Книги, научные публикации
Pages: | 1 | ... | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ... | 9 | под редакцией М.М.ДЕЙЛА, ДЖ.К.ФОРМЕНА Руководство по иммунофармакологии ПЕРЕВОД С АНГЛИЙСКОГО КАНД. МЕД. НАУК О.Г. ЯНОВСКОГО ПОД РЕДАКЦИЕЙ Д-РА МЕД. НАУК Б.СУТЕШЕВА МОСКВА "МЕДИЦИНА" 1998 УДК ...
-- [ Страница 6 ] --Простагландины серии Е, как и некоторые ниже).
препараты лейкоцитарных интерферонов, по давляют пролиферацию колониеформирую Распределение нейтрофилов щих единиц. Синтез и выделение двух противо положно направленных типов медиаторов, а именно КСФ и ПГЕ1 могут иметь важное Зрелые нейтрофилы могут поступать в цирку значение для регуляции миелопоэза. ляцию или храниться в костном мозге, что Предполагается, что зрелые гранулоциты по обеспечивает их резервный пул, составляющий принципу обратной связи оказывают нега- примерно 8-10 клеток (см. рис. 88). Резервный тивное влияние на гранулопоэз. В исследова- пул составляет приблизительно 50% клеток ниях in vitro зрелые клетки и(или) их продукты костного мозга. Нейтрофилы (около 1010) уменьшают образование КСФ у макрофагов и ежедневно выделяются в кровоток. Подсчитано, подавляют колониеобразование. Есть дан- что плотный орган с такой продукцией 212 Глава Рис. 87. Влияние рекомбинантного человеческого Г-КСФ на количество лейкоцитов в крови мышей.
Инъекции каждой дозы проводились 3 раза в день в течение 6 дней. Б-без введения;
И-инъекция препарата (растворитель:
сыворотка - солевой раствор). (По Metcalf, 1987.) клеток увеличивался бы на 50-100 г в день. но связывается с гранулоцитами после стадии В крови содержится примерно 6 х 1010 миелоцитов. Собственные клетки (меченые и нейтрофилов, половина из которых составляет реинфузированные) быстро распределяются в циркулирующий гранулоцитарный пул (ЦГП), а общем циркулирующем пуле нейтрофилов;
из остальные- маргинированный гранулоцитарный менение радиоактивности в крови отмечается пул (МГП). Нормальное содержание нейт- после построения экспоненциальной кривой с рофилов в крови-примерно 3500/мкл;
падение периодом полураспада 5,3 или 6,7 ч в разных ниже уровня 500 клеток/мкл обусловливает исследованиях. С другой стороны, Сг метит выраженную чувствительность к инфекции. все клетки крови, поэтому необходимо отделе Время полураспада нейтрофилов в цирку- ние нейтрофилов либо перед инфузией, либо в ляции определяется при измерении кинетики образцах, полученных для измерения. В ис клеток, меченных диизопропилфлюорофосфа- следованиях с использованием Сг отмечается 32 32 том, содержащим Р (ДФ Р), Н-тимиди-ном, продолжительность полужизни, равная 16 ч.
(3НТдн) 111радиоактивным хромом (51Сг) или Оба метода включают обработку нейтрофилов окисью I. ДФ 32Р достаточно селектив- in vitro, что может быть источником ошибок.
Лейкоцитоз Рис. 88. Образование и распределение гранулоцитов.
Стрелки, направленные вверх, указывают на усиление реакции, а направленные вниз-на ее подавление.
В некоторых работах не исключено также оп- изотоп вводился для мечения развивающихся ределенное влияние протеаз серина, которые клеток костного мозга одному из химерных могут изменять функцию нейтрофилов. ДФ 32Р телят-близнецов. При последовательном опре может инактивировать указанные ферменты, делении внутрисосудистой выживаемости ме влияя на распределение меченых клеток. ченых нейтрофилов у второго близнеца после Исследования с использованием 3НТдн не тре- временного установления перекрестного кро буют обработки нейтрофилов in vitro. При вообращения период полураспада составил 9,2 использовании тимидина, меченного тритием, 10,8 ч. В более недавнем исследовании (у 214 Глава человека) период полураспада реинфузирован- Какие же факторы участвуют в изменениях П ных гранулоцитов, меченных окисью I, со- распределения гранулоцитов?
ставил 5,0- 1,6 ч. Экспериментально показано, что введение Какова же окончательная судьба нейтрофи- адреналина вызывает лейкоцитоз, причем ко лов крови? Около 1010 клеток исчезает из личество нейтрофилов возрастает на 40-80% за организма в течение суток. Как полагают, они счет мобилизации МГП. В этом процессе мигрируют в ткани, не фиксируясь в каком-либо принимают участие Р-адренорецепторы, по определенном органе;
они не возвращаются в скольку инфузия пропранолола перед инъекци циркуляцию, покинув ее однажды. На ос- ей адреналина подавляет лейкоцитоз. Этот новании исследования беспатогенных мышей эффект может частично объясняться измене установлено, что нейтрофилы покидают кро- ниями перфузии соответствующего сосудисто веносное русло под действием хемотаксинов, го русла, поскольку in vitro показано, что при отсутствии которых клетки гибнут в сосу- прикрепление гранулоцитов к эндотелиальным дистом отсеке. Согласно другому предположе- клеткам, обработанным адреналином, проис нию, клетки гибнут в костном мозге. Оконча- ходит менее легко, чем в контроле, и что тельная судьба нейтрофилов точно пока не данный эффект подавляется пропранололом установлена. (10-5 М), но не фентоламином (10-5 М). Однако постулированный рецептор не был при этом детально охарактеризован. Данный эффект адреналина, вероятно, служит основой Увеличение числа нейтрофилов нейтрофилии при физической нагрузке и дру в крови- нейтрофильный лейкоцитоз, гих состояниях, сопровождающихся повышен или нейтрофилия ным выделением катехоламинов.
Главным медиатором, ответственным за лейкоцитоз при инфекциях, по-видимому, яв Содержание гранулоцитов в крови отражает ляются КСФ. Роль микроорганизма заключа состояние циркулирующего пула гранулоцитов, ется в следующем: эндотоксин грамотрица которое определяется балансом трех факторов:
тельных бактерий эффективно вызывает лей высвобождением из костного мозга, потерей в коцитоз;
так, инъекция 1 мкг/кг Salmonella тканях и маргинацией гранулоцитов крови.
abatus-equi приводит к 200% увеличению цир Количество нейтрофилов в крови может удваиваться в течение нескольких секунд бла- кулирующих нейтрофилов через 4-6 ч после первоначальной преходящей нейтропении. (Де годаря мобилизации маргинированных клеток.
тальное описание структуры эндотоксина дано За счет мобилизации резервного пула костного в главе 19.) Нейтрофилия обусловлена главным мозга количество нейтрофилов может быстро возрасти в 10 раз. Мобилизация из маргини- образом высвобождением клеток из костного рованного пула, которая приводит к умерен- мозга. Показано, что введение эндотоксина ному лейкоцитозу, наблюдается при ряде со- повышает активность КСФ в сыворотке (см.
выше), что свидетельствует об их ведущей стояний-при тяжелых физических нагрузках, роли в механизме увеличения продукции нейт судорогах, сильной боли, приступах рвоты.
рофилов.
Лейкоцитоз при инфекциях и воспалении определяется мобилизацией МГП и высвобож- Неясно, принимают ли участие в лейкоци дением из костного мозга. При продолжитель- тозе другие медиаторы организма, хотя такая ной инфекции дополнительно повышается об- возможность не исключается. Комплемент разование гранулоцитов в костном мозге, ко- обычно активируется во время воспалительной торое осуществляется за счет увеличения про- реакции, а фрагмент третьего комплемента СЗе-обладает лейкоцитиндуцирующей актив дукции клеток на стадии миелоцитов и более быстрого прохождения через постмитотиче- ностью;
он мобилизует лейкоциты из костного мозга и вызывает 2- 3-кратное увеличение цир ский пул. Этому предшествует лейкоцитоз в кулирующих нейтрофилов после его введения крови, который сопровождается увеличением кроликам (см. главу 19).
количества нейтрофилов в областях локального (или фокального) воспаления. Число накап- Лейкоцитозиндуцирующий фактор, или ак тивность, индуцирующая нейтрофилию (АИН), ливающихся локально клеток может во много раз превышать весь нормальный циркулирую- которая оказывает действие in vivo, обнаружена щий пул (увеличенное количество в крови от- в сыворотке у крыс после инъекции тифоидной вакцины, а также у людей при введении ражает транзит клеток в эти места).
Лейкоцитоз эндотоксина. АИН отличается от колониести- у крыс, поскольку ингибиторы белкового син мулирующего фактора, а ее образование связа- теза предупреждают этот эффект стероидов.
но с нейтропенией, вызываемой другими аген- Может иметь значение и то, что один из тами. Описан лейкоцитарный эндогенный ме- продуктов метаболизма арахидоната-лейкот диатор, образуемый воспалительными лейко- риен В4 - является очень сильным хемотакси цитами, но в настоящее время его относят к ческим агентом, а другой - простациклин - об интерлейкину-1 (см. главу 15). Показано, что он ладает выраженным ингибиторным влиянием на вызывает лейкоцитоз главным образом адгезию нейтрофилов к сосудистому эндотелию.
вследствие высвобождения нейтрофилов кост- Необходимо выяснить взаимоотношения всех ного мозга. Однако в недавних исследованиях этих факторов.
обнаружено, что этот медиатор стимулирует Нестероидные противовоспалительные пре фибробласты к продуцированию ГМ-КСФ, что параты - ацетилсалициловая кислота, фенилбу указывает на возможность непрямого действия. тазон и индометацин (см. главу 25)-уменьшают Значение этих факторов, а также детали аккумуляцию гранулоцитов в очагах участия КСФ в лейкоцитозе при инфекциях воспаления, но не оказывают существенного окончательно не установлены. влияния на уровень циркулирующих клеток.
Хотя роль эндогенных стероидов надпочеч ников в лейкоцитозе неизвестна, введение глю кокортикостероидов вызывает через 4- 5 ч уве личение количества нейтрофилов в крови, ко торое обусловлено не только повышенным их высвобождением из костного мозга, но и уменьшенным выходом из циркуляции. Это приводит к сокращению накопления клеток в очагах воспаления. При продолжительном введении глюкокортикоидов число нейтрофи лов в крови остается высоким в основном за счет второго фактора;
продукция клеток в костном мозге не изменяется. В механизме влияния глюкокортикостероидов на кинетику нейтрофилов необходимо определить вклад пептидного медиатра, который подавляет фос фолипазу А2, изменяя тем самым образование простаноидов и арахидоната (см. главы 10, и 24). Предварительные эксперименты показали, что синтез белка необходим для проявления влияния глюкокортикостероидов на акку муляцию нейтрофилов в очагах воспаления 21 Нервные механизмы воспаления дыхательных путей П.Дж. Барнес (P. J. Barnes) Растет количество данных, свидетельствующих нарушение функции вегетативной системы, ко об участии нервных механизмов в иммунофар- торое, как полагают, может вносить свой вклад макологических феноменах. Роль таких меха- в патогенез заболевания. Степень участия этих низмов представляется наиболее важной в от- нарушений, которые, возможно, предшествуют ношении астмы - клинического состояния осо- патологическим характеристикам астмы и бой значимости, патогенез которого до сих пор бронхиальной гиперреактивности, продолжает не вполне ясен. Однако общепризнано, что обсуждаться. Существуют убедительные астма сопровождается более или менее выра- доказательства того, что воспаление женной бронхиальной гиперреактивностью (т.е. дыхательных путей лежит в основе бронхиаль тенденцией к бронхоспазму и секреции в ответ ной реактивности, и в настоящее время немало на различные химические или физические усилий направлено на выяснение способности стимулы) и что приступ астмы часто имеет этой воспалительной реакции вызывать нару двухфазное развитие (немедленная и шения вегетативной регуляции или рецепто отсроченная фазы) (рис. 89, см. также главу 23). ров. Кроме того, нервные механизмы как та Недавно при астме выявлена сложная вос- ковые участвуют в воспалительном процессе палительная реакция стенок дыхательных путей, (рис. 90). Исследованы некоторые возможности участие которой оказывает модулирующее нарушения вегетативного контроля и (особенно влияние и на которую в свою очередь оказы- интенсивно) холинергические механизмы.
вают влияние нервные механизмы. Совсем недавно внимание исследователей Вегетативный нервный контроль дыхатель- было привлечено к возможной роли неадре ных путей, видимо, более сложен, чем это нергических нехолинергических механизмов представлялось раньше. При астме выявлено (НАНХ) в нормальном и патологическом кон троле функции дыхательных путей.
Рис. 89. Две фазы астмы, определяемой по изменению форсированного объема выдоха в 1 с (ФОВ) после ингаляции травяной пыльцы [Cockcroft- Lancet, 1983, i, 253].
Первая фаза отменяется агонистами B-адренорецепторов и теофиллином, а вторая подавляется глюкокортикоидами и предупреждается хромогликатом, теофиллином или кетотифеном.
Нервные механизмы воспаления дыхательных путей Нервы дыхательных путей МЕДИАТОРЫ Рис. 90. Предполагаемое взаимодействие медиаторов воспаления и вегетативной нервной системы дыхательных НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ путей.
Афферентные рецепторы спастического рефлекса. Возможна и некоторая избирательность каждого афферентного Медиаторы воспаления могут стимулировать рецептора к различным медиаторам. Так, гис афферентные рецепторы дыхательных путей тамин активирует преимущественно ирритант или, возможно, внелегочных структур. Уста- ные рецепторы, а брадикинин и простагланди новлено несколько типов афферентных рецеп- ны Е2 и 12 селективно стимулируют окончания торов, причем к заболеваниям дыхательных С-волокон. Стимуляция окончаний С-волокон путей более других имеют отношение миели- может обусловить не только возникновение низированные лирритантные рецепторы и не- холинергического рефлекторного бронхоспаз миелинизированные окончания С-волокон, ко- ма;
она способна привести к бронхоконстрик торые локализованы в эпителии дыхательных ции посредством активации аксональных или путей. Они могут стимулироваться медиатора- локальных рефлексов с выделением сенсорных ми, что приводит к возникновению бронхо- нейропептидов.
Рис. 91. Возможные взаимодействия медиаторов воспаления и холинергической нервной системы дыхательных путей.
Медиаторы могут оказывать пресинаптическое действие на холинергические нервы, способны подавлять тормозные симпатические эффекты или влиять на мускариновые рецепторы гладких мышц (М). Не исключено и постсинаптическое действие в результате активации медиаторных рецепторов гладких мышц. Кружки рецепторы к медиаторам, треугольники-мускариновые рецепторы.
СОКРАЩЕНИЕ 218 Глава Рис. 92. Холинергическая иннервация дыхательных путей.
Выделяющийся ацетилхолин активирует мускариновые рецепторы (М) гладких мышц и желез дыхательных путей.
Блуждающий нерв ЭФФЕРЕНТНЫЙ Железа Медиаторная клетка Холинергические механизмы короткие постганглионарные нервные волокна, ведущие к иннервируемым клеткам, которые в Имеется ряд данных, свидетельствующих об дыхательных путях представлены гладкими усилении холинергических систем при астме;
мышцами и подслизистыми железистыми предполагается существование нескольких ме- клетками. Ганглии дыхательных путей челове ханизмов, посредством которых медиаторы ка имеют и адренергическую иннервацию, что могут усиливать холинергические реакции (рис. подтверждается фактом адренергической мо 91). Холинергические эфферентные волокна дуляции холинергической нейропередачи. Ана блуждающего нерва осуществляют в основном логично этому некоторые нейропептиды, лока моторную иннервацию дыхательных путей лизующиеся в ганглиях, регулируют холинер человека. Холинергические нервы пере- гический тонус. Действительно, ганглии могут ключаются в ганглиях, расположенных в стен- функционировать как местные интегра-тивные ках дыхательных путей;
на уровне ганглиев, центры со сложными интегрирующими вероятно, также возможны сложные взаимо- функциями.
действия (рис. 92). Как показывают гистологические исследо вания, тучные клетки обнаруживаются в тес ном контакте с ганглиями, поэтому возникает Ганглии дыхательных путей предположение о модуляции нейропередачи Холинергические ганглии представляют собой воспалительными медиаторами;
однако под скопление 2-20 нейронов;
у человека они рас- тверждения этой гипотезы пока не получены. У полагаются в трахее и бронхах. От них отходят морских свинок, зараженных вирусом пара- Нервные механизмы воспаления дыхательных путей гриппа, развивается гиперреактивность, с тру- Холинергические рецепторы дом подавляющаяся дозой атропина, которая У больных астмой наблюдается повышенная достаточна для угнетения холинергического бронхоспастическая реакция на холинергиче тонуса и действие которой отменяется ган ские агонисты, что свидетельствует о повы глиоблокатором гексаметонием. Это свиде шенной холинергической чувствительности.
тельствует об усилении ганглионарной нейро Возможно, что медиаторы усиливают холинер передачи (вероятно, вследствие выделения ме гические эффекты на рецепторном уровне, за диатора) и о возможном участии нехолинерги счет увеличения плотности и аффинитета мус ческих возбуждающих механизмов. Не исклю кариновых рецепторов или посредством повы чено, что афферентные нервы могут снабжать шения эффективности связи лиганд-рецептор.
ганглии дыхательных путей, поэтому местные Повышение реактивности не подтверждается рефлексы могут осуществляться и без участия холинергическими агонистами, а дыхательные центральных структур.
пути гиперреактивны ко многим другим нерод ственным спазмогенам (см. выше). Это означа Эфферентные пути ет, что дефект специфических холинергических рецепторов не является наиболее вероятным В нормальных дыхательных путях поддержи объяснением бронхиальной гиперреактивности.
вается определенный холинергический тонус, Простагландин D2 усиливает бронхоспа поскольку антагонисты холинорецепторов вы стический эффект метахолина;
однако анало зывают бронходилатацию. Тонус связан с по гичное усиление определяется и в отношении стоянным выделением ацетилхолина термина гистамина, что свидетельствует о пострецеп лями двигательных нервов. Ингаляция инги торном механизме. Холинергические агонисты биторов холинэстеразы, например эдрофония облегчают выделение медиаторов сенсибили или пиридостигмина, которые предотвращают зированными легкими человека, что предпола разрушение выделившегося ацетилхолина, вы гает прямое действие холинергических нервов зывает бронхоконстрикцию у здоровых людей.
на тучные клетки.
У больных астмой усиленная бронхоспастиче ская реакция на эдрофоний свидетельствует либо о повышении активности блуждающего Адренергические механизмы нерва, либо об усилении реактивности гладких мышц в ответ на выделяемый ацетил-холин.
При астме описаны разнообразные нарушения Логично предположить, что холинергичес адренергической иннервации, но не определена кий тонус при астме повышается. Как уже их вторичность по отношению к воспалитель отмечалось выше, повышение тонуса может ным процессам. Данные о прямой симпатиче происходить в результате стимуляции аффе ской иннервации гладких мышц дыхательных рентных рецепторов, что ведет к рефлекторной путей человека отсутствуют, однако известно, холинергической бронхоконстрикции. Кроме что адренергические нервы могут модулировать того, возможно облегчение проведения в эф холинергическую передачу (рис. 93;
см. также ферентных холинергических путях, увеличе рис. 91). Многие медиаторы оказывают ние количества холинорецепторов или повы тормозящее действие на адренергические нервы шение эффективности сопряжения в холино через пресинаптические рецепторы, ослабляя рецепторе.
таким образом ингибиторный эффект ад Для изучения влияния медиаторов воспале ренергических нервов и, в конце концов, повы ния на холинергическую передачу проведено шая холинергический тонус.
немного исследований, что отчасти объясня ется трудностями определения ацетилхолина, выделяемого холинергическими нервами дыха- Циркулирующие катехоламины тельных путей.
У собак серотонин и аналог тромбоксана У больных астмой эндогенный адреналин иг облегчают выделение ацетилхолина, усиливая рает важную роль в защите от бронхоконст бронхоспастический эффект стимуляции холи- рикторных влияний. Существуют данные о на нергических нервов. Существование подобного рушении секреции адреналина при астме и не механизма облегчения у человека пока не ус- способности увеличения адреналина во время тановлено. бронхоспазма. Однако природа этого дефекта до сих пор не определена.
220 Глава Рис. 93. Адренергический контроль дыхательных путей.
Норадреналин выделяется симпатическими нервами, а адреналин-мозговым веществом надпочечников. Катехоламины действуют на Р адренорецепторы (темные кружки) и а адренорецепторы (светлые кружки) клеток мишеней.
нергическои терапии показывает, что какой B-Адренорецепторы либо генерализованный дефект функции р-ре B-Адренорецепторы располагаются на многих цепторов является или небольшим, или не клетках дыхательных путей, в том числе на имеющим важного значения.
тучных клетках (см. рис. 93). B2-Агонисты явля- На модели астмы у морских свинок наблю ются сильными стимуляторами тучных клеток, дается уменьшение плотности легочных р-ре причем представлены косвенные доказательства цепторов;
но, поскольку это уменьшение не тонического ингибиторного действия адре- сопровождается каким-либо нарушением сти налина на выделение медиаторов тучных кле- муляции аденилатциклазы изопреналином, оно ток. Многочисленные исследования посвящены вряд ли может иметь функциональное изучению нарушений функций р-рецепторов значение. У морских свинок, вакцинированных при астме. Szentivanyi предположил, что дефект Haemophilus influenzae, отмечается снижение Р Р-рецепторов лежит в основе астмы и ато-пии, реактивности дыхательных путей, которое однако это кажется наименее вероятным, сопровождается уменьшением количества B поскольку р-блокаторы не оказывают какого- адренорецепторов в легких и дыхательных пу либо влияния на функцию дыхательных путей тях. Неясно, связано ли это с выделением или на их реактивность у здоровых людей. По медиаторов;
однако не исключена возмож поводу возможного существования дефектов ность, что в некоторых случаях воспалитель функции Р-рецепторов, которые при астме вто- ные медиаторы уменьшают количество Р-адре ричны, до сих пор нет какой-либо определен- норецепторов или процессы связывания. Ради ности;
проведенные исследования дают проти- калы кислорода, выделяемые альвеолярными воречивые результаты. Оценка эффектов адре- макрофагами, уменьшают р-рецепторные от- Нервные механизмы воспаления дыхательных путей веты дыхательных путей морских свинок, а например антигистаминной активностью. Спе фактор активации тромбоцитов снижает плот- цифический и селективный а1-блокатор празо ность B-рецепторов на мембранах клеток го- зин не обладает бронхорасширяющим дейст ловного мозга. Подавление фосфолипазы А2 вием и не влияет на бронхоспазм, вызванный кортикостероидами повышает экспрессию B- гистамином, но имеет протективный эффект при рецепторов;
ввиду этого не исключено, что бронхоспазме, вызванном физической на активация ФЛА2, ведущая к образованию про- грузкой. Однако последнее действие может дуктов циклооксигеназы или липоксигеназы, быть связано с изменением кровотока в бронхах может в свою очередь обусловить угнетение (предупреждение охлаждения дыхательных функции Р-рецепторов. Взаимосвязь медиато- путей), а не с действием на гладкие мышцы ров воспаления и функций Р-рецепторов требу- дыхательных путей. Хотя роль а-адренорецеп ет дальнейшего изучения. торов в патогенезе астмы остается неопреде ленной, она не является решающей, и трудно объяснить, каким образом активируются а-ад а-Адренорецепторы ренорецепторы, поскольку прямая адренерги Бронхосуживающие а-адренорецепторы описа- ческая иннервация отсутствует, а циркулирую ны у многих видов, в том числе у человека. По щие катехоламины обладают бронхорасширя имеющимся данным, при астме могут быть ющим действием.
усилены а-адренергические реакции. Дыхатель ные пути, которые в нормальных условиях in Неадренергические нехолинергические vitro не сокращаются под действием а-агони стов, приобретают эту способность при астме, механизмы что предполагает демаскировку рецепторов при заболевании дыхательных путей. В дыха- Кроме классических холинергических и адре тельных путях собак также не выявляется а-ад- нергических нервных путей, регуляция тонуса ренергического сокращения, однако в присут- бронхов и секреции может осуществляться (по ствии гистамина или серотонина а-агонисты недавно полученным данным), НАНХ нервами вызывают заметный сократительный эффект дыхательных путей. Хотя нейротрансмиттеры (т.е. воспалительные медиаторы могут вклю- этой системы окончательно не определены, чать адренергические реакции). Это не связа- растет количество данных в пользу возможного но с изменениями а-адренорецепторов, что ус- участия нейропептидов. Многие нейропеп-тиды тановлено при измерении связывания, поэтому в настоящее время идентифицированы в предполагаются пострецепторные феномены. дыхательных путях человека, хотя их значение в При экспериментальной бронхиальной астме у физиологии и при патологии до сих пор не морских свинок отмечается заметное увели- определено (отчасти ввиду недостаточной чение легочных а-адренорецепторов, возмож- доступности специфических антагонистов). Ка но, вследствие действия воспалительных ме- жется вполне вероятным участие некоторых диаторов, поскольку аналогичные изменения нейропептидов в воспалительных реакциях ды плотности а-рецепторов обнаруживаются после хательных путей.
введения гистамина.
Кажется вполне возможным, что воспаление Неадренергические ингибиторные нервы усиливает а-адренергические реакции, а по вышенная реактивность вносит свой вклад в Неадренергическая бронходилатация наблюда бронхоспазм при астме. а-Агонисты действи- ется в дыхательных путях человека in vitro, и, тельно вызывают бронхоспазм у больных аст- поскольку это служит свидетельством сущест мой (в отличие от здоровых людей) даже в вования единственного тормозящего пути (при отсутствие блокады р-адренорецепторов;
это отсутствии симпатической иннервации), данный может быть отражением неспецифической ги- факт вызвал большой интерес. Возможно, что перреактивности. а-Антагонисты, тимоксамин дефект данного нервного пути вносит вклад в и фентоламин, расширяют бронхи и защищают бронхиальную гиперреактивность. Хотя их от некоторых провоцирующих агентов. первоначально предполагалось, что нейро Однако эти эффекты необязательно связаны с передатчиком может быть пурин, например а-адренорецепторным антагонизмом, по- аденозин или АТФ, доказательств этого пока скольку лекарственные препараты обладают и нет. Более вероятно, что нейропередатчиком другими фармакологическими эффектами, служит вазоактивный интестинальный пептид 222 Глава Рис. 94. Предполагаемое нарушение ВИП ергического контроля при астме.
Вазоактивный интестинальный пептид (ВИП) и родственный ему гистидинметионин-пептид (ГМП) могут разрушаться под действием ферментов, выделяемых клетками воспаления, что ведет к усилению холинергических сократительных эффектов.
(ВИП), который является нейропередатчиком в ВИП и ГМП, вероятно, сосуществуют с аце кишечнике. тилхолином в нервах дыхательных путей и имеют функциональное отношение к холинер гическому контролю. ВИП противодействует ВИП бронхоконстрикторному эффекту ацетилхоли В дыхательных путях человека ВИП распола- на и служит тормозом для холинергических гается в двигательных нервах, которыми снаб- нервов. При астме клетки воспаления в дыха жены гладкие мышцы дыхательных путей, со- тельных путях выделяют ряд ферментов (про теаз и пептидаз), которые вызывают быструю суды бронхов и железы подслизистого слоя.
ВИП и родственные ему пептиды (гистидинме- деградацию ВИП и ГМП (рис. 94). Так, тучные тионинпептид- ГМП) являются мощными ре- клетки человеческих легких выделяют трипта зу, инактивирующую ВИП. Это значит, что лаксантами бронхов человека (почти в 50 раз модулирующее влияние ВИП на активность сильнее изопреналина;
хотя возможно, что холинергических нервов снижается, что приво более сильные эндогенные бронходилататоры еще не описаны), которые вызывают неадре- дит к усилению бронхоконстрикции (см. рис.
94).
нергическое расслабление. В эксперименте на животных показано, что ВМП выделяется при стимуляции неадренергических нервов, а анти Сенсорные нейропептиды тела к ВИП и развитие толерантности к ВИП вызывают снижение эффекта. Иннервация ВИП Вещество Р (ВП) локализуется в немиели наблюдается главным образом в крупных низированных сенсорных нервах дыхательных дыхательных путях, что согласуется с от- путей некоторых видов, в том числе у человека.
сутствием неадренергических ингибиторных ВП оказывает влияние на функции дыха эффектов и реакции на ВИП в мелких дыха- тельных путей, вызывая сокращение гладких тельных путях, в которых, по данным радио- мышц, усиливая секрецию слизи, повышая автографии, отсутствуют и рецепторы к ВИП.
Нервные механизмы воспаления дыхательных путей Рис. 95. Аксон-рефлекс при астме.
В результате_активации обнаженных окончаний Сенсорных нервов могут выделяться сенсорные нейропептиды, такие как вещество Р (ВР), нейрокинины (НК) и пептид, родственный по гену с кальцитонином (ПРГК), которые и вызывают астматическую патологию.
проницаемость небольших сосудов и экссуда- ры, отличные от рецепторов для ВП. Один из цию плазмы. По крайней мере в коже ВП них-нейрокинин А-является гораздо более способствует высвобождению продуктов туч- сильным спазмогеном дыхательных путей че ных клеток и может быть фактором хемотак- ловека, чем ВП. Новый пептид, обнаруженный сиса клеток воспаления. Все это свидетельст- при альтернативном тканевом процессинге гена вует о возможном участии ВП в патофизиоло- кальцитонина и названный пептидом, свя гии астмы, а также о нейрогенной природе занным с геном кальцитонина (ПСГК), выявлен некоторых воспалительных изменений дыха- в сенсорных нервах дыхательных путей, причем тельных путей. он локализуется вместе с ВП. ПСГК является Недавно из дыхательных путей млекопита- очень сильным бронхоконстрикто-ром in vitro, а ющих были выделены другие тахикинины (ВП- также мощным вазодилата-тором.
подобные пептиды), действующие на рецепто- 224 Глава Аксон-рефлексы можно предположить, что защитный эффект данной группы препаратов связан с действием Образование волдырей и покраснение кожи в на аксон-рефлекс через подавление выделения ответ на повреждение тканей является нейро сенсорных нейропептидов.
генным процессом, причем ВП принимает в нем участие через аксон-рефлекс. Сходные аксон Заключение рефлексы найдены в кишечнике;
вероятно, они будут обнаружены и в дыхательных путях, Растет число данных, свидетельствующих о которые имеют общее эмбриональное проис влиянии медиаторов воспаления на вегетатив хождение с кишечником. При астме, даже при ный нервный контроль дыхательных путей при относительно легком ее течении, выявлено по астме. Они могут проявляться на нескольких вреждение эпителия. При повреждении обна уровнях: на уровне активации афферентных жаются окончания афферентных нервов, кото рецепторов, выделения нейротрансмиттеров, рые активируются медиаторами воспаления.
рецепторов вегетативной нервной системы и их Окончания немиелинизированиых С-волокон сопряжения с эффекторными механизмами.
избирательно активируются брадикинином, Пока получено мало информации о значимости медиатором, образующимся из высокомолеку этих механизмов в физиологии дыхательных лярного кининогена в плазме под действием путей человека, а также при астме. Кроме того, ферментов, выделяющихся клетками воспаления нервные механизмы могут влиять на выделение (в том числе тучными клетками). Брадикинин- медиаторов и воспаление. Секреция тучных сильный бронхоконстриктор при астме, однако клеток модулируется факторами вегетативной он не действует на нормальные дыхательные нервной системы и нейропептидами, а пути, a in vitro вызывает лишь незначительные нейрогенное воспаление через аксон-рефлекс сокращения дыхательных путей человека. У или ганглионарный рефлекс может вносить животных брадикинин вызывает выделение свой вклад в патогенез астмы и бронхиальной сенсорных нейропептидов из немиели гиперреактивности.
низированиых нервов;
именно таким образом при астме брадикинин может стимулировать обнаженные окончания нервов дыхательных путей, вызывая выделение сенсорных нейро пептидов в результате аксон-рефлекса (рис. 95).
Это приводит к бронхоспазму, секреции слизи, экссудации плазмы и отеку бронхов. Возможно, что местные механизмы или аксон-рефлексы вносят свой вклад в воспаление дыхательных путей при астме. Ввиду эффективной блокады бронхоспастических эффектов брадикинина хромогликатом и недохромилом Часть Влияние лекарственных препаратов на воспаление и иммунный ответ 22 Экспериментальные модели для отбора лекарственных препаратов, влияющих на реакции воспаления и гиперсенситивности А. Д. Седжвик, Д. А. Виллоубай (A. D. Sedgwick, D. A. Willoughby) При поиске и разработке новых лекарственных На практике экспериментаторы используют средств в настоящее время трудно обойтись без набор различных животных моделей для выяс экспериментальных моделей. Это справедливо нения тех или иных специфических вопросов.
также для фармакологии воспаления и Сделав заключение о неадекватности моде гиперсенситивности. Воспаление является слож- лей воспаления in vitro, читатель должен иметь ным, многофакторным процессом, в котором в виду, что в настоящее время не существует принимают участие как микроциркуляция, так и моделей, полностью соответствующих воспа многие факторы, вовлекающиеся в микро- лительным заболеваниям человека. Сегодня мы циркуляцию. Большое количество химических не располагаем адекватными моделями медиаторов вовлекается в контроль воспаления, хронического воспаления и все, чего мы можем но точные механизмы их действия остаются достигнуть с помощью набора доступных тес неясными. Вероятно, когда-нибудь мы придем к тов, - это предопределить и оценить активность более глубокому пониманию воспалительных новых соединений, но не их побочных эффек процессов и получим возможность продвигаться тов. Животные модели заболевания у лабора вперед, используя эксперименты in vitro, но торных животных или других видов не могут пока мы еще далеки от такого уровня знаний. заменить клинические исследования.
Слово модель может иметь несколько значений. Во-первых, модель может быть точ Классификации воспалительных ной копией, изготовленной или в натуральную реакций величину, или в уменьшенном масштабе. Аль тернативно модель может представлять собой упрощенную систему, используемую для изу- Поскольку воспалительная реакция является чения сложных процессов. Животные модели слишком сложным процессом, было бы целе относятся к последнему случаю. Иммуно- сообразно разделить ее на несколько типов. На фармакологи нуждаются в упрощенной системе рис. 96 представлена простая классификация in vivo для исследования терапевтических воспаления. Разделение на острое и хрониче средств. ское воспаление имеет важное значение при Идеальная животная модель должна отве- разработке или интерпретации животных мо чать нескольким основным требованиям. делей. Для гистолога острое воспаление опре 1. Модель должна обеспечивать детальное деляется наличием полиморфно-ядерных лей исследование и количественное определение тех коцитов (см. главу 3). Хроническое воспаление, или иных параметров. Для воспаления весьма напротив, характеризуется наличием мононук важно, чтобы клинические наблюдения (отек, леарных клеток (макрофагов и лимфоцитов) накопление клеток, боль и жар) коррелировали с (см. главы 6 и 7). Таким образом, для имму биохимическими измерениями, например с нофармаколога желательно иметь животные концентрациями химических медиаторов. модели, позволяющие регистрировать лекар 2. Модель должна быть воспроизводимой и ственные эффекты в отдельных клеточных по обеспечивать выполнение достаточного ко- пуляциях.
личества экспериментов для статистического Воспаление, которое в своих внешних про анализа. явлениях всегда одинаково, может быть ре 3. Система должна обеспечивать определе- зультатом активации многих различных хими ние небольших количеств веществ, синтезируе- ческих медиаторных систем (см. часть 2). Клас мых биохимиками. сификация должна охватывать разные типы инициации. С этой целью используются два типа воспаления: иммунный и неиммунный.
Экспериментальные модели для тестирования Рис. 96. Классификация воспалительного процесса.
Модели неиммунного острого таких как кротоновое масло, или (при использовании морских свинок) ультрафиолетовым облучением. Хотя эти модели воспаления используются достаточно широко, они имеют определенные недостатки. Во-первых, кожу необходимо Разработано несколько моделей Кожное тестирование острого вое- брить или депилировать перед аппликацией паления кожи.
Воспалительная реакция вызы- раздражителя, что само по себе может вызвать вается местной аппликацией раздражителей, некоторое раздражение. Во-вторых, кожные Рис. 97. Индукция экспериментального отека лапы у крыс.
Количественное измерение 228 Глава Рис. 98. Индукция экспериментального плеврита у крыс.
тесты зависят от измерения толщины кожи личественно оценивался объемом вытесненной (индурация) и эритемы (субъективно, но коли- ртути, что определялось потенциометром (рис.
чественно определяют измерением диаметра), 97).
которое трудно объективизировать. Сделаны В ряде исследований при анализе отека попытки перфузировать кожу в подобных мо- задней лапы отмечено, что реакция зависит от делях, но технически это оказалось трудно- активации системы комплемента (см. главу 12).
выполнимым. Что касается кожного тестиро- Так, истощение комплемента вызывает сильное вания в целом, недостатки здесь превалируют подавление реакции. Отек развивается в над достоинствами, поэтому данные модели результате последовательного выделения становятся все менее популярными. фармакологических медиаторов- гистамина, 5 окситриптамина, кинина и простагландинов (см. главы 9, 10, 13). При использовании этой Отек задней лапы крыс модели важно регистрировать действие потен Отек или опухоль является кардинальным при- циальных противовоспалительных веществ в знаком острого воспаления. Действие на отек определенные периоды развития отека. При относится к важным параметрам при оценке раннем введении можно выявить антигиста веществ, потенциально активных при остром минный препарат, несколько позднее-кинино воспалении. Первоначально отек лапы крыс вый антагонист. Идеально лапу следует изме индуцировался подкожным введением 0,1 мл рять в нескольких временных точках, но обяза 1% раствора каррагенана в подошвенную по- тельно на 3-4-й час, поскольку при этом учи верхность правой задней лапы. Отек, который тывается участие всех химических медиаторов.
достигал максимума примерно через 6 ч, ко- Данный тест имеет исключительно важное зна- Экспериментальные модели для тестирования чение для определения ингибиторов циклоок сигеназы (см. главу 25). Интересно отметить, что в практику он был введен при разработке индометацина.
Модель отека задней лапы крыс остается наиболее признанным тестом при определении противовоспалительной активности. У данной системы имеется ряд преимуществ перед дру гими моделями. Главные ее достоинства удобство и воспроизводимость.
Используя одну группу крыс, можно опре делить развитие отека во времени, что снижает стоимость исследования. Наибольшим неудоб ством модели является сложность количест венного определения. Лапа отекает вследствие введения раздражителя, поэтому при заверше нии измерений невозможно исследовать клетки и их изменения под действием лекарственных препаратов. Клеточный компонент может быть определен на гистологических срезах, что требует значительных затрат времени. Время, ч Рис. 99. Накопление клеток и образование экссудата в Экспериментальный плеврит плевральной полости после введения каррагенана.
Введение раздражающих веществ в закрытые полости тела приводит к образованию жидкого экссудата с большим содержанием клеток.
результаты как в отношении объема экссудата, Первоначально использовалась брюшная по так и при подсчете клеток (рис. 99). В течение лость, однако ее обширные размеры и при ряда лет использовались различные ирритан-ты, сутствие желудочно-кишечного тракта затруд включая терпентин (к его недостаткам няют количественное определение объема жид относится разрушение мигрирующих лейкоци кости и ее состава. Наиболее подходящей по тов) и каррагенан. Каррагенановый плеврит лостью для изучения воспалительной реакции обеспечивает выделение гистамина, 5-окси оказалась плевральная полость.
триптамина, кининов и простагландинов.
Экспериментальный плеврит в течение мно Экспериментальные модели плеврита поз гих лет использовался для изучения воспали воляют выявить ингибиторы циклооксигеназы, тельных реакций, а не для поиска противовос такие как классические нестероидные проти палительных веществ. В последние 15 лет мо вовоспалительные препараты и новые двойные дель стали широко использовать фармакологи.
блокаторы, подавляющие циклооксигеназ-ные и В данной системе ирритант вводят в плев липоксигеназные ферменты, например BW755C.
ральную полость крыс. Обычно кожу на одной Однако эту систему нельзя использовать для стороне грудной клетки оттягивают и лезвием определения медленно действующих скальпеля делают разрез над III и IV ребрами.
препаратов или препаратов, модифицирующих С помощью толстой иглы 0,1 мл раздражаю заболевание, таких как D-пеницилламин (см.
щего вещества (обычно каррагенана) вводят в главу 31), левамизол или золото (см. главу 32), плевральную полость (рис. 98). Для получения которые обладают терапевтической актив экссудата без примеси крови вновь исполь ностью при лечении хронических воспалений зуется толстая игла. При загрязнении экссудата суставов. Напротив, эти вещества потенцируют кровью его следует отбросить. Исследуемое воспалительную реакцию в данной системе.
соединение вводят перед внутриплевральной Возможным ирритантом, вызывающим инъекцией ирританта. Животных забивают че воспаление, наиболее близкое к клиническому, рез 4 или 24 ч, удаляют экссудат, измеряют его является кальций-пирофосфатдигидрат объем, а также проводят общий и дифференци (КПФДГ). Его кристаллы вызывают неиммун рованный подсчет клеток. В опытных руках ную реакцию. Причиной их выбора в качестве система дает исключительно воспроизводимые ирританта является их обнаружение в суставах больных хондрокальцинозом или псевдо- 16- 230 Глава подагрой. В отличие от каррагенана действие КПФДГ не зависит от системы комплемента, однако медиаторы выделяются в той же после довательности. Ответ на стероидные и несте роидные препараты сравним с ответом на мо дели каррагенанового плеврита. К достоинствам данной системы следует отнести тот факт, что сравнение полученных данных с результатами каррагенанового теста позволяет дать заключение о действии препаратов на систему комплемента. Препараты, подавляющие вос паление, зависимое от комплемента, неактивны в отношении плеврита, вызванного КПФДГ.
Предполагается, что в моделях плеврита можно определять стероидные и нестероидные препараты по их действию на 24-часовое по вреждение. Однако это предположение следует подтвердить.
К достоинствам модели плеврита относятся ее легкая объективизация и доступность как экссудата для биохимического анализа, так и клеток для морфологического исследования.
Недостатком модели является необходимость подготовки группы животных для каждого временного интервала, что представляет слож ность для оператора и повышает стоимость эксперимента.
Шестидневный воздушный пузырь Первоначально Ганс Селье показал, что введе ние воздуха в дорсальную поверхность крыс приводит к образованию полости, в которой можно изучать воспаление. С тех пор обнару Рис. 100. Индукция воспаления в 6-дневном воздушном жено, что воздушный пузырь можно использо пузыре.
вать в качестве модели острого воспаления через 6 дней после его образования. При этом методе анестезированной крысе вводят 20 мл дневный воздушный пузырь непригоден для воздуха в дорсальную поверхность. Через 3 дня изучения острого воспаления.
для поддержания полости в неспавшемся К достоинствам данной системы относится состоянии вводят дополнительно 10 мл воздуха, возможность прямого определения соединений а через 6 дней после первого введения воздуха в для лечения синовитов, а недостатками явля полость вводят раздражающее вещество.
ются большая затрата времени для получения Необходимо именно 6 дней для развития самого воздушного пузыря и необходимость структур, выстилающих полость. Выстилающая адаптации животных.
структура, состоящая из макрофагов и фибробластов, обладает некоторым сходством с Имплантация полиэфирной губки синовиальной тканью, выстилающей полость сустава. Развитие этой выстилающей структуры В ряде исследований для моделирования ост позволяет определить реакцию на ирритан-ты в рого воспаления используются кусочки поли течение 24 ч. Как и в плевральной полости, в эфирной губки, которые имплантируются кры воздушном пузыре образуется бесклеточный сам подкожно. У анестезированных животных экссудат, который можно оценить ко делают разрез на вентральной или дорсальной личественно и качественно (рис. 100). Одно- поверхности. Губку грубо рассекают, смачива ют ирритантом (каррагенаном) и помещают Экспериментальные модели для тестирования в разрез, который закрывают зажимом Michel. Реакция Артюса Через разные интервалы времени губку удаля Реакция Артюса, которая является реакцией ют, а клетки и экссудат получают простым иммунных комплексов, оригинально описана в выжиманием или обработкой раствором трип коже;
однако наиболее эффективно она про сина.
является в плевральной полости. На крысах Данная модель успешно использовалась для используется обратная пассивная реакция изучения изменений концентрации эйкоза Артюса. Кроликов иммунизируют бычьим сы ноидов при остром воспалении. В то же время вороточным альбумином и полученные анти у нее есть ряд недостатков по сравнению с тела тщательно очищают. Наиболее важно экспериментальным плевритом. Во-первых, очистить гамма-глобулиновую фракцию анти губка вызывает реакцию чужеродного тела БСА. Внутриплевральное введение крысам совместно с эффектом ирритантного соедине цельной кроличьей сыворотки вызывает обра ния, поэтому триггерный механизм воспаления зование экссудата, обогащенного полиморфно представляется слишком сложным. Более того, ядерными клетками. Для индукции обратной выжимание губки может привести к искусст пассивной реакции Артюса крысам внутривенно венному образованию медиаторов. Кроме того, вводят БСА, а спустя 20 мин внутриплев-рально данная модель не позволяет определять объем вводят 0,2 мл БСА. Через 6 ч наблюдается экссудата.
максимальное образование экссудата, который Разные группы исследователей используют достигает объема 2 мл и представляет собой губки разных размеров, что затрудняет срав жидкость, обогащенную белком, с большим нение полученных результатов. Кроме того, в количеством полиморфно-ядерных лейкоцитов.
некоторых лабораториях имплантируют не Затем реакция быстро затухает. Данный метод сколько губок одному животному, чтобы уве хорошо воспроизводим;
могут быть определены личить размер образца. В этом случае остается внеклеточные и внутриклеточные медиаторы.
открытым вопрос об определении размера раз Реакция почти полностью подавляется при дражения, поскольку воспаление одной обла истощении периферического гемолитического сти влияет на воспаление в другой.
комплемента фактором яда кобры. Интересно, Несмотря на все эти недостатки, губка очень что в данной модели только стероиды могут эффективна для определения блокаторов значительно уменьшать воспаление;
циклооксигеназы, а также двойных блокаторов.
нестероидные противовоспалительные Как и в модели плеврита, в данной системе не препараты активностью не обладают.
определяются вещества, модифицирующие заболевание.
Неиммунное хроническое воспаление Модели иммунного острого воспаления Хлопковая гранулема Локальная реакция Шварцмана - Кусочки хлопка одинакового веса, свернутые в местное воспаление кожи форме зуба, подкожно имплантируют крысам на вентральную или дорсальную поверхность.
Иммунная кожная реакция индуцируется у кро- Хлопок вместе со сформировавшейся ликов или у морских свинок внутрикожной гранулемой удаляют через 7 дней и определяют инъекцией эндотоксина (см. главу 19) после влажный и сухой вес. В этой модели учиты внутривенного введения эквивалентной дозы вается ряд аспектов хронического воспаления, препарата. Максимальная интенсивность реак- так как она представлена фибробластами, мак ции наблюдается между 4-м и 24-м часом после рофагами и вновь образованными кровенос инъекции. В исследованиях показано участие в ными сосудами. Хотя модель определяется как реакции альтернативного пути активации неиммунный неспецифический тип воспале комплемента (см. главу 12). В результате ния, в ней, очевидно, присутствует иммунный реакции появляется эритематозная индурация, компонент. Если экстрактом гранулематозной которую (как и все кожные реакции) трудно ткани в адъюванте Фрейнда проиммунизиро измерить количественно. В связи с этим лишь вать крыс, то имплантация сенсибилизирован немногие работы выполнены на фармакологи- ным животным кусочков хлопка приводит к ческой модификации этой модели. значительному увеличению объема образуе- 232 Глава.мой гранулематозной ткани. Показано, что продукты гранулематозной ткани потенциально антигенны и, возможно, действуют, как эндогенный антиген. Выявлено значительное уменьшение реакции на кусочки хлопка при неонатальной тимэктомии, что свидетельствует о представлении в ней иммунного компонента Т-клетками. В данной системе определяются нестероидные противовоспалительные пре параты и стероиды, причем последние активны в очень низких дозах. Метод прост в выполне нии, но требует введения исследуемых веществ в течение 7 дней, что не всегда желательно при поиске новых соединений, доступных только в малых количествах. В этом тесте выявляется влияние веществ на миграцию и пролиферацию клеток;
к его недостаткам следует отнести необходимость детального гистологического исследования.
Шестидневный воздушный пузырь Рис. 101. Клеточное накопление и образование экссудата в плевральной полости у морской свинки после введения туберкулина.
Выше уже был описан 6-дневный воздушный пузырь, используемый для изучения острого воспаления. Эта модель наиболее пригодна и для исследования хронического воспаления, а очищенного белка туберкулезных бацилл. В именно-синовита. Ввиду его размеров большое плевральной полости реакция развивается мед количество каррагенана или другого ирри-танта ленно, достигая максимума через 18-24 ч после вводят в полость и измеряют развивающееся инъекции. При типичной реакции через 6 ч воспаление. Первоначально доминируют после введения очищенного белка образуется полиморфно-ядерные клетки, которые сме 0,5 мл экссудата, а к 18-му часу-5 мл;
затем няются преимущественно мононуклеарными реакция медленно затухает, и к 48-72-му часу популяциями. Применяя в качестве ирританта плевральная полость возвращается к исходно каррагенан, с помощью нестероидных проти му состоянию. Экссудат содержит много кле вовоспалительных препаратов можно подавить ток, в основном мононуклеарного типа (рис.
клеточную и экссудативную реакцию. В 101).
последнее время распространение получила В отличие от реакции Артюса туберкулино модификация, при которой в 6-дневный пузырь вая реакция почти не вызывает выделения вносится хрящ. Есть надежда, что подобная гистамина в плевральную полость, зато в уме модификация поможет фармакологам в поиске ренном количестве выделяется 5-окситрипта веществ, предупреждающих эрозию твердых мин. Содержание простагландинов достигает тканей при артритах.
максимума примерно к 12-му часу, что по времени близко к пику воспалительной реак ции.
Иммунное хроническое воспаление Почти тотальное удаление периферическо го комплемента не влияет на развитие кле Клеточно-опосредованный точных и сосудистых реакций.
экспериментальный плеврит Клеточно-опосредованные иммунные реак ции могут также индуцироваться в плевраль У крыс и морских свинок могут быть инду ной полости крыс при введении вакцины Вог цированы клеточно-опосредованные воспали detella pertussis. Крысам, сенсибилизированным тельные реакции. Морских свинок сенсибили коклюшной вакциной в неполном адъю-ванте зируют полным адъювантом Фрейнда. Спустя Фрейнда, внутриплеврально вводят раз 2,5-4 нед сенсибилизированным животным решающую дозу той же вакцины. Это приводит внутриплеврально вводят разрешающую дозу к образованию экссудата (максимум при- Экспериментальные модели для тестирования ходится на 48-й час), причем в нем домини- суставов. Затухание сильного воспаления про руют мононуклеарные клетки. исходит через 30-40 дней.
Интересно, что данная модель является од- Другие вещества, такие как небольшие ной из тех немногих, где показано подавление фрагменты стенки клеток микобактерий и воспаления D-пеницилламином, индометаци- мурамилдипептид, могут индуцировать забо ном и левамизолом. Введение до сенсибилиза- левание при введении эмульсии, приготовлен ции и продолжение терапии этими тремя пре- ной на неполном адъюванте Фрейнда, под кожу паратами во время развития воспаления вызы- стопы. СР-20961[N,N-диоктадецил-N',N-бис(2 вает подавление реакции. С другой стороны, оксиэтил)-пропаредиамин] - неиммунный введение D-пеницилламина и левамизола од- синтетический адъювант, суспендированный в новременно с разрешающей дозой антигена парафиновом масле, может индуцировать хро усиливает реакцию, а введение индометацина нический артрит, аналогичный наблюдаемому ее подавляет. Таким образом, остается нере- при введении других адъювантов.
шенной проблема выбора модели, способной Животными выбора являются 13-30-дневные давать позитивные результаты с разными крысы. Адъювантные артриты различаются у группами клинически используемых препара- разных линий, и наиболее удобными являются тов для лечения артрита. инбредные крысы Льюис.
Этиология адъювантного артрита неизвест на, но косвенные данные свидетельствуют о Реакция смешанной гиперсенситивности в наличии неидентифицированных антигенов, шестидневном воздушном пузыре которые, активируясь, усиливают Т-клеточный Смешанные реакции гиперсенситивности мо- иммунитет и вызывают воспаление в тканях гут быть индуцированы в 6-дневном воздуш- сустава. Это также подтверждается фактом ном пузыре с помощью вакцины Bordetella переноса заболевания сенсибилизированными pertussis. Крыс сенсибилизируют коклюшной лимфоцитами.
вакциной в неполном адъюванте Фрейнда, а Роль простагландинов установлена при вы спустя 6 дней на дорсальной поверхности жи- явлении чувствительности модели к ингибито вотных формируют воздушный пузырь. На 6-й рам циклооксигеназного пути метаболизма день развития воздушного пузыря или на 12-й арахидоновой кислоты. Воспаление, индуциро день сенсибилизации в его полость вводят ванное адъювантами, также эффективно по коклюшную вакцину. Реакция начинается с давляется стероидами. Действие других препа проникновения полиморфно-ядерных клеток, а ратов в значительной степени зависит от дозо затем мононуклеарных клеток. Эйкозанои-ды, вого режима. Белки острой фазы, например простагландин Е2 и лейкотриен В4 опре- аггликопротеин, используются в качестве био деляются в экссудате вплоть до 13-го дня после логического маркера воспаления, индуциро введения разражителя. Блокаторы циклоокси- ванного адъювантами. Данный показатель геназы способны подавлять эту реакцию, a D- снижается при применении нестероидных про пеницилламин обладает потенцирующим дей- тивовоспалительных препаратов и стероидов.
ствием. Дексаметазон полностью подавляет реакцию.
Артриты крыс, вызванные коллагеном II типа Адъювантный артрит Данная модель основана на использовании Основной моделью адъювантного артрита яв- нативного коллагена II типа, полученного из ляется введение убитых прогреванием Myco- эмбрионов цыплят или человека и тщательно bacterium tuberculosis, суспендированных в эмульгированного в неполном адъюванте жидком парафиновом или минеральном масле, Фрейнда. Эмульсию вводят внутрикожно в не в заднюю лапу или в хвостовую кость. После сколько мест или подкожно в заднюю лапу или инъекции указанного материала в лапу в тече- хвост. Коллагениндуцированные артриты также ние 3 дней развивается неспецифический вос- зависят от линии используемых животных.
палительный отек, который сменяется имму- Появление артритов наблюдается через 12- нологически индуцированным отеком другой дней после разрешающей инъекции, а пик раз лапы, в которую ничего не вводили. Между 16- вития воспаления приходится на 21-28-й день м и 30-м днем наблюдается максимальный после сенсибилизации коллагеном. Воспаление отек, приводящий к срастанию поверхностей 234 Глава остается на одном уровне или постепенно сустава вызывают моноартрит. Хронические уменьшается с 28-го по 50-й день. воспалительные реакции индуцируются лишь Точный механизм развития коллагенового многократными инъекциями.
артрита неясен, но поскольку в нем участвует процесс иммунизации потенциальными ауто антигенами (коллаген II типа), то представля ется вероятным, что в заболевании важную роль играет иммунитет к нативным коллагено-вым молекулам. Артриты, вызванные коллагеном II типа, успешно подавляются нестероидными противовоспалительными препаратами и стероидами.
Моносуставные артриты Каррагенан, зимозан и многие другие раздра жающие вещества при введении в полость 23 Хромогликат Дж. К. Формен, Ф. Л. Пирс (J. С. Foreman, F. L. Pearce) Разработка и клинические тов, эффективно применяемых при астме (на пример, от B2-адреномиметиков и кортикосте эффекты хромогликата роидов), отсутствием действия при использо Использование хромогликата как антиаллер вании после введения антигена, тогда как по гического препарата было начато в Великобри следние эффективны после антигена.
тании в 1967 г. Препарат (рис. 102) разработан Хромогликат эффективен при некоторых на основе хромона (келлина), выделенного из аллергических заболеваниях, отличных от аст семян восточно-средиземноморского растения мы, например при аллергическом рините, ато Amni visnaga. Келлин обладает сосудорасши пических заболеваниях глаз. Он также эффек ряющим действием и расслабляет гладкие тивен при формах астмы, не имеющих аллер мышцы, но его применение ограничено ввиду гической основы, включая астму, индуциро побочных токсических эффектов. Хромогликат ванную физической нагрузкой, и неатопиче служит примером препарата, действие которого скую или криптогенную астму. Активность было открыто при использовании у людей, а не хромогликата не зависит от аллергии к какому в результате рациональной экспериментальной либо особому антигену. Показано, что хро работы на животных моделях. Анти могликат предупреждает как аллергическую астматический эффект хромогликата был об астму, опосредованную классическим взаимо наружен Altounyan, который ввел себе препарат действием IgE- антиген (см. главу 2), так и аст во время астматического приступа, вызванного му, опосредованную взаимодействием IgG ингаляцией пыльцевых антигенов, к которым антиген.
он был сенсибилизирован. Ингаляция 20 мг хромогликата обеспечивает 90% защиты от Астма и клиническая фармакология вызываемой антигеном обструкции дыха тельных путей, если препарат принимается за 2 хромогликата ч до антигена. Эффективность препарата Неотъемлемой характеристикой всех больных уменьшается по мере увеличения промежутка астмой является гиперреактивность дыхатель времени между его приемом и введением анти ных путей как к специфической стимуляции гена, но даже при увеличении этого промежут антиген/антитело, так и к неспецифическим ка до 18 ч некоторая активность лекарства стимулам, включая химические соединения сохраняется.
(например, гистамин, метахолин и двуокись Хромогликат не всасывается после приема серы), а также к охлаждению.
внутрь и эффективен только при попадании на Бронхиальная провокация аллергеном у слизистую оболочку бронхов при ингаляции.
больных аллергической астмой вызывает Хромогликат отличается от других препара- бронхоконстрикцию, обычно определяемую как снижение объема форсированного выдоха за 1 с (OBФ1);
причем эта реакция может быть двухфазной (рис. 103). Реакция на аллерген с немедленным началом и разрешением через 1- ч сменяется в некоторых случаях поздней реакцией, начинающейся через 4-6 ч после провокации аллергеном и длящейся несколько часов. Хромогликат предупреждает как немед ленную, так и позднюю реакции (см. рис. 103).
Общепринято, что немедленная реакция вызывается медиаторами, выделяемыми туч- Рис. 102. Структура хромогликата.
236 Глава Рис. 103. Влияние хромогликата на раннюю и позднюю фазы бронхиальной реакции у больного с аллергией к домашним полевым клещам.
ными и другими клетками. Механизм поздней при гипервентиляции, сопровождающей на реакции и ее взаимоотношения с ранней реак- грузку. Величина этого эффекта зависит от цией пока непонятны. У некоторых больных природы, интенсивности и длительности на выявляется только поздняя или только ранняя грузки, т. е., в конце концов, от частоты и глу реакция, поэтому невозможно утверждать, что бины вентиляции, а также от температуры и события немедленной реакции необходимы для влажности вдыхаемого воздуха. Механизм, формирования поздней. Возможно, что посредством которого охлаждение дыхательных медиаторы обеих реакций образуются во время путей вызывает бронхоспазм, неизвестен.
поступления аллергена. Одни медиаторы, Возможно, что охлаждение гиперреактивных например гистамин (см. главу 9) и метаболиты дыхательных путей само по себе вызывает арахидоната (см. главу 10), вызывают немед- сокращение гладких мышц за счет прямой или ленные эффекты, а другие, такие как ФАТ, непрямой стимуляции сенсорных рецепторов и обладают отсроченным действием. Проявления последующей активации суживающих реф немедленной или поздней реакции опре- лексов блуждающего нерва. Альтернативно деляются количествами каждого типа медиа- охлаждение может приводить к выделению из тора, образованным любым данным стимулом. тучных клеток таких медиаторов, как гистамин, Как будет сказано ниже, получены дока- что наблюдается при холодовой крапивнице.
зательства того, что хромогликат предупреж- Дополнительно к охлаждению при испарении дает выделение медиаторов, вызывающих не- потеря воды со слизистой оболочки бронхов медленную реакцию (гистамин), но это не может привести к образованию гипер означает, что он предупреждает выделение ме- осмолярной среды в тканях, что либо прямо диаторов поздней реакции. Есть данные, что вызовет выделение медиаторов, либо усилит хромогликат отменяет некоторые эффекты ФАТ реакцию дыхательных путей на иммунную сти (см. главу 16). Таким образом, противо- муляцию тучных клеток легких.
астматическое действие хромогликата может При астме, индуцированной физической на складываться из нескольких механизмов. грузкой, как у больных с аллергической формой Ингаляция хромогликата в настоящее время заболевания, так и у астматиков-неаллергиков принята в качестве надежного метода лечения отмечается выделение в плазму медиаторов астмы, индуцированной физической нагрузкой. тучных клеток-гистамина и хемотаксиче-ского Одним из важных начальных событий при фактора нейтрофилов (см. главу 11). Выявлена данном виде астмы является сужение бронхов корреляция между временем появления этих вследствие охлаждения дыхательных путей. медиаторов и развитием бронхоспаз-ма, а также Оно возникает в результате увеличенной потери между их концентрацией и силой бронхоспазма.
тепла и латентного тепла испарения Лечение таких больных хромо- Хромогликат гликатом перед нагрузкой предупреждает как ном. Этот эффект был детально изучен на развитие бронхоконстрикции, так и выделение собаках, у которых при анестезии хлоралозой указанных медиаторов. Отсюда сделано за- ингаляция гистамина приводила к выраженному ключение, что действие хромогликата связано повышению сопротивления дыхательных путей.
с предупреждением выделения медиаторов туч- Данный эффект индуцируется также прямой ными клетками;
однако имеются сообщения об электрической стимуляцией эфферентных индуцированной физической нагрузкой астме, вагусных нервов и подавляется охлаждением приступы которой не сопровождаются увели- блуждающего нерва до возникновения блока чением в плазме гистамина;
но и в этом случае проводимости. Более того, хромогликат заболевание можно было предупредить хромо- ослабляет бронхоконстрикцию, вызванную ги гликатом. стамином, но не действует на бронхоспазм, Выше отмечалось, что хромогликат обладает обусловленный прямой электрической стиму разными механизмами действия на немед- ляцией вагуса. Сначала это действие препарата ленную и позднюю фазы астматической брон- связывали с десенситизацией ирритантных ре хоконстрикции. Более того, выявлена дивер- цепторов легких. Аналогичный механизм пред гентность кривых доза-эффект для хромо- лагается для объяснения защитного действия гликата как профилактического средства при хромогликата при бронхоспазме, вызванном бронхоконстрикции, вызванной антигеном, и двуокисью серы у людей. Однако электрофи при астме, индуцированной двуокисью серы. зиологическая регистрация с одиночных воло Это также свидетельствует в пользу того, что кон, идущих от ирритантных рецепторов легких хромогликат действует посредством разных у собак, не выявила какого-либо влияния механизмов в зависимости от природы стимула хромогликата ни на фоновые разряды, ни на (специфический, аллергический или неспе- разряды, индуцированные гистамином. Напро цифический). тив, препарат повышает скорость разрядов Важно отметить, что хромогликат не об- рецепторов, расположенных в эндокарде левого ладает бронхорасширяющей, противовоспали- желудочка сердца собак. На этом основании тельной или антихолинергической активно- утверждается, что ирритантные легочные ре стью. Он также не является антагонистом ги- цепторы у собак, которые стимулируются гис стамина или других медиаторов острых аллер- тамином (а возможно, и другими стимулами), гических реакций. Помимо возможного влия- вызывают бронхоспазм, а рецепторы левого ния хромогликата на выделение медиаторов желудочка, чувствительные к хромогликату, предполагается (по данным последних иссле- подавляют их рефлекторное действие. Пока дований) его действие на нервные механизмы, неясен механизм, посредством которого акти принимающие участие в астме. вация последних рецепторов предупреждает или Действие основного констрикторного меха- отменяет бронхоконстрикцию. Вероятно, низма в дыхательных путях обеспечивается повышенная активность рецепторов левого же холинергической парасимпатической нервной лудочка подавляет активность центральной системой. Дыхательные пути человека получа- нервной системы, которая связана с рефлек ют обильную холинергическую иннервацию торными бронхоконстрикторными механизмами через блуждающий нерв, синапсы эфферентных в стволе мозга.
волокон которого находятся в ганглиях, лока- В более поздних исследованиях определя лизующихся в стенках дыхательных путей. лось действие хромогликата на волокна миели Электрическая стимуляция блуждающего нерва низированных афферентных нервов (С-волок у животных вызывает сужение просвета брон- на), связанных с чувствительными нервными хов, которое частично блокируется мускарино- окончаниями в легких собак. Стимуляция этих вым антагонистом атропином или ганглио- окончаний капсаицином вызывает рефлектор блокатором гексаметонием. Среди бронхоле- ную бронхоконстрикцию, а хромогликат по гочных афферентных волокон, проходящих в давляет возбуждение. Возможно, что хромо блуждающем нерве, находятся волокна, иду- гликат подавляет рефлекторные бронхоконст щие от ирритантных рецепторов эпителия тра- рикторные реакции, возникающие при стиму хеи и бронхов. Эти рецепторы стимулируются ляции С-волокон или соответствующих чувст гистамином и, возможно, другими медиатора- вительных рецепторов в легких человека. Не ми анафилаксии и вызывают рефлекторную зависимо от точных механизмов данного про бронхоконстрикцию, которая блокируется пе- цесса, кажется вполне вероятным, что превен ресечением блуждающего нерва или атропи- тивное действие хромогликата при астмати- 238 Глава ческих реакциях на неспецифические стимулы в данной системе отмечена активность других, опосредуется нейрофизиологическими механиз- более сильных хромогликатоподобных препа мами. ратов. Причина такого несоответствия непо Таким образом, обсуждается в основном нятна и, возможно, связана с условиями им профилактика хромогликатом бронхоспазма, мунизации экспериментальных животных. Не вызванного специфическими или неспецифиче- смотря на эти различия, совершенно очевидно, скими стимулами. Как уже отмечалось, ведущей что изучение дыхательных функций на экспе патологией при астме является гиперре- риментальной модели приматов- наиболее до активность дыхательных путей к различным ступное и адекватное исследование для опре агентам. В связи с этим возникает вопрос, каким деления потенциальной антиастматической ак образом хромогликат изменяет реактивность тивности соединений. Ввиду технических труд дыхательных путей. Здесь могут рас- ностей и высокой стоимости эксперимента с сматриваться как влияние хромогликата на использованием приматов вряд ли можно счи выделение медиаторов, так и его действие на тать данную систему пригодной для начально нервные пути. Существуют сведения о том, что го скрининга новых антиастматических препа хромогликат снижает чувствительность дыха- ратов.
тельных путей к гистамину, но, поскольку он не Для изучения дыхательной анафилаксии обладает активностью антагониста гиста- широко используются морские свинки и крысы.
миновых рецепторов, предполагается, что его У крыс после активной или пассивной действие связано с уменьшением реактивности сенсибилизации определяется бронхоконстрик дыхательных путей. Эта идея должна быть ция. В последней системе хромогликат, как рассмотрена критически, так как не во всех правило, более эффективен в предупреждении исследованиях получены результаты, подтвер- повышения резистентности дыхательных путей ждающие ее правильность. и оказывает довольно слабое действие у актив но сенсибилизированных животных. Причины этого не вполне понятны, но они могут отра Исследование механизма действия жать различия механизмов, участвующих в хромогликата на экспериментальных развитии бронхоконстрикции в обоих случаях.
моделях in vivo В отличие от крыс влияние хромогликата на анафилактическую бронхоконстрикцию у мор Уникальная превентивная активность хромо- ских свинок менее выражено. В первых иссле гликата в отношении аллергической астмы дованиях было обнаружено, что хромон в по первоначально была выявлена у человека. По- добной системе неэффективен. В более поздних добный подход не может быть использован для работах препарат в определенных условиях поиска новых препаратов, поэтому для таких частично ослаблял реакции, опосредованные целей разработан ряд животных моделей. IgE-антителами, но не влиял на реакции, опо средованные IgG. Сниженная активность хро могликата в данной системе почти наверняка Респираторная анафилаксия отражает видовую и тканевую специфичность Респираторная анафилаксия у человекообраз- хромона. Тучные клетки морских свинок ока зались достаточно рефрактерными к данному ных приматов служит моделью бронхиальной астмы человека. Обезьяны, сенсибилизирован- соединению. Аналогично этому, препарат не ные к антигену Ascaris, реагируют на после- предупреждает острой системой анафилаксии у телят, сенсибилизированных сывороткой ло дующую ингаляцию аэрозольного антигена шади, причем легкие у телят являются главным выраженным ухудшением некоторых функций легких - скорости потока воздуха, объема ды- шоковым органом. Препарат обладает слабым и хания, транслегочного давления, общего легоч- непостоянным действием на респираторные ного сопротивления и динамической податли- реакции у собак.
вости легких.
Вызванные антигеном нарушения легочных Пассивная перитонеальная анафилаксия у функций у сенсибилизированных обезьян в том крыс же исследовании ослаблялись хромогликатом.
Для создания данной модели сначала произво Однако эти результаты не были подтверждены дят пассивную сенсибилизацию тучных клеток всеми последующими исследованиями, хотя перитонеальной полости крыс внутрибрюшин- Хромогликат ной инъекцией IgE-антител. Последующее вве- Затем животное забивают и удаляют кожу дение соответствующего антигена приводит к спины для исследования подкожного слоя.
высвобождению медиаторов тучных клеток, Экстравазация маркера устанавливается путем таких как гистамин и леикотриены. После об- определения диаметра отечных поражений или наружения этих веществ в перитонеальной при экстракции с последующим спектрофото жидкости их стали использовать как показатель метрическим определением красителя. Альтер активации тучных клеток. Затем метод нативно экстравазацию можно определить с модифицировали, вводя внутривенно животным помощью радиоактивного высокомолекуляр маркер (краситель) перед внутрибрюшин-ным ного маркера. Исследуемые препараты обычно введением антигена. Последующее попадание вводят внутривенно или (когда возможно) пе красителя в перитонеальную полость может рорально вместе с антигеном и маркером.
использоваться как показатель воспаления в Хромогликат относится к очень сильным и брюшной полости. Инъекция хромогли-ката эффективным ингибиторам реакций ПКА (у непосредственно перед нагрузкой антигеном крыс), опосредованных гомологичными IgE почти полностью подавляет выделение антителами. Как и в других системах тести гистамина и несколько уменьшает проникнове- рования, активность препарата варьирует в об ние красителя, а также выделение лейкотрие- ратной зависимости от силы анафилактической нов. Основной трудностью в интерпретации реакции, но оптимальные концентрации результатов является изменение концентрации хромогликата могут полностью отменять ре выделившихся медиаторов, которое определя- акцию. Однако кожные реакции, опосредован ется не только скоростью их выделения, но и ные IgG-антителами, труднее подавляются скоростью их удаления из брюшной полости данными соединениями. Как и в моделях in вследствие абсорбции и метаболизма. Тем не vitro, активность хромогликата в модели ПКА менее данный метод дополнительно позволяет крыс резко снижается, если антиген и препарат оценить действие препаратов на воспаление в не вводят одновременно. Этот эффект связан с брюшной полости в результате активации генуинной тахифилаксией, поскольку вторая тучных клеток. Экстравазация серозной жид- доза хромона, введенная одновременно с анти кости в просвет бронхов больных астмой вносит геном, не подавляет реакции. Другие антиал определенный вклад в патогенез заболевания, лергические препараты могут обладать подоб поэтому препараты, влияющие на данный ными тахифилактическими свойствами, а также процесс, могут иметь клиническую ценность. перекрестной реактивностью с хромоглика-том, Однако степень достоверности, с которой ак- т. е. первая доза одного соединения может тивность препаратов, подавляющих перитоне- подавлять активность последующей дозы вто альную анафилаксию у крыс, прогнозирует рого соединения. Определение перекрестной подобную активность у человека, достаточно тахифилаксии с хромогликатом принято в ка ограничена. честве критерия оценки сходства механизма действия с хромоном исследуемого соединения и может свидетельствовать о потенциальной Пассивная кожная анафилаксия антиастматической активности.
Опосредованные IgE реакции пассивной кож- На первый взгляд, модель реакции ПКА ной анафилаксии (ПКА), особенно у крыс, крыс имеет много явных преимуществ в каче очень широко используются для первичного стве скрининговой модели антиаллергических скрининга антиаллергических соединений. В соединений. Она быстровыполнима, проста, и с этой модели воспалительные медиаторы, вы- ее помощью можно исследовать большое свобождаемые в результате реакции гиперсен- количество препаратов. Однако метод зависит ситивности немедленного типа в коже, вызы- от способности исследуемых соединений по вают локальное повышение проницаемости ка- давлять дегрануляцию тучных клеток кожи пилляров. Ее измерение позволяет установить крыс. Учитывая гетерогенность реакций тучных интенсивность кожной анафилактической реак- клеток на антиаллергические соединения, ции. В модели обязательно используются внут- трудно предопределить надежность экстрапо рикожное введение соответствующего количе- ляции результатов, полученных в данной моде ства IgE-антител. После латентного периода ли, на человека. Эта точка зрения будет де (24-72 ч), в течение которого наблюдается сен- тально обсуждаться ниже, здесь же в под сибилизация тучных клеток кожи, животному тверждение специфичности действия препарата внутривенно вводят смесь антигена и маркера. следует отметить, что хромогликат не по- 240 Глава давляет кожные анафилактические реакции in та подавляют выделение гистамина тучными vivo у коров, морских свинок, людей, обезьян, клетками, стимулированными антигеном, но не мышей и кроликов. Если другие препараты влияют на высвобождение медиатора под обладают аналогичной специфичностью, то этот действием кальциевого ионофора А23187 (см.
эффект может весьма серьезно ограничивать главу 2). Эти данные свидетельствуют о том, целесообразность любой экспериментальной что хромогликат подавляет выделение гиста модели при прогнозировании антиастма- мина, нарушая антигениндуцированный вход тической активности соединений у людей. кальция в тучные клетки, что и было показано для хромогликата, доксантразола (родственный препарат) и дибутирила цАМФ. Активность Исследование механизма действия указанных соединений как ингибиторов хромогликата in vitro транспорта кальция была такой же, как и инги биторов выделения гистамина.
Данная гипотеза представляется слишком Подавление выделения гистамина простой: ведь если выделение гистамина туч тучными клетками ными клетками индуцируется ионофором А23187, то ЕС50 хромогликата для его подав Перитонеальные тучные клетки крыс активно ления составляет 300 мкМ, а при использовании используются для изучения механизма действия в качестве стимула антигена и соединения хромогликата по следующим причинам: во 48/80- 10 мкМ. Кроме того, против механизма первых, выделение гистамина тучными клетками действия хромогликата, направленного на пре рассматривается как основная часть патогенеза дупреждение изменений потоков кальция, при астмы;
во-вторых, перитонеальные тучные водятся данные о блокировании хромоглика клетки крыс могут служить типичным примером том выделения гистамина под действием сти изолированных тучных клеток, относительно мулов, не зависящих от внеклеточного кальция.
легко получаемых в очищенном виде. Однако Однако это не является обязательным условием.
обнаружение гетерогенности тучных клеток (см.
Установлено, что выделение гистамина главу 2) предполагает, что перитонеальные тучными клетками зависит от возрастания тучные клетки крыс не всегда являются внутриклеточной концентрации ионизиро идеальной моделью тучных клеток легких ванного кальция (см. главу 2). Кальций имеет человека. Кроме того, накапливается все больше либо внеклеточное происхождение, либо вы данных о том, что роль тучных клеток в свобождается из внутриклеточного депо. Не патогенезе астмы не столь значительна, как это исключено, что транспорт кальция через кле представлялось раньше. Тем не менее показано, точную мембрану или через мембраны внут что хромогликат подавляет выделение ренних депо одинаков, поэтому хромогликат медиаторов из тучных клеток человека как in может нарушать оба процесса одним и тем же vitro, так и in vivo, а исследования на механизмом, например фосфорилированием перитонеальных тучных клетках крыс и особых белков (см. ниже). Без всякого сомне крысиных клетках базофильного лейкоза в на ния, хромогликат подавляет выделение гис стоящее время позволяют получать наиболее тамина тучными клетками, которое индуциру полную информацию о механизме действия ется ионофором, но этот факт сам по себе не хромогликата на клеточном уровне.
отрицает возможного наличия разных меха Хромогликат (1-100 мкМ) вызывает дозо низмов влияния хромогликата на транспорт зависимое подавление выделения гистамина кальция в тучных клетках и на некоторые перитонеальными тучными клетками, стиму другие биохимические события, относящиеся к лированными реакцией антиген-антитело или потоку кальция и происходящие более дис соединением 48/80. Степень подавления выде тально в секреторном механизме.
ления гистамина под действием соединения 48/80, которая достигается при использовании хромогликата, при низком уровне стимуляции Тахифилаксия явно выше, чем при высоком. Хромогликат эффективен при его добавлении к тучным клет- При изучении хромогликата как ингибитора кам одновременно с антигеном;
предваритель- выделения гистамина тучными клетками отме чено, что препарат более эффективен при его ная преинкубация клеток с препаратом снижает использовании одновременно со стимулятором эффект. По данным некоторых исследований, процесса. Данный факт не совсем обычен, определенные концентрации хромоглика- Хромогликат поскольку многим препаратам для проявления ной хромогликату клинической антиастматиче их максимального ингибиторного эффекта тре- ской активностью. Это свидетельствует о том, буется предварительная инкубация с тканью. что действие хромогликата и данных веществ на Для хромогликата установлена обратная зави- тучные клетки крыс имеет мало общего с симость: сила подавления выделения гистами- клинической эффективностью препарата.
на уменьшаетсяс увеличением времени пре- Механизм тахифилаксии хромогликата не инкубации с препаратом перед добавлением ясен;
известно, однако, что она не обусловлена стимулятора. Это также контрастирует с кли- инактивацией препарата. Предполагается, что ническими наблюдениями при использовании хромогликат подавляет выделение гистамина, хромогликата, который активен при введении за вызывая образование компонента, опосредую 2 и 18 ч до провокации бронхиальной астмы щего ингибирование. В этом случае тахифи антигеном. На крысиных тучных клетках по- лаксия должна отражать истощение этого эн давление хромогликатом выделения гистамина догенного компонента, несмотря на присутствие уменьшается в пределах преинкубационного препарата на его рецепторе. Одним из времени 0-10 мин. При внесении хромогликата кандидатов на роль эндогенного компонента, за 20 мин до стимуляции регистрируется лишь образование которого вызывается хромогли 75% эффекта, получаемого при внесении катом, является фосфорилированный белок (см.
препарата одновременно со стимулом. При ниже);
в таком случае тахифилаксия отражает преинкубации клеток с препаратом более 20 автоматическую дефосфориляцию белка в мин ингибиторный эффект хромогликата вновь клетке в присутствии хромогликата.
возрастает. Таким образом, минимальный ингибиторный эффект наблюдается в про Влияние на транспорт кальция:
межутке преинкубационного времени 10- хромогликатсвязывающий белок мин. Интересно, что точно такой же феномен наблюдается при использовании хромогликата В настоящее время получены убедительные для подавления выделения гистамина из доказательства индукции выделения гистамина фрагментов легких крыс или при ингибиро- клетками под действием возрастающих кон вании пассивной кожной анафилаксии в коже центраций ионизированного кальция в цитозо крыс. Уменьшение ингибиторного действия ле после взаимодействия антигена с мембран хромогликата при увеличении времени преин- ным IgE (см. главу 2). Увеличение концентра кубации с тканями перед стимуляцией не свя- ции обеспечивается, по крайней мере частично, зано с захватом, метаболизмом или другой перемещением внеклеточного кальция во внут инактивацией препарата, поскольку дополни- риклеточный отсек. Как полагают, кальций тельное внесение препарата в момент стимуля- перемещается по мембранным каналам, которые ции тканей не вызывает усиления ингибиторно- открываются при взаимодействии антигена и го эффекта или отмены тахифилаксии, вызван- IgE на поверхности мембраны. Одна из ранних ной преинкубацией. Тахифилаксия, индуциро- гипотез о механизме действия хромогликата ванная хромогликатом, зависит и от концент- заключается в том, что препарат предупреждает рации препарата: более высокие концентрации вход кальция в тучные клетки, вызывают и более сильную тахифилаксию.
стимулированные взаимодействием антиген После открытия хромогликата было разра- IgE. В качестве доказательства приводятся ботано множество препаратов, подавляющих данные исследований, в которых хромогликат выделение гистамина тучными клетками in vitro предупреждает захват Са тучными клетками, и пассивную кожную анафилаксию. Примером стимулированными взаимодействием антиген- подобных соединений могут служить IgE;
причем активность препарата в отношении доксантразол и буфролин. Показано, что не- захвата Са сравнима с активностью препарата которые из этих соединений обладают пере- как ингибитора секреции гистамина этими крестной тахифилаксией с хромогликатом, что клетками.
указывает на общие механизмы их действия, а В последующем было показано, что хромо именно подавление выделения гистамина гликат в органических растворителях образует тучными клетками. Интересно, что флавоноид комплексы с двухвалентными катионами, кверцетин, являющийся ингибитором выделе- включая Mg, Ca, Sn, Ba, Zn и Мп. Эти комп ния гистамина, также обнаруживает перекрест- лексы образуются за счет электростатического ную тахифилаксию с хромогликатом. К сожа- взаимодействия двух карбоксильных групп лению, эти препараты не обладают аналогич- хромогликата с двумя положительными заря- 242 Глава дами двухвалентных ионов со стохиометрией го свободного кальция. Данные варианты кле 1:1. Однако захват кальция хромогликатом не ток неспособны захватывать Са при стиму объясняет его активности как ингибитора вы- ляции реакцией антиген- IgE на мембране, где деления гистамина по двум причинам: а) хро- не выявляется белок, связывающий хромогли могликат подавляет выделение гистамина в кат. Поэтому был сделан вывод о том, что микромолярной концентрации в присутствии хромогликатный рецептор мембраны представ миллимолярной концентрации внеклеточного ляет собой транспортный белок кальция, кото кальция;
б) у тучных клеток, обработанных рый необходим для выделения гистамина при хромогликатом, а затем отмытых от него, стимуляции антиген- IgE. Соответственно хро сохраняется подавление выделения гистамина. могликат подавляет выделение гистамина, на Показано, что хромогликат подавляет выделе- рушая транспортную функцию этого белка в ние гистамина посредством механизма, вклю- отношении кальция.
чающего взаимодействие препарата и ионов Дополнительные подтверждения гипотезы о кальция с мембранным белком. Для изучения роли белка, связывающего хромогликат, по связывания хромогликата с базофильными лучены при слиянии очищенного хромогликат лейкозными клетками крыс (RBL-2H3) препарат связывающего белка, заключенного в оболочку добавляли в нерастворимые матриксы бус. вируса Сендай, с вариантом клеток RBL-2НЗ, Связывание препарата специфично в отношении неспособных секретировать гистамин в ответ клеток RBL-2H3 и не определяется у клеток на стимуляцию реакцией антиген-IgE. Такое мастоцитомы Р-815, не секретирующей слияние с включением белка в дефектные гистамин, а также у тимоцитов. Удаление клетки превращает их из нереактивных в отве трипсином мембранного белка отменяет свя- чающие на стимуляцию антиген- IgE. Кроме зывание хромогликата с клетками RBL, как и секреции гистамина в ответ на антигенную связывание кальция с помощью EDTA. Сле- стимуляцию, вариантные клетки становятся довательно, хромогликат взаимодействует с способными к захвату Са. Захват кальция и мембранным белком на клетках RBL, для чего секреция гистамина в ответ на стимуляцию требуются ионы кальция. Связывание клеток и антиген- IgE пропорциональны количеству хромогликата, конъюгированного с бусами, хромогликатсвязывающего белка, внесенного в предупреждается свободным хромогликатом, клетку, причем насыщение ответа достигается тогда как хромогликат, конъюгированный с на уровне, соответствующем содержанию белка бусами, подавляет выделение гистамина из в нормальных отвечающих клетках RBL.
клеток в ответ на стимуляцию антиген-IgE. Анализ полученных данных свидетельствует Данные наблюдения свидетельствуют о на- о том, что белок, связывающий хромогликат, личии мембранного белкового рецептора для является белком, переносящим кальций, хромогликата. Были предприняты попытки который необходим для секреции гистамина изолировать рецептор с помощью двух само- клетками RBL, стимулированными взаимодей стоятельных подходов, один из которых вклю- ствием антиген- IgE. Экспериментально вы чает в себя аффинную хроматографию, а дру- полнен следующий этап исследования: включе гой-иммунопреципитацию мембранного белка. ние белка, связывающего хромогликат, в ли В результате исследований получен белок с пидный бислой индуцирует проводимость би молекулярной массой 60 000, который специ- слоя при его обработке антителами к белку.
фичен для клеток RBL-2H3 и не выявляется на Антиген или анти-IgE подобным действием не клетках мастоцитомы Р-815 и тимоцитах. Сво- обладает. Проводимость бислоя возникает при бодный хромогликат и EDTA предупреждают наличии Fc-рецептора и(или) одного связыва иммунопреципитацию белка антителами к ющего белка, но в отсутствие антигена. Прово хромогликату. В ряде очень изящных экспери- димость каналов, образуемых в двойном слое в ментов продемонстрирована функциональная результате перекрестного связывания Fc-pe значимость полученного белка. Некоторые ва- цепторов для IgE в присутствии хромогликат рианты клеток линии RBL-2H3 несут IgE-pe- связывающего белка, составляет примерно 2pS, цепторы, но не выделяют гистамин в ответ на но время открытия слишком вариабельно для стимуляцию антиген-IgE. Эти варианты клеток точного определения.
секретируют гистамин при действии ионо-фора Эти очень изящные эксперименты направ А23187, что указывает на сохранность лены на определение наличия в мембранах секреторного механизма, который активируется клеток RBL белка, способного к формированию повышением концентрации внутриклеточно- каналов. Более специфично белок взаимо- Хромогликат действует с Fc-рецепторами для IgE, поскольку белка специфично в отношении белка с моле перекрестное связывание Fc-рецепторов анти- кулярной массой 78000, а препарат одинаково геном активирует функцию кальциевых кана- эффективен как ингибитор секреции и как ин лов. Однако при обсуждении данной модели дуктор фосфорилирования при его введении необходимо сделать одну или две оговорки. одновременно со стимулятором тучных клеток Недавно при использовании метода быстрой (соединение 48/80). При обеих формах актив фиксации не удалось выявить каких-либо кана- ности хромогликата (фосфорилирование и по лов в мембранах интактных тучных клеток, давление секреции) выявлена тахифилаксия.
стимулированных взаимодействием антиген- Повторная экспозиция клеток с хромогликатом IgE. Возможно, каналы не обнаруживаются не вызывает фосфорилирования. Временные именно этим методом;
не исключаются, одна- характеристики дефосфорилирования белка с ко, и иные объяснения, полученные на основа- молекулярной массой 78000 идентичны нии данных других экспериментальных работ временным характеристикам потери чувстви (см. главу 2). Клетки RBL являются, кроме тельности (тахифилаксия) тучных клеток к хро того, чистой линией, в которой идентифициро- могликату при тестировании подавления выде ван белок, связывающий хромогликат, поэтому ления гистамина.
необходимо проведение подобных исследо- Фосфорилирование белка тучных клеток с ваний на других клеточных линиях, таких как молекулярной массой 78000 стимулируется и крысиные перитонеальные тучные клетки или другими хромонами, отличающимися от (лучше) тучные клетки человека. По сравнению хромогликата. Относительная активность хро с тучными клетками крыс клетки RBL относи- монов как ингибиторов гистаминовой секреции тельно нечувствительны к подавлению хромо- соответствует их активности как индукторов гликатом выделения гистамина, которое вы- фосфорилирования с молекулярной массой звано антиген- IgE;
поэтому ряду исследова- 000. Напротив, другие ингибиторы секреции телей не удалось получить подавление выде- гистамина, сальбутамол и дибутирил цАМФ, ления гистамина хромогликатом на клетках вызывающие фосфорилирование белка через RBL. цАМФ-зависимые протеинкиназы, не иниции руют фосфорилирования белка тучных клеток с молекулярной массой 78 000. Таким образом, Фосфорилирование белков если индукция фосфорилирования является ме Известно, что фосфорилирование белков играет ханизмом, с помощью которого хромогликат основную роль в регуляции клеточных функций подавляет секрецию гистамина, то данный (см. главы 2, 3, 4). При стимуляции тучных процесс не опосредуется цАМФ-зависимыми клеток из перитонеальной полости крыс проис- протеинкиназами. Показано, что дибутирил-и 8 ходит фосфорилирование белков с молекуляр- бромоциклический ГМФ фосфорилируют белок ной массой 68 000, 59000 и 42000;
эти фосфо- с молекулярной массой 78 000 так же, как рилированные белки участвуют в активации хромогликат, поэтому не исключено, что хро процесса секреции гистамина (см. главу 2). могликат может активировать цГМФ-зависи Белок тучных клеток с молекулярной массой 78 мую протеинкиназу. В нескольких работах по 000 также подвергается фосфорилированию, но, казано, что хромогликат и другие новые со вероятно, этот процесс связан с down-регу- единения с аналогичным механизмом действия ляцией секреции гистамина (см. главу 2). являются ингибиторами фосфодиэстераз цик Хромогликат вызывает фосфорилирование лических нуклеотидов, но во всех случаях зна белка с молекулярной массой 78 000 при от- чения С50 для хромогликата при подавлении сутствии любой стимуляции клеток. Кривая фосфодиэстеразы были по крайней мере на 1 - концентрация - эффект для хромогликатинду- порядка выше С50 при подавлении секреции цированного фосфорилирования совершенно гистамина. Одна из фосфодиэстераз тучных идентична кривой для вызванного хромогли- клеток обладает преимущественным сродством катом подавления выделения гистамина при к цГМФ как к субстрату, а поскольку этот стимуляции соединением 48/80. Если фосфори- циклический нуклеотид фосфорилирует тот же лирование данного белка связано с обратной белок, что и хромогликат, не исключено, что регуляцией, то его фосфорилирование хромо- хромогликат может действовать (по крайней гликатом объясняет подавление секреции гис- мере частично), предотвращая распад цГМФ.
тамина этим препаратом. Более того, индуци- В более поздних работах отмечалось, что рованное хромогликатом фосфорилирование протеинкиназа С фосфорилирует ряд белков 244 Глава тучных клеток и клеток RBL (см. главу 2) и in vivo у коров, обезьян, мышей и кроликов, может быть мишенью для хромогликата. Белки, что вполне соответствует отсутствию активно фосфорилированные киназой С, могут сти в отношении тучных клеток кожи живот участвовать в активации и прекращении вы- ных этих видов. Кроме неспособности к подав деления гистамина;
однако прямых доказа- лению выделения гистамина базофильными тельств изменения активности киназы С под лейкоцитами человека, хромон неэффективен в действием хромогликата пока нет. отношении базофилов коров, морских свинок и кроликов. Таким образом, препарат обладает значительной тканевой специфичностью у Гетерогенность тучных клеток:
конкретного вида животных;
например, у крыс тканевая и видовая специфичность хромогликат активен в отношении соедини тельнотканных клеток, но не в отношении хромогликата тучных клеток слизистой оболочки желудочно Тучные клетки играют ведущую роль в имму- кишечного тракта. Препарат обладает подоб нопатологии различных аллергических и вос- ной избирательностью для конкретной ткани у палительных заболеваний. Для глубокого по- разных видов, однако в отношении тучных клеток кожи он активен только у крыс.
нимания этих болезней необходимо учитывать, что тучные клетки различной локализации зна- Ввиду использования хромогликата при чительно различаются как по своим функцио- бронхиальной астме у людей его действие на тучные клетки легких вызывает дополнитель нальным способностям, так и по структурным ный интерес. Некоторе время считалось, что характеристикам (см. главу 2). В частности, тучные клетки различаются по своей реактив- хромогликат в лучшем случае является слабым и непостоянным ингибитором выделения ме ности в отношении секреторных стимулов и по диаторов фрагментами легочных тканей чело чувствительности к определенным препаратам.
века. Аналогичные результаты получены с туч Сейчас ясно, что реактивность тучных клеток разной локализации по отношению к опреде- ными клетками энзиматически размельченных ленным антиаллергическим агентам весьма ва- легочных тканей человека. Препарат макси риабельна. Хромогликат является сильным ин- мально эффективен в отношении фрагментов гибитором анафилактического выделения гис- легких обезьян только при субоптимальных концентрациях антигена. Все это привело к тамина перитонеальными тучными клетками предположению об отсутствии связи клиниче крыс;
он умеренно эффективен в отношении тех же клеток у хомячков и совершенно неэф- ской эффективности хромона при астме с его действием на тучные клетки. Тем не менее фективен в отношении перитонеальных клеток мышей. Препарат также неэффективен в отно- соединение обладает значительной актив ностью в отношении тучных клеток, получен шении человеческих базофильных лейкоцитов, ных при бронхоальвеолярном лаваже у челове легочных и мезентериальных тучных клеток морских свинок и интестинальных тучных кле- ка. В типичном случае такие клетки составляют ток крыс. Конечно, отсутствие чувствительно- 0,1-0,5% общей популяции ядросодержа-щих клеток, полученных от здоровых людей.
сти клеток последнего типа резко контрастирует Интересно, что они обладают одинаковыми с высокой степенью реактивности серозных способностями к окрашиванию с тучными клеток данного вида.
клетками слизистой оболочки желудочно-ки Эффект хромогликата in vitro изучен в ряде шечного тракта крыс. Эти клетки представляют других животных систем. Препарат обычно собой более гомогенную популяцию, нежели активен в отношении соединительнотканных популяция клеток, полученных при энзи тучных клеток крыс и (кроме цитированных матической обработке легочной паренхимы.
исследований) подавляет выделение медиатора из размельченного легкого и срезов кожи дан- Клетки из лаважа дозозависимо выделяют гис тамин при стимуляции анти-IgE человека и не ного вида животных. Результаты исследований на других животных системах не столь впечат- нуждаются в предварительной пассивной сен сибилизации. Таким образом, в норме они ляющие. Хромогликат не оказывает действия на обладают значительным количеством подобных выделение медиатора из фрагментов легкого аннтител на клеточной поверхности и имеют коровы, собаки и морских свинок, а также из рецепторы для данного изотипа. У больных срезов кожи морских свинок и человека. Как бронхиальной астмой при лаваже определяется уже отмечалось, препарат также неспособен повышенное количество тучных клеток и эо- подавлять кожные анафилактические реакции Хромогликат зинофилов, что, возможно, указывает на ак- подобных препаратов значительно варьируют и тивацию in vivo первых клеток и выделение находятся в обратной зависимости от силы хемотаксических факторов-вторыми. Более секреторного стимула. Таким образом, хромон того, отмечается положительная корреляция может представлять собой более чем сильный между числом полученных тучных клеток и тя- ингибитор секреции гистамина бронхоальвео жестью заболевания, определяемого индексами лярными клетками in vivo при обычном в кли обструкции воздушного потока. Бронхо- нических ситуациях уровне секреции. Вероятно, альвеолярные клетки больных астмой значи- что использование препарата связано, по край тельно более чувствительны к стимуляции ней мере частично, и с этим действием.
анти-IgE и выделяют гораздо больший процент Разнообразие чувствительности к препарату общего гистамина при всех эффективных дозах наглядно показывает сложности, существующие антисыворотки. Это усиление ответа относится при подборе тест-системы для скрининга лишь к клеткам легких, а для базо-филов потенциальных противоаллергических периферической крови больных астмой и препаратов. Более того, если такие препараты здоровых людей не выявлено разницы в ин- проявят тканевую специфичность, сходную с дуцированной анти-IgE секреции гистамина. хромогликатом, который, например, активен в Клетки из лаважной жидкости аллергических отношении бронхоальвеолярных, но не кожных доноров выделяют гистамин и при использо- тучных клеток человека, то вряд ли какое-то вании специфического антигена. одно соединение станет панацеей при всех Эти данные имеют клиническое значение, аллергических нарушениях. Необходим целый поскольку лаважные клетки локализуются в ряд препаратов, направленных как на особые дыхательных путях или альвеолах (или в не- тучные клетки, так и на специфические посредственной близости от них). Таким обра- болезненные состояния.
зом, они легко и немедленно вступают в кон такт с вдыхаемым антигеном, а при активации выделяют медиаторы непосредственно на по верхность дыхательных путей. Ввиду этого они могут представлять собой тип тучных клеток, имеющих первичное значение в начальном па тогенезе астмы человека. Более того, ввиду их поверхностной локализации в дыхательных пу тях лаважные клетки подвергаются наиболь шему воздействию хромогликата in vivo. До полнительное значение имеет повышенная чув ствительность данных клеток к препарату по сравнению с паренхиматозными тучными клет ками. Однако необходимо помнить и о чрезвы чайной трудности соотнесения активности в препаратах in vitro и in vivo. В практических целях эксперименты in vitro обычно проводятся таким образом, чтобы обеспечить получение 30% (или более) подавления секреции гистами на от его общего содержания в клетке. Однако часть гистамина, выделяемого in vivo даже во время наиболее сильного приступа, вероятно, гораздо меньше этого значения. Хорошо изве стно, что эффекты хромогликата и других Противовоспалительное действие кортикостероидов Р.Дж. Флауэр, М.М. Дейл (R.J. Flower, M.M. Dale) Кортикостероиды- природные Влияние глюкокортикоидов на гормоны системы организма Кортикостероиды-это гормоны, секретируе-мые По своей значимости эффекты глюкокортико корой надпочечников. Они классифицируются идов могут быть разделены на две категории: 1) как глюкокортикоиды, влияющие на противовоспалительные и иммунодепрес углеводный и белковый обмен и обладающие сивные;
2) метаболические и опосредованные противовоспалительными эффектами, и ми гипоталамусом и передним гипофизом эффек нералокортикоиды, играющие важную роль в ты обратной негативной связи, а также неко водном и электролитном балансе. В данной торые другие. При физиологическом выделе главе рассматриваются глюкокортикоиды.
нии глюкокортикоидов в условиях целостного К основным природным глюкокортикои-дам организма все эти эффекты обеспечивают вы относятся кортизол (гидрокортизон) и живание, особенно в условиях, угрожающих кортикостерон. Кортизол намного активнее жизни. Те же эффекты необходимы при прове кортикостерона и составляет 90% всех корти дении заместительной терапии в случае недо костероидов, вырабатываемых в организме че статочной функции коры надпочечников. Од ловека;
у животных могут преобладать другие нако при использовании глюкокортикоидов в глюкокортикоиды.
качестве противовоспалительных препаратов Уровень кортизола в плазме составляет 4- все эффекты, кроме противовоспалительных, мкг/100 мл;
отмечаются суточные колебания его считаются побочными и нежелательными.
концентрации: максимум - примерно в 8ч утра и Разнообразие биологических эффектов глю минимум - около 16 ч. Для достижения кокортикоидов может, на первый взгляд, вы противовоспалительного эффекта необходима зывать недоумение, но недавно была предло концентрация примерно 100 мкг/100 мл.
жена гипотеза, объясняющая это положение.
Эндогенные глюкокортикоиды не циркули Идея, выдвинутая Munck и соавт. в 1984 г., руют в плазме в свободной форме. В плазме предполагает, что глюкокортикоиды секрети крови содержится кортикостероидсвязываю руются для предотвращения выхода из-под щий глобулин, который вместе с альбумином контроля защитных механизмов организма, связывает примерно 90% общего количества которые активируются при заболевании и спо плазменных глюкокортикоидов. Функция этого собны нарушать гомеостаз. Под защитными белка изучена не полностью, однако известно, механизмами Munck подразумевает такие ре что его содержание в крови меняется при акции на травму и заболевание, как воспаление, заболеваниях, беременности и других состоя лихорадка, боль и др.
ниях.
Другими словами, глюкокортикоиды со Глюкокортикоиды не хранятся в готовом ставляют часть регуляторных механизмов, виде, а синтезируются и выделяются при сти контролирующих реакции воспаления, и нахо муляции клеток коры надпочечников кортико дятся в состоянии тонической активности у тропином, пептидным гормоном передней доли здоровых млекопитающих. При лечении боль гипофиза.
ных экзогенными стероидами уровень гормо Выделение кортикотропина регулируется нального подавления защитных механизмов кортикотропин-рилизинг-фактором гипотала возрастает почти до максимального значения.
муса (КРФ), а глюкокортикоиды по механизму отрицательной обратной связи оказывают Противовоспалительное действие влияние на высвобождение этих двух гормонов глюкокортикоидов (рис. 104).
В течение многих лет наши представления о функции глюкокортикоидов в организме бы- Кортикостероиды Рис. 104. Регуляция синтеза и выделения кортикостероидов гормонами переднего гипофиза и гипоталамуса. Знак плюс стимулирующий эффект;
знак минус тормозящий эффект.
ли довольно туманными. С 30-х годов извест- том, часто наступает стойкая ремиссия во время но, что у человека и животных при стрессе, беременности, а также при желтухе. Известно, травмах и инфекциях в крови обязательно что при беременности в крови наблюдается повышается уровень стероидов. Известный резкий подъем уровня глюкокортикоидов, по австрийский физиолог Ганс Селье объяснял эту этому Hench высказал догадку, что именно эти реакцию защитным механизмом и считал, что гормоны обладают противовоспалительным стероиды так или иначе поддерживают действием. Данная работа по времени совпала с воспаление1. Селье выделил много различных получением синтетического кортизола, бла физиологических реакций на стресс, отметил годаря чему Hench смог с успехом применить их стереотипность и назвал их комплекс лоб- гормон у больных ревматоидным артритом и щим адаптационным синдромом. другими хроническими воспалительными за Идея Селье длительное время оказывала и болеваниями. Эта работа заложила основу продолжает оказывать влияние на наше современной глюкокортикоидной терапии.
мышление, однако данные, полученные вскоре Сейчас известно, что препараты данной группы после второй мировой войны, внесли некото- исключительно эффективны практически при рые сомнения относительно оценки роли сте- всех воспалительных заболеваниях независимо роидов. Американский врач Phillip Hench об- от их причинных факторов. Противовос наружил, что у женщин, страдающих артри- палительные стероиды (кортизол и его синте тические аналоги) относятся к наиболее часто назначаемым лекарственным препаратам, но, к сожалению, их терапевтическая ценность при Было бы ошибкой относить воспаление к патологическим воспалительных заболеваниях снижается, так процессам. Без адекватной способности к воспалительной как их длительное применение чревато разви реакции организм не может противостоять инфекции и восстанавливать ткани после травмы.
тием побочных эффектов.
!?Х 248 Глава Уровни подавления воспаления Таблица 24. Некоторые медиаторы воспаления, синтез или действие которых снижается глюкокортикоидами глюкокортикоидами Интерферон Глюкокортикоиды подавляют как ранние, так и Интерлейкин- поздние проявления острого воспаления-по- Интерлейкин- Субстанции, стимулирующие естественные киллеры краснение, жар, боль, отек, а также последую Простагландины щие процессы репарации и заживления ран. Они Лейкотриены подавляют воспаление любого типа вне Брадикинин зависимости от вызвавшей его причины: внед- Фактор активации тромбоцитов Гистамин рившийся патоген, физический или химический Нейтральные протеазы стимул, неадекватно развившийся иммунный ответ при повышенной чувствительности или при аутоиммунном заболевании.
При применении глюкокортикоидов умень- ствием глюкокортикоидов. Они также снижают шаются вазодилатация и экссудация. Умень- поступление лимфоцитов в область клеточ-но шение вазодилатации частично связано с сосу- опосредованных иммунных реакций. Кроме досуживающим действием на небольшие кро того, уменьшается активность макрофагов, что веносные сосуды. Особенно заметно сокраще- отчасти связано с сокращением продукции ние накопления лейкоцитов (как нейтрофилов, лимфокинов, а также с понижением их чувстви так и моноцитов) в месте воспаления, что, тельности к действию лимфокинов. В резуль вероятно, является одной из основных причин тате начинается неконтролируемый рост ту снижения резистентности организма к инфек- беркулезных бацилл и других микроорганиз ции. Уменьшение поступления нейтрофилов в мов, которые в норме сдерживаются макрофа зону воспаления сопровождается их повы- гами, активированными лимфокинами.
шенным выходом из костного мозга, что при- Влияние глюкокортикоидов на воспали водит к нейтрофильному лейкоцитозу (см. главу тельную реакцию в одном из ее аспектов изу 20). Напротив, уменьшение выхода моноцитов чено особенно хорошо и будет описано ниже.
из костного мозга приводит к снижению их количества в крови. Мононуклеарные фагоциты Влияние глюкокортикоидов менее активны против бактерий;
отмечается на обменные процессы также ослабление секреции нейтральных про теаз. Снижается активность фибробластов, ко- и его связь с побочными эффектами торые продуцируют меньшие количества кол лагена и мукополисахаридов. Глюкокортикоиды оказывают сильное влияние Действие глюкокортикоидов на лимфоциты на метоболизм углеводов, уменьшая захват и зависит от вида животных. У видов, чувстви- утилизацию глюкозы, а также увеличивая тельных к стероидам (кролики, крысы, мыши), глюконеогенез и отложение гликогена. Ре глюкокортикоиды вызывают лимфолизис, ко- зультирующим действием гормонов является торый приводит к уменьшению количества Т-и тенденция к повышению уровня сахара в крови.
В-клеток и их продуктов. У резистентных видов Под действием глюкокортикоидов снижается (люди, обезьяны, морские свинки) лимфолизис синтез белка и усиливается их метаболизм, что или отсутствует, или бывает незначительным. приводит к отрицательному азотному балансу.
Однако в системах определения in vitro В жировом обмене отмечается усиление обнаруживается ослабление пролифера-тивной липолиза за счет пермиссивного влияния на реакции на митогены и антигены, что связано со действие других липолитических гормонов.
снижением образования интерлей-кина-2 Вообще, роль глюкокортикоидов заключается в (ростовой фактор Т-клеток). В таком случае поддержании гомеостаза глюкозы за счет влияние глюкокортикоидов на первичный привлечения различных субстратов, таких как иммунный ответ выражено сильнее, чем на гликоген, белок и жиры.
вторичный, поскольку клональная экспансия Глюкокортикоиды обладают и некоторым клеток при вторичном ответе уже снижена в влиянием на водный и электролитный баланс.
результате уменьшенной продукции интер- Кроме того, они имеют важное значение в под лейкина-2 (см. рис. 4). держании целостности мышечной, сердечно В табл. 24 приведен список медиаторов вос- сосудистой и центральной нервной систем.
паления, синтез которых нарушается под дей- Хотя системные метаболические эффекты Кортикостероиды не имеют отношения к противовоспалительно- ских аналогов гидрокортизона (в отличие от му действию глюкокортикоидов, их понимание обычных попыток получения новых патенто необходимо для оценки побочных эффектов ванных средств) является увеличение длитель препаратов (см. ниже). ности их действия. Совершенно очевидно (см.
табл. 25), что период полураспада гидрокорти зона очень короток и продолжительность дей Глюкокортикоидные препараты, ствия некоторых его синтетических аналогов содержащие синтетические значительно его превышает. Это было достиг производные гидрокортизона нуто благодаря синтезу производных гидро кортизона (часто фторированных), которые Кортикостероиды, образующиеся в коре над- обладают повышенным связыванием с рецеп почечников, обладают широким спектром ак- тором (см. ниже), пониженным метаболизмом в тивности-от минералокортикоидной, с одной организме и не связываются кортикостероид стороны, до глюкокортикоидной-с другой. Так, связывающим белком.
альдостерон, главный эндогенный мине- Совершенно очевидно, что эти сильные син ралокортикоид, вызывает сильную задержку тетические соединения обладают рядом пре натрия в почках, но также оказывает некоторое имуществ, связанных с удобством дозирования, влияние на метаболизм углеводов. Кортизол, быстротой и длительностью терапевтического основной глюкокортикоид, обладает очень действия. Однако указанные преимущества сильным противовоспалительным действием и нередко нивелируются побочными эффектами, влияет на углеводный обмен;
вместе с тем он также более выраженными, чем у природного проявляет и некоторую минералокортикоид- гормона.
ную активность. При получении синтетических стероидов усилия были направлены на разде Опасность длительного применения ление противовоспалительных и минералокор глюкокортикоидов тикоидных эффектов. В табл. 25 приведены сравнительные данные о минералокортикоид ной и глюкокортикоидной активности различ- В терапии глюкокортикоиды применяются в ных кортикостероидов, причем в качестве стан- основном для получения противовоспалитель ных и иммуносупрессивных эффектов. Они дарта принята активность кортизола.
применяются в трансплантационной хирургии, Другой задачей при разработке синтетиче- Таблица 25. Сравнительная активность природных и синтетических стероидов (в качестве стандарта принята активность гидрокортизона) Неактивен;
в активную форму переходит в организме.
Сублингвальное введение.
Инъекция.
250 Глава Таблица 26. Побочные эффекты длительной терапии глю- Внутриклеточные рецепторы кокортикоидами глюкокортикоидов Горб буйвола В настоящее время хорошо известно, что по Лунообразное лицо Повышенная кровоточивость (экхимозы) давляющее большинство (а возможно, и все) Гипертензия биологических эффектов глюкокортикоидов, Остеопороз имеющих эндогенное происхождение или вве Мышечная слабость денных экзогенно, опосредуется сложным ря Пониженная резистентность к инфекциям Истончение кожи дом событий, возникающих при связывании Глаукома гормонов со специфическими внутриклеточны ми рецепторами.
Клетки большинства тканей организма об а также при лечении заболеваний, при которых ладают внутриклеточными стероидными ре происходит неадекватное развитие иммунных цепторами. Они представляют собой асиммет реакций (аутоиммунные заболевания и различ- ричные белки с молекулярной массой 30000 ные формы гиперсенситивности). Это очень 50000 дальтон. Плотность рецепторов состав ценные препараты, порой даже спасающие ляет от 3000 до 100000 на клетку;
рецепторы жизнь. Однако при назначении глюкокортико- высокоаффинны, константа диссоциации-0,1- идов как противовоспалительных препаратов нМ. Стероиды легко проникают в клетку, и их следует помнить, что они подавляют проявле- взаимодействие с рецепторами приводит к ния воспаления, не устраняя его причины. Нор- изменению конформации рецептора, в ре мальная биологическая реакция на интеркур- зультате чего открываются места связывания рентные инфекции также подавляется, поэтому для ядерного материала. Рецептор состоит из активизируются латентные инфекции, например двух субъединиц, участвующих в связывании туберкулез.
стероидов. Одна субъединица несет также мес В современных синтетических препаратах то связывания с белком хроматина, а другая-с успешно разделены минералокортикоидная и ДНК. Комплекс движется в ядро и взаимодей глюкокортикоидная активность, поэтому неко- ствует со специфическими контролирующими торые глюкокортикоиды практически не об- местами на чувствительных к стероидам генах, ладают минералокортикоидной активностью.
ускоряя или замедляя транскрипцию гена. В Отделение противовоспалительной актив- первом случае увеличивается синтез соответ ности от метаболических эффектов оказалось ствующей информационной РНК, что приводит безуспешным, поэтому использование глюко- к повышению синтеза специфических белков.
кортикоидов как противовоспалительных пре- Эти белки представляют собой медиаторы паратов, особенно в течение длительного вре- эффектов стероидов (рис. 105). После взаимо мени, чревато возникновением выраженного действия комплекс рецептор - стероид диссо влияния на обмен углеводов, белков и жиров, а циирует вне ядра, а рецептор регенерирует.
также подавлением активности системы ги- Предполагается, что стероиды, помимо транс поталамус - гипофиз - надпочечники. Резкое крипционного контроля, описанного выше, прекращение терапии чревато появлением у осуществляют посттранскрипционный конт больного состояния адренокортикальной не- роль, однако конкретных данных, свидетельст достаточности.
вующих в пользу его существования, пока Переносимость кратковременной терапии слишком мало. В большинстве же эффектов даже высокими дозами в целом великолепна.
отрицательной обратной связи стероидов с ги Проблемы возникают при хроническом лече- поталамусом транскрипция, по-видимому, не нии. Помимо пониженной резистентности к вовлекается.
инфекции, которая вызывается тем же подав- Участие синтеза информационной РНК и лением функции лейкоцитов (что лежит в ос- белка во многих эффектах стероидов становит нове большинства противовоспалительных эф- ся очевидным при блокаде этих эффектов инги фектов), они включают нарушения метабо- биторами синтеза РНК и белка (актиномици лизма, составляющие классический синдром ном D и циклогексимидом). Также ясно, что побочных эффектов глюкокортикоидов (табл.
глюкокортикоиды индуцируют ферменты не 26).
только in vitro, но и in vivo. Это может служить основой объяснения некоторых обменных эф- Кортикостероиды Рис. 105. Механизм действия глюкокортикоидов на внутриклеточные рецепторы.
КСГ-кортикостероидсвязывающий глобулин (в плазме);
К - кортикостероид;
Р-рецептор;
иРНК информационная рибонуклеиновая кислота.
фектов глюкокортикоидов, хотя известной ин- Предполагалось, что если фармакологическая дукцией ферментов не объясняются все вы- активность аспириноподобных препаратов свя зана со способностью блокировать биосинтез званные метаболические изменения.
простагландинов, то и другие противовоспа лительные препараты могут иметь подобный Аспириноподобное действие механизм действия.
глюкокортикоидов Интерес многих исследователей был при Ко времени написания книги невозможно было влечен к стероидам. При расшифровке меха дать полное объяснение противовоспалитель- низма действия аспириноподобных препаратов ного действия глюкокортикоидов, оказываю- было обнаружено, что стероидные противо щих влияние на воспаление на различных уров- воспалительные препараты не действуют на нях. Но по крайней мере некоторые их эффекты микросомную циклооксигеназу даже при очень можно объяснить действием на фермент, высоких концентрациях. Однако стероидные встроенный в мембрану и называемый препараты проявляют ряд эффектов аспири фосфолипазой А2. ноподобных препаратов, которые, вероятно, Исследование, приведшее к этому выводу, связаны с угнетением биосинтеза простаглан было предпринято в начале 70-х годов. Откры- динов;
поэтому сохранялось предположение о тие угнетения биосинтеза простагландинов ас- вмешательстве стероидов в обмен проста пириноподобными препаратами (см. главу 25) гландинов. В табл. 27 сравнивается антицикло побудило к изучению влияния других типов оксигеназная активность четырех аспирино препаратов на образование простагландинов. подобных препаратов и четырех противово- 252 Глава Таблица 27. Различия в антиферментативной активности стероидных (звездочка) и аспириноподобных противовоспали тельных препаратов спалительных стероидов. Препараты обоих ние распада фосфолипидов и, следовательно, типов эффективны в системах, определяющих угнетение выделения арахидоната.
противовоспалительную активность (отек лапки Для понимания этого факта следует вспом крыс), но циклооксигеназу блокируют только нить, что простагландины образуются из ара аспириноподобные препараты. В связи с этими хидоновой кислоты. В большинстве клеток данными возникает и теоретическая проблема, количество свободной арахидоновой кислоты поскольку непонятно, почему стероиды, будучи очень невелико, хотя в виде различных эфиров мощными противовоспалительными она присутствует в высоких концентрациях.
препаратами, не вмешиваются в биосинтез Поскольку простагландины в клетке не хра простагландинов. Означает ли это, что они нятся (они выделяются немедленно после син имеют совершенно иной механизм действия? теза), фактором, лимитирующим скорость их Или же простагландины не играют важной роли биосинтеза, является доступность субстрата.
в воспалении? В ряде работ, опубликованных в Одной из начальных стадий формирования начале и середине 70-х годов, убедительно простагландинов является выделение из пула показано, что стероиды способны блокировать эфиров субстрата-арахидоновой кислоты.
образование простагландинов, хотя и при Наибольшее доверие внушает, гипотеза, сог помощи механизма действия, отличного от ласно которой главным источником арахидо аспириноподобных веществ. новой кислоты служат фосфолипиды, а фер Gryglewski и его сотрудники обнаружили, мент, необходимый для выделения субстрата, что кортикостероиды, гидрокортизон и декса- является фосфолипазой А2.
метазон предупреждают вызванное норадре налином выделение простагландинов в пер Подавление глюкокортикоидами фузируемых мезентериальных сосудах кроли фосфолипазы А2 в перфорируемом ков, а также антигениндуцированное выделение легком морских свинок простагландинов в перфузируемых легких морских свинок. Прямое превращение арахи новой кислоты стероидами в этих моделях не Перфузируемые легкие морских свинок наряду блокировалось, поэтому место блока не связано с множеством других систем биологического ни с циклооксигеназой, ни с механизмами определения уже многие годы остаются из выделения. Действительно, исследователи любленным инструментом изучения образова пришли к заключению, что кортикостероиды ния и выделения простагландинов (рис. 106).
действуют посредством ограничения Идея метода определения крайне проста. Ок доступности субстрата. Эта точка зрения вскоре сигенированный раствор Кребса при темпера получила подтверждение в ряде исследований. туре 37С перфузируется со скоростью 5- В изящных экспериментальных работах, мл/мин через легочную артерию изолиро опубликованных в 1976 и 1977 гг. Levin и его ванного легкого морских свинок. Содержимое группа, используя культуры клеток, меченных легочных вен направляется на ткани, выбран арахидоновой кислотой, содержащей тритий, ные для биологической оценки. Для опреде смогли продемонстрировать подавле- ления простагландиновых эндоперекисей пред- Кортикостероиды Рис. 106. Экспериментальная установка для перфузии изолированных легких морских свинок.
Раствор Кребса направляется насосом через канюлю в легочной артерии.
Рилизинг-фактор (РФ) или арахидоновая кислота (АК) может вводиться в канюлю, что вызывает выделение простагландинов.
почтение обычно отдается полоскам аорты ко свидетельствует об отсутствии ингибитор кроликов, полоскам желудка крыс, толстой ного действия препарата на циклооксигеназу.
кишке крыс, трахее морских свинок и прямой При исследовании других стероидов вскоре кишке цыплят. Специфичность тканей к про- было установлено, что почти все противовос стагландиновым метаболитам можно повысить палительные глюкокортикоиды эффективны в введением в венозный отток антагонистов отношении РФ-индуцированного выделения, а других веществ, вызывающих сокращение также в отношении выделения, вызванного гладких мышц. гистамином и 5-окситриптамином. Более того, В 1976 г. этот метод был использован для их ранжирование по активности в отношении определения активности рилизинг-фактора, РФ совпадало с ранжированием по противо вещества, вызывающего сокращение аорты воспалительной активности. Половые гормоны кролика (ВСАК-РФ, или просто РФ),- низко- и альдостерон в данной системе не активны.
молекулярной части экстракта, полученного В отличие от ацетилсалициловой кислоты при перфузии легких, стимулированных анти- или индометацина при действии стероидов на геном. Как показано на рис. 106, введение в перфузируемые легкие всегда наблюдается легочную артерию РФ приводит к выделению латентный период 15-30 мин.
легкими веществ, вызывающих сокращение Как и где действуют стероиды? Если ара гладких мышц, которые идентифицируются хидоновая кислота вводится в легочную ар различными биологическими и другими мето- терию перфузируемого легкого морских свинок, дами как смесь простагландиновых эндопере- она немедленно переходит в оксикислоты и кисей и тромбоксана А2. Индометацин и другие продукты превращения простагландиновых аспириноподобные вещества подавляют эндоперекисей. Из этого был сделан вывод о образование этих веществ. Но при изучении том, что доступность субстрата (арахидоновой ингибиторной активности препаратов других кислоты) является важным фактором, типов обнаружено, что противовоспалительный ограничивающим скорость образования прос стероид дексаметазон предупреждает действие тагландинов при использовании данного метода.
РФ, но не подавляет превращение легкими В этом случае высвобождающие вещества арахидоновой кислоты в простагландино-вые (такие как РФ) действуют, выделяя субстрат из продукты (рис. 107). внутриклеточных депо. Эту гипотезу проверили, Отсутствие влияния дексаметазона на пре- измерив выделение простагландинов вращение арахидоновой кислоты легкими чет- 254 Глава Рис. 107. Определение биологической активности эффлуента перфузируемых легких морской свинки с помощью полоски аорты (ПА) кролика показывает превращение арахидоновой кислоты (АК) в продукты простагландинов, обладающих контрактильной активностью по отношению к гладким мышцам, и образование этих продуктов после введения ФРСАО-ЗФ (РФ). Действие РФ дозозависимо блокируется дексаметазоном, вводимым в легочную артерию. На нижней гистограмме показан стандартный способ графического отображения полученной биологической оценки в виде отношения между реакциями на РФ и АК (этот метод используется дальше по тексту).
легкими после введения различных веществ. В в легких. Фоновая фосфолипазная активность каждом случае введение РФ вызывало выде- легких блокируется рядом препаратов, вклю ление арахидоновой кислоты. При введении в чая мепакрин (известный ингибитор фосфоли перфузат стероиды блокировали этот эффект, но пазы);
ацетилсалициловая кислота и индоме через 30-40 мин после прекращения ин-фузии тацин практически неэффективны против этого стероидов он восстанавливался. фермента. Гл юкокортикоиды - бетаметазон, Вполне выроятно, что противовоспалитель- дексаметазон и гидрокортизон - проявляют ные стероиды каким-то образом предупреждают себя как очень активные ингибиторы в отличие выделение субстрата из внутриклеточного от минералокортикоида альдостерона.
липидного депо. Но из какого? В селезенке и Стероиды в отличие от мепакрина не влия тромбоцитах большая часть арахидоновой ют на активность фосфолипазы А2 в бескле кислоты, используемой для биосинтеза точных гомогенатах, причем подавление от простагландинов, относится к фосфатид-ной личается от такового, вызываемого нестерои фракции. Концептуальным достижением в дами, и по временным параметрам. На рис. признании фракции фосфатидов в качестве представлены результаты эксперимента, в источника арахидоната является то, что это котором гидролиз фосфатидов измеряли позволяет легко объяснить способность мно- каждые 10 мин до начала, во время и после жества событий, связанных с мембраной, за- инфузии дексаметазона. Перед инфузией сте пускать образование простагландинов. Если роидов фоновый гидролиз возрастал, а вскоре клеточным источником арахидоната является после добавления стероидов гидролиз стал за пул фосфатидов, то из этого следует, что медляться и спустя 50 мин полностью прекра фосфолипаза А2 выполняет важную роль. В тился. После прекращения инфузии скорость конкретной ситуации в отношении арахи- гидролиза начала возрастать и достигла конт доновой кислоты, которая в основном этери- рольного уровня через 40- 50 мин.
Pages: | 1 | ... | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ... | 9 | Книги, научные публикации