Беременные женщины особенно подвержены неблагоприятным последствиям воздействия экстремальной жары, однако физиологические эффекты острого теплового воздействия во время беременности остаются плохо изученными. Некоторые физиологические изменения можно отслеживать у людей, однако исследование лежащих в их основе молекулярных механизмов требует инвазивных методов, которые этически допустимо применять только в млекопитающих моделях. Более того, исследования с использованием животных моделей в значительной степени сосредоточены на ранних и летальных тератогенных эффектах теплового воздействия и не включают долгосрочного физиологического мониторинга, детальной параметризации режимов нагрева и углубленного изучения лежащих в основе механизмов.
В данном исследовании использовалась модель на мышах для изучения влияния контролируемого острого теплового воздействия в середине гестации (E12.5 — 12,5-й день эмбрионального развития). Температура тела ядра (core body temperature, CBT) медленно повышалась в течение 210 минут для достижения повышения примерно на 1°C. С использованием высокочастотного ультразвука и морфологического анализа исследователи наблюдали отсроченные изменения в кровотоке плаценты и мозга плода, указывающие на реакцию «сбережения мозга» (brain-sparing response), наряду со снижением размера лабиринтной зоны плаценты.
Кроме того, у материнских особей было выявлено нарушение сердечной функции, сопровождавшееся фиброзом сердца и почек, а также повышенным уровнем циркулирующего растворимого Flt-1 — ангиогенного биомаркера гестационной гипертензии. Эти результаты демонстрируют, что кратковременный тепловой стресс в середине гестации может вызывать длительные эффекты на функцию плаценты и сердечно-сосудистое здоровье матери в млекопитающей модели, подчеркивая потенциальные риски для исходов беременности в условиях растущих глобальных температур.
Совокупность полученных данных указывает на то, что острое воздействие жары, повышающее температуру тела ядра на 1,2°C, способно вызвать долгосрочное влияние как на плаценту, так и на здоровье матери в модели на мышах. Авторы подчеркивают важность дальнейшего изучения молекулярных изменений, лежащих в основе патофизиологии данных процессов, а также необходимость установления, транслируются ли эти эффекты на человека.
Исследование имеет значительное значение для понимания рисков, связанных с изменением климата и повышением частоты экстремальных температурных явлений. Поскольку беременные женщины составляют уязвимую группу населения, результаты данной работы могут информировать разработку клинических рекомендаций по защите от жары во время беременности. Использование контролируемой модели на мышах позволило впервые провести детальное лонгитюдное наблюдение за физиологическими параметрами и установить причинно-следственные связи, которые невозможно изучить непосредственно у человека по этическим соображениям.
Обнаруженная реакция «сбережения мозга» у плода представляет собой адаптивный механизм перераспределения кровотока в пользу мозга при стрессе, однако её отсроченное развитие и сопутствующие изменения в плаценте указывают на потенциальное нарушение плацентарной функции. Снижение размера лабиринтной зоны — ключевой структуры, отвечающей за обмен веществ между матерью и плодом, — может иметь последствия для роста и развития плода.
Материнские эффекты, включая кардиальную дисфункцию и фиброз органов, а также повышение маркера гестационной гипертензии, свидетельствуют о системном воздействии теплового стресса на сердечно-сосудистую систему беременной самки. Это особенно актуально, учитывая, что гестационная гипертензия и преэклампсия являются серьёзными осложнениями беременности, угрожающими здоровью матери и плода.
Данное исследование закладывает основу для дальнейших работ по изучению молекулярных механизмов теплового стресса во время беременности и потенциальных терапевтических вмешательств для смягчения его негативных последствий.