Введение
Кишечник – самый большой орган человеческого тела, выстланный слизистой оболочкой; суммарно его площадь составляет более 400 м2. Одной из основных функций слизистой оболочки кишечника является барьерная, т.е. обеспечение защиты от проникновения в кровь «чужеродных» организму веществ. В последние годы появляется все больше данных, указывающих на то, что нарушение барьерной функции кишечника может играть значительную роль в развитии метаболических расстройств, справедливо считающихся эпидемией XXI в.: ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), сахарного диабета (СД) 2 типа. Предполагается, что повышенная проницаемость слизистой оболочки кишечника вследствие нарушения барьерной функции вызывает бактериальную транслокацию, которая может инициировать вялотекущее воспаление (или, как его еще называют, «воспаление, ассоциированное со старением») при различных заболеваниях. Так, дисфункция эпителиального барьера кишечника и повышенная проницаемость описаны у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, синдромом раздраженного кишечника, СД 1 и 2 типов, алкогольной болезнью печени, неалкогольным стеатогепатитом, циррозом печени, острым панкреатитом, первичным склерозирующим холангитом, хронической болезнью почек, депрессией, хронической сердечной недостаточностью (ХСН).
Маркеры повышенной проницаемости слизистой оболочки кишечника
О повышенной проницаемости слизистой оболочки кишечника свидетельствует обнаружение в крови эндотоксинов, в частности липополисахарида (ЛПС) грамотрицательных бактерий, а также антител к антифлагеллину и антилипиду А и повышение уровня провоспалительных цитокинов. Нужно отметить, что ЛПС может детектироваться в крови даже здоровых людей, но у пациентов с ССЗ, нарушением углеводного и липидного обменов, с неалкогольной жировой болезнью печени его концентрация значительно выше [1]. В качестве потенциального маркера повышенной проницаемости также рассматривается зонулин – белок, синтезируемый слизистой оболочкой кишечника в ответ на различные стимулы, который обратимо регулирует кишечную проницаемость: связываясь с рецепторами плотных межклеточных контактов, вызывает сокращение цитоскелета эпителиоцитов, открывая зоны между клетками эпителия для пассажа веществ, что повышает проницаемость кишечной стенки [2]. Уровень зонулина может повышаться как в крови, так и в кале пациентов с аутоиммунными заболеваниями, СД 1 типа, болезнью Крона, целиакией, шизофренией и хронической болезнью почек [2].
Повышение содержания зонулина в крови также было обнаружено при артериальной гипертензии (АГ) в небольшом исследовании S. Kim et al. [3] с участием 22 пациентов с АГ (систолическое артериальное давление [САД] – 155,8±3,4 мм рт.ст.) и 18 здоровых добровольцев (САД – 121,1±1,5 мм рт.ст.). Уровень зонулина составил 42,64±2,67 нг/мл у больных АГ, 28,40±2,06 – у здоровых лиц (р=0,0002) и прямо коррелировал с величиной САД (R2=0,5301; р<0,0001). Помимо этого, у больных АГ отмечено повышенное содержание белка, связывающего жирные кислоты (1,95±0,21 против 1,22±0,12 нг/мл; р=0,0052), и ЛПС (97,11±24,72 против 39,04±9,52 пг/мл; р=0,0395), а также повышение экспрессии провоспалительных Т-хелперов 17 (Th17) в кишечнике, что указывает на активацию воспаления и повышенную кишечную проницаемость.
В той же работе на основании изучения состава кишечной микробиоты у всех обследуемых показано, что микробиота и бактериальные метаболиты, такие как бутират, связывают проницаемость барьера слизистой оболочки кишечника и высокое САД. Было установлено, что между способностью бактерий продуцировать бутират и уровнем САД имеется обратная взаимосвязь, а представленность бактерий, способных его продуцировать (особенно Eubacterium rectale), оказалась ниже у больных АГ. Так, представленность родов Rosebria и Eubacterium у пациентов с АГ составила всего 49–67% от таковой у здоровых лиц. Это открытие было подтверждено измерением уровня бутирата в крови, который оказался значительно ниже у больных АГ. Дополнительно в экспериментах на мышах показано, что введение бутирата мышам с АГ, развившейся в результате длительной инфузии ангиотензина II, на протяжении 4 недель снижает уровень среднего АД с 147,3±6,2 до 122,9±7,0 мм рт.ст. Полученные результаты указывают на то, что повышенная проницаемость слизистой оболочки кишечника и изменение состава кишечной микробиоты могут быть как одним из звеньев патогенеза АГ, так и «мишенью» при лечении пациентов с АГ.
Было установлено, что у пациентов с ХСН в кишечнике присутствует патогенная микрофлора и имеется повышенная проницаемость слизистой оболочки, которая коррелирует с тяжестью заболевания, выраженностью венозного застоя крови и воспалительных реакций. Транслокация кишечной микрофлоры и/или ее токсинов из кишечника в кровоток рассматривается как возможный триггер системного воспаления при ХСН [4]. Ряд данных [5–6] указывает на то, что при ХСН запускается порочный круг – в результате нарушения нормального сосудистого барьера увеличиваются концентрация ЛПС в крови и выраженность системного вялотекущего воспаления, которое в свою очередь усугубляет течение сердечной недостаточности.
Роль повышенной проницаемости слизистой оболочки кишечника в развитии атеросклероза и других ССЗ
В последнее время активно обсуждается роль синтезируемого некоторыми бактериями триметиламина и его оксида в развитии атеросклероза и других ССЗ [7]. Триметиламиноксид (ТМАО) образуется в организме человека из триметиламина – продукта переработки L-карнитина, холина, бетаина и лецитина кишечной микробиотой. Триметиламин всасывается стенками кишечника, поступает в кровь, далее попадает в печень, где превращается в ТМАО. В исследованиях in vivo обнаружено, что концентрация в крови триметиламина и его оксида зависит не только от представленности микроорганизмов, способных продуцировать триметиламин, но и от степени проницаемости кишечного барьера [8]. Так, например, развитие АГ у модельных животных происходит именно на фоне повышения проницаемости кишечной стенки для триметиламина [9]. Также имеются данные [10], согласно которым, наряду с превращением триметиламина в TMAO, связующим фактором между проницаемостью кишечной стенки, кишечной микробиотой и АГ является метаболизм холина и фосфатидилхолина в кишечной микробиоте.
Результаты недавно опубликованного мета-анализа [11] 19 проспективных исследований с участием 19 256 человек указывают на то, что повышенный уровень ТМАО ассоциируется с увеличением риска неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и смерти от любых причин. Крупными неблагоприятными сердечно-сосудистыми событиями (MACE – major adverse cardiovascular events) считали инфаркт миокарда, инсульт, трансплантацию сердца, сердечную недостаточность, другие ишемические сердечно-сосудистые события, смерть от ССЗ или любых причин; всего зафиксировано 3315 неблагоприятных исходов.
У обследуемых участников с повышенными уровнями TMAO риск МАСЕ оказался на 62% выше (объединенный относительный риск [ОР]=1,62, 95% доверительный интервал [ДИ] – 1,45–1,80), а риск смерти от любых причин – на 63% выше (ОР=1,63, 95% ДИ – 1,36–1,95), чем у лиц с низким содержанием ТМАО. Помимо этого, у лиц с повышенными концентрациями предшественников TMAO (L-карнитина, холина или бетаина) риск развития МАСЕ был в 1,3–1,4 раза выше, чем у людей с низким их содержанием.
Нужно отметить, что имеющиеся данные о влиянии ТМАО на организм человека достаточно противоречивы. С одной стороны, как показал вышеупомянутый мета-анализ [11], повышенный уровень ТМАО ассоциируется с увеличением риска неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и смерти от любых причин. С другой стороны, ТМАО содержится в рыбе – одном из главных компонентов самой здоровой диеты – средиземноморской [12]. По данным M.E. Dumas et al. [13], концентрация ТМАО в моче японцев значительно больше, чем у жителей США, тем не менее продолжительность жизни выше в Японии, тогда как смертность от возраст-ассоциированных заболеваний выше в США. Некоторые исследователи [14] считают более правильным определять концентрацию одного триметиламина или рассчитывать соотношение триметиламина к его оксиду, поскольку предполагают, что именно триметиламин оказывает токсическое воздействие, в т.ч. на кардиомиоциты. Повышение концентрации триметиламина и его негативное влияние могут быть следствием повышенной проницаемости слизистой оболочки кишечника в совокупности с чрезмерным ростом бактерий, способных его производить, большинство из которых считаются условно патогенными.
В последние годы также были получены данные о стимуляции и прогрессировании атеросклероза и эндотелиальной дисфункции (ЭД) на фоне воздействия ЛПС бактерий. Так, в одной из работ [15] продемонстрирована миграция ЛПС Escherichia coli в атеросклеротические бляшки сонных артерий. У пациентов с атеросклерозом (n=10) содержание в крови ЛПС (79,0±10,7 против 43,5±11,9 пг/мл; p<0,001) и зонулина (4,5±0,7 против 2,2±1,1 нг/мл; p<0,001) оказалось значительно выше, чем в группе контроля (n=15). Кроме того, уровень циркулирующего ЛПС коррелировал с содержанием зонулина (r=0,553; p<0,05) и растворимых toll-подобных рецепторов 4-го типа (TLR4 – toll-like receptor 4) (r=0,490; p<0,05). Концентрация ЛПС в атеросклеротических бляшках сонных артерий составила 42,3±8,0 пг/мл и в значительной степени коррелировала с уровнем циркулирующего ЛПС (r=0,668; p<0,05). При этом концентрация ЛПС в крови, аналогичная таковой, обнаруженной в атеросклеротической бляшке, приводила к дозозависимой активации TLR4 в сонных артериях, тем самым запуская каскад воспалительных реакций. Иммуногистохимический анализ атеросклеротических бляшек после эндартерэктомии обнаружил иммунореактивность к антителам ЛПС Escherichia coli во всех образцах сонных артерий (от 10 пациентов). Таким образом, в данной работе получены свидетельства того, что ЛПС Escherichia coli присутствует в атеросклеротической бляшке сонной артерии (но не в нормальной артерии) и может провоцировать воспаление через взаимодействие с TLR4. В другом исследовании [16] показано, что помимо непосредственной активации процессов воспаления, ЛПС стимулирует отложение липидов в фибробластах адвентиции за счет повышения экспрессии белка, связанного с дифференцировкой жировой ткани.
Таким образом, за последние годы появились новые данные, указывающие на важную роль нарушения барьерной функции и повышенной проницаемости слизистой оболочки кишечника в развитии и прогрессировании ССЗ – причины смертности номер один во всем мире. Более того, уместно предположить, что повышенная кишечная проницаемость может быть не только одним из ключевых звеньев патогенеза ССЗ, но и «точкой приложения» для лекарственной терапии.
Корректор повышенной кишечной проницаемости ребамипид
В настоящее время среди лекарственных препаратов существует единственный корректор повышенной кишечной проницаемости – это гастро- и энтеропротектор ребамипид. Он является первым и единственным регулятором синтеза простагландина Е2 в слизистой оболочке желудка и простагландинов Е2 и I2 в содержимом желудочного сока; оказывает цитопротекторное действие в отношении слизистой оболочки желудка при повреждающем воздействии этанола, кислот, щелочей и ацетилсалициловой кислоты. Препарат был разработан и синтезирован в Японии; используется в клинической практике преимущественно азиатских стран с 1990 г. С недавних пор доступен и в нашей стране под коммерческим названием «Ребагит».
Согласно инструкции к препарату, показаниями к назначению ребамипида являются: 1) язвенная болезнь желудка; 2) хронический гастрит с повышенной кислотообразующей функцией желудка в стадии обострения, эрозивный гастрит; 3) профилактика возникновения повреждений слизистой оболочки на фоне приема нестероидных противовоспалительных средств. В российских клинических рекомендациях «Коморбидная патология в клинической практике. Алгоритмы диагностики и лечения» [17] эксперты рассматривают ребамипид в качестве эффективного средства профилактики гастро- и энтеропатий, ассоциированных с длительным применением нестероидных противовоспалительных средств.
Помимо гастро- и энтеропротективного действия, ребамипид обладает рядом плейотропных свойств: противовоспалительным [18], антиоксидантным [19], ангиогенным [20], устраняет повышенную проницаемость слизистой оболочки кишечника и других органов (роговицы, века, полости рта) [21–25], защищает слизистые оболочки от повреждающего действия различных агентов [24], способствует заживлению повреждений и восстановлению эпителиоцитов [21–23, 25]. Исследования показали, что ребамипид устраняет повышенную кишечную проницаемость посредством усиления (восстановления) нарушенных плотных межклеточных контактов. При этом он действует на всех трех структурных уровнях слизистой оболочки. Так, на первом уровне (слизь, покрывающая эпителий) ребамипид стимулирует восстановление слизистого слоя; на втором (клетки эпителия) – регенерирует клетки эпителия, «сшивает» нарушенные контакты между ними; на третьем (нервно-мышечный слой под эпителием, обеспечивающий кровоснабжение слизистой оболочки) – улучшает кровоснабжение, способствуя регенерации эпителия, и регулирует воспалительный ответ.
Повышенная проницаемость кишечной стенки и эндотелиальная дисфункция
Совсем недавно появились данные, свидетельствующие, что повышенная кишечная проницаемость может приводить к возникновению ЭД, являющейся одним из важнейших звеньев патогенеза многих ССЗ. Эндотелий – это непрерывный монослой плоских клеток мезенхимального происхождения, выстилающий внутреннюю поверхность кровеносных и лимфатических сосудов и являющийся барьером между кровеносным руслом и стенкой сосуда. Кроме барьерной, эндотелий выполняет ряд важных функций: участвует в регуляции сосудистого тонуса, гемостаза, клеточного и гуморального иммунного ответа, миграции лейкоцитов в сосудистую стенку, синтеза про- и противовоспалительных факторов, поддерживает анатомическое строение сосудов. Эндотоксины бактерий, проникающие в кровоток вследствие повышенной кишечной проницаемости, оказывают повреждающее воздействие на эндотелий сосудов, в результате чего нарушается его нормальное функционирование и возникает ЭД. Многочисленные клинические и экспериментальные исследования показали, что эндотелиальные прогениторные клетки (ЭПК), или клетки-предшественники, играют решающую роль в восстановлении повреждений эндотелия и поддержании эндотелиальной функции: при повреждении сосудов они могут мобилизоваться из костного мозга в кровоток и дифференцироваться в эндотелиальные клетки на поврежденных участках.
В 2019 г. опубликованы результаты небольшого исследования [26], указывающие на то, что повышенный уровень ТМАО – одного из маркеров повышенной кишечной проницаемости – не только ускоряет развитие атеросклероза и провоцирует воспаление, но и вызывает изменение числа и функции ЭПК, что способствует ЭД. В этом исследовании участвовали пациенты со стабильной стенокардией (n=81; медиана возраста – 68 лет; 69% мужчин), у которых оценивали эндотелий-зависимую вазодилатацию (ЭЗВД) и содержание в крови ТМАО, циркулирующих ЭПК, С-реактивного белка (СРБ) и интерлейкина-1β (ИЛ-1β). За время наблюдения (медиана 1,5 года) зафиксировано 16 (19,8%) случаев МАСЕ (2 случая нефатального инфаркта миокарда и 14 – реваскуляризации целевой коронарной артерии). Анализ выживаемости по методу Каплана–Мейера показал, что у пациентов с высоким уровнем ТМАО (n=41) выживаемость без неблагоприятных событий оказалась ниже (лог-ранговый критерий; р=0,004) по сравнению с пациентами с низким содержанием ТМАО (n=40), тогда как выживаемость пациентов с низкими и высокими значениями ЭЗВД (лог-ранговый критерий; р=0,105) и высоким и низким уровнями циркулирующих ЭПК (лог-ранговый критерий; р=0,923) существенно не различалась.
Содержание в крови TMAO положительно коррелировало с уровнем СРБ (r=0,276; p=0,013) и ИЛ-1β (r=0,332; p=0,003), отрицательно – с уровнем циркулирующих ЭПК (r=-0,260; p=0,019 для клеток CD34+KDR+; r=-0,245, p=0,028 для клеток CD34+KDR+CD133+) и значениями ЭЗВД (r=-0,377; p=0,001). В свою очередь значения ЭЗВД положительно коррелировали с уровнем циркулирующих ЭПК (r=0,307; p=0,005 для клеток CD34+KDR+; r=0,275; p=0,013 для клеток CD34+KDR+CD133+) и отрицательно – с концентрацией СРБ (r=-0,450; p<0,001) и ИЛ-1β (r=-0,550; p<0,001). Многофакторный регрессионный анализ показал, что низкое содержание циркулирующих ЭПК и высокое – ИЛ-1β и ТМАО являются независимыми предикторами ЭД.
В этой же работе изучили воздействие TMAO на культивируемые ЭПК человека in vitro. Жизнеспособность ЭПК после 24-часовой инкубации с ТМАО в различных концентрациях существенно не различалась, однако было установлено, что ЭПК, обработанные высокими дозами TMAO, содержат значительно более высокие концентрации ИЛ-6, СРБ и фактора некроза опухоли-α. Кроме этого, обработка TMAO приводила к снижению продукции оксида азота культивируемыми ЭПК.
Таким образом, в этом исследовании получены доказательства того, что у пациентов со стабильной стенокардией повышенный уровень ТМАО, возникающий вследствие повышения проницаемости кишечной стенки, является одним из независимых предикторов ЭД и ассоциируется с уменьшением количества циркулирующих ЭПК и увеличением концентрации провоспалительных цитокинов, а повышенная кишечная проницаемость может быть одним из ключевых механизмов развития ЭД при ССЗ.
В настоящее время роль ЭД в возникновении и прогрессировании ССЗ считается доказанной, при этом сама она уже давно является не только предметом исследований, но и «мишенью» при лечении различной сердечно-сосудистой патологии. Известно несколько групп лекарственных средств, оказывающих благоприятное действие на функцию эндотелия: статины, ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, блокаторы кальциевых каналов, нитраты, синтетические аналоги простациклина, ацетилсалициловая кислота. Имеются веские основания полагать, что к этому списку может примкнуть и ребамипид, на сегодняшний день являющийся единственным препаратом, способным устранять повышенную проницаемость кишечной стенки. В пользу потенциальной эффективности ребамипида при эндотелиальной дисфункции также свидетельствует наличие у него антиоксидантного и противовоспалительного действий, однако это пока только предположение, для подтверждения которого необходимы дальнейшие клинические исследования.
В последние годы также появилась информация о том, что повышенная проницаемость кишечной стенки, в частности для ТМАО, может способствовать развитию и прогрессированию атеросклероза. Поскольку ребамипид устраняет повышенную кишечную проницаемость и восстанавливает целостность защитного барьера кишечника, уместно предположить, что его применение могло бы замедлить или даже предотвратить атеросклеротическое поражение артерий.
Подобная гипотеза была проверена в корейском экспериментальном исследовании [27], в котором для индуцирования атеросклероза 7-недельных самцов мышей с дефицитом аполипопротеина Е (АпоЕ) кормили западной диетой. В течение 8 недель мышам перорально вводили ребамипид в дозе 100 мг/кг/сут или статин в дозе 25 мг/кг/сут (положительный контроль), затем их умерщвляли. Гистологическое исследование образцов аорты показало, что терапия ребамипидом или статином уменьшает образование атеросклеротических бляшек по сравнению с негативным контролем. Для количественной оценки эффектов ребамипида и статина рассчитывали площадь атеросклеротического поражения, которая оказалась меньше по сравнению с негативным контролем, причем ребамипид демонстрировал больший антиатеросклеротический эффект, чем статин.
По сравнению с негативным контролем применение ребамипида приводило к снижению уровней аспарагиновой и аланиновой аминотрансфераз, общего холестерина и липопротеидов низкой плотности в крови АпоЕ-дефицитных мышей, что свидетельствует о его потенциальном гиполипидемическом действии. Способность ребамипида регулировать липидный метаболизм также исследовали in vitro, для чего культуру клеток моноцитов человека THP-1 обрабатывали ребамипидом в концентрации 100, 250, 500 и 1000 мкМ в присутствии липопротеидов низкой плотности. Спустя 24 часа оценивали накопление клетками липидных капель. Было установлено, что ребамипид ингибирует накопление липидных капель и образование пенистых клеток дозозависимым способом. В совокупности эти данные указывают на то, что ребамипид обладает потенциалом контролировать липидный метаболизм.
Иммуногистохимический анализ in vitro продемонстрировал значительное подавление экспрессии ИЛ-17 и VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule 1, сосудистая молекула клеточной адгезии) и повышение экспрессии Foxp3 (Foxp3 – белок-регулятор [транскрипционный фактор] развития и функционирования регуляторных Т-клеток) у мышей, получавших ребамипид, по сравнению с контролем. Регуляторное действие ребамипида на провоспалительные цитокины также было подтверждено ex vivo. С этой целью спленоциты мышей стимулировали ЛПС в течение 72 часов, затем обрабатывали ребамипидом в дозе 20 или 100 мкM. Результаты показали, что по сравнению с контролем ребамипид снижал экспрессию фактора некроза опухоли-α и ИЛ-6, но практически не влиял на ИЛ-1β.
Влияние ребамипида на баланс между Т-хелперами 17 (Th17) и регуляторными Т-клетками (Treg) также исследовали ex vivo, для чего спленоциты АпоЕ-дефицитных мышей обрабатывали ребамипидом или статином (положительный контроль). Конфокальная микроскопия показала, что по сравнению с негативным контролем у АпоЕ-дефицитных мышей с атеросклерозом экспрессия Th17 увеличивалась, а Treg, напротив, снижалась. Лечение ребамипидом или статином приводило к снижению популяции Th17 и увеличению – Treg, что в итоге увеличивало соотношение Treg/Th17 и свидетельствовало не только о регуляторном, но и о противовоспалительном действии ребамипида.
Таким образом, в данной работе установлено, что ребамипид замедляет развитие атеросклероза у АпоЕ-дефицитных мышей посредством контроля баланса между Th17 и Treg, подавляет продукцию провоспалительных цитокинов, а также ингибирует образование липидных капель in vitro и контролирует липидный метаболизм in vivo. Полученные результаты открывают перспективы для применения ребамипида в кардиологической практике с целью замедления или предотвращения развития и прогрессирования атеросклеротического поражения артерий.
Заключение
Несмотря на несомненные успехи, достигнутые в лечении и профилактике ССЗ, заболеваемость и смертность от них по-прежнему сохраняют лидирующие позиции во многих странах мира, поэтому любые экспериментальные и клинические исследования, направленные как на изучение патогенеза и молекулярной основы ССЗ, так и на разработку и создание новых лекарственных препаратов, актуальны и востребованы. Исследования последних лет свидетельствуют о том, что одним из значимых механизмов развития ССЗ может быть повышенная проницаемость кишечной стенки. При этом устранение/снижение повышенной кишечной проницаемости может стать самостоятельной целью в лечении и профилактике ССЗ, однако для подтверждения данного предположения необходимы дальнейшие исследования. На сегодняшний день единственным корректором повышенной кишечной проницаемости является гастро- и энтеропротектор ребамипид, который «сшивает» нарушенные плотные межклеточные контакты и устраняет дисфункцию кишечного барьера. Очевидно, что ребамипид обладает потенциалом для широкого использования в кардиологической практике, реализации которого должны предшествовать клинические исследования по применению препарата у пациентов с различными ССЗ.
Конфликт интересов
Помощь в публикации статьи оказана компанией PRO.MED.CS, что никоим образом не повлияло на собственное мнение авторов.
