1.4. Роль глюкокортикоидных гормонов при заболеваниях легких
Глюкокортикоиды обладают мощным противовоспалительным действием, которое связано с их влиянием на микрососуды, клетки и продукцию клетками медиаторов воспаления.
Одним из основных компонентов воспалительного процесса в бронхах и легких является повышение проницаемости сосудов микроваскулярного русла, пропотевание жидкой части плазмы в межклеточное пространство и формирование воспалительного отека.
Экспериментальные исследования на грызунах показали, что вводимые внутривенно или местно глюкокортикоиды ингибируют вызванную медиаторами воспаления повышенную проницаемость микрососудов (Boschctto P., Rogers D. F., Fabbri L. M.ct. al.,1991). Этот эффект обусловлен как прямым стабилизирующим действием глюкокорти-коидов на эндотелий сосудов, так и повышением чувствительности сосудистой стенки к прессорным агентам, например катехоламииам (пермиссивное действие глюкокортикоидов). Глюкокортикоиды угнетают также повышение проницаемости сосудов, вызванное иейрогенным воспалением в бронхах. Предполагается, что это происходит благодаря повышению активности нейтральной эидопептидазы, которая угнетает высвобождение тахикининов из чувствительных нервных окончаний (Barnes P. J., 1991).К числу основных механизмов противовоспалительного действия глюкокортикоидов можно отнести их влияние на количество и активность клеток, участвующих в реализации воспаления в бронхах и легких, причем это влияние их весьма разнообразно. Так, показано, что кортикостсроиды снижают количество циркулирующих в крови базофилов, моноцитов и лимфоцитов. Отчасти этот эффект связан с угнетением факторов иигибирующих граиулоцитопоэз, таких как граиулоциты - макрофаги колониестимулирую-щий фактор (ГМКСФ). Кроме того, кортикостсроиды стимулируют выход эозинофилов и, возможно, лимфоцитов из кровяного русла и депо в периферические ткани, в том числе и в бронхо-легочную, приводя, таким образом, к уменьшению их количества в крови.
В связи с этим эозинопеиический и лимфопенпческий эффекты глюкокортикоидов в последнее время связывают, в основном, не с разрушением клеток в крови, а их перераспределением в тканях организма (Barnes P. J., 1991).Количество тучных клеток в слизистой бронхов вторично уменьшается под влиянием глюкокортикоидов, что связывают с ингибицией ими высвобождения факторов роста тучной клетки, таких как интсрлейкин-3 и ГМКСФ.
В дальнейшем под влиянием глюкокортикоидов угнетается выход большинства лейкоцитов из сосудистого русла в периферические ткани и органы в следствии ингибиции высвобождения хсмоаттрактантов и цитокинов, активирующих эндотелий сосудов, таких как интсрлсикин-1, фактор некроза опухоли (Doc R. P., Lohrenz F., River G. et. al., 1982). В то же время глюкокортикоиды стимулируют синтез нейтрофилов в костном мозге, что приводит к увеличению содержания нейтрофилов в периферической крови.
Кроме того, глюкокортикоиды действуют не только на подвижность лейкоцитов, но и также на различные их функции. Установлено, что они повышают синтез В-адрснорцепторов, вследствие чего усиливается В-адренергический ответ, активизируется аденилатциклаза, усиливается синтез ц-АМФ (Doe R. P., Lohrcnz F., River G. et. al., 1982). Глюкокортикоиды также ингибируют дегрануляцию макрофагов, базофилов и тучных клеток, что доказано пока в экспериментах на животных.
Во всяком случае, показано снижение количество рецепторов комплемента и активности моноцитов человека под влиянием глюкокортикоидов. Они уменьшают также пролиферацию Т-лимфоцитов, снижают их активность за счет угнетения продукции интсрлсйкина-2 (Doe R. P., Lohrcnz F., River G. et. al., 1982).
В последние годы установлено, что глюкокортикоиды уменьшают количество и снижают активность дендритных клеток в слизистой бронхов, что угнетает активность воспаления в ответ на такие стимулы, как аллерген (Howarth J., Huszr Е., Barath Е., Kollai М., 1996).
На субклеточном и молекулярном уровне механизм действия глюкокортикоидов объясняется их влиянием на генетический аппарат клетки.
Считается, что вследствие своей липофильности стероиды свободно проходят через клеточную мембрану и проникают внутрь клетки, где связываются с ци-топлазматическими глюкокортикоидными рецепторами. Далее комплекс глюкокортикоид-рецептор проникает в ядро клетки, в котором он действует как фактор транскрипции, связываясь со специфичными к нему областями ДНК. Это взаимодействие приводит к активации или угнетению гена-мишени (Ray A., Siegel М., D., Prefontaine К. Е., Ray Р., 1995). В результате этого взаимодействия уменьшается или увеличивается синтез матричной РНК (м-РНК), что, в свою очередь, приводит к повышению продукции некоторых медиаторов, ферментов и других белков, включая липокортин-1, эндонуклсазы, нейтральную эпдонептиазу, В-адренорепспторы и к снижению продукции других медиаторов, прежде всего цитокинов. В настоящее время установлено, что цитокины играют ведущую роль в формировании и про-гресенроваиии воспалительного процесса при острых и хронических неспе-пифических заболеваний легких, таких как бронхиальная астма и хроническая обструктнвная болезнь легких (Barnes P. J., 1995). Поэтому активно ведется поиск новых путей терапии, основанной на воздействии на цитокины. Однако пока не удалось создать специфические цитокин-ингибиторы, которые оказались бы в лечении воспаления более эффективным, чем глюкокор-тикоиды (Barnes P. J., 1995).
В последние годы были обнаружены новые механизмы взаимодействия глюкокортикоидов с цитокпнами. Известно, что цитокины действуют на клетки путем изменения транскрипции генов. Их взаимодействия с рецепторами па поверхности клетки приводит к активации факторов транскрипции, таких, как активатор протеина-1 (АП-1) и ядерный фактор каппа-В (ЯФкБ) (Barnes P. J., 1995; Ray Л., Sicgcl М., D., Prefontaine К. Е., Ray Р., 1995). Эти факторы затем направляются в ядро клетки, где связываются с ДНК (в принципе, таким же путем, как и комплекс глюкокортикоид-рецептор) и влияют, таким образом, на синтез м-РНК и продукцию провоспалительных протеинов (цитокинов) в клетке.
Оказалось, что комплекс глюкокортикоид-рецептор может взаимодействовать непосредственно как с АП-1, так и с ЯФкБ в ядре, предупреждая, таким образом, их действие как фактора транскрипции ДНК и эффективно блокируя влияние цитокинов на клетку. Это протеин - протеиновое взаимодействие - более достоверно, по мнению некоторых авторов, объясняет очень важный механизм противовоспалительного действия глюкокортикоидов (Ray A., Siegel М, D., Prefontaine К. Е., Ray Р., 1995; Rutgers S. R., Postma D. S., van der Mcrk Th. W., Kocter G. H., 1996). Поскольку ЯФкБ и АП-1 опосредуют хроннзацию воспалительных эффектов, их инактивация приводит к угнетению этого процесса.Недавно было также показано, что дексамстазон стимулирует продукцию 1 каппа-Б-альфа, белка, который связывается с ЯФкБ в цитоплазме и предупреждает сю транслокацию в ядро клетки (Ray A., Siegel М., D., Prefontaine К. Е., Ray Р., 1995). Угнетение транслокации ЯФкБ также ведет к редукции высвобождения цитокинов и к уменьшению выраженности воспалительной реакции.
Кроме цитокинов, важная роль в формировании воспалительного процесса в бронхо-легочном аппарате, при таких заболеваниях, как бронхиальная астма и хронический обструктивный бронхит, отводится эйкозаноидам, которые синтезируются из мембранных фосфолипидов путем активации каскада энзимов, известных как каскад арахидоиовой кислоты. К эйкозаноидам относятся такие биологически активные вещества, как лейкотрисны, про-стагландины, тромбоксан и липоксины. Лейкотрисны относятся к числу наиболее мощных воспалительных медиаторов, участвующих в патогенезе различных заболеваний бронхов и легких. Известно, что глюкокортикоиды ии-гибируют высвобождение лейкотриенов из клеток воспаления. Механизм их действия объясняют стимуляцией синтеза белка липокортина-1, который блокирует фермент фосфолипазу Аг, «запускающий» метаболизм арахидоиовой кислоты (Barnes P. J., 1991; . Honvath J., Huszr Е., Barath Е., Kollai М., 1996).
Оказалось также, что глюкокортикоиды уменьшают продукцию окиси азота, одного из агрессивных факторов воспаления, который обнаруживается в выдыхаемом воздухе при заболеваниях верхних и нижних дыхательных путей (Baraldi Е., Azzolin N., Zanconuto S.
et al., 1996; Tokuyama K., Lotvall J. O., Lofdahl C. G., Barnes P. L., Chang K., 1990). Окись азота образуется из L-аргинина базальиыми эпителиальными клетками под влиянием индуцируемой нитро-оксид-синтазы (Horwath Р., 1997). Глюкокортикоиды ингибируют активность этого фермента за счет блокады цитокинов (интсрлсйкина-1-бста и фактора, нскротизирующего опухоль-альфа), которые индуцируют экспрессию нитро-оксид-синтазы (Mosonyi L., 1976).Таким образом, глюкокортикоиды обладают мощным иш ибирующим эффектом на воспалительный процесс благодаря широте и многообразию механизмов действия на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях.
Поэтому дефицит эндогенного кортизола, появляющийся у больных, особенно с затяжными или хроническими формами воспаления в бронхах и легких, способствует развитию и прогрессированию воспалительного процесса. Механизмы развития глюкокортикоидной недостаточности могут быть различными, связанными как с нарушением функции надпочечников, так и с вненадпочечниковыми факторами.
Надпочечниковая глюкокортикоидная недостаточность, вызванная нарушением синтеза глюкокортикоидных гормонов клетками коры надпочечников, чаще всего обусловлена продолжительной гормональной терапией (Чучалин Ф.Г., Шмушкович Б.И., Маврасв Д.Э., 1984; Pederson S., 0,Byrnc P., 1997), истощением резервных возможностей коры надпочечников вследствие длительного стресса, интоксикации и гипоксии, встречающихся при длительно текущих хронических заболеваниях, в том числе и бронхиальной астме (Пыцкий В.И., Андрианова Н.В., Артомасова А.В., 1995; Трофимов В.И., Шапорова II.Л., Лебедева Д.П., 1991). Другим, более редким вариантом развития надпочечниковой глюкокортикоидной недостаточности, является нарушение соотношения между основными гормонами, синтезируемыми корой надпочечников (Пыцкий В.И., Сюсюнин Ю.П., Ходакова И.А. и др., 1988). Выяснилось, что под влиянием ряда факторов (хроническая гипоксия, метаболические нарушения) происходит уменьшение синтеза кортизола (основного глюкокортикоидного гормона человека) при одновременном увеличении синтеза кортикостерона, обладающего значительно меньшим противовоспалительным и антиаллергическим действием.
К факторам, способствующим снижению стероидной функции коры надпочечников, следует отнести нарушение взаимодействия в системе регуляции гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников. Хорошо известно, что регуляция синтеза глюкокортикоидов в норме осуществляется, в основном, по принципу отрицательной обратной связи, то есть снижение уровня кортизола в плазме крови ведет к увеличению синтеза кортикотропин-рилизинг-гормона (кортиколиберина) гипоталамусом и АКТГ-гипофизом. Проведенное на кафедре госпитальной терапии СПБГМУ им. акад. И.П. Павлова обследование 56 больных бронхиальной астмой с использованием малого дсксамета-зонового теста позволило выявить у 80% из них нарушение функционирования системы гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников, которое было связано, по-видимому, с повышением порога чувствительности клеток гипоталамуса и гипофиза к ингибирующему действию глюкокортикоидов (Трофимов В.И., Шапорова П.Л., Лебедева Д.П., 1991; Трофимов В.И., 1992). А это приводит к стимуляции синтеза глюкокортикоидов корой надпочечников на начальных этапах формирования бронхиальной астмы с последующим истощением резервных возможностей коры надпочечников или прогрессировали!! заболевания.
Одной из важных причин развития вненадпочечниковой глюкокортико-идной недостаточности является повышенное связывание гормонов белками плазмы транскортином и альбумином. Синтетические стероиды связываются транскортином несколько слабее, чем гидрокортизон, что обуславливает их более легкое проникновение в ткани организма (Сергеев П.В., 1984).
Данные литературы и результаты исследований, проведенных на кафедре госпитальной терапии СПб ГМУ им. акад. И.П. Павлова, свидетельствуют о повышенном связывании глюкокортикоидов трапкортинов и снижении уровня свободной, биологически активной фракции гормонов у части больных бронхиальной астмой (Ландышсв Ю.С., Марихина Н.С., Шавилова А.Н. и др., 1986; Трофимов В.И., Шапорова Н.Л., Лебедева Д.П., 1991). Причины повышения активности траискортина недостаточно изучены (одной из них является увеличения уровня эстрогенов в плазме крови), однако, совершенно очевидно, что этот фактор может служить одним из механизмов развития относительной глюкокортикоидиой недостаточности при сохраненной или даже повышенной стероидной функции коры надпочечников.
Определенное значение в биологической инактивации гидрокортизона имеет также связывание его с клетками крови, прежде всего, эритроцитами (Сергеев П.В., 1984).
Кроме описанных механизмов развития глюкокортикоидной недостаточности, у больных бронхиальной астмой имеет место тканевой или клеточный механизм се формирования. По данным В.И. Пыцкого (1988) и исследований, проводившихся на кафедре госпитальной терапии СПб ГМУ им. акад. И.П. Павлова, почти у 60 % обследованных больных бронхиальной астмой отмечалось достоверное увеличение числа лимфоцитов, устойчивых к действию физиологических и фармакологических концентраций кортизола (Трофимов В.И., Шапорова Н.Л., Лебедева Д.П., 1991). Исследования, проведенные на кафедре госпитальной терапии СПБ ГМУ им. акад. И.П. Павлова, позволили выявить достоверное снижение поглощения кортизола лимфоцитами у больных бронхиальной астмой по сравнению со здоровыми лицами. Наиболее значительно кортизол-поглощение лимфоцитов было нарушено у больных инфекционно зависимым и дисгормональными вариантами заболевания (Трофимов В.И., Шапорова Н.Л., Лебедева Д.П., 1991; Шапорова Н.Л., 1990). По-видимому, уменьшение кортизолпоглощения лимфоцитов связано со снижением числа мембранных рецепторов глюкокортикоидов, которым принадлежит, по современным представлениям, важная роль в проникновении гормона внутрь клетки и, реализации его биологических эффектов (Голиков ПЛ., 1988).
По-видимому, клеточный механизм развития глюкокортикоидной недостаточности у больных бронхиальной астмой проявляется раньше других механизмов, поскольку нарушения поглощения кортизола лимфоцитами были обнаружены у больных с предастмой и лиц с угрозой развития бронхиальной астмы (Федосеев Г.Б., Трофимов В.И., Синицина Т.М., 1989; . Трофимов В.И., 1992).