Sperling Nội tiết học Nhi khoa, Ấn bản thứ 5. PHẦN II. Chương 5. Nội tiết học Thai nhi – Mẹ và Chuyển dạ

Sperling Nội tiết học Nhi khoa, Ấn bản thứ 5 – Biên dịch: Ths.Bs. Lê Đình Sáng Sperling Pediatric Endocrinology, Fifth Edition Tác giả: Sperling, Mark A., MD – Nhà xuất bản: Elsevier Inc. PHẦN II: CÁC RỐI LOẠN NỘI TIẾT Ở TRẺ SƠ SINH CHƯƠNG 5: NỘI TIẾT HỌC THAI NHI-MẸ VÀ CHUYỂN DẠ Sam Mesiano; Helen N. Jones; Heide Aungst; Tani Malhotra; Louis J. Muglia Fetal-Maternal Endocrinology and Parturition Sperling Pediatric Endocrinology, 5, 106-122 TỔNG QUAN Mang thai là một trạng thái sinh lý phức tạp bao gồm mối quan hệ cộng sinh giữa hai cá thể khác biệt về mặt di truyền nhưng có liên quan: người mẹ và thai nhi. Sự thành công của thai kỳ đòi hỏi những thay đổi đáng kể trong sinh lý của người mẹ để chấp nhận, bảo vệ, chứa đựng và nuôi dưỡng mảnh ghép thai nhi. Một thai kỳ thành công bao gồm việc phôi đang phát triển làm tổ trong nội mạc tử cung; tránh bị hệ miễn dịch của mẹ đào thải; sự thích nghi của tử cung mẹ để duy trì thai kỳ; và những thay đổi cụ thể trong sinh lý của mẹ để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng, trao đổi chất và thể chất của thai nhi đang phát triển—cùng với thời điểm chuyển dạ phù hợp, để việc sinh nở xảy ra khi thai nhi đủ trưởng thành để sống sót bên ngoài tử cung và người mẹ có thể nuôi dưỡng đứa con mới sinh của mình. Các tương tác hormone giữa khoang thai nhi và mẹ kiểm soát các quá trình này. Một cơ quan nội tiết độc đáo và cực kỳ quan trọng của thai kỳ là nhau thai (placenta). Cấu trúc giải phẫu hemochorial (máu mẹ tiếp xúc trực tiếp với màng đệm) của nhau thai người cho phép hợp bào nuôi (syncytiotrophoblast) của thai nhi tiếp cận trực tiếp với tuần hoàn của mẹ để tiết hormone. Các hormone của nhau thai tràn ngập các hệ thống của mẹ và tác động lên các tế bào đích của mẹ để điều chỉnh sinh lý của mẹ theo hướng duy trì thai kỳ và đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của thai nhi. Thông qua mối quan hệ nội tiết này, thai nhi và người mẹ duy trì trạng thái cân bằng nội môi và cho phép thai nhi có thời gian cần thiết để tăng trưởng và phát triển chức năng. Các khiếm khuyết trong quá trình hình thành nhau thai, chức năng nhau thai, và những bất thường trong sản xuất hormone của nhau thai gây ra bệnh lý ở mẹ và trẻ sơ sinh, chẳng hạn như tiền sản giật đe dọa tính mạng và thai nhi chậm phát triển. Giai đoạn cuối của thai kỳ thường xảy ra thông qua quá trình chuyển dạ (parturition) và, trong hầu hết các trường hợp, tại một thời điểm, được gọi là đủ tháng (term), khi thai nhi đủ trưởng thành để sống sót như một trẻ sơ sinh. Thai kỳ đủ tháng ở người là từ tuần thứ 37 đến tuần thứ 42 hoàn thành của thai kỳ (tính từ ngày kinh cuối cùng). Sinh non (Preterm birth), được định nghĩa là dưới 37 tuần tuổi thai hoàn thành, là một vấn đề kinh tế xã hội lớn trên toàn thế giới, chiếm phần lớn tỷ lệ mắc bệnh và tử vong ở trẻ sơ sinh. Do đó, sự kiểm soát hormone của quá trình chuyển dạ—sao cho nó xảy ra đủ tháng—là một yếu tố quyết định chính đến sức khỏe của trẻ sơ sinh và sự thành công của thai kỳ. Chương này đề cập đến sự hiểu biết hiện tại về nội tiết học của thai kỳ và chuyển dạ từ quan điểm sức khỏe của thai nhi/nhau thai và quá trình cũng như thời điểm chuyển dạ, bao gồm cả những tiến bộ gần đây trong việc làm sáng tỏ di truyền học về độ dài thai kỳ và thời điểm sinh ở người. Cuộc thảo luận sẽ được mở đầu bằng một cái nhìn tổng quan theo bối cảnh về sinh học tiến hóa của thai kỳ và thời điểm sinh ở người. SỰ TIẾN HÓA CỦA THAI KỲ VÀ SINH NỞ Ở NGƯỜI Mang thai vừa là một sự kiện cá nhân giữa mẹ và bé, vừa là một mối quan tâm xã hội và sức khỏe cộng đồng, như được chứng minh bằng tỷ lệ tử vong ở trẻ sơ sinh và bà mẹ cao, ngay cả ở các nước phát triển như Hoa Kỳ. Mặc dù những tiến bộ khoa học đã cho phép chúng ta tìm hiểu về các nguyên nhân tiềm ẩn của sinh non và các biến chứng thai kỳ, điều quan trọng là phải nhìn lại, qua lăng kính tiến hóa, để hiểu đầy đủ hơn về quá trình mang thai và sinh nở. Tiến hóa tối ưu hóa sự thích nghi sinh sản qua các thế hệ—tối đa hóa việc truyền gen cho thế hệ tiếp theo. Mang thai và chuyển dạ là những sự kiện quan trọng trong quá trình sinh sản của các loài đẻ con, và do đó, chúng đã phải chịu áp lực chọn lọc mạnh mẽ trong quá trình tiến hóa. Những tiến bộ trong công nghệ di truyền cho phép kiểm tra sâu hơn về ảnh hưởng của động lực tiến hóa đối với thai kỳ—bao gồm tác động của di truyền và hormone đối với thụ thai, duy trì thai kỳ, và các yếu tố kích hoạt chuyển dạ. Cuối cùng, cấu trúc di truyền phản ánh sự chọn lọc tự nhiên và, do đó, các sự thích nghi tiến hóa có thể góp phần vào các biến chứng thai kỳ hiện tại, bởi vì cấu trúc di truyền hiện tại của người mẹ, hoặc thậm chí của em bé, có thể không lý tưởng cho các điều kiện môi trường hiện tại. Sự không phù hợp này có thể là lý do cho các bệnh của thai kỳ, chẳng hạn như tiền sản giật (preeclampsia) và đái tháo đường thai kỳ (gestational diabetes)—và, trên thực tế, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe trong suốt cuộc đời. “Không có gì trong sinh học có ý nghĩa ngoại trừ dưới ánh sáng của sự tiến hóa,” nhà di truyền học và sinh học tiến hóa Theodosius Dobzhansky đã nói. Khái niệm này chắc chắn được phản ánh trong sinh học so sánh về thai kỳ và chuyển dạ giữa các loài đẻ con. Điểm chung giữa các loài đẻ con là sự phát triển của thai nhi đòi hỏi một thời gian mang thai tối thiểu và một nguồn cung cấp chất dinh dưỡng để thai nhi đạt được sự trưởng thành chức năng cần thiết để sống sót như một trẻ sơ sinh. Các hệ cơ quan của thai nhi (đặc biệt là hệ hô hấp, thận và tiêu hóa) và các trục thần kinh-nội tiết (đặc biệt là hệ thống trục dưới đồi-tuyến yên-thượng thận (hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA) và tuyến giáp phải đủ phát triển khi sinh để trẻ sơ sinh có thể đạt được và duy trì cân bằng nội môi. Tương tự, sinh lý của người mẹ, đã được điều chỉnh để cung cấp cho thai kỳ, phải được chuẩn bị để nuôi dưỡng và bảo vệ trẻ sơ sinh. Một số quá trình là phổ biến (ví dụ, yêu cầu progesterone để thiết lập và duy trì thai kỳ; sự thúc đẩy trưởng thành cơ quan của thai nhi bởi glucocorticoid) đối với tất cả các loài, nhưng tồn tại những khác biệt tinh vi liên quan đến các áp lực chọn lọc cụ thể đối với các đặc điểm liên quan đến thai kỳ đã cải thiện hiệu quả sinh sản trong bối cảnh thói quen chung, môi trường sống và chiến lược sinh sản tổng thể. Nhìn nhận việc thụ thai qua lăng kính tiến hóa đặt ra câu hỏi: Tại sao hệ miễn dịch của người mẹ không tấn công thai nhi? Giả thuyết “nghịch lý viêm” cho rằng viêm có thể là một quá trình cần thiết đã tiến hóa để hỗ trợ việc làm tổ, thay vì tấn công thai nhi. Đây chỉ là một phần của trạng thái cân bằng phải được thiết lập trong một thai kỳ khỏe mạnh giữa nhu cầu của người mẹ và nhu cầu của thai nhi. Khái niệm này đã được mô tả là “đối thoại chéo”, “cuộc chiến giằng co”, hoặc “sự điều biến” quy định gen hoặc mạng lưới tế bào giữa mẹ và thai nhi. Nhịp điệu thường mâu thuẫn này giữa mẹ và thai nhi tiếp tục trong suốt thai kỳ, làm nổi bật nhu cầu dinh dưỡng và những biến động hormone phải được giữ cân bằng để một thai kỳ thành công có thể kéo dài đến đủ tháng. Các nghiên cứu gần đây về các tế bào riêng lẻ tại giao diện mẹ-thai đã xác định các tương tác điều hòa ở cấp độ tế bào giữa mẹ và thai nhi ngăn chặn các tế bào miễn dịch tấn công thai nhi. Qua lăng kính tiến hóa, tiền sản giật, ví dụ, có thể là kết quả của sự xâm lấn nông của nguyên bào nuôi và sự tái cấu trúc không đủ của động mạch xoắn—buộc thai nhi phải tăng lưu lượng máu của mẹ đến nhau thai bằng cách tăng sức cản mạch máu ngoại biên của mẹ và cung cấp lưu lượng máu lớn hơn đến giao diện thai nhi. Một “thế lưỡng nan sản khoa” khác được tạo ra bởi sự kết hợp của các đặc điểm encephalization: sự gia tăng khối lượng não so với khối lượng cơ thể là duy nhất ở các dòng họ hominid, và di chuyển bằng hai chân bắt buộc (obligate bipedalism). Di chuyển bằng hai chân đã tiến hóa từ 3 đến 5 triệu năm trước, dẫn đến sự gia tăng kích thước não của hominid, ước tính vào khoảng 1 triệu năm trước. Kích thước não người đã duy trì tương đối ổn định trong ít nhất 100.000 năm qua. Di chuyển bằng hai chân bắt buộc đòi hỏi những thay đổi trong giải phẫu xương chậu làm giảm kích thước của eo chậu. Điều này sẽ hạn chế mức độ encephalization trong tử cung và đòi hỏi quá trình chuyển dạ phải xảy ra trước khi đầu thai nhi trở nên lớn hơn eo chậu. Đặc điểm này dường như là duy nhất trong các dòng họ người. Không có loài linh trưởng nào khác phải đối mặt với mức độ bất tương xứng đầu-chậu (cephalopelvic disproportion) này, vì chúng có cácช่อง chậu lớn hơn đường kính đầu của thai nhi. Tuy nhiên, phụ nữ phải sinh ra một thai nhi có đầu to qua mộtช่อง chậu tương đối nhỏ. Điều này có nghĩa là thai nhi không thể phát triển quá lớn, nếu không sẽ có nguy cơ tử vong cho cả em bé và người mẹ. Chọn lọc tiến hóa của các dòng họ tổ tiên phải đã hoạt động để phát triển một độ dài thai kỳ tối ưu cho sự phát triển của thai nhi, đặc biệt là sự trưởng thành của phổi, trước khi chuyển dạ. Ngoài ra, nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra sự thay đổi về hình dạng của ống sinh theo vùng và tổ tiên. Lý thuyết tiến hóa nghiêm ngặt có thể suy đoán rằng ống sinh nên có hình dạng tương tự. Thay vào đó, công trình mới này cho thấy các lực lượng tiến hóa khác, chẳng hạn như sự trôi dạt di truyền, các mô hình di cư, hoặc thậm chí là sự thích nghi với khí hậu cũng có thể đã hoạt động. Các tác giả nghiên cứu Lia Betti và Andrea Manica cho rằng việc hiểu thấu đáo điều này có ý nghĩa đối với thực hành sản khoa trong các xã hội đa sắc tộc. Sự phát triển nhanh chóng của não thai nhi đòi hỏi năng lượng đáng kể, và do đó các đặc điểm làm tăng sự chuyển giao năng lượng từ mẹ sang thai nhi sẽ được ưa chuộng. Điều này có thể giải thích việc sản xuất placental lactogen và hormone tăng trưởng (GH) của nhau thai (placenta growth hormone) thúc đẩy sự đề kháng insulin của mẹ, cung cấp nhiều glucose hơn cho thai nhi tiêu thụ. Tuy nhiên, các đặc điểm có lợi cho sự phát triển não của thai nhi sẽ mâu thuẫn với vấn đề sinh ra một thai nhi có đầu to qua mộtช่อง chậu tương đối nhỏ. Vấn đề này có thể đã được giải quyết bằng cách thay đổi cơ chế định thời điểm chuyển dạ để rút ngắn thai kỳ, do đó tránh được “thế lưỡng nan sản khoa”. Các phân tích allometric (phân tích sự thay đổi tương đối của các bộ phận cơ thể) về tỷ lệ kích thước não…