Рис. 2. Регуляция функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
ФАРМАКОДИНАМИКА
Механизм действия
Действие ГК на клетки организма реализуется посредством двух основных механизмов: геномного (классического) и негеномного.
Классический механизм действия ГК называется «геномным», поскольку реализуется посредством взаимодействий с геномом клетки. Молекула стероидного гормона проникает в клетку путем пассивной диффузии через мембрану или с помощью мембранных транспортных систем и связывается с глюкокортикоидными рецепторами, расположенными в цитоплазме или на поверхности ядра (цитоплазматические глюкокортикоидные рецепторы, цГР). Рецепторы, связавшись со стероидом, претерпевают конформационные изменения (диссоциация связывающих их домены молекул, переход в форму димера), что приводит к повышению их аффинности к ДНК. Образовавшийся комплекс гормон-рецептор перемещается в ядро клетки, где взаимодействует с участками ДНК, расположенными в промоторном фрагменте глюкокортикоид-отвечающего гена (ГОГ), оказывая влияние на экспрессию генов
исинтез регуляторных биологически активных молекул (рис. 3). Одним из важнейших регуляторных белков является липокортин, который ингибирует фермент фосфолипазу А2 и, тем самым, подавляет синтез простагландинов и лейкотриенов, играющих ключевую роль в развитии воспалительной реакции (рис. 4). Описанный процесс назвается трансактивацией
ион, предположительно, ответственен не только за противовоспалительную активность ГК, но и за развитие нежелательных лекарственных реакций (НЛР) на эти препараты.
Помимо активации ГОГ, комплекс ГК-рецептор в виде мономера взаимодействует с регуляторами транскрипции (активаторный белок транскрипции, ядерный фактор kB и др.), которые подавляют экспрессию ряда генов, кодирующих синтез провоспалительных цитокинов, молекул адгезии, ферментов, в том числе фосфолипазы А2, циклооксигеназы, NOсинтетазы, фактора некроза опухолей и т.п. Данный процесс, названный трансрепрессией, отвечает исключительно за противовоспалительный эффект препаратов (Rhen T et al, 2005).
8
Рис. 3. Молекулярные механизмы геномного действия ГК (Barnes PJ, 1998).
цГК-рецептор – цитоплазматический глюкокортикоидный рецептор, иРНК – информационная РНК, AP- 1 – активаторный белок транскрипции, NFkB – ядерный фактор kB, ГОГ – глюкокортикоидотвечающий ген.
|
|
фосфолипиды |
|
|
||
|
|
|
|
|
фосфолипаза A2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ингибируется ГК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
арахидоновая кис- |
|
|
||
циклооксигеназа |
|
лота |
липоксигеназа |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ингибируется
НПВС
простагландин-I2 |
|
другие |
|
тромбоксан |
|
лейкотриены |
(простациклин) |
|
простагландины |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4. Метаболизм арахидоновой кислоты и каскад синтеза простагландинов и других медиаторов воспаления.
Геномные эффекты развиваются при низких (в пределах физиологических значений) дозах стероидов, достигая максимальной выраженности в срок от 30 мин до нескольких часов. Таким образом, максимум активности гормонов приходится на тот период времени, когда их пиковые концентрации в крови уже позади.
9
В то же время было показано, что использование ГК может сопровождаться крайне быстрым (от нескольких секунд до нескольких минут) развитием эффектов, не связанных с геномной активностью препаратов. Точный механизм негеномного действия ГК до сих пор не определен. Известно, что он включает неспецифические физико-химические взаимодействия, взаимодействия со специфическими и неспецифическими рецепторами различной локализации и активацию ряда метаболических путей, в том числе с участием митогенактивированных протеинкиназ, аденилилциклазы, протеинкиназы C и гетеротримерных гуа- нозин-трифосфат-связывающих белков (G-белки).
|
Негеномные эффекты ГК, предположительно, реализуются посредством трех раз- |
|
личных механизмов: |
|
|
1. |
неспецифические физико-химические взаи- |
неспецифические негеномные эф- |
|
модействия с клеточными мембранами |
фекты |
2. |
взаимодействие с мембранными глюкокор- |
|
|
тикоидными рецепторами (мГР) |
специфические негеномные эффекты |
3. |
взаимодействие с цГР |
|
Неспецифические негеномные эффекты развиваются в течение нескольких секунд после введения ГК в высоких дозах (100 мг по преднизолону и более) и рассматриваются как результат физико-химических взаимодействий препаратов с цитоплазматическими и митохондриальными мембранами. Молекулы ГК нарушают транспорт катионов (Na+, Ca2+) через цитоплазматическую мембрану и повышают выход протонов из митохондрий. Нарушение проницаемости мембран для катионов, уменьшение концентрации свободного кальция в цитоплазме, а также снижение продукции АТФ вследствие разобщения процессов окислительного фосфорилирования в митохондриях нарушает активность клеток иммунной системы, приводя к иммуносупрессивному эффекту и снижению активности воспалительного процес-
са (Buttgereit F et al, 2004).
Специфические негеномные эффекты
Опосредованные мембранными глюкокортикоидными рецепторами
мГР рецепторы были обнаружены в ряде здоровых тканей организма (например, на поверхности периферических мононуклеаров), причем при возникновении воспалительных процессов, в частности ревматоидного артрита, их активность и пул увеличиваются. Согласно результатам исследований, активация рецепторов на фоне воспалительного процесса сопровождается значительным увеличением количества клеток, подвергающихся мГРопосредованному апоптозу (Sackey FN et al, 1997). Этот до конца не изученный процесс приводит к снижению активности иммунной системы и может рассматриваться как регуляция посредством отрицательной обратной связи.
Опосредованные цитоплазматическими глюкокортикоидными рецепторами
Предполагается, что связывание молекулы глюкокортикоида с цГР, помимо геномных, приводит к развитию быстрых негеномных эффектов вследствие активации внутриклеточ-
10
ных сигнальных систем высвободившимися компонентами полипротеинового комплекса (белки теплового шока и некоторые киназы, входящие в сигнальную систему митогенактивированной протеинкиназы), ранее пребывавшими в связанном с цГР состоянии. В поддержку данной теории свидетельствуют клинические наблюдения о способности ГК активировать эндотелиальную NO-синтетазу путем стимуляции фосфатидилинозитол 3-киназы и протеинкиназы. Конечным результатом данного процесса является развитие NO-зависимой вазодилатации, обеспечивающей кардиопротективный эффект.
Несмотря на ряд различий, геномные и негеномные механизмы действия ГК находятся в тесной взаимосвязи. Так, цитоплазматические рецепторы, ответственные за реализацию геномной активности, опосредуют некоторые негеномные эффекты. Негеномные механизмы, в свою очередь, посредством внутриклеточных путей передачи сигналов могут оказывать модулирующее влияние на процесс транскрипции, активированный комплексом ГКцГР. Кроме того, по данным ряда исследователей, негеномное действие ГК сопровождается изменением метаболизма липидов мембран, что приводит к синтезу противовоспалительных эндогенных канабиноидов, анандамида и 2-арахидоноил-глицерола вместо арахидоновой кислоты, дополняя геномный эффект (Malcher-Lopes R, 2008).
Таблица 1. Относительная негеномная активность различных ГК.
Препарат |
Активность |
Преднилиден |
8,1 |
Дексаметазон |
5,1 |
Метилпреднизолон |
3,4 |
Преднизолон |
1,0 |
Бетаметазон |
0,7 |
8,0 |
|
7,4 |
|
|
геномная |
|
|
|
|
||
|
|
|
6,3 |
6,3 |
|
7,0 |
|
|
активность |
||
6,0 |
|
|
|
|
негеномная |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
|
|
|
|
активность |
4,0 |
|
|
|
2,9 |
|
|
|
|
2,5 |
|
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
0,9 |
1,0 1,0 |
1,3 |
|
0,6 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
преднизолон |
|
бетаметазон |
|
преднилиден |
|
дексаметазон |
|
|
метилпреднизолон |
|
|
Рис. 5. Сравнительная геномная и негеномная активность различныхГК.
11