Введение к работе
Актуальность проблемы. Индуцированная цитостатиками нейтропения является наиболее частым дозолимитирующим побочным эффектом противоопухолевой химиотерапии у онкологических больных [Дмитриева Н.В., Петухова И.Н., 2006; Орлова Р.В., Чубенко В.А., 2006; Cappozzo C, 2004; Biganzoli L et al, 2005; Di Maio M et al, 2005; Lyman GH et al, 2005; Luftner D, Possinger K, 2005; tePoele EM et al, 2005]. Несмотря на современное лечение, до сих пор продолжают погибать от 3 до 10% пациентов с фебрильной нейтропенией; особенно следует учитывать, что в их числе - потенциально излечимые больные [Laws HJ et al, 2005].
В настоящее время во всех ситуациях, когда желательно быстро увеличить количество гранулоцитов в крови, преимущественно используют гранулоцитарный колониестимулирующий фактор [Волкова М.А., 1998]. Г-КСФ действует не только на предшественники гранулоцитопоэза, обеспечивая их пролиферацию, дифференцировку, созревание и выход зрелых гранулоцитов в периферическую кровь, но и на зрелые гранулоциты, обусловливая увеличение продолжительности их жизни за счет уменьшения апоптоза, ускорение и увеличение миграции гранулоцитов в очаг воспаления, повышение их способности к хемотаксису по отношению к бактериям и фагоцитозу [Lida S et al, 2005; Kanbayashi Y. et al, 2006]. Вышеназванные эффекты лежат в основе многократно показанной способности экзогенного Г-КСФ уменьшать продолжительность и тяжесть постхимиотерапевтической нейтропении. Оказывая такой эффект, препарат может достоверно уменьшить частоту и тяжесть нейтропенических инфекций, тем самым снижая заболеваемость и затраты для системы здравоохранения [Птушкин В.В., Сидоренко С.В., 2000; Uyl-de Groot CA et al, 1996; Sasse EC et al, 2005]. Кроме того, Г-КСФ используют для мобилизации гемопоэтических стволовых клеток в периферическую кровь как у здоровых добровольцев, так и у больных, получающих противоопухолевую химиотерапию [de Jong ME et al, 2006; Ford CD et al, 2006]. Область применения Г-КСФ в настоящее время быстро расширяется, и постоянно появляются новые данные, свидетельствующие об его успешном использовании при различных патологических состояниях [Гольдберг Е.Д. и др., 2005; Liu F et al, 2005; Rutella S et al, 2005; Takano H et al, 2006]. Так, в последние годы доказано нейропротективное действие гранулоцитарных колониестимулирующих факторов, заключающееся в активации эндотелиальной пролиферации, мобилизации костномозговых стволовых клеток, значимом увеличении количества микроглиальных клеток [Schabitz WR et al, 2003; Jung KH et al, 2006; Sehara Y e.a., 2007]. Показано, что Г-КСФ стимулирует нейрогенез, редуцирует ранний и поздний апоптоз и некроз нейронов. Установлено также, что рецепторы Г-КСФ экспрессируются нейронами во многих областях головного мозга [Schneider A et al, 2005; Kirsch F et al, 2008]. Известно, что при использовании Г-КСФ для мобилизации гемопоэтических стволовых клеток и клеток-предшественников из костномозговой стромы значимо подавляется функция остеобластов, и это связано с сигналами от симпатической нервной системы [Mendez-Ferrer S, Frenette PS, 2007; Montgomery M, Cottler-Fox M, 2007]. Проведенные исследования показывают перспективность применения Г-КСФ для лечения нейродегенеративных состояний [Schneider A et al, 2005], энцефалопатий [Гольдберг Е.Д. и др., 2007].
Вместе с тем, идет активная разработка гемостимуляторов, обладающих свойствами естественных регуляторов кроветворения, низкой токсичностью, возможностью длительного применения без развития толерантности. Создан ряд препаратов растительного и животного происхождения, оказывающих вегетотропное действие и обладающих стимулирующим влиянием на гемопоэз.
В этом отношении большой интерес для исследования представляет новый препарат животного происхождения, получаемый из крови марала по оригинальной технологии – кропанол. Проведенные ранее исследования показали высокую гемостимулирующую активность пантогематогена сухого (препарат разработан в ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН), являющегося действующей субстанцией кропанола [Udut VV et al, 1997; Dygay AM et al, 2000; Гольдберг Е.Д. и др., 2000; Soldatova GS et al, 2000]. Учитывая вышесказанное, представляется перспективным изучение гемостимулирующих свойств кропанола в клинике онкологических больных и оценка возможности его использования в качестве корректора нарушений в системе крови в условиях цитостатической терапии. Экспериментальными исследованиями, проведенными в ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, было показано наличие у кропанола (пантогематогена) ноотропных свойств [Суслов Н.И., 1995]. Повторные введения водного экстракта пантов, как было установлено, значимо ингибируют развитие гиперчувствительности постсинаптических допаминовых рецепторов [Kim HS et al, 1999]. Кроме того, как показано in vitro, полипептиды, выделенные из пантов, могут индуцировать дифференцировку нейральных стволовых клеток в нейроны, что может служить базисом для регенерации нервной системы [Lu LJ et al, 2005].
Не меньший интерес вызывает препарат, полученный из шлемника байкальского – экстракт шлемника байкальского в таблетках. Показано, что флавоноиды шлемника обладают не только гемостимулирующим, но и противоопухолевым и противометастатическим действием [Разина Т.Г. и др., 1989; Martin J, Dusek J, 2002; Liao HL, Hu MK, 2004; Ong ES et al, 2005]. Описано также нейропротективное действие флавоноида байкалина и его цитопротективное влияние на эндотелиальные клетки [Liu LY et al, 2005]. В эксперименте in vivo установлено, что после внутривенного введения экстракта шлемника байкальского байкалин аккумулируется в таких областях головного мозга, как стриатум, таламус и гиппокамп [Zhang L et al, 2006]. В исследованиях, проведенных в ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, экстракт шлемника байкальского обнаружил выраженные ноотропные свойства [Гольдберг Е.Д. и др., 1994].
Многочисленные данные свидетельствуют о существовании в организме единой сложноорганизованной системы регуляции кроветворения, представляющей собой комплекс взаимосвязанных и сбалансированных механизмов, направленных, в конечном итоге, на обеспечение необходимого числа специализированных клеток системы крови для ее адекватного ответа на чрезвычайные раздражители [Дыгай А.М., Клименко Н.А., 1992; Гольдберг Е.Д. и др., 2004]. Установлено, что физиология системы кроветворения контролируется на трех уровнях: на клеточном уровне через костномозговую строму, на гуморальном уровне через гемопоэтические цитокины и на уровне центральной нейроэндокринной регуляции - через катехоламины и нейроэндокринные факторы [Дыгай А.М. и др., 1997; Гольдберг Е.Д. и др., 1997; Maestroni GJ, 1998; Fliedner TM et al, 2002].
При злокачественном росте деятельность вегетативной нервной системы изменяется, что может вызывать дополнительные нарушения в системе крови [ThyagaRajan S et al, 2000; Лыков А.П. и др., 2003]. Ряд противоопухолевых агентов обладают нейротоксическим влиянием, в том числе, на вегетативную нервную систему [Поддубная И.В. и др., 2000]. Литературные данные подтверждают существование нейро-эндокринного и, в частности, вегетативного контроля процессов повреждения и восстановления гемопоэза при цитостатическом воздействии противоопухолевых препаратов. Однако механизмы модулирующего эффекта ВНС в условиях противоопухолевой полихимиотерапии остаются практически не изученными. Более полное понимание нервной и нейроэндокринной регуляции гемопоэза, особенно в условиях цитостатического воздействия, может открыть новые терапевтические перспективы для повышения эффективности лечения злокачественных новообразований.
Учитывая вышесказанное, представляется весьма перспективным изучение механизмов гемостимулирующего действия гранулоцитарного колониестимулирующего фактора, препарата из крови марала – кропанола и сухого экстракта шлемника байкальского, поскольку, как было установлено, все они в той или иной степени оказывают влияние на деятельность нервной системы.
Цель исследования. Изучить изменения вегетативного обеспечения функций и показателей гемопоэза в динамике проведения противоопухолевой полихимиотерапии, оценить возможность их коррекции экстрактом шлемника байкальского, кропанолом, гранулоцитарным колониестимулирующим фактором и вскрыть механизмы, лежащие в основе их гемостимулирующего действия.
Задачи исследования:
-
Исследовать нарушения со стороны системы крови, возникающие у больных РМЖ IIIБ-IV стадии под действием полихимиотерапии, проводимой в режиме CAF.
-
Изучить гемостимулирующие эффекты и их механизмы у больных распространенным РМЖ, получающих цитостатическую терапию CAF на фоне применения экстракта шлемника байкальского, кропанола и филграстима.
-
Оценить тонус и реактивность ВНС у больных РМЖ в сравнении со здоровыми лицами.
-
Изучить типы адаптационных реакций, изменения состояния ВНС у больных с распространенным РМЖ в процессе проведения цикловой полихимиотерапии CAF.
-
Изучить зависимость показателей гемопоэза от типов адаптационных реакций у больных распространенным РМЖ в процессе проведения им полихимиотерапии CAF.
-
Изучить влияние экстракта шлемника байкальского, кропанола и филграстима на представительство фаз общего адаптационного синдрома и состояние вегетативной нервной системы у больных РМЖ в динамике химиотерапии CAF.
-
Определить роль и место ВНС в механизмах стимулирующего действия исследуемых препаратов (экстракта шлемника байкальского, кропанола и филграстима) на кроветворение при проведении противоопухолевой химиотерапии.
Положения, выносимые на защиту:
-
Состояние гемопоэза определяется тонусом и реактивностью вегетативной нервной системы, которые в свою очередь зависят от наличия распространенного опухолевого процесса и от проводимого противоопухолевого лечения. Нормотония и парасимпатикотония с сохранной реактивностью определяют повышенную резистентность системы крови к цитостатической терапии, в то время как превалирование симпатической нервной системы на фоне снижения реактивности ВНС определяют большее повреждающее гемопоэз действие цитостатиков.
-
При проведении режимов полихимиотерапии, обладающих умеренной гематологической токсичностью, применение кропанола и экстракта шлемника байкальского обеспечивает гемостимулирующее действие, сравнимое по эффективности с таковым при применении Г-КСФ.
-
Механизмы гемостимулирующего действия исследуемых препаратов различаются. Так, экстракт шлемника байкальского стимулирует регенерацию трех ростков кроветворения, увеличивая содержание в периферической крови ретикулоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и тромбоцитов и нормализуя структурно-метаболический статус циркулирующих эритроцитов; активация миело- и эритропоэза при его применении обусловлена возрастанием содержания клеток- предшественников гемопоэза типа КОЕ-Э и КОЕ-ГМ в периферической крови. Кропанол стимулирует преимущественно грануломоноцитопоэз, активируя гемопоэтические клетки-предшественники с последующим увеличением содержания в костном мозге зрелых нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, а в периферической крови – нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов; повышая костномозговой резерв нейтрофильных гранулоцитов и их функциональную активность. Препарат Г-КСФ филграстим увеличивает содержание зрелых нейтрофильных гранулоцитов в костном мозге и периферической крови, увеличивая число костномозговых клеток-предшественников грануломоноцитопоэза при постепенном уменьшении числа циркулирующих КОЕ-ГМ.
-
В механизмах гемостимулирующих эффектов кропанола и экстракта шлемника байкальского существенная роль принадлежит их нормализующему действию в отношении состояния вегетативной нервной системы, проявляющемуся в увеличении числа пациентов с «нормотонией» и сохранной реактивностью ВНС.
Научная новизна. Впервые проведено сравнительное изучение показателей гемопоэза у больных распространенным раком молочной железы в динамике проведения цикловой полихимиотерапии при использовании в качестве гемостимуляторов экстракта шлемника байкальского, кропанола или Г-КСФ. Показано, что названные препараты в изученных режимах оказывают практически идентичное гемостимулирующее воздействие на гранулоцитарный росток кроветворения, однако механизмы их гемостимулирующего влияния различны. Экстракт шлемника байкальского стимулирует регенерацию трех ростков кроветворения, увеличивая содержание в периферической крови ретикулоцитов, нейтрофильных гранулоцитов и тромбоцитов и нормализуя структурно-метаболический статус циркулирующих эритроцитов; активация миело- и эритропоэза при его применении обусловлена возрастанием количества клеток- предшественников гемопоэза типа КОЕ-Э и КОЕ-ГМ. Кропанол стимулирует преимущественно грануломоноцитопоэз, активируя гемопоэтические клетки-предшественники с последующим увеличением содержания в костном мозге зрелых нейтрофильных гранулоцитов и моноцитов, а в периферической крови – нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов; повышая костномозговой резерв нейтрофильных гранулоцитов и их функциональную активность. Применение филграстима приводит к повышению содержания зрелых нейтрофильных гранулоцитов в костном мозге и периферической крови, увеличивая число костномозговых клеток-предшественников грануломоноцитопоэза при постепенном уменьшении числа циркулирующих КОЕ-ГМ.
Впервые на основании углубленного анализа динамики ряда показателей, характеризующих системы жизнеобеспечения, дана комплексная оценка участия вегетативной нервной системы и общих приспособительных реакций целостного организма в регуляции гемопоэза у больных распространенным раком молочной железы при проведении противоопухолевой химиотерапии. Показано, что вегетативное обеспечение функций у данной категории больных характеризуется повышенным уровнем симпато-адреналовых процессов, нарушениями центральных механизмов взаимодействия дыхательного и сосудистого центров, что свидетельствует об истощении адаптационного резерва. Проведение полихимиотерапии приводит к увеличению числа больных с симпатикотонией и повышению встречаемости энергозатратных фаз общего адаптационного синдрома.
Впервые проведено сравнительное изучение состояния вегетативной нервной системы у больных раком молочной железы в динамике проведения цикловой полихимиотерапии при использовании в качестве гемостимуляторов экстракта шлемника байкальского, кропанола или препарата Г-КСФ. Показано, что под действием кропанола и экстракта шлемника байкальского, применяемых в качестве гемостимуляторов, возрастает встречаемость энергосберегающих адаптационных реакций и формируется вегетативное и метаболическое равновесие. Выявлено, что ослабление симпатических влияний у больных раком молочной железы при дополнении полихимиотерапии одним из названных препаратов приводит к активации подавленного цитостатиками гемопоэза, в основе которого лежит повышение колониеобразующей активности гемопоэтических клеток-предшественников с последующим увеличением содержания в костном мозге и периферической крови ее форменных элементов, в частности, нейтрофильных гранулоцитов.
Впервые показано, что двукратное профилактическое применение препарата Г-КСФ филграстима в межкурсовом периоде приводит к сохранности, однако менее выраженной в сравнении с данными, полученными у больных, получающих только цитостатическую терапию, активации эрготропных процессов при одновременном снижении вагоинсулярных влияний. При этом зарегистрированы нарушения в процессах перемежающейся смены активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.
Практическая значимость. Разработан патогенетически обоснованный подход к фармакологической коррекции гипопластических состояний кроветворения, возникающих в условиях цитостатической терапии, с использованием препаратов, обладающих вегетостабилизирующим действием - препаратом животного происхождения кропанолом и препаратом растительного происхождения экстрактом шлемника байкальского. Результаты клинического исследования показали высокую эффективность включения адаптогенных препаратов в схему специального лечения больных раком молочной железы с целью активации процессов кроветворения. Установлено, что все три препарата – экстракт шлемника байкальского, кропанол и препарат Г-КСФ – в изученных режимах оказывают практически идентичное гемостимулирующее действие на гранулоцитарный росток кроветворения, что позволяет рекомендовать использование адаптогенных препаратов кропанола и экстракта шлемника байкальского при проведении противоопухолевой химиотерапии.
Полученные результаты могут явиться основой для проведения исследований по изучению возможности применения адаптогенных препаратов с целью коррекции нарушений, возникающих в системе крови при воздействии на организм различных по своей природе экстремальных факторов и для лечения ряда заболеваний системы крови.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1997, 2000), международной конференции «25 лет клинической фармакологии» (Москва, 1997), межрегиональной конференции «Актуальные вопросы медицинской радиологии» (Челябинск, 1997), региональной конференции «Актуальные проблемы пропедевтической и клинической фармакологии» (Омск, 1997), Пленуме правления Российского научного общества фармакологов (Москва, 1997), конференции фармакологов Сибири (Томск, 1997), Юбилейной конференции НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН «Проблемы современной онкологии» (Томск, 1999), конференции «Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственных препаратов» (Томск, 1999), на 1-м Международном симпозиуме по изучению и технологии производства продуктов пантового мараловодства (Канада, 2000), на ежегодной научной конференции НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН (Томск, 2000), на втором конгрессе молодых ученых и специалистов "Науки о человеке" (Томск, 2001), на итоговых научных конференциях НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН "Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии" (Томск, 2001, 2002), Российской научно-практической конференции «Новые диагностические и лечебные технологии в онкологии» (Томск, 2003), Российской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития экспериментальной и клинической онкологии» (Томск, 2004), Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты» (Новосибирск, 2004), научной конференции «Фармакологическая регуляция стволовой клетки» (Томск, 2005), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профилактика и лечение злокачественных новообразований в современных условиях» (Барнаул, 2007).
Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 29 научных работ, из них 15 – в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 365 страницах машинописного текста, иллюстрирована 24 рисунками, 53 таблицами и состоит из введения, 4 глав, выводов, указателя литературы из 550 источников (129 отечественных и 421 иностранных авторов).
