содержание .. 6 7 8 9 ..

Руководство по иммунофармакологии - часть 8

8 мкм

капилляры

Рис. 37. Площадь поверхности эндотелия, приходящегося на единицу объема крови, выражена как

функция диаметра сосудов на различных участках циркуляции.

Для вычисления использовалось отношение площади цилиндрической поверхности сосудов

диаметром от 8 мкм (капилляры) до 20 мм (крупные артерии и вены) к 1 см3 объема [Busch и

соавт.-Lab. Invest., 1982, 47, 498].

ных клеток при воспалительных и препаратив-

диаторов и клеток, участвующих в воспалении,

ных процессах.

в зону поражения. Однако исследования в

Эндотелий небольших артериол и постка-

культуре клеток пока не выявили различий

пиллярных венул имеет непосредственное от-

между эндотелиальными клетками из разли-

ношение к воспалительной реакции. Артериолы

чных областей микроциркуляции.

контролируют переход клеток и плазмы из

крови в область воспаления. Венулы принимают

участие в контроле направленного из сосудов

Морфология эндотелия

потока жидкости и медиаторов, комплемента,

антител, а также в контроле прохождения

Сосудистые эндотелиальные клетки представ-

клеток непосредственно в зону внедрения

ляют собой уплощенные полигональные клетки

патогена или другого вредоносного агента (см.

длиной

25-50 мкм и шириной

10-15 мкм,

главу 18). Эндотелиальные клетки данной части

которые образуют одноклеточный слой на вну-

микроциркуляции сравнивают со стражниками,

тренней стороне кровеносных сосудов, причем

которые отвечают на различные химические

длинная ось клеток ориентирована в направле-

сигналы инициацией соответствующих реакций,

нии кровотока. Толщина концов клеток очень

регулирующих доставку ме-

невелика (1 мкм в артериях и менее 0,1 мкм

Рис. 38. Основные структуры микроциркуляции и их взаимосвязь с остальными частями сосудистого ложа."

Детальное строение стенки посткапиллярной венулы представлено в нижней части рисунка [Rodin J. A. G.- In:

Handbook of Physiology: The Cardiovascular System II, Chap. I/Eds. D. F. Bohr, Somlyo, Spaks].

Гистамин - медиатор аллергических

и воспалительных реакций

М.М. Дейл, Дж. К. Формен (М. М. Dale, J. С. Foreman)

Эта часть книги, куда входит данная глава,

оказывать пресинаптическое действие, регули-

называется

«Медиаторы», поскольку она по-

руя собственный выброс.

священа химическому взаимодействию клеток,

Аналогичные условия существуют и для

которые первично активируются при воспали-

медиаторов воспалительных и иммунных ре-

тельных или аллергических реакциях, со всеми

акций. Эти вещества ответственны не только за

другими клетками, участвующими в этих реак-

позитивную передачу информации, но вместе с

циях. Мы хотели провести аналогию между

другими веществами могут также препят-

нейропередатчиками и медиаторами иммуни-

ствовать ее распространению. Для определен-

тета и воспаления и показать их общие свойства,

ных возбуждающих медиаторов конкретного

отметив, в частности, то, что они являются

эффекта, таких как гистамин, имеются соот-

химическими веществами, переносящими

ветствующие тормозящие медиаторы - некото-

информацию. На роль нейропередатчиков и

рые простагландины, например. Более того,

медиаторов воспалительных или иммунных

гистамин может облегчать или подавлять дей-

реакций было предложено множество веществ.

ствие других медиаторов и даже угнетать соб-

Принадлежность того или иного вещества к

ственное выделение.

нейропередатчикам определяется тем, насколь-

ко оно соответствует четким критериям, пер-

Основные характеристики

воначально предложенным Dale в 1933 г. Лишь

в очень немногих работах аналогичные

воспалительных и аллергических

критерии адекватно используются для оценки

реакций

медиаторов иммунных и воспалительных ре-

акций, что весьма затрудняет наше понимание

Прежде чем начать рассмотрение самих ме-

этих реакций. Обсуждение различных предпо-

диаторов и тех критериев, которым они дол-

лагаемых медиаторов осложняется подобной

жны удовлетворять, чтобы соответствовать

«вариабельностью» критериев, поскольку экс-

своему наименованию, неплохо было бы от-

периментальная работа просто отсутствует. Тем

ветить на вопрос: медиаторами чего они явля-

не менее мы полагаем, что разъяснение таких

ются? Хотя в главе 1 дано краткое описание

критериев может быть полезным подходом к

природы воспалительных и иммунных реакций

разрешению некоторых вопросов, касающихся

на внедрение в организм чужеродного мате-

медиаторов в рассматриваемых реакциях. Мы

риала в виде микроорганизма или химического

попытаемся проиллюстрировать этот подход на

вещества, не лишним будет вспомнить основ-

примере

гистамина,

который является

ные признаки воспалительных реакций, о ко-

классическим

медиатором

повышенной

торых Цельс сказал так: воспалительная реак-

чувствительности немедленного типа и острого

ция проявляется «краснотой, опухолью, жаром

воспаления и о котором существует больше

и болью».

информации, чем о других предполагаемых

Краснота

(или покраснение) обусловлена

медиаторах.

расширением сосудов и увеличением кровотока

В ранних исследованиях проводилось опре-

в очаге воспалительной реакции.

деление химических передатчиков нервной си-

Опухоль

(или отек) вызвана как повы-

стемы, которые обладают позитивным

(воз-

шенной проницаемостью сосудов с перемеще-

буждающим) постсинаптическим эффектом.

нием жидкости во внесосудистые тканевые

Однако наряду с постсинаптической активацией

пространства, так и инфильтрацией различны-

должны существовать нейротрансмите-ры,

ми клетками. При хронических состояниях вы-

обладающие тормозящим действием. В

является преобладание клеточной инфильтра-

настоящее время установлено, что в дополнение

ции, что сопровождается организацией фибри-

к этим эффектам передатчики могут

на, коллагена и других матриц.

Гистамин

105

Жар (или повышение температуры) обус-

медиатор. Десенсибилизация органа-мишени к

ловлен увеличением кровотока в результате

медиатору также может прекращать его дейст-

расширения сосудов.

вие. Такая десенсибилизация осуществляется

Боль вызывается стимуляцией афферентных

другим, вторичным, медиатором, действующим

нервов повышенным давлением, возникшим в

либо как модулятор, либо по принципу down-

результате отека, а также химическими

регуляции соответствующих рецепторов.

медиаторами, выделяемыми в очаге воспале-

5. Фармакологическое вмешательство в

ния.

синтез, хранение, выделение, метаболизм или

Пятая характеристика воспаления, которая

в действие агента должно вызывать предска

не упомянута Цельсом, заключается в измене-

зуемые изменения воспалительной реакции как

нии функции ткани. Примером может служить

in vitro, так и in vivo.

спазм гладких мышц бронхиол при астме или

6. Экспериментальные или клинические со-

ограничение подвижности воспаленного сус-

стояния, связанные с дефицитом медиатора или

тава.

метаболизирующих его ферментов, должны

Как уже отмечалось во введении и в первой

сопровождаться соответствующим умень-

части книги, в результате действия медиаторов

шением или увеличением аллергических или

клетки, накапливающиеся в области пораже-

воспалительных явлений.

ния, проявляют (часто одновременно) самую

7. Рецепторы или другие механизмы акти-

разнообразную активность и функции, поэто-

вации медиатора должны обнаруживаться на

му события, которые опосредуются медиато-

соответствующих клетках фармакологическими

рами при аллергии и воспалении, гораздо

методами и(или) методом связывания.

сложнее, чем при передаче нервных импульсов.

Гистамин как медиатор

Критерии оценки

Гистамин, или В-имидазолилэтиламин, был

медиаторов

независимо, но почти одновременно выделен из

По Dale (1933), для отнесения того или иного

биологического источника и синтезирован

вещества к группе медиаторов оно должно

химическими методами. Kitscher идентифици-

удовлетворять определенным критериям, при-

ровал его в качестве активного начала спо-

веденным ниже в некоторой модификации.

рыньи, a Windaus и Vogt получили его путем

синтеза. Dole и его коллеги начали и продол-

1. Нанесение агента должно вызывать эф-

фект, наблюдаемый при острой воспалитель-

жили интенсивное исследование биологическо-

го действия гистамина.

ной или аллергической реакции не только in

vitro, но и in vivo. В ситуации, когда множество

Dale и Schultz независимо друг от друга

показали, что реакция гиперсенситивности не-

медиаторов участвуют в сложном эффекте,

выявление соответствия этому критерию, осо-

медленного типа

(анафилактическая реакция)

бенно in vivo, может быть сложной экспери-

является прямым следствием взаимодействия

ментальной задачей.

антигена и ткани, сенсибилизированной анти-

2. При воспалительной или аллергической

телами. Dale показал, что нанесение гистамина

на гладкую мышцу in vitro или (в определенной

реакции в тканях in vivo и in vitro должно

выделяться или образовываться достаточное

мере) внутривенная инъекция гистамина

животным воссоздает многие признаки ана-

количество предполагаемого медиатора.

3. Ферменты, необходимые для образова

филактической реакции. В то же время Abel и

его сотрудникам удалось экстрагировать ги-

ния предполагаемого медиатора, должны об

наруживаться в местах его продукции, а их

стамин из тканей; впоследствии он был обна-

ружен практически во всех тканях млекопи-

активность должна возрастать под действием

воспалительного стимула, вызывающего уско-

тающих. Особенно много гистамина в коже,

рение обмена медиатора.

легких, кишечнике, но больше всего-в сли-

4. Должен существовать механизм останов

зистой оболочке желудка.

ки действия медиатора, чтобы его эффект не

Таким образом, уже в самых ранних иссле-

дованиях было установлено присутствие ги-

продолжался неопределенно долго. Прекраще-

ние действия медиатора в норме требует нали-

стамина в тех тканях, где наблюдаются ана-

филактические и аллергические реакции. Кроме

чия или катаболического фермента в месте

воспалительной реакции, или процесса захвата в

того, нанесение экзогенного гистамина на

изолированные ткани и введение его живот-

некоторых клетках, которые могут удалять

106

Глава 9

ным воспроизводит ряд признаков таких реак-

расширились благодаря классическим исследо-

ций.

ваниям Riley и West, идентифицировавших тка

Некоторое время спустя Bartosch, Feldberg и

невые тучные клетки как главный источник

Nagel подтвердили еще один критерий. Они

гистамина. Гистамин присутствует также в ба-

показали, что антигенная стимуляция сенси-

зофильных лейкоцитах крови и (у некоторых

билизированной ткани легких (модель гипер-

видов) в тромбоцитах. Кроме того, гистамин

сенситивности немедленного типа) вызывает

содержится в нейронах головного мозга я в

выделение гистамина из тканей. Последующие

слизистой оболочке желудка, однако эти его

исследования показали выделение гистамина

источники, по-видимому, не играют роли в

кожей при воспалении, обусловленном высокой

воспалении.

температурой.

Идентификация тучных клеток как ткане-

После работы Dale, где было продемон-

вых депо гистамина побудила к проведению

стрировано сокращение мышц в ответ на ги-

исследований, показавших, что иммунный сти-

стамин, и более позднего исследования, пока-

мул способен инициировать выделение гиста-

завшего

(более специфически) сокращение

мина (см. главу 2).

гладких мышц бронхиол, Lewis показал, что

Кроме того, многие воспалительные сти-

внутрикожная инъекция гистамина почти всегда

мулы, такие как СЗа, С5а, физическая травма и

воспроизводит утроенный ответ кожи на

разнообразные химические вещества, вызы-

повреждение. Утроенная кожная реакция на

вают выделение гистамина из тучных клеток.

повреждение заключается в локальном по-

Тучные клетки и базофильные лейкоциты,-

краснении непосредственно в точке поврежде-

помимо выделения гистамина, способны син-

ния, которое быстро распространяется

(по

тезировать его с помощью фермента гистидин-

окружности) на несколько сантиметров. По мере

декарбоксилазы. Kahlson показал, что практи-

уменьшения красноты начинает развиваться

чески все ткани способны к образованию гиста-

локальный отек (вокруг места травмы). Все эти

мина. В ряде работ продемонстрировано уско-

признаки возникают после введения гистамина,

рение синтеза гистамина вследствие воспали-

но отсутствуют при введении изотонического

тельных реакций на физические, химические и

раствора хлорида натрия. Покраснение при

бактериальные стимулы. Таким образом,

утроенном ответе кожи является результатом

синтез гистамина и его выделение из префор-

расширения артериол гистами-ном, тогда как

мированных хранилищ вносят вклад в пул

отек

(или волдырь) обусловлен протеканием

медиатора при воспалительной реакции.

жидкости

из

посткапиллярных

венул,

Ферменты, осуществляющие катаболизм

проницаемость которых увеличивается под

гистамина,-диаминоксидаза и метилтрансфе-

действием гистамина. Эти прямые наблюдения

раза неспецифичны для гистамина и широко

действия гистамина на сосуды кожи

распространены в тканях. Поэтому критерий

соответствуют таковым Dale, отметившего со-

существования специфической системы терми-

судорасширяющие эффекты гистамина in vivo.

нации действия гистамина неприменим для

Гистаминовый шок, развивающийся после

оценки его медиаторной функции, однако не-

внутривенного введения гистамина животным,

обходимые ферменты определенно доступны.

характеризуется выраженной гипотонией и

Для выяснения роли гистамина был исполь-

спазмом бронхов и весьма напоминает ана-

зован интересный, но не дающий окончатель-

филактический шок.

ного решения подход с применением конку-

Таким образом, гистамин соответствует

рентных антагонистов. Первые мощные анта-

критериям, согласно которым медиатор должен

гонисты гистамина (называемые теперь H1-ан-

вызывать определенные эффекты после его

тагонистами) эффективны in vitro в препаратах

введения как in vitro, так и in vivo. Гистамин

изолированных гладких мышц. Антагонисты

вызывает расширение сосудов, повышение их

частично подавляют эффекты экзогенного ги-

проницаемости и сокращение гладких мышц, а

стамина у животных. Bain показал, что анти-

также зуд и боль в месте инъекции (в некоторых

гистаминные препараты уменьшают кожные

областях). Гистамин не дает лишь одного

реакции на введенный гистамин у человека.

признака острого воспаления-накопления клеток

Однако те же препараты в основном неэффек-

в месте воспаления.

тивны в экспериментальных моделях воспале-

Знания о существовании гистамина в тканях

ния, а также при воспалительных и аллерги-

и его выделении под действием воспалительных

ческих заболеваниях человека.

и иммунных стимулов значительно

Одним из безусловных заключений, сделан

Гистамин

107

ных на основании этих наблюдений, является

чение из этого правила составляют некоторые

отрицание гистамина как медиатора острой

воспалительные заболевания кожи. При раз-

воспалительной или аллергической реакции.

личных формах крапивницы и атопическом

Но такое заключение трудно было поддержать с

дерматите уровень гистамина в крови, отте-

учетом остальных данных, приведенных выше и

кающей из области поражения, повышается. Эти

имеющих явно противоположную на-

заболевания чувствительны к H1-антаго-нистам

правленность. Поэтому были приведены другие

и в большей степени-к комбинации H1- и Н2-

объяснения и выдвинуто предположение, что

антагонистов.

гистамин, выделяясь локально (в месте

В недавних исследованиях была показана

воспаления), достигает концентрации, которая

возможность существования третьего класса

может снимать эффекты клинически достижи-

гистаминовых рецепторов, названных Н3-ре-

мых концентраций антигистаминных препара-

цепторами, и описаны специфические антаго-

тов. Другим возможным объяснением является

нисты для этих рецепторов. Однако участие

существование нескольких типов рецепторов

этого предполагаемого Н3-рецептора в гипер-

гистамина, которые обладают разной чувстви-

сенситивности и воспалительных реакциях пока

тельностью к блокаде антагонистами. Это

не определено.

представляется вполне вероятным, поскольку

Таким образом, значительная часть пред-

индуцированная гистамином секреция кислоты в

ставленных данных соответствует критериям,

желудке полностью нечувствительна к анти-

позволяющим признать гистамин медиатором

гистаминным препаратам. Возможно также,

воспалительных реакций и повышенной чув-

что гистамин, опосредуя некоторые проявления

ствительности немедленного типа. Но, как это

острого воспаления, не является чистым

следует из изложенного выше

(и будет еще

медиатором. Как мы увидим далее, элемент

более очевидным в следующих главах этой

истины есть в каждом из этих предположений.

части), гистамин является не единственным

Исходя из наблюдений Schild в отношении

медиатором данных реакций. Постулат Dale о

резистентности к антигистаминным препаратам,

выделении одним нервом только одного

вызванной гистамином секреции желудочной

передатчика в настоящее время пересматри-

кислоты, Black разработал группу Н2-

вается, а возможность существования несколь-

антагонистов гистамина, которые подавляют эту

ких передатчиков в одном нейроне делает

секрецию. Таким образом, был открыт путь к

трудной эволюцию предполагаемых передат-

исследованию значения H1- и Н2-рецеп-торов в

чиков. В случае медиации аллергии и острого

воспалительных и иммунных реакциях.

воспаления ситуация еще сложнее.

Экспериментальная работа, выполненная в

последнее десятилетие, скорее осложнила наше

понимание этого вопроса, нежели внесла в него

Гистамин как регулятор

какую-то ясность. Не вызывает особых сомне-

ний то, что классические воспалительные эф-

Оценка роли гистамина еще больше усложни-

фекты гистамина опосредуются Hj-рецептора-

лась недавними исследованиями, показавшими,

ми. Однако вазодилатация, вызванная гиста-

что гистамин, помимо его действия как

мином. сильнее подавляется Нх-антагонистами в

медиатора, осуществляет функцию регулятора.

присутствии Н2-антагонистов, что пред-

Как свидетельствуют многочисленные иссле-

положительно способствует действию Н2 ре-

дования in vitro, гистамин изменяет реакции

цепторов. Не исключается также небольшой

различных клеток на другие медиаторы, а также

Н2-эффект в дополнение к выраженному

на воспалительные и иммунные стимулы. В

эффекту при вызванном гистамином по-

некоторых из этих работ отмечается регуля-

вышении венозной проницаемости; Н2-рецеп-

торная провоспалительная активность гиста-

торы, по-видимому, участвуют и в возникно-

мина, однако данные большинства исследо-

вении зуда, вызванного гистамином. Однако

ваний указывают на наличие антивоспалитель-

комбинация Н1 и Н2-антагонистов не обес-

ных ,и(или) иммуносупрессивных эффектов. В

печивает существенно большей эффективности

целом установлено, что первый эффект связан с

лечения при гиперсенситивности немедленного

действием на H1-рецепторы, а второй-на

типа и воспалительных заболеваниях в сравне-

рецепторы Н2. Во многих публикациях такие

нии с применением только Н1 -антагониста,

выводы основываются на экспериментах, в ко-

эффективность которого, как уже отмечалось,

торых эффект гистамина (нередко только в од-

лишь несколько выше маргинальной. Исклю-

ной концентрации) подавляется Н1- или Н2-ан-

108

Глава 9

Рис. 43. Подавление аналогами гистамина стимуляции

лимфоцитов конканавалином-А (25 мкг/мл-1) у морских

свинок.

Кривая с темными кружками-гистамин, с квадратами -4-

метилгистамин, с треугольниками - 2-метилгистамин, со

светлыми кружками - 3-метилгистамин. Каждая точка

представляет среднее значение и стандартную ошибку 12

двойных образцов в трех экспериментах. Результаты

выражены в процентах подавления включения [3Н]-

тимидина в лимфоциты, стимулированные одним

митогеном. N. В. Оценка Н2-антагонистов в данном тесте

невозможна, поскольку они сами обладают прямыми

эффектами [Beets, Dale-Br. J. Pharmacol., 1979, 66, 365].

тагонистами

(также взятыми в одной, доста-

димые для определения константы диссоциа-

точно высокой концентрации, обычно 10-4 10-3

ции конкурентного антагониста регуляторного

М). Подобные результаты могут служить лишь

действия гистамина, часто включают измерение

грубым указанием на участие рецепторов; с

подавления ингибирования и достаточно

фармакологической же точки зрения здесь

трудны в выполнении, они тем не менее воз-

требуются дополнительные количественные

можны и дают полезные результаты (рис. 44).

исследования. Прежде всего необходимо

Расчет на более точные исследования ре-

установить четкую зависимость доза - эффект

цепторов- вовсе не проявление педантичности.

для специфических агонистов с определением

Поскольку полученная в них информация будет

порядка величин, например импромидин > ги-

иметь важное значение не только для

стамин > димаприт или 4-метилгистамин > > 2-

понимания биологической роли гистамина, но и

метилгистамин для Н2-эффектов и гистамин > 2-

для разработки новых лекарств на основе

тиазолилэтиламин

2-метилгистамин

возможных регуляторов эффектов.

пиридилэтиламин-для H1-эффектов

(рис.

43).

Следующим важным моментом интерпре-

Но для более точного определения типа

тации значимости полученных результатов яв-

рецепторов (H1 или Н2, или ни тот, ни другой)

ляется соответствие между изменениями ответа

необходимо выявить селективный эффект

эффекторных клеток при различных кон-

специфического конкурентного антагони-ста,

центрациях гистамина и условиями, достижи-

включая параллельность кривых доза-эффект

мыми in vivo. Интересно, что концентрация

для гистамина или соответствующего агониста,

гистамина в одной грануле крысиных тучных

что позволяет вычислить значение KD,

клеток достигает почти молярных значений, а

основанное

(если возможно) на построении

локальная концентрация гистамина в ткани

графика Шилда1. Хотя эксперименты, необхо-

после секреции тучных клеток может составлять

10_3 М, хотя вряд ли столь высокие

концентрации распространяются на большие

1 График Шилда-график log (A/a)-l против log I, где А/а -

расстояния и сохрняются длительное время. Тем

отношение концентраций агониста, которые вызывают

50% максимального эффекта с агонистом (А) и без него (а),

не менее небольшой процент изменений

а I - концентрация антагониста. Наклон линии должен быть

эффекта при очень высоких концентрациях

одинаковым при простом конкурентном антагонизме).

гистамина свидетельствует не в пользу серьез-

ной значимости гистамина in vivo.

Гистамин

109

Все это следует учитывать при оценке ис-

у мышей на Н2-рецепторы и умеренное подав-

следований in vitro возможной регуляторной

ление Т-клеточной цитотоксичности, направ-

роли гистамина.

ленной против аллогенных клеток. По крайней

мере в 10 исследованиях показано подавление

Противовоспалительное регуляторное действие

гистамином пролиферации Т-лимфоцитов у

морских свинок, мышей и человека. В боль-

В некоторых опубликованных работах сооб-

шинстве из них выявлен умеренный эффект при

щается о стимулирующем или противовоспа-

высоких концентрациях (10~~4- 10~3 М), хотя в

лительном действии гистамина на эозинофи-

условиях специального определения заметные

лы: усиление хемотаксиса при концентрации

эффекты наблюдаются при низких кон-

1(Г6 М, увеличение экспрессии СЗЬ- и С4-ре-

центрациях (Ю~10-10~7 М). Приведены данные

цепторов и увеличение гибели шистосомул.

как в пользу, так и против участия Н2-ре-

Предполагается участие Hi-рецепторов, однако

цепторов в этих реакциях. По некоторым дан-

окончательная идентификация не проведена.

ным, наблюдаемые эффекты связаны с актива-

цией супрессорных клеток.

В некоторых экспериментальных исследо-

Противовоспалительное и иммуносупрессивное

ваниях влияния гистамина на легкие возник

регуляторное действие

вопрос, насколько индуцированный гистамином

Многие исследования свидетельствуют об ин-

бронхоспазм, опосредуемый Н,-рецепторами,

гибиторном эффекте гистамина. Гистамин при

модулируется индуцированной гистамином

концентрации

107- Ю-5 М, как сообщается,

релаксацией, опосредуемой Н2-рецептора-ми. В

уменьшает выделение гистамина из человече-

легких морских свинок сокращение гладких

ских базофилов, действуя на Н2-рецепторы, и

мышц, вызываемое селективным Hj-aro-нистом

приведенные доказательства достаточно убе-

2-пиридилэтиламином,

отменяется

Н2-

дительны, как это видно на рис. 44 (хотя более

агонистом димапритом

(рис.

45). Эффект

высокое дозовое отношение было бы еще бо-

димаприта может быть заблокирован некото-

лее убедительным). Гистамин также уменьша-

рыми конкурентными Н2-антагонистами, зна-

ет хемотаксис базофилов человека. Существу-

чение рА2 для которых свидетельствует об

опосредовании Н2-рецепторами релаксации,

ют противоречивые данные о прямом значи-

тельном влиянии гистамина на активность ней-

вызванной димапритом. Так как указанные

трофилов и малоубедительные результаты его

эксперименты выполнялись на паренхиматоз-

действия на макрофаги. В отношении лимфо-

ных полосках, то вполне возможно, что часть

цитов отмечается четко определенное действие

Н2-агонистических эффектов обусловлена из-

вестным Н2-вазодилататорным действием на

Рис. 44. А- кривые доза- эффект для

подавления гистамином

антигениндуцированного выделения гистамина

(одного и в присутствии указанных

концентраций буримамида). Кривая с

темными кружками - гистамин, со светлыми

треугольниками - гистамин и 2,1 х 10_б М

буримамида, со светлыми кружками-

гистамин и 4,3 х Ю-6 М буримамида, с

темными треугольниками-гистамин и 1,1 х

10~5 буримамида. Б-график Шилда,

основанный на данных графика А и других

сходных экспериментов. Темные кружки -

буримамид Кд = 5х10-6М, светлые кружки-

буримамид К д = 3 , 9 х 1 0 - 6 М . Полученные

значения Кд обычно близки к таковым в

других системах с Н2-рецепторами, например

в предсердии морских свинок [Lichtenstein,

Gillespie — J.Pharmacol. Exp. Ther., 1975, 192,

441].

Глава 9

легочные кровеносные сосуды. Наличие Н2-ре-

Исследования связывания меченого гиста-

цепторов в легких морских свинок было под-

мина с различными типами клеток не слишком

тверждено в исследовании связывания (см. ни-

способствовали пониманию рецепторов, таи

же). Показано также потенцирование Н2-анта-

как в них определялись главным образом за-

гонистами бронхоспазма, вызванного гистами-

хват клеткой и(или) его катаболизм. Изучение

ном в изолированных бронхах человека. Однако

связывания высокоспецифичных меченых Н1 и

Н2-антагонисты не влияют на бронхоспазм,

Н2-антагонистов и возможных Н3-антаго-

вызванный антигеном. В ряде исследований не

нистов с высокой активностью может дать

удалось показать бронхорасширяющий эффект

больше информации о типах гистаминовых)

гистамина, но эти эксперименты могут быть

рецепторов на различных клетках воспаления,

подвергнуты критике за недостаточно широкий

хотя даже присутствие рецептора к лиганду не

диапазон доз препарата. Вообще, как нам

обязательно означает наличие физиологиче-

кажется,

опосредованный Н2-рецепторами

ского ответа клетки на лиганд. В дыхательных

бронхорасширяющий эффект гистамина, кото-

путая морских свинок связывание 3Н-мепира-

рый наблюдается у морских свинок, у человека

мина использовалось для идентификации

слишком мал и не имеет существенного значе-

Н,-рецептора, опосредующего бронхоспазм, а

ния при астме.

связывание 3Н-тиотидина-для идентификации

Возможно, необходимо принять во внима-

Н,-рецептора. Насыщаемое специфическое свя-

ние, что ингибиторный эффект гистамина может

зывание 3Н-тиотидина легкими морских свинок

быть обусловлен предполагаемыми Н3-ре-

(рис. 46) замещалось рядом Н2-антагони-стов.

цепторами. Заявлено существование таких ре-

Значения KD, полученные методами свя-

цепторов на гистаминергических нервах, окан-

зывания, четко соответствуют величинам KD,

чивающихся в ткани головного мозга. Они

полученным при использовании антагонистов:

контролируют синтез и выделение гистамина.

а) для блокирования бронхорасширяющего

Получены доказательства, что стимуляция Н3-

действия гистамина (см. выше); б) для блоки-

рецепторов уменьшает синтез и выделение

рования стимуляции гистамином аденилатци-

гистамина в легких, селезенке и коже крыс.

клазы легких у морских свинок. Таким образом,

Предполагается также присутствие Нз-рецеп-

в легких морских свинок фармакологические и

торов на тучных клетках, где они модулируют

биохимические показатели совпадают с

выделение гистамина.

данными, полученными методами связывания с

Получение убедительных доказательств су-

Н2-рецепторами. Однако вопрос о локализации

ществования Н3-рецепторов позволит объяснить

описанных выше Н2-рецепторов-на гладких

некоторые

противоречия

относительно

мышцах дыхательных путей, на гладких

регуляторной роли гистамина в иммунном от-

мышцах сосудов, на тучных или каких-либо

вете, поскольку импромидин, мощный агонист

других клетках - остается открытым.

Н2-рецепторов, является не менее мощным

Гистамин, как было показано выше, широко

антагонистом Н3-рецепторов.

распространен в организме и, вероятно,

Рис. 45. Кумулятивная кривая доза - ответ при релаксации

полоски легкого морских свинок (сокращенной 100 мкМ 2-

пиридилэтиламина, 2-ПЭА) под действием димаприта.

Вертикальные линии и концентрации указывают на каждое

добавление димаприта [Foreman, Rising, Webber- Br. J.

Pharmacol., 1985, 86, 465-473].

Гистамин

111

Рис. 46. Специфическое связывание Н2-антагониста

[3Н]-тиотидина с гомогенатом легкого морских свинок

и график Скэтчарда для специфического связывания. К,

= 8 нМ; Вмакс = 28 фмоль/мг белка [Foreman, Norris,

Rising, Webber.-Br. J. Pharmacol., 1985, 86, 475-482].

присутствует в любой ткани, для которой по-

Такие реакции с высоким уровнем базофилов

стулируется наличие его регуляторной актив-

особенно характерны для морских свинок, но

ности, а также ферментов, необходимых для

они могут наблюдаться и у человека. У морских

его образования и распада. Кроме того, при

свинок было показано местное увеличение

некоторых клеточно-опосредованных ответах

содержания гистамина в коже при замедленной

наблюдается базофильная инфильтрация, при-

гиперсенситивности туберкулинового типа.

чем базофилы, составляя 0,5-1% лейкоцитов

Пока не ясно, какую роль при этом играет

крови, достигают 20-60% инфильтрирующих

гистамин-медиатора или модулятора

(или,

клеток. Большое количество базофилов и со-

возможно, обе роли).

ответственно высокие концентрации гистамина

Трудно определить, обладает ли гистамин in

определяются в особые фазы реакции на кож-

vivo регуляторной функцией при аллергии и

ные аллотрансплантаты, на укусы клещами, на

воспалении. Частично это связано с тем, что его

вирус коровьей оспы и контактные аллергены.

медиаторная роль может осложнять ре-

112

Глава 9

зультаты; и, кроме того, некоторые специфи-

предоставить доказательства, удовлетворяющие

ческие гистаминовые антагонисты

(например,

критериям фармакологического вмешательства

Н2-антагонисты) могут подавлять катаболизм

действия

агента,

модифицирующего

гистамина и действовать, как Н2-агонисты им-

наблюдаемые феномены. Возможно, это свя-

промидин и димаприт. Тем не менее введение

зано с тем, что гистамин является лишь одним

гистамина или других специфических Н2-аго-

из многих регуляторов, или же с другим фак-

нистов может ослаблять реакции повышенной

тором, а именно: его регуляторная активность

чувствительности замедленного типа у морских

опосредуется рецепторами, для которых еще не

свинок, если оно осуществляется в индук-

найдено адекватных антагонистов. Поэтому с

тивную фазу реакции. В разных исследованиях

большим интересом ожидаются результаты

эти эффекты относят либо только к Н2-рецеп-

исследований новых Н3-агонистов и антаго-

торным механизмам, либо к Н,- и ^-механизмам.

нистов.

При адъювантном артрите крыс, в котором

участвуют реакции клеточного и гуморального

иммунитета, ежедневное подкожное введение

Заключение

гистамина дважды в день в диапазоне доз 0,3- 10

мг/кг вызывает дозозависи-мое уменьшение

Совершенно очевидно, что гистамин является

первичных и вторичных поражений. Тем не

лишь одним из многих медиаторов реакций,

менее в данном исследовании нельзя исключить

рассмотренных в данной главе, а его роль как

активации гипофизарно-адреналовой системы.

регулятора наблюдаемых процессов пока не

Возможно, более важным является отсутствие

исследована адекватно и не оценена полностью.

явных свидетельств критического влияния Нг и

Н2-антагонистов на клеточно-опосредованный

Список литературы

иммунитет, что следует из практики

интенсивного клинического применения этих

Owen D. А. А. & Woodward D.F. (1980) Histamine and histamine H,

препаратов.

В некоторых публикациях

and H2 receptor antagonists in acute inflammation. Biochem. Soc.

сообщалось об иммуностимулирующем эффекте

Trans. 8, 150.

циметидина, хотя не вполне ясно, является ли

Plaul M. & Lichtenstein L.M.

(1982) Histamine and immune

это действие прямым или нет.

responses. In: Ganellin C. R. & Parsons M. E. (eds) Pharmacology

of Histamine Receptors, p. 392, Wright PSG, Bristol.

Таким образом, хотя результаты экспери-

Hill S.J. (1987) Histamine receptors branch out. Nature 327, 104.

ментов in vitro и in vivo свидетельствуют о ре-

гуляторной роли гистамина, пока невозможно

Эйкозаноиды

Дж. А. Салмон, Г. А. Хигс (J. A. Salmon, G. A. Higgs)

Простагландины и подобные им вещества, об-

зей в боковых цепях, которое обозначается

разующиеся из арахидоновой кислоты (см. ни-

соответствующим индексом (например, в ПГЕ2

же), являются этиологическими факторами в

две двойные связи)

(рис.

48). Арахидо-новая

патогенезе многих заболеваний, включая во-

кислота

(С20:4, w-6) превращается в бис-

спаление и астму. Выделяют несколько групп

еноевые простагландины (т. е. содержащие две

эйкозаноидов, поэтому первая часть данной

двойные связи); дигомо-у-линоленовая (С20:3,

главы посвящена номенклатуре и структуре

w-6) и эйкозапентаеноевая

(С20:5, Зсо-3)

этих соединений. Их биосинтез рассматривает-

кислоты образуют соответственно

мо-

ся с учетом биологической активности, указы-

ноеноевые и триеноевые серии простагланди-

вающей на их возможную медиаторную роль в

нов.

ряде патофизиологических событий.

Простациклин (ПГ12) обладает структурой,

сходной с простагландинами, но содержит

вторую кольцевую систему (см. рис. 47).

Номенклатура эйкозаноидов

Тромбоксаны (ТОА и ТОВ) первоначально

были идентифицированы как продукты

Активные вещества, стимулирующие гладкие

метаболизма арахидоновой кислоты в тром-

мышцы, были обнаружены в семейной жид-

боцитах крови. Вместо циклопентанового

кости человека 50 лет назад. Тогда исследова-

кольца, характерного для структуры проста-

тели полагали, что предстательная железа яв-

гландинов, тромбоксаны содержат оксановое

ляется главным источником данной активно-

кольцо (см. рис. 48).

сти, поэтому был введен термин «простаглан-

Простаноидами называют производные

дины». Термин сохраняется и в настоящее

гипотетической простаноевой кислоты

(т. е.

время, хотя известно, что простагландины об-

простагландины, простациклин), и хотя, строго

разуются большинством клеток организма, а

говоря, это не вполне корректно, тромбоксаны

предстательная железа не является их основ-

тоже включаются в данную группу.

ным источником.

Лейкотриены (ЛТ) получили свое название в

Простагландины - это группа окисленных

связи с их первоначальным определением в

жирных кислот, содержащих

20 углеродных

лейкоцитах и наличием конъюгированной

атомов и циклопентановое кольцо между С8 и

триеновой системы в их структуре. Лейкотрие-

С12. Их считают производными гипотети-

ны не содержат ни циклопентанового, ни ок-

ческого соединения простаноевой кислоты

санового колец и разделяются на подгруппы (А

(рис. 47). Простагландины разделяют на классы

- F) в соответствии с основными структурными

(A-J) в зависимости от групп заместителей в

различиями. Они также могут подразделяться

циклопентановом кольце. Первой была опре-

по количеству двойных связей в боковых цепях;

делена структура простагландинов Е и F. Такие

например, арахидоновая и эко-запентаеноевая

обозначения были им даны исследователями из

кислоты могут превращаться в тетраеноевые и

Karolinska Institutet в Стокгольме ввиду

пентаеноевые лейкотриены (например, ЛТВ4 и

возможности их разделения в диэтило-вом

ЛТВ5) соответственно. Структура лейкотриенов,

эфире и буфере. Простагландины F экстра-

образованных из арахидоновой кислоты, будет

гировались эфиром, а соединения F оставались в

показана ниже, на рис. 53.

фосфатном

(по-шведски-fosfat) буфере. Об-

Эйкозаноиды. Этот термин используется для

работка простагландинов Е кислотой или ос-

обозначения всех

20 углеродных жирных

нованием превращает их в простагландины А

кислот, т. е. простагландинов, тромбоксанов и

или В соответственно.

лейкотриенов, а также их предшественников.

Дальнейшая классификация простагланди-

нов основывается на количестве двойных свя-

113

114

Глава 10

Биосинтез и метаболизм эйкозаноидов

(в частности, арахидоновои) в клетках достато-

чно низкое, но сравнительно большое их коли-

Доступность предшественников

чество находится в этерифицированной форме.

жирных кислот

Главным источником арахидоновои кислоты

служат фосфолипиды, представляющие собой

Арахидоновая и другие кислоты, которые слу-

важный структурный компонент клеточных

жат субстратом для превращения в проста-

мембран. Депо жиров (например, адипозная

гландины, поступают непосредственно с пищей

ткань, богатая триглицеридами) относятся к

или образуются при удлинении цепей и

менее важным иточникам арахидоновои ки-

ненасыщении других жирных кислот. Напри-

слоты для превращения в простагландины,

мер, арахидоновая и эйкозапентаеноевая ки-

тромбоксаны и лейкотриены.

слоты могут образовываться из линолевой (С

Арахидоновая кислота первично этерифи-

18:2 со-6) и линоленовой (С 18:3, со-3) кислот

цируется в 2'-ацильной позиции фосфолипидов

соответственно. Однако эти превращения не

(рис. 49). Так как для последующих фермент-

имеют важного значения у человека; следова-

ных реакций образования эйкозаноидов необ-

тельно, арахидоновая и эйкозапентаеноевая

ходима свободная арахидоновая кислота, на-

кислоты обычно поступают в организм не-

чальной реакцией бывает высвобождение жир-

посредственно с пищей. Мясо животных явля-

ной кислоты из мембранных фосфолипидов.

ется богатым источником арахидоновои ки-

Эта реакция является этапом, лимитирующим

слоты, а морская рыба содержит относительно

скорость биосинтеза эйкозаноидов. Фосфоли-

большие количества эйкозапентаеноевой ки-

пазу А2 (ФЛА2) относят к главным ферментам,

слоты.

участвующим в выделении свободных кислот,

Содержание свободных жирных кислот

однако необходимо учитывать и дру-

Рис. 47. Химическая структура

простагландинов, простациклина и

тромбоксанов.

Простагландины могут

рассматриваться как производные

гипотетической простаноевой

кислоты с модификациями

циклопентанового кольца и боковых

цепей, что показано на рисунке.

Простаноиды также разделяются на

группы в зависимости от

количества двойных связей в

боковых цепях (см. рис. 48).

Эйкозаноиды

115

Рис. 48. Образование моно-, ди- и триеновых простагландинов из полиненасыщенных

жирных кислот. Превращение жирных кислот в соответствующие простагландины

осуществляется в ходе нескольких ферментативных реакций (см. рис. 51 и 52).

гие механизмы, например комбинированное

фосфолипид

(например, лизофосфатидилхо-

действие ФЛС и диглицириллипазы.

лин), образующийся после отщепления ара-

В нормальных (базальных) условиях ФЛА2

хидоновой кислоты, обычно быстро реаци-

неактивна, поскольку она связана с ингиби-

лируется КоА-зависимой ацилтрансфера-зой.

торным белком, например с липокортином (см.

Фосфолипаза А2 также имеет важное зна-

главу

24), и активируется под действием

чение для образования фактора активации

различных стимулов-гуморальных, нервных,

тромбоцитов, который является важным ме-

иммунных и механических (рис. 50), которые

диатором при некоторых патологических со-

вызывают диссоциацию этого комплекса. Фос-

стояниях (см. главу 16).

фолипаза А2 непосредственно выделяет ара-

Последующие пути превращения выделен-

хидоновую кислоту из фосфолипидов (см. рис.

ной арахидоновой кислоты были показаны, в

50). Вся активность фермента ФЛА2, за

частности, у тромбоцитов. Фосфатидилино-

исключением лизосомной фракции, кальций-

зитол гидролизуется специфической фосфоли-

зависима, а оптимальная скорость реакции

пазой С, а образующийся диглицерол служит

отмечается при нейтральных значениях рН.

субстратом для липазы, расщепляющей арахи-

Большинство ферментов ФЛА2 связано с мем-

доновую кислоту (см. рис.

50). Фосфоинози-

браной, поэтому мембранные фосфолипиды

толы, первоначально образующиеся под дей-

представляют как окружение, так и субстрат

ствием фосфолипазы С, могут быть передат-

для фермента. Структурная композиция фос-

чиками, контролирующими мобилизацию вну-

фолипидов и ФЛА2 в мембране оказывает

триклеточного кальция. Накапливаются данные,

существенное влияние на ферментативную ре-

указывающие на возможность важной роли

акцию, и любое событие, разрушающее мем-

фосфоинозитолов во внутриклеточной передаче

бранный фосфолипидный бислой, повышает

сигналов.

Диглицерол после

быстрого

фосфолипазную активность.

фосфорилирования превращается в фосфа-

Хотя ФЛА2 действует на разные фосфо-

тидиловую кислоту, а затем-в фосфатидил-

липиды (т.е. содержащие разные основания),

инозитол. Этот повторный цикл называется

главным источником выделяющейся арахидо-

обменным циклом фосфатидилинозитола. Су-

новой кислоты являются фосфатидилхолин и

ществуют данные об образовании арахидоновой

фосфатидилэтаноламин. Убедительные дока-

кислоты из фосфатидиловой кислоты под

зательства существования специфических ара-

действием специфической ФЛА2.

хидоновых фосфолипаз отсутствуют. Лизо-

содержание .. 6 7 8 9 ..