Разделы:
Взгляд специалиста
Общие и частные проблемы терапевтической резистентности
страницы: 13-17
Развитие толерантности к действию ксенобиотиков, известное со времен Древнего мира, относится к разряду общебиологических проблем. Так, например, согласно историческим данным, понтийский царь Митридат VI Евпатор, родившийся в 132 г. до н. э., боясь быть отравленным, на протяжении длительного времени принимал в малых дозах различные яды с целью выработать устойчивость к их смертельному действию.
Терапевтическая резистентность (частный случай толерантности) является важным разделом клинической и экспериментальной фармакологии.
Научный подход к изучению терапевтической резистентности связывается с периодом становления эры антибиотиков, когда было выявлено, что длительное их введение приводит к утрате антибактериальной эффективности.
Что касается нейротропных средств, то наиболее ярким примером является развитие толерантности к анальгетическому и эйфоризирующему действию морфина при его неоднократном введении.
По-видимому, проблема терапевтической резистентности имеет универсальный характер, так как этот феномен наблюдается даже в отношении гипохолестеринемических средств (статинов) при их длительном применении.
Биологический смысл развития терапевтической резистентности к антибиотикам заключается в том, что эти препараты являются смертельным ядом для микробов. Поэтому в борьбе за выживание, а в более широком понимании – за сохранение вида, микроорганизмы мобилизуют механизмы защиты от действия антимикробных средств. Клинически это проявляется в терапевтической резистентности.
Аналогичным образом на действие ксенобиотиков реагирует макроорганизм, в том числе организм человека. Другими словами, при длительном воздействии лекарств, которые относятся к группе ксенобиотиков, организм человека обречен на развитие феномена толерантности.
Здесь необходимо обратить внимание на то, что в ряде случаев организм не отвечает фармакологическим эффектом уже при первом введении препарата. Поэтому терапевтическую резистентность подразделяют на первичную и вторичную.
Первичная резистентность – это отсутствие терапевтического эффекта с самого начала лечения.
Вторичная резистентность развивается при длительном применении препарата, т. е. когда в процессе лечения наблюдается редукция или полное прекращение лечебного действия фармакологического средства.
Первичная резистентность обозначается еще как генетическая резистентность и относится к области фармакогенетики. Дело в том, что как отмечал основоположник клинической генетики Арчибальд Гарод еще в 1902 г., «в мире не существует двух индивидуумов с абсолютно одинаковым метаболизмом» [цит. по 1]. Это как в дактилоскопии, когда не обнаруживается абсолютно одинаковых отпечатков пальцев.
Начало ХХI века ознаменовалось расшифровкой генома человека и это дало возможность провести многочисленные исследования, которые показывают, что генетические причины определяют от 20 до 95% вариабельности действия препарата в плане эффективности, резистентности организма и возможных побочных эффектов [12]. Причем речь идет не о мутациях в генах, которые приводят к синтезу дефектного белка, а о полиморфных вариантах генов, что не носит фатального характера и может никак не проявляться, пока не подействует специфический фактор, в частности лекарственный препарат.
В клинической практике это носит название loсus minoris resistentiae – место наименьшего сопротивления (слабое место).
Считается, что одиночный нуклеотидный полиморфизм (single nucleotide polymorphism – SNP’s) встречается с частотой 1 на 1000 пар оснований. Но если учесть, что размер генома человека составляет 3,3 млрд пар нуклеотидов, то это не так мало. Среди населения Земли число SNP’s (снипов) достигает 10 млн [7].
Различия в ответах на лекарственные средства связаны с полиморфными вариантами генов, которые кодируют:
1) транспортные белки;
2) ферменты, метаболизирующие лекарства;
3) рецепторные белки;
4) белки ионных каналов;
5) ферментативные системы биосинтеза и инактивации медиаторов;
6) белки – синаптические транспортеры;
7) белки группы SNARE, регулирующие процессы слияния мембран синаптических везикул, что инициирует высвобождение медиаторов из пресинаптического депо.
Перечисленные пункты 3-7 определяют механизмы синаптической передачи нервного импульса. Если принять во внимание, что из существующих индивидуальных лекарственных средств, количество которых составляет порядка 10 тыс., 80% реализуют свои фармакологические эффекты, воздействуя на различные звенья центральной и периферической нервной системы, то становится понятным значение генетической резистентности для нейрофармакологии.
Таким образом, генетическая (первичная) терапевтическая резистентность связана с ДНК-полиморфизмом, что довольно четко определяется с помощью методики полимеразной цепной реакции (ПЦР).
При этом лекарство либо не доставляется к мишени своего действия, либо мишень «закрывает вход» для индивидуального кода лекарственного средства, либо лекарство «сгорает в пламени» ферментов метаболизма.
Вторичная терапевтическая резистентность развивается при длительном введении препарата. Такая ситуация наблюдается при лечении хронических прогредиентных заболеваний. К наиболее тяжелым нервно-психическим заболеваниям относятся шизофрения, эндогенная депрессия, эпилепсия, для лечения которых предназначены соответственно нейролептики, антидепрессанты, противосудорожные средства.
Проблема фармакотерапии указанных патологических состояний мозга заключается в том, что в настоящее время не существует средств радикального лечения шизофрении, депрессии, эпилепсии. Нейролептики, антидепрессанты и противосудорожные препараты оказывают лишь симптоматическое действие, сглаживая и смягчая выраженность соответствующей симптоматики у больных. Это усугубляется также тем, что даже к паллиативным средствам фармакотерапии указанных болезней возможно развитие терапевтической резистентности.
Вот почему исследование данной проблемы вызывает не только чисто научный, теоретический интерес, но имеет и важный практический смысл.
В программу наших исследований в этом направлении входит решение следующих задач:
- установить закономерности развития феномена толерантности к действию нейролептиков, антидепрессантов и противосудорожных средств;
- изучить возможные механизмы развития толерантности к действию этих средств;
- определить пути преодоления толерантности.
Программа предполагает проведение соответствующих клинических и экспериментальных исследований. Суть клинических исследований заключается в изучении ДНК-полиморфизма с использованием методики ПЦР у больных шизофренией, депрессией, эпилепсией, резистентных к фармакотерапии. При этом определяется полиморфизм генов, кодирующих синтез белков, которые являются мишенями для действия нейропсихофармакологических средств, а именно: 1) рецепторов 5-НТ1А, 2) 5-НТ-транспортеров, 3) ГАМК-рецептора, 4) рецептора-Д2, 5) катехоламинтрансферазы, 6) МОG4 – основного белка миелина. Они идентифицируются при помощи селективных праймеров.
В настоящее время проведен ПЦР-анализ образцов крови 51 больного (шизофренией – 11, депрессией – 23, эпилепсией – 17). Однако для анализа полиморфизма генов и объективных выводов требуется увеличение количества наблюдений минимум на порядок, так как необходимо: а) выделить группы больных, толерантных и нетолерантных к фармакотерапии, б) распределить пациентов по группам, соответствующим приему конкретных психотропных препаратов, в) выделить группы в соответствии с клиническими вариантами течения болезни, г) выделить группы больных с первичной и вторичной терапевтической резистентностью.
Тем не менее, в группе больных эпилепсией нам удалось выявить одну закономерность, которая касается последовательности МОG4 rs 35356514, кодирующей синтез основного белка миелина. Оказалось, что полиморфизм этого гена обнаружен у 10 из 17 обследованных больных и именно в этой группе преимущественно наблюдалась терапевтическая резистентность к действию антиконвульсантов (рис. 1).
В связи с этим можно предположить, что нарушение миелинизации, а следовательно изолирующей функции миелина в нервных волокнах, способствует распространению эпилептогенной активности по структурам мозга не синаптическим путем, а благодаря электрогенному эффекту. Такой механизм иррадиации эпилептогенной активности более устойчив к терапевтическому влиянию противосудорожных средств.
На рисунке 1 показано, что наличие последовательности нуклеотидов ТААА свидетельствует о полиморфизме гена МОG4. У пациентов с наличием ТААА в 60% случаев отмечена толерантность к лечебному действию противосудорожных препаратов, тогда как у пациентов с отсутствием ТААА толерантность к антиконвульсантам наблюдается в 30%.
Для оценки возможного развития вторичной резистентности к действию нейролептиков, антидепрессантов и антиконвульсантов в экспериментальных исследованиях были выбраны препараты, представленные на рисунке 2.
Все указанные препараты являются основными представителями соответствующих фармакологических групп нейропсихофармакологических средств, которые наиболее широко используются в клинической практике.
Проведенные исследования показали, что при длительном введении фенобарбитала, карбамазепина, вальпроата натрия, ламотриджина, топирамата и фелбамата развивается толерантность к их противосудорожному действию [2]. Темп развития толерантности к конкретному препарату зависит от используемой при испытаниях модели судорожных состояний и длительности его введения (табл. 1).
Исследуемые препараты |
Экспериментальные модели судорожных состояний |
||
Коразол |
Тиосемикарбазид |
МЭШ |
|
|
Фенобарбитал |
на 7 день |
на 7 день |
на 21 день |
|
Карбамазепин |
на 14 день |
на 14 день |
|
|
Вальпроат натрия |
на 14 день |
||
|
Топирамат |
на 14 день |
||
|
Ламотриджин |
на 14 день |
||
|
Фелбамат |
на 14 день |
||
|
Примечание. МЭШ – модель электроиндуцирующих судорог (максимального электрошока). |
|||
Наиболее быстро толерантность развивается к фенобарбиталу при использовании модели коразоловых и тиосемикарбазидных судорог, что регистрируется после 7-дневного введения антиконвульсанта.
К вальпроату натрия, карбамазепину, топирамату, фелбамату толерантность развивается спустя 14 дней после начала введения указанных препаратов. Это было установлено с использованием модели коразоловых судорог (для вальпроата) и судорог, вызываемых тиосемикарбазидом.
В случае модели электроиндуцирующих судорог (максимального электрошока – МЭШ) для развития феномена толерантности фенобарбитал необходимо было вводить 21 день, а ламотриджин – 14 дней.
В экспериментальной эпилептологии считается, что данные, полученные для хемоконвульсантных судорог, следует экстраполировать на малые клинические формы эпилепсии, а электроиндуцирующие – на генерализованные. Следовательно, исходя из полученных данных, можно прогнозировать, что быстрее терапевтическая резистентность будет развиваться при длительном введении антиконвульсантов в случае лечения малых форм эпилепсии.
С целью преодоления терапевтической резистентности клиницисты переходят от монотерапии эпилепсии к комбинированному назначению двух, а иногда трех антиконвульсантов. В этой связи возникает вопрос о возможной перекрестной толерантности между различными противосудорожными препаратами [3].
Исследования в этом направлении показали, что если вводить топирамат, вальпроат натрия, карбамазепин животным, у которых сформировалась толерантность к действию фенобарбитала, то противосудорожный эффект этих препаратов не проявляется, т. е. развивается перекрестная толерантность (табл. 2).
Животные, толерантные к действию: |
Экспериментальные модели судорожных состояний |
Перекрестная толерантность к действию: |
Наличие/отсутсвие перекрестной толерантности |
|
Фенобарбитала |
Тиосемикарбазид |
Топирамата |
+ |
|
Фенобарбитала |
Коразол |
Вальпроата натрия |
+ |
|
Фенобарбитала |
Коразол |
Карбамазепина |
+ |
|
Фенобарбитала |
МЭШ |
Ламотриджина |
- |
|
Фенобарбитала |
МЭШ |
Карбамазепина |
- |
|
Карбамазепина |
Тиосемикарбазид |
Топирамата |
+ |
|
Топирамата |
Тиосемикарбазид |
Карбамазепина |
+ |
| Примечание. МЭШ – модель электроиндуцирующих судорог (максимального электрошока). | |||
Прямая и обратная перекрестная толерантность установлена также между карбамазепином и топираматом. Вместе с этим на модели МЭШ перекрестная толерантность не наблюдается для таких пар препаратов, как фенобарбитал и ламотриджин, а также фенобарбитал и карбамазепин (см. табл. 2). Поэтому можно сделать заключение, что в случае развития резистентности к действию фенобарбитала при лечении генерализованных форм эпилепсии показан переход на комбинированную фармакотерапию с использованием ламотриджина или карбамазепина.
При изучении толерантности к действию антидепрессантов было установлено, что этот эффект развивается при длительном введении нормазидола, амитриптилина и флуоксетина [11]. Эти факты были получены с использованием методики поведения «отчаяния» в плавательной пробе по R.D. Porsolt. Редукция антидепрессивной активности амитриптилина и нормазидола регистрировалась после 7-дневного введения препаратов и при 14-дневном введении флуоксетина (рис. 3). Известно, что в механизме действия пирацетама, кроме активации биосинтеза АТФ и РНК, присутствует адренергический комплект. С усилением адренергической синаптической передачи связывается повышение поведенческих реакций животных, которое наблюдается при действии пирацетама. Все это является обоснованием для предположения о том, что пирацетам может усиливать антидепрессивную эффективность препаратов, механизм действия которых связан с повышением синаптического уровня моноаминов, и предупреждать развитие толерантности при длительном применении этой группы лекарственных средств.
Проведенные опыты показали, что пирацетам не обладает собственным антидепрессивным действием, но при совместном введении с нормазидолом достоверно повышает его антидепрессивную активность (рис. 4).
При длительном (7-дневном) введении нормазидола развивается толерантность к антидепрессивному действию препарата (рис. 5).
В опытах, в которых совместно с нормазидолом в течение 7 дней вводили пирацетам, развитие толерантности к антидепрессивному влиянию нормазидола не отмечалось (см. рис. 5). Полученные результаты экспериментально обосновывают совместное применение нормазидола с пирацетамом для повышения эффективности лечения психической депрессии.
Развитие толерантности наблюдается и при длительном введении нейролептиков. В эксперименте на животных наиболее характерным поведенческим симптомом действия нейролептиков является каталепсия, т. е. «восковая гибкость». Оказалось, что 7-дневное введение галоперидола приводит к прекращению каталептогенного эффекта препарата.
Исследование механизмов формирования толерантности к действию нейропсихофармакологических средств вызывает не только теоретический интерес, но может также быть экспериментальным обоснованием поиска путей преодоления терапевтической резистентности.
По-видимому, процесс развития толерантности к конкретным фармакологическим препаратам является многоступенчатым и включает молекулярные, клеточные и системные уровни регуляции функций организма.
Поэтому результаты исследований в этом направлении могут быть разнообразными и порой самыми неожиданными [4].
Так, например, в настоящее время наличие межполушарной функциональной асимметрии мозга считается установленным фактом. В основе этого явления лежит генетически детерминированная морфологическая и нейрохимическая асимметрия мозга. Мишенью действия нейропсихофармакологических средств служат различные нейрохимические звенья синаптической передачи. Поэтому есть основания предполагать возможность доминантного лево-правополушарного действия различных психотропных средств. Вот почему в случаях, когда патологический очаг локализуется в одном полушарии, а психотропный препарат оказывает преимущественное влияние на другое полушарие, вряд ли можно ожидать терапевтического успеха и клинически это расценивается как терапевтическая резистентность.
В качестве другого примера можно привести обнаружение профессором С.С. Крыловым в 80-е годы прошлого столетия того, что при длительном 10-12 дневном введении М-холинолитиков (атропин, амизил) развивается толерантность к их психотоксическому действию [8-10]. Такой эффект под влиянием атропиноподобных веществ, введенных в психотоксической дозе, проявляется делириозным синдромом. Экспериментальным эквивалентом М-холинолитического делирия является двигательная гиперактивность и психомоторное возбуждение. Оказалось, что при введении белым крысам М-холинолитика в психотоксической дозе в течение 10 дней наблюдается редукция двигательной гиперактивности, т. е. развивается толерантность. Более того, плазма крови, взятая у толерантных животных и введенная интактным крысам, предупреждает у последних возникновение холинолитической двигательной гиперактивности. С.С. Крылов обозначил это явление как «гуморальный фактор толерантности» [8]. Однако материальный субстрат гуморального фактора толерантности оставался неизвестным.
При изучении этого вопроса мы предположили, что патогенез такого сложного психопатологического состояния, как холинолитический делирий вряд ли связан только с блокадой М-холинорецепторов.
Нами сформулировано положение о возможной роли в этом процессе нарушения обмена и функции опиоидергической системы [5]. Было показано, что однократное введение М-холинолитиков (атропина или амизила) в психотоксической дозе приводило к выраженному снижению уровня мет- и лейэнкефалинов, а также β-эндорфина в мозге и крови белых крыс (рис. 6А). В случае длительного введения М-холинолитика (10 дней) содержание опиоидных нейропептидов постепенно восстанавливалось до исходного уровня, и на этом фоне двигательная гиперактивность не воспроизводилась (см. рис. 6А). В специальной серии опытов из плазмы крови толерантных животных выделялись опиоидные нейропептиды и вводились животным, отравленным М-холинолитиком. Это приводило к полному купированию психомоторного возбуждения. Такой эффект наблюдался и при введении синтетических энкефалинов или морфина, что показано на рисунке 6Б пунктиром. Все это дало возможность сделать заключение, что материальным субстратом гуморального фактора толерантности к психотоксическому действию М-холинолитиков являются опиоидные нейропептиды. Полученные результаты и соответствующие выводы послужили основанием для включения морфина (экзогенного лиганда опиатных рецепторов) в инструкцию по купированию проявлений психоза, вызванного отравлением атропиноподобными веществами [6]. Приведенные примеры подчеркивают, сколь разнообразными и неожиданными могут быть причины и механизмы развития терапевтической резистентности. Исследование этой проблемы заманчиво не только с научной точки зрения, но может дать и конкретный практический результат.
Действительно, для поиска, разработки и создания нового лекарственного препарата требуются огромные мультидисциплинарные усилия химиков, фармакологов, фармацевтов, врачей, расходуются значительные материальные ресурсы, что в итоге приносит заслуженный успех и признание. Но оказывается, что при длительном введении препарата его лечебная эффективность снижается или полностью прекращается, т. е. развивается терапевтическая резистентность. И это трагедия для больного и разочарование для лечащего врача. Вот почему эта проблема заслуживает пристального внимания клиницистов и экспериментаторов.
Список литературы находится в редакции
/thumbs/widget_RFT2011_04_21_9abfaad1ce858eba7abdcd53604c9a3b.jpg)
/thumbs/widget_RFT2011_03_92e5f95fa6cbb282cb6ae68f861ff60a.jpg)
/thumbs/widget_RFT2011_02_96a985ad3475b615b4176c7c2a6eba65.jpg)
/thumbs/widget_RFT2011_01_07e9f2a1b57e3f5c817688d0a66ff8a0.jpg)
_1.gif){kind=link}
_2.gif){kind=link}
_3.gif){kind=link}
_4.gif){kind=link}
_5.gif){kind=link}
_6.gif){kind=link}