Classification and pathogenesis of preeclampsia: contemporary concepts

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Preeclampsia is a systemic hypertensive disorder that develops during pregnancy and is typical only for humans. Persistent high blood pressure and associated organ damage have a negative impact on the mother and child organisms not only during pregnancy, but also exposes them to the risk of cardiovascular and cerebrovascular complications later in life. Despite many years of research, the etiology and pathogenesis of preeclampsia have not been sufficiently studied, while currently available therapeutic methods remain ineffective. This review analyzes the contemporary concepts on the types and stages of preeclampsia, as well as on pathomorphological changes in the placenta and blood vessels tissues. Depending on gestational age, pathophysiology and clinical consequences for the mother, two types of PE are currently distinguished — preeclampsia with early onset (before 34 weeks of pregnancy) and preeclampsia with late onset (at/after 34 weeks or after delivery). Preeclampsia with early manifestation is recognized as a consequence of defective placentation, while the pathology of maternal cardiovascular system is the main cause of the late disease onset. In both cases an impaired placental perfusion leads to numerous morphological anomalies and deposition of fibrotic tissue in the placenta and vessels.

About the authors

Ivan A. Ershov

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Author for correspondence.
Email: Ershov_IA@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0004-4725-8700
SPIN-code: 4228-2536

Physician of the Pregnancy Pathology Department of the Perinatal Center, Assistant of the Neonatology Department with Courses in Neurology and Obstetrics-Gynecology of the Faculty and Further Professional Education

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

Andrey G. Vasiliev

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: avas7@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8539-7128
SPIN-code: 1985-4025

 MD, PhD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Head of the Pathological Physiology Department with a Course in Immunopathology

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

Vitaly A. Reznik

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: vitaliy-reznik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2776-6239
SPIN-code: 9761-6624

MD, PhD, Dr. Sci. (Medicine), Professor, Chief Physician

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

Anna N. Taits

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: annataits@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1084-260X
SPIN-code: 9766-7352

MD, PhD, Associate Professor, Deputy Chief Physician for Obstetrics and Gynecology

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

Marina A. Pugacheva

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: pugacheva-medi@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-0308-0977

MD, PhD, obstetrician-gynecologist

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

Ilgam Z. Bikbov

Almazov National Medical Research Centre

Email: bikbov.ilgam@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-2098-5045

Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Natalia I. Agalakova

Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: nagalak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0393-8139
SPIN-code: 3449-1976

PhD, Leading Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Agalakova NI, Reznik VA, Kolodkin NI, et al. Preeclampsia, fibrosis and marinobufagenin. Russian journal of physiology. 2020;106(11): 1340–1349. EDN: QVUJIB doi: 10.31857/S0869813920110023
  2. Aleksandrova GA, Golubev NA, Tyurina EM, et al. Main indicators of maternal and child health, activity of child protection and obstetrics services in the Russian Federation. 2018. Moscow; 2019. 169 p. (In Russ.)
  3. Agalakova NI, Grigorova YN, Ershov IA, et al. Canrenone restores vasorelaxation impaired by marinobufagenin in human preeclampsia. Int J Mol Sci. 2022;23(6):3336. doi: 10.3390/ijms23063336
  4. Agalakova NI, Mikhailova EV, Piankov АА, et al. Expression of pro-fibrotic factors in cardiac tissue of Wistar and Sprague–Dawley rats during the development of chronic kidney disease. J Evol Biochem Physiol. 2023;59(2):941–950. doi: 10.1134/S0022093023030250
  5. Aguado-Alvaro LP, Garitano N, Pelacho B. Fibroblast diversity and epigenetic regulation in cardiac fibrosis. Int J Mol Sci. 2024;25(11):6004. doi: 10.3390/ijms25116004
  6. Averina IV, Tapilskaya NI, Reznik VA, et al. Endogenous Na/K-ATPase inhibitors in patients with preeclampsia. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2006;52(8):19–23.
  7. Bagrov AY, Shapiro JI, Fedorova OV. Endogenous cardiotonic steroids: Physiology, pharmacology, and novel therapeutic targets. Pharmacol Rev. 2009;61(1):9–38. doi: 10.1124/pr.108.000711
  8. Benagiano M, Mancuso S, Brosens JJ, Benagiano G. long-term consequences of placental vascular pathology on the maternal and offspring cardiovascular systems. Biomolecules. 2021;11(11):1625. doi: 10.3390/biom11111625
  9. Brown MA, Magee LA, Kenny LC, et al. Hypertensive disorders of pregnancy: ISSHP classification, diagnosis, and management recommendations for international practice. Hypertension. 2018;72:24–43. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.10803
  10. Burton GJ, Fowden AL. The placenta: a multifaceted, transient organ. Phil Trans R Soc B. 2015;370(1663):20140066. doi: 10.1098/rstb.2014.0066
  11. Chappell J, Aughwane R, Clark AR, et al. A review of feto-placental vasculature flow modelling. Placenta. 2023;142:56–63. doi: 10.1016/j.placenta.2023.08.068
  12. Conrad KP, Rabaglino MB, Post Uiterweer ED. Emerging role for dysregulated decidualization in the genesis of preeclampsia. Placenta. 2017;60:119–129. doi: 10.1016/j.placenta.2017.06. 005
  13. Dimitriadis E, Rolnik DL, Zhou W, et al. Pre-eclampsia. Nat Rev Dis Primers. 2023;9(1):8. doi: 10.1038/s41572-023-00417-6
  14. Feng Y, Chen X, Wang H, et al. Collagen I induces preeclampsia-like symptoms by suppressing proliferation and invasion of trophoblasts. Front Endocrinol (Lausanne). 2021;12:664766. doi: 10.3389/fendo.2021.664766
  15. Fox H. Fibrosis of placental villi. J Pathol Bacteriol. 1968;95(2):573–579. doi: 10.1002/path.1700950238
  16. Garrido-Gomez T, Dominguez F, Quiñonero A, et al. Defective decidualization during and after severe preeclampsia reveals a possible maternal contribution to the etiology. PNAS USA. 2017;114(40): E8468–E8477. doi: 10.1073/pnas.1706546114
  17. Gestational hypertension and preeclampsia: ACOG practice bulletin, number 222. Obstet Gynecol. 2020;135(6):e237–e260. doi: 10.1097/AOG.0000000000003891
  18. Goel A, Maski MR, Bajracharya S, et al. Epidemiology and mechanisms of de novo and persistent hypertension in the postpartum period. Circulation. 2015;132(18):1726–1733. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.115.015721
  19. Harrington A, Moore-Morris T. Cardiac fibroblasts in heart failure and regeneration. Front Cell Dev Biol. 2024;12:1388378. doi: 10.3389/fcell.2024.1388378
  20. Hausvater A, Giannone T, Sandoval Y-H, et al. The association between preeclampsia and arterial stiffness. J Hypertens. 2012;30(1):17–33. doi: 10.1097/HJH.0b013e32834e4b0f
  21. Hu X, Zhang L. Uteroplacental circulation in normal Ppegnancy and preeclampsia: Functional adaptation and maladaptation. Int J Mol Sci. 2021;22(6):8622. doi: 10.3390/ijms22168622
  22. Huang C, Li J, Qin G, et al. Maternal hypertensive disorder of pregnancy and offspring early-onset cardiovascular disease in childhood, adolescence, and young adulthood: A national population-based cohort study. PLoS Med. 2021;18(9): e1003805. doi: 10.1371/journal.pmed.1003805
  23. Inversett A, Pivato CA, Cristodoro M, et al. Update on long-term cardiovascular risk after pre-eclampsia: A systematic review and meta-analysis. Eur Heart J Qual Care Clin Outcomes. 2024;10(1): 4–13. doi: 10.1093/ehjqcco/qcad065
  24. Kilkenny K, Frishman W. Preeclampsia’s cardiovascular aftermath: A comprehensive review of consequences for mother and offspring. Cardiol Rev. 2024;639. doi: 10.1097/CRD.0000000000000639
  25. Kolmakova EV, Haller ST, Kennedy DJ, et al. Endogenous cardiotonic steroids in chronic renal failure. Nephrol Dial Transplant. 2011;26(9):2912–2919. doi: 10.1093/ndt/gfq772
  26. Kornacki J, Olejniczak O, Sibiak R, et al. Pathophysiology of pre-eclampsia — two theories of the development of the disease. Int J Mol Sci. 2023;25(1):307. doi: 10.3390/ijms25010307
  27. La Russa A, Serra R, Faga T, et al. Kidney fibrosis and matrix metalloproteinases (MMPs). Front Biosci (Landmark Ed). 2024;29(5):192. doi: 10.31083/j.fbl2905192
  28. Lyall F, Robson SC, Bulmer JN. Spiral artery remodeling and trophoblast invasion in preeclampsia and fetal growth restriction: relationship to clinical outcome. Hypertension. 2013;62(6):1046–1054. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01892
  29. Ma X, Li J, Li M, et al. Nets in fibrosis: Bridging innate immunity and tissue remodeling. Int Immunopharmacol. 2024;137:112516. doi: 10.1016/j.intimp.2024.112516
  30. MacDonald TM, Walker SP, Hannan NJ, et al. Clinical tools and biomarkers to predict preeclampsia. eBioMed. 2022;75:103780. doi: 10.1016/j.ebiom.2021.103780
  31. Massri N, Loia R, Sones JL, et al. Vascular changes in the cycling and early pregnant uterus. JCI Insight. 2023;8(11):e163422. doi: 10.1172/jci.insight.163422
  32. Mikhailova EV, Romanova IV, Bagrov AY, Agalakova NI. Fli1 and tissue fibrosis in various diseases. Int J Mol Sci. 2023;24(3):1881. doi: 10.3390/ijms24031881
  33. Modzelewski J, Siarkowska I, Pajurek-Dudek J, et al. Atypical preeclampsia before 20 weeks of gestation — a systematic review. Int J Mol Sci. 2023;24(4):3752. doi: 10.3390/ijms24043752
  34. Mohseni Z, Derksen E, Oben J, et al. Cardiac dysfunction after preeclampsia; an overview of pro- and anti-fibrotic circulating effector molecules. Pregnancy Hypertens. 2021;23:140–154. doi: 10.1016/j.preghy.2020.12.001
  35. Ohmaru-Nakanishi T, Asanoma K, Fujikawa M, et al. Fibrosis in preeclamptic placentas is associated with stromal fibroblasts activated by the transforming growth factor-beta1 signaling pathway. Am J Pathol. 2018;188(3):683–695. doi: 10.1016/j.ajpath.2017.11.008
  36. Orabona R, Sciatti E, Vizzardi E, et al. Endothelial dysfunction and vascular stiffness in women with previous pregnancy complicated by early or late pre-eclampsia. Ultrasound Obstet Gynecol. 2017;49(1):116–123. doi: 10.1002/uog.17374
  37. Pietro L, de Siqueira Guida JP, de Moraes Nobrega GM, et al. Placental findings in preterm and term preeclampsia: an integrative review of the literature. Rev Bras Ginecol Obstet. 2021;43(7):560–569. doi: 10.1055/s-0041-1730292
  38. Rana S, Lemoine E, Granger J, et al. Preeclampsia: pathophysiology, challenges, and perspectives. Circ Res. 2019;124(7):1094–1112. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.313276
  39. Ravishankar S, Redline RW. What obstetricians need to know about placental pathology. Obstet Gynecol Clin North Am. 2020;47(1):29–48. doi: 10.1016/j.ogc.2019.10.007
  40. Redman CWG. The six stages of pre-eclampsia. Pregnancy Hypertens. 2014;4(3):246. doi: 10.1016/j.preghy.2014.04.020
  41. Reznik VA, Kashkin VA, Agalakova NI, et al. Endogenous bufadienolides, fibrosis and preeclampsia. Cardiol Res Pract. 2019;5019287. doi: 10.1155/2019/5019287
  42. Roberts JM, Rich-Edwards JW, McElrath TF, et al. Subtypes of preeclampsia: recognition and determining clinical usefulness. Hypertension. 2021;77(5):1430–1441. doi: 10.1161/hypertensionaha.120.14781
  43. Rukosuev VS, Nanaev AK, Milovanov AP. Participation of collagen types I, III, IV, V, and fibronectin in the formation of villi fibrosis in human term placenta. Acta Histochem. 1990;89(1):11–16. doi: 10.1016/S0065-1281(11)80308-9
  44. Sharma DD, Chandresh NR, Javed A, et al. The management of preeclampsia: a comprehensive review of current practices and future directions. Cureus. 2024;16(1):e51512. doi: 10.7759/cureus.51512
  45. Socha MW, Chmielewski J, Pietrus M, Wartega M. Endogenous digitalis-like factors as a key molecule in the pathophysiology of pregnancy-induced hypertension and a potential therapeutic target in preeclampsia. Int J Mol Sci. 2023;24(16):12743. doi: 10.3390/ijms241612743
  46. Staff AC, Johnsen GM, Dechend R, Redman CWG. Preeclampsia and uteroplacental acute atherosis: immune and inflammatory factors. J Reprod Immunol. 2014;101–102:120–126. doi: 10.1016/j.jri.2013.09.001
  47. Staff AC. The two-stage placental model of preeclampsia: an update. J Reprod Immunol. 2019;134–135:1–10. doi: 10.1016/j.jri.2019.07.004
  48. Takagi K, Nakamoto O, Watanabe K, et al. A review of best practice guide 2021 for diagnosis and management of hypertensive disorders of pregnancy (HDP). Hypertens Res Pregnancy. 2022;10(2): 57–73. doi: 10.14390/jsshp.10.57
  49. Tessema KF, Gebremeskel F, Getahun F, et al. Individual and obstetric risk factors of preeclampsia among singleton pregnancy in hospitals of Southern Ethiopia. Int J Hypertens. 2021;7430827. doi: 10.1155/2021/7430827
  50. Thadhani R, Cerdeira AS, Karumanchi SA. Translation of mechanistic advances in preeclampsia to the clinic: Long and winding road. FASEB J. 2024;38(3):e23441. doi: 10.1096/fj.202301808R
  51. Wambua S, Singh M, Okoth K, et al. Association between pregnancy-related complications and development of type 2 diabetes and hypertension in women: an umbrella review. BMC Med. 2024;22(1):66. doi: 10.1186/s12916-024-03284-4
  52. Wolfova K, Miller EC. Impact of adverse pregnancy outcomes on brain vascular health and cognition. Res Pract Thromb Haemost. 2024;8(1):102331. doi: 10.1016/j.rpth.2024.102331
  53. Yagel S, Cohen SM, Admati I, et al. Expert review: preeclampsia Type I and Type II. Am J Obstet Gynecol MFM. 2023;5(12):101203. doi: 10.1016/j.ajogmf.2023
  54. Yang Y, Le Ray I, Zhu J, et al. Preeclampsia prevalence, risk factors, and pregnancy outcomes in Sweden and China. JAMA Netw Open. 2021;4(5):e218401. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2021.8401

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. General scheme of preeclampsia’s two stages

Download (315KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a 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».