Нестероидные противовоспалительные препараты. Механизм действия

08 Июня в 22:44 1592 0


За исключением набуметона (пролекарство в форме основания), НПВС являются органическими кислотами со сравнительно низкой рК. Благодаря этому они активно связываются с белками плазмы и накапливаются в очаге воспаления, в котором в отличие от невоспаленной ткани наблюдается повышение сосудистой проницаемости и сравнительно низкая рН. НПВС сходны по фармакологическим свойствам, биологической активности и механизмам действия (P. J. Clements, H. E. Paulus, 1993).

В 1971 г. J. Vane впервые обнаружил, что ацетилсалициловая кислота и индометацин в низких концентрациях проявляют свое противовоспалительное, анальгетическое и жаропонижающее действие за счет подавления активности фермента ЦОГ, принимающего участие в биосинтезе ПГ. С тех пор точка зрения, согласно которой противовоспалительный и другие эффекты НПВС связаны в первую очередь с подавлением синтеза ПГ, является общепринятой. Действительно, практически все синтезированные в настоящее время НПВС in vitro блокируют ЦОГ в составе ПГ-эндопероксидсинтетазного комплекса, в меньшей степени не влияя на активность других ферментов, участвующих в метаболизме арахидоновой кислоты (фосфолипаза А2, липоксигеназа, изомераза).

Предполагается также, что подавление синтеза ПГ в свою очередь может приводить к многообразным вторичным фармакологическим эффектам, выявляемым у больных, леченных НПВС, в том числе связанным с изменением функции нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов, синтезом ЛТ и др. Кроме того, антипростагландиновая активность НПВС объясняет их некоторые сосудистые эффекты (снижение интенсивности индуцированного ПГ отека и эритемы), анальгетическое действие и причины развития основных побочных реакций (пептическая язва, нарушение функции тромбоцитов, бронхоспазм, гипертензия, нарушение клубочковой фильтрации).

Возможные точки приложения фармакологической активности НПВС (пo P. M. Brooks, 1993):
  • Синтез ПГ
  • Синтез ЛТ
  • Образование супероксидных радикалов
  • Высвобождение лизосомальных ферментов
  • Активация клеточных мембран:
  • Ферменты
  • NAPDH окисление
  • Фосфолипазы
  • Трансмембранный транспорт анионов
  • Захват предшественников ПГ
  • Агрегация и адгезия нейтрофилов
  • Функция лимфоцитов
  • Синтез РФ
  • Синтез цитокинов
  • Метаболизм хряща
Однако в последние годы представления о точках приложения НПВС в регуляции синтеза ПГ существенно расширились и уточнились. Ранее считали, что ЦОГ является единственным ферментом, ингибиция которого снижает синтез ПГ, участвующих в развитии воспаления, и "нормальных" ПГ, регулирующих функцию желудка, почек и других органов. Но недавно были открыты две изоформы ЦОГ (ЦОГ-1 и ЦОГ-2), играющие различную роль в регуляции синтеза ПГ (глава 2).

Как уже отмечалось, именно ЦОГ-2 регулирует синтез ПГ, индуцированный различными провоспалительными стимулами, в то время как активность ЦОГ-1 определяет продукцию ПГ, принимающих участие в нормальных физиологических клеточных реакциях, не связанных с развитием воспаления. Предварительные результаты, полученные пока только в опытах in vitro, показали, что некоторые НПВС в равной степени ингибируют ЦОГ-1 и ЦОГ-2, в то время как другие в 10-30 раз сильнее подавляли ЦОГ-1, чем ЦОГ-2 (E. A. Meade и соавт., 1993).

Эти результаты, хотя и являются предварительными, имеют очень важное значение, так как позволяют объяснить особенности фармакологической активности НПВС и причины развития некоторых побочных эффектов, наиболее присущих сильным ингибиторам ЦОГ. Действительно, хорошо известно, что ПГЕ2 и ПП2 оказывают протективное действие на слизистую желудка, что связывают с их способностью снижать желудочную секрецию соляной кислоты и увеличивать синтез цитопротективных веществ.

Предполагается, что желудочно-кишечные осложнения НПВС связаны с подавлением именно ЦОГ-1. Другим циклооксигеназным продуктом является тромбоксан А2, ингибиция синтеза которого НПВС нарушает агрегацию тромбоцитов и способствует кровоточивости. Кроме того, ПГ играют важную роль в регуляции клубочковой фильтрации, секреции ренина и поддержании водно-электролитного баланса. Очевидно, что ингибиция ПГ может приводить к разнообразным нарушениям функции почек, особенно у больных с сопутствующей почечной патологией.

Полагают, что именно способность ГК селективно ингибировать ЦОГ-2 обусловливает существенно более низкую частоту язвенного поражения желудка на фоне лечения этими препаратами по сравнению с НПВС, отсутствие влияния на свертываемость крови и функцию почек. Наконец, подавление циклооксигеназной активности может потенциально способствовать переключению метаболизма арахидоновой кислоты на липоксигеназный путь, вызывая гиперпродукцию ЛТ. Именно этим объясняют развитие у некоторых больных, получающих НПВС, бронхоспазма и других реакций немедленной гиперчувствительности. Полагают, что гиперпродукция ЛТВ4 в желудке может являться одной из причин развития сосудистого воспалительного компонента язвенного поражения желудочно-кишечного тракта (J. L. Wallace и D. N. Granger, 1992).

Известно, что ЕОА4 вызывает активацию и гиперэкспрессию лейкоцитарной молекулы адгезии CD11b/CD18. При этом антитела к CD11b/CD18 способны предотвращать развитие индуцированного НПВС изъязвления желудка. С этих позиций хорошо объясним мощный профилактический эффект синтетических ПГ серии Е1 при НПВС-индуцированных гастропатиях. Известно, что ПГЕ1 обладают способностью подавлять активацию нейтрофилов, предотвращать прилипание нейтрофилов к ЭК, стимулированное НПВС, ингибировать синтез ЁОА4 нейтрофилами.

В целом все эти результаты создают теоретическую основу для целенаправленной разработки новых химических соединений, способных селективно ингибировать ЦОГ-2, что позволит подойти к созданию препаратов с более высокой противовоспалительной активностью и низкой токсичностью.

В последние годы стало очевидным, что в простагландиновую гипотезу удовлетворительно укладываются терапевтические эффекты только низких доз НПВС, но она не может полностью объяснить механизмы действия высоких доз препаратов. Оказалось, что противовоспалительная и анальгетическая активность НПВС часто не коррелирует с их способностью подавлять синтез ПГ (J. Y. Jeremy и D. P. Mikhalidis, 1990). Например, "противовоспалительная" доза аспирина значительно выше, чем та, которая необходима для подавления синтеза ПГ, а салициловый натрий и другие неацетилированные салицилаты, которые очень слабо подавляют активность ЦОГ, не уступают по противовоспалительной активности НПВС, являющихся сильными ингибиторами синтеза ПГ. (Multicenter salsalate/aspirin comparison study group, 1989; S. J. Preston и соавт., 1989; R. D. Altman, 1990).

Полагают, что именно эти особенности определяют более низкую токсичность неацетилированных салицилатов в отношении ЖКТ, отсутствие действия на тромбоциты и хорошую переносимость этих препаратов даже у больных с гиперчувствительностью к аспирину (J. M. Scheiman и G. H. Elta, 1990). Некоторые токсические реакции, такие, как гепатит, неврологические расстройства (шум в ушах, депрессия, менингит, дезориентация), интерстициальный нефрит, также, вероятно, не связаны с ПГ-зависимыми механизмами действия НПВС.

К эффектам НПВС, которые, как полагают, непосредственно не связаны с их антипростагландиновой активностью, относятся следующие:
1. подавление синтеза протеогликана клетками суставного хряща.
2. подавление периферического воспаления за счет центральных механизмов;
3. усиление Т-клеточной пролиферации и синтеза ИЛ-2 лимфоцитами;
4. подавление активации нейтрофилов;


5. нарушение адгезивных свойств нейтрофилов, опосредуемых CD11b/CD18.

В частности, показано, что ацетилсалициловая кислота и салициловый натрий (но не индометацин) подавляют развитие воспалительного отека конечностей при введении препаратов в латеральный желудочек мозга. Это не связано с системными антипростагландиновыми эффектами, так как аналогичные дозы салицилатов и индометацина в кровяном русле не оказывали противовоспалительного действия. Эти данные свидетельствуют о том, что салицилаты могут подавлять нейрогенные (центральные) механизмы развития периферического воспаления (A. Catania и соавт., 1991). По данным K. K. Wu и соавт. (1991), салицилаты подавляют индуцированную ИЛ-1 экспрессию гена ЦОГ в культуре ЭК.

Кроме того, при определенных экспериментальных условиях,  некоторые  НПВС  обладают  способностью  усиливать пролиферативную активность Т-лимфоцитов и синтез ИЛ-2, что ассоциируется с повышением уровня внутриклеточного кальция (E. Flescher и соавт., 1991), а также ингибируют хемотаксис и агрегацию нейтрофилов, образование гипохлорной кислоты и супероксидных радикалов лейкоцитами (E. Shacter и соавт., 1991; M.Ip и соавт., 1990), подавляют активность фосфолипазы С и синтез ИЛ-1 моноцитами (D. M. Chang и соавт., 1990). При этом стабильный аналог ПГЕ1 мизопростол усиливает ингибирующее действие НПВС на активацию нейтрофилов (E. A. Kirtis и соавт., 1991).

Молекулярные механизмы, определяющие эти фармакологические эффекты НПВС, до конца не ясны. Предполагается, что, являясь анионными липофильными молекулами, НПВС могут проникать в фосфолипидный бислой и изменять вязкость биомембран (S. B. Abramson и соавт., 1990). Это в свою очередь приводит к нарушению нормальных взаимодействий между мембранными белками и фосфолипидами и предотвращает клеточную активацию лейкоцитов на ранних этапах воспаления.

Этот эффект может реализовываться за счет прерывания передачи активационных сигналов на уровне гуанозинтрифосфатсвязывающего белка (G-aaeie) (S. B. Abramson и соавт., 1990; 1991). Известно, что G-aaeie играет важную роль в регуляции процесса активации лейкоцитов под влиянием анафилотоксина (С5а) и хемотакстического пептида формил-метионин-лейцин-фенилаланина (ФМЛФ). Связывание этих лигандов со специфическими мембранными рецепторами лейкоцитов приводит к изменению их конформации. Конформационная перестройка передается через мембрану G, в результате чего он приобретает способность связывать внутриклеточный гуанозинтрифосфат.

Это ведет к таким изменениям конформации G, которые индуцируют активацию фосфолипазы А2 и С и генерацию вторичных мессенджеров (диацилглицерол, арахидоновая кислота, инозитолтрифосфат), необходимых для реализации функциональной активности лейкоцитов (A. G. Gilman, 1987). В экспериментальных исследованиях было показано, что НПВС способны блокировать связывание гуанозинтрифосфата с G-белком, что приводит к отмене хемотаксических эффектов N5a и ФМЛФ и подавлению клеточной активации. В свою очередь арахидоновая кислота, высвобождающаяся из мембранных фосфолипидов при клеточной активации, усиливает связывание гуанозинтрифосфата с G, то есть дает эффект, противоположным действию НПВС (S. B. Abramson и соавт., 1990; 1991).

Таким образом, с учетом представленных выше данных можно предположить, что противовоспалительный эффект НПВС опосредуется двумя независимыми механизмами: низкие концентрации НПВС, интерферируя с комплексом арахидонат — ЦОГ, предотвращают образование стабильных ПГ, а в высоких (противовоспалительных) концентрациях — блокируют ассоциацию арахидоната с G, и таким образом, подавляют клеточную активацию. Совсем недавно Е. Корр и S. Ghosh (1994) обнаружили новый молекулярный механизм действия НПВС, возможно имеющий наиболее важное значение в реализации противовоспалительной и иммуномодулирующей активности этих препаратов. Оказалось, что салициловая кислота и аспирин в терапевтических концентрациях подавляют активацию фактора транскрипции (NF-kB) в Т-лимфоцитах.

Известно, что NF-kB является индуцируемым фактором транскрипции, присутствующим в цитоплазме эукариотических клеток, который активируется под влиянием различных провоспалительных стимулов (бактериальный липополисахарид, ИЛ-1, ФНО и др.). Эти активационные сигналы приводят к транслокации NF-kB из цитоплазмы в ядро, где NF-kB связывается с ДНК и регулирует транскрипцию нескольких генов, большинство из которых кодируют синтез молекул, принимающих участие в развитии воспаления и иммунных реакциях: цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИФ-b, ФНО-а) и молекулы клеточной адгезии (молекулы межклеточной адгезии 1 (ICАМ-1), эндотелиально-лейкоцитарная молекула адгезии -1, сосудистая молекула адгезии-1 (VCAM-1). Примечательно, что подобные механизмы действия имеют ГК и ЦсА, что позволяет по новому оценить терапевтические возможности использования НПВС.

Практически все НПВС обладают способностью уменьшать боль в концентрации меньшей, чем необходимо для подавления воспаления. Ранее полагали, что, поскольку ПГ усиливают болевой ответ, индуцированный брадикинином, подавление их синтеза является одним из основных механизмов анальгетических эффектов НПВС (K. Brune, 1983). С другой стороны, имеются данные о влиянии НПВС на центральные механизмы боли, не связанные с ингибицией синтеза ПГ. Например, ацетоменофен обладает очень высокой анальгетической активностью, несмотря на отсутствие способности ингибировать активность ЦОГ. НПВС эффективно подавляют лихорадку у человека и экспериментальных животных.

Известно, что очень многие цитокины, включая EE-1a/b, ФНО-a/b, ИЛ-6, макрофагальный воспалительный белок 1 и ИФ-a обладают активностью эндогенных пирогенов, а ИЛ-2 и ИФ-у могут индуцировать лихорадку, увеличивая синтез одного или более из перечисленных выше цитокинов (C. A. Dinarello, 1991). Поскольку развитие лихорадки связано с индуцированным провоспалительными цитокинами синтезом ПГ, предполагается, что антипиретический эффект НПВС обусловлен их антицитокиновой и антипростагландиновой активностью.

Под влиянием аспирина и в значительно меньшей степени — других НПВС ослабляется агрегационный ответ тромбоцитов на различные тромбогенные стимулы, включая коллаген, норадреналин, АДФ и арахидонат. Это связано с тем, что в тромбоцитах аспирин блокирует синтез тромбоксана А2, который обладает сосудосуживающей активностью и способствует агрегации тромбоцитов. Механизм действия аспирина на синтез тромбоксана А2 определяется необратимым ацетилированием сериновых остатков (Ser529) и подавлением активности ЦОГ и гидропероксида, необходимых для синтеза тромбоксана А2.

Полагают, что, кроме антиагрегационного действия, аспирин может иметь и другие точки приложения в механизмах свертывания крови: подавление синтеза витамин-К-зависимых факторов свертывания, стимуляция фибринолиза и подавление липоксигеназного пути арахидонового метаболизма в тромбоцитах и лейкоцитах. Установлено, что тромбоциты особенно чувствительны к аспирину: однократный прием 100 мг аспирина приводит к снижению сывороточной концентрации тромбоксана В2 (продукт гидролиза тромбоксана А2) на 98% в течение 1 ч, и только 30 мг в день эффективно подавляют синтез тромбоксана.

В то же время антитромбогенный эффект аспирина ограничен способностью подавлять продукцию простациклина (ПГ12), обладающего влиянием на сосудистый тонус и состояние тромбоцитов, противоположным таковому у тромбоксана А2, Однако в отличие от тромбоцитов синтез простациклина ЭК после приема аспирина очень быстро восстанавливается. Все это вместе взятое создало предпосылки к использованию именно аспирина для профилактики тромботических нарушений при различных заболеваниях.

Е.Л. Насонов

Похожие статьи
  • 19.07.2013 5246 9
    Базисные противовоспалительные лекарственные средства

    Хотя этиология большинства воспалительных ревматических болезней остается неизвестной, основные механизмы патогенеза многих из них изучены достаточно подробно. Это и послужило основанием для разработки концепции базисной противовоспалительной (или "патогенетической") терапии.

    Лекарства в ревматологии
  • 10.06.2014 4355 19
    D-пеницилламин. Механизм действия

    Пеницилламин (3,3-диметилцистеин) — трифункциональная аминокислота, содержащая карбоксильные, амино- и сульфгидрильные группы и являющаяся аналогом естественной аминокислоты цистеина. Наличие асимметрически расположенного атома углерода позволяет пеницилламину существовать в виде D и L. Пени...

    Лекарства в ревматологии
  • 20.07.2013 4298 14
    Дексаметазон

    Основным молекулярным механизмом является регуляция экспрессии ряда генов на транскрипционном и пост-транскрипционном уровнях, а также не-геномные эффекты, проявляющиеся при использовании высоких доз глюкокортикоидов, которые проявляют биологическую активность за счет связывания с цитоплазматическим...

    Лекарства в ревматологии
показать еще
 
Клиническая фармакология