Geburtshilfe Frauenheilkd 2004; 64(9): 930-935
DOI: 10.1055/s-2004-821178
Originalarbeit

Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Vermehrte Expression der induzierbaren NO-Synthase (iNOS) in Makrophagen des Plazentabettes bei schwerer Präeklampsie

Increased Expression of iNOS in Macrophages of the Placental Bed of Women with Severe PreeclampsiaB. Meurer1 , 2 [*] , P. M. Neumaier-Wagner1 [*] , F. Reister3 , B. Huppertz4 , W. Rath1
  • 1Frauenklinik für Gynäkologie und Geburtshilfe, Universitätsklinikum RWTH Aachen
  • 2Frauenklinik der Universität Erlangen
  • 3Universitätsfrauenklinik Ulm
  • 4Institut für Anatomie II, Universitätsklinikum RWTH Aachen
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Publication Date:
02 September 2004 (online)

Zusammenfassung

Fragestellung: Im Zentrum der Pathogenese der Präeklampsie steht die inadäquate Ausbildung uteroplazentarer Gefäße, bedingt durch gestörte Trophoblastinvasion und mangelhafte Vasodilatation. In diesem Zusammenhang spielen proapoptotische Effekte (TNF-α-Sekretion; Tryptophanmangel) von Makrophagen in der Media der Spiralarterien sowie periarteriell eine bedeutende pathogenetische Rolle. Ziel dieser Untersuchung war es zu klären, ob diese Makrophagen im Plazentabett bei Patientinnen mit schwerer Präeklampsie Stickstoffmonoxid (NO) exprimieren, da NO in der Lage ist, Apoptose zu induzieren.

Material und Methodik: An seriellen Kryostat- und Paraffinschnitten von Plazentabettbiopsien präeklamptischer Patientinnen (n = 7; Spiralarterien n = 42) und gesunder normotensiver Schwangerer (n = 8; Spiralarterien n = 57) wurden immunhistochemisch Trophoblastzellen, Makrophagen und iNOS-exprimierende Zellen dargestellt.

Ergebnisse: a) Sowohl die Anzahl der Makrophagen in der Media der Spiralarterien (p = 0,02) als auch die Anzahl der iNOS-exprimierenden Makrophagen (p < 0,001) war bei Präeklampsie signifikant erhöht im Vergleich zu gesunden Schwangeren. b) Plazentabettbiopsien normotensiver Schwangerer zeigten signifikant weniger periarterielle Makrophageninfiltrate als Biopsien präeklamptischer Patientinnen (p = 0,001). In diesen Makrophageninfiltraten konnte nur bei Präeklampsie eine iNOS-Expression nachgewiesen werden (p < 0,001).

Schlussfolgerung: Bei Präeklampsie könnten in der Media sowie periarteriell lokalisierte Makrophagen die Apoptose invadierender extravillöser Trophoblastzellen durch eine lokal im Plazentabett signifikant erhöhte NO-Synthese induzieren und somit zur inadäquaten endovaskulären Trophoblastinvasion beitragen.

Abstract

Purpose: Impaired invasion of uteroplacental arteries by extravillous trophoblast cells is a key pathogenetic mechanism of preeclampsia. In this context proapoptotic effects (secretion of TNF-α; tryptophan depletion) of macrophages in and around the wall of spiral arteries may play a crucial role. The aim of this study was to assess whether these macrophages in the placental bed of women with severe preeclampsia express NO, which is known to trigger apoptosis in other tissues.

Material and Methods: Serial cryostate and paraffin sections were obtained using placental bed biopsies of preeclamptic patients (n = 7; spiral arteries n = 42) and normotensive healthy controls (n = 8; spiral arteries n = 57) and immunostained for trophoblast cells, macrophages and iNOS.

Results: a) The number of macrophages in the media of spiral arteries (p = 0.02) as well as the iNOS expression in these cells (p < 0.001) was significantly increased in preeclamptic women compared to normotensive controls. b) Placental bed biopsies of normotensive controls showed significantly less infiltrates of macrophages around the spiral arteries than biopsies obtained from preeclamptic women (p = 0.001). These infiltrates revealed an iNOS expression only in cases of preeclampsia (p < 0.001).

Conclusion: Our data suggest that the impaired endovascular invasion of uteroplacental arteries by extravillous trophoblast cells in preeclampsia could be triggered by apoptotic effects via a significantly increased NO synthesis controlled by macrophages in and around the spiral arteries in the placental bed.

Literatur

  • 1 Brosens F, Robertson W B, Dixon H G. The role of the spiral arteries in the pathogenesis of preeclampsia.  Obstet Gynaecol Ann. 1972;  1 177-191
  • 2 Benirschke K, Kaufmann P. Pathology of the Human Placenta. 4th ed. New York; Springer 2000: 171-172
  • 3 Reister F, Heyl W, Kaufmann P, Rath W. Die gestörte Trophoblastinvasion bei Präeklampsie - neue Erkenntnisse zur Ätiologie.  Geburtsh Frauenheilk. 1998;  58 625-631
  • 4 Rath W, Schrader J. Endothelin und Schwangerschaft.  Zentralbl Gynäkol. 1993;  115 388-395
  • 5 Hunt J S. Current topic: the role of macrophages in the uterine response to pregnancy.  Placenta. 1990;  11 467-475
  • 6 Hunt J S, Petroff M G, Burnett T G. Uterine leukocytes: key players in pregnancy.  Cell Dev Biol. 2000;  11 127-137
  • 7 Loke Y W, King A, Burrows T D. Decidua in human implantation.  Human Reprod. 1995;  10 14-21
  • 8 Reister F, Frank H G, Heyl W, Huppertz B, Kosanke G, Schröder W, Kaufmann P, Rath W. Distribution of macrophages in the spiral arteries in the placental bed in preeclampsia differs from that in healthy patients.  Placenta. 1999;  20 229-333
  • 9 Reister F, Frank H G, Kingdom J CP, Heyl W, Kaufmann P, Rath W, Huppertz B. Macrophage-induced apoptosis limits endovascular trophoblast invasion in the uterine wall of preeclamptic women.  Lab Invest. 2001;  81 1143-1152
  • 10 Huppertz B, Frank H G, Kingdom J C, Reister F, Kaufmann P. Villous cytotrophoblast regulation of the syncytial apoptotic cascade in the human placenta.  Histochem Cell Biol. 1998;  110 495-508
  • 11 Billiar T R. Nitric oxide: novel biology with clinical relevance.  Ann Surg. 1995;  221 339-349
  • 12 Knowles R G, Moncada S. Nitric oxide synthase in mammals.  Biochem J. 1994;  298 249-258
  • 13 Li J, Billiar T R. Nitric oxide IV. Determinants of nitric oxide protection and toxicity in liver.  Am J Physiol. 1999;  276 1069-1073
  • 14 Lowenstein C F, Glatt C S, Bredt D S, Snyder S H. Cloned and expressed macrophage NOS contrast with the brain enzyme.  Proc Natl Acad Sci USA. 1992;  89 6711-6715
  • 15 Schena M, Mulatero P, Schiavone D, Mengozzi G, Tesio L, Chiandussi L, Veglio F. Vasoactive hormones induce nitric oxide synthase mRNA expression and nitric oxide production in human endothelial cells and monocytes.  Am J Hypertens. 1999;  12 388-297
  • 16 Hierholzer C, Harbrecht B, Menezes J M, Kane J, MacMicking J, Nathan C F, Peitzman A B, Billiar T R, Tweardy D J. Essential role of induced nitric oxide in the initiation of the inflammatory response after hemorrhagic shock.  J Exp Med. 1998;  187 917-928
  • 17 Tzeng E, Billiar T R, Williams D L, Li J, Lizonova A, Kovesdi I, Kim K M. Adenovirus-mediated inducible nitric oxide synthase gene transfer inhibits hepatic apoptosis.  Surgery. 1998;  124 278-183
  • 18 Baylis S A, Strijbos P J, Sandra A, Russell R J, Rijhsinghani A, Charles I G, Weiner C P. Temporal expression of inducible nitric oxide synthase in mouse and human placenta.  Mol Hum Reprod. 1999;  5 277-286
  • 19 Chwalisz K, Garfield R E. Role of nitric oxide in implantation and menstruation.  Hum Reprod. 2000;  15 96-111
  • 20 Myatt L, Eis A LW, Brockman D E, Kossenjans W, Greer I A, Lyall F. Inducible nitric oxide synthase in human placental villous tissues of normotensive, preeclamptic and intrauterine growth restricted pregnancies.  Placenta. 1997;  18 255-259
  • 21 Zarlingo T J, Eis A LW, Brockman D E, Kossenjans W, Myatt L. Comparative localization of endothelial and inducible nitric oxide synthase isoforms in haemochorial and epitheliochorial placentae.  Placenta. 1997;  18 511-520
  • 22 Lyall F, Bulmer J N, Kelly H, Duffie E, Robson S C. Human trophoblast invasion and spiral artery transformation: the role of nitric oxide.  Am J Pathol. 1999;  154 1105-1114
  • 23 Bartlett S R, Bennett P R, Campa J S, Dennes W J, Slater D M, Mann G E, Poston L, Poston R. Expression of nitric oxide synthase isoforms in pregnant human myometrium.  J Physiol. 1999;  521 705-716
  • 24 Voigt M, Schneider K TM, Jährig K. Analyse des Geburtsgewichtes des Jahrgangs 1992 der BRD. Teil 1: Neue Perzentilwerte für die Körpermaße von Neugeborenen.  Geburtsh Frauenheilk. 1996;  56 550-558
  • 25 Bower S, Kingdom J, Campbell S. Objective and subjective assessments of abnormal uterine artery Doppler flow velocity waveforms.  Ultrasound Obstet Gynecol. 1998;  12 260-264
  • 26 Frank H G, Malekzadeh F, Kertschanska S, Crescimanno C, Castellucci M, Lang I, Desoye G, Kaufmann P. Immunhistochemistry of two different types of placental fibrinoid.  Acta Anat. 1994;  150 55-68
  • 27 Pijnenborg R, Dixon G H, Robertson W B, Brosens I A. Trophoblastic invasion of human decidua from 8 to 18 weeks of pregnancy.  Placenta. 1980;  1 3-19
  • 28 Li J, Billiar T R. The role of nitric oxide in apoptosis.  Semin Perinatol. 2000;  24 46-50
  • 29 Conrad K P, Davis A K. Nitric oxide synthase activity in placentae from women with pre-eclampsia.  Placenta. 1995;  16 691-699
  • 30 Napolitano M, Miceli F, Calce A, Vacca A, Gulino A, Apa R, Lanzone A. Expression and relationship between endothelin-1 mRNA and inducible nitric oxide synthase mRNA isoforms from normal and preeclamptic placentas.  J Clin Endocrinol Metab. 2000;  85 2318-2323
  • 31 Postovit L M, Adams M A, Graham C H. Does nitric oxide play a role in the aetiology of preeclampsia?.  Placenta. 2001;  22 51-55

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Univ.-Prof. Dr. med. Werner Rath

Frauenklinik für Gynäkologie und Geburtshilfe
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