母胎界面的能量代谢异常

第六节 母胎界面的能量代谢异常

胎盘介于胎儿与母体之间,是一个代谢活跃的器官,满足生物合成的需要,以支持自身和胎儿的快速生长。葡萄糖是胎儿代谢的主要能源,胎儿几乎所有的葡萄糖均来自母体。胎盘通过细胞膜上的葡萄糖转运蛋白(GLUT)实现对葡萄糖的转运利用,与胎盘代谢相关的转运蛋白主要是GLUT1、GLUT3和GLUT4。葡萄糖的净转移取决于胎盘转运蛋白密度、母胎界面葡萄糖浓度和胎盘葡萄糖代谢水平。

胎盘代谢功能障碍在子痫前期中很常见,尽管其与病理生理学的因果关系尚不清楚。一开始,代谢功能障碍的胎盘可能仅仅被视为“燃料耗尽的发动机”。然而,胎盘代谢在除能量生产之外起着至关重要的作用,并且与生理和发育过程有关。研究者认为,能量代谢的改变可以解释子痫前期的许多胎盘表型,如胎盘和胎儿生长减慢、氧化还原失衡、氧化应激、表观遗传和基因表达谱的改变,以及这些畸变的后果。究其原因可能是胎盘代谢重编程,使组织能够适应发育变化并对子痫前期应激做出反应,而无法对胎盘代谢进行重编程可能导致严重子痫前期表型。

GLUT1主要表达于人类合体滋养层细胞,GLUT4定位于基质细胞,GLUT3定位于妊娠早期合体滋养细胞微绒毛膜,随着孕周增加,其表达减少,因而推测GLUT3与妊娠早期葡萄糖摄取更为相关。GLUT1主要维持妊娠期基础水平的葡萄糖摄取,而妊娠早期GLUT3倾向于摄取优质葡萄糖,为胎儿生长发育提供最佳血糖水平。近期一项研究分析了从患有特发性足月IUGR(宫内发育迟缓)的妇女和胎龄匹配的健康对照组中收集的胎盘的临床、生化和组织学数据,结果发现,与正常胎盘相比,IUGR胎盘母侧的滋养层(细胞滋养层大于合体滋养层)中GLUT3蛋白表达增加,但GLUT1或GLUT4没有发现差异。未观察到正常胎盘和IUGR胎盘之间GLUT3启动子甲基化的差异。GLUT3表达的增加与HIF-1α核浓度的增加相关,表明缺氧可能在GLUT3的上调中起作用,而缺氧和妊娠期高血压疾病的关系是明确的,因此,异常代谢和妊娠期高血压疾病的关系可通过GLUT介导。

脂肪酸对胎儿胎盘的生长和发育至关重要。母体脂肪酸及其代谢物通过支持细胞生长发育、细胞信号传导和调节结构和功能过程的其他关键方面参与妊娠的每个阶段。早期胎盘形成过程对胎盘的生长和功能至关重要。在妊娠早期人类胎盘滋养层中,几种脂肪酸通过增加导管形成和血管生成因子的分泌来调节血管生成。长链脂肪酸通过血管内皮生长因子(VEGF)、血管生成素样蛋白4(ANGPTL4)、脂肪酸结合蛋白(FABP)刺激血管生成,若胎盘血管生成不足,滋养细胞侵入母体蜕膜和子宫螺旋动脉,导致胎盘结构和功能缺陷,将导致子痫前期、早产、宫内生长迟缓。自然流产史也会影响胎儿的整体生长发育。在妊娠晚期,母体血浆长链多不饱和脂肪酸的胎盘优先转运对胎儿生长发育至关重要。脂肪酸主要通过质膜脂肪酸转运系统(FAT、FATP、p-FABPM和FFAR)和细胞质FABP穿过胎盘微绒毛和基膜。此外,胎盘中存在的主要促进剂超家族MFSD2a的一个成员参与为胎儿提供DHA。母体因素,如饮食、肥胖、内分泌、炎症,可调节胎盘脂肪酸的转运活性,从而影响胎儿-胎盘的生长发育。

(郭 文 管 平)