Apoptosis in the pathogenesis of viral and drug-induced liver damages and the ways of its normalization


Reizis A.R., Borzakova S.N.

Central Research Institute of Epidemiology, Russian Inspectorate for the Protection of Consumer Rights and Human Welfare, Moscow
The level of apoptosis in the peripheral blood lymphocytes of children with drug-induced liver damage in the presence of tuberculosis significantly depends on the activity of the tuberculosis process and the degree of cytolysis and cholestasis. Ursodeoxycholic acid (UCDA) exerts a regulatory effect on apoptosis. UCDA use substantially more rapidly relieves the signs of cytolysis and cholestasis in children with liver damage induced by antituberculosis drugs.

Высокорегулируемую форму программированной смерти клетки с характерными морфологическими и биологическими признаками определяют как апоптоз. Термин «апоптоз» (греческое слово, соответствующее слову «листопад»: apo — отделение, ptosis — падение) введен в 1972 г. английскими исследователями J.F.Kerr, A.H.Wyllie, A.R.Currie. Апоптозу принадлежит важнейшая роль как в физиологических, так и в патологических условиях, поскольку и подавление, и неадекватное усиление ведут к патологическим изменениям органов и тканей. Избыточная активация апоптоза, наблюдаемая, в частности, при инфицировании клеток печени гепатотропными вирусами, обусловливает разрушение печеночной ткани. Ослабление же апоптотической гибели клеток, вызванное, например, мутацией гена, кодирующего проапоптогенный белок р53, служит одним из важнейших факторов канцерогенеза [1—6].

Апоптоз может регулироваться различными внешними и внутренними сигналами и направлен на освобождение от старых или наработанных в избытке клеток, от клеток с генетическими поломками и нарушениями процесса дифференцировки [7]. Смерть отдельных клеток часто полезна для всего организма, например, элиминация аутореактивных Т-клеток, гибель клеток при недостатке факторов роста, гибель клеток при эмбриональной и постэмбриональной дифференцировке, убийство клеток-мишеней Т-клетками или естественными киллерами и др. [8].

Важной особенностью апоптоза является то, что умирающая клетка сохраняет целостность своей
мембраны до полного завершения процесса и удаление умирающих клеток происходит без развития воспаления. В процессе апоптоза в клетке происходит цепочка изменений на молекулярном уровне. Многие из этих изменений являются уникальными и используются в качестве маркеров апоптоза, которые могут быть определены биохимическим, микроскопическим или цитометрическим методами.

Апоптоз при вирусных гепатитах В и С является результатом как прямого воздействия вируса, так
и опосредованного иммунной реакцией. Являясь универсальным биологическим механизмом,
апоптоз при вирусных гепатитах может приводить к избыточной гибели не только гепатоцитов, но и
других клеточных популяций, в первую очередь лейкоцитов, отражая либо системный иммуновоспалительный ответ на инфекцию, либо внепеченочную персистенцию вируса [4, 9, 10].

В результате исследований взрослых пациентов Е.В. Дмитриевой и соавт. [4] было установлено,
что на фоне хронических гепатитов В и С апоптоз гепатоцитов составляет от 12 до 65%. Вирусы гепатитов В и С повреждают не только клетки печени, но и лейкоциты крови, индуцируя их апоптоз.
Исследования показали, что уровень апоптоза мононуклеарных и полиморфно-ядерных лейкоцитов периферической крови пациентов с хроническими гепатитами превышает уровень апоптоза этих клеток у здоровых людей и коррелирует с наличием репликации вирусов гепатитов В и С в крови.

Изучением апоптоза лимфоцитов периферической крови (ЛПК) у детей с вирусными гепатитами
занимались А.Р. Рейзис, Н.В. Матанина [5]. В ходе исследования было показано, что в норме для
детей характерен достоверно более низкий уровень апоптоза ЛПК по сравнению с таковым у взрослых, что общебиологически закономерно, так как в растущем организме процессы пролиферации
клеток преобладают над явлениями их гибели. По данным исследования, как при острых, так
и при хронических вирусных гепатитах абсолютно преобладающим является усиление апоптоза. При
хронических гепатитах В и С у детей апоптоз ЛПК был повышен в 15—18 раз, а при острых гепатитах
В и С — более чем в 30 раз по сравнению с таковым у здоровых доноров [5, 11]. Инфицирование ЛПК
вирусами гепатитов В и С, нарушение процессов регуляции апоптоза в них приводят к снижению
функциональной активности иммунокомпетентных клеток, что способствует в свою очередь вирусной персистенции на фоне вторичного иммунодефицита [9, 12, 13].

Важным фактором, индуцирующим апоптоз гепатоцитов, является холестаз. По данным А.Р. Рейзис и соавт., с учетом тесной связи апоптоза с синдромом холестаза в качестве одного из основных препаратов, способных влиять на состояние апоптоза, в последние годы рассматривается урсодеоксихолевая кислота (УДХК). Являясь одним из лучших современных препаратов антихолестатического действия, УДХК в экспериментах демонстрирует выраженную способность регулировать апоптоз, в частности снижать его в случаях патологического усиления. Подтверждение этому впервые получено на примере урсосана в клиническом исследовании у детей на модели ВГ [5, 11].

Апоптоз при туберкулезе органов дыхания (ТОД) также играет существенную роль. Контроль
за микобактериями туберкулеза (МБТ), попавшими в организм, осуществляется широким спектром иммунокомпетентных клеток и продуцируемыми ими цитокинами. Важная роль отводится Т-лимфоцитам. Гибель Т-клеток происходит по апоптотическому пути [8]. По данным некоторых исследователей [14], у больных туберкулезом часто имеется ослабленный иммунный ответ на микобактериальные антигены и сниженный уровень иммунокомпетентных клеток в результате
повышения апоптоза Т-клеток (вторичный иммунодефицит). По данным Т.А. Шилько и соавт. [7],
у больных туберкулезом до начала лечения уровень апоптоза ЛПК в 2 раза превышает аналогичный
показатель у здоровых доноров.

При лекарственно-индуцированном поражении печени (ЛИПП) у больных ТОД на клетки крови, помимо МБТ, воздействуют противотуберкулезные лекарства. Одним из основных противотуберкулезных препаратов является рифампицин. Экспериментальные данные Е.А. Александровой (2007) показали, что рифампицин in vitro способен блокировать пролиферацию соматических клеток разного происхождения, а также индуцировать гибель части клеток по пути апоптоза. Гибель клеток тем интенсивнее, чем выше концентрация препарата и продолжительнее время инкубации.

Поиск препаратов, способных регулировать апоптотические процессы в клетке, управлять течением патологического процесса, является важной и перспективной задачей при ЛИПП.

Уровень апоптоза клеток на примере ЛПК при лекарственном поражении печени у больных туберкулезом заслуживает специального изучения. Вопрос апоптоза ЛПК при туберкулезе и ЛИПП
у детей не изучен.

Материалы и методы

Для определения распространенности ЛИПП проведено клинико-лабораторное обследование 114 детей с ТОД на базе детско-подросткового отделения Научно-исследовательского института фтизиопульмонологии Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова. У всех пациентов были отрицательные маркеры вирусных гепатитов В и С. Всем детям ежемесячно и чаще (при предъявлении жалоб диспептического характера) проводили биохимические анализы крови (билирубин общий и прямой, АЛТ, АСТ). Для диагностики ЛИПП среди детей с ТОД нами были взяты следующие критерии:

1. Лабораторные признаки поражения печени:
•уровень общего билирубина выше 20 мкмоль/л;
•уровень прямого билирубина выше 4 мкмоль/л;
• уровень АЛТ, АСТ выше 40 ЕД/л.
2. Временная связь с приемом лекарства.
3. Исключение других причин поражения печени.

В результате была выделена группа больных с ЛИПП, состоящая из 77 детей.

Дети с ТОД были разделены на 2 группы: в 1-ю вошли 77 детей с ЛИПП, во 2-ю — 63 ребенка без
признаков поражения печени. Для изучения влияния активности туберкулезного процесса на апоптоз ЛПК 2-я группа детей была разделена на 2 подгруппы: 43 ребенка с активным туберкулезом (первые 6 мес от начала противотуберкулезной терапии) и 20 детей с туберкулезом в фазе стихания активности процесса (более 6 мес противотуберкулезной терапии). Обследование на апоптоз ЛПК проводили в среднем 2—4 раза. Длительность наблюдения за пациентами составила от 1 до 6 мес.

В ходе исследования проводилось изучение влияния препарата УДХК (Урсосан) на апоптоз ЛПК
и клинико-лабораторное течение ЛИПП. Дети были рандомизированы в 2 группы сравнения: получавшие базисную терапию (n=38) и получавшие лечение препаратом УДХК (n=39). Все сравниваемые группы были сопоставимы по возрастно-половому составу и основным клиническим характеристикам. Дозу препарата УДХК назначали с учетом массы тела ребенка, она составляла 10—15 мг/кг в сутки, длительность приема препарата — 1—6 мес.

Регистрация апоптоза клеток осуществлялась с помощью проточной цитофлюориметрии после
окрашивания ДНК йодидом пропидия в качестве флюорохрома и измерения процента гиподиплоидных клеток на проточном цитофлюориметре EPICS-XL (BeckmanCoulter). В качестве нормы апоптоза ЛПК мы использовали данные, полученные в нашей клинике и приведенные в работе Н.В. Матаниной [5]. Установленная норма апоптоза ЛПК у здоровых детей составила 0,77±0,05%. Проведено 271 исследование на апоптоз ЛПК.

Результаты и обсуждение

В ходе исследования выявлена высокая частота распространенности ЛИПП среди детей с ТОД
(77 детей — 67,5%) с преобладанием этого вида поражения печени над вирусными гепатитами.
Сопоставляя полученные данные с результатами исследований других авторов, мы отметили продолжающуюся тенденцию нарастания частоты ЛИПП на фоне снижения распространенности
вирусного гепатита В среди детей, больных туберкулезом (рис. 1, см. на вклейке).

Проведенное в группе детей без ЛИПП исследование показало, что существует связь уровня апоптоза ЛПК с фазой туберкулезного процесса: у детей с активным туберкулезом выявлено увеличение
уровня апоптоза ЛПК до 1,2 (0,49—2,5)%, который достоверно снижается на фоне проводимой противотуберкулезной терапии в течение не менее 6 мес до 0,51 (0,21—0,82)% (рис. 2, см. на вклейке)
Наличие отягощенного преморбидного фона ведет к дополнительному увеличению апоптоза
ЛПК до 1,8 (0,43—2,42)%.

В ходе исследования выявлено, что ЛИПП ведет к нарушению процессов апоптоза и изменению его
показателей почти у всех детей (94,8%). Однако при этом впервые выявлен важный феномен разнонаправленности процесса апоптоза ЛПК: имеет место как его повышение, так и снижение. Например, при синдроме цитолиза в 27,9% случаев выявлено повышение апоптоза ЛПК, в 72,1% — понижение (рис. 3, см на вклейке).

Феномен разнонаправленности можно объяснить одновременным влиянием многих факторов на процесс апоптоза ЛПК у детей с ЛИПП на фоне ТОД. В частности, нам удалось установить, что уровень
апоптоза ЛПК достоверно зависит от выраженности цитолиза и холестаза. При нарастании цитолиза увеличивается и уровень апоптоза ЛПК: при АЛТ<3 норм апоптоз ЛПК составляет 0,35 (0,17—0,7)%, при АЛТ >3 норм — 0,83 (0,49—1,31)%.

Нами обнаружена также прямая корреляция между уровнем апоптоза ЛПК и показателями обмена билирубина: нарастанию холестаза сопутствует повышение уровня апоптоза ЛПК (р<0,05). Существует также обратная корреляция между уровнем апоптоза ЛПК и относительным количеством лимфоцитов в крови пациента, т. е. повышение уровня апоптоза ЛПК сопровождается относительной лимфопенией (р<0,05).

Полученные нами данные позволяют считать, что апоптоз ЛПК представляет собой важный информативный показатель состояния этих иммунокомпетентных клеток и звено патогенеза: при
активном туберкулезе органов дыхания его уровень повышен, а при ЛИПП имеет место высокая
частота нарушения (94,8%) и разнонаправленность показателей апоптоза ЛПК.

В этой ситуации поиск средств, позволяющих регулировать апоптоз, является актуальной задачей. Для выполнения этой задачи нами был выбран препарат УДХК (урсосан).

В ходе исследования было обнаружено, что на фоне приема урсосана улучшение показателей апоптоза ЛПК независимо от его направленности у детей с ТОД происходит достоверно чаще, чем
на фоне стандартной терапии, как при синдроме холестаза, так и при синдроме цитолиза (р=0,049
и р=0,004) (рис. 4, см. на вклейке).

Таким образом, в проведенном нами исследовании впервые обнаружено и достоверно продемонстрировано, что урсосан не только дает антиапоптотический эффект, как это было показано
ранее, но и оказывает регулирующее апоптоз ЛПК действие, ведущее к нормализации как при повышении, так и при снижении его уровня. Это может благоприятно сказываться на течении не только ЛИПП, но и туберкулеза в целом и может служить важным патогенетическим обоснованием его применения.

В результате исследования удалось показать благоприятное клиническое действие урсосана: явления лекарственно-индуцированного гепатита купировались достоверно и значительно быстрее на фоне приема урсосана, чем при проведении базисной терапии.

Сроки ликвидации цитолиза по показателям активности АЛТ в группе детей, получавших урсосан, были почти вдвое меньше, чем у пациентов, находившихся на стандартной терапии (29,6±4,8 и 49,6±5,7 дня соответственно; р=0,013), что позволило быстрее возобновить адекватную противотуберкулезную терапию.

Продемонстрировано также, что по сравнению с базисной терапией антихолестатическое действие
урсосана достоверно более выражено: нарастание холестаза на фоне продолжающегося приема противотуберкулезных препаратов под защитой урсосана происходило достоверно реже, чем при базисной терапии (14,7 против 50,0%; р=0,029) (рис.5, см. на вклейке).

Таким образом, в результате исследования выявлено как благоприятное патогенетическое действие, так и клиническая эффективность препарата урсосан при ЛИПП у детей с ТОД.

Выводы

1. На современном этапе ЛИПП является преобладающим видом патологии печени у больных
туберкулезом (67,5%).
2. Уровень апоптоза ЛПК достоверно связан с активностью туберкулезного процесса — повышен при активном туберкулезе и снижается в период стихания.
3. Особенностью ЛИПП является впервые выявленный феномен разнонаправленности изменений
апоптоза ЛПК, зависящий от соотношения активности туберкулезного процесса, выраженности
цитолиза и холестаза.
4. Урсодеоксихолевая кислота оказывает выраженное нормализующее действие на апоптоз ЛПК
как при его снижении, так и при повышении, что является патогенетическим обоснованием ее применения при ЛИПП у детей с туберкулезом органов дыхания.
5. В лечении ЛИПП у детей с туберкулезом органов дыхания достоверно эффективна урсодеоксихолевая кислота (урсосан), которая существенно быстрее купирует явления цитолиза и холестаза по сравнению с базисной терапией.


Literature


1. Аруин Л.И. Апоптоз и патология печени. Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол. и колопроктол. 1998; 8(2): 6—10.
2. Белушкина Н.Н., Северин С.Е. Молекулярные основы патологии апоптоза. Арх. пат. 2001; 63(1): 51—60.
3. Буеверов А.О., Грязин А.Е. Клинические аспекты изучения апоптоза при хронических вирусных гепатитах. Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол. и колопроктол. 2006; 2: 4—10.
4. Дмитриева Е.В. Роль апоптоза в патогенезе заболеваний печени различной этиологии: Автореф. дис. …д-ра мед. наук. М. 2003.
5. Рейзис А.Р., Матанина Н.В., Шмаров Д.А. Апоптоз и антиапоптотическая терапия при хронических гепатитах В и С. Детские инфекции. 2006; 5 (4): 11—14.
6. Kerr J.F., Wyllie A.H., Currie A.R.Apoptosis: a basic biological phenomen with wide-rinding implications tissue kinetics Brit. J. Cancer. 1972; 26: 239—257.
7. Шилько Т.А., Уразова О.И., Новицкий В.В. и др. Апоптоз, микро— и макроэлементный состав лимфоцитов крови у больных туберкулезом легких Клин. лаб. диагностика. 2008; 8: 24—26.
8. Пичугин А.В., Апт А.С. Апоптоз клеток иммунной системы при туберкулезной инфекции Пробл. туб. и бол. легких. 2005; 12: 3—7.
9. Grovatto M., Rozatto G. Peripheral blood neitrofils from hepatitis C virus infected patients are replication sites of the virus. J. Hematol. 2000; 85(40): 327—361.
10. Tsikrikoni A., Kyriakou D.S., Rigopoulouetal E.I. Markers of cell activation and apoptosis in bone marrow mononuclear cells of patients with autoimmune hepatitis type 1 and primary biliary cirrhosis. J. Hepatol. 2005; 42: 393—399.
11. Рейзис А.Р. Урсодеоксихолевая кислота — урсосан:действие и сферы применения в будущем. М. 2007.
12. Иванова М.Р., Чуланов В.П., Жемухова Р.Х. Клинико-эпидемиологическая характеристика и показатели апоптоза у больных хроническими вирусными гепатитами. Инфекц. бол. 2009; 3: 5—7.
13. Singh J., Arora А., Garg P.K. Antituberculosis treatmentinduced hepatotoxicity: role of predictive factors. Postgrad. Med. J. 1995; 71(836): 359—362.
14. Маянский, А.Н. Туберкулез (микробиологические и иммунопатогенетические аспекты). Иммунология. 2001; 2: 53—63.


Similar Articles


Бионика Медиа