文摘
目标。妊娠糖尿病(GDM)导致胎盘异常环境,有可能会造成一些结构性变化的胎盘,胎盘发育和功能的影响。在这项研究中,术语胎盘超微结构出现的GDM和正常怀孕女性的细致的比较。材料和方法。足月分娩的胎盘组织从10 GDM的女性和10名妇女与正常怀孕签署知情同意。fetomaternal界面的形态学检查胎盘的使用光学显微镜(LM)和透射电子显微镜(TEM)。结果。在LM,下面的形态变化在GDM胎盘绒毛组织被发现与控制胎盘相比:水肿基质,合胞体结数量显著增加,perivillous纤维蛋白沉积。TEM,独特的超微结构的改变表明终端绒毛的退化是GDM胎盘中发现如下:基底膜增厚(BM) vasculosyncytial膜(VSM)和VSM本身,显著减少,甚至没有syncytiotrophoblastic微绒毛,或完全摧毁了线粒体和内质网肿胀,与多个液泡合胞体滋养层。结论。超微结构的差异之间存在GDM和控制胎盘。胎盘超微结构的差异可能会负责在GDM胎盘屏障的损伤和功能。
1。介绍
妊娠糖尿病(GDM)被定义为葡萄糖耐受不良的发病或被确诊怀孕期间(1]。GDM影响4%怀孕人口的-7%在美国2,3在中国)和6.8% (4]。GDM与短期和长期发病率在孩子和母亲。短期不良结果包括巨大胎儿、新生儿低血糖、新生儿黄疸、子痫前期,早产,剖腹产,而长期的并发症包括肥胖、糖耐量异常和糖尿病在青春期或成年早期。同时,胎儿的概念起源疾病已经严重了包括印记基因和表观遗传学研究。
孕期胎盘扮演着关键的角色,包括营养物质的交换,水、呼吸气体和废物和各种激素的合成,调节胎儿母体燃料的运输,促进产妇代谢适应不同怀孕阶段。这些函数是由结构、超微结构和功能的胎盘交换障碍。vasculosyncytial膜(VSM) (5,6胎盘屏障)是一个重要的特性,是由不同的重叠结构包括一个连续maternal-facing syncytiotrophoblastic层与多个顶端微绒毛,内皮细胞和潜在的胎儿毛细血管基底膜(BM),以及它们之间的绒毛状结缔组织。最重要的特点属性维护fetomaternal表面之间的交换面积(7]。增加厚度的特点和减少区域交换有关胎儿缺氧胎儿似乎受到相当大的风险(8]。
发现几个圣GDM胎盘细胞显示扩张的粗糙和光滑内质网(ER),损失和微绒毛的改变,大液泡在质膜,线粒体违规行为(9]。然而,由于胎盘是一个结构复杂的器官组成的许多细胞类型有不同的起源,有必要使用系统的超微结构检查获取详细信息。在这项研究中,GDM胎盘的形态和超微结构的研究使用光学显微镜(LM)和透射电子显微镜(TEM),以探讨其对胎盘功能和胎儿发育的影响,以及胎儿起源的疾病。
2。材料和方法
2.1。主题
75 -喜马拉雅斑羚葡萄糖耐量试验(OGTT)进行血糖测量空腹和在1和2 h - 28周的妊娠妇女的先前没有诊断出患有明显的糖尿病。早上OGTT应该执行在一夜之间迅速至少8 h。GDM的诊断是由当下列血浆葡萄糖值超过基于美国糖尿病协会(2011)(1]:禁食⩾5.1更易/ L (92 mg / dL);1小时⩾10.0更易/ L (180 mg / dL);2小时⩾8.5更易/ L (153 mg / dL)。史的女性孕前的糖尿病和那些nonsingleton指数怀孕被排除在外。GDM诊断后,那些GDM妇女被要求控制饮食,以便他们都保存在空腹血葡萄糖生成令人满意的范围(3.3 - 5.6更易/ L)。在交付之前,八GDM女性(8/10)保存在A1类(空腹血糖小于5.8更易与L,餐后血糖小于6.7更易/ L)后良好的饮食控制(见补充表1在网上补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2015/283124)。两个GDM女人(2/10)被划分为A2(空腹血糖高于或等于5.8更易/ L,餐后血糖高于或等于6.7更易/ L),因为不良饮食控制。空腹血糖和糖化血红蛋白水平在这些GDM的女性在怀孕的最后几周里良好的饮食控制在5.1到5.6范围更易与L。然而,空腹血糖水平(6.1和11.3更易/ L)和糖化血红蛋白水平(10.2和10.3更易/ L)在两个GDM女性与不良饮食控制高于满意的标准。母亲的年龄和体重的临床数据,孕周、分娩方式,总结了出生体重、胎盘的重量在桌子上1。与正常妊娠妇女与GDM女性孕周,母亲的年龄,和交货方式被招募为控制(补充表2),每组10胎盘样本收集与infoemed同意签署。伦理委员会批准的研究过程是南京医科大学第一附属医院。
2.2。胎盘样品收集
所有选定科目采用剖腹产由于其他原因。胎盘标本称重和产科指征的基础上进行。胎盘的问题标本解剖subchorial区对应脐带插入(~ 5厘米远离线插入)的网站,同时避免梗死面积和血肿。胎盘和脐带异常插入,如velamentous线插入,被排除在外。碎片从胎盘从母体减少纵向到胎儿。胎盘组织被分为三个部分,所述Sood et al。10]:孕产妇、中间和胎儿。中间部分,包括均匀的绒毛组织,收集和漂浮在冰冷的磷酸盐(PBS),清洁血液,并立即切成双四个片段1×1×1厘米,或者给予4%多聚甲醛固定,或2.5%戊二醛在4°C进一步LM和TEM考试,分别。最小化之间的变异绒毛组织块从四个不同的两组胎盘网站,收集从每个胎盘被随机检查四个街区。
2.3。LM检验
三个石蜡包埋块从四个paraformaldehyde-fixed从每个胎盘组织和被随机选中。部分(厚度、4μ米)从每一块和苏木精和伊红染色(他)。幻灯片Axioskop 2 +的显微镜下观察(卡尔蔡司)和拍照。HE-stained部分进行了仔细分析提供一个通用的部分和确认的部分有适当的组织学特征和适合随后的透射电镜检查。
2.4。透射电镜检查
从每一个胎盘,三个绒毛组织块是准备使用透射电镜超微结构检查。样本在2.5%戊二醛固定卡可基酸盐缓冲并存储在卡可基酸盐缓冲0.05蔗糖(pH值7.2)在4°C到处理。绒毛组织随后后缀OsO在1%42 h在4°C,经常在一系列分级的丙酮处理,与acetone-araldite渗透,嵌入在环氧树脂。为取向,semithin部分(厚度、1μ米)和硫堇染色。超薄部分(厚度、80 nm)治疗(双对比)与醋酸铀酰硝酸铅(25分钟)和8%(5分钟),然后使用jem - 1010电子显微镜系统的研究(JEOL有限公司)。
终端绒毛进行评估对胎盘的血液屏障(厚度的特点、合胞体滋养层厚度的BM和内皮BM)厚度、绒毛间质(绒毛水肿),和细胞滋养层(CTs)和合胞体滋养层(ST)及其子结构(microvillous密度单位表面积,细胞质液泡化,固缩,线粒体和ER)。超微结构的研究结果相比,定量测量数据和分配一个半定量的分数基于超微结构改变的程度(表2)。五个领域的视野被随机选择从每个组织块和系统地调查在5000 x 12000 x 25000 x放大进行定量分析。因此,15个随机领域的视觉记录和分析/胎盘个人间的差异降到最低。在每个视野,进行了以下三个测量:(1)厚度的特点从intervillous空间测量胎儿血管,垂直于大英博物馆,在5000 x放大,(2)microvillous密度是每10数μ长度在12000 x放大,(3)圣BM和内皮BM厚度测量在25000 x放大。图像进行了分析使用TEM图像平台(奥林巴斯)来执行随机测量。两家运营商各自进行了微观分析和对胎盘组织也不清楚。从两个运营商和第三人收集的数据进行统计分析。
2.5。统计分析
数据表示为平均值和标准偏差(SD)。使用SPSS统计分析软件(统计分析系统,为Windows 17.0版本)。统计两组之间的差异进行了分析使用的学生以及。统计学意义是。
3所示。结果
3.1。组织学检查
正常对照组胎盘的形态生理特征被显示在图1(一)和1 (b)。稠化了的分支的绒毛树两旁STs观察。胎儿的血管是非凡的红细胞内多个胎盘绒毛清晰明显。没有明显的钙化过程,纤维蛋白沉积,或绒毛水肿被发现。典型形态术语胎盘的GDM组的数据显示数据1 (c)和1 (d)。GDM胎盘在某些地区的幻灯片,在终端绒毛形态变化是定性显示:水肿的基质,合胞体结数量显著增加,perivillous纤维蛋白沉积。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.2。超微结构检查
在对照组,胎盘屏障的主要结构包括STs,内皮及其潜在的BMs显然是显示在图2(一个)来2 (c)。STs是安排在一个单层,多个核和众多顶端微绒毛。核染色质分布均匀如下:常染色质丰富;异染色质分布沿核膜。线粒体通常是圆形或椭圆形,人有发达在细胞质中。大英博物馆STs的连续、均匀和薄基板,与胎儿内皮的大英博物馆。基质的结缔组织芯绒膜绒毛STs的BMs和胎儿内皮之间。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
GDM组终端绒毛的超微结构特点,不同于那些对照组被显示在图2 (d)来2 (f)。下面的表象中发现GDM胎盘:终端绒毛的退行性改变,厚厚的BM的特点和VSM本身,明显减少了许多,甚至没有圣微绒毛,线粒体肿胀,甚至被完全摧毁,人队和STs穿插多个空泡。在一些地区的GDM胎盘,微绒毛是完全没有。
TEM,线粒体结构、膀胱和内质网(ER)进一步观察。数据2 (g)来2(我)显示线粒体、气囊和ER在圣细胞质的对照组。GDM组巨大的肿胀,甚至剥夺岭,建筑破坏线粒体(图中被发现2 (j)),相呼应的池(图2 (k))和ER(图2(左))也被发现。
3.3。定量分析
比较的半定量的参数(如表所示2GDM和对照组之间)的胎盘超微结构总结表3。有显著差异的细胞质液泡的结构特点,间质水肿,线粒体和内质网()。
的特点和BM圣明显厚GDM组(6、270.22 nm和1,纳米、职责;数据3(一个)和3 (d)比对照组(4)、178.60 nm和、职责;数据3 (b)和3 (e))()。圣顶端微绒毛的密度单位表面积的GDM组(每10μ米)明显低于对照组(每10μ米)(),显示在图3 (g)来3(我)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
4所示。讨论
高血糖和缺氧是两个关键因素在GDM并发症的病理生理过程,而且,在GDM,高血糖,诱发胎盘缺氧和氧化应激的几个途径,包括leukostasis,血管收缩,促炎的情况(11- - - - - -15]。因此,高血糖在GDM proconstricting [11],procoagulatory [12],促炎[13],proangiogenic [14],propermeability [15)因素影响血管生成,血管生成和血管系统的成熟,胎盘发育的重要时期和血管功能障碍(16]。胎盘屏障的一些重大变化在GDM被发现,包括增厚胎盘屏障,圣顶端微绒毛密度减少,并增加圣液泡,所有这些潜在的抑制经胎盘的传输和交换。据我们所知,目前的研究是第一个系统地调查人类术语胎盘超微结构的变化来自GDM的女性。
终端绒毛的特点是最重要的胎盘屏障结构,决定了扩散距离产妇血液和胎儿的血液。梅休等人发现,这些变化在子痫前期胎盘和胎儿宫内生长受限(IUGR),包括交换表面区域,扩散距离,绒毛状膜扩散电导(17]。他们发现IUGR胎盘显示圣的厚BM和VSM本身,它改变了跨胎盘扩散转移的能力。此外,增厚胎盘屏障也发现女性怀孕的情况下使用辅助生殖技术(18),那些烟19),或子痫前期和子痫(20.]。Vranes等人发现,在糖尿病血管弹性的丧失可能相关的胶原蛋白沉积在中模21]。血管壁弹性的减少会导致血管硬化和增加对动脉粥样硬化(22],而微循环的改变BMs的小动脉的血管壁导致削弱和扩张,与断裂的倾向(微血管病)23,24]。这些变化的结构和功能在胎盘的绒毛毛细血管将破坏胎儿发展的环境,如缺氧和表观遗传的影响(25]。在这项研究中,厚VSM和BM的特点在GDM观察胎盘。这些变化可能会影响胎盘血管的运输效率,减少运输等氧气、营养物质和废物。
圣的从顶端微绒毛突出部分似乎高度多形性和显示区域分布的变化。大多数的胎儿/孕产妇交换发生在绒毛膜绒毛的分支26]。顶端microvillous密度(27)和表面积与滋养层的成熟程度有关,和胎盘成熟是最歧视和到目前为止最重要的功能,需要评估诊断的慢性缺氧在子宫内28]。微绒毛和总变薄的合胞体扭曲的微绒毛在终端已报告的胎盘绒毛子痫的女性(20.]。顶端微绒毛已观察到的密度大大减少,和偶尔的microvilli-free地区曾被观察到在IUGR和small-for-gestational-age胎儿29日]。这些发现表明下降的气体交换,营养,孕产妇和胎儿循环系统之间和浪费。先前定量研究胎盘的绒毛控制糖尿病的女性认为正常的值被保存良好的血糖控制无论糖尿病组(30.]。因此,stereological比较3 d空间关系涉及绒毛和intervillous毛孔在胎盘之间没有显著性差异从糖尿病患者具有良好的血糖控制31日]。另一项研究提出,女性子宫胎盘血液流动减少了开发子痫前期,这表明,孕期血糖控制不佳与子痫前期的发展(32]。在目前的研究中,我们的研究结果表明显微和超微结构的变化与糖尿病的发展,这与先前的报道是相互矛盾的数据。它可能是由女性这一事实来解释我们研究开发的不良妊娠结局,如子痫前期。在目前的研究中,显著降低GDM的圣微绒毛观察胎盘。一些STs微绒毛似乎完全消失。GDM胎盘超微结构的这些变化会影响经胎盘的转让、新陈代谢和oxygen-diffusing。
也发现有更多的STs有液泡的GDM胎盘与对照组相比。在胎盘绒毛的体外培养模型,圣显示细胞质液泡化和随后的变性与子痫前期(33]。高血糖和缺氧GDM可能提高圣的溶酶体/泡功能,导致广泛的细胞质液泡化,改变经胎盘的代谢交换。和人是最脆弱的细胞器,线粒体是容易高血糖和缺氧34- - - - - -36]。线粒体是双层膜细胞器与多个重要功能,如细胞生存、能量代谢、细胞内ATP生产氧化磷酸化(35,36]。ER综合秘书蛋白质和许多其他因素,脂质,和膜磷脂,参与类固醇合成在圣线粒体和ER的扩张和液泡化最明显的体外实验和体内样本与子痫前期胎盘组织的女性结合IUGR [36]。在我们的研究中,我们发现巨大的肿胀,嵴剥夺,和建筑破坏线粒体和扩张的ER池(图2)。线粒体超微结构异常和ER可以影响代谢功能和合成在圣。
总之,我们的数据显示,不同的交替GDM胎盘的形态和超微结构形成一些代偿机制来维持体内平衡在GDM的母胎界面。我们假设这些变化在胎盘和母胎界面与妊娠并发症、不良结果,甚至胎儿起源的疾病。此外,由于样本量有限,本研究只是GDM的起点在评估怀孕的结果。大规模的分析和分子研究是必要的评估的短期和长期影响GDM患者胎盘超微结构的变化对后代和母亲。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
钱孟和李邵,学生崔浴柜和嘉荫刘,主要进行实验。Xiucui罗和Yingpingμ,作为临床医生,和高曹国伟和李高,实验室技术人员,参加了一些实验,收集样品,和讨论。刘崔浴柜和嘉荫是主要调查员。嘉荫刘曾与集团和审查。崔浴柜设计项目和实验。钱孟完成初稿,浴柜崔修订。所有作者检查了数据和阅读和批准了期末论文。钱孟和李邵本研究同样起到了推波助澜的作用。
确认
作者真诚地感谢醴陵周和秦陆帮助准备TEM样品。也谢谢大家为研究做出了贡献。这项工作是由中国973项目(2012 cb944703 2012 cb944902),一个项目从生殖医学国家重点实验室,南京医科大学(sklrm - kf - 1110),江苏临床中心项目(BL2012009),中国。
补充材料
补充表1:两组的详细的临床资料。10与GDM孕妇(作为GDM组)和10个正常孕妇(对照组)被纳入本研究。GDM的诊断是由当下列血浆葡萄糖值超过基于美国糖尿病协会(2011)[1]:禁食= 5.1更易/ l (92 mg / dl);1小时= 10.0更易/ l (180 mg / dl);2小时= 8.5更易/ l (153 mg / dl)。史的女性孕前的糖尿病和那些单体指数怀孕被排除在外。GDM诊断后,那些GDM妇女被要求饮食控制来满足满意范围的空腹血糖(3.3到5.6更易/ L)。剖腹产分娩的胎盘样本,和年龄没有显著差异之间的孕妇和妊娠周交付两组。和出生体重没有显著差异,两组之间的婴儿的性别比率。
补充表2。两组的详细的临床资料。75 -喜马拉雅斑羚葡萄糖耐量试验(OGTT)进行血糖测量禁食和在1和2 h,女性在24 - 28周的妊娠。GDM诊断后,那些GDM妇女被要求饮食控制来满足满意范围的空腹血糖(3.3到5.6更易/ L)。在交付之前,八GDM女性(8/10)保存在A1类(空腹血糖小于5.8更易与L,餐后血糖小于6.7更易/ L)后良好的饮食控制(补充表1)。两个GDM女人(2/10)被划分为A2(空腹血糖高于或等于5.8更易/ L,餐后血糖高于或等于6.7更易/ L),因为不良饮食控制。空腹血糖和糖化血红蛋白水平在这些GDM的女性在怀孕的最后几周里良好的饮食控制在5.1到5.6范围更易与L。然而,空腹血糖水平(6.1和11.3更易/ L)和糖化血红蛋白水平(10.2和10.3更易/ L)在两个GDM女性与不良饮食控制高于满意的标准。与正常妊娠妇女与GDM女性孕周,母亲的年龄和分娩方式被招募为控制。