Untersuchungen zur Bedeutung von oxidativem Stress bei Präeklampsie

Abstract

Präeklampsie ist eine der häufigsten schwerwiegenden Schwangerschafts-Komplikationen, die durch Hypertonie, Proteinurie und Ödeme charakterisiert ist. Die Pathogenese ist weitgehend unklar. Viele Untersuchungen legen nahe, dass Präeklampsie mit oxidativem Stress im mütterlichen Organismus verbunden ist. In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst Indikatoren des oxidativen Stresses durch in-vitro-Versuche charakterisiert. Dabei wurde mit H2O2, t-BHP, KO2 und Xanthin/XOD künstlicher oxidativer Stress im Plasma gesunder Probandinnen induziert. Zur Erfassung der Parameter für oxidativen Stress diente die gesamte antioxidative Kapazität (TRAP) sowie die Peakhöhe der Chemilumineszenz der AAPH-Reaktion (2,2’-Azobis (2-amidiniopropan)-hydrochlorid). Diese wurde durch die verwendeten Oxidantien vermindert. Zusätzlich wurden die Konzentrationen der Thiole im Plasma untersucht. Unter der Einwirkung der Oxidantien wurde eine Abnahme der freien Thiolgruppen, vor allem der an Proteine gebundenen, im Plasma festgestellt. Auf die Malondialdehyd-Konzentration hatte die Inkubation mit H2O2 keinen Effekt, t-BHP verursachte eine Zunahme. Auch bei der Wirkung auf die ATP-Konzentration in Erythrozyten wurde eine viel stärkere Abnahme des ATP durch t-BHP im Vergleich zu H2O2 gefunden. Danach wurde durch klinisch-chemische Blutanalyse der Frage nachgegangen, welche Bedeutung oxidativer Stress bei der Präeklampsie hat, wobei ein umfangreiches Spektrum an Messparametern bestimmt wurde. Dabei wurden Blutproben von gesunden (n=49) und präeklamptischen Schwangeren (n=37) auf Marker des oxidativen Stresses hin untersucht, neue bisher nicht gemessene Parameter waren die Peakhöhe der AAPH-Reaktion sowie der ATP-Gehalt in Erythrozyten. Insgesamt erstreckte sich die Analyse zur Erfassung des oxidativen Stresses über die Messung der gesamten antioxidativen Kapazität des Plasmas mittels AAPH-Reaktion, der Peakhöhe dieser Reaktion, des Thiolstatus im Plasma und den Erythrozyten, der Konzentration von Malondialdehyd als Produkt der Lipidperoxidation im Plasma und in der Erythrozytenmembran, des Gehalts von Nitrit/Nitrat und von Harnsäure im Plasma, der ATP-Konzentration in Erythrozyten sowie der Aktivierbarkeit von Leukozyten mit opsonisiertem Zymosan. Insgesamt belegen unsere Messdaten einen erhöhten oxidativen Stress bei Präeklampsie. Allerdings ergab sich ein erhöhter TRAP-Wert bei den präeklamptischen Schwangeren, der offensichtlich auf einer Zunahme der Harnsäure bei dieser Gruppe beruht. Zwischen Harnsäurespiegel und Peakhöhe der AAPH-Reaktion zeigte sich eine negative Korrelation. Außerdem konnte eine positive Korrelation zwischen Harnsäure und Malondialdehyd im Plasma berechnet werden, ein Befund, der unterstreicht, dass Harnsäure einen Indikator für oxidativen Stress darstellt. Der ATP-Gehalt in den Erythrozyten erwies sich bei Präeklampsie als erniedrigt. Dies kann eine Ursache für deren verminderte Flexibilität sein, die wiederum die verminderte Uterus- und Plazenta-Perfusion und damit letztlich die intrauterine Wachstumsretardierung des Fetus erklären könnte. Schließlich wurden in-vitro-Versuche mit Vitamin C durchgeführt, um dessen Einfluss auf die Parameter des oxidativen Stresses zeigen zu können. Dabei ergaben sich zwei gegensätzliche Effekte: Ein antioxidativer Effekt in Bezug auf den TRAP-Wert, der in Abhängigkeit von der Vitamin-C-Konzentration deutlich zunahm, und ein prooxidativer Effekt in Bezug auf den erhöhten Gehalt von Malondialdehyd im Plasma und der Erythrozytenmembran. Diese in-vitro-Ergebnisse erlauben keine abschließende Bewertung der Frage, ob Vitamin C als Therapie bei Präeklampsie eingesetzt werden kann. Obwohl das Risiko einer Vitamintherapie während der Schwangerschaft gering erscheint, bedarf es weiterer Abklärung, ob Vitamin C in vivo Schutz vor oxidativem Stress bieten kann.

Preeclampsia is a multisystemic disorder of pregnancy defined clinically as a syndrome of elevated blood pressure, excessive proteinuria and generalized edema. The cause of preeclampsia is not well understood. It seems that oxidative stress is involved in the pathogenesis of preeclampsia. In the present study at first indicators of oxidative stress were characterized by in vitro experiments. Therefore artificial oxidative stress was induced by oxidants like H2O2, t-BHP, KO2 and xanthin/XOD in plasma of healthy subjects. For evaluation of their effects the total free radical trapping antioxidant potential (TRAP) and the peak intensity of the luminol-enhanced chemiluminescence of the AAPH [2,2’-azobis(2-amidinopropane)hydrochloride] reaction were measured. Both were decreased in plasma under the influence of the oxidants. In addition, the free thiols showed a reduction, especially that bound to proteins were strongly reduced, whereas the low molecular thiols showed only a small reduction. The concentration of malondialdehyde was not effected by H2O2, but significantly increased by t-BHP. The ATP content of erythrocytes was decreased more strongly in the presence of t-BHP than with H2O2. Then we also investigated the importance of oxidative stress in preeclampsia. For this purpose biomarkers for oxidative stress in lithium-heparin-plasma of healthy pregnant women (n=49) and in patients with preeclampsia (n=37) were determined. The indicators of oxidative stress were the total free radical trapping antioxidant potential determined by the AAPH-reaction, the peak intensity of this reaction, free thiol groups in plasma and in red blood cells (here only low molecular thiols), malondialdehyde in plasma and erythrocyte membrane, concentration of nitrite/nitrate and uric acid in plasma, the concentration of ATP in erythrocytes and finally the stimulation of leukocytes with zymosan. Our results showed an increased oxidative stress in preeclamptic women. We found that the peak intensity is lower in the patients compared to that of healthy subjects, whereas TRAP is increased in plasma, probably due to increased plasma levels of uric acid, which probably indicates impaired function of the kidney. We found a significant inverse correlation between the concentration of uric acid and the peak intensity and a significant positive correlation between the concentration of uric acid and malondialdehyde in plasma, a fact which emphasizes that uric acid represents an indicator of oxidative stress. The concentration of ATP in erythrocytes was lower in the case of preeclampsia. This could be the cause of the reduction of the normal deformability of the erythrocytes by preeclampsia, which could explain the lowered perfusion of the uterus and the placenta and in the end the intrauterine growth retardation. Finally in vitro experiments were performed to investigate the influence of vitamin C on the parameters of oxidative stress. We found two differing effects: An antioxidant effect with regard to the increasing TRAP and a pro-oxidant effect with regard to the increased concentration of malondialdehyde in plasma and erythrocyte membrane. These results do not allow a final evaluation of the question whether vitamin C is a possible therapy of preeclampsia. Further investigations are necessary.