Введение к работе
Актуальность темы. Печень является ключевым органом, обеспечивающим все энергетические и пластические потребности, осуществляет детоксикацию эндогенных и экзогенных веществ, путем их трансформации в конечные продукты обмена. В связи с этим проблема токсического поражения печени становится все более актуальной. Наиболее частой причиной гепатотоксичности становится неконтролируемый прием лекарственных препаратов, биологически активных добавок, полипрагмазия в терапии, а также интенсивные схемы полихимиотерапии в онкологии. Гепатотоксичность может имитировать различные формы поражения печени, приводя к затруднениям в постановке диагноза и своевременной их коррекции. Повреждение печени от субклинических форм до фульминантной печеночной недостаточности описано приблизительно для 1000 лекарственных средств.
Лекарственно-индуцированные поражения печени (ЛИПП) реализуются непосредственным действием лекарства или его реактивным метаболитом, образованным вследствие биотрансформации под влиянием семейства цитохромов, а также активацией T – клеточного иммунного ответа. Ключевым звеном патогенеза ЛИПП являются оксидативный стресс, нарушения кальциевого гомеостаза и митохондриальная дисфункция с последующей инициацией повреждения и гибели гепатоцитов и развития реактивного фиброза. Деструкция паренхиматозных клеток печени является пусковым механизмом активации других клеточных популяций, которые могут инициировать воспалительную реакцию и/или адаптивный иммунный ответ и препятствовать регенерации печени (Ивашкин В.Т. и др., 2009).
Особое место занимают ЛИПП у онкологических больных. Наличие опухолевого процесса, метастатическое поражение органа, имеющиеся заболевания печени и пожилой возраст больных являются отягчающим фактором при проведении комплексного лечения, включающего полихимио- и лучевую терапию. Токсические реакции при проведении химиотерапии реализуются через химические и иммунологические механизмы, носят кумулятивный характер, препятствуют проведению курсового лечения в установленные сроки, сопровождаются снижением эффективности цитостатической терапии и требуют постоянной коррекции гепатотропными средствами в межкурсовой период (Гершанович М.Л. и др., 1999).
Клинические признаки токсического поражения печени разнообразны по интенсивности и типу проявлений, зависят от вида токсического фактора, а также от времени его воздействия. Первичные токсические поражения печени вызывают разной интенсивности воспалительные процессы или разрастание соединительной ткани с возможным развитием цирроза и печеночной недостаточности. При всех токсических воздействиях изменяется функциональная активность гепатоцитов – основного структурного компартмента печени, синусоидов, что проявляется альтеративными изменениями в органе начиная, с обратимых внутриклеточных (жировая дистрофия гепатоцитов, мутное набухание) до тяжелых интерстициальных изменений (фиброз, инфильтраты, цирроз, гепатоцеллюлярный рак) (Серов В.В., Лапиш К., 1989).
Проблема лечения больных с ЛИПП и циррозами печени является одной из важнейших в современной медицинской практике. В комплексной терапии болезней печени различного генеза выделяют фармакотерапевтическую группу средств с избирательным влиянием на печень – гепатопротекторов, которые повышают функциональную способность клеток печени к синтезу, детоксикации и выведению различных продуктов обмена, поддерживают устойчивость гепатоцитов к различным патологическим воздействиям, не обладают стимулирующим влиянием на рост опухолей (Гершанович М.Л. и др., 1999, Шульпекова Ю.О., 2006). В зависимости от химической структуры гепатотропных средств выделяют естественные или полусинтетические флавоноиды расторопши и других растений; препараты животного проихождения; эссенциальные фосфолипиды; препараты разных групп, включающие тиоктовую, урсодеоксихолиевую кислоты и адеметионин – “золотой” стандарт гепатологии (Оковитый С.В.,2003).
В настоящее время группа гепатотропных средств интенсивно расширяется за счет появления новых препаратов синтетического и природного происхождения различных классов: кумаринов, сапонинов, флавоноидов, терпеноидов. Особое место в этом ряду занимают пентациклические тритерпеноиды лупанового ряда – легкодоступные растительные метаболиты. В многочисленных экспериментах установлено, что бетулин, бетулиновая кислота, лупеол обладают широким спектром фармакологической активности: противовоспалительной, антитоксической, иммуномодулирующей, противоопухолевой (Семенченко В.Ф., 1993; Толстикова Т.Г. и др., 2006; Yasukawa K. et al., 1991). Уникальным свойством данных соединений является сочетание цитотоксического действия на опухолевые клетки и низкой токсичности в отношении нетрансформированных клеток (Eiznhamer D.A., Ze-Qi Hu, 2004; Chaturvedy P.K. et al., 2008). Хорошо изучены гепатозащитное и антиоксидантное действие бетулина, бетулиновой кислоты, бисгемифталата бетулина при токсическом воздействии. В основе гепатопротективного действия лежит способность производных бетулина регулировать состояние никотинамидных коферментов, процессы белкового синтеза, сохранять энергетический баланс клетки (Кузнецов Б.Н. и др., 1998; Карачурина Л.Т. и др., 2003).
В результате химических модификаций из бетулина путем одностадийного окисления получена бетулоновая кислота и ее синтетические производные. В экспериментальных исследованиях установлено, что бетулоновая кислота и ее производные обладают антиоксидантными, гепато-, нефро-, кардиопротекторными и умеренно выраженными противоопухолевыми свойствами (Грек О.Р. и др., 2005; Толстикова Т.Г. и др., 2006; Жоголь Р.А., 2006). В результате скрининга выявлены наиболее перспективные агенты с широким спектром биологической активности – бетулоновая кислота, как основа, и ее амид (Сорокина И.В., 2010). До настоящего времени хорошо изучены противоопухолевые, антиоксидантные, органопротекторные свойства бетулоновой кислоты и ее амида, но за рамками нашего внимания до сих пор оставалось влияние этих соединений на процессы фиброгенеза, популяционную динамику гепатоцитов и на процессы регенерации печени. Решение данной проблемы связано с неизученными ранее механизмами протекторного действия и позволит расширить фармакологические свойства бетулоновой кислоты и ее амида.
Цель исследования: изучить патоморфогенез субхронического токсического поражения печени в условиях полихимиотерапии и сочетанного воздействия тетрахлорметана и этанола и при коррекции тритерпеновыми соединениями с оценкой возможных механизмов их действия.
Задачи исследования:
-
Изучить особенности влияния бетулоновой кислоты и ее амида при субхроническом введении на структурные компоненты печени интактных крыс.
-
Изучить морфологические изменения печени крыс при введении бетулоновой кислоты и ее амида на фоне полихимиотерапии (CHOP).
-
Оценить влияние бетулоновой кислоты и ее амида на митотическую активность перевиваемых опухолей лимфомы RLS, резистентной к циклофосфану, и карциномы легких Lewis.
-
Выявить характерные особенности общего и местного влияния перевиваемых опухолей лимфомы RLS и карциномы легких Lewis на течение альтеративных процессов в печени мышей.
-
Изучить особенности структурной реорганизации печени животных с перевитыми опухолями (лимфомой RLS и карциномой легких Lewis) в сочетании с полихимиотерапией и при изолированном введении бетулоновой кислоты и ее амида.
-
Выявить особенности структурных изменений печени при моделировании хронического токсических повреждений печени сочетанным введением тетрахлорметана и этанола и оценить влияние бетулоновой кислоты и ее амида на степень коррекции фиброза, токсического поражения и популяционной динамики гепатоцитов в сравнении с гептралом.
-
Оценить возможные механизмы коррекции тритерпеновыми производными токсических поражении печени при проведении противоопухолевой терапии и сочетанном воздействии тетрахлорметаном и этанолом.
Научная новизна. Впервые изучены основные механизмы развития токсических поражений печени у экспериментальных животных при инокуляции штаммов злокачественных новообразований на фоне и без полихимиотерапии, а также при длительном воздействии тетрахлорметана и этанола в сочетании с энтеральным введением бетулоновой кислоты и ее амида. Показано, что бетулоновая кислота и ее амид в условиях цитостатического воздействия не оказывают стимулирующего влияния на рост и метастазирование опухолей.
Впервые у животных с перевитой карциномой Lewis выявлены особенности структурных изменений печени, заключающиеся в снижении пластических резервов гепатоцитов и поражении микроциркуляторного русла в виде стромально-сосудистой дистрофии в стадии фибриноидного набухания. Установлено, что амид бетулоновой кислоты при изолированном введении обусловливает уменьшение количества клеточных метастазов в синусоидах и потенцирует развитие генерализованной стромально-сосудистой дистрофии, в то время как бетулоновая кислота вызывает только очаговые повреждения сосудов. При сочетанном введении с цитостатиками бетулоновая кислота и ее амид проявляют цитопротекторные свойства, что способствует уменьшению выраженности регенераторно-пластической недостаточности гепатоцитов, нормализации количественных характеристик синусоидального русла.
Впервые представлены морфометрические характеристики паренхиматозно-стромальных изменений и динамика количественных изменений клеточных популяций печени при токсическом поражении печени, вызванном длительным введением тетрахлорметана в сочетании с этанолом. Показано, что по сравнению с гептралом амид бетулоновой кислоты практически полностью купирует явления холестаза, предотвращает развитие жировой инфильтрации гепатоцитов и полностью предотвращает развитие фиброза.
Впервые установлены различия в патогенезе гепатопротекторного действия бетулоновой кислоты и ее амида. Бетулоновая кислота в ранние сроки после введения способствует компенсации пластической недостаточности гепатоцитов, только частично купирует явления некробиоза и холестаза, существенно не стимулирует регенераторный потенциал гепатоцитов, что сопровождается активацией десмопластических процессов с развитием фиброза и цирроза печени. Амид бетулоновой кислоты одинаково эффективно на всех этапах эксперимента повышает регенераторно-пластический потенциал гепатоцитов, купирует явления холестаза и полностью предотвращает процессы фиброгенеза.
Теоретическая и практическая значимость. В работе получены новые знания о структурной реорганизации печени при токсических повреждениях различного генеза, которые могут быть использованы при разработке новых схем лечения злокачественных новообразований и хронических токсических гепатитов. Получены новые данные о влиянии бетулоновой кислоты и ее амида на течение регенераторно-пластических и десмопластических процессов при моделировании токсических повреждений печени сочетанным длительным введением тетрахлорметана и этанола. Выявлены закономерности тканевой реорганизации печени в условиях комбинированного и изолированного введения цитостатических препаратов и тритерпеновых производных.
Результаты исследования включены в материалы по доклиническим испытаниям новых корректоров токсического поражения печени различного генеза в ряду производных бетулоновой кислоты. Материалы данной работы могут быть включены в лекционный курс кафедр патологической анатомии и фармакологии медицинских вузов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
При субхроническом введении интактным крысам амид бетулоновой кислоты на ранних сроках эксперимента угнетает пластические (регенераторные) процессы с полной нормализацией их к концу эксперимента. Введение бетулоновой кислоты на всех этапах эксперимента приводит к уменьшению объема синусоидального русла, умеренному угнетению регенераторно-пластических процессов, на поздних сроках – инициирует деструктивные изменения гепатоцитов.
-
Бетулоновая кислота и ее амид не обладают стимулирующим влиянием на рост и метастазирование опухолей, а также уменьшают общее и местное влияние неопластического процесса в печени на фоне и без полихимиотерапии,
-
Амид бетулоновой кислоты на фоне сочетанного токсического воздействия (CCL4 и этанолом) полностью предотвращает развитие фиброза на всех этапах эксперимента, стимулирует регенераторно-пластические процессы в гепатоцитах, практически полностью купирует явления холестаза и предотвращает развитие жировой инфильтрации гепатоцитов.
-
Амид бетулоновой кислоты купирует токсические поражения печени различного генеза, проявляя свойства универсального гепатопротектора.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на III Всероссийской научной конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2007), III International Сonference «Basic Science for Medicine» (Novosibirsk, 2007), III Съезде фармакологов России (Санкт-Петербург, 2007), II Международной конференции «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (Казахстан, Алматы, 2007), EHRLICH II, 2nd World Conference on Magic Bullets (Nurnberg, Germany, 2008), 2nd Annual Russian-Korean Conference «Current issue of natural products chemistry and biotechnology» (Novosibirsk, 2010), Международной конференции «Current topics in organic chemistry» (Novosibirsk, 2011), V1 Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием «Современные аспекты медицины и фармации (Украина, Запорожье, 2011), Международной конференции. «Current Topics in organic chemistry» (Новосибирск, 2011), II международной научно-практической конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2011), 72-й Всеукраинской научно-практической конференции молодых учёных и студентов с международным участием «Медицина и фармация XXI столетия – шаг в будущее» (Украина, Запорожье, 2012), 4th Annual Russian-Korean Conference «Current Issue of Natural Products for Chemistry and Biotechnology» (Novosibirsk, 2012), VI региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и учителей «Химическая наука и образование Красноярья» (Красноярск, 2012), XX юбилейной международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2012), IV съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (Казань, 2012), ученом совете в НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (Новосибирск, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 работ, из них 18 – в рецензируемых журналах по списку ВАК и в системе цитирования (библиографической базе) Web of Science; получены 7 патентов РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 290 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 6 глав с результатами и обсуждением собственных исследований, выводов; иллюстрирована 13 таблицами, 70 микрофотографиями. Список использованной литературы включает 157 работ отечественных и 81 иностранных авторов.
