Современные данные позволяют по-новому проанализировать механизмы биологической активности препаратов полисахаридной природы (высоко- и низкомолекулярные гепарины, препараты декстрана и др.), которые широко применяются в клинической практике. Некоторые исследователи пытаются объяснить многообразное влияние гепаринов на организм только их антикоагулянтными свойствами, а декстрана — гемодинамическими эффектами. Мы включили в состав полисахаридов и липополисахариды (ЛПС), поскольку все эти препараты обладают многими общими биологическими эффектами [9]. Во врачебной практике ЛПС применяются в первую очередь для стимуляции иммунитета и неспецифической резистентности организма.
Липополисахариды (пирогенал, продигиозан, пиромен, пирексаль, сальмозан, зимозан и др.) — эндотоксины грамотрицательных бактерий. Они имеют сложную структуру, но ее основными компонентами являются липоид А и полисахарид, который включает О-специфическую цепь и олигосахаридный остов.
Иммунизация ЛПС или грамотрицательными бактериями индуцирует образование антител только к О-специфической цепи ЛПС, обладающей антигенными свойствами. Активация защитных механизмов при действии ЛПС в основном связана с полисахаридом, в то время как токсические эффекты обусловлены липоидом А. Очищенный липоид А обладает иммуногенностью и может стимулировать защитные реакции, однако в целой молекуле ЛПС эта способность проявляется слабо [16].
Липополисахариды стимулируют многие защитные реакции организма: увеличивают количество лейкоцитов и их фагоцитарную активность, повышают активность системы комплемента, резистентность клеточных и субклеточных мембран к действию повреждающих агентов [3]. Под влиянием ЛПС макрофаги, полиморфно-ядерные нейтрофилы и другие клетки продуцируют интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-6), простагландины, оксид азота (NО), кислородные радикалы и др.
В последнее время появились работы, объясняющие отдельные механизмы действия ЛПС стимуляцией образования NO.
ЛПС активируют в клетках эндотелия сосудов конститутивную NO-синтазу, а в моноцитарно-макрофагальной системе, гепатоцитах, клетках кишечного эндотелия — индуцибельную NO-синтазу, под действием которых аминокислота L-аргинин освобождает NО и превращается в цитрулин. NО может оказывать ряд физиологических и защитных эффектов. Так, например, NО, проникая из эндотелия сосудов в мышечную оболочку, активирует цГМФ и в конечном итоге снижает тонус сосудов.
Клетки макрофагально-фагоцитарной системы оказывают губительное действие на микроорганизмы, вероятно, также благодаря высвобождению NO.
Считают, что действие ЛПС на организм встречается гораздо чаще, чем мы традиционно привыкли представлять. Толстый кишечник служит естественным резервуаром грамотрицательных бактерий, содержащих эндотоксины. Вследствие нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишки при ишемии, воспалительных процессах и в ряде других случаев бактерии могут попасть в портальную и лимфатическую системы. Микроорганизмы, проникающие в синусоиды печени, подвергаются бактерицидному действию NO, синтезируемого гепатоцитами, купферовскими клетками и эндотелием сосудов. В связи с нестабильностью молекулы NO последняя действует вблизи места образования. Синтезируемый печенью NO оказывает бактерицидное действие в пределах печени, a NO, вырабатываемый легочными макрофагами, — в пределах легких [2)]. Разумеется, нельзя сводить механизмы бактерицидности и вазодилатации в организме только к действию NO. В этих реакциях принимает участие большое количество других биологически активных веществ, о чем говорилось выше.
Избыток NO может оказывать губительное влияние не только на микроорганизмы, но и на клетки организма. Так, например, при септическом шоке падение кровяного давления в определенной степени обусловлено избытком NO. Ингибиторы NO дают хотя слабый, но положительный эффект [1].
ЛПС в лечебных дозах активируют освобождение тучными клетками гепарина и ряда других веществ. ЛПС оказывают положительный эффект при воспалении, действии ионизирующей радиации, усиливают регенерацию нервной и мышечной тканей, тормозят развитие соединительной ткани, оказывают некоторое противоопухолевое действие. Не следует забывать, что ЛПС — это эндотоксины, и в больших концентрациях они могут дать выраженный токсический эффект. ЛПС противопоказаны для применения беременным, так как могут оказать патогенное влияние на развитие плода, во многом обусловленное активацией иммунной системы матери с последующим развитием иммунного конфликта в системе мать—плод [10].
В последнее время огромное количество публикаций посвящено высокомолекулярному (нефракционированному) и низкомолекулярному гепаринам. Так, в информационной системе "Medline" только за первые 4 мес 1999 г. представлено 170 работ, посвященных действию гепаринов.
Широкое применение в клинике высокомолекулярного (ВМГ)и низкомолекулярного (НМГ) гепаринов дает основание подвергнуть анализу литературные и собственные данные по их биологической активности.
Обычный ВМГ — сульфатированный мукополисахарид, который получают из слизистой оболочки кишечника свиньи или легких крупного рогатого скота. Средняя молекулярная масса коммерческих препаратов 12 000-15 000 Д.
НМГ, который обычно имеет молекулярную массу 3 400—6 500 Д, получают методом химической или ферментативной деполимеризации ВМГ.
Большинство публикаций касается антикоагулянтных эффектов гепаринов. Однако многолетний экспериментальный и клинический опыт применения, в первую очередь ВМГ, свидетельствует, что гепарин — это важный эндогенный фактор поддержания гомеостаза в организме. Последнее позволило также назвать гепарин местным трофогеном. Как известно, гепарин выделяется в основном тучными клетками, которые располагаются по ходу сосудов микроциркуляторного русла органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, печени, кожи, подкожной клетчатки и в первую очередь защищают организм от неблагоприятного воздействия факторов внешней среды. Это дает основание для предположения, что гепарин имеет большое значение в формировании механизмов защиты организма.
ВМГ оказывает положительное действие при многих инфекциях и интоксикациях, а также при различных видах воспаления. Гепарин увеличивает количество лейкоцитов и усиливает их фагоцитарные свойства, активирует моноцитарно-макрофагальную систему, повышает резистентность клеточных и субклеточных мембран к действию повреждающих агентов, нормализует нарушенную проницаемость кровеносных сосудов. Это позволило некоторым авторам считать гепарин "естественной противовоспалительной молекулой" [24].
ВМГ успешно применяется в комплексном лечении пневмоний, оказывает ингибирующее влияние на некоторые аллергические реакции при бронхиальной астме, гломерулонефрите, васкулите и др. У больных бронхиальной астмой устраняется спазм бронхов, улучшается вентиляция легких [17, 19]. ВМГ повышает резистентность животных (крыс) к кислородному голоданию [9].
Много работ посвящено благоприятному влиянию гепарина на течение стенокардии и инфаркта миокарда [12, 23, 25]. ВМГ способствует расширению коронарных сосудов, нормализует реологические свойства крови, сохраняет вазорегуляторную функцию эндотелия при повреждении коронарных сосудов, оказывает положительное влияние на обмен веществ, в частности снижает уровень липопротеидов низкой плотности и холестерина, что в конечном итоге реализуется в противоатеросклеротическом действии и повышении сократительной функции миокарда.
ВМГ с успехом применяется при лечении вирусного гепатита. При введении ВМГ в круглую связку печени, а также методом ингаляции лечебный эффект базисной терапии наступает в 2 раза быстрее [7]. По нашему мнению, такое действие препарата связано не только с улучшением микроциркуляции в печени, как считают авторы. Следует учитывать, что гепарин повышает резистентность клеточных и субклеточных мембран, способствует синтезу гликогена, восстанавливает нарушенные реакции переаминирования, активирует в клетках печени кислую фосфатазу, тормозит в культуре клеток печени образование коллагена. В литературе мы не обнаружили работ по изучению влияния гепарина на вирусы, вызывающие гепатит, однако известно, что последний тормозит рост вируса герпеса и др. [6].
Имеются единичные сообщения о влиянии гепарина на образование NO в организме. Так, образованием NO эндотелием сосудов объясняется вазодилататорный эффект ВМГ в отношении коронарных сосудов, в свою очередь высокие концентрации NO усиливают расщепление гепарина [29].
В работе, проведенной нами, установлено, что внутривенное введение ВМГ в дозе 1000 ЕД/кг крысам с удаленными надпочечниками вызывает их гибель от коллапса. Ингибитор образования оксида азота N-co-nitro-L-Arginine (L-NNA) вызывает защитный эффект. Поскольку глюкокортикоиды являются естественными ингибиторами NO-синтаз [28], это следует учитывать при применении препаратов декстрана у пациентов с надпочечниковой недостаточностью.
Следовательно, гепарин, так же как и Л ПС, способен стимулировать образование NO, оказывая этим влияние на тонус сосудов, антимикробную защиту и др. Увеличивая синтез NO, гепарин улучшает микроциркуляцию и, в частности, оказывает защитное влияние на крыс при экспериментальном панкреатите [21].
В последние годы большое внимание уделяется применению в клинике НМГ с молекулярной массой менее 7 000 Д, который обладает более длительным влиянием на свертывающую систему крови и дает меньше осложнений.
Период полужизни гепаринов при внутривенном введении (по времени инактивации фактора Ха) у НМГ колеблется от 1,5 до 4,5 ч, а у ВМГ — 50—60 мин [13].
После внутривенного введения ВМГ различают две фазы в элиминации препарата: быструю и медленную. Предполагают, что быстрая фаза обусловлена связыванием агента гепариновыми рецепторами клеток. Затем начинается медленное снижение концентрации гепарина в крови за счет его выведения почками. В связи с этим период полужизни ВМГ во многом зависит от дозы введения препарата.
В фазе связывания ВМГ гепариновыми рецепторами клеток снижается его антикоагулянтное действие, однако благодаря этому ВМГ стимулирует защитные реакции организма. Концентрация НМГ в крови зависит в основном от выведения его почками. НМГ в гораздо меньшей степени связывается гепариновыми рецепторами и белками крови, что и увеличивает время антикоагулянтного действия последнего, но одновременно снижает другие защитные эффекты [30].
Известно, что у крыс иммобилизационный стресс в течение 60 мин вызывает высвобождение гепарина из тучных клеток подкожной клетчатки и брыжейки кишечника. При внутривенном введении крысам ВМГ способен поглощаться тучными клетками. Таким образом, тучные клетки не только синтезируют и выделяют гепарин, но в определенных условиях могут поглощать циркулирующий в крови ВМГ, в то время как НМГ тучными клетками не поглощается [14]. Учитывая более длительное антикоагулянтное действие, НМГ может назначаться 1—2 раза в сутки для профилактики и лечения тромбоэмболических заболеваний, в том числе таких опасных, как тромбоэмболия легочной артерии [13].
Казалось бы, НМГ может с успехом использоваться при гемодиализе, однако в данном случае препарат оказался менее эффективным, чем ВМГ [26].
В некоторых случаях НМГ может быть эффективнее ВМГ. Так, при нестабильной стенокардии применение НМГ совместно с аспирином оказывает несколько лучший эффект, чем ВМГ в аналогичном сочетании [27]. При использовании НМГ реже встречаются геморрагические осложнения, аутоиммунные тромбоцитопении и остеопороз, однако описаны случаи эмболии почек, легких, кожи, желудочно-кишечного тракта кристаллами холестерина при лечении больных с выраженным атеросклерозом [18]. Имеют место и случаи возникновения некрозов кожи в местах частого введения НМГ [22].
Биологическая активность гепаринов не только включает их влияние на свертывающую систему, но и охватывает весь комплекс защитных реакций в организме. Исходя из данных анализа литературы, можно сделать вывод, что, чем меньше молекулярная масса гепарина, тем ниже его биологическая активность, поэтому при заболеваниях, не связанных с тромбоэмболией, в преобладающем большинстве случаев эффективнее должен оказаться ВМГ.
Препараты декстрана (полиглюкин,.реополиглюкин, макродекс, реомакродекс, плазмодекс, флюдекс, неорондекс и др.) получают чаще всего в результате неполного кислотного гидролиза и радиационной деполимеризации нативного декстрана, синтезируемого бактериями Leuconostoc mesenteroides.
Так как препараты декстрана применяются в первую очередь в качестве плазмозаменителей, последние выпускаются с молекулярной массой, близкой к молекулярной массе альбумина крови. В частности, полиглюкин имеет молекулярную массу 60 000+10 000 Д.
Для улучшения реологических свойств крови и микроциркуляции применяются низкомолекулярные препараты декстрана — реополиглюкин, реоглюман и др. (40 000+10 000 Д). С целью активации кроветворения в раствор декстрана добавляют микроэлементы. Так, в рондферин, разработанный НИИГПК МЗ РБ и ОАО "Белмедпрепараты", включены Fe, Co, Си в физиологических концентрациях. Препараты декстрана не завоевали бы такого широкого признания в медицинском мире, если бы, помимо коллоидно-осмотических свойств, не обладали широкой биологической активностью, которая связана с их полисахаридной структурой.
При внутривенном введении препараты декстрана нормализуют кровяное давление. С одной стороны, оказывая вазодилататорное действие на сосуды, они снижают артериальное давление (АД) при гипертензии, но, с другой стороны, увеличивая массу циркулирующей крови, улучшая ее реологические свойства, усиливая работу сердца, повышают АД при гипотензии. В связи с этим препараты могут применяться и при шоковых состояниях, и при некоторых видах гипотензии. Декстраны активируют макрофагальную систему, повышают содержание лейкоцитов и их фагоцитарную активность, обладают мягким антикоагулянтным действием, повышают резистентность клеточных и субклеточных мембран, положительно влияют на липидный обмен, снижают уровень холестерина в крови, вызывают ряд других благоприятных эффектов. Известно, что препараты декстрана с успехом применяются при инфекциях [20]. Влияние полиглюкина на липидный обмен и резистивные свойства сосудов дает положительный эффект у больных атеросклерозом [5].
При введении за сутки до операции с целью предоперационной подготовки больных полиглюкин повышает их резистентность к оперативному вмешательству (травма, кровопотеря) и одновременно стимулирует выработку эндорфинов и энкефалинов, что дает возможность снизить количество наркотиков во время операции [4, 8].
Наряду с традиционным, внутривенным, методом введения декстрана применяется и внутрибрюшинный — для профилактики спаек в брюшной полости. Наибольший эффект полисахаридные препараты дают в местах введения, депонирования и выделения. При внутривенном введении декстрана его молекулы выделяются в желудочно-кишечном тракте слизистой желудка и тонкого кишечника и затем всасываются в толстом кишечнике. Следует учитывать, что микрофлора толстого кишечника обладает способностью расщеплять декстран. Следовательно, при лечении препаратами декстрана язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, профилактике пептических язв анастомозов желудочно-кишечного тракта нужно использовать внутривенный метод введения. При заболеваниях толстого кишечника последний будет менее эффективен. Мы экспериментально обосновали и предложили внедрить в клинику метод орошения полиглюкином слизистой толстого кишечника для лечения неспецифического язвенного колита (как основной метод лечения) и дизентерии с одновременным назначением антибиотиков [15, 20]. Интервал между введениями составлял 2—3 дня, хотя при профилактике экспериментальных пептических язв кишечника у собак получен хороший результат и при введении полиглюкина с интервалом в 7 дней. Полиглюкин не только повышал резистентность слизистой, но и снимал болевую реакцию и частично снижал кислотность желудочного сока у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки.
Нет сомнения в том, что при внутривенном введении растворы декстрана снижают тонус сосудов, однако не удалось убедительно объяснить механизм этого эффекта. Известно, что при введении раствора декстрана крысам с удаленными надпочечниками животные погибают от коллапса. Проведенные нами исследования показали, что гибель животных (крыс) в аналогичных опытах в основном обусловлена повышением активности NO-синтаз, вследствие чего снижается тонус сосудов и развивается коллапс. На образование в организме NO препараты декстрана действуют аналогично ЛПС и гепарину. Следовательно, чтобы избежать патогенного влияния гиперпродукции NO у больных с недостаточностью функции надпочечников, препараты полисахаридной природы следует вводить после предварительного применения глюкокортикоидов или других ингибиторов образования NO [28]. Необходимо учитывать, что в организм при переливании полиглюкина вводится большее количество полисахаридов, чем при введении Л ПС и гепаринов. С этим, вероятно, связана двухфазность действия декстрана на свертывающую систему крови, фагоцитарную активность лейкоцитов и другие процессы. Так, например, при ежедневном орошении слизистой дистального отдела толстого кишечника полиглюкином при дизентерии получен менее выраженный эффект, чем при применении полиглюкина с интервалом в 2—3 дня.
Сразу после введения в сосудистое русло полиглюкин в значительных количествах захватывается печенью, селезенкой, лимфатическими узлами и другими тканями и органами. Если почками препарат выделяется из крови через 2—2,5 дня, то из внутренних органов он исчезает только к 20—30-му дню, где частично расщепляется до СО2 и Н2О и одновременно оказывает определенное влияние на обменные процессы. В опытах на крысах нами было установлено, что повышение резистентности к кислородному голоданию сохраняется в течение 7 сут после однократного введения полиглюкина.
Проведенные нами совместно с сотрудниками Гродненского НИИ биохимии НАН РБ исследования аминокислотного состава плазмы крови кроликов после внутривенного введения полиглюкина в дозе 5 мл/кг показали, что наибольшие изменения аминокислотного состава плазмы крови происходят на 15-й день после введения препарата. Так, например, содержание таурина увеличивалось с 22,38+6,00 до 51,37+2,47 μМ/л. Таурин — продукт превращения содержащих серу аминокислот. Он обладает антиоксидантным, радиопротекторным и нейромодуляторным действием, стабилизирует клеточные мембраны, активирует дофаминовую и серотониновую системы [11]. Вероятно, повышение содержания таурина — также один из механизмов стимуляции защитных реакций организма под влиянием полиглюкина. Приведенные данные свидетельствуют о том, что действие растворов декстрана на организм гораздо более продолжительно, чем мы представляли до сих пор.
Реополиглюкин и другие препараты декстрана, имеющие меньшую молекулярную массу, более эффективно влияют на микроциркуляцию, но, с другой стороны, они в меньшей степени стимулируют защитные реакции организма.
Следует помнить, что при применении препаратов декстрана в ряде случаев (0,4—2,5%) возможны анафилактоидные реакции даже при первичном введении.
Таким образом, гепарины, препараты декстрана и ЛПС имеют много общих механизмов действия. Рассмотренные фармакологические средства обладают широким спектром действия, обусловленным их полисахаридной структурой. Снижение молекулярной массы гепаринов и препаратов декстрана улучшает некоторые лечебные эффекты последних, но при этом одновременно уменьшается свойство активировать многие механизмы защиты организма.
Литература
1. Балк Р. // Сепсис. - Киев, 1977. – С. 27-31.
2. Виноградов Н.А. // Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. — 1977. – Т.7, №2. – С. 6-11.
3. Ермольева З.В., Вайсберг Г.Е. Стимуляция неспецифической резистентности организма и бактериальные полисахариды. — М.: Медицина, 1976. — 182 с.
4. Ильин В.И. // Актуальные вопросы патологической физиологии: Тез. III науч. конф. патофизиологов. — Каунас, 1976.- С. 60-65.
5. Кручинский Н.Г., Остапенко В.А., Теплаков А.И. и др. // Гематология и трансфузиология. — 1977. — Т. 42, № 4. — С. 20-21.
6. Кузнецова Е.Н., Ломазова К.Д., Черняева Т.Е. //Диагностика и лечение острых вирусных гепатитов. — Л., 1984. — С. 67-70.
7. Лучшее В.И., Ефимов B.C., Мухин П.А. // Актуальные вопросы гепатологии: м-лы 2-го симпоз. гепатологов Беларуси.-Гродно, 1996.-С. 171.
8. Маслаков Д. А., Губарь В. В. // Механизмы адаптации и компенсации, методы их тренировки, контроля и стимуляции: Тез. докл. республ. объедин. науч. конф. патофизиологов, врачей спорт, медицины и ЛФК. 17—18 окт. 1985 г. — Мн., 1985.-С. 87-88.
9. Маслаков Д.А., Эйсмонт К.А. Биологическая активность некоторых полисахаридов и их клиническое применение. — Мн.: Беларусь, 1977. — 128 с.
10. Маслаков Д.А., Бандажевский Ю.И., Максимович Н.Е. // Здравоохр. Белоруссии. — 1989. — № 3. — С. 44—46.
11. Нефедов Л.И., Угляница К.Н., Солдатов B.C., Курбат Н.М. // Вести НАН Беларусь Серыя биял. навук. — 1998. — № 4. — С. 61—68.
12. Пономарева А.Г., Мельникова И.М. //Тр. Горьк. мед. ин-та.-Горький, 1969. - Вып. 29. - С. 167-180.
13. Сидоренко Б.А., Преображенский Д.В. II Кардиология. — 1995. - Т. 35, № 10. - С. 86-90.
14. Умаров Б.А., Шапиро Ф.Б., Хлгатян С.В., Струкова СМ. // Физиол. журн. - 1991. - Т. 37, № 3. - С. 105-110.
15. Хаткевич И.В. // Здравоохр. Белоруссии. — 1970. — № 4.-С. 92-94.
16. Яровая Л.М., Алешкин В.А. // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 1991. — № 3. — С. 73—78.
17. Antczak-Marczak M., Кипа Р. // Pol. Arch. Med. Wewn. — 1997. - V. 97, N1. - P. 7-14.
18. Belenfant X., d’Auzac C, Bariety J., Jacquot C. // Presse Med.-1997. - N 26. - P. 1236-1237.
19. Bowler S.D., Smith S.M., Lavercombe P.S. // Amer. Rev. Respir. Dis. - 1993. - V. 147, N 1. - P. 160-163.
20. ChoczawaA.J., Maslakow D.A., Wasiljew W.S. etal.//Mat. Naukowe YII ziazdu. - 1975. - N 1-4. - P. 183-185.
21. Dobosz M., Wajda Z., Нас S. et al. // Forum-Genova. — 1998. -V. 8, N3.-P. 303-310.
22. Gibson G.E., Gibson L.E., Drage L.A. et al. //J. Amer. Acad. Dermatol. - 1997. - V. 37, N 5. - P. 855-859.
23. HiebertL., Ping T. //J. Mol. Cell. Cardiol. - 1997. - V. 29, N 1. - P. 229-235.
24. Kalpaklioglu A.F., Demirel Y.S., Saryal S., Misirligil Z. //J. Asthma. - 1997. - V. 34, N 4. - P. 337-343.
25. Kouretas P.C, Myers A. K, Kim YD. etal. //J. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 1998. -V. 115, N 2. - P. 440-448.
26. NurmohamedM. T. et al. // Drugs. - 1997. - V. 53, N 5. -P. 736-751.
27. Pini M. И Rec. Prog. Med. - 1997. - V. 88, N 12. - P. 594-602.
28. Szabo C, Thiemermann C, Wu C.,Perretti M. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1994. - V. 4, N 91. - P. 271-275.
29. Vilar R.E., Ghael D., Li M. et al. // Biochem. J. - 1997. - V. 1, N 324 (Pt. 2). - P. 473-479.
30. Zachariae CO., Larsen C.G., Thomsen P.D. et al. // Acta Derm. Venereol. - 1997. - V. 77, N 6. - P. 495-496.
Медицинские новости. – 2000. – №5. – С. 19-22.
Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.