4 курс / Дерматовенерология / РЕГУЛЯТОРНЫЕ_ПЕПТИДЫ_В_ФАРМАКОТЕРАПИИ_ХРОНИЧЕСКИХ_ДЕРМАТОЗОВ

Регуляторные пептиды в фармакотерапии хронических дерматозов

цепторов, – циркадная и стресс-индуцированная продукция стероидов.

МС 3 типа распространены в мозге, плаценте, кишечнике, сердце, моноцитах человека и макрофагах мышей. Принимают участие в регуляции пищевого поведения, энергетического гомеостаза и воспалительных процессов.

4 тип МС широко распространен во всех отделах ЦНС, обеспечивает координацию автономных и нейроэндокринных функций, регулирует пищевое и половое поведение, энерготраты организма, участвует в развитии гиперинсулинемии и гипергликемии. МС данного типа обнаружены и в печени.

И наконец, 5 тип рецепторов локализуется в гипофизе, стриатуме, черной субстанции и обонятельной луковице, а также повсеместно экспрессируется в периферических тканях и экзокринных железах, включая печень. Повсеместная дислокация данного типа рецепторов обеспечивает многообразие эффектов, вследствие их активации. Это участие в воспалении, терморегуляции, водном обмене, слезной секреции и т.д. [109,

253, 303, 305, 325, 341, 353].

Механизм передачи сигнала с данных рецепторов обусловлен взаимодействием с аденилатциклазой, активирующей цАМФ-сигнальный путь передачи. Но в зависимости от концентрации лиганда сигнал с одного и того же рецептора может быть передан и другими путями. Так, для МС 3 типа установлен фосфоинозитольный путь [292], а для МС 5 типа – Jak/STAT

путь [237].

Таким образом, пептиды семейства меланокортинов оказывают широкий спектр воздействий. АКТГ и его фрагменты принимают участие в развитии стресс-реакций, влияют на процессы обучения и памяти, эмоциональное состояние и болевую чувствительность, оказывают нейропротекторный и нейротрофические эффекты, вызывают прессорное действие на сердеч- но-сосудистую систему и т.д. [109, 341].

31

АКТГ и его фрагменты

Множество разносторонних эффектов данной группы пептидов, и АКТГ в частности, привело к синтезу на их основе большого количества лекарственных препаратов [151, 179, 188]. Их отличительной особенностью является высокая активность и возможность использования пептидов в малых дозах, мягкое действие на организм человека, наличие в организме ферментов, вызывающих их биодеградацию и инактивацию, отсутствие выраженных побочных эффектов, отсутствие феноменов лекарственного привыкания и отмены, возможность неинвазивного и профилактического использования [161, 216]. И одним из представителей данной группы препаратов является семакс.

АКТГ4-7-ПГП (семакс) является представителем пептидов семейства меланокортинов, антагонистом МСR4 и MCR5 [51], синтезированным в Институте молекулярной генетики РАН. Семакс представляет собой гептапептид Met-Glu-His-Phe-Pro- Gly-Pro – синтетический аналог фрагмента гормона АКТГ4-7, стабилизированный к действию экзо- и эндопептидаз последовательностью аминокислот Pro-Gly-Pro [6, 90, 172].

Семакс обладает значительными преимуществами перед природным АКТГ4-10: не оказывает токсического воздействия, не имеет побочных эффектов, обладает длительным действием (более чем в 20 раз по сравнению с природным пептидом). Препарат не обладает гормональными свойствами, сохраняя при этом эффекты нейропептида, и не вызывает привыкание

[6, 142].

Согласно приказу Министерства здравоохранения и медицинской промышленности РФ № 294 от 20 декабря 1994 года cемакс зарегистрирован в РФ и разрешен для медицинского применения и промышленного выпуска (регистрационное удостоверение № 94/294/10).

При системном введении крысам (внутривенное) семакс поступает в мозг через гематоэнцефалический барьер из кровеносной системы, в которой он подвергается быстрому фер-

32

Регуляторные пептиды в фармакотерапии хронических дерматозов

ментативному распаду. При данном способе введения концентрация АКТГ4-7-ПГП в мозге была незначительной и составляла лишь около 0,005% от введенной дозы на 1 грамм ткани мозга [270, 315], что обусловило попытки ученых найти иной путь введения препарата с максимальным сохранением его активности в мозге. Был предложен внутрибрюшинный способ применения.

Однако последующие опыты на животных доказали, что эффективность семакса при интраназальном применении идентична эффективности при внутрибрюшинном введении [143], а в отдельных случаях и превышает ее [90, 142], что значительно облегчает его использование в клинической практике.

При исследовании фармакокинетики семакса с тритиевой меткой в С-концевом пролине установлено, что уже через 2 минуты после интраназального введения концентрация пептида в тканях мозга в 10-15 раз выше, чем при инъекционном введении, что обусловлено более высокой скоростью биодеградации препарата в крови [94].

Период полураспада семакса составляет всего лишь несколько минут, а лечебный эффект при интраназальном применении начинается уже в течение первого часа и сохраняется при однократном использовании от одних до двух суток [90, 172, 194]. Увеличение частоты приема препарата до 3 раз приводит к значительной пролонгации действия препарата [172].

При этом механизм биодеградации семакса не одинаков в различных органах и тканях. В крови распад АКТГ4-7-ПГП вызван действием ферментов – карбоксипептидаз, которые отделяют аминокислотные остатки от С-конца. При этом основными метаболитами препарата в первые минуты после введения в

крови являются Pro и Gly-Pro, а в ткани мозга крыс Pro-Gly-Pro, что говорит о высокой активности карбоксипептидаз крови [94]. Несмотря на биодеградацию, семакс ингибирует энкефалиназную активность плазмы крови, подавляя работу амино-

33

АКТГ и его фрагменты

пептидаз и снижая скорость гидролиза лей-энкефалина, что влияет на функционирование опиоидной системы организма. В присутствии культур нейронов базальных ядер переднего мозга крысы деградация равномерно меченного тритием пептида происходит с С- и N-конца с приблизительно равной скоростью, в результате чего под влиянием дипептидилпептидаз, индуцирующих отщепление концевых участков пептида, образуются 5-членные метаболиты [163].

В присутствии плазматических мембран клеток переднего мозга крыс распад однородно меченного тритием семакса осуществлялся в большей степени с N-конца, в результате чего наблюдалось преимущественное образование пептида His-Phe- Pro-Gly-Pro. При этом связывание меченного тритием АКТГ4-7- ПГП с базальными ядрами переднего мозга отвечало критериям лиганд-рецепторного взаимодействия: зависело от времени, было специфично и обратимо, а также зависело от присутствия ионов кальция [172].

Исследование биодеградация семакса, меченного по концевому остатку пролина, в присутствии мембран нейронов базальных ядер переднего мозга крысы показало, что в первые 10 минут гидролиза препарата образуются N-концевые фрагменты, а в последующие 10 минут увеличивается лишь уровень пептида Phe-Pro-Gly-Pro, причем ингибирование гидролиза удалось выполнить только путем снижения температуры инкубируемой смеси с +30°С до +4°С, тогда как различные ингибиторы протеолиза не оказывали эффекта на деградацию пептида

[85].

Следует отметить, что существуют различия в эффектах пептида на когнитивные и ноцицептивные процессы при внутрибрюшинном и интраназальном путях введения. Это объясняется попаданием препарата в различные отделы мозга. Внутрибрюшинное введение препарата является системным, поэтому распределение его аналогично таковому при внутривенном введении, т.е. пептид с кровотоком, пройдя гематоэнцефа-

34

Регуляторные пептиды в фармакотерапии хронических дерматозов

лический барьер, поступает в различные структуры мозга [270,

315].

Для ряда физиологически активных веществ, включая пептиды, интраназальное введение является преимущественным, так как доставка препарата в мозговые структуры осуществляется, минуя системный кровоток и, следовательно, действие пептидаз крови на препарат и гематоэнцефалический барьер [255, 256]. Одним из эффективных путей, обеспечивающих быструю прямую доставку веществ из носовой полости в мозг, является экстранейрональный транспорт вдоль обонятельного и тройничного нервов, когда вещество через щелевые контакты между поддерживающими клетками и нейроцитами по межклеточному пространству достигает мозга и в дальнейшем диффундирует по нервной ткани с возможностью попадания в цереброспинальную жидкость [255, 256, 287]. При этом существует зависимость попадания веществ в отделы мозга от пути следования. Вещества, транспортирующиеся вдоль обонятельного нерва, попадают в гиппокамп, миндалину, фронтальную кору и ростральные отделы мозга. Экстранейрональное распространение вдоль тройничного нерва обеспечивает доставку в гипоталамус, средний мозг и верхние отделы спинного мозга [281].

Семакс транспортируется преимущественно вдоль обонятельного нерва, что объясняет его позитивный эффект на когнитивные процессы, в которые вовлекаются миндалина и гиппокамп, и отсутствие эффектов на ноцицептивные процессы

[142].

Семакс оказывает нейропротекторное, антиастеническое, антиамнестическое, антигипоксическое и ноотропное действие, регулирует метаболические процессы в нервной системе, уменьшает первичную и отсроченную гибель нейроцитов [56,

135, 143, 174, 261].

Нейропротективный эффект семакса подтвержден целым рядом исследований. Экспериментами, выполненными на

35

АКТГ и его фрагменты

культуре клеток мозга крыс, выявлено, что в дозе 0,1-10 µМ препарат в 1,5-3 раза увеличивает выживаемость нейронов, не оказывая при этом влияния на пролиферацию клеток глии [56]. В условиях глутаматной токсичности, вызывавшей повышение цитозольной концентрации ионов кальция и деполяризацию митохондрий, пептид улучшал выживаемость нейронов коры, гиппокампа и мозжечка, увеличивая латентный период развития отсроченной кальциевой дизрегуляции [45]. Также в культуре клеток препарат в 1,5-1,7 раза увеличивал выживаемость холинергических нейронов основания переднего мозга, активируя холинацетилтрансферазу и не влияя на число ГАМК-ергических нейронов [261]. В условиях оксидативного стресса пептид значительно сокращал количество поврежденных клеток [42, 201].

При экспериментальной ишемии головного мозга отмечались выраженные антиоксидантные свойства препарата в виде влияния на продукцию свободных радикалов макрофагами и нейтрофилами при некрозе тканей головного мозга [32]. Как однократное, так и курсовое введение препарата на протяжении 7 дней до начала экспериментального воздействия в дозе 100 мкг/кг значительно увеличивало продолжительность жизни мышей при угнетении дыхания в условиях гипоксии [223].

В условиях декомпенсированного нарушения мозгового кровообращения семакс улучшал показатели гемодинамики и выживаемость экспериментальных животных, а в дозе 300 мкг/кг его нейропротективный эффект проявлялся почти полным предотвращением избыточной генерации оксида азота и признаков неврологического дефицита [175, 314].

При экспериментальной окклюзии общей сонной артерии пептид уменьшает ишемическое повреждение и предупреждает необратимую деструкцию клеточных элементов [173, 343]. Помимо этого препарат в дозе 300 мкг/кг снижает на 20% летальность животных при экспериментальной ишемии головного мозга и в 1,6-1,8 раза неврологический дефицит [89].

36

Регуляторные пептиды в фармакотерапии хронических дерматозов

Введение семакса в низких дозах стимулирует обучение, улучшает мнестические функции, оказывает антигипоксическое действие [340]. При этом, в отличие от других ноотропов, пептид не вызывает истощения данных функций [172].

Следует отметить, что эффекты препарата характеризуются строгой дозозависимостью. Противогипоксическое действие препарата при однократном введении наблюдалось при использовании в дозе 0,05 мг/кг, тогда как курсовое применение в течение 6 дней было эффективно в дозе 0,1 мг/кг. Антиамнестический эффект препарата описывается перевернутой колоколообразной зависимостью «доза-эффект» [223].

Семакс значительно улучшает течение дисциркуляторной энцефалопатии у пациентов, снижает риск развития инсультов и тромбоэмболии артерий в течении заболевания [59], вдвое сокращает время восстановления нарушенных когнитивных функций у больных с острыми ишемическими инсультами, а также значительно уменьшает выраженность мнестических нарушений у больных с хронической ишемией мозга [82].

При экспериментальном ишемическом повреждении префронтальной коры мозга крыс 6-дневный курс препарата в дозе 250 мкг/кг уменьшает объем коркового инфаркта, восстанавливает способность животных к обучению и улучшает пространственную память [207].

Улучшение когнитивных процессов отмечалось при использовании пептида для интраназального введения в дозах от 1,5 до 50 мкг/кг, при внутрибрюшинном введении – в дозах от 15 до 50 мкг/кг; а увеличение дозы пептида до 500 мкг/кг приводило к исчезновению данного эффекта [142]. При этом в дозе 50 мкг/кг препарат оказывает разнонаправленное влияние на выработку условного рефлекса активного одностороннего и двустороннего избегания болевого раздражителя, улучшая реакции одностороннего избегания и угнетая реакции двустороннего избегания [166].

37

АКТГ и его фрагменты

Нейротропные эффекты семакса обусловлены его способностью влиять на синтез нейротрофинов, представляющих собой белки сходной структуры, влияющие на выживание, дифференцировку и функционирование нейронов как в периферической, так и в центральной нервной системах. Представителями семейства данных белков являются: фактор роста нервов (NGF), нейротрофический фактор мозга (BDNF), нейротрофин 3, нейротрофин 4/5, нейротрофин 6, нейротрофин 7, нейротрофические цитокины, цилиарный и глиальный нейротрофические факторы, онкостатин М, факторы некрозы опухо-

ли и т.д. [137, 334].

Семакс влияет на экспрессию генов NGF и BDNF и рецепторов к ним в различных структурах головного мозга [52, 244, 312, 324, 330]. В свою очередь, сфера влияния NGF распространяется на нейроны периферической нервной системы и холинергические нейроны базальных отделов переднего мозга [310, 334], а BDNF – на синаптическую передачу импульсов и ее долговременное потенцирование, пластичность мозговых структур, формирование памяти, реакций тревоги и депрессии, когнитивные процессы [247, 311, 344]. Кроме того, вышеуказанные нейротрофины координируют стрессобусловленные реакции между мозгом и другими системами: влияют на функционирование гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, формирование циркадных ритмов, регулирование метаболических процессов, включая пищевое поведение, работу эндокринной и иммунной систем, адипоциты, кератиноциты, эндотелиальные клетки. Установлено изменение содержания нейротрофинов в крови и мозге под влиянием различных видов стрессоров как у животных, так и у человека [228, 242].

АКТГ4-7-ПГП увеличивает экспрессию генов NGF и BDNF как в культуре глиальных клеток [324], так и in vivo: через час после интраназального применения в дозе 50 мкг/кг усиливает экспрессию генов BDNF, NGF и рецептора trkB в гиппокампе

38

Регуляторные пептиды в фармакотерапии хронических дерматозов

крыс [312, 330]; BDNF – в стволе мозга и мозжечке, но понижает экспрессию генов NGF во фронтальной коре [312].

Помимо активации экспрессии генов нейротрофинов описано влияние семакса на экспрессию генов сосудистых эндотелиальных факторов роста семейства VEGF и рецепторов к ним при экспериментальной необратимой ишемии фронтопариетальной области коры головного мозга крыс [268, 345].

Отмечено влияние пептида и на моноаминергические системы мозга: серотонинергическую, норадренергическую и дофаминергическую, посредством чего препарат модулировал реакции депрессии и тревоги у животных [136, 221, 329]. В дозах 0,15 и 0,6 мг/кг пептид увеличивал скорость оборота серотонина мозга, не влияя на дофаминергическую систему [73], но потенцировал поведенческие и нейрохимические эффекты d- амфетамина [176] и в дозе 0,2 мг/кг оказывал нейропротекторное воздействие при повреждении дофаминергической системы мозга нейротоксином [136]. На фоне блокады дофаминергических рецепторов галоперидолом препарат в дозах 0,05, 0,2 и 0,6 мг/кг не влиял на нарушенные ориентировочноисследовательские реакции и двигательную активность крыс, но в минимальной из использованных доз значительно улучшал процесс обучения животных в тесте выработки условного рефлекса активного избегания болевого раздражителя [221].

Семакс в дозе 200 мкг/кг восстанавливал двигательную и исследовательскую активность крыс и уменьшал проявления тревожности на фоне поражения дофаминергических нейронов черной субстанции [90].

В тесте «принудительного плавания» хроническое введение семакса в течение 10 дней в дозе 50 мкг/кг оказывало антидепрессивный и анксиолитический эффект и не изменяло двигательную активность и исследовательское поведение животных [90]. Но при однократном введении в дозах 50 и 500 мкг/кг эффект препарата был не существенным и больше проявлялся у крыс с выраженными исходными депрессивными

39

АКТГ и его фрагменты

составляющими поведения. Однако на фоне введения холеци- стокинина-тетрапептида, обладающего выраженным анксиогенным действием, семакс оказывал и антидепрессивный и анксиолитический эффект [47]. Антидепрессивный эффект семакса в данном случае был обусловлен активацией норадренергической системы и проявлялся изменением активного поведения животных, а именно усилением клайминга в тесте «принудительного плавания». Анксиолитическое поведение пептида связано с увеличением активности серотонинергической системы.

В дозе 0,1 мг/кг семакс ухудшал эмоциональное состояние животных, снижая вертикальную двигательную активность в тесте «открытое поле», не оказывал анксиолитического действия и проявлял депримирующие свойства [161].

Нейротропное действие семакса также реализуется посредством влияния на глутаматергическую систему мозга, а именно возможностью взаимодействия с метаботропными mGlu-рецепторами, запускающими активацию внутриклеточных реакций, направленных на синтез нейротрофических фак-

торов [206].

При длительном воздействии (12 дней) в концентрациях 10 и 100 мкмоль/л препарат способствует повышению синаптической активности в нейронных сетях совместно культивируемых нейронов спинальных ганглиев и дорсальных рогов спинного мозга [267]. В условиях in vitro пептид стимулирует функцию глутаматергических синапсов на нейронах дорсальных рогов, а также повышает вероятность поливезикулярного выброса в нейронных сетях ко-культур. В ноцицептивных сенсорных синапсах семакс действует на пресинаптические терминали, повышая уровень надежности передачи соматосенсорной информации в условиях физиологически детерминированной частоты импульсной активности афферентных нейронов. Морфологически введение семакса крысам в дозе 100 мкг/кг уже через 15 минут сопровождается умеренным кровенаполнением

40