Аннотация
Введение. Буккальный эпителий (БЭ), в клетках которого верифицирована экспрессия сигнальных молекул, отражающих состояние гомеостаза организма в норме и при патологии, используется в качестве материала для диагностики ряда заболеваний. Цель исследования – изучить циркадный ритм экспрессии рецепторов мелатонина (МТ) в БЭ беременных и их новорожденных детей для возможной разработки неинвазивного метода молекулярного прогнозирования отсроченной постнатальной патологии. Методы. Исследование МТ в сыворотке крови и рецепторов МТ типа 1 (МТ1) и -2 (МТ2) в БЭ проводили у 13 беременных и их новорожденных детей на 3-и сутки жизни в 12.00 ч дня и 04.00 ч утра. Результаты. Концентрация МТ в крови здоровых беременных (1-я группа) различалась в дневное и ночное время суток (соответственно 12,2±0,1 и 81,6±7,0 пг/мл, р<0,001). У пациенток с ожирением и гестационным сахарным диабетом (2-я группа) циркадные колебания уровня МТ отсутствовали (соответственно 31,9±1,5 и 35,9±1,0 пг/мл, р>0,05). Подобная закономерность имела место и у новорожденных детей обеих групп, но концентрация МТ в крови была существенно ниже, чем у матерей. Экспрессия рецепторов к МТ в БЭ у беременных обеих групп имела такую же закономерность изменений, как и концентрация МТ в крови: циркадный ритм экспрессии рецепторов МТ1 и МТ2 у пациентов 1-й и его отсутствие – у 2-й группы. У детей 1-й группы отмечены циркадные колебания экспрессии МТ1 и МТ2, тогда как во 2-й группе они отсутствовали. В дневное время в 1-й группе уровень МТ в крови коррелировал с экспрессией МТ2 ((R=0,5), а ночью – с МТ1 (R=0,78) и МТ2 (R=0,4). У детей 2-й группы отсутствовали корреляционные связи между уровнем МТ в крови и экспрессией рецепторов к МТ в БЭ. Заключение. Полученные результаты дают основание считать перспективным использование данного неинвазивного метода для прогноза риска отсроченной постнатальной патологии, развитие которой может быть связано с внутриутробным нарушением формирования циркадного ритма МТ.
Ключевые слова
Авторы и аффилиации
И.И. Евсюкова(1), В.О. Полякова(2), Т.С. Клейменова(3), И.М. Кветной(4, 5), М.А. Пальцев(6) 1-ФГБНУ «НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта», Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3; 2-Научно-исследовательский центр ФГБОУ ВО «СПбГПМУ» Минздрава Российской Федерации, Российская Федерация, 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская д. 2; 3-Кафедра медицинской биологии ФГБОУ ВО «СПбГПМУ» Минздрава Российской Федерации, Российская Федерация, 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская д. 2; 4-ФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Минздрава Российской Федерации, Российская Федерация, 191036, Санкт-Петербург, Лиговский проспект, д. 2–4; 5-ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7–9; 6-ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова», Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1
Литература
Ivanov D.O., Evsyukova I.I., Mironova E.S., Kvetnoy I.M., Nasyrov R.A. Maternal Melatonin Deficiency Leads to Endocrine Pathologies in Children in Early Ontogenesis. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22 (4): 058. https://doi.org/10.3390/ijms22042058.
Sagrillo-Fagundes L., Assuncao Salustiano E.M., Yen P.W., Soliman A., Vaillancourt C. Melatonin in Pregnancy: Effects on Brain Development and CNS Programming Disorders. Curr. Pharm. Des. 2016; 22 (8): 978–86. https://doi.org/10.2174/1381612822666151214104624
Евсюкова И.И. Роль мелатонина в пренатальном онтогенезе. Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2021; 57 (1): 33–43. https://doi.org/10.31857/S0044452921010022 [Evsyukova I.I. The Role of Melatonin in Prenatal Ontogenesis. Journal of Evolutionary Biochemistry i Physiology. 2021; 57 (1): 33–43 (in Russian)].
Astiz M., Oster H. Feto-Maternal Crosstalk in the Development of the Circadian Clock System. Front. Neurosci. 2021; 14:631687. Published online 2021 Jan 12. https://doi.org/10.3389/fnins.2020.631687
Galano A., Tan D.X., Reiter R.J. Melatonin: A Versatile Protector against Oxidative DNA Damage. Molecules. 2018; 23 (3): 530. https://doi.org/10.3390/molecules23030530
Cipolla-Neto J., Amaral F.G. Melatonin as a hormone: new physiological and clinical insights. Endocr. Rev. 2018; 39 (6): 990–1028. https://doi.org/10.1210/er.2018-00084
Seron-Ferre M., Mendez M., Abarzua-Catalan L., Vilches N., Valenzuela F.J., Reynolds H.E., Llanos A.J., Rojas A., Valenzuela G.J., Torres-Farfan C. Circadian rhythms in the fetus. Mol. Cell. Endocrinol. 2012; 349 (1): 68–75. https://doi.org/10.1016/j.mce.2011.07.039
Chen Y-C., Sheen J.M., Tiao M.M., Tain Y.L., Huang L.T. Roles of Melatonin in Fetal Programming in Compromised Pregnancies. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14 (3): 5380–401. https://doi.org/10.3390/ijms14035380
Kennaway D.J. Programming of the fetal suprachiasmatic nucleus and subsequent adult rhythmicity. Trends Endocrinol. Metab. 2002; 13 (9): 398–402. PMID: 12367822
Mirick D.K., Davis S. Melatonin as a Biomarker of Circadian Dysregulation. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2008; 17 (12): 3306–13. https://doi.org/ 10.1158/1055-9965.EPI-08-0605
Mandrell B.N., Avent Y., Walker B., Loew M., Tynes B.L., McLaughlin Crabtree V. In-Home Salivary Melatonin Collection: Methodology for Children and Adolescents. Dev. Psychobiol. 2018; 60 (1): 118–22. https://doi.org/10.1002/dev.21584.
Kapek L., Paprocka J., Kijonka M., Zych M., Emich-Widera E., Rzepka-Migut B., Borys D., Kaczmarczyk-Sedlak I., Sokoł M. Circadian Profile of Salivary Melatonin Secretion in Hypoxic Ischemic Encephalopathy. Int. J. Endocrinol. 2020; 2020: 6209841. Published online 2020 Sep. 25.https://doi.org/10.1155/2020/6209841
Pourhosseina M.S.J., Shahtaheri S.J., Mazloumia A., Rahimi-Foroushanid A., Helmi-Kohneshahria M., Khan H.M. Dispersive Liquid–Liquid Micro extraction for the Determination of Salivary Melatonin as a Biomarker of Circadian Rhythm. J. Analytical Chemistry. 2018; 73 (10): 966–972. https://doi.org/10.1134/S106193481810009X
Bagcia S., Muellera A., Reinsbergb J., Heepa A., Bartmanna P., Franzac A.R. Saliva as a valid alternative in monitoring melatonin concentrations in newborn infants. Early Hum. Dev. 2009; 85 (9): 595–8. https://doi.org/ 10.1016/j.earlhumdev.2009.06.003.
Полякова В.О., Пальцева Е.М., Крулевский В.А. Буккальный эпителий. Новые подходы к молекулрной диагностике социально-значимой патологии (под ред. акад. М.А.Пальцева). СПб.: Н-Л, 2015; 128. [Polyakova V.O., Paltseva E.M., Krulevsky V.A. Buccal epithelium. New approaches to the molecular diagnosis of socially significant pathology (Red. akad. M.A. Paltzev). SPb: N-L, 2015; 128 (in Russian)]
Carbone A., Linkova N., Polyakova V., Mironova E., Hashimova U., Gadzhiev A., Safikhanova K., Kvetnaia T., Krylova J., Tarquini R., Mazzoccoli G., Kvetnoy I. Melatonin and Sirtuins in Buccal Epithelium: Potential Biomarkers of Aging and Age-Related Pathologies. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21 (21): 8134. https://doi.org/10.3390/ijms21218134
Chan K.H, WongY.H. A Molecular and Chemical Perspective in Defining Melatonin Receptor Subtype Selectivity. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14 (9): 18385–406. https://doi.org/10.3390/ijms140918385
Kopustinskiene D.M., Bernatoniene J. Molecular Mechanisms of Melatonin-Mediated Cell Protection and Signaling in Health and Disease. Pharmaceutics. 2021; 13 (2): 129. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13020129
Dubocovich M.L. Melatonin receptors: role on sleep and circadian rhythm regulation. Sleep Med. 2007; 8 (3): 34–42. https://doi.org/10.1016/j.sleep.2007.10.007.
Stauch B., Johansson L.C., Cherezov V. Structural insights into melatonin receptors. FEBS J. 2020; 287 (8): 1496–510. https://doi.org/10.1111/febs.15128.
Carmona-Alcocer V., Abel J.H., Sun T.C., Petzold L.R., Doyle F.J. III, Simms C.L., Herzog E.D. Ontogeny of circadian rhythms and synchrony in the suprachiasmatic nucleus. J. Neurosci. 2018; 38 (6): 1326–34. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2006-17.2017
Pala D., Lodola A., Bedini A., Spadoni G., Rivara S. Homology models of melatonin receptors: Challenges and recent advances. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14 (4): 8093–121. https://doi.org/10.3390/ijms14048093.
Jockers R., Delagrange P., Dubocovich M.L., Markus R.P., Renault N., Tosini G., Cecon E., Zlotos D.P. Update on melatonin receptors: IUPHAR Review 20. Br. J. Pharmacol. 2016; 173 (18): 2702–25. https://doi.org/10.1111/bph.13536.
Acuña‑Castroviejo D., Escames G., Venegas C., Diaz‑Casado M.E., Lima‑Cabello E., López L.C., Rosales‑Corral S., Tan D-X., Reiter R.J. Extrapineal melatonin: sources, regulation, and potential functions. Cell. Mol. Life Sci. 2014; 71 (16): 2997–3025. https://doi.org/10.1007/s00018-014-1579-2
Bates K. , Herzog E.D. Maternal-Fetal Circadian Communication During Pregnancy. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2020; 11: 198. https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00198
Евсюкова И.И., Кветной И.М. Мелатонин и циркадианные ритмы в системе мать–плацента–плод. Мол. мед. 2018; 16 (6): 9–13. https://doi.org/ 10.29296/24999490-2018-06-02. [Evsyukova I.I. , Kvetnoy I.M. Melatonin i zircadiannie ritmi v sisteme mate-placenta-plod. Molekulyarnaya meditsina. 2018; 16 (6): 9–13 (in Russian)]
Zitouni M., Masson-Pеvet M., Gauer F., Pеvet P. Influence of maternal melatonin on melatonin receptors in rat offspring. J. Neural Transm [Gen Sect] 1995; 100 (2): 111–22. https://doi.org/10.1007/BF01271534.