Modern concepts of etiology, pathogenesis and risk factors for preeclampsia

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Preeclampsia is a serious complication of pregnancy and complicates its course in 2-8% of all cases. According to the literature, the disease is associated with an increase in maternal and perinatal morbidity and mortality, and is a predictor of the development of chronic diseases in the distant future, which is an important medical and social issue. Of particular interest is the study of the molecular mechanisms of etiopathogenesis and risk factors for preeclampsia, which, unfortunately, are currently poorly studied and understood, thus dictating the need for further study of this complication of pregnancy. This article discusses the current understanding of the etiology, pathogenesis and risk factors for preeclampsia.

About the authors

Maria Yu. Abramova

Belgorod National Research University

Author for correspondence.
Email: abramova_myu@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1406-2515
Scopus Author ID: 57212494118

MD

Russian Federation, Belgorod

Mikhail I. Churnosov

Belgorod National Research University

Email: churnosov@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1254-6134
Scopus Author ID: 6601948788

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Belgorod

References

  1. Reshetnikov EA. rs34845949 polymorphism of the SASH1 gene is associated with the risk of preeclampsia. Research Results in Biomedicine. 2021;7(1):44−55. (In Russ.). doi: 10.18413/2658-6533-2020-7-1-0-4
  2. WHO Guidelines Approved by the Guidelines Review Committee. WHO recommendations for prevention and treatment of pre-eclampsia and eclampsia. World Health Organization; 2011. [cited 23 Aug 2021]. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23741776/
  3. Osnovnye pokazateli zdorov’ja materi i rebenka, dejatel’nost’ sluzhby ohrany detstva i rodovspomozhenija v Rossijskoj Federacii. Statisticheskij sbornik 2018. Moscow; 2019. [cited 23.08.2021]. Available from: https://minzdrav.gov.ru/ministry/61/22/stranitsa-979/statisticheskie-i-informatsionnye-materialy/statisticheskiy-sbornik-2018-god. (In Russ.)
  4. Garovic VD, White WM, Vaughan L, et al. Incidence and long-term outcomes of hypertensive disorders of pregnancy. J Am Coll Cardiol. 2020;75(18):2323−2334. doi: 10.1016/j.jacc.2020.03.028
  5. Ivanov II., Cheripk MV, Kosolapova NV, et al. Preeklampsiya beremennyh: osobennosti patogeneza, taktiki vedeniya. Tavricheskij mediko-biologicheskij vestnik. 2012;15(2):273−286. (In Russ.)
  6. Golovchenko O, Abramova M, Ponomarenko I, et al. Functionally significant polymorphisms of ESR1and PGR and risk of intrauterine growth restriction in population of central Russia. European Journal of Obstetrics and Gynecology and Reproductive Biology. 2020; 253:52−57. doi: 10.1016/j.ejogrb.2020.07.045
  7. Pankiewicz K, Fijałkowska A, Issat T, et al. Insight into the key points of preeclampsia pathophysiology: Uterine artery remodeling and the role of MicroRNAs. Int J Mol Sci. 2021;22(6):3132. doi: 10.3390/ijms22063132
  8. Hodzhaeva ZS, Holin AM, Vihljaeva EM. Rannjaja i pozdnjaja prejeklampsija: paradigmy patobiologii i klinicheskaja praktika. Obstetrics and Gynecology. 2013;(10):4−11. (In Russ.)
  9. Ogge G, Chaiworapongsa T, Romero R, et al. Placental lesions associated with maternal underperfusion are more frequent in early-onset than in late-onset preeclampsia. J Perinat Med. 2011;39(6):641−652. doi: 10.1515/jpm.2011.098
  10. Ajlamazjan JeK, Stepanova OI, Sel’kov SA, Sokolov DI. Kletki immunnoj sistemy materi i kletki trofoblasta: “Konstruktivnoe sotrudnichestvo” radi dostizhenija sovmestnoj celi. Vestnik Rossijskoj akademii medicinskih nauk. 2013;68(11):12−21. (In Russ.)
  11. Moser G, Windsperger K, Pollheimer J, et al. Human trophoblast invasion: new and unexpected routes and functions. Histochem Cell Biol. 2018;150(4):361−370. doi: 10.1007/s00418-018-1699-0
  12. Highet AR, Khoda SM, Buckberry S, et al. Hypoxia induced HIF-1/HIF-2 activity alters trophoblast transcriptional regulation and promotes invasion. Eur J Cell Biol. 2015;94(12):589−602. doi: 10.1016/j.ejcb.2015.10.004
  13. Prossler J, Chen Q, Chamley L, James JL. The relationship between TGF, low oxygen and the outgrowth of extravillous trophoblasts from anchoring villi during the first trimester of pregnancy. Cytokine. 2014;68(1):9−15. doi: 10.1016/j.cyto.2014.03.001
  14. Albers RE, Kaufman MR, Natale BV, et al. Trophoblast-specific expression of hif-1 results in preeclampsia-like symptoms and fetal growth restriction. Sci Rep. 2019;9(1):2742. doi: 10.1038/s41598-019-39426-5
  15. Qu H, Yu Q, Jia B, et al. HIF-3 affects preeclampsia development by regulating EVT growth via activation of the Flt-1/JAK/STAT signaling pathway in hypoxia. Mol Med Rep. 2021;23(1):1. doi: 10.3892/mmr.2020.11701
  16. Jena MK, Sharma NR, Petitt M, et al. Pathogenesis of preeclampsia and therapeutic approaches targeting the placenta. Biomolecules. 2020;10(6):953. doi: 10.3390/biom10060953
  17. Yagel S, Cohen SM, Goldman-Wohl D. An integrated model of preeclampsia: a multifaceted syndrome of the maternal cardiovascular-placental-fetal array. American journal of obstetrics and gynecology. 2020;S0002-9378(20)31197−31202. doi: 10.1016/j.ajog.2020.10.023
  18. Vaka VR, McMaster KM, Cunningham MW Jr., et al. Role of mitochondrial dysfunction and reactive oxygen species in mediating hypertension in the reduced uterine perfusion pressure rat model of preeclampsia. Hypertension. 2018;72(3):703−711. doi: 10.1161/hypertensionaha.118.11290
  19. Pogorelova TN, Krukier II, Gunko VO, et al. The imbalance of vasoactive components and arachidonic acid in the placenta and amniotic fluid in preeclampsia. Biomedicinskaja himija. 2019;65(3):245−250. (In Russ.). doi: 10.18097/PBMC20196503245
  20. Taysi S, Tascan AS, Ugur MG, Demir M. Radicals, oxidative/nitrosative stress and preeclampsia. Mini Rev Med Chem. 2019;19(3):178−193. doi: 10.2174/1389557518666181015151350
  21. Tenório MB, Ferreira RC, Moura FA, et al. Cross-talk between oxidative stress and inflammation in preeclampsia. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:8238727. doi: 10.1155/2019/8238727
  22. Tal R, Shaish A, Barshack I, et al. Effects of hypoxia-inducible factor-1alpha overexpression in pregnant mice: possible implications for preeclampsia and intrauterine growth restriction. Am J Pathol. 2010;177:2950–2962. doi: 10.2353/ajpath.2010.090800
  23. Wang A, Rana S, Karumanchi SA. Preeclampsia: the role of angiogenic factors in its pathogenesis. Physiology (Bethesda). 2009;24:147−158. doi: 10.1152/physiol.00043.2008
  24. Reshetnikov E, Ponomarenko I, Golovchenko O, et al. The VNTR polymorphism of the endothelial nitric oxide synthase gene and blood pressure in women at the end of pregnancy. Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology. 2019;58(3):390−395. doi: 10.1016/j.tjog.2018.11.035
  25. Steinberg G, Khankin EV, Karumanchi SA. Angiogenic factors and preeclampsia. Thromb Res. 2009;123(Suppl 2):S93−99. doi: 10.1016/S0049-3848(09)70020-9
  26. Iskakova SS, Zharmahanova GM, Dvoracka M. Harakteristika proangiogennyh faktorov i ih patogeneticheskaja rol’. Nauka i zdravoohranenie. 2013;(6):8−12. (In Russ.)
  27. Strizhakov AN, Timokhina EV, Ibragimova SM, et al. A novel approach to the differential prognosis of early and late preeclampsia. Akusherstvo, ginekologija i reprodukcija. 2018;12(2):55−61. (In Russ.). doi: 10.17749/2313-7347.2018.12.2.055-061
  28. Chen J, Khalil RA. Matrix metalloproteinases in normal pregnancy and preeclampsia. Prog Mol Biol Transl Sci. 2017;148:87−165. doi: 10.1016/bs.pmbts.2017.04.001
  29. Reshetnikov EA, Akulova LY, Dobrodomova IS, et al. The insertion-deletion polymorphism of the ACE gene is associated with increased blood pressure in women at the end of pregnancy. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst. 2015;16(3):623−632. doi: 10.1177/1470320313501217
  30. Herse F, LaMarca B. Angiotensin II type 1 receptor autoantibody (AT1-AA)-mediated pregnancy hypertension. Am J Reprod Immunol. 2013;69:413–418. doi: 10.1111/aji.12072
  31. Cunningham MW, Williams JM Jr, Amaral L, et al. Agonistic autoantibodies to the angiotensin II type 1 receptor enhance angiotensin II-induced renal vascular sensitivity and reduce renal function during pregnancy. Hypertension. 2016;68(5):1308–1313. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.07971
  32. Aneman I, Pienaar D, Suvakov S, et al. Mechanisms of key innate immune cells in early- and late-onset preeclampsia. Front Immunol. 2020;11:1864. doi: 10.3389/fimmu.2020. 01864
  33. Yang X, Yang Y, Yuan Y, et al. The roles of uterine natural killer (NK) cells and KIR/HLA-C combination in the development of preeclampsia: A systematic review. BioMed research international. 2020;2020:4808072. doi: 10.1155/2020/4808072
  34. Phipps EA, Thadhani R, Benzing T, et al. Pre-eclampsia: pathogenesis, novel diagnostics and therapies. Nat Rev Nephrol. 2019;15:275–289. doi: 10.1038/s41581-019-0119-6
  35. Kudryavtsev IV, Borisov AG, Vasilyeva EV, et al. Phenotypic characterisation of peripheral blood cytotoxic T lymphocytes: regulatory and effector molecules. Medicinskaja immunologija. 2018;20(2):227−240. (In Russ.). doi: 10.15789/1563-0625-2018-2-227-240
  36. Robertson SA, Care AS, Moldenhauer LM. Regulatory T cells in embryo implantation and the immune response to pregnancy. J Clin Invest. 2018;128(10):4224−4235. doi: 10.1172/JCI122182
  37. Frejdlin IS. Reguljatornye T-kletki: proishozhdenie i funkcii. Medicinskaja immunologija. 2005;7(4):347−354. (In Russ.)
  38. Teirilä L, Heikkinen-Eloranta J, Kotimaa J, et al. Regulation of the complement system and immunological tolerance in pregnancy. Semin immunol. 2019;45:101337. doi: 10.1016/j.smim.2019.101337
  39. Ives CW, Sinkey R, Rajapreyar I, et al. Preeclampsia-pathophysiology and clinical presentations: JACC State-of-the-Art review. J Am Coll Cardiol. 2020;76(14):1690−1702. doi: 10.1016/j.jacc.2020.08.014
  40. Verdonk K, Visser W, Van Den Meiracker AH, Danser AH. The renin-angiotensin-aldosterone system in pre-eclampsia: the delicate balance between good and bad. Clin Sci (Lond). 2014;126(8):537−544. doi: 10.1042/CS20130455
  41. LaMarca B, Cornelius DC, Harmon AC, et al. Identifying immune mechanisms mediating the hypertension during preeclampsia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2016;311(1):R1−9. doi: 10.1152/ajpregu.00052.2016
  42. Giannakou K, Evangelou E, Papatheodorou SI. Genetic and non-genetic risk factors for pre-eclampsia: umbrella review of systematic reviews and meta-analyses of observational studies. Ultrasound Obstet Gynecol. 2018;51(6):720−730. doi: 10.1002/uog.18959
  43. Golovchenko OV, Abramova MYu, Ponomarenko IV, Churnosov MI. Polymorphic loci of the ESR1 gene are associated with the risk of developing preeclampsia with fetal growth retardation. Akusherstvo, Ginekologija i Reprodukcija. 2020;14(6):583–591. (In Russ.). doi: 10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2020.187
  44. Rana S, Lemoine E, Granger JP, Karumanchi SA. Preeclampsia: pathophysiology, challenges, and perspectives. Circ Res. 2019;124(7):1094−1112. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.313276
  45. Panaitescu AM, Syngelaki A, Prodan N, et al. Chronic hypertension and adverse pregnancy outcome: a cohort study. Ultrasound Obstet Gynecol. 2017;50(2):228−235. doi: 10.1002/uog.17493
  46. Nzelu D, Dumitrascu-Biris D, Nicolaides KH, Kametas NA. Chronic hypertension: first-trimester blood pressure control and likelihood of severe hypertension, preeclampsia, and small for gestational age. Am J Obstet Gynecol. 2018;218(3):337.e1−337.e7. doi: 10.1016/j.ajog.2017.12.235
  47. He XJ, Dai RX, Hu CL. Maternal prepregnancy overweight and obesity and the risk of preeclampsia: A meta-analysis of cohort studies. Obes Res Clin Pract. 2020;14(1):27−33. doi: 10.1016/j.orcp.2020.01.004
  48. Lewandowska M, Więckowska B, Sajdak S, Lubiński J. Pre-pregnancy obesity vs. other risk factors in probability models of preeclampsia and gestational hypertension. Nutrients. 2020;12(9):2681. doi: 10.3390/nu12092681
  49. Kalinkina OB, Spiridonova NV. Osobennosti techenija gestoza u zhenshhin s izbytochnoj massoj tela i ozhireniem. Fundamental’nye issledovanija. 2012;10(2):247−249. (In Russ.)
  50. Brosens I, Pijnenborg R, Vercruysse L, Romero R. The “Great Obstetrical Syndromes” are associated with disorders of deep placentation. Am J Obstet Gynecol. 2011;204(3):193−201. doi: 10.1016/j.ajog.2010.08.009
  51. Mello G, Parretti E, Marozio L, et al. Thrombophilia is significantly associated with severe preeclampsia: results of a large-scale, case-controlled study. Hypertension. 2005;46(6):1270−1274. doi: 10.1161/01.HYP.0000188979.74172.4d
  52. Belinina AA, Mozgovaya EV, Remneva OV. Spectrum of genetic thrombophilia in pregnant women with varying severity of preeclampsia. Bjulleten’ medicinskoj nauki. 2020;1(17):29−33. (In Russ.)
  53. Mitriuc D, Popuşoi O, Catrinici R, Friptu V. The obstetric complications in women with hereditary thrombophilia. Med Pharm Rep. 2019;92(2):106−110. doi: 10.15386/cjmed-1097
  54. Kapustin RV, Tsybuk EM. Predictors for preeclampsia in pregnant women with diabetes mellitus. Obstetrics and Gynecology. 2020;(12):54−61. (In Russ.). doi: 10.18565/aig.2020.12.54-61
  55. Lisonkova S, Joseph KS. Incidence of preeclampsia: risk factors and outcomes associated with early- versus late-onset disease. Am J Obstet Gynecol. 2013;209(6):544.e1−544.e12. doi: 10.1016/j.ajog.2013.08.019
  56. Bramham K. Diabetic nephropathy and pregnancy. Semin Nephrol. 2017;37(4):362−369. doi: 10.1016/j.semnephrol.2017.05.008
  57. Hauth JC, Clifton RG, Roberts JM, et al. Maternal insulin resistance and preeclampsia. Am J Obstet Gynecol. 2011;204(4):327.e1−6. doi: 10.1016/j.ajog.2011.02.024
  58. Boyd HA, Tahir H, Wohlfahrt J, Melbye M. Associations of personal and family preeclampsia history with the risk of early-, intermediate- and late-onset preeclampsia. Am J Epidemiol. 2013;178(11):1611−1619. doi: 10.1093/aje/kwt189
  59. Caughey AB, Stotland NE, Washington AE, Escobar GJ. Maternal ethnicity, paternal ethnicity, and parental ethnic discordance: predictors of preeclampsia. Obstet Gynecol. 2005;106(1):156−161. doi: 10.1097/01.AOG.0000164478.91731.06
  60. Gyamfi-Bannerman C, Pandita A, Miller EC, et al. Preeclampsia outcomes at delivery and race. J Matern Fetal Neonatal Med. 2020;33(21):3619−3626. doi: 10.1080/14767058.2019.1581522
  61. Zhang N, TanJ, Yang H, Khalil RA. Comparative risks and predictors of preeclamptic pregnancy in the Eastern, Western and developing world. Biochem Pharmacol. 2020;182:114247. doi: 10.1016/j.bcp.2020.114247
  62. Yong HEJ, Murthi P, Brennecke SP, Moses EK. Genetic approaches in preeclampsia. Methods Mol Biol. 2018;1710:53−72. doi: 10.1007/978-1-4939-7498-6_5
  63. Serrano NC, Quintero-Lesmes DC, Dudbridge F, et al. Family history of pre-eclampsia and cardiovascular disease as risk factors for pre-eclampsia: the GenPE case-control study. Hypertens Pregnancy. 2020;39(1):56−63. doi: 10.1080/10641955.2019.1704003
  64. Bezerra PC, Leão MD, Queiroz JW, et al. Family history of hypertension as an important risk factor for the development of severe preeclampsia. Acta Obstet Gynecol Scand. 2010;89(5):612−617. doi: 10.3109/00016341003623720
  65. Ness RB, Markovic N, Bass D, et al. Family history of hypertension, heart disease, and stroke among women who develop hypertension in pregnancy. Obstet Gynecol. 2003;102(6):1366−1371. doi: 10.1016/j.obstetgynecol.2003.08.011

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Eсо-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».