ГЛАВА 3 ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ

История применения ГК в медицине неразрывно связана с развитием ревматологии. Хорошо известно, что именно ревматологи (Phillip Hench и сотрудники из клиники Мейо) в 1949 г. впервые в мировой практике применили ГК для лечения РА и достигли поразительного клинического эффекта. Это исследование ознаменовало начало новой эры в лечении воспалительных заболеваний человека. До сих пор, несмотря на большие достижения в области фармакотерапии, ГК остаются наиболее универсальными противовоспалительными агентами, обладающими, кроме того, и выраженной иммуномодулирующей активностью (L. Axelrod, 1993). Сфера применения ГК при заболеваниях человека чрезвычайно широка и включает трансплантацию, аллергические и гематологические болезни, патологию почек, печени, кишечника, болезни глаз, кожи и др. Каждый год в США ГК используют более 5 миллионов человек. При этом наиболее широкое применение ГК нашли при лечении ревматических болезней (R. P. Kimberley, 1992).

Заболевания, для лечения которых используются ГК

Первичная и вторичная надпочечниковая недостаточность Ревматические заболевания (см.табл. 3.3)

Заболевания почек:

•гломерулонефрит

•нефротический синдром Аллергические заболевания:

•ангионевротический отек

•крапивница

•контактный и атопический дерматит

•аллергический ринит

•многоформная эритема Заболевания легких:

•бронхиальная астма

•фулминантный или диссеминированный туберкулез

•аспирационная пневмония

•респираторный дистресс-синдром

•саркоидоз

Дерматологические заболевания:

•пузырчатка

•буллезный герпетиформный дерматит

•псориаз

Гастроэнтерологические заболевания:

•язвенный колит

•болезнь Крона

•глютеновая энтеропатия

•хронический активный гепатит

•алкогольный гепатит Злокачественные новообразования:

•рак молочной железы

•лейкозы

•лимфомы

•рвота, индуцированиня химиотерапией Другие заболевания:

•септический шок

•гиперкальциемия

•пересадка органов

•идиопатическая тромбоцитопеническая пурпура

•гемолитическая анемия

•рассеянный склероз

•отек мозга

Вревматологии системное применение ГК является основным (или одним из основных) подходом

клечению таких заболеваний, как гигантоклеточный артериит, ревматическая полимиалгия, ПМ/ДМ,

СКВ, рецидивирующий полихондрит, смешанное заболевание соединительной ткани, системные васкулиты, эозинофильный фасциит, синдром эозинофилии/миалгии, позволяющим существенно улучшить прогноз и качество жизни больных. ГК широко используют в комплексном лечении ССД, РА и даже у больных с тяжелыми формами серонегативных спондилоартропатий и подагры. Локальное введение ГК — важный метод лечения артритов, патологии мягких тканей и связочного аппарата (L. Axelrod, 1993).

Общая характеристика ГК

ГК являются производными прегнана с кетоновыми группами у 3-го и 20-го и гидроксильной группой у 21-го атомов углерода и ненасыщенной связью между 4-м и 5-м атомами, синтезируются из холестерина. Термин "глюкокортикоид" подчеркивает способность этих агентов стимулировать отложение гликогена в печени и глюконеогенез. Основным ГК, образующимся у человека, является гидрокортизон (кортизол). Глюкокортикоидная активность зависит от присутствия гидроксильной группы в положении 11 стероидной молекулы и усиливается при образовании двойной связи между 1-м и 2-м атомами углерода (преднизон, преднизолон), присоединением а-метильной группы в 6-м положении (6-метилпреднизолон) или введении фтора в 9-е положение и функциональной группы в 16-е положение (триамсинолон, дексаметазон, бетаметазон).

Продукция кортизола клетками коры надпочечников непосредственно регулируется АКТГ передней доли гипофиза и опосредованно — кортикотропным гормоном (кортиколиберин) гипоталамуса, который усиливает секрецию АКТГ. Регуляция синтеза ГК происходит по принципу обратной негативной (feedback) ингибиции: увеличение уровня кортизола или введение синтетических ГК вызывает уменьшение секреции АКТГ. Этот процесс носит быстрый и пролонгированный характер и приводит к ингибиции синтеза как АКТГ, так и кортиколиберина. Однако у здоровых людей стрессорные стимулы преодолевают влияние обратной ингибиции. Важными факторами, стимулирующими высвобождение АКТГ и ГК, являются провоспалительные цитокины (ИЛ-1 и ИЛ-6), в свою очередь ГК подавляют синтез этих цитокинов (E. M. Sternberg и соавт., 1992). Таким образом, опосредованное ИЛ-1 увеличение секреции ГК — компонент нормального ответа организма на стрессорные (в том числе антигенные) стимулы и этот процесс контролируется за счет обратной ингибиции ГК.

Фармакодинамика

Системные эффекты ГК зависят от трех основных факторов: 1) количества активного препарата, поступающего в системную циркуляцию; 2) взаимодействия ГК с соответствующими рецепторами; 3) продолжительности связывания ГК с рецепторами. Биодоступность пероральных ГК зависит от уровня их растворимости в ЖКТ и абсорбции в системную циркуляцию. Биодоступность ГК, для активации которых необходима биотрансформация в печени (например, преднизона в преднизолон), определяется уровнем активного компонента, присутствующего в циркуляции. При пероральном приеме преднизолона его биодоступность колеблется от 50 до 100%, максимальная концентрация в сыворотке достигается через 1.3-3.0 ч. Прием пищи не влияет на биодоступность ГК, за исключением препаратов со специальным кишечным покрытием, биодоступность которых существенно снижается. Системная абсорбция ГК наблюдается и при их локальном применении, она колеблется от 30 до 90%. Кожная абсорбция ГК увеличена у детей, усиливается при аппликации после мытья, на пораженную кожу или на участки тела с тонкой кожей.

ГК — липофильные вещества, которые распределяются по всему организму. Примерный объем распределения преднизолона, однако, составляет 0.35-0.7 л/кг. Это связано с очень высокой способностью ГК связываться с белками сыворотки. К стероидсвязывающим белкам относятся альбумин

итранскортин. При низкой концентрации ГК 80-90% связаны с белком. Но при использовании высоких доз ГК их белковосвязывающая способность снижается до 60-70% за счет насыщения транскортинсвязывающих участков и большее количество свободного препарата диффундирует в периферические ткани. Это приводит к более высокому объему распределения ГК и увеличивает риск развития побочных эффектов. Сходные процессы могут наблюдаться у больных с гипоальбуминемией, при которой рекомендуется использовать меньшие дозы препарата.

Метаболизм ГК происходит в печени путем гидроксилирования и конъюгации. Менее 15% ГК выводится в неизмененном виде с мочой. При увеличении объема распределения и концентрации препарата происходит увеличение его клиренса. Однако нарушение общего клиренса заметно только при использовании высоких концентраций преднизолона (около 70 мг/день). Факторы, приводящие к снижению клиренса ГК, включают печеночную и почечную недостаточность, пожилой возраст больных (более 65 лет), сочетанное использование некоторых препаратов (кетоконазол, оральные контрацептивы

идр). Увеличение клиренса наблюдается у лиц, длительно получающих ГК, страдающих гипертиреозом,

атакже при использовании некоторых лекарственных препаратов (фенитоин, рифампин и барбитураты и др.)

ГК в основном различаются по продолжительности биологических эффектов и по соотношению

между глюкокортикоидной и минералокортикоидной активностью (таблица 3.1.). Используемые в клинике ГК условно подразделяются на препараты короткого, среднего и длительного действия. Это деление основывается на продолжительности супрессии АКТГ после однократного приема препарата в дозе, эквивалентной 50 мг преднизона. Продолжительность полужизни кортизола в плазме составляет 80-115 мин., а для других ГК этот показатель составляет 0,5 ч для кортизола, 3.4-3.8 ч для преднизона, 2.2-3.5 ч для преднизолона, 1.3-3.1 ч для метилпреднизолона, 1.8-4.7 ч для дексаметазона. Различия в длительности полужизни ГК зависят от фармакокинетики препаратов, которая в свою очередь тесно связана с используемыми дозами ГК. Изменение кинетики ГК в зависимости от дозы является следствием нелинейного связывания ГК с белками плазмы; при увеличении дозы возрастает уровень не связанных с белком ГК. Связь между длительностью полужизни и биологической активностью также не является абсолютной. Например, преднизолон и дексаметазон имеют одинаковую продолжительность полужизни, но дексаметазон обладает более выраженной глюкокортикоидной активностью. На основании данных о длительности супрессии АКТГ ГК подразделяются на 3 основные группы. В первую группу входят короткоживущие ГК (кортизон, гидрокортизон, преднизон, преднизолон, метилпреднизолон), после приема которых синтез АКТГ восстанавливается через 24-36 ч. Во вторую группу включены ГК со средним по длительности периодом полужизни (триамсинолон и параметазон), которые подавляют АКТГ на 48 ч. Третью группу составляют длительноживущие ГК (дексаметазон и бетаметазон), подавляющие АКТГ более чем на 48 ч. Очевидно, что продолжительность супрессии синтеза АКТГ существенно превосходит время полужизни препаратов в плазме. Следовательно, длительность действия ГК зависит не только от времени их присутствия в циркуляции. Полагают, что ГК могут находиться внутри клетки в связи с ГК-рецепторами в течение определенного времени после их исчезновения из циркуляторного русла. Кроме того, воздействие ГК на клетки ведет к серии событий, выраженность и последствия которых прямо не зависят от биологического действия самих ГК.

ГК хорошо всасываются в ЖКТ. Как уже отмечалось, в норме кортизол и его синтетические аналоги в плазме быстро связываются с кортикостероидсвязывающим белком (транскортином), который относится к фракции а-глобулинов и обеспечивает доставку ГК к клеткам. При этом связанные с транскортином ГК не обладают биологической активностью. Часть ГК (10-15%) связывается с альбумином. Таким образом, только небольшая часть ГК остается в свободной форме и обеспечивает физиологическую и фармакологическую активность ГК. У здоровых людей связывающая способность транскортина подвержена суточным колебаниям. У лиц, длительно леченных ГК, связывание ГК с транскортином снижено, а нормальные суточные колебания кортикостероидсвязывающей активности нивелируются. Следовательно, длительное лечение ГК оказывает влияние не только на эндогенную секрецию стероидов, но и на транспорт ГК в циркуляции. Существует несколько патологических состояний, которые потенциально могут негативно влиять на фармакологические свойства ГК. Так, у больных с гипоальбуминемией наблюдается увеличение частоты побочных эффектов на фоне терапии ГК, а у больных с циррозом печени отмечено нарушение конверсии преднизона в преднизолон. Развитие гипертиреоза приводит к снижению биодоступности ГК, что обусловлено нарушением абсорбции и усилением печеночного клиренса преднизолона. В то же время беременность не оказывает существенного влияния на эффективность терапии ГК и не приводит к увеличению частоты побочных эффектов. Хотя ГК проходят через плаценту, супрессии гипоталамо-гипофизарной оси и развития синдрома Кушинга у плода не наблюдается. Терапия ГК не приводит к увеличению частоты врожденных дефектов, хотя и может вызывать некоторое снижение массы плода. Предполагается, что вследствие очень низкой концентрации ГК в молоке у кормящих матерей прием этих препаратов матерями не дает серьезных нежелательных эффектов у новорожденных.

Метаболизм ГК ускоряется на фоне лечения такими препаратами, как фенитоин, карбамазепин, барбитураты, рифампин, которые индуцируют активность печеночных микросомальных ферментов. Лечение этими препаратами может привести к необходимости увеличения дозы ГК, и их по возможности следует избегать. С другой стороны, кетоконазол увеличивает биодоступность больших доз преднизолона за счет подавления активности печеночных микросомальных ферментов. Кроме того, биодоступность ГК снижается на фоне лечения антацидными препаратами. Прием ГК приводит к снижению уровня салицилатов, увеличению потребности в гипогликемических и гипотензивных средствах.

Для лечения ревматических заболеваний используются главным образом ГК короткого действия

— преднизолон и метилпреднизолон. Длительный прием триамсинолона (полькартолон, кенакорт) нежелателен из-за более частого развития мышечной атрофии, похудания, слабости, поражения ЖКТ, а дексаметазона (дексазон) — из-за выраженного подавления функции коры надпочечников и значительной задержки жидкости (таблица 3.1.).

Таблица 3.1. Характеристика глюкокортикоидных препаратов

Кортизолон ПреднизоТриамсиноМетилпредниДексаметазон лон лон золон

Эквивалентная доза, мг	20	5	4	4	0.75
Время полужизни, мин.	80-120	200-210	180-240	200-210	150-270
ГК-активность	0.8	4	5	5	25
Минералокортикоидная активность	1	0.8	0.5	0.5	0
Подавление гипофиза	1	4	5	5	40-50
Увеличение массы тела	++++	++	++++	+	+++
Мышечная атрофия	0	0	++++	0	+
Подавление функции нейтрофилов	++++	—	—	+	++
Гипертензия	++++	++	+	+	+++
Экхимозы	+++	++	++	+	++++
Угри, гипертрихоз	++++	++	+	0	+++
Поражение ЖКТ	++++	++	+	+	++++
Синдром Кушинга	++++	+++	+	+	++++
Психические нарушения	++++	+++	+++	+	+++

Механизм действия

ГК проявляют свою биологическую активность за счет связывания с цитоплазматическими глюкокортикоидными рецепторами, расположенными внутри клеток-мишеней, регулирующих транскрипцию нескольких генов. Полагают, что в каждой чувствительной к ГК клетке содержится от 10 до 100 стероидотвечающих генов. Гены, кодирующие синтез ГК-рецепторов, относятся к суперсемейству, в которое входят гены цитозольных рецепторов других стероидных гормонов, таких, как прогестерон, эстрогены, а также гормонов щитовидной железы, ретиноевой кислоты и витамина D (R. L. Miesfeld, 1990; P. S. Fuller, 1991). ГК-рецепторы экспрессируются почти во всех клетках, однако их плотность в разных клетках не одинакова. С помощью клонированной кДНК установлена первичная структура гена ГК-рецептора, состоящего из 800 аминокислотных остатков. Имеется один класс ГКрецепторов, не различающихся по структуре и аффинности к ГК в различных тканях. Однако минералокортикоидный рецептор также связывается с ГК с высокой аффинностью. С-терминальный участок неактивного ГК-рецептора связан с крупным белковым комплексом (примерно 300 kD), включающим две субъединицы стрессорного белка Hsp90. Кроме того, в состав этого комплекса могут входить и другие белки, такие, как иммунофилин с мол. массой 59 kD и различные ингибиторные белки. Hsp90 обеспечивает правильную сборку ГК-рецептора, способствуя приобретению конформации, оптимальной для связывания с ГК, и действуя, как чаперон для предотвращения локализации не связанного с ГК рецептора в ядре. После связывания ГК с рецептором происходит диссоциация Hsp90, позволяющая активированному ГК-рецептору очень быстро локализоваться в ядре и связаться с ДНК.

Экспрессия ГК-рецепторов регулируется различными факторами на транскрипционном, трансляционном и посттрансляционном уровнях (M. Karin и соавт., 1993). Длительная стероидная терапия вызывает подавление экспрессии ГК-рецепторов в циркулирующих моноцитах и лейкоцитах. Внутри клетки ГК-рецепторы образуют димер, который связывается с участками ДНК, получившими название глюкокортикоидотвечающих элементов (glucocorticoid response elements-GRE), расположенными в промоторном участке стероидотвечающего гена. Уровень транскрипции гена зависит от того, происходит ли индукция или репрессия гена.

ГК являются естественными регуляторами транскрипции генов нескольких цитокинов и других молекул, играющих важную роль в развитии воспаления (таблица 3.2.).

Таблица 3.2. Влияние ГК на экспрессию генов некоторых молекул, принимающих участие в развитии воспаления (R. P. Schleimer, 1993)

Влияние на экспрессию генов

подавление	усиление
Цитокины: ИЛ -1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-a, ÈÔ-y, ГМ-КСФ	Ингибитор активатора плазминогена
Эластаза	Вазокортин, липокортин
Активатор плазминогена	Нейтральные эндопептидазы
Коллагеназа	Рецепторы для гормонов
Циклооксигеназа
Синтетаза окиси азота

Недавно было показано, что ГК-рецепторы взаимодействуют с различными факторами транскрипции, что может иметь важное значение для реализации их противовоспалительного эффекта (P. J. Barnes и I. Adcoch, 1993). Например, ГК являются мощными ингибиторами транскрипции гена коллагеназы, индуцированной ФНО-а и форболовым эфиром, которая регулируется фактором транскрипции — активаторным белком-1 (АБ-1). Последний является гетеродимером Fos и Jun белков, являющихся продуктами протоонкогенов c-fos и c-jun. АБ-1 образует белковый комплекс с

активированными ГК-рецепторами в ядре, вызывая репрессию связывания ДНК. Полагают, что ГК могут подавлять эффекты тех цитокинов, действие которых обусловлено активацией АБ-1. Например, ФНО-а и форболовый эфир увеличивают связывание АБ-1 с ДНК, которая ингибируется ГК. Этот эффект опосредуется взаимодействием с GRE, что вызывает репрессию соответствующих цитокиновых генов. Установлено, что гены цитокинов особенно чувствительны к ингибиторному действию ГК. Например, ген ИЛ-6 имеет не менее 4 отрицательных GRE, расположенных очень близко к промоторному участку, и 1 GRE, локализующийся около участка, с которого начинается транскрипция. Кроме того, ГК усиливают разрушение иРНК таких цитокинов, как ИЛ-1, ИЛ-3 и ГМ-КСФ.

ГК не только блокируют синтез цитокинов, но и могут отменять их эффекты за счет нескольких механизмов. Один из них связан с подавлением синтеза некоторых цитокиновых рецепторов, в частности ИЛ-2Р. Некоторые цитокины оказывают свое действие за счет активации факторов транскрипции, таких, как АБ-1 и NFkB, которые активируют или репрессируют мишеневые гены, в то время как ГК оказывают противоложное влияние на ГК-рецепторы. Так, ФНО-а активируют АБ-1 и NFkB, и эта активация подавляется ГК. Стимуляция Т-лимфоцитов опосредуется активацией АБ-1, что приводит к индукции нескольких генов, кодирующих ИЛ-2, ИЛ-2Р, и пролиферации клеток. Эта активация также подавляется ГК. Кроме того, ГК могут ингибировать экспрессию генов цитокинов опосредованно. Например, ЦсА (глава 10) подавляет транскрипцию гена ИЛ-2, блокируя связывание специфического фактора транскрипции, так называемого ядерного фактора активации Т-клеток (NF-AT), который реагирует с распознающей последовательностью ИЛ-2 промотора. Поскольку NF-AT образует комплекс с АБ-1, предполагается, что ГК, блокируя АБ-1, могут интерферировать с NF-AT и таким образом подавлять транскрипцию гена ИЛ-2.

Описаны следующие механизмы, обеспечивающие противовоспалительный, антидеструктивный и иммунный эффекты терапии ГК:

1.Предотвращение миграции лейкоцитов в зону воспаления за счет подавления экспрессии молекул адгезии (ELAM-1 и IСАМ-1) ЭК и транскрипции генов провоспалительных цитокинов

(ИЛ-1, ФНО-а, ИЛ-8).

2.Индукция синтеза липокортина — ингибитора активности фосфолипазы А2.

3.Подавление активности ЦОГ-2.

4.Негативная регуляция экспрессии генов металлопротеиназ (коллагеназа, стромелизин), которая может быть связана как с ингибицией синтеза ИЛ-1 и ФНО-а, усиливающих экспрессию генов металлопротеиназ, так и с подавлением активности фактора транскрипции (АБ-1),

участвующего в регуляции экспрессии генов металлопротеиназ.

ГК блокируют образование иРНК и посттрансляционную экспрессию фосфолипазы À2, играющей ключевую роль в активации простагландинового каскада. Один из механизмов антипростагландиновой активности ГК связан с регуляцией синтеза липокортина (E. Solito и соавт., 1991; N. J. Goulding и соавт., 1990). Напомним, что липокортин-1 (также называемый аннексином-1), белок с мол. массой 37 kD, является членом суперсемейства, включающего по крайней мере 10 тесно связанных белков, и обнаруживается во многих клетках, особенно лейкоцитарной и эпителиальной природы. Липокортин предотвращает мобилизацию арахидоновой кислоты из мембранных фосфолипидов путем подавления гидролиза этих фосфолипидов фосфолипипазой À2 (G. Cirino и соавт., 1990). Это в свою очередь ингибирует синтез эйкозаноидов: ПГ, простациклинов, тромбоксана и ЛТ. Интересно, что один из представителей семейства липокортинов имеет сходство с белками цитоскелета, так называемыми кальпактинами, которые, образуя комплекс с фосфолипидами, отменяют их способность выполнять роль субстрата для фосфолипазы (F. F. Davidson и соавт., 1987). Недавно было обнаружено, что липокортин-1 подавляет индуцированный ИЛ-1 хемотаксис нейтрофилов, образование супероксидных радикалов, ПГЕ2 и ЛТ (M. Perretti и соавт., 1993), то есть in vitro проявляет противовоспалительные эффекты, аналогичные тем, которые характерны для ГК (M. Perretti и соавт., 1987; R. J. Flower, 1990).

Однако более универсальный механизм противовоспалительной и антидеструктивной активности ГК связан с прямым подавлением транскрипции генов ферментов, участвующих в образовании липидных медиаторов. Показано, что ГК ингибируют транскрипцию цитозольной формы фосфолипазы À2, индуцированной цитокинами, подавляют экспрессию генов цитокининдуцированной ЦОГ-2 в

моноцитах (J. L. Masferrer и соавт., 1994) и синтез самой ЦОГ-2 (J-Y. Fu и соавт., 1990).

Кроме того, ГК оказывают влияние на метаболизм воспалительных медиаторов. Например, брадикинин расщепляется несколькими ферментами, включая АПФ и нейтральную эндопептидазу, которые индуцируются ГК. Нейтральная эндопептидаза играет роль в расщеплении тахикинина, которая высвобождается из чувствительных нервных окончаний. Очевидно, что увеличение экспрессии нейтральной эндопептидазы может иметь значение в подавлении нейрогенного воспаления. Поскольку ЛТВ4 и ФАТ индуцируют экспрессию c-fos, c-jun и активируют связывание АБ-1 в воспалительных клетках, эффекты этих медиаторов могут быть подавлены ГК. Это относится и к окиси азота, образование которой индуцируется несколькими цитокинами, активирующими синтетазу окиси азота. ГК оказывают опосредованное (за счет подавления синтеза цитокинов) и прямое ингибирующее (на уровне транскрипции генов) влияние на экспрессию молекул адгезии, таких, как IÑÀÌ-1 и Е-селектин (B.