетической программы формирования циклической организации сна.

Выводы. Оценка состояния серотонин-продуцирующей системы головного мозга в сопоставлении со структурой сна новорожденного может служить диагностическим маркером поражения мозга и обоснованием необходимости своевременного применения нейропротекции.

Об авторах

Наталья Александровна Зверева

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: tata-83@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-1220-1147
Россия, Санкт-Петербург

Юлия Павловна Милютина

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: milyutina1010@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1951-8312
SPIN-код: 6449-5635
Scopus Author ID: 24824836300
ResearcherId: AAE-6182-2019

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Александр Вартанович Арутюнян

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: alexarutiunjan@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0608-9427
Scopus Author ID: 6506430871

д-р биол. наук, профессор, засл. деят. науки РФ

Россия, Санкт-Петербург

Инна Ивановна Евсюкова

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Автор, ответственный за переписку.
Email: eevs@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4456-2198
SPIN-код: 4444-4567

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Öztürk H.N.O., Türker P.F. Fetal programming: could intrauterin life affect health status in adulthood? // Obstet. Gynecol. Sci. 2021. Vol. 64. No. 6. P. 473–483. doi: 10.5468/ogs.21154
  2. Olfson M., Blanco C., Wang S., et al. National trends in the mental health care of children, adolescents, and adults by office-based physicians // JAMA Psychiatry. 2014. Vol. 71. No. 1. P. 81–90. doi: 10.1001/jamapsychiatry.2013.3074
  3. Gumusoglu S.B., Chilukuri A.S.S., Santillan D.A., et al. Neurodevelopmental outcomes of prenatal preeclampsia exposure // Trends Neurosci. 2020. Vol. 43. No. 4. P. 253–268. doi: 10.1016/j.tins.2020.02.003
  4. Евсюкова И.И. Церебральные нарушения и последствия при задержке внутриутробного развития доношенного ребенка: роль окислительного стресса и мелатонина // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 3. С. 1–7. doi: 10.31857/S0131164622030055
  5. Morris G., Fernandes B.S., Puri B.K., et al. Leaky brain in neurological and psychiatric disorders: drivers and consequences // Aust. N. Z. J. Psyhiatry. 2018. Vol. 52. No. 10. P. 924–948. doi: 10.1177/0004867418796955
  6. Wang Y., Fu W., Liu J. Neurodevelopment in children with intrauterine growth restriction: adverse effects and interventions // J. Matern. Fetal. Neonatal. Med. 2016. Vol. 29. No. 4. P. 660–668. doi: 10.3109/14767058.2015.1015417
  7. Nardozza L.M., Caetano A.C., Zamarian A.C., et al. Fetal growth restriction: current knowledge // Arch. Gynecol. Obstet. 2017. Vol. 295. No. 5. P. 1061–1077. doi: 10.1007/s00404-017-4341-9
  8. Hartkopf J., Schleger F., Keune J., et al. Impact of intrauterine growth restriction on cognitive and motor development at 2 years of age // Front. Physiol. 2018. Vol. 9. doi: 10.3389/fphys.2018.01278
  9. Sacchi C., Marino C., Nosarti C., et al. Association of intrauterine growth restriction and small for gestational age status with childhood cognitive outcomes: a systematic review and meta-analysis // JAMA Pediatr. 2020. Vol. 174. No. 8. P. 772–781. doi: 10.1001/jamapediatrics.2020.1097
  10. Korkalainen N., Partanen L., Rasanen L., et al. Fetal hemodynamics and language skills in primary schoolaged children with fetal growth restriction: a longitudinal study // Early Hum. Dev. 2019. Vol. 134. P. 34–40. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2019.05.019
  11. Baschat A.A. Neurodevelopment after fetal growth restriction // Fetal Diagn. Ther. 2014. Vol. 36. No. 2. P. 136–142. doi: 10.1159/000353631
  12. Armengaud J.B., Yzydorczyk. C., Siddeek B., et al. Intrauterine growth restriction: Clinical consequences on health and disease at adulthood // Reprod. Toxicol. 2021. Vol. 99. P. 168–176. doi: 10.1016/j.reproto.2020.10.005
  13. Kepser L.J., Homberg J.R. The neurodevelopmental effects of serotonin: a behavioural perspective // Behav. Brain Res. 2015. Vol. 277. P. 3–13. doi: 10.1016/j.bbr.2014.05.022
  14. Сидорова И.С., Никитина Н.А., Унанян А.Л., и др. Развитие головного мозга плода и влияние пренатальных повреждающих фкторов на основные этапы нейрогенеза // Российский вестник акушера-гинеколога. 2022. Т. 22. № 1. С. 35–44. doi: 10.17116/rosakush20222201135
  15. Jenkins T.A., Nguyen J.C., Polglaze K.E., et al. Influence of tryptophan and serotonin on mood and cognition with a possible role of the gut-brain axis // Nutrients. 2016. Vol. 8. No. 1. doi: 10.3390/nu8010056
  16. Евсюкова И.И. Фoрмирование циклической организации сна в раннем онтогенезе при различных условиях внутриутробного развития ребенка // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2013. Т. 99. № 2. С. 166–174.
  17. Oreland L., Hallman J. Blood platelets as a peripheral marker for the central serotonin system // Nordisk Psykiatrisk Tidsskrift. 1989. Vol. 43. Suppl. 20. P. 43–51. doi: 10.3109/08039488909100833
  18. Anderson G.M., Czarkowski K., Ravski N., et al. Platelet serotonin in newborns and infants: ontogeny, heritability, and effect of in utero // Ped. Res. 2004. Vol. 56. No. 3. P. 418–422. doi: 10.1203/01.PDR.0000136278.23672.A0
  19. Hazra M., Benson S., Sandler M. Blood 5-hydroxytryptamine levels in the newborn // Arch. Dis. Child. 1965. Vol. 40. No. 213. P. 513–515. doi: 10.1136/adc.40.213.513
  20. Евсюкова И.И., Ковальчук-Ковалевская О.В., Маслянюк Н.А., и др. Особенности циклической организации сна и продукции мелатонина у доношенных новорожденных детей с задержкой внутриутробного развития // Физиология человека. 2013. T. 39. № 6. C. 63–71. doi: 10.7868/S0131164613060040
  21. Рюкерт Е.Н. Особенности функционирования серотонинергической и опиодной систем у детей первых месяцев жизни с гипоксически ишемическим поражением ЦНС, взаимосвязь с темпераментом: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Москва, 2007. [дата обращения 12.11.2022]. Доступно по ссылке: https://www.dissercat.com/content/osobennosti-funktsionirovaniya-serotoninergicheskoi-i-opiodnoi-sistem-u-detei-pervykh-mesyat
  22. Бережанская С.Б., Лукьянова Е.А. Уровень биогенных аминов в крови детей с перинатальным гипоксически-ишемическим и травматическим поражением ЦНС // Педиатрия. 2002. Т. 81. № 1. С. 23–26.
  23. Михеева И.Г., Рюкерт Е.Н., Брусов О.С., и др. Содержание серотонина в сыворотке крови новорожденных детей с гипоксически-ишемическим поражением ЦНС // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2008. Т. 87. № 1. C. 40–44.
  24. Gall V., Košec V., Vraneš H.S., et al. Platelet serotonin concentration at term pregnancy and after birth: physiologic values for Croatian population // Coll. Antropol. 2011. Vol. 35. No. 3. P. 715–718.
  25. Фурс В.В., Дорошенко Е.М. Некоторые показатели обмена триптофана при физиологически протекающей беременности // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2011. № 4. C. 36–38.
  26. Field T., Diego M., Hernandez-Reif M., et al. Prenatal serotonin and neonatal outcome: brief report // Infant. Behav. Dev. 2008. Vol. 31. No. 2. P. 316–320. doi: 10.1016/j.infbeh.2007.12.009
  27. Rosenfeld C.S. Placental serotonin signaling, pregnancy outcomes, and regulation of fetal brain development† // Biol. Reprod. 2020. Vol. 102. No. 3. P. 532–538. doi: 10.1093/biolre/ioz204
  28. Kliman H.J., Quaratella S.B., Setaro A.C., et al. Pathway of maternal serotonin to the human embryo and fetus // Endocrinology. 2018. Vol. 159. No. 4. P. 1609–1629. doi: 10.1210/en.2017-03025
  29. Balija M., Bordukalo-Niksic T., Mokrovic G., et al. Serotonin level and serotonin uptake in human platelets: a variable interrelation under marked physiological influences // Clin. Chim. Acta. 2011. Vol. 412. No. 3–4. P. 299–304. doi: 10.1016/j.cca.2010.10.024
  30. Brenner В., Harney J.T., Ahmed B.A., et al. Plasma serotonin levels and the platelet serotonin transporter // J. Neurochem. 2007. Vol. 102. No. 1. P. 206–215. doi: 10.1111/j.1471-4159.2007.04542.x
  31. Bakovic P., Kesic M., Peric M., et al. Differential serotonin uptake mechanisms at the human maternal-fetal interface // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. No. 15. doi: 10.3390/ijms22157807
  32. Forstner D., Guettler J., Gauster M. Changes in maternal platelet physiology during gestation and their interaction with trophoblasts // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. No. 19. doi: 10.3390/ijms221910732
  33. Mercado C.P., Kilic F. Molecular mechanisms of SERT in platelets: regulation of plasma serotonin levels // Mol. Interv. 2010. Vol. 10. No. 4. P. 231–241. doi: 10.1124/mi.10.4.6
  34. Ye W., Xie L., Li C., et al. Impaired development of fetal serotonergic neurons in intrauterine growth restricted baboons // J. Med. Primatol. 2014. Vol. 43. No. 4. P. 284–287. doi: 10.1111/jmp.12116
  35. Laurent L., Deroy K., St-Pierre J., et al. Human placenta express both peripheral and neuronal isoform of tryptophan hydroxylase // Biochime. 2017. Vol. 140. P. 159–165. doi: 10.1016/j.biochi.2017.07.008
  36. Bonnin A., Goeden N., Chen K., et al. A transient placental source of serotonin for the fetal forebrain // Nature. 2011. Vol. 472. No. 7343. P. 347–350. doi: 10.1038/nature09972
  37. Sundström E., Kölare S., Souverbie F., et al. Neurochemical differentiation of human bulbospinal monoaminergic neurons during the first trimester // Brain Res. Dev. Brain. Res. 1993. Vol. 75. No. 1. P. 1–12. doi: 10.1016/0165-3806(93)90059-36
  38. Verney C., Lebrand C., Gaspar P. Changing distribution of monoaminergic markers in the developing human cerebral cortex with special emphasis on the serotonin transporter // Anat. Rec. 2002. Vol. 267. No. 2. P. 87–93. doi: 10.1002/ar.10089
  39. Ranzil S., Walker D.W., Borg A.J., et al. The relationship between the placental serotonin pathway and fetal growth restriction // Biochimie. 2019. Vol. 161. P. 80–87. doi: 10.1016/j.biochi.2018.12.016
  40. Yang C.J., Tan H.P., Du Y.J. The developmental disruptions of serotonin signaling may involved in autism during early brain development // Neuroscience. 2014. Vol. 267. P. 1–10. doi: 10.1016/j.neuroscience.2014.02.021
  41. Brummelte S., Mc Glanaghy E., Bonnin A., et al. Developmental changes in serotonin signaling: implications for early brain function, behavior and adaptation // Neuroscience. 2017. Vol. 342. P. 212–231. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.02.037
  42. Насырова Д.И., Сапронова А.Я., Балбашев А.В., и др. Развитие центральной и периферической серотонин-продуцирующих систем у крыс в онтогенезе // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2009. Т. 45. № 1. С. 68–74.
  43. Roland C.S., Hu J., Ren C.E., et al. Morphological changes of placental syncytium and their implications for the pathogenesis of preeclampsia // Cell. Mol. Life Sci. 2016. Vol. 73. No. 2. P. 365–376. doi: 10.1007/s00018-015-2069-x
  44. Gumusoglu S., Scroggins S., Vignato J., et al. The serotonin-immune axis in preeclampsia // Curr Hypertens Rep. 2022. Vol. 23. No. 7. P. 37.doi: 10.1007/s11906-021-01155-4
  45. Liu D., Gao Q., Wang Y., et al. Placental dysfunction: the core mechanism for poor neurodevelopmental outcomes in the offspring of preeclampsia pregnancies // Placenta. 2022. Vol. 126. P. 224–232. doi: 10.1016/j.placenta.2022.07.014
  46. Rosenfeld C.S. The placenta-brain-axis // J. Neurosci. Res. 2021. Vol. 99. No. 1. P. 271–283. doi: 10.1002/jnr.24603
  47. Shallie P.D., Naicker T. The placenta as a window to the brain: a review on the role of placental markers in prenatal programming of neurodevelopment // Int. J. Dev. Neurosci. 2019. Vol. 73. No. 1. P. 41–49. doi: 10.1016/j.ijdevneu.2019.01.003
  48. Chrzanowska B., Wańkowicz B., Prokopczyk J. Serotonin concentration in the rat fetal brain in experimental intrauterine dystrophy // Probl. Med. Wieku Rozwoj. 1984. Vol. 13. P. 193–197.
  49. Ye X., Shin B.C., Baldauf C., et al. Developing brain glucose transporters, serotonin, serotonin transporter and oxytocin receptor expressionin response to early life hypocaloric, hypercaloric dietary and air pollutant exposures // Dev. Neurosci. 2021. Vol. 43. No. 1. P. 27–42. doi: 10.1159/000514709
  50. Homberg J., Mudde J., Braam B., et al. Blood pressure in mutant rats lacking the 5-hydroxytryptamine transporter // Hypertension. 2006. Vol. 48. No. 6. P. 115–116. doi: 10.1161/01.HYP.0000246306.61289.d8
  51. Alenina N., Kikic D., Todiras M., et al. Growth retardation and altered autonomic control in mice lacking brain serotonin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009. Vol. 106. No. 25. P. 10332–10337. doi: 10.1073/pnas.0810793106
  52. Hanswijk S.I., Spoelder M., Shan L., et al. Gestational factors throughout fetal neurodevelopment: the serotonin link // Int. J. Mol. Sci. 2020. Vol. 21. No. 16. doi: 10.3390/ijms21165850
  53. Sato K. Placenta-derived hypo-serotonin situations in the developing forebrain cause autism // Med. Hypotheses. 2013. Vol. 80. No. 4. P. 368–372. doi: 10.1016/j.mehy.2013.01.002
  54. Sodhi M.S., Sanders-Bush E. Serotonin and brain development // Int. Rev. Neurobiol. 2004. Vol. 59. P. 111–174. doi: 10.1016/S0074-7742(04)59006-2
  55. Peirano P., Algarín C., Uauy R. Sleep-wake states and their regulatory mechanisms throughout early human development // J. Pediatr. 2003. Vol. 143. No. 4. P. 70–79. doi: 10.1067/s0022-3476(03)00404-9
  56. Uchitel J., Vanhatalo S., Austin T. Early development of sleep and brain functional connectivity in term-born and preterm infants // Pediatr. Res. 2022. Vol. 91. No. 4. P. 771–786. doi: 10.1038/s41390-021-01497-4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Содержание серотонина в тромбоцитах новорожденных здоровых детей и детей с задержкой внутриутробного развития. * p < 0,05; ** p < 0,01

Скачать (89KB)
Метаданные

© Зверева Н.А., Милютина Ю.П., Арутюнян А.В., Евсюкова И.И., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».