Введение к работе
Обширный фактический материал свидетельствует об угнетении иитохром Р-450-завнсимых монооксигеназ печени при введении различных стимуляторов иммунитета, равно как и при развитии бактериальных и вирусных инфекций.
Нет сомнения, что иммунная система и система микросомального окисления тесно взаимосвязаны. Новые данные о роли цитокннов (интерферона, семейства интерлейкин-1-подобных цитокннов и др.) в депрессии синтеза цитохрома Р-450 и монооксигеназных активностей (Sujita К., et al., 1990; Moochhala Sh., Renton К., 1991; Wright К.,Morgan E., 1991; Kudo Sh., et al., 1991; Clark M., et al., 1994 и др.) подтверждают это.
Большинство исследований носит, однако, феноменологический характер. Концептуальный подход характерен для работ А.С. Закса и соавторов (1976, 1987), D. Nebert и соавторов (1981), И.Е. Ковалева и соавторов (1977 - 1994), касающихся, в основном, проблем рецепции ксенобиотиков и иммунологических аспектов множественности форм цитохрома Р-450. В рамках концепции «иммуно-химического гомеостаза» (И.Е.Ковалев и соавт.,1994) иммунная и монооксигеназная системы рассматриваются как единая система распознавания и элиминации чужеродных высокомолекулярных (иммунная) и низкомолекулярных (монооксигеназная система) соединений с однотипными принципами функционирования и взаиморегуляцией. Некоторые из выдвигаемых авторами положений противоречивы и не находят экспериментального подтверждения.
Имеется дефицит исследований, сопоставляющих «спектр» иммунотропного действия тех или иных препаратов с их влиянием на цитохром Р-450-зависимые монооксигеназы. Поскольку эффект любого иммуностимулятора определяется дозой, режимом введения и, что особенно важно, той «модельной системой», в которой рассматривается его эффект, проведение параллелей между влиянием на микросомальное
окисление и иммунотропным действием возможно лишь при максимально многогранной оценке последнего. Нередко не принимается к сведению и то, что многие синтетические иммуномодуляторы являются субстратами цитохрома Р-450.
Нет ясности в вопросе влияния индукции или ингибнции микросомальныхферментов печени на иммунореактивность и активность иммуностимуляторов. В рамках концепции «иммунохимического гомеостаза» иммунная и монооксигеназная системы находятся в реципрокных взаимоотношениях: если иммуностимуляция ведет к депрессии микросомального окисления, то индукция монооксигеназной активности приводит к иммунодепрессии. Детальный анализ литературы не позволяет провести такой параллели.
Актуальна проблема комбинированного применения иммуностимуляторов с другими фармакологическими препаратами и между собой с целью повышения эффективности иммунокоррекции (Д.Н.Лазарева, Е.К.Алехин, 1985; Е.К.Алехин, С.В.Сибиряк, 1987; Е.К.Алехин и соавт.,1993; Алехин Е.К., Лазарева 1994). Часто остается неясной роль фармакокинетической интерференции в конечном эффекте комбинаций. Нередко депрессия микросомального окисления рассматривается исключительно в контексте побочных эффектов иммуностимуляции (J.Descotes et al., 1985-1992). Всегда ли ингибицию микросомального окисления при введении иммуностимуляторов можно рассматривать как проявление побочного действия, и нет ли принципиальной возможности использовать позитивную сторону этого эффекта. С другой стороны, столь же важно исследование возможности применения индукторов микросомального окисления для устранения депримирующего влияния иммуностимуляторов на процессы биотрансформации в печени при сохранении основного эффекта иммуностимулятора.
Ключевые позиции в цепи нейро-эндокринно-иммунных взаимодействий занимают опиатные пептиды, глюкокортикоиды, интерлейкин -1 и интерферон. Выброс интерлейкина-1 и других «ранних» цитокинов, активация ими супраоптико-гипофизарно-адреналовой
системы и увеличение эмиссии глюкокортикоидов - центральное звено «острофазного ответа», как универсального проявления иммунного стресса ( Baumann Н., Gauldie J.,1994; Deuren M.,et ah 1992). Биотрансформация глюкокортикоидов, как впрочем и многих других эндогенных соединений (половых стероидов, арахидонатов, витамина D), осуществляется системой цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ печени. На сегодняшний день не существует какой бы то ни было концепции о месте ингибиции микросомального окисления в цепи событий ответа «острой фазы».
Анализ взаимосвязи иммунотропного эффекта и влияния на фармакометаболизирующую функцию печени особо интересен для класса азольныхсоединенин. Производные азолов, рассматриваемые как преимущественно ингибиторы микросомальных монооксигеназ (Murray М., 1987), наряду с широким спектром фармакологических активностей, в подавляющем большинстве обладают системными иммуномодулирующими свойствами, вполне отвечая принципу «аддерентной иммунокоррекции» ( В.И.Ратников,1988). В НИИ фармакологии РАМН разработаны и внедрены актопротекторбеметил и антигнпоксанттомерзол, проявляющие иммунотропную, антирадикальную и антимутагенную активности (В.И.Ратников,1990; С.Б.Середенин, А.Д.Дурнев, 1992). Это, однако, не умаляет актуальности поиска новых активных соединений данного класса. Вероятно, соединения с подобным фармакологическим эффектом нуждаются в отличной от обычных иммуноадъювантов и нммуносупрессоров стратегии скрининга и анализа механизма действия, позволяющей выявить различные стороны фармакодинамики и их взаимосвязь.
Работа выполнялась в рамках НИР «Фармакология обмена веществ и гомеостаза» по планам Научного Совета по фармакологии и фармации при Президиуме АМН СССР (N госрегистрации 01910020189).
Основная часть работы выполнена на кафедре фармакологии Башкирского Государственного медицинского института. Отдельные фрагменты работы выполнены на базе НИИ фармакологии РАМН (г.Москва), лаборатории иммунологии и иммунофармакологии
Всероссийского центра пластической хирургии глаза (г.Уфа), научно-исследовательском технологическом институте гербицидов и регуляторов роста растений (г.Уфа), институте молекулярной патологии и зкологическоіі биохимии СО РАМН (г.Новосибирск).
Целью исследования явилось выявление закономерностей взаимодействия иммунной системы и монооксигеназной системы печени в условиях введения иммуномодуляторов, что необходимо для оптимизации иммунокорригирующей терапии, а также формирование комплексного подхода к созданию новых азольных иммуномодуляторов и анализу механизма их действия.
-
Выяснение взаимосвязи между иммунотропным эффектом различных по природе иммуномодуляторов и их влиянием на метаболизирующую функцию печени в условиях системной оценки иммунореактивности -антиинфекционной резистентности, противоопухолевого иммунитета, трансплантационного иммунитета, активности макрофагов, гуморального и клеточного иммунных ответов.
-
Изучение иммунотропного действия (активность макрофагов, гуморальный, клеточный иммунный ответ) ингибиторов и индукторов микросомального окисления, а также влияния некоторых фармакологических препаратов-регуляторов активности цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ печени на активность иммуностимуляторов.
-
Изучение влияния иммуностимуляторов на специфическую активность фармакологических препаратов (психотропных средств), метаболизирующую функцию печени и иммунореактивность в условиях комбинированного применения.
-
Анализ взаимодействия нейроэндокринной, иммунной и монооксигеназной систем печени в ответе организма на бактериальные иммуностимуляторы.
5. Сравнительный анализ иммунотропных свойств
фармакологических препаратов-производных азолов, разработка подходов к компьютерному дизайну активных иммуномодуляторов этого класса и выявлен иефармакофоров, ответственных за иммунотропную активность. 6. Поискактивныхиммуномодуляторовсредипроизводныхтиетанил-и тиазоло [3,2-а] бгнзимидазола и системный анализ влияния наиболее активного соединения на иммунореактивность, мнкросомальное окисление и свободно-радикальные процессы.
В работе впервые проведен сравнительный анализ влияния различных по структуре и происхождению иммуностимуляторов (бактериальные ЛПС и протеогликаны, иммуноактивные пептиды, левамизол, нулеинат натрия и др.) в зависимости от дозы, способа и режима введения, природы иммуностимулятора на процессы микросомалыюго окисления в печени и иммунореактивность (активность макрофагов, первичный гуморальный и клеточный иммунные ответы, антиннфекцнонную и противоопухолевую резистентность,трансплантационный иммунитет), атакже сравнительный анализ влияния различных по составу, вновь выделенных, ЛПС грам-негатпиных бактерий на активность цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ печени, активность макрофагов и процессы перекисного окисления липидов в печени.
Выявлено, что депримирующее влияние иммуностимуляторов на мнкросомальное окисление в печени зависит от их способности активировать макрофаги, но не направленности влияния на гуморальный и клеточный ответ, противоопухолевую резистентность и трансплантационный иммунитет. Депрессия микросомалыюго окисления в печени при введении различных по химическому составу бактериальных Л ПС пропорциональна степени стимуляции макрофагов - поглотительной активности, интенсивности «респираторного взрыва», секреции «ранних» цитокинов (IL-1, TNF), а также интенсивности процесса перекисного окисления липидов в печени.
Установлено, что для синтетических иммуномодуляторов (левамизол, циметидин, новые производные тиетанилбензимидазола),
метаболизирующихся в печени и являющихся субстратами цитохрома Р-450, корреляция между степенью активации макрофагов и депрессией мнкросомального окисления прослеживается не всегда. Конечньїіі эффект зависит от прямых и опосредованных влияний на цитохром Р-450.
Впервые проведен сравнительный анализ иммунотропного эффекта ингибиторов (циметидин, левомицетин) и индукторов (фенобарбитал, рифамппцин, зиксорин) мнкросомального окисления в условиях комплексной оценки иммунных функций. Выявлено, отсутствие реципрокных изменений иммунореактивности как при индукции, так и при ингибиции метаболической функции печени. Установлено отсутствие зависимости между иммунотропным эффектом циметидинаи его влиянием на микросомальные ферменты печени в зависимости от режима введения препарата. Показано, что при отсутствии интерференции иммунотропных эффектов иммуностимулятора и индуктора микросомалыгаго окисления, последний устраняет депрессию цитохрома Р-450, вызванную иммуностимулятором (ЛПС), сохраняя или усиливая иммуностимулирующий эффект. В свою очередь, иммуностимуляторы -ингибиторы мнкросомального оксиления, опосредованно через изменение процесса биотрансформации, изменяют специфически эффект психотропных средств.
Впервые изучена динамика изменений уровня глюкокортикоидов, активности макрофагов и метаболизирующей функции печени при введении иммуностимуляторов бактериальной природы (ЛПС, мурамилдипептид). Полученные результаты позволили сформулировать гипотезу о роли цитокин-опосредованной депрессии цитохрома Р-450 в регуляции ответа «острой фазы».
Впервые проведен сравнительный анализ иммунотропного эффекта различных азольных иммуномодуляторов и предложена классификация иммуноактивных азольных соединений и препаратов, основанная на химической структуре соединений, проведен компьютерный анализ "структура-активность", молекулярный дизайн потенциальных иммуномодуляторов в ряду азолов, обнаружены фармакофоры, ответственные за иммунотропную активность.
Проведен поиск иммуноактивных соединений среди 12 -ти вновь синтезированных производныхтиетанил-итиазоло[3,2-а] бензимидазола. Выявлено наиболее активное соединение - калиевая соль 2-[ 1-(1,1 диокситиетанил-3)-бензимидазолил-2-тио]уксусной кислоты (лабораторный шифр К-134). Проведен системный анализ иммунотропного эффекта соединения К-134, изучено влияние соединения К-134 активность цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ, процессы свободно-радикального окисления. Таким образом, выявлен новый класс синтетических иммуномодуляторов, регулирующих активность цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ печени и проявляющих антиоксидантную активность.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РАБОТЫ
В результате исследований установлены закономерности взаимодействия иммунной системы и монооксигеназеной системы печени в условиях фармакологической стимуляции иммунореактивности и предложена гипотеза о роли депрессии микросомального окисления в развитии «иммунологического стресса». Выявлены рациональные и нерациональные сочетания иммуномодуляторов (Т-активииа, продигиозана) с препаратами, вызывающими индукцию или ингибишпо цитохрома, в том числе и с психотропными средствами (нейролептики, антидепрессанты). Экспериментально обоснована возможность использования индукторов микросомального окисления (знксорин, рнфампицин) для коррекции нарушений метаболизирующей функции печени, вызванной введением иммуностимуляторов без изменения основного эффекта последних. Результаты работы открывают перспективные направления для научных исследований: анализ взаимодействия микросомального окисления, оксидантного метаболизма и иммунных функций всамом фагоците и возможность фармакологической коррекции этих процессов, поискрациональныхметодовфармакотерапии и иммуномодуляции в условиях инфекции с учетом влияния препаратов на процессы монооксигенирования и оксидантный метаболизм.
Экспериментально реализован системный подход к созданию и
поиску новых синтетических иммуномодуляторов, включающий компьютерный дизайн структур с потенциальной активностью в пределах изучаемого класса соединений, анализ иммунотропной активности с использованием интегральных моделей и дифференциальной оценки иммунотропного эффекта в условиях моделей, позволяющих оценить активность регуляторных клеток. Сформулирована необходимость обязательной оценки влияния препаратов и соединений на микросомальную активность печени и свободно-радикальные процессы.
Эти исследования позволяют наметить дальнейшие пути изыскания и изучения новых высокоэффективных средств коррекции иммунных функций организма.
В результате работы показано наличие иммунотропной активности у нового класса азольных соединений - производных тиетанилбензимидазола и обнаружено наиболее активное соединение -калиевая соль 2-[1-(1,1 диокситиетанил-3)-бензимидазолил-2-тио]уксусная кислота. Это соединение сочетает свойства иммуномодулятора, регулятора активности микросомальных ферментов иантиоксиданта.
Материалы работы вошли в методические рекомендации МЗ России «Рациональное применение иммуностимуляторов» (1991), использованы в монографии «Иммунотропные свойствалекарственныхсредств»( 1993). Исследования включены в программу ГНТП «Создание новых лекарственных средств методами химического и биологического синтеза», направление 01. В рамках этой программы на кафедрах фармакологии и фармацевтической химии Башкирского государственного медицинского университета проводятся дальнейшее изучение иммунофармакологической активности и токсикологических параметров калиевой соли 2-(1-(1,1 диокситиетанил-3)-бензимидазолил-2-тио] уксусной кислоты, разрабатывается ВФС, ТУ, готовятся материалы для представления в Фармкомитет России. Некоторые из предложенных автором оптимальных комбинаций иммунотропных средств успешно используются в лечебных учреждениях г.Уфы. Теоретические аспекты работы включены в преподавание курсов фармакологии и иммунологии в Башкирском
Государственном медицинском университете.
Под руководством автора защищены две кандидатских диссертации.
![Роль глутаматергической системы в процессах острой и хронической боли [Электронный ресурс]](/i/i/4383/203825.png "Роль глутаматергической системы в процессах острой и хронической боли [Электронный ресурс] Малышкин Андрей Анатольевич")
![Фармакологическая коррекция иммуномодулятором глутоксимом регуляторных систем организма у детей, страдающих псориазом [Электронный ресурс]](/i/i/4307/208869.png "Фармакологическая коррекция иммуномодулятором глутоксимом регуляторных систем организма у детей, страдающих псориазом [Электронный ресурс] Письменная Екатерина Васильевна")