Введение к работе
Актуальность темы
Для лечения многих кожных заболеваний, таких как псориаз, витилиго, экзема, кожная Т-клеточная лимфома, успешно применяется комбинированное воздействие мсораленов (фурокумарннов) и ближнего УФА излучения (320-400нм) - ПУФА-терапия (Pathak and Fitzpatrick 1991 J. Однако, наряду с терапевтическим действием ПУФА-терапия приводит к побочным токсическим эффектам (эритеме, эдеме, гиперпигментации и старению кожи). Ранее большое внимание уделялось реакциям фотонрисоединення фурокумарннов к пнримидиновым основаниям нуклеиновых кислот, протекающим без участия кислорода [lnnocenti et al. 1986]. ('читалось, что с этими реакциями связаны терапевтические эффекты ПУФА-терапин. Позже, благодаря использованию антиоксиданте в в ПУФА-терапин, выявили важную роль фотоокислительных реакций псораленов в индукции эритемы [Потапенко и др. 1984; Pathak et al. 1984]. Эти реакции являются кислород-зависимыми и мишенью для них являются преимущественно мембраны клеток [Potapenko et al. 1990]. Поэтому исследование механизма мембранотоксических эффектов фурокумарннов является актуальной задачей. Длительное время протекание кислород-зависимых реакций связывали только с индукцией токсических эффектов данного вида фотохимиотерапии. Однако недавно появились данные о том, что фотоокислительные реакции могут быть ответственными за терапевтические эффекты фурокумарннов
13 последние годы появляется все больше информации о том, что в основе
ПУФА-терапии лежат иммуномодулирующие фотобиологические эффекты
фурокумарннов. Так, было показано, что ПУФА-воздействие способно
ннгнбировать реакции гиперчувсзвительности замедленного типа (ГЗТ) и
контактной гиперчувствитслыюсти (КЧ) [Aubin et al. 1991]. Это явление
связывают либо с прямым повреждением антшен-презенттфующих клеток в
коже [Morison et al. 1981], либо с индукцией клона супрессорных Т-клеток [Perez
et al. 1989], либо с увеличением секреции цитокннов иммунокомпетентными
клетками, обладающих иммуносупрессирующим действием [Tokura et al 1991].
Недавно возникло предположение, что некоторые токсические, а также
основные терапевтические эффекты ПУФА-воздействия могут реализоваться
через стадию образования продуктов фотоокнсления псораленов. Это
предположение основывается на тех фактах, что продукты фотоокисления
нсоралепа (ФОП) модулируют реакцию ГЗТ и влияют на активность антиген-
презентнрующих клеток in vitro [Potapenko 1994]. Иммунологические
механизмы модуляции Т-клеточного ответа у животных под действием ФОП до
конца не ясны. Неизвестно также, какова природа продуктов окисления
фурокумарннов, обладающих иммуносупрессирующим действием.
Псораленовая фогохнмиотерапия, по-видимому, является иммунотерапией. Это делает изучение иммуномодулирующих эффектов псораленов чрезвычайно актуальной задачей.
Цели н задачи исследования
Целью настоящей работы явилось изучение иммуномодулируюіцих и токсических свойств продуктов фотоокислення фурокумарннов in vivo и in vitro. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Изучить действие продуктов окисления псоралена и императорина на
гемсодержагдие белки - метгемоглобнн и оксигемоглобин.
-
Исследовать мембранотоксическое действие продуктов окисления императорина и их вклад в фотогемолиз, сенсибилизированный импсраторином.
-
Выяснить механизмы иммуномодулируюшего действия ФОП и исследовать действие продуктов окисления императорина и аллоимператорина на реакцию ГЗТ к ЭБ у мышей.
Научняв новизна работы
Показано, что фотоокисленный псорален и продукт фотоокисления императорина - гндропероксид императорина - вызывают частично обратимые взаимные превращения форм гемоглобина: метгемоглобина в гемихром, оксигемоглобина в метгемоглобнн. Продукты окисления псоралена, вызывающие подобные изменения гемсодержащих белков, образуются только в присутствии кислорода, стабильны при хранении, разрушаются ионами двухвалентного железа и ферментами катапазой и глутатион-пероксндазой. Предполагается, что основным фотонродуктом, опосредующим токсическое действие ФОП в отношении гемсодержащих белков, является гндропероксид водорода.
Обнаружено, что нмператорин обладает фотогемолитическим действием, гемолиз носит завершенный характер. Установлено, что дозовая зависимость скорости данного фотогемолиза имеет сложный характер и лучше всего
описывается уравнением вида: V'-V^+aD'-k-bD''2 где V и V0 - скорости светового и темпового гемолиза, соответственно, а и b - постоянные. При малых дозах облучения основной вклад в фотогемолиз вносит компонента Ы) . Было предположено, что появление этой компоненты связано с появлением в ходе облучения гидропероксида императорина и его гемолитическим действием. Свободиорадикальные продукты (ОН*) и (RO*), образующиеся при распаде гидропероксида императорина, по-видимому, запускают процесс перекисного окисления липидов в мембранах эритроцитов, что приводит к образованию каналов проницаемости. Об этом свидетельствуют результаты опытов с антиоксидантами, в которых показано, что императориновый фотогемолиз ингибируется ионолом и трет-бутанолом на 50%, Значение показателя степени при дозе облучения (1/2) указывает на то, что для образования двух каналов проницаемости в мембране клетки необходимо поглощение одного кванта света молекулой сенсибилизатора и образование одной молекулы его гидропероксида. Предполагается, что вторая компонента (aD2), вносящая основной . вклад в фотогемолиз при больших дозах облучения, связана с фотосенсибилизировалным повреждением белковых компонент мембраны и образованием в результате этого катионных каналов проницаемости в мембране
клеткн. 'Значение показателя степени при дозе облучения сенсибилизатора (2) указывает на то, что для образования олнот канала проницаемости в мембране клетки необходимо поглощение двух квантов спета.
На модели реакции гиперчувствительности замедленного типа к эритроцитам барана у мышей покатано, чіи продукты окисления псоралеиа обладают иммуиомодулнруюшнм действием при введении их в органнім животного на любых сроках развития иммунологической реакции (на афферентной и эфферентной фазах реакции) В экспериментах по адоптивному переносу реакции ГЗТ было установлено, что иммуносунрессия, вызванная ФОН, обусловлена изменением активности клеток не Т-клеточной природы [ Ірел.положеио, что антш ен-презентирующие клетки опосредуют нммуносупрессирующее действие ФОН та счет активации их супрсссорного потенциала. Обнаружено, что иммуносупрессирующим действием также обладают продукты фогоокислення других фурокумаринов - имиераторнна и алдоимператорина - их гидропероксиды.
Практическая значимость
Результаты проведенных исследований in vivo и in vitro расширяют наши представления об особенностях токсическою и нммуномодулирукмцего ДСЙС1ВИЯ продуктов окисления псоралеиов и мотут быть использованы для совершенствования фотохнмнотерапии.
Основываясь на полученных результатах можно предложить продукты фотоокисления фурокумаринов в качестве терапевтических агентов при лечении некоторых кожных заболеваний (ФОП-терапия). ФОП-герапия позволит избежать ряд нежелательных побочных аффектов, наблюдающихся при проведении обычной ПУФА-терапии.
Апробации рабоїьі
Основные положення диссертации обсуждались на 1 Всероссийской конференции фотобиологов (Пушино 1996), на международном симпозиуме, посвященному памяти А. А. Красповского "Problems and Trends of Pholobiochemistry" (Москва 1997), на международной научно-практической конференции "Биологически активные вещества и новые продукты в косметике" (Москва 1996), на VI и VII кошрессах европейского Фотобиологического общества (Кембридж 1995, Стрета 1997), на 12 международном конгрессе по Фотобиологии (Вена 1996), на заседаниях кафедры медицинской и биологической физики Российского Государственною Медицинского Университета.
Публикации
! 1о теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура и объем диссертации
Работа изложена на 149 страницах машинописи и состоит из введения (3 стр.), обзора литературы (33 стр.), описания материалов и методов исследования (10 стр.), изложения полученных результатов и их обсуждения (68 стр.), заключения (7 стр.) и библиографического указателя (19 стр.). Работа содержит 42 рисунка, 2 таблицы, список цитированной литературы (224 источника).