Rygestop i graviditeten, nyfødtes størrelse og NO-syntase-aktivitet i navlesnorens endotelceller - sekundærpublikation

Nyfødte af rygere har lavere vægt, mindre hovedomkreds og er kortere end nyfødte af ikkerygere og af eksrygere, som stopper med at ryge tidligt i graviditeten. Vi fandt, at aktiviteten og koncentrationen af enzymet, som danner det kardilaterende stof nitrogenoxid, var henholdsvis 36% og 47% lavere i endotelcelleskrab fra navlesnorens vene fra rygere sammenlignet med ikke-rygere og eksrygere. Fundene tyder på, at rygning nedsætter dannelsen af nitrogenoxid i fosterets kargebet med nedsat blod-tilførsel og dermed nedsat fostervækst til følge.

Det er velkendt, at fødselsvægten falder med stigende cigaretforbrug under graviditeten, og at rygestop før 16. gestationsuge (GU) bevirker, at de nyfødte har samme fødselsvægt som nyfødte af ikkerygere [1]. En forklaring herpå kunne være, at rygning nedsætter blodgennemstrømningen i placenta og navlesnoren, således at fosteret i den rygende mor ernæres dårli-gere.

Teorien støttes af en række forsøg, der har vist, at rygere har nedsat endotelafhængig kardilatation i arteria brachialis som følge af nedsat dannelse af det kardilaterende molekyle nitrogenoxid (NO) [2]. NO dannes i endotelcellerne (EC) af enzymet endotelial NO-syntase (eNOS), der katalyserer omdannelsen af L-arginin til L-citrullin under frigørelse af NO.

Efter rygeophør tog det ~ 6 år at øge den endotel-afhængige kardilatation med ~ 50% i raske unge voksne [2]. Det tyder på, at EC i eksrygere kun meget langsomt genopretter en NO-dannelse svarende til den i ikkerygerne. I nærværende undersøgelse sammenlignede vi eNOS i EC fra navlesnorens og placentas blodkar med den nyfødtes størrelse fra ikke-rygende og rygende gravide samt fra kvinder, som stoppede med at ryge tidligt i graviditeten.

Materialer og metoder

I studiet indgik 266 raske enkeltgravide, som gik til konsultation i ~ 12. GU på Århus Universitetshospital, Skejby, i perioden juni 2003 til april 2004. Undersøgelsen blev udført i overensstemmelse med Hel-sinki-deklarationen og var godkendt af Videnskabs-etisk Komité (1988/1349, 1991/2060, 20010077, 20030274) og Datatilsynet (2004-41-4001).

De 266 gravide fik taget blodprøver i henholdsvis ~ 12., ~ 20. og ~ 39. GU og fødte i perioden januar til oktober 2004. Føtale blodprøver blev taget fra navle-snoren lige efter fødslen.

Kliniske, sociodemografiske og livsstilskarakteri-stika blev indsamlet via kvindens besvarelse af et spør-geskema og fra fødselsregistreringen.

Cotinin blev målt i moderens og den nyfødtes serum vha. et chemiluminescent immunoassay på IMMULITE 2500. Detektionsgrænsen for cotinin er 10 ng/ml.

EC fra navlesnorens og chorions blodkar blev isoleret og opbevaret, som tidligere beskrevet, og an-tallet af EC i prøven bestemt ved celletælling i Burker-Türk-tællekammer [3, 4].

Aktiviteten af eNOS blev målt ved omdannelsen af 14 C-L-arginin til 14 C-L-citrullin [3, 4] og beregnet ud fra dannelsen af 14 C-L-citrullin/minut og antallet af EC i prøven (pmol L-citrullin/minut/106 EC).

Koncentrationen af eNOS blev målt med et humant eNOS Quantikine Immunoassay- kit [3] og beregnet ud fra ng eNOS og antallet af EC i prøven (ng eNOS/106 EC).

Data er median (5-95 percentiler) eller antal (%). Kontinuerlige data blev analyseret med Kruskal-Wallis-test efterfulgt af tre parvise sammenligninger af mean ranks med Bonferroni-korrektion og kategori-ske data med χ2 -test.

Multipel lineær regressionsanalyse blev anvendt til at undersøge for associationer mellem to variable efter korrektion for effekten af andre variable, og den partielle korrelationskoefficient blev estimeret.

Resultater

Af de 266 gravide rapporterede 182, at de ikke røg, og 84 at de røg før graviditeten. Af de sidstnævnte 84 ry-gere stoppede 41 med at ryge i ~ 5. GU (eksrygerne), mens de resterende 43 forsatte med at ryge. Cotinin i serum fra gravide og nyfødte bekræftede de selvrapporterede rygevaner (Tabel 1 ) [5].

De tre grupper adskilte sig ikke mht. alder, body mass index (BMI), blodtryk, paritet og gestationsalder (GA). Ikkerygerne og eksrygerne var oftere samboende og havde en længere skolegang end rygerne. Der var flere studerende blandt ikkerygerne end blandt rygerne og flere arbejdsløse blandt rygerne end blandt de to andre grupper. Rygerne havde et hø-jere kaffeindtag end ikkerygerne og eksrygerne (Ta-bel 1).

Nyfødte af rygere havde lavere vægt, mindre hovedomkreds og var kortere end nyfødte af ikkerygere og eksrygere. Vægten af rygernes placenta var også lavere end vægten af placenta fra ikkerygerne og eksrygerne. Apgarscore, sexratio og pH i navlesnorsblod var ens for de tre grupper af nyfødte (Tabel 1).

eNOS-aktivitet og koncentration i vena (v.) umbilicalis var signifikant lavere hos rygernes nyfødte børn sammenlignet med ikkerygernes og eksrygernes børn (Tabel 1 og Figur 1 ). Den samme relation til ry-gestatus blev fundet i arterie umbilicalis og chorionkar, om end de absolutte enzymaktiviteter og koncentrationer var betydeligt lavere i disse kar sammenlignet med v. umbilicalis (Tabel 1).

For samtlige gravide var cigaretforbruget pr. dag negativt associeret med eNOS-aktivitet (r = -0,31; p < 0,001) og koncentration (r = -0,36; p < 0,001). Associationen mellem eNOS-aktivitet og koncentration var positiv (r = 0,35; p < 0,001) også efter korrektion for rygning (r = 0,20; p = 0,001).

Regressionsanalyser viste, at i v. umbilicalis fra rygerne var aktiviteten af eNOS 36% lavere og koncentrationen af eNOS 47% lavere end fra ikkerygerne, mens niveauerne var ens i v. umbilicalis fra ikkerygere og eksrygere. Ca. 20% af reduktionen i eNOS-aktivitet mellem ikkerygere og rygere kunne forklares ved en forskel i eNOS-koncentration.

Aktiviteten af eNOS i v. umbilicalis var positivt associeret med fødselsvægt (r = 0,26; p < 0,001) også efter korrektion for BMI, paritet, GA og barnets køn (r = 0,21; p = 0,001) og næsten positivt associeret efter yderligere korrektion for rygning (r = 0,12; p < 0,055). Aktiviteten af eNOS i v. umbilicalis var også associeret med fødselsvægten hos nyfødte af ikkerygere (r = 0,18; p = 0,018).

Nyfødte af rygere havde en 364 g lavere vægt end nyfødte af ikkerygere. Efter korrektion for eNOS-akti-vitet i v. umbilicalis, blev denne forskel reduceret til 279 g (p = 0,001). Dvs. at ~ 25% af de nyfødtes vægt-reduktion fra ikkerygere til rygere kan forklares ved den forskel, der blev målt i eNOS-aktivitet. Ydereli-gere korrektion for BMI, paritet, GA og barnets køn reducerede vægtforskellen til 242 g (p = 0,002).

Diskussion

Denne undersøgelses resultater bekræfter, at nyfødte af rygere har nedsat vægt, hovedomkreds og længde sammenlignet med nyfødte af ikkerygere og af eksry-gere, som er stoppet med at ryge tidligt i graviditeten [1]. Undersøgelsen viser også, at aktiviteten af eNOS i føtale kar fra navlesnoren og chorion fra rygere er lavere end hos ikkerygere og eksrygere.

Fødselsvægten, eNOS-aktivitet og eNOS-koncentration var lavere hos nyfødte af rygere end af ikke-rygere og eksrygere selv efter korrektion for flere kli-niske, socio-demografiske og livsstilskarakteristika inklusive kaffeindtag [6]. I et observationelt studie som dette, er konfounding dog stadig mulig, eftersom rygerne ud over de målte karakteristika formodentlig også adskiller sig fra de andre grupper ved umålte eller ikke målbare karakteristika. I mangel af randomiserede studier til at afgøre om rygning er en markør eller aktør for nedsat fostervækst, så støtter fundet af samme eNOS-aktivitet og føtale mål hos eksrygere som ikkerygerne hypotesen om, at rygning er en direkte årsag til de fundne ændringer hos nyfødte af rygere.

At de tre grupper har samme specifikke eNOS-aktivitet (data ej vist) tyder på, at rygning til dels redu-cerer aktiviteten af eNOS ved en reduktion i eNOS-koncentrationen. Multipel regressionsanalyse indikerer, at 20% af reduktionen i den eNOS-aktivitet, der er associeret med rygning, kan forklares ved en reduceret eNOS-koncentration.

Nikotin er et af de stoffer i cigaretrøgen, der kan påvirke endotelfunktion i rygere. I et studie blev en akut hæmning i den endoteliale bioaktivitet af NO fundet i håndvener efter nikotininfusion svarende til den plasmakoncentration, der opnås efter rygning af én cigaret [7]. Det tyder på, at nikotin virker direkte på endotelet og fører til karkontraktion ved at hæmme aktiviteten af eNOS.

Rygning øger niveauet af carbonmonoxid (CO) i blodet, hvorved den iltbærende kapacitet sænkes. Pga. den lave føtale iltmætning har carboxyhæmoglobin-niveauet en alvorligere effekt på ilttransporten i føtalt blod end i moderens blod. Når humane EC fra v. umbilicalis blev dyrket under hypoksiske forhold (O2< 5%), var aktiviteten og koncentrationen af eNOS lavere sammenlignet med EC, der var dyrket under normoxia (21%) [8].

Ud over nikotin og CO indeholder cigaretrøg > 1.000 forskellige komponenter, hvis virkning på endotelcellefunktionen endnu er ukendt.

Blandt de 182 ikkerygere fandt vi en positiv association mellem eNOS-aktivitet og fødselsvægt. Det tyder på, at aktiviteten af eNOS er af betydning for den nyfødtes vægt. Men kun 25% af reduktionen i fødselsvægt blandt rygerne kunne forklares ved en lavere eNOS-aktivitet. Det betyder, at 75% af reduktionen i fødselsvægt skal forklares ved andre effekter af rygning end reduceret eNOS-aktivitet f.eks. en direkte effekt af nikotin, CO [9] og andre toksiske stoffer i cigaretrøgen på andre biologiske mekanismer, der ikke inkluderer dannel-sen af NO.

Aktiviteten af eNOS måles in vitro i et substrat, hvor vi har forsøgt at optimere tilstedeværelsen af diverse kofaktorer. Det er derfor muligt, at rygning påvirker betydende kofaktorer under in vivo-forhold, således at vi undervurderer rygningens effekt på eNOS in vivo.

Det er endnu uvist, om fosterets EC præges for livstid af moderens rygning, som dermed ville disponere til iskæmisk hjertesygdom med symptomer mange år senere, eller om den nedsatte eNOS aktivi-tet ophæves kort efter fødslen.

Konklusion

Vores målinger viser, at rygning under graviditeten reducerer NO-syntase-aktiviteten i endotelceller i de føtale kargebeter, hvilket formodentlig nedsætter den kardilatoriske kapacitet og fører til nedsat fostervækst. Rygestop tidligt i graviditeten forhindrer denne effekt på den nyfødte.

Malene R. Andersen, Klinisk-biokemisk Afdeling, Gentofte Hospital, DK-2900 Hellerup. E-mail: mardan01@geh.regionh.dk

antaget: 24. februar 2009

interessekonflikter: Ingen

This article is based on a study first reported in Circulation 2009;119:857-64.