Руководство по иммунофармакологии / 013306

может воспроизвести феномен внутрилегочной аккумуляции тромбоцитов.

Теперь уже имеются весомые доказательства вовлечения ФАТ в астматические процессы: помимо индукции симптомов астмы у животных и людей, показано продуцирование ФАТ, сопровождающее эти симптомы, что предположительно обусловлено эозинофилами, которые, по-видимому, специально «экипированы» для генерирования данного фактора. Следовательно, можно спрогнозировать, что эффективные антиастматические препараты будут подавлять действие ФАТ (или препятствовать ему) на ткани дыхательных путей.

Бронхоспазм, вызываемый ФАТ, в этом отношении не имеет ничего примечательного, за исключением участия в нем активации тромбоцитов. Эта реакция успешно подавляется бронхорасширяющими антагонистами Р-адре- норецепторов. Более интересен тот факт, что сокращение в ответ на ФАТ сильно подавляется кетотифеном и теофиллином в дозах, недостаточных для индукции заметных бронхорасширяющих эффектов. С другой стороны, хромогликат и глюкокортикоиды не подавляют острый бронхоспазм, вызываемый ФАТ. Неспособность хромогликата к такому подавлению свидетельствует против участия фактора в остром аллергическом бронхоспазме, поскольку хромогликат нередко полностью снимает эффект аллергена. Соответственно этому селективные антагонисты ФАТ также неспособны подавлять острый аллергический бронхоспазм, что подтверждает более ранние данные о доминирующей роли гистамина и метаболитов арахидоновой кислоты в бронхоспазме, вызванном ингаляцией аллергена.

Позднее начало реакции на аллерген указывает на преобладание воспалительных явлений. Так, агонисты Р-адренорецепторов не смягчают эту реакцию и не способны отменить подобную обструкцию. Показано, что ФАТ вызывает задержанные реакции в коже человека и в легких кролика; в каждом случае хромогликат способен предотвратить клиническое проявление реакций с поздним началом.

Реакции с поздним началом у больных астмой сопровождаются гиперреактивностью гладких мышц дыхательных путей и могут отменяться предварительным введением хромогликата, теофиллина, глюкокортикоидов или кетотифена, но не агонистов Р-адреноре- цепторов. Инфузия ФАТ вызывает резкое повышение реактивности гладких мышц у морских свинок; этот эффект также предупрежда-

ется указанными четырьмя группами профилактических антиастматических препаратов, но не агонистами Р-адренорецепторов, которые чаще всего усиливают реакцию на ФАТ. Молекулярный механизм подавления изменений реактивности дыхательных путей не установлен ни для одного из этих препаратов. В случае глюкокортикоидов, кетотифена и хромогликата подавление может быть связано с их способностью ингибировать накопление эозинофилов при ингаляции аллергена или ФАТ. Возможности этих препаратов как профилактических антиастматических средств не связаны с их другими свойствами, например с бронхорасширяющим или стабилизирующим тучные клетки эффектом, подавлением циклооксигеназного или липоксигеназного метаболизма, а также с антагонизмом в отношении аминов или лейкотриенов, поскольку соединения с этими специфическими характеристиками не уменьшают гиперреактивности, возникающей при введении ФАТ морским свинкам.

Применение антагонистов ФАТ при астме

Эффекты известных профилактических антиастматических препаратов подтверждают концепцию о центральном месте ФАТ в патологии астмы.

Однако было бы ошибкой считать на этом основании, что антагонисты ФАТ явятся некоей терапевтической панацеей, ибо тогда следует допустить, что благоприятные эффекты при астме определяются только этими свойствами и что существующие препараты являются недостаточными ингибиторами патологии, индуцированной ФАТ. Следует отметить, что глюкокортикоиды, кетотифен и хромогликат могут подавлять реакции на ФАТ столь же эффективно, как большинство известных селективных антагонистов ФАТ. Более того, необходимо еще раз подчеркнуть, что каждый из указанных препаратов обладает дополнительными эффектами - бронходилатацией, стабилизацией тучных клеток, антагонизмов с аминами и МДВ-А, а также противовоспалительным действием; все они вносят свой вклад в симптоматическую эффективность, на которую могут рассчитывать и больной, и врач, что усложняет их оценку и понимание, отсутствие которого является главным препятствием на пути к успеху при применении данного терапевтического подхода. Не говоря

174 Глава 16

уже об антагонистах ФАТ, которые однозначно представляются многообещающими препаратами для лечения астмы, вполне вероятно, что такие вещества (если они селективные) помогут точно определить роль ФАТ при астме и, следовательно, позволят подтвердить предположение, что антагонизм легочным эффектам ФАТ должен быть обязательным признаком новых профилактических антиастматических препаратов.

Заключение

ФАТ обладает многими свойствами медиатора воспалительных заболеваний. Существование уже известных и разработка новых препаратов, подавляющих вызванную ФАТ патологию в различных тканях, позволит очень быстро установить значение ФАТ при том или ином заболевании. Следует подчеркнуть, что в каждом случае исследователь должен исполь-

зовать жесткие критерии, подобные критериям Dale (см. разюме части 2), а не довольствоваться поверхностным анализом.

Резюме части 2

М. М. ДЕЙЛ (М. М. DALE)

В настоящее время вполне очевидно существование неопределенности и даже путаницы в отношении роли различных веществ, предложенных в качестве медиаторов. В главе 9 приведены критерии оценки веществ, претендующих на роль медиаторов при аллергии или воспалении. При формулировке этих критериев за основу были взяты положения, используемые для определения нейропередатчиков. При аллергии и воспалении ситуация гораздо сложнее, чем при нервной передаче, так как в первом случае наблюдается ряд различных реакций, осуществляемых многими типами клеток одновременно и(или) последовательно. Некоторые из этих реакций имеют более важное значение в каких-то определенных условиях. Например, выделение интерлейкина-1 весьма важно при ревматоидном артрите, а образование и выделение фактора активации тромбоцитов или лейкотриеновпри бронхиальной астме. Кроме того, некоторые медиаторы изменяют высвобождение других медиаторов (например, ФАТ и ИЛ-1 стимулируют выделение эйкозаноидов, а ПГЕ2 уменьшает выделение лимфокинов), что еще больше усложняет анализ ситуации.

В главах этой части книги приведено детальное описание восьми различных медиаторных систем. Их краткая характеристика в соответствии с семью указанными критериями дана в табл. 21. В связи с необходимостью таблица значительно упрощена; более того, в нее не включены сложные формы регуляторной активности, которые описаны в части 2. Совершенно очевидно, однако, что недостаток необходимой информации для большинства медиаторов не позволяет использовать критерии

5, 6 и 7.

Некоторые вещества, о которых можно сказать, что они опосредуют нарушение функций (например, повреждение тканей при ревматоидном артрите), не включены в данный раздел и, следовательно, отсутствуют в табл. 21. Так, лизосомные ферменты и токсические продукты 02, участвующие в повреждении тканей, описаны в главах 3 и 6 части 1.

Представляется очевидным, что некоторые (а возможно, и многие) медиаторы участвуют в какой-либо одной реакции, а точное значение любого конкретного медиатора может меняться в различных условиях. Более того, весьма вероятно, что ряд медиаторов еще предстоит открыть.

При экспериментальном подходе приходится изолировать особые элементы воспалительной реакции in vitro (хемотаксис, сокращение гладких мышц и др.) или in vivo (расширение сосудов, накопление клеток) с целью анализа действия медиатора и исследования пути его модификации (см. часть 4). В настоящее время трудно сказать, в какой степени можно экстраполировать используемые тесты (например, накопление клеток в губке, пропитанной каррагенином) на нежелательное воспаление in vivo (например, при ревматоидном артрите). Более точное определение каждого медиатора требует не только дальнейших экспериментальных исследований на различных моделях воспаления, но и (что более существенно) разработки фармакологических агентов, модифицирующих их действие, синтез, хранение, выделение и метаболизм.

Доступность новых агентов значительно облегчит анализ роли того или иного медиатора при различных аллергических и воспалительных состояниях, что, помимо углубления наших познаний, позволит улучшить лечение данных состояний.

Кардинальные симптомы воспаления впервые были описаны Цельсом (около 78 г. до н. э.). И только относительно недавно стало понятно, что они могут быть связаны с изменениями кровеносных сосудов пораженных тканей. John Hunter (1793) описывал воспалительное покраснение как результат вазодилатации: «сосуды, как артерии, так и вены, в очаге воспаления на вид становятся более сосудистыми... и это я должен назвать действием дилатации». Он пришел к выводу, что воспалительная опухоль вызывается истечением плазмы: «это увеличение объема возникает вследствие экстраваза-ции коагулирующей лимфы и (отчасти) сыворотки».

Изобретение микроскопа позволило детально исследовать подобные изменения, и наши знания существенно расширились благодаря таким исследователям, как немецкий патологоанатом Julius Cohnheim, который тщательно описал основные признаки воспалительной реакции. Cohnheim (1889) установил, что «интенсивность покраснения (очевидно, caeteris paribus) прямо пропорциональна степени дилатации и переполнения кровью». Далее он представил весьма спорные аргументы в пользу связи местного повышения тканевой температуры с увеличением притока крови. Позже Cohnheim (1889) на лягушках описал накопление лейкоцитов и его связь с отеком ткани: «после достижения места экзодусом, эмиграцией, или, как ее еще называют, экстравазацией корпускулярных элементов, здесь происходит увеличение транссудации жидкости, вследствие которой ячейки мезентерия или тканей языка инфильтрируются и отекают».

Cohnheim (1889) впервые предположил, что наблюдаемые изменения микрососудов могут быть результатом действия химических медиаторов, образующихся в ответ на воспалительный стимул: «Мы думаем, что удовлетворимся, предположив наличие химических изменений, наблюдающихся в соках и тканях pari passi при размножении тех организмов (микрококков), которые вызывают четвертый признак - характерное воспалительное поврежде-

ние сосудистой стенки». Это провидческое предположение явилось предвестником интереса к химии воспаления, которая переросла в обширную и важную область фармакологии.

В фармакологии воспаления разработано три главных подхода. Первый из них основан на концепции подобия, которая впервые была предложена Thomas Lewis в 20-х годах при изучении гистамина. Lewis обнаружил, что местно введенный гистамин может вызывать эффекты слабой механической или термической травмы в коже человека. Исходя из этого, он предположил, что эндогенный гистамин или родственное ему вещество выделяется в ответ на травмирующий стимул. Данный критерий и сегодня остается важным признаком, используемым при определении всех медиаторов. Вторым подходом является изучение влияния селективных антагонистов или ингибиторов на воспалительные реакции. Такой подход привел к важнейшему выводу об убиквитарности гистамина как медиатора воспаления и к разработке антигистаминных препаратов. Третьим подходом является определение медиаторов в экссудатах или (in vitro) в супернатантах клеток. В настоящее время для этих целей существует целый ряд биологических и химических методов определения.

Характерные изменения микроциркуляции при воспалении будут обсуждаться вместе с веществами, которые их опосредуют.

Вазодилатация

Все кровеносные сосуды, за исключением капилляров, обладают монослоем эндотелиальных клеток, окруженных гладкомышечными клетками, способными изменять калибр сосудов. Капилляры состоят только из монослоя эндотелиальных клеток, и их калибр изменяется пассивно в зависимости от трансмурального гидростатического давления. Два фактора определяют кровоток в любой ткани: а) разница между системным артериальным и венозным

180 Глава 17

цаемости (см. ниже), простагландины обычно индуцируют селективную вазодилатацию. Однако у крыс и в коже некоторых людей в ответ на ПГЕ происходит выделение аминов тучных клеток. В этом случае повышается проницаемость микрососудов.

Ранее было обнаружено, что некоторые тканевые экстракты при внутривенном введении животным проявляют сильное вазодепрессивное действие. В настоящее время известно, что часть этих эффектов определяется наличием в экстрактах нейропептидов. Два из них интенсивно изучены: 11-аминокислотное вещество Р и 28-аминокислотный вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП). Оба пептида являются мощными вазодилататорами, а в некоторых тканях они способствуют усиленному выделению аминов из тучных клеток. Совсем недавно с помощью методов молекулярной биологии удалось выявить еще один сосудорасширяющий нейропептид. Обнаружено, что ген, кодирующий кальцитонин в щитовидной железе, кодирует и другие «фланкирующие» пептиды. Один из них-37-аминокислотный пептид, связанный с геном кальцитонина (ПСГК), также является сильным вазодилататором.

Вещество Р и ВИП вызывают местное покраснение кожи, волдыри и окружающий красный дермографизм у человека. Основной эффект ПГСК-интенсивное и очень продолжительное местное покраснение, а волдыри и красный дермографизм возникают лишь при использовании высоких доз.

В отличие от простагландинов, которые прямо действуют на гладкомышечные клетки сосудов, вызывая их расслабление, брадики-нин, вещество Р, ВИП и ПСГК опосредованно влияют на некоторые сосуды. В этих сосудах рецепторы для пептидов (впервые показано с ацетилхолином) находятся на эндотелиаль-ных клетках. Стимуляция рецепторов in vitro вызывает выделение эндотелиальными клетками нестабильного вещества (релаксирующий фактор эндотелия, РФЭ), который стимулирует гуанилатциклазу в прилегающих гладкомышечных клетках, вызывая их расслабление (см. главу 8).

Вещество Р, ВИП и ПГСК найдены в кожных нервах человека, поэтому один из них (или более) может быть эндогенным медиатором аксон-рефлекса реакции красного дермографизма. Эти пептиды могут вносить важные нейрогенные компоненты при различных типах воспалительной реакции.

Отек

В норме кровеносные микрососуды обладают низкой проницаемостью для макромолекул; белки плазмы медленно циркулируют в крови и тканях, возвращаясь из тканей в кровь через лимфатические сосуды. Низкая проницаемость имеет важное значение для динамического равновесия жидкости в тканях. Разница осмотического давления по обе стороны кровеносного сосуда обусловлена более высокой концентрацией белка в плазме по сравнению с тканевой жидкостью. Эта разница несколько сглаживается гидростатическим давлением, имеющим тенденцию удалять жидкость из сосуда. В физиологических условиях любой дисбаланс компенсируется лимфатическим клиренсом. Ситуация драматически меняется при воспалительной реакции: устраняется барьер проницаемости и жидкость, обогащенная белком, вытекает из кровеносных микрососудов, переполняя лимфатические сосуды и вызывая отечность тканей.

Воспалительный отек часто определяется как следствие повреждения клеток эндотелия, что действительно наблюдается в некоторых условиях, например при повреждении химическими токсинами, высокой температурой или облучением. В то же время специфические механизмы активно участвуют в утечке белков плазмы, что указывает на функциональное значение отека. После краткого описания некоторых методов, используемых для измерения отека, эти механизмы и их возможная функция будут обсуждены ниже.

Методы измерения отека

Отек является наиболее легко определяемым количественным показателем воспаления, поэтому его измерение проводится повсеместно. Для многих исследований вполне адекватны очень простые методы. Утолщение кожи может определяться при измерении складки кожи кронциркулем, а увеличение объема стопы крыс-при помещении стопы в ртуть до фиксированного положения и при измерении вытесненного объема. Определяется изменение окружности сустава после внутрисуставного введения вещества, вызывающего воспаление. При исследованиях на животных используются различные красители. Красители Эванс голубой и пентамин голубой после внутривенного введения авидно связываются с альбумином. В таком случае количество красителя, накоп-

ленного в ткани, может быть использовано для измерения утечки белка. При кожных реакциях измеряется диаметр голубого окрашивания или проводится оценка интенсивности окрашивания. Можно удалить кожу, экстрагировать краску и ее количество определить спектрофотометрически. Применение радиоактивных изотопов представляет собой обычный метод измерения отека. Альбумин, меченный 1251 или 1311, вводят внутривенно после внутрикожной инъекции агента, вызывающего воспаление. Через некоторое время животных забивают, удаляют образцы кожи, и их активность определяется с помощью гамма-счетчика. Полученные значения позволяют точно оценивать накопление в ткани альбумина плазмы.

Медиаторы, повышающиепроницаемость микрососудовиоказывающиепрямое действиенаэндотелиальныеклетки

В течение многих лет предполагалось, что медиаторы, такие как гистамин, вызывают утечку белков плазмы, действуя на мельчайшие сосуды-капилляры. Классические исследования, проведенные Majno и соавт. в начале 60-х годов, изменили данное представление. Эти исследователи вводили внутривенно крысам суспензии частиц угля (индийские чернила) или сульфид ртути, а затем инъецировали в мышцу-кремастер гистамин или 5-окситрипта- мин (5-ОТ). Через час, когда циркуляция очищалась печенью от суспензии, кремастер исследовали с помощью световой или электронной микроскопии. Микрососуды, в которых возникала утечка, имели пятнистую окраску вследствие задержки частиц. Под действием аминов в эндотелии образовывались промежутки, в которые проходили белки вместе с частицами. Однако белки впоследствии могли распространяться по тканям, а частицы задерживались периваскулярной базальной мембраной. Эти эксперименты наглядно показали, что «протекающими» сосудами в действительности являются небольшие посткапилляриые венулы.

Гистаминовые рецепторы предположительно находятся на посткапиллярных венулах. Гистамин вызывает сокращение эндотелия и временное открытие межэндотелиальных клеточных соединений (см. главу 8). 5-ОТ вызывает аналогичный эффект у грызунов (5-ОТ вместе с гистамином содержится в тучных клетках грызунов).

После проведения этих экспериментов были описаны некоторые другие медиаторы; все они

избирательно действуют на венулы, повышая их проницаемость. Чтобы отличать эти медиаторы от другого типа медиаторов, зависимых от полиморфно-ядерных лейкоцитов (см. ниже), их назвали «прямо действующие медиаторы, повышающие проницаемость». Кроме гистамина и 5-ОТ, к ним относятся брадикинин, каллидин, лейкотриены С4 и D4, фактор активации тромбоцитов. Простагландины и тромбоксаны, как правило, слабо повышают проницаемость, за исключением некоторых эффектов, опосредуемых тучными клетками кожи, о чем упоминалось выше.

Взаимодействиемедиаторов

В 1971 г. John Vane и соавт. предположили, что ацетилсалициловая кислота и другие нестероидные противовоспалительные препараты (НСПВП) подавляют воспаление в результате супрессии синтеза простагландинов (см. главы 10 и 25). Так как некоторые простагландины являются сильными вазодилататорами, с помощью этой теории нетрудно объяснить влияние НСПВП на гиперемию. Действие НСПВП на отек объяснить труднее, поскольку, как отмечалось выше, простагландины слабо влияют на проницаемость микрососудов. Объяснение было найдено, когда установили, что простагландины, обладающие мощным сосудорасширяющим действием, также сильно потенцируют отек, вызванный медиаторами, повышающими проницаемость, например гистамином и брадикинином. Соответственно показано, что эндогенные сосудорасширяющие простагландины и медиаторы, повышающие проницаемость, действуют синергично, вызывая отек в некоторых экспериментальных моделях. Предполагается, что простагландины, расширяя артериолы, повышают гидростатическое давление в просвете венул, вследствие чего увеличивается утечка белков, вызванная другим медиатором. Данная гипотеза была подтверждена недавними наблюдениями потенцирования образования отека сильными сосудорасширяющими пептидами ВИП и ПСГК.

Повышение проницаемости микрососудов хемоаттрактантами полиморфно-ядерных лейкоцитов

При исследовании отечных реакций на внутрикожное введение кроликам микробных стиму-

лов (Bordetella pertussis или прогретые дрож-

жевые клеткизимозан) было обнаружено, что